Un aparato musculador

Objeto

La presente invención se refiere a un aparato de musculación para realizar la misma fuerza que se ejercería sobre un objeto pesado cuando se le empuja o se le arrastra, para entrenamiento y acondicionamiento físico del usuario de este aparato.

Estado de la técnica

Se conoce que el acto de empujar o arrastrar objetos pesados, como por ejemplo un vehículo automóvil, impulsa la musculación del cuerpo de manera muy efectiva y desarrolla una actividad muscular que es casi integral, de forma que este ejercicio es más completo y conveniente que el que realizan otros aparatos gimnásticos que trabajan zonas parciales del cuerpo en lo que se refiere al entrenamiento de muchas actividades deportivas del tipo fútbol, rugbi, atletismo, baloncesto, etc.

Actualmente para desarrollar los entrenamientos específicos de estas actividades deportivas, que requieren potencia muscular para el arranque, se utilizan técnicas que persiguen una musculación del tren inferior y de los abdominales, consistentes en arrastrar, mediante arneses, trineos con objetos pesados sobre espacios amplios, así como la utilización de pequeños paracaídas sujetos también por un arnés, que ejercen una resistencia cuando el usuario corre en dirección contraria al viento.

En otras actividades, como rugby, judo y otras artes marciales, en la que es necesario potencia de empuje, que implica un desarrollo muscular potente de hombros, dorsales y piernas, se utilizan técnicas basadas en empuje de trineos con pesos añadidos y el impacto frontal sobre escudos acolchados.

En ambos casos, arrastre o empuje, el usuario nunca conoce la fuerza que realiza y además necesita un espacio muy amplio para realizar sus recorridos. El desconocimiento de la fuerza es debido a que en el caso del arrastre o empuje de trineos con carga, el valor de esta es la correspondiente a la de la fricción del terreno con el elemento deslizante del propio trineo. El valor real de esta fuerza es Fr=p-N, donde m es un coeficiente cuyo valor está en el intervalo 0 y 1, y depende de los materiales en contacto del elemento deslizante y del terreno. N es el peso del trineo con su carga. El valor m es muy difícil de determinar, e incluso puede tener importantes variaciones a lo largo del recorrido de un ejercicio, por cambiar las propiedades del terreno.

En el caso del uso de un paracaídas, es más evidente el desconocimiento de la fuerza resistiva que se ejerce sobre el usuario, ya que su valor depende de la velocidad al cuadrado existente entre el usuario y la corriente de viento.

En consecuencia, las técnicas descritas para entrenamiento no sirven para realizar métodos y programas de musculación, por desconocerse el valor de las fuerzas resistivas y ser incontrolable su repetid vidad.

Actualmente, las máquinas de musculación presentes en cualquier gimnasio realizan potenciaciones musculares parciales, pero no involucran al sistema muscular del tronco y las extremidades superiores e inferiores a la vez. Estas máquinas si permiten establecer métodos de entrenamiento, pues se conocen las fuerzas que se van a aplicar durante los ejercicios, ya que están basadas en movimiento de masas, directa o indirectamente mediante mecanismos. Aunque se da esta circunstancia, su utilización tampoco satisface plenamente para el entrenamiento dirigido a las actividades deportivas mencionadas anteriormente, por ser local la acción muscular, y no generalizada.

El aparato objeto de la patente, ejerce una acción resistiva sobre el usuario que le obliga a realizar un ejercicio de arrastre o empuje sobre una barra, de valor y sentido predeterminado, realizando a la vez un desplazamiento sobre una cinta andadora. La acción combinada de la fuerza y el desplazamiento hace que tenga que emplear su musculatura en forma global, como si arrastrase o empujase un trineo cargado con masas, pero sin desplazarse sobre el terreno.

El aparato posibilita la selección y el control de la fuerza del ejercicio, así como la velocidad y tiempo de funcionamiento de la cinta andadora. Por el control de todas estas magnitudes, el aparato permite el desarrollo de métodos de entrenamiento, que se realizan sobre la máquina, sin desplazamientos en terreno abierto o cerrado, a diferencia de las técnicas actualmente empleadas basadas en trineos y paracaídas.

