BRPI1102892A2 - aparelho eletromecÂnico para simulaÇço de exercÍcios fÍsicos com pernas e braÇos - Google Patents
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Abstract
"APARELHO ELETROMECÂNICO PARA SIMULAÇçO DE EXERCÍCIOS FÍSICOS COM PERNAS E BRAÇOS", com as duas pedaleiras montadas em dois pantógrafos contínuos, com braços de sustentação paralelos predominantemente verticais, uma junção ortogonal e braços paralelos predominantemente horizontais articulados nos chassis do aparelho, e atuandosempre em oposição o movimento da esquerda e da direita através de travessas articuladas em eixos respectivamente vertical e horizontal, ligadas às barras paralelas verticais e horizontais por meio de tirantes, sendo os movimentos angulares das travessas transmitidos a freios eletromagnéticos com sistema de correias, polias e catracas que transformam os movimentos alternativos angulares em movimento rotativo de um só sentido nos volantes que tem freio eletromagnético, possuindo o painel de comando de frenagem é interpretação de sensores de movimento angular das travessas para informações ao usuário e alimentação de um "display" com trajetória recente da pedaleira.
Description
"Aparelho eletromecânico para , simulação de exercícios físicos com pernas e braços".
Refere-se o presente relatório a uma patente de invenção para um aparelho eletromecânico para simulação de exercícios físicos com pernas e braços, o qual permite um controle independente dos movimentos horizontais e verticais, bem como a combinação deles.
Os equipamentos de ginástica para exercícios cardiovasculares de academias procuram simular caminhadas, corridas, subidas e movimentos dos braços, e são, em sua maioria, convencionalmente compreendidos por esteiras ergométricas, bicicletas ergométricas, elípticos e escadas. Com exceção das esteiras ergométricas, todos os demais possuem sistemas de freio para exigir esforço do usuário. Normalmente os cursos ou trajetórias de pedais
e de manoplas são fixos/ e a amplitude de movimento é fixa. A regulagem de carga fica restrita ao sistema de freio, -com controle de intensidade em um painel.
Atualmente a tendência de treinamento físico exige alterações em trajetórias de passadas, e, por isso estão sendo criadas máquinas mais sofisticadas, que permitem alteração de amplitude do movimento e de inclinação da trajetória em relação ao plano horizontal.
Máquinas mais modernas tornaram o deslocamento horizontal independente, sem restrição de mecanismo, de modo que o usuário mude a amplitude por sua própria movimentação muscular. A presente invenção trata de um aparelho ,eletromecânico para simulação de exercícios físicos com pernas e braços que tem por objetivo tornar independentes de controle os movimentos horizontais e verticais e a combinação deles, com a adição de cargas controladas nas duas direções e suas combinações, e monitoração de amplitudes, para informação a um painel de instrumentos onde os parâmetros são exibidos em tela e a potência e o trabalho podem ser visualizados e armazenados em memórias. Outro" objetivo da presente invenção consiste
na possibilidade de escolha do exercício com apenas a programação de energia a gastar, facilitando o uso tanto para atletas—quanto para idosos ou pessoas em reabilitação.
Esses e outros objetivos e vantagens da presente invenção são alcançados com um aparelho eletromecânico para simulação de exercícios físicos com pernas e braços do tipo que apresenta .uma suspensão para os pedais formada por duas pedaleiras montadas em dois pantógrafos contíguos, com braços de sustentação paralelos predominantemente verticais, uma junção ortogonal e braços paralelos predominantemente horizontais articulados nos chassis do aparelho, e atuando sempre em oposição o movimento da esquerda e da direita através de travessas articuladas em eixos respectivamente vertical e horizontal, ligadas às barras paralelas verticais e horizontais por meio de tirantes, sendo os movimentos angulares das travessas transmitidos a freios eletromagnéticos com sistema de correias, polias e catracas que transformam os movimentos alternativos angulares em movimento rotativo de um só sentido nos volantes . que tem freio · eletromagnético, possuindo o painel de comando de frenagem e interpretação de sensores de movimento angular das travessas para informações ao usuário e alimentação de um "display" com trajetória recente dá pedaleira.
