УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ОСАНКИ Российский патент 2002 года по МПК A63B23/02 

Изобретение относится к устройствам для тренировки мышечной системы человека, в частности, к формированию осанки тренировкой выполнения позы сидя и позы стоя в статико-динамическом режиме.

Из уровня техники известны исследования позы сидя на табуретках выпрямившись (А.С. Аруин, В.М. Зациорский. Эргономическая биомеханика. - М.: Машиностроение, 1989, с.72-73, рис. 2.17, Д). Считается доказанным, что с точки зрения минимизации компрессионной силы (КС), действующей на пояснично-крестцовое сочленение, оптимальной позой сидя является "поза сидя на табурете выпрямившись", когда КС не превышает 420 Н. При этом "поясничный лордоз (прогиб позвоночника вперед) сохраняется и человек приобретает позу, соответствующую осанке, которую обычно считают правильной...", так как "сохранение поясничного лордоза приводит к тому, что давление в межпозвоночных дисках в этой позе оказывается относительно небольшим. Однако степень мышечной активности при такой позе весьма велика, поэтому поза утомительна".

Из уровня техники известен способ позы стоя и считается доказанным, что "с точки зрения минимизации компрессионной силы (КС), действующей на пояснично-крестцовое сочленение, оптимальной позой стоя является "расслабленная поза стоя", когда КС не превышает 320 Н. При этом человек приобретает позу, соответствующую осанке, которую обычно считают правильной..." (А.С. Арунин, В. М. Зациорский. Эргономическая биомеханика. - М.: Машиностроение, 1989 г., рис. 2.17, А), так как "сохранение поясничного лордоза приводит к тому, что давление в межпозвоночных дисках в этой позе оказывается относительно небольшим" (1, с.75 Б). Кроме того, представляется возможным проследить изменение поясничной кривизны позвоночника при различных способах стояния (1, рис. 2.18 А, Б, В, Д).

Известные исследования вертикального положения тела человека "противоречивы, что является следствием недостаточного учета биомеханических особенностей вертикального положения тела" (В.С. Гурфинкель, Я.М. Коц, М.Л. Шик. Регуляция позы человека. - М.: Наука, 1965 г., с.196). "Четкая характеристика нормы вертикального положения тела еще не выработана" (2, с.8). Исследования проводились "со здоровыми людьми в позе их удобного стояния; расчеты биоэлектрической активности мускулатуры и распределение мышечных напряжений приводятся лишь для этой стойки и результаты исследований объясняются биомеханическими особенностями такой стойки. Выводы исследований носят в основном предположительный характер" (2, с.111-118).

Установлено, "активный характер участия различных мышечных групп в обеспечении и удержании вертикальной позы - динамическая задача даже при удобном стоянии (2, с.90-100). Ощутимо влияние динамической, т.е. переменной составляющей части работы мышц при малой величине мышечного напряжения, а при интенсивном напряжении преобладает статический компонент. Статический режим нагрузки протекает на фоне постоянных колебаний (физиологических) звеньев тела и содержит динамическую составляющую. Вышеперечисленные факторы - колебания и статико-динамический режим работы мышц - сопровождаются усилением их кровообращения" (3, с.100, 104).

"Следовательно, статико-динамическая деятельность мышц, обеспечивающая длительное противодействие моментам, нарушающим равновесие, протекает в благоприятных условиях кровообращения, т.к. при позной работе мышц (активной позе) кровоток в них усиливается. По мере возрастания развиваемого мышцей усилия наблюдается увеличение амплитуды биопотенциалов, а по мере увеличения нагрузки на основную мышцу все большую долю работы выполняют и другие мышцы (2, с.106, 110). Один из механизмов позной активности - рефлекс на растяжение мышц, работающих в позном режиме. Устойчивость позы - результат взаимодействия (биомеханического и рефлекторного) всех мышц туловища и конечностей, определяется способностью нервно-мышечного аппарата минимизировать физиологические колебания" (2, с.73, 114).

В другом источнике под осанкой "понимается привычная поза непринужденно стоящего человека, без активного напряжения мышц и держащего туловище и головку прямо" (М. Ф. Иваницкий. Анатомия человека. - М.: ФиС, 1985 г., с. 398); далее: "Сохранение вертикальной позы посредством одних пассивных элементов двигательного аппарата невозможно. Необходимо еще активное участие нервно-мышечной системы, достаточный тонус мышц, когда подвижные друг относительно друга звенья, входящие в состав тела, удерживаются при помощи напряжения мышц и связок в закрепленном состоянии" (3, с.437).