Sumario La presente invención busca resolver uno o más de los inconvenientes expuestos anteriormente mediante un aparato musculador tal y como está definido en las reivindicaciones.

La presente invención busca conseguir ejercitar la musculación casi completa del cuerpo sin realizar desplazamientos, mediante el aparato musculador.

El aparato musculador, además de facilitar la musculación integral y armónica de la mayor parte de los músculos del usuario, mantiene la orientación natural del cuerpo mientras se desarrolla la simple operación de empujar o arrastrar, venciendo una fuerza que puede ser prefijada hasta un valor máximo, como sería el empuje o arrastre de un vehículo automóvil.

Por lo tanto, el aparato musculador proporciona la realización de un ejercicio físico que simula el empuje de un objeto de peso variable, desde muy liviano a muy pesado, requiriendo para ello unas dimensiones muy reducidas para ocupar muy poco espacio y facilitar la coexistencia con otros aparatos de musculación en espacios reducidos.

El aparato musculador, además de servir como máquina de entrenamiento en ambientes deportivos, se puede utilizar para pruebas médicas.

El aparato musculador comprende una cinta andadora que puede realizar su movimiento en dos sentidos opuestos, según se requiera, un generador de fuerza que actúa también en dos sentidos opuestos, sentido horario y antihorario, de operación proporcionando para cada sentido una fuerza de intensidad ajustable y, finalmente, un soporte basculante sobre el que se apoyan las manos del usuario para realizar el ejercicio. Los tres elementos o componentes están integrados conjuntamente en un único bastidor.

Debido a que el generador de fuerza puede producir la fuerza en un sentido o en el contrario, en combinación con el sentido de desplazamiento de la cinta andadora, puede permitir que el usuario realice los ejercicios de empuje o de arrastre, tiro

Estos ejercicios fortalecerán músculos agonista y antagonista, a través de movimientos y esfuerzos opuestos como empujar y arrastrar, tirar. Los principales músculos agonistas y antagonistas son las parejas: bíceps-tríceps, isquiotibiales-cuádriceps, abdominal-lumbar. Si el esfuerzo de empuje de un usuario es menor que la fuerza generada, la barra que empuja el usuario, soportada por el soporte basculante, se abate unos grados hacia él. En caso contrario la barra se abate en la dirección de empuje del usuario, otros grados.

En el caso de que el arrastre es al revés. La fuerza generada trata de abatir la barra en sentido opuesto al usuario. El usuario debe mantenerla en posición sensiblemente vertical.

El sistema hace posible el ejercicio de fortalecimiento muscular agonista y antagonista a través de la acción de caminar sobre la cinta andadora, que realiza el usuario durante el desarrollo del ejercicio. Tanto en el ejercicio de empuje como en el de arrastre.

El aparato musculador reproduce un efecto similar al que hace una noria operada por un équido, por ejemplo. El animal que trabaja en una noria tiene que vencer una fuerza horizontal durante su recorrido. El recorrido es de tipo circular alrededor de la noria.

La noria tiene un brazo de giro de varios metros en cuyo extremo se engancha al équido. La longitud de este brazo coincide con el radio de los círculos que desarrolla el animal cuando realiza el trabajo.

La cinta andadora del aparato musculadro elimina la necesidad al usuario de tener que desplazarse a lo largo de una trayectoria, de manera que, el usuario se desplaza sobre el mismo sitio sin necesidad de realizar círculos alrededor del aparato muscualdor, ejercitando, además, los dos brazos por igual.

Breve descripción de las figuras

Una explicación más detallada del dispositivo de acuerdo con realizaciones de la invención se da en la siguiente descripción basada en las figuras adjuntas en las que:

La figura 1 muestra en una vista en perspectiva un aparato musculador que comprende un generador de fuerza, un soporte basculante y una cinta andadora montados sobre un bastidor,

La figura 2 muestra en una vista en perspectiva el soporte basculante sobre el bastidor, La figura 3 muestra en una vista en perspectiva explosionada el generador de fuerza que proporciona un par de fuerza, y

La figura 4 muestra en una vista en perspectiva un ensamblaje del generador de fuerza.

