the address of the original text (in Russian)      -here

 J o l l i   -   J u m p e r s .       

Not only grasshoppers  to jump...

The leg of the strong person is capable to throw a body (centre of gravity) on height up to полуметра, it is no more. At a landing all energy of a jump is lost, - absorbed by muscles. Another matter - skipping, jumping animals. At them energy of the previous jump is used in a jump the subsequent. Power inputs and, accordingly, results absolutely others. To reserve energy it is possible in a spring, an elastic element or in compressed air. Adaptations with use of these principles did for a long time.. Only with the advent of serially produced jumpers people seriously have risen on springs.

Whether so the design accepted now is good, whether it is possible to improve it? I shall list lacks of this sports apparatus: 

           **The device is made strictly under weight of the user. There is no opportunity of replacement of an elastic element or fine tuning of its rigidity.

·         **Spring from dear composite, from here cost of a product.

·         **Small amplitude of deformation and the non-uniform characteristic of a tension.

·         **Absence of the bottom emphasis, breakage is probable at a strong jump.

·         **Opportunity of formation danger of injury having chopped off at damage of an elastic plate.

·         **There is no place to homemade products. Not sufficient maintainability of the device.

On this page I offer the new approach to a design of a jumper.






Elastic element of the device is the rubber plait 10 which pulls together a cross-section diagonal of the flat rhombus collected from easy plates 8, 11.  If on the ends of adjacent plates to place  gears sector 1, the rhombus will have only one degree of freedom. Sectors gear are fixed in a holder 2 by means of axes.

Linked among themselves and fixed gear allow to a rhombus move to only downwards. 3, 9, 12-axes, 15 - a sole, 16 - a rubber cover. The leg 6 is fixed on a platform 4 with a rack 5 by means of fixing belts 7. The flexible coupler (rope) not shown in figure protects from full tightening a rhombus by a plait between plates 2 and 13. The adaptation 14 allows to put on so much rubber plaits, the weight of the sportsman and a mode of forthcoming training how many demands. The kinematics of a design allows to use all amplitude of a revealing rhombus.  A rubber elastic element gives a better description of the efforts of the load than the bendable plastic plate. Therefore is expected more comfortable and effective consumer quality of a sports apparatus at race and jumps.


 The offered device yet is not issued serially, it is not complex on a design, does not contain scarce materials and can be made in handicraft conditions. On the right sketches of separate units and details are placed. The parties of a rhombus can be made of the punched duralumin plates or to have a tubular design. It is important to provide sufficient cross-section rigidity of a design, backlash in the axes must be minimized.



 It is important to ensure sufficient lateral rigidity of a design, the clearances in the axes should be minimized. Toothed sector can be made on the milling machine or cut from the full gear, facilitating its thickness. It should be emphasized that the teeth of the sectors of gears do not bear the main load, - it is on the axis, and gears only perceive the burden of stabilization of the platform, prevent her from straight, and tilting. 


 Jumping on the Jolly-jumper - this extreme sport, connected with possible injuries. This is due to the fact that the legs of an athlete are fixed on the sites of sports equipment, and its center of gravity raised high above the ground. To increase the security of training and ensure the comfortable status of an athlete design jumper should extremely lowering the centre of gravity of the body. In the best case of athlete's foot in the lower phase of the leap should almost touch the earth, and the height of the platform on which enshrines the foot is equal to the amplitude of the opening of the design. In figure schematically explores possible variants of constructions jumper, aimed at solution of this problem. The most gentle and safe mode for option 2, - it is suitable for beginners as well as for people unsportsmanlike warehouse. Here contact with the ground provide two sites, this increases the stability and simplifies the maintenance of a balance when running and jumping. Other schemes have only one point of support.


