Интеллектуальные силовые тренажеры с изменяемой нагрузкой на основе сервопривода (перспективный проект)

Abstract

Цель исследования – создание тренажера «нового поколения», функционал которого направлен на получение объективной информации (цифрового контроля) о выполняемой нагрузке, реакциях сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата во время физических упражнений. Был проведен патентный поиск, анализ публикаций, маркетинговые исследования и три научно-исследовательские опытно-конструкторские работы. Были сформированы технические требования к «интеллектуальным» силовым тренажерам. На базе тренажера «Гравитрон» созданы два прототипа, в которых грузоблочная система заменена на систему, состоящую из сервопривода и компонентов системы управления. Для контроля биомеханики движения был разработан прототип стабилометрической платформы, интегрированной в сиденье тренажера. Реализована функция биологической обратной связи, осуществляемая при помощи вывода на экран данных о положении центра давления в исходном положении и во время выполнения упражнений. Был создан прототип системы ЭКГ-мониторинга в I стандартном отведении, представляющий собой программно-аппаратный комплекс, встроенный в гриф силового тренажера. Первичные результаты свидетельствуют о технической возможности создания нового класса тренажерных устройств, обладающих функцией биологической обратной связи и функцией постоянного мониторинга состояния пользователя. Объединение нескольких интеллектуальных тренажеров в экосистему тренажерного зала позволит разработать принципиально новые подходы к тренировочному процессу

The study aims to create a new generation weight machine for obtaining objective information (digital control) about the performed load and the response of the cardiovascular system and the musculoskeletal system during exercise. Patent search, publication analysis, marketing research, and three research and development activities were carried out. Technical requirements for intelligent weight machines were formulated. Based on the Gravitron training machine, 2 prototypes were created, where traditional weight stacks were replaced by a system consisting of a servo drive and control system components. To control the biomechanics of movement, a prototype consisting of a force platform integrated into the seat of the weight machine was developed. Biofeedback is implemented by displaying data on the center of pressure in the initial position and during exercise. A prototype of an ECG monitoring system in standard lead I was created, which is software and hardware built into the bar of a weight machine. The primary results demonstrate the technical feasibility of creating a new class of training machines with biofeedback and continuous monitoring of the user’s state. Combining several intelligent machines into a single gym ecosystem will allow developing fundamentally new approaches to the training process