PL247695B1 - Urządzenie treningowe, zwłaszcza do ćwiczeń astronautów - Google Patents

Abstract

Urządzenie charakteryzuje się tym, że zawiera liniowy siłownik pneumatyczny drugi usytuowany równolegle względem liniowych siłowników pneumatycznych pierwszych, przy czym siłownik pneumatyczny drugi ma tłoczysko drugie zwrócone w przeciwną stronę w stosunku do tłoczysk pierwszych siłowników pneumatycznych pierwszych, a końcówka tego tłoczyska drugiego jest przegubowo połączone z podłużnym popychaczem, który na swoim drugim końcu jest przegubowo połączony z dolnym końcem wspornika, z którym od góry połączone jest oparcie, przy czym pomiędzy dolnym końcem wspornika a oparciem (16, 17), wspornik jest obrotowo połączony z ramą (2), a ponadto z ramą (2) od strony każdego z jej boków połączony jest jeden pneumatyczny siłownik obrotowy, a z wałem każdego z tych pneumatycznych siłowników obrotowych jest połączony drążek (20) od strony jednego ze swoich końców, przy czym od strony swojego drugiego końca, usytuowanego powyżej siedziska (10), każdy drążek (20) ma rączkę (21).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie treningowe, zwłaszcza do ćwiczeń astronautów, przeznaczone do ćwiczeń całego ciała.

Z publikacji amerykańskiego opisu patentowego US 7744546 B2 znane jest urządzenie do rehabilitacji kończyn dolnych zawierające leżysko o regulowanym kącie nachylenia zamontowane przesuwnie w parze prowadnic w dolnej części, których zamontowane są podpórki pod stopy, przy czym każda z nich osadzona jest przesuwnie na szynach. Podczas rehabilitacji pacjent jest przypinany do leżyska pasem. Urządzenie wyposażone jest również w podpórki pod łydki.

Z polskiego opisu patentowego PL 195173 B1 znane jest urządzenie do rehabilitacji kończyn dolnych poprzez realizację ćwiczeń biernych stanowiące łóżko, na którego podstawie umieszczone jest odchylane łożysko, zawierające prowadnicę umieszczoną wzdłuż płaszczyzny leżyska, na której zamontowany jest podnóżek z umieszczonymi w nim czujnikami nacisku. Podnóżek oraz prowadnica wykonują naprzemienne ruchy wzdłuż płaszczyzny leżyska.

Z chińskiego opisu wzoru użytkowego CN 217041219 U znane jest urządzenie do rehabilitacji kończyn, zawierające dolną podstawę, do której zamocowane są dwie poręcze, siedzisko oraz mechanizm obrotu siedziska. W dolnej części urządzenia usytuowany jest masażer kończyn dolnych. Na dolnej podstawie usytuowany jest zbiornik na sprężone powietrze, do którego podłączone są dwa pionowo usytuowane liniowe siłowniki pneumatyczne, a na końcówce tłoczyska każdego z nich jest pedał nożny. Do podstawy zamocowana jest rama zawierająca słupki, na których zamocowane są rączki przeznaczone do chwytania rękami, pozwalające pacjentowi na wspieranie się na nich.

Z polskiego opisu patentowego PL 233327 B1 znane jest urządzenie do rehabilitacji kończyn dolnych zawierające podnóżki i prowadnice, w którym każda z prowadnic jest połączona przegubowo z ramieniem udowym połączonym przegubowo z ramieniem goleniowym zakończonym łożyskiem osadzonym w rowku prowadnicy oraz ułożyskowanym we wsporniku, którego dolna część połączona jest z tłoczyskiem siłownika, a na górnej jest zamontowany podnóżek, przy czym długość ramienia udowego oraz ramienia goleniowego jest regulowana.

Znane ze stanu techniki urządzenia nie są przystosowane albo są nie w pełni przystosowane do prowadzenia bezpiecznego treningu całego ciała, zwłaszcza w warunkach panujących na stacjach kosmicznych.