Descripción detallada

En relación ahora con las figuras 1, 2, 3 y 4, donde se muestra una realización de un aparato musculador 31 que se refiere a un dispositivo mecánico apto para ser empleado por un usuario para desarrollar, mediante su uso, una musculación generalizada del su cuerpo durante un solo ejercicio físico.

El aparato musculador 31 comprende una cinta andadora 21, que se puede desplazar en una dirección longitudinal y en sentidos opuestos, un generador de fuerza que puede actuar dos sentidos opuestos de operación, empuje o arrastre, y que proporciona para cada sentido una fuerza de intensidad ajustable, y un soporte basculante sobre el que se realiza el empuje o arrastre.

El generador de fuerza comprende un cilindro anular interior 1, un cilindro concéntrico exterior 2, donde las caras enfrentadas del cilindro anular interior 1 o rotor y del cilindro concéntrico exterior 2 o estator comprende una pluralidad de primeros nervios verticales 3 y una pluralidad de segundos nervios verticales 4 uniformemente distribuidos por las respectivas superficies interior y exterior del cilindro anular 1 y del cilindro concéntrico 2.

Los primeros y segundos nervios verticales 3, 4 recorren la virola de cada cilindro anular 1 y concéntrico 2 desde el correspondiente borde superior hasta el borde inferior opuesto al borde superior del cilindro 1, 2.

El número de primeros nervios verticales 3 puede ser igual o distinto del número de segundos nervios verticales 4, de manera que, durante la rotación del cilindro anular 3 en el interior del cilindro concéntrico 2 no existe contacto físico entre los primeros y segundos nervios 3, 4.

El cilindro anular 1 interior es concéntrico al cilindro concéntrico 2 hueco, de manera que, ambos cilindros 1, 2 están dispuestos en forma de una disposición rotor-estator. Los primeros y segundos nervios verticales 3, 4 de los cilindros anular 1 y concéntrico 2 no llegan a colisionar o tocarse porque las correspondientes superficies exteriores de los primeros y segundos nervios verticales 3, 4 están separadas una predeterminada distancia umbral.

El hueco o distancia umbral permite un movimiento de giro relativo del cilindro anular interior 1 o rotor con respecto al cilindro concéntrico exterior 2 o estator. Ambos cilindros anular 1 y concéntrico 2 se encuentran sumergidos dentro de un fluido viscoso que está contenido en un recipiente 15 cerrado estanco. Por tanto, el recipiente 15 está adaptado para alojar en su interior el cilindro anular 1 y el cilindro concéntrico 2 sumergidos dentro del fluido viscoso. El fluido viscoso en fase líquida ocupa todos los espacios libres existentes dentro del recipiente 15 cerrado, entre el cilindro concéntrico 2 y el cilindro anular 1.

El generador de fuerza comprende, además, un eje concéntrico 5 actuado mecánicamente por medio de un conjunto motor-reductor 6 que, a su vez, está acoplado mecánicamente al cilindro anular 1.

Si el conjunto motor- reductor 6 aplica un movimiento de giro al eje concéntrico 5, este eje 5 arrastra, a su vez, en el movimiento de giro, al cilindro anular 1, que transmite una fuerza de arrastre al cilindro concéntrico 2.

Cuando el cilindro anular 1 rota en el interior del cilindro concéntrico 2, el fluido existente entre ambas caras enfrentadas de los dos cilindros 1, 2 provocan unas turbulencias que generan una disipación viscosa de la energía cinética procedente del eje concéntrico 5. La viscosidad del fluido combinada con las resistencias al paso del fluido por la existencia de los primeros y segundos nervios 3, 4 dispuestos sobre las caras enfrentadas del cilindro anular 1 y del cilindro concéntrico 2, hace aparecer una fuerza resistente que arrastra al cilindro 2.