A presente invenção será descrita a seguir, com referência aos desenhos anexos, nos quais:
A figura 1 representa uma vista em elevação lateral do aparelho;
A figura 2 representa uma vista de planta do
aparelho;
A figura 3 representa uma vista frontal do
aparelho;
A figura 4 representa uma vista de planta de
um sistema de freio provido no aparelho;
A figura 5*representa uma vista em elevação do sistema de freio ilustrado na figura anterior;
A figura 6 representa uma vista de planta esquemática da transmissão do sistema de freio;
A figura 7 representa um detalhe em corte tomado segundo a linha mA-A'' da figura 4, ilustrando a região do freio magnético;
A figura 8 representa um detalhe em corte tomado segundo a linha xxB-B" da figura 4, ilustrando a região da polia motriz; A figura 9 representa üm detalhe em corte tomado segundo a linha wC-C" da figura 4, ilustrando a região do eixo com três polias;
A figura 10 representa uma vista frontal de um painel de comando e de monitoração do aparelho, e
A figura 11 apresenta uma vista em elevação lateral do aparelho recoberto por carenagem e com um usuário.
De acordo com as ilustrações, o aparelho eletromecânico para simulação de exercícios físicos, objeto da presente invenção, consiste em dois conjuntos pantográficos paralelos, cada um deles constituído por uma pedaleira 1 na extremidade de uma barra 2 horizontal, a qual possui, na extremidade oposta duas articulações 3 e 4, que estão suspensas nas extremidades inferiores de duas bielas 5 e 6 paralelas, longas, cujas extremidades superiores tem articulações 7 e 8. com "uma junção 9, que possui iam prolongamento 10 vertical, provido de duas articulações 11 e 12 , uma acima da outra. A essas articulações estão montadas as extremidades de dois braços 13 e 14 paralelos, que se estendem para trás do aparelho, onde se encontram colunas de seu chassi 15, sendo montadas as extremidades traseiras dos braços 13 e 14 em articulações 16 e 17. A figura 1 apresenta o conjunto pantográfico descrito, e também o conjunto pantográfico paralelo, onde a numeração das peças está acrescida da letra "A" para facilitar a compreensão.
Também visando a simplificar o desenho, o painel 18 de controle e monitoração tem apenas simbologia de fixação ao chassi da máquina, assim como o mancai 19 dos " braços móveis 20 e 20A.
As bielas 5 e 5A tem prolongamentos 21 e 2IA acima de suas articulações superiores 7 e 7A onde tem articulações 22 e 22A com tirantes 2 3 e 23A, que nas respectivas extremidades tem articulações 24 e 24A com os braços móveis 20 e 20A, os quais tem na parte superior ' manípulos 25 e 25A para que o usuário nelas se segure com as mãos.
Os dois pantógrafos executam movimentos
■ opostos, na direção vertical e na direção horizontal.
Para realizar a oposição horizontal, o chassi do aparelho recebe um mancai 26 do eixo 27 vertical com uma travessa 28 articulada nele ao centro e com articulações 29 e 29A esféricas, que servem de mancais a dois tirantes 30 e 30A os quais estão montados,· pelas extremidades opostas, em duas articulações 31 e 3lA existentes nas bielas 6 e 6A, acima de suas articulações 4 e 4A.
Para realizar a oposição vertical dos pantógrafos, a parte inferior do chassi 15 possui um mancai 32 de eixo 33 horizontal, o qual pivota, pelo centro, uma travessa 34 em cujas extremidades existem duas articulações e 35A, de dois tirantes 36 e 36A, que se dirigem para cima, montando-se em articulações 37 e 37A dos braços 14 e 14A.
Os movimentos das travessas 28 e 34 serão angulares e limitados, e poderão ser freiados, para exigir energia do usuário, por dois sistemas de freio eletromagnéticos 38 e 39 qüe são conduzidos pelos eixos 27 e 33 das travessas.
A figura 2 representa uma vista de planta do aparelho, simplificada, para melhor compreensão dos pantógrafos, retirando-se os braços móveis 20 e seus pertences, retirando-se o painel 18 e parte do chassi 15. Assim, ficam mais visíveis as travessas 28 e 34 e seus tirantes 30 e 36,' que são os responsáveis pelas oposições nos movimentos dos pantógrafos. A figura* 3 esta"'igüalmente simplificada, com a
eliminação de componentes como painel,' braços móveis 20, mancai 26, travessa 28 e pertences, para facilitar a observação do mecanismo de inversão de movimentos verticais.
Cada sistema de freio 38 e 39 deve produzir resistência aos movimentos angulares gerados pelos
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Os movimentos são angulares e alternativos e devem ser transformados em movimentos de rotação em um único sentido, para que freios magnéticos possam agir, em regimes de rotação que permitam frenagem eficiente.
