ТРЕНАЖЕР КОСТНО-МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 1999 года по МПК A61H3/00 

Предлагаемое изобретение относится к физической культуре, в частности к биомеханике и тренированности органов.

Нарушение двигательных функций и растренированности органов - частое явление в жизни людей современного общества. Заболевание нервной системы - детский церебральный паралич (ДЦП и др.), малоподвижный образ жизни, особенно пожилых людей, а также заболевших и долгое время находившихся в неподвижном состоянии - эти категории людей страдают уменьшением тренированности костно-мышечной системы, нарушением биомеханики двигательных функций, а также вымыванием кальция из костных тканей.

Для тренировки костно-мышечной системы можно использовать систему, создающую механическое напряжение в теле человека.

Для этой цели известно множество методик и систем. Однако все они связаны с выделением специального времени, покупкой отдельно стоящего оборудования, использованием в большинстве случаев спортивных площадок, как правило дорого стоящих. Физическое состояние и волевой настрой не позволяют людям, страдающим перечисленными нарушениями, самостоятельно воспользоваться этими методиками и оборудованием.

Известны приспособления, позволяющие избежать этих недостатков - это конструкции, надеваемые на тело человека.

Известно приспособление для ходьбы, а.с. 1782166, 1990 г., в котором две резиновые тяги с элементами регулирования в верхней части крепятся к поясу, а в нижнем - к крепежным элементам для стоп.

Недостатком данного технического решения является то, что тренируются только нижние конечности, отсутствует нагрузка на позвоночник, кроме того, при определенном положении тела, например при сидении, тяги выходят из работы.

Известно из проспекта фирмы "Euromed" (Польша) решение, например костюм "Пингвин", применяемый космонавтами, созданный в 1971 г., и созданный на его базе костюм "Адели" для лечения ДЦП.

Костюм состоит из двух наплечников, соединенных между собой при помощи ремешков, расположенных на концах наплечников, в нагрудной и наспинной части, поясного ремня и наколенников. Все эти элементы соединены между собой при помощи гибких тяг, состоящих из резинового жгута и гибкой ленты, регулируемых по длине при помощи застежек. Гибкие связи, направленные вниз от наколенников, заканчиваются крючками, которые прикрепляют к петлям, расположенным на рантах специальной обуви.

Эти костюмы частично устраняют вышеуказанные недостатки предыдущего аналога, позволяют воспроизвести постоянную нагрузку в организме по оси позвоночника до 40 кг. Однако шейный отдел, а также пояснично-крестцовый отдел не задействованы в процессе тренировки костно-мышечной системы.

Наиболее близким аналогом является решение по патенту РФ 2040923 приоритет 1992 года, в конструкцию которого в отличие от костюмов "Адели" дополнительно введены тяги для верхних конечностей, опорные голеностопные пояса и коррегирующе-ротационные эластичные связи.

Недостатком данной конструкции является так же отсутствие растягивающего воздействия на шейный отдел и отсутствие растягивающего воздействия на переход поясничного отдела в крестцовый, что понижает возможности тренированности костно-мышечной системы.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение отмеченных недостатков и создание тренажера, позволяющего повысить эксплуатационные свойства изделия, степень тренированности большего количества органов.

Технический результат достигается тем, что к плечевому опорному элементу, выполненному в виде воротника П-образной формы, горизонтальная связь которого расположена в наспинной части, съемно прикреплен эластичный шейный растягивающий корсет, выполненный в виде тороидальной оболочки с переменным сечением, незамкнутой в передней части по сагитальной плоскости, внутренняя поверхность которого конгруэнтна наплечной области туловища и затылочно-челюстной области головы, а высота затылочной части корсета не менее расстояния от плеч до затылочной области головы, а под поясным ремнем в наспинной позвоночной части прикреплена с возможностью смещения вдоль ремня эластичная растягивающая реклинирующая подушка, выполненная в виде надувной камеры, разделенной перегородкой на две части - верхнюю и нижнюю для образования в виде расходящихся вверх и вниз от центральной линии ремня (поясничного опорного элемента) попарно-симметричных эластичных элементов с прикрепленными к их верхним и нижним концевым частям эластичными растягивающимися тягами, соединяющими эту подушку с плечевым и коленными опорными элементами. Эластичные растягивающиеся тяги состоят из двух частей: резинового жгута и эластичного ремня и прикрепляются к опорным элементам при помощи пряжек и колец.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на
фиг. 1 - показан общий вид тренажера,
фиг. 2 - плечевой опорный элемент,
фиг. 3 - растягивающая реклинирующая подушка в разрезе,
фиг. 4 - общий вид шейного корсета,
фиг. 5 - схема усилий, возникающих при применении тренажера.