Se produce en el fluido un calentamiento global por convección en su propio seno, a partir de la zona de turbulencias en la interfaz entre de ambos cilindros 1, 2.

El fluido en fase líquida puede ser agua, aceite, aceite mineral, aceite vegetal y elementos químicos en fase líquida, o similares. El fluido viscoso realiza una función de embrague hidráulico cuando ambos cilindros 1, 2 están sometidos a un movimiento giratorio relativo.

El cilindro concéntrico 2 está dispuesto dentro del recipiente 15 y, además, está fijado mecánicamente al recipiente 15 cerrado, de forma que, si el cilindro concéntrico 2 es arrastrado por el giro relativo del cilindro anular 1, el recipiente 15 gira solidariamente con el cilindro concéntrico 2.

En esta situación se podría retener el recipiente 15 aplicándole un par de retención igual al par de arrastre que ejerce el fluido por acción del giro del cilindro anular 1.

El recipiente 15 comprende un eje solidario 16 que está dispuesto en la base inferior del recipiente 15 y, a su vez, el eje solidario 16 está coalineado con el eje concéntrico 5, de forma que, el eje solidario 16 transmite el par que recibe desde el recipiente 15 hacia la entrada de una reductora epicicloidal 7, conectada al eje solidario 16.

La reductora epicicloidal 7 en su eje de salida 8 ejerce un par igual al par recibido multiplicado por su coeficiente de reducción de velocidad de forma que el par que entrega es mayor que el que recibe.

Al eje de salida 8 está conectada la palanca 9, en posición ortogonal a este eje 8. La palanca 9 está acoplada por su otro extremo a un prolongador que comprende al menos dos casquillos de tubo 17 y una barra prolongadora 18, todos ellos acoplados mecánicamente, para hacer bascular un tubo vertical 10 dispuesto en un extremo opuesto a la disposición de los casquillos de tubo 17. La barra prolongadora 18 gira horizontalmente empujando una horquilla 20 en forma de U invertida situada sobre el extremo opuesto de la barra prolongadora 18. Así se convierte el par a la salida de la reductora 7 en una fuerza aumentada sobre la que el usuario debe actuar.

La horquilla 20 está unida al extremo inferior de un tubo vertical 10 que está dispuesto para bascular por estar suspendido por un extremo superior, que está acoplada mecánicamente a una articulación 11 de eje horizontal, que está mantenida por un conjunto de tubos sustentadores 19 dispuestos diagonalmente.

Adicionalmente, por el extremo superior del tubo vertical 10 asoma el tubo 12 que es concéntrico a él; es decir, el tubo vertical 10 y el tubo superior 12 están montados en forma telescópica, de forma que la longitud del tubo 12 que asoma del tubo 10 es regulable para ajustarse a la altura más conveniente que el usuario solicite. La regulación se hace mediante un pasador que bloquea ambos tubos en un agujero coincidente.

El tubo superior 12 está unido mecánicamente por su extremo superior, a una barra de agarre 13 horizontal por medio de una cruceta 14. La cruceta 14 lleva incorporada en una de sus caras una argolla, orejeta o cáncamo 28, para posibilitar el ejercicio de tiro, según se explica abajo.

El ajuste entre los tubos 10 y 12 no es rígido, sino que tiene un pequeño juego que permite al usuario, que realiza el empuje en la barra de agarre 13, regular la fuerza de sus brazos para mantenerlo en un plano perpendicular a sí mismo, sin giro respecto del travesaño medio del bastidor 22. Así se consigue un ejercicio con una acción simétrica por ambos brazos.

Resumiendo, el soporte basculante está compuesto por el tubo vertical 10, articulación 11, tubo superior 12, cruceta 14 y barra de agarre 13 tiene una forma tipo en T.