Assim foi idealizado o sistema de freio eletromagnético que vem representado nas figuras 4, 5, 6, 7, 8 e 9^ Ele consiste em uma estrutura 39 em forma de caixa com 5 eixos paralelos, onde o primeiro eixo 4 0 consiste no eixo de um volante 41 de freio magnético convencional, com pista interna condutora elétrica frente a uma carreira de imãs permanentes com polos alternados e com aproximação motorizada controlada no painel 18. Esse volante tem uma polia* 42 pequena. A montagem 'dessa parte está detalhada na figura 7.
0 segundo eixo 4 3 é continuação de eixo 2 7 ou 33 da travessa 28 ou 34, e sendo que dentro da estrutura 39 é provida uma polia dupla 44, a qual tem duas pistas 45 e 46 para correias, lisas ou ranhuradas. A montagem dessa parte está detalhada na figura 8.'
0 terceiro eixo 47 possui três polias 48, 49 e 61. As polias 48 e 49 são idênticas e montadas ao eixo 47 por meio de catracas 50 e 51 invertidas. Esta montagem pode ser melhor observada na figura 9.
Os eixos quarto 52 e quinto 53 situam-se aos lados do eixo 47 e possuem polias 54 e 55 livres, para simples desvio de correia, vide figura 6.
As figuras ,4 e 6 mostram o posicionamento dos eixos 52 e 53 em relação aos demais.
Para concretizar a 'movimentação das polias, são montadas três correias. Essa montagem deve ser acompanhada nas figuras 4, 5 e 6. A correia 56 do freio passa pela polia 42 e vai até a polia 61. A correia 57 passa pela pista 46 da polia 44 e vai até a polia 49 do eixo 47. A correia 58 passa pela pista 45 da polia 44, passa por fora das polias 54 e 55, com inversão de 180 graus, e retorna para passar pela polia 48 do eixo 47.
Todos os eixos 42, 43, 47, 52 e 53 estão montados por rolamentos à estrutura 39.
0 eixo 43 recebe apenas movimentos' angulares, transmitidos pelas travessas 28 e 34 e seus eixos 27 . e 33. Por meio das correias 57 e 58, esses movimentos fazem girar, em sentidos opostos às polias 48 e 49. Essas polias transmitem seu movimento ao eixo 47 sempre no mesmo sentido de rotação, através de suas catracas 50 e 51 invertidas,, vide figura 9. Assim, a polia 61 gira sempre no mesmo sentido, e amplifica a velocidade angular transmitida pela correia 56 à polia pequena 42 do freio eletromagnético.
O aparelho de ginástica* tem dois desses conjuntos de freios, para permitir movimentos verticais e para permitir movimentos horizontais ou combinações entre esses movimentos.
Nos freios eletromagnéticos podem ser empregados sensores de movimento angular, nos eixos 43 ou nas polias 44 para detectar amplitudes. As informações de nivel de frenagem e de
amplitudes são "enviadas ao painel de comando e monitoração 18. Esse painel integra os dados com o tempo e pode assim informar ao usuário a cadência, as calorias despendidas, a potência, e colocar em um "display" 59 a trajetória atual de uma pedaleira. O painel de comando dispõe de teclas 60 para incrementar ou reduzir níveis de frenagem. O painel também poderá possuir entradas para ,dispositivos eletrônicos que recebem as memórias dos instrumentos e históricos assim como dispositivos que já trazem as regulagens pré-estabelecidas para o cliente.
Os braços do usuário também podem ser exercitados pelos movimentos forçados impulsionados nos manípulos 25 e 25A dos braços móveis 20 e 20A. Sem acionamento dos freios, a movimentação das pedaleiras 1 é absolutamente livre, para frente ou para trás, para cima e para baixo, e todas as combinações possíveis desses movimentos.
Para gasto de energia, os freios são
seletivamente acionados pelo painel 18.
Qualquer usuário, com qualquer disposição, sendo idoso ou jovem, saudável ou em recuperação física, pode usar este aparelho, pois os movimentos são livres, a frenagem é dependente de carga, mas também dependente de cadência.