Urządzenie treningowe, zwłaszcza do ćwiczeń astronautów zawierające ramę, z którą połączone są dwa liniowe siłowniki pneumatyczne pierwsze oraz dwie równoległe względem nich prowadnice liniowe, w których przesuwnie osadzone są podnóżki, a po przeciwnej stronie, względem podnóżków, w tylnej części ramy, z każdą z prowadnic liniowych połączone jest przegubowo ramię udowe, które jest przegubowo połączone z ramieniem goleniowym połączonym przegubowo z podnóżkiem, przy czym każdy z podnóżków jest połączony z końcówką liniowego siłownika pneumatycznego usytuowanego równolegle względem prowadnicy liniowej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera liniowy siłownik pneumatyczny drugi usytuowany równolegle względem liniowych siłowników pneumatycznych pierwszych, przy czym siłownik pneumatyczny drugi ma tłoczysko drugie zwrócone w przeciwną stronę w stosunku do tłoczysk pierwszych siłowników pneumatycznych pierwszych, a końcówka tego tłoczyska drugiego jest przegubowo połączone z podłużnym popychaczem, który na swoim drugim końcu jest przegubowo połączony z dolnym końcem wspornika, z którym od góry połączone jest oparcie, przy czym pomiędzy dolnym końcem wspornika a oparciem, wspornik jest obrotowo połączony z ramą, a ponadto z ramą od strony każdego z jej boków połączony jest jeden pneumatyczny siłownik obrotowy, a z wałem każdego z tych pneumatycznych siłowników obrotowych jest połączony drążek od strony jednego ze swoich końców, przy czym od strony swojego drugiego końca, usytuowanego powyżej siedziska, każdy drążek ma rączkę.

Korzystnie oparcie jest w postaci oparcia dolnego, pod odcinek lędźwiowy, oraz oparcia górnego, pod odcinek piersiowy, a oparcie górne zawiera pasy, do stabilizacji położenia ciała, które są z nim połączone na jego bocznych krawędziach.

Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeśli każde z ramion udowych oraz goleniowych jest w postaci pręta teleskopowego o regulowanej długości.

Stosowanie urządzenia zapewnia realizację ćwiczeń czynnych - ćwiczenia oporowe - odgrywających kluczową rolę w utrzymaniu zdrowia i kondycji astronautów. Ćwiczenia czynne są rodzajem aktywności fizycznej, w której osoba aktywnie wykonuje określone ruchy. Ćwiczenia czynne, takie jak ćwi czenia oporowe, wzmacniają mięśnie, zwiększają siłę mięśniową, wytrzymałość, ogólną wydolność fizyczną, poprawiają koordynację i równowagę, wzmacniają układ kostno-stawowy oraz zapobiegają osteoporozie i innym schorzeniom związanym z kośćmi, a także poprawiają funkcję układu sercowo naczyniowego.

Urządzenie daje możliwość realizacji ćwiczeń naprzemiennych oraz równoległych obydwu kończyn dolnych oraz górnych w ustalonym zakresie ruchu, a także wzmacniania gorsetu mięśniowego.

Rozwiązanie może być dostosowane do wymiarów osoby ćwiczącej, co przekłada się na lepsze wyniki terapeutyczne. Dodatkowo dzięki zastosowaniu zestawu pasów oraz pasków do stabilizacji położenia pacjenta podczas ćwiczeń, zapewniona jest powtarzalna pozycja użytkownika podczas ćwiczeń. Zastosowanie w urządzeniu siłowników pneumatycznych zwiększa bezpieczeństwo użytkowania urządzenia, zapewnia łatwą regulację siły, a dodatkowo stosowane medium jest przyjazne dla pacjenta a elementy pneumatyki mają podobne charakterystyki do ludzkich mięśni. Stabilizacja użytkownika w urządzeniu pozwala na jego stosowanie w warunkach występujących na stacjach kosmicznych. Ponadto urządzenie ma zastosowanie również do ćwiczeń usprawniających przed misją kosmiczną oraz po długotrwałym pobycie na stacji kosmicznej.

Urządzenie treningowe, zwłaszcza do ćwiczeń astronautów, w przykładzie wykonania zostało przedstawione na rysunku, na którym na fig. 1 pokazano urządzenie w rzucie aksonometrycznym, z góry, przodu i boku, fig. 2 - w rzucie aksonometrycznym z dołu, tyłu i boku, fig. 3 - w widoku z boku; fig. 4 - szczegół A z fig. 2 w powiększeniu.