El usuario puede desarrollar el ejercicio físico mediante el empuje sobre la barra de agarre 13 mediante las palmas de sus manos, o bien mediante el tiro de la cruceta 14 mediante un cordón o cadenilla unido a la argolla orejeta o cáncamo 28 de la cruceta 14 por medio de un mosquetón. En este caso el usuario va a unido al cordón o cadenilla mediante un arnés.

El ejercicio de empuje consiste en presionar con las manos sobre la barra de agarre 13 para mantener el soporte basculante en T en una posición sustancialmente vertical.

Además, el usuario debe moverse sobre la cinta andadora 21 que se desplaza en dirección contraria al bastidor 22, mientras mantiene la fuerza de empuje aplicada sobre la barra de agarre 13 del conjunto de basculación en T. La velocidad de la cinta andadora 21 es regulable mediante un control electrónico que actúa sobre el variador de frecuencia que la controla.

El conjunto motor- reductor 6 está conectado a otro variador de frecuencia para permitir el control electrónico de la velocidad de giro del eje concéntrico 5. Con velocidades bajas los pares de arrastre ejercidos por el cilindro anular 1 sobre el cilindro concéntrico 2 son bajos; y, al contrario, con velocidades de giro más elevadas los pares de arrastre son mayores. A través del variador de frecuencia se programa el modo de funcionamiento deseado del aparato musculador.

En el ejercicio de tiro, el usuario está provisto de un arnés y su posición es sobre la cinta andadora, de espaldas al apoyo basculante. En su espalda el arnés se acopla a una cinta o cadenilla, que por su otro extremo va enganchada a la argolla 28. El usuario camina por la cinta andadora 21 en sentido opuesto al bastidor 22.

El generador de fuerza por medio del motorreductor 6, que gira en sentido opuesto al caso del ejercicio anterior, empuje, aplica una fuerza a la palanca 10 de forma que bascula la cruceta 14 en dirección opuesta a la posición del usuario. A su vez, la cinta andadora 21 se desplaza, gobernada por su variador de frecuencia comandado por la electrónica de control, hacia el bastidor 22.

El ejercicio que, en este caso, realiza el usuario es caminar en sentido opuesto al bastidor 22 venciendo la fuerza ejercida sobre la cruceta 14, por medio del arnés, tratando de ponerla en posición vertical, aproximadamente.

El aparato musculador comprende un bastidor 22 sobre el que se ensamblan el generador de fuerza y al soporte basculante. El generador de fuerza está anclado por medio de las placas 23, 24, 25 y un conjunto de varillas 26 que las unen entres sí. La placa horizontal 23 va unida al bastidor 22 por medio de unos casquillos inferiores 29.

El soporte basculante está anclado por medio de los extremos inferiores del conjunto de tubos sustentadores 19 al bastidor 22.

A un costado del bastidor 22 se acopla la cinta andadora 21, que cuenta con su propio motorreductor y variador de frecuencia integrado, para poder seleccionar una velocidad y sentido de marcha.

Los dos variadores de frecuencia que regulan fuerza del generador de fuerza y velocidad de la cinta andadora 21, forman parte de una electrónica de control que permite al usuario escoger la fuerza y su sentido, la velocidad o recorrido y sentido de marcha que va a hacer en la cinta y el tiempo de duración del ejercicio. Lista de referencias numéricas

1 cilindro anular rotor

2 cilindro concéntrico estator

3 primeros nervios del cilindro anular rotor 4 segundos nervios del cilindro concéntrico estator

5 eje concéntrico

6 conjunto motor- reductor

7 reductora epicicloidal

8 eje terminal de salida 9 palanca

10 tubo vertical

11 articulación

12 tubo superior

13 barra de agarre 14 cruceta

15 recipiente

16 eje solidario

17 casquillos de tubo

18 barra prolongadora 19 tubos sustentadores

20 horquilla

21 cinta de correr

22 bastidor

23 placa base soporte 24 primera placa de unión

25 segunda placa de unión

26 varillas rigidizadoras de unión entre las placas 23, 24, 25. tapa superior del recipiente argolla, orejeta o cáncamo para ejercicio de tiro. casquillos inferiores