Тренажер костно-мышечной системы состоит из поясничного, плечевого, коленного и голеностопного опорных элементов, соединенных между собой тремя группами эластичных растягивающих тяг, причем верхняя группа тяг соединяет поясничный опорный элемент с плечевым опорным элементом, средняя группа тяг соединяет поясничный опорный элемент с коленным опорным элементом, нижняя группа тяг соединяет коленный опорный элемент с голеностопным опорным элементом.

Поясной опорный элемент выполнен в виде пояса 1 с пряжкой 2, по которому свободно перемещаются, например, четыре широкие шлевки 3, две передние и две задние, к верхним кромкам которых прикреплены застежки 4, а к нижним кромкам прикреплены кольца 5 для присоединения к ним гибких растягивающихся тяг.

К передним шлевкам крепятся, например, по две эластичные тяги, а к задним - по одной тяге. К поясу в наспинной позвоночной части прикреплена с возможностью перемещения вдоль пояса эластичная растягивающая реклинирующая подушка 6, выполненная в виде расходящихся вверх и вниз от центральной линии пояса попарно-симметричных надувных эластичных элементов 7, к верхней кромке которой прикреплены пряжки 4, а к нижней кромке прикреплены кольца 5 для присоединения к ним эластичных растягивающихся тяг.

Плечевой опорный элемент (наплечник) 8 выполнен в виде воротника прямоугольной П-образной формы, при этом горизонтальная связь расположена в наспинной части.

Элемент состоит из верхней 9 и нижней 10 тканевых оболочек и расположенной между оболочками мягкой прокладки 11, например из полиуретановой пластины, причем верхняя оболочка опоры выполнена из более плотной материи. Поверх плечевого опорного элемента в одном из вариантов исполнения прикреплены опоясывающие его ремни 12 с кольцами 5 на концах для присоединения опоры к эластичным растягивающимся тягам, а в передней части плечевого опорного элемента к внутренним кромкам прикреплена разъемная горизонтальная связь в виде ремня 13 и пряжка 4 для фиксации плечевого опорного элемента на теле человека.

К плечевому опорному элементу съемно прикреплен шейный растягивающий корсет 14, выполненный в виде тороидальной оболочки с переменным сечением, незамкнутой в передней части, по сагитальной плоскости из тканевой защитной оболочки 15 с запирающимся разъемом 16 на нижней задней части, и внутренней надувной камеры 17. Внутренняя поверхность корсета конгруэнтна затылочно-челюстной области головы и наплечной области туловища, а высота затылочной части выбрана не менее расстояния от плеч до затылочной части головы. Шейный корсет прикреплен к плечевому опорному элементу при помощи петель 18, расположенных на нижней части защитной оболочки шейного корсета и ремней 19 с пряжкой 20, расположенных на верхней поверхности плечевого опорного элемента.

Коленные опорные элементы (наколенники) 21 выполнены в виде пояса прямоугольной формы из тканевой наружной оболочки и расположенной между ними мягкой прокладки, например полиуретановой пластины, причем верхняя оболочка опоры выполнена из более плотной ткани. Вдоль длинных сторон опорного элемента прикреплены ремни 22 с пряжками 4 для прикрепления элемента к нижним конечностям в районе ниже колен, к верхним кромкам элемента прикреплены пряжки 4, а к нижним кромкам - кольца 5 для прикрепления элемента к гибким растягивающимся тягам.

Голеностопные опорные элементы 23 выполнены в виде ремня, который охватывает ступню и одним концом прикреплен несъемно к гибким тягам, расположенным на одной из сторон коленного опорного элемента, а другим концом через пряжку 2 прикреплен к гибким связям, расположенным с другой стороны коленного опорного элемента. В нижней части в районе лодыжек на опорных элементах перпендикулярно ремню опорного элемента расположены ремни 21 с пряжками, свободно перемещающиеся в шлевках 25, расположенных на ремнях опорного голеностопного элемента, которые фиксируют голеностопные опорные элементы на нижних конечностях в районе лодыжек.