Urządzenie treningowe, zwłaszcza do ćwiczeń astronautów, w przykładzie wykonania, zawiera dwa siłowniki pneumatyczne pierwsze 1 zamocowane w ramie 2, ponad którymi usytuowane są dwie prowadnice 3 liniowe o osiach równoległych do osi siłowników pneumatycznych pierwszych 1. W swojej początkowej części, która usytuowana jest z tyłu ramy 2 urządzenia, każda z prowadnic 3 jest połączona przegubowo z ramieniem udowym 4 o budowie teleskopowej umożliwiającej zmianę jego długości. Ramię udowe 4 jest połączone przegubowo z ramieniem goleniowym 5, które również ma budowę teleskopową i na swoim drugim końcu jest przegubowo połączone z prowadnikiem 6 osadzonym na prowadnicy 3 liniowej od strony jej końca usytuowanego po przedniej stronie ramy 2. Pod każdym z prowadników 6 jest usytuowane tłoczysko pierwsze 1a siłownika pneumatycznego pierwszego 1, a każdy z prowadników 6 połączony jest od dołu z końcówką tłoczyska pierwszego 1a, która jest usytuowana w przedniej części ramy 2. Od góry z każdym z prowadników 6 jest połączony podnóżek 7, o regulowanym kącie pochylenia pomiędzy podnóżkiem 7 a prowadnicą 3 liniową od strony tylnej części ramy 2, który w ustawieniu wyjściowym wynosi 100°. Urządzenie wyposażone jest w podpórki 8 zamocowane na ramieniu udowym 4 oraz na ramieniu goleniowym 5, służące do stabilizacji kończyn dolnych pacjenta. Każda z podpórek 8 zawiera pasek 9 do mocowania kończyny. Podpórki 8 mają kształt łukowy, a końcówki ich ramion zwrócone są ku górze a ich łuk jest w płaszczyźnie prostopadłej względem danego ramienia udowego 4 bądź goleniowego 5, zaś paski 9 zamocowane są na końcówkach ramion tych podpórek 8. Podnóżek 7 również zawiera połączone z nim paski 9 usztywniające i stabilizujące stopę, zapinane na rzepy. Powyżej siłowników pneumatycznych pierwszych 1 w tylnej części ramy 2, z prowadnicami 3 połączone jest siedzisko 10. Poniżej siedziska 10 jest zamocowany pionowy wspornik 11, na którym zamocowane jest oparcie usytuowane powyżej siedziska 10. Pod prowadnicami 3 liniowymi zamocowane są łożyska podporowe 12, w których jest osadzony poziomo usytuowany wał 13, prostopadły do osi prowadnic 3 liniowych, a z tym wałem 13 jest połączony obrotowo wspornik 11 powyżej swojego dolnego końca. W ramie 2 jest zamocowany siłownik pneumatyczny drugi 14, którego tłoczysko drugie 14a jest zwrócone ku tylnej części ramy 2, a z tym tłoczyskiem drugim 14a połączony jest przegubowo jeden koniec podłużnego popychacza 15, którego drugi koniec jest połączony z dolnym końcem wspornika 11. Wspornik 11 powyżej siedziska 10, jest odchylony względem pionu w stronę przeciwną względem tej, po której jest siedzisko 10. Z odchyloną częścią wspornika 11 jest połączone oparcie dolne 16 oraz oparcie górne 17, usytuowane powyżej oparcia dolnego 16. Powyżej oparcia górnego 17 jest usytuowany zagłówek 18 stanowiący integralną część oparcia górnego 17. Ponadto w ramie 2 pod siedziskiem 10, zamocowane są dwa pneumatyczne siłowniki obrotowe 19, których wały usytuowane są współosiowo, przy czym każdy jest zwrócony w stronę innego boku ramy 2. Urządzenie zawiera ponadto dwa drążki 20, z których jeden jest od strony jednego boku a drugi od strony drugiego boku ramy 2, przy czym od dołu każdy z drążków 20 jest podłączony do jednego z pneumatycznych siłowników obrotowych 19 a od góry ma rączkę 21. Siedzisko 10 oraz oparcie górne 17 zawierają pasy 22 do stabilizacji tułowia, które są z nimi połączone za pomocą otworów podłużnych 23 usytuowanych odpowiednio po bokach siedziska 10 oraz oparcia górnego 17. Na powierzchni oparcia dolnego 16, oparcia górnego 17, zagłówka 18 oraz siedziska jest mata powleczona zmywalnym materiałem tapicerskim. Z ramą 2 po jej bokach, z tyłu, z przodu oraz od góry połączone są osłony 24 w postaci płyt. Ponadto urządzenie zawiera szafę sterowniczą 25, w której jest źródło sprężonego powietrza sterownik oraz zestaw elektrozaworów pneumatycznych.