Не дают однозначного представления "о правильной" осанке утверждения о том, что "антропометрическое положение тела, при котором общий центр тяжести находится приблизительно в той же фронтальной плоскости, в которой лежат поперечные оси главных суставов конечностей (плечевого, локтевого, тазобедренного, коленного и голеностопного) и центры тяжести отдельных звеньев тела (головы, туловища и конечностей) мало удобно" (3, с.438).

Там же приводится чертеж с указанием распределения мышечных напряжений при различных положениях тела в позе стоя, где весьма отчетливо видны преимущества антропометрической позы и явны недостатки других способов стойки, могущих привести к порокам физическим, - автор.

В биомеханике одним из механизмов позной активности является "рефлекс на растяжение мышц, работающих в позном режиме; устойчивость, позы, - результат взаимодействия (биомеханического и рефлекторного) всех мышц туловища и конечностей, а энергетически экономная форма мышечной активности обеспечивает относительную неутоляемость при длительном сохранении естественных поз (2, с.73,114). Последняя определяется способностью нервно-мышечного аппарата минимизировать физиологические колебания и, в свою очередь, обеспечивается активными физиологическими механизмами, т.е. возможны тренируемость и совершенствование" (2, с.59). "Сохранение вертикальной позы тела как многозвенной конструкции, не требует большого числа степеней свободы управляющей системы, особенно после обучения" (2, с.229). "Тело человека, имеющего две точки опоры, обеспечивает себе устойчивое равновесие балансирующей "игрой" большого количества разных групп скелетных мышц" (Н.А. Бернштейн, 1990). "Для обеспечения вертикального положения тела человек обладает многократным запасом мощности. Такой запас мощности свидетельствует об относительной экономичности стояния и играет весьма важную роль в восстановлении нарушенного равновесия" (2, с.90-100).

Не дают однозначного понимания "правильной" осанки данные исследований относительно величины опорного контура, положения ног и стоп.

"В условиях непринужденного стояния биомеханические показатели роста, веса и величины опорного контура на степень устойчивости тела заметного влияния не оказывают. Угол, образованный продольными осями стоп в условиях удобной стойки, находится в пределах 30-40^o. Наибольшая устойчивость при значении этого угла 30-45^o ( 2, с.48).

В другом техническом решении "площадь опоры с сомкнутыми пятками бывает большей в том случае, когда стопы располагаются друг относительно друга под некоторым углом" (3, с.437).

В "технических разработках по статической устойчивости равновесия тела человека" и в "формулах к анализу устойчивости" приводятся "различные схемы постановки стоп", в том числе вместе и параллельно, но отсутствуют расчеты для положения стоп под разными углами (В. Петров, Ю. Гагин. Механика спортивных движений. - М.: ФиС, 1974, с.74).

Достоверные исследования о положении ног и стоп в позе сидя не обнаружены.

Недостатком известных из уровня техники вариантов "позы сидя", "видов положения стоя", "вертикальной позы" является низкая эффективность известных рекомендаций ввиду того, что в данных и в других известных публикациях изложено теоретическое обоснование различных поз без разъяснения способов, которыми может быть достигнут устойчивый динамический стереотип физиологической осанки.

Изучение особенностей работы с людьми, имевшими проблемы с осанкой, позволяют сделать следующие выводы.

Заявленное устройство для тренировки по формированию осанки с позицией механики приравнивается к статико-динамическому режиму - поза сидя и поза стоя обретают активность за счет тонуса мышц, при этом "каждый сегмент тела обретает подвижность относительно другого сегмента, поддерживает свой вес самостоятельно при помощи напряжений мышц и связок" (3, с.437), что способствует улучшению условий жизнедеятельности организма и индивидуума - автор.

При использовании заявленного устройства тонус мышц является достаточным для обеспечения устойчивости поз без дополнительных точек опоры, например спинки сидения в позе сидя.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для тренировки по формированию осанки, содержащее площадку для размещения стоп ног тренирующегося и телескопические стойки (см. Юшкевич Т.П. и др. Применение технических средств в обучении и тренировке спортсменов. - Минск: Полымя, 1987, с.91-94).