Эластичные тяги выполнены, например, из двух частей резинового жгута 26 или ленты и эластичного ремня 27, соединенных между собой при помощи кольца 5. Длина каждой из частей эластичной растягивающейся тяги составляет примерно 1/2 общей длины эластичной растягивающейся тяги. Концы эластичных тяг, оканчивающиеся резиновыми жгутами, несъемно прикреплены к кольцам 5, расположенным на плечевом, поясничном и коленном опорных элементах, а концы, оканчивающиеся эластичными ремнями, прикреплены с возможностью регулирования по длине к пряжкам 4, расположенным на поясном и коленном опорных элементах.

По месту расположения на опорных элементах тренажера эластичные растягивающиеся тяги имеют различную длину и разделяются на три группы: верхняя - соединяющая плечевые и поясничные опорные элементы, средняя - соединяющая поясничную и коленную опорные элементы и нижняя - соединяющая коленные и голеностопные опорные элементы, при том средняя группа растягивающихся тяг на 1/3 длиннее верхней группы, а нижняя группа на 1/2 короче длины верхней группы тяг, при этом верхние растягивающиеся тяги в наспинной части, соединяющие плечевой опорный элемент с верхней частью растягивающей реклинирующей подушки и тяги, соединяющие нижнюю кромку этой подушки с коленным опорным элементом короче на 1/4 длин остальных тяг в соответствующей группе.

Перед использованием тренажера фиксирующие ремни плечевого, поясничного, коленного и голеностопных опорных элементов расстегиваются. Одевание начинается с голеностопного опорного элемента, далее фиксируются коленные опорные элементы и регулируется натяжение голеностопного опорного элемента и фиксируется в районе лодыжек. Затем надевается плечевой опорный элемент и закрепляется при помощи горизонтальной связи в виде ремня, при этом к плечевой опоре предварительно должен быть прикреплен шейный корсет. Верхние и средние гибкие растягивающиеся тяги при этом должны быть установлены в положении, при котором силовое действие тренажера нулевое. Затем застегивается ремень поясничного опорного элемента и начинается подгонка тяговых усилий, перемещая верхние и средние гибкие растягивающиеся тяги в пряжках, расположенных на опорных элементах. Общее натяжение находится в пределах 15-40 кг. Затем наполняются воздухом шейный корсет и растягивающая реклинирующая подушка, которая за счет усилия оттяжек (концов подушки) и поджимающего усилия ремня начинает растягивать пояснично-крестцовый отдел, забирает при этом часть осевой нагрузки на позвоночник, при этом мышцы, прикрепляющиеся к гребням подвздошных костей расслабляются и получают возможность делать более свободные движения. Шейный корсет в надутом состоянии создает условия для позвонков шейного отдела для занятия более комфортного положения и последующего расслабления мышц шейного отдела. Высота шейного корсета в затылочной части не менее высоты от плеч до затылочной области головы. Форма внутренней поверхности корсета подгоняется близко к конгруэнтности форм затылочно-челюстной области головы.

Тренажер для костно-мышечной системы обладает лучшими эксплуатационными качествами за счет введения корсета шейного и растягивающей реклинирующей подушки и возможности смещения по ремню верхних и средних растягивающихся эластичных тяг. Он обеспечивает сжимающее усилие от плеч до пояса (зона Б), от пояса до наколенника (зона Г), от наколенника до стоп (зона Д), при этом в двух зонах обеспечивается частичное растягивающее усилие - в пояснично-крестцовой (зона В) и затылочной (зона А, см. фиг. 5).

Система использования тренажера предусматривает увеличение нагрузок с помощью тренажера 2-недельными циклами в течение 2-х месяцев, причем силовая нагрузка в зависимости от исходной степени состояния костно-мышечной системы увеличивается по разработанной авторами методике от 10 кг до 40 кг, с временем однократного воздействия от 12 до 40 мин с количеством тренировок в неделю не менее 3-х раз.