Poniżej opisano zasady działania urządzenia według wynalazku.

Po uruchomieniu urządzenia wprawiane w ruch są jego siłowniki pneumatyczne 1, 14 oraz 19 oraz realizowane są ćwiczenia polegające na poruszaniu zarówno kończynami dolnymi, zamocowanymi za pomocą pasków 9 do ramion udowych 4, goleniowych 5 oraz podnóżków 7, tułowiem, zamocowanym za pomocą pasów do siedziska 10 oraz oparcia górnego 17, a także kończynami górnymi, którymi należy chwycić rączki 21 drążków 20.

Wykaz oznaczeń

1	- siłownik pneumatyczny pierwszy	14 -	siłownik pneumatyczny drugi
1a	- tłoczysko pierwsze	14a -	tłoczysko drugie
2	- rama	15 -	popychacz
3	- prowadnica liniowa	16 -	oparcie dolne
4	- ramię udowe	17 -	oparcie górne
5	- ramię goleniowe	18 -	zagłówek
6	- prowadnik	19 -	siłownik pneumatyczny obrotowy
7	- podnóżek	20 -	drążek
8	- podpórka	21 -	rączka
9	- pasek	22 -	pas
10	- siedzisko	23 -	otwór podłużny
11	- wspornik	24 -	osłona
12	- łożysko podporowe	25 -	szafa sterownicza
13	- wał

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie treningowe, zwłaszcza do ćwiczeń astronautów, zawierające ramę, z którą połączone są dwa liniowe siłowniki pneumatyczne pierwsze oraz dwie równoległe względem nich prowadnice liniowe, w których przesuwnie osadzone są podnóżki, a po przeciwnej stronie, względem podnóżków, w tylnej części ramy, z każdą z prowadnic liniowych połączone jest przegubowo ramię udowe, które jest przegubowo połączone z ramieniem goleniowym połączonym przegubowo z podnóżkiem, przy czym każdy z podnóżków jest połączony z końcówką liniowego siłownika pneumatycznego usytuowanego równolegle względem prowadnicy liniowej, znamienne tym, że zawiera liniowy siłownik pneumatyczny drugi (14) usytuowany równolegle względem liniowych siłowników pneumatycznych pierwszych (1), przy czym siłownik pneumatyczny drugi (14) ma tłoczysko drugie (14a) zwrócone w przeciwną stronę w stosunku do tłoczysk pierwszych (1a) siłowników pneumatycznych pierwszych (1), a końcówka tego tłoczyska drugiego (14a) jest przegubowo połączone z podłużnym popychaczem (15), który na swoim drugim końcu jest przegubowo połączony z dolnym końcem wspornika (11), z którym od góry połączone jest oparcie, przy czym pomiędzy dolnym końcem wspornika (11) a oparciem (16, 17), wspornik (11) jest obrotowo połączony z ramą (2), a ponadto z ramą (2) od strony każdego z jej boków połączony jest jeden pneumatyczny siłownik obrotowy (19), a z wałem każdego z tych pneumatycznych siłowników obrotowych (19) jest połączony drążek (20) od strony jednego ze swoich końców, przy czym od strony swojego drugiego końca, usytuowanego powyżej siedziska (10), każdy drążek (20) ma rączkę (21).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że oparcie jest w postaci oparcia dolnego (16), pod odcinek lędźwiowy, oraz oparcia górnego (17), pod odcinek piersiowy, a oparcie górne (17) zawiera pasy (22), do stabilizacji położenia ciała, które są z nim połączone na jego bocznych krawędziach.

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że każde z ramion udowych (4) oraz goleniowych (5) jest w postaci pręta teleskopowego o regulowanej długości.