Техническим результатом изобретения является:
- координация вертикали общего центра тяжести всего тела (с шеей и головой),
- совершенствование костно-связочно-мышечных взаимодействий,
- создание у тренирующегося в позе сидя и в позе стоя устойчивого динамического стереотипа осанки с сохранением физиологических изгибов в шейном, поясничном и грудном отделах позвоночника при минимальных компрессионных силах в межпозвоночных дисках,
- создание оптимальных условий устойчивости тела в вертикальном положении,
- создание условий, при которых каждый сегмент тела обретает подвижность относительно другого сегмента и поддерживает свой вес самостоятельно, т.е. активизация поз,
- формирование сознательного отношения к поддержанию постоянного комфортного состояния организма с позиций физиологии,
- решение задач оздоровления, повышения трудоспособности, усиления природных возможностей организма, продления периода активного долголетия,
- профилактика нарушений осанки.

Указанный технический результат достигается тем, что известное устройство для формирования осанки, содержащее площадку для размещения стоп ног тренирующегося и телескопические стойки, согласно изобретению снабжено откидывающимся сиденьем и направляющими, неподвижно закрепленными под площадкой, при этом телескопические стойки снабжены в верхних частях манжетами и установлены на салазках с возможностью поперечного перемещения на крестовидных направляющих и продольного перемещения относительно направляющих, расположенных под площадкой, причем фиксацию салазок относительно крестовидных направляющих в поперечном направлении осуществляют стопорами.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:
фиг. 1 - схема опоры нижней части туловища и расположения ягодичных складок на сиденьи, постановки стоп ног на площадке тренажера в позе сидя,
фиг.2 - размещение тренирующегося на сиденьи, вид сбоку в позе сидя,
фиг.3 - вид сзади в позе сидя,
фиг.4 - вид сверху в позе сидя,
фиг.5 - схема постановки стоп ног на площадке тренажера в позе стоя,
фиг.6 - вид сверху в позе стоя,
фиг7 - вид сзади в позе стоя,
фиг.8 - вид сбоку в позе стоя,
фиг.9 - вид А,
фиг.10 - разрез Б-Б,
фиг.11 - разрез В-В.

Устройство для тренировки по формированию осанки включает в себя откидывающееся сиденье 13 и площадку 2 с закрепленными неподвижно под нею направляющими 5, при этом на направляющих 5 с возможностью поперечного 6 на крестовидных направляющих 16 (фиг.3, 5, 7, 8, 9) и продольного 7 перемещений относительно направляющих 5, с возможностью фиксации в поперечном направлении 6, установлены на салазках 17 телескопические стойки 3, снабженные в верхних частях манжетами 4, при этом фиксация салазок 17 относительно крестовидных направляющих 16 в поперечном 6 направлении осуществляют стопорами 10.

Телескопические стойки 3 тренажера с манжетами 4 устанавливают на направляющих 5 посредством поперечного 6 и продольного 7 перемещений относительно направляющих 5 таким образом, чтобы оси 8 телескопических стоек 3 располагались во фронтальной плоскости 9 тела тренирующегося 1, проходящей через центры плечевых, тазобедренных и атлантозатылочных суставов и фиксируют стопорами 10.

Тренировка осуществляется следующим образом.

Тренирующийся 1 в позе сидя размещается на откидывающемся сиденьи 13, фиг.(2, 3, 4).

Тренирующийся 1 в позе стоя размещается на площадке 2 (фиг.6, 7, 8).

В позе сидя тренирующийся размещается на откидывающемся сиденьи с опорой нижней части туловища на седалищные бугры, ягодичные складки размещают на сиденьи на расстоянии 2-3 см от переднего края (фиг.1), бедра параллельны плоскости сиденья, а бедра, колени и стопы ног ставятся на расстоянии ширины стопы или ладони. Стопы допускается перемещать по прямой вперед так, чтобы голени принимали вертикальное положение, т.е. под углом 90(+/-3)^o к полу или бедрам, или назад к сиденью до тех пор, пока колени и кончики пальцев ног не окажутся на одной вертикали; допускается незначительное перемещение пяток стоп внутрь.