Процесс тренировки заключается в следующем: в тренажере, одетом на человека, осуществляется обычная деятельность: можно ходить, лежать, работать установленное время.

В процессе тренировки укрепляются мышцы, улучшается фигура, поддерживается или даже увеличивается количество кальция в костях.

Тренажер может быть использован и при компенсации нарушений двигательных функций при детском церебральном параличе при тех же нагрузках и времени воздействия.

Изготовление тренажера предложенной конструкции производится промышленным способом в условиях промышленного производства с использованием существующего оборудования. Предприятие располагает всем необходимым для внедрения предложенного изделия в производство.

Тренажер предназначен для проведения тренировок органов и может быть использован для тренированности большего количества органов. Тренажер выполнен из опорных элементов: плечевого, поясного, коленного и голеностопного и из групп растягивающихся эластичных тяг: верхних, соединяющих плечевые и поясные опорные элементы, средних, соединяющих поясные и коленные опорные элементы, и нижних, соединяющих коленные и голеностопные опорные элементы. К наплечному опорному элементу съемно прикреплен надувной эластичный шейный растягивающий корсет в виде тороидальной с переменным сечением незамкнутой в передней части по сагитальной плоскости оболочки, внутренняя поверхность которой конгруэнтна затылочно-челюстной области головы и надплечной области туловища. Шейный корсет в надутом состоянии создает условия для позвонков шейного отдела для занятия более комфортного положения и последующего расслабления мышц шейного отдела. Высота шейного корсета в затылочной части не менее высоты от плеч до затылочной области головы. Под поясным ремнем в наспинной позвоночной части прикреплена с возможностью перемещения вдоль ремня эластичная надувная растягивающая реклинирующая подушка, выполненная в виде расходящихся вверх и вниз от центральной линии поясного ремня попарно-симметричных эластичных элементов, которые за счет усилия оттяжек (концов подушки) и поджимающего усилия ремня растягивают пояснично-крестцовый отдел, забирают при этом часть осевой нагрузки, при этом мышцы, прикрепляющиеся к гребням позвоночных костей, расслабляются и получают возможность делать более свободные движения, Технический результат заключается в повышении эксплуатационных качеств, 4з.п.ф.-лы, 5 ил.

1. Тренажер костно-мышечной системы, состоящий из опорных элементов: плечевого, поясного, коленного и голеностопного и из групп эластичных растягивающихся тяг: верхних, соединяющих плечевые и поясные опорные элементы, средних, соединяющих поясные и коленные опорные элементы, и нижних, соединяющих коленные и голеностопные опорные элементы, отличающийся тем, что к наплечникам прикреплен эластичный шейный растягивающий корсет, высота на спинной части которого выбрана не менее размера от плеч до затылочной области головы, а под поясным ремнем в наспинной позвоночной части прикреплена с возможностью смещения вдоль ремня эластичная растягивающая реклинирующая подушка, выполненная в виде расходящихся вверх и вниз от центральной линии поясного ремня попарно симметричных эластичных элементов с прикрепленными к их верхним и нижним концевым частям эластичных растягивающихся тяг, соединяющих нижнюю кромку этой подушки с наколенниками, а верхнюю - с наплечником, при этом эластичные растягивающиеся тяги, соединяющие как наколенники, так и наплечники, прикреплены к поясному опорному элементу через шлевки, передвигаемые по ремню. 2. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что шейный корсет выполнен в виде тороидальной с переменным сечением незамкнутой в передней части по сагитальной плоскости оболочки, внутренняя поверхность которой конгруэнтна затылочно-челюстной области головы и надплечной области туловища, причем шейный корсет выполнен в виде наружной оболочки, имеющей закрываемый разъем, и внутренней надувной камеры. 3. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что эластичная растягивающая реклинирующая подушка, прикрепленная под поясным ремнем, выполнена в виде надувной камеры, разделенной перегородкой как минимум на две части - верхнюю и нижнюю для образования попарно симметричных эластичных элементов. 4. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что плечевые опорные элементы выполнены в виде единой детали П-образной формы, при этом горизонтальная связь расположена в наспинной части. 5. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что эластичный шейный растягивающий корсет прикреплен к плечевому опорному элементу съемно.