УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРЫЖКОВОЙ СИЛЫ СПОРТСМЕНОВ Российский патент 2003 года по МПК A63B5/00 A63B21/68 

Изобретение относится к спортивным тренажерам и может быть использовано для тренировки мышц и для специальных тренировок спортсменов в прыжковых движениях для развития у них прыжковой силы.

Известно "Устройство для тренировки лыжников" (патент США 4273327, опубл. 16.01.81), которое позволяет воспроизводить естественные движения горнолыжников с одновременным развитием силы мышц ног, спины и рук. Устройство имеет эластичные тяги, пропущенные через отверстия пояса, расположенного на теле спортсмена. Концы тяг соединены с