В позе стоя тренирующийся размещается на площадке тренажера, стопы ног устанавливают так, что опорная линия, проходящая через середину пятки и середину 2-го пальца стопы одной из них, правой например, образует с вертикалью, проведенной через середину туловища, угол 5-10^o, а опорная линия левой стопы не более 30^o с вертикалью, стопу левой ноги по отношению к правой выдвигают вперед так, что срединная точка края пятки выдвинутой левой ноги находится на уровне середины пятки правой ноги, расстояние между пятками не более 3-4 см (фиг.5).

На подготовительном этапе тренировки в позе сидя и в позе стоя напрягают со значительным усилием, не до дрожи, мышцы кистей, сжатых в кулаки, предплечий, согнутых под углом 90(+/-3)^o к плечам, плечей, груди, не выгибая ее вперед, спины, живота, ягодиц, бедер, голеней и стоп, подбородок удерживают горизонтально, шею и голову в верхушечной части втягивают вверх как и все тело. На основном этапе согнутые в локтях руки разводят в разные стороны по бокам, кисти рук при этом плотно соединяют ладонями над верхушечной частью головы, все пальцы соединяют вместе, направляют вверх, угол между плечами и предплечьями рук 90(+/-3)^o. Плечи закрепляют манжетами 4. На заключительном этапе освобождают плечи от манжет 4, напрягают с усилием, не до дрожи, мышцы кистей, сжатых в кулаки, предплечий, согнутых под углом 90(+/-3)^o к плечам, плечей, груди, не выгибая ее вперед, спины, живота, ягодиц, бедер, голеней и стоп, подобородок удерживают горизонтально, шею и голову в верхушечной части вытягивают вверх как и все тело.

Во время выполнения каждого этапа периодически незначительно напрягают и расслабляют мышцы ягодиц и бедер, пружиня ими, совершают незначительные перемещения корпуса тела в пределах зафиксированной позы.

Каждый этап цикла (подготовительный, основной и заключительный) выполняют в 3-4 подхода от 15 до 60 с в каждом.

Эффективность заявленного способа подтверждена педагогическими экспериментами и наблюдениями за состоянием опорно-двигательного аппарата, здоровья и трудоспособности людей, имевших проблем с осанкой.

Все вышеизложенное подтверждает возможность осуществления заявляемого изобретения и с ожидаемым спортивно-техническим результатом. Спортсмены со сформированным оптимальным динамическим стереотипом отличаются высоким уровнем готовности, мобильности, трудоспособности.

Оптимальными методами врачебно-педагогического контроля за индивидуальным состоянием тренирующихся являются стандартные методы.

Источники информации
1. А.С. Аруин, В.М. Зациорский. Эргономическая биомеханика. - М.: Машиностроение, 1989.

2. В. С. Гурфинкель, Я. М. Коц. Регуляция позы человека. - М.: Наука, 1965.

3. М.Ф. Иваницкий. Анатомия человека. - М.: ФиС, 1985.

4. С.И. Ожегов. Толковый словарь русского языка. - М.: Азъ, ЛТД, 1992.

5. В. Петров, Ю. Гагин. Механика спортивных движений. - М.: ФиС, 1974.

6. Т. П. Юшкевич, В. Е. Васюк, В.А. Буланов. Применение технических средств в обучении и тренировке спортсменов. - Минск: Полымя, 1987 г., с. 93-94.

Изобретение предназначено для тренировки мышечной системы человека и позволяет повысить эффективность тренировки. Направляющие неподвижно закреплены под площадкой для размещения стоп ног тренирующегося. Телескопические стойки снабжены в верхних частях манжетами. Стойки установлены на салазках с возможностью поперечного перемещения на крестовидных направляющих. Стойки также установлены с возможностью продольного перемещения относительно направляющих, расположенных под площадкой. Фиксацию салазок относительно крестовидных направляющих в поперечном направлении осуществляют стопорами. Сиденье выполнено откидывающимся. 11 ил.

Устройство для формирования осанки, содержащее площадку для размещения стоп ног тренирующегося и телескопические стойки, отличающееся тем, что оно снабжено откидывающимся сиденьем и направляющими, неподвижно закрепленными под площадкой, при этом телескопические стойки снабжены в верхних частях манжетами и установлены на салазках с возможностью поперечного перемещения на крестовидных направляющих и продольного перемещения относительно направляющих, расположенных под площадкой, причем фиксацию салазок относительно крестовидных направляющих в поперечном направлении осуществляют стопорами.