Let us consider now the «load characteristics of the» new jolie-jumper. The user can choose the strength of the tension of a rubber band. Conveniently pull it to such an extent, where the weight of the athlete is fully compensate. Then the user is on «rigid support» and  construction begins work only when the take-off or landing. Along with the large dehisce rhombus scheme compared with the «goat-foot» this circumstance makes it possible to store more energy and as a result of higher and further jump. In the figure to the right shows the graphs of the force of bestowal jumper on the degree of deformation of a stretch of the element. Rubber elastic element resists stretching linear, but the kinematics of a rhombus is such that, from the beginning the resistance increases, and then, after crossing the form of a rhombus through the square, begins to subside. To counteract the «build» a rhombus with a strong jump, you need to on the final leg of deformation include an additional elastic element, retain and reflect the excess kinetic energy. According to the first variant it is short and hard elastic element, which is included at the end of the progress of the rhombus after the tension of the wire. More preferred the second option uses the method of pneumatic cushioning. In the «folding» rhombus set forth under the platform, cylinder finds the piston of the bottom of the design, the air is compressed, the resistance of the progressively increasing. Such a device effectively with very small dimensions: it is enough cross-section 5 - 6 sq. cm, to take the effort to 200 - 300 kg. Air damper is almost finished pulse drive so-called active jumper, to be discussed further. At the time of abrupt strong compression of air occurs heat the gas to a high temperature. If in the cylinder were a steam of kerosene or alcohol, they are burned and informs the athlete of the extra push.



Jolli-Jumpers by the principle of action are passive devices, - invested at a jump energy by the sportsman   comes back only partially. Meanwhile already for a long time attempts of construction of active devices were done. For example, development City Ufa the enterprise НПО «Экомотор» are known (the main inventor, director of the enterprise Victor Gordeyev) http://kommersant.ru/doc/411318 .

In figures on the right are presented products of this enterprise let out by small series. In this device the same principle, as in building копре for clogging ferro-concrete piles is used. If air in the closed space (under the piston in the cylinder) strongly to compress (in 20 - 30 times) its temperature will increase up to size at which pairs organic liquids, such as gasoline , spirit, solar oil, kerosene light up.  If air in the closed space (under the piston in the cylinder) strongly to compress (in 20 - 30 times) its temperature will increase up to size at which pairs   organic flammable liquids couples ignite , such as gasoline , spirit, solar oil, kerosene. Thus the temperature and pressure in the cylinder increase even more, the piston goes to a underside and makes work. If the received  work will make even 30 % from the general energy of a jump the following jump will be carried out for the sportsman without expenses of forces for pushing away from the ground, efforts be required only for maintenance of balance and for reception of an elastic push from a jumper.

Practice shows, that fuel thus is spent a little, 50 - 100 gram of kerosene is enough for lasting many hours training. From consideration of pictures on the right, it is possible to conclude the following. The very first device realizing the described method were the boots-fast walkers which have become, apparently, by an exhibit of a factory museum. Obvious lack of this variant, the lack which has forced developers from it to refuse, was very powerful "kick" at operation of pulse pushers. It was possible to sustain this impulse only on « direct bones », but thus inadmissible overloads испытывалет a backbone and muscles of a back. By results of tests developers have refused the decision of a problem « in a forehead », they have strongly complicated a design of the device. The case of the device is the rectangular box consisting of two cylinders, the top and bottom cross-beam and cable the diagonal traction eliminating a skew of system at ignition of a charge.





 Inside of cylinders rods move, which ends are fixed in a massive rod-sole . Preliminary intense spring is inserted into the left cylinder of small diameter, it perceives weight of the sportsman in an initial condition. Right more massive cylinder contains in itself actually pulse pusher. In the beginning of a cycle the rod of the right cylinder with the piston on the end does not perceive loading, air above the piston is at atmospheric pressure.

  During the moment of a jump the spring is compressed, the piston goes upwards, air is consolidate and starts to incur loading. If the jump strong enough, air is compressed up to size, sufficient for go by of  "diesel process». Pairs kerosene are ignited, the high pressure pushes the piston downwards, and the rod acts on a basic platform, throwing the sportsman upwards. What lacks can be seen in this design:

·         **Non-uniformity of loading on the right and left rods during a cycle, high requirements to accuracy and rigidity of a mobile part of the device.

·         **It is complex to make the mainspring providing in shown dimensions,  simultaneously necessary rigidity and amplitude of moving.

·         **Dependence of a complete set of the device on weight of the sportsman.