Claims (5)
1.-viAparelho eletromecânico para simulação de exercícios físicos com pernas e braços", do tipo que compreende pedaleiras esquerda e direita, fixadas nas extremidades de barras, caracter i zado pelo fato de formar dois conjuntos pantográficos que sustentam as barras (2 e 2A) , cada conjunto formado por duas bielas longas (5 e 6, 5A e 6A) paralelas entre si, com articulações (3 e 4, 3A e 4A) junto a barra (2, 2A) , ditos conjuntos pantográficos prolongando-se para cima até articulações (7 e 8, 7A e 8A) de uma junção (9, 9A) , a qual tem um prolongamento vertical (10) com duas articulações (11 e 12, IlA e 12A) , uma disposta acima da outra, de onde partem dois braços (13 ê 14, 13A e 14A) paralelos e estendidos para a parte posterior do chassi (15) , montando-se. em articulações (16 e 17, 16A e l /A) das colunas desse chassi (15)% sendo" que as bielas (6 e 6A) dos lados esquerdo- e direito, à meia altura, articulações (31 e 31A) recebem dois tirantes (30 e 30A) ,, os quais nas extremidades opostas têm articulações esféricas (29 e 2 9A) nas extremidades de uma travessa (28) , com um eixo vertical (27) montado em um mancai (26) fixo ao chassi (15) do aparelho e ligado a um freio eletromagnético (38) , sendo que o chassi (15)possui, na parte inferior, outro mancai (32) , com eixo (33) horizontal e seu freio eletromagnético (39), que pivota pelo centro uma travessa (34) cujas extremidades tem articulações (35 e 35A) , onde recebem tirantes (36 e 36A) , que se dirigem para cima e se ligam em articulações (37 e 37A) dos braços (14 e 14A) .
2.-"Aparelho eletromecânico para simulação de exercícios físicos com pernas e braços", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos dois braços móveis (20 e 20A) articulados em mancai (19) fixo ao chassi (15)serem providos na parte superior de manípulos (25 e 25A) e na parte intermediária providos de articulações (24 e 24A) que recebem também as extremidades de tirantes (23 e 23A) que por sua vez tem suas extremidades opostas providas de articulações (22 e 22A) que recebem os extremos de prolongamentos (21 e 2IA) das bielas (5 e 5A) .
3.-"Aparelho eletromecânico para simulação de exercícios físicos com pernas e braços", de acordo com a reivi nd i cação 1, caract erizado pelo fato de cada freio eletromagnético ter uma estrutura (39) em forma de caixa com cinco eixos paralelos, três deles enfileirados e dois ucoxuuauoo' paxa o xauuo· uu J-a. w c:iau, xujnuamiu cloo-líil três conjuntos, de transmissão, sendo, o primeiro formado por um eixo (40) um volante (41) de freio magnético com pista interna condutora elétrica disposto a frente de uma carreira -de imãs permanentes com polaridades alternadas, e com aproximação motorizada controlada por painel, tendo esse volante (41) uma polia pequena (42); sendo o segundo conjunto de transmissão formado por iam eixo (43) externamente acoplado com o eixo (33) da travessa (34) ou com o eixo (27) da travessa (28); sendo que internamente à estrutura (39) é provido o terceiro conjunto de transmissão (44, 47, 48, 49, 61, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58) constituído por polias interligadas entre si e entre os outros conjuntos de transmissão por meio de correias.
4.-"Aparelho eletromecânico para simulação de exercícios físicos com pernas e braços", de acordo com a reivindicação. 3, caracterizado pelo fato de cada freio eletromagnético ter internamente à estrutura (39) uma polia dupla (44) com, pelo menos, duas pistas (45 e 46); sendo que o terceiro eixo (47) suporta três polias (48, 49 e 61), duas delas idênticas e montadas ao eixo (47) por meio de duas catracas (50 e 51) invertidas, sendo Uma polia (61) fixada ao eixo (47) e recebendo uma correia (56) , que vai até á polia (42) do eixo (40), estando os dois eixos (52 e 53) -montadas* nos dois lados do eixo (47) e com polias (54 e 55) * livres, sendo montada uma correia (58) na pista (45) da polia (44), passando por .fora nas „pol,ias (54. e 55) onde se eixo (47), sendo montada uma terceira correia (57) na pista (46) da polia (44) e na polia (49) do eixo (47).
5.-"Aparelho eletromecânico para simulação de exercícios físicos com pernas e braços", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do um painel de comando e de monitoração (18) ser fix*ado ao chassi (15), tendo comandos para os dois freios eletromagnéticos 38 e 39) , proporcionando incremento ou redução de frenagem e recebendo sinais de· sensores de movimento angular de cada polia (44) para integração com o tempo e exibição ao usuário de dados como calorias despendidas, cadência, potência, além de,»por meio*de um display, formar - a trajetória recente movimento de cada pedaleira (1 e IA).
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