·         **High weight and cost of a sports simulator.

What advantages possesses the offered rhombic design    by way of its transformation into the active device and as it is possible to simplify a pulse pusher that cost of a product remained low . On the right scheme  are designated some ideas which use will allow to construct an optimum design. The plait 1 works in a horizontal diagonal of a rhombus also, as well as in a passive jumper. The piston the pulser 2 and the cylinder 3 settle down in a vertical diagonal of a rhombus. They do not need to be connected any constant design, they are fixed on support 7, are on one axis and will converge at full disclosing a rhombus in a final phase of a jump. Specially developed form of the cylinder will allow to compensate deviations because of deformation of a frame and to direct the coming piston 5 on an axis of the cylinder. .Now process of pulse burning.  In the classical diesel engine pure air and fuel under action piston is compressed under a high pressure is injected into the chamber of combustion in the end of a cycle of compression. To build such system in an inexpensive sports shell there is no sense.


 It is more logical to borrow a principle of work construction pile-driver such, as, for example, tubular pile-driving-in diesel swage the joint venture 76А.  Here fuel is not sprayed, and simply moves preliminary in the cylinder. In figure the device of submission of fuel 4 consists of a tank 8 (capacity 50 - 100мл), tubes 9 with краником 10, a fiber match 11 and a porous ceramic insert 12. . If as fuel to use easily evaporating gasoline such capillary way of submission of fuel can appear effective.

 In following figure other design pulser is shown. Here the compact unit is rigidly fixed in the top part of a rhombus. Plunger 2, executed, as a single piece with the piston is moved spring 5 down, with the reduction of vertical diagonal pusher 6 comes into contact with the lower mounting jumper. When this happens compression and execution devices. 

 Главная трудность, с которой сталкивается разработчик активного джампера, - это характер выделения энергии импульсара: очень мощный импульс, действующий короткое время. Сильный толчок, а он должен быть сильным, чтобы передать прыгуну требуемую энергию, вызывает дискомфорт, вредно действует на суставы спортсмена и требует от конструкции аппарата дополнительного запаса прочности. На рисунке справа предлагается один из вариантов перераспределения энергии короткого мощного импульса в более продолжительное и плавное действие на полезную нагрузку. Это миниатюрная гидравлическая система. При воздействии опоры на толкатель 5 поршень идет вверх, засасывая из бачка 8 гидравлическую жидкость под поршень через клапан 11. Импульс отдачи не бьет резко по опоре, а более плавно и медленно выталкивает гидравлическую жидкость через клапан 10 в специальный цилиндр 9, который своим поршнем дополнительно растягивает основной жгут джампера 13. Таким образом, энергия импульсара передается в главный упругий элемент устройства и плавно высвобождается в течении всей фазы распрямления ромба. Дозирующий клапан 12 служит для возвращения масла в бачок  8.

Конструирование активного джампера – это благодатное поле для применения  творчества молодежи, пользователи могут по своему усмотрению провести дальнейшую модернизацию устройства.  Ниже дается еще один пример реализации той же функции смягчения моторного импульса с теперь помощью пневматики. Импульсар прикреплен к верхней опоре через пневматический цилиндр. Удар о нижнюю опору и последующий моторный импульс сжимают воздух в этом цилиндре. Давление передается в приводной цилиндр, который через зубчатую рейку воздействует на «третью» шестерню верхнего узла ромба, - создается дополнительное к основному жгуту выталкивающее усилие.


 Кикджампер (kickjumper)

Я не знаю, строил ли кто такие устройства, в интернете таких ссылок я не нашел. Назовем этот аппарат, как это принято, на англицский манер кикджампер, а если по сути, – то пневматический джампер или "ступа бабы Яги".

Аппарат состоит из легкой площадки 3, на которой закреплена стойка 1 с ручками 2. В нижней части стойки размещен пневматический цилиндр 4 с поршнем 5. Шток поршня заканчивается упорной подошвой 6, с помощью которой аппарат отталкивается от земли. Небольшой (около 1 л.с.) двигатель внутреннего сгорания с компрессором 7 и баллоном для сжатого воздуха 8 также закреплены на площадке.

 Органы управления устройством  вынесены на ручки, спортсмен свободно стоит на площадке и держится за ручки, он не привязан к аппарату, также, как мотоциклист не пристегивается к своему мотоциклу. Компрессор работает непрерывно, накачивая баллон до давления в 2 – 3 бара. Шток с поршнем обычно зафиксирован в верхнем положении блокиратором 11, который через троссик  управляется рычагом 12 на левой ручке. На правой ручке находится воздушный клапан 10, открывающий доступ воздуху из баллона в цилиндр. Спортсмен наполняет цилиндр воздухом и спускает блокиратор, поршень идет вниз и аппарат подбрасывается в воздух. Когда подошва касается земли при приземлении, поршень вновь сжимает воздух в цилиндре, энергия прыжка почти полностью возвращается в виде сжатого воздуха. Если ручка блокиратора отпущена, аппарат сразу останавливается, - его нога защелкивается в верхнем положении поршня. При зажатой ручке блокиратора тут же происходит следующий прыжок. Мощный компрессор аппарату не нужен потому, что сжатый воздух расходуется только на потери в зазоре поршня. Правая ручка используется для регулировки высоты прыжка. Управление направлением движения аппарата осуществляется перемещением центра тяжести тела на площадке а также нужной ориентацией направления ноги аппарата при его приземлении, что также достигается изменением положения тела спортсмена.

Оценим возможности аппарата по высоте прыжка и его способность горизонтально перемещаться по пересеченной местности. Допустим,  человек  весом в 100 кГ безо всяких приспособлений подпрыгивает на месте. Он двумя ногами отталкивается от земли  и подбрасывает свой центр тяжести  на полметра. Пусть расстояние, на котором он ускоряется также равны полметра, тогда его мышцы должны развивать 200 кГ, а перегрузка при ускорении составит 2G.  Для нашего аппарата несложно длину ноги сделать в один метр, а перегрузку увеличить до 3G. Тогда аппарат сможет подпрыгнуть на высоту до трех метров, а скорость отрыва от земли составит 7.7 м/сек. (V2=2gH). Перегрузка в 3G легко переносится на ногах, при необходимости для большего комфорта на стойку можно установить седло. Что касается скорости горизонтального перемещения, то при непрерывном движении и при отталкивании от земли под углом в 45 градусов, она составит 5.5 м/сек или 19,6 км/час, длина прыжка 8.5 метров, а время в полете 1.5 секунды. За это время спортсмен должен правильно сориентировать направление вытянутой ноги аппарата по отношению к  приближающемуся препятствию.  Для этого он использует разницу в расположении центров тяжести своего тела и аппарата.

 Упираясь ногами в площадку и держась за ручки стойки, движением тела можно сообщить аппарату необходимый момент вращения, а точно выбирая позицию на площадке  до момента контакта с землей можно задать или скорректировать направление вектора следующего толчка. Методом проб и ошибок, начиная с малых и практически вертикальных прыжков, отрабатываются моторно-рефлекторные  навыки так же, как это происходит и при езде на велосипеде или при ходьбе на ходулях. Человек самой природой поставлен в положение, когда его центр тяжести находится выше, чем реакция опоры, однако он умеет и ходить и прыгать, чему пока не смогли в достаточной степени хорошо  научить робота. Так что дерзайте ребята, для постройки такого аппарата не требуется сложное оборудование и большие деньги. Да, и еще один конструкционный момент. На рисунке в верхней части цилиндра изображен краник. Он нужен не только для спуска воздуха после остановки аппарата. При движении по пересеченной местности, когда почва не обеспечивает жесткой отдачи, нога не сможет задвинуться до конца, чтобы блокиратор смог сработать. Нужно работать с приоткрытым краником, чтобы воздух успевал частично стравливаться.  В этом случае компрессор работает не в холостую, а на «утаптывание» почвы. М.б. полезно этот орган управления также вынести на ручку.

 The list of the «keys» to search for information on this topic on the Internet


Jolly Jumpers









Flying Locust













 [Home]     [ Glav]



Hosted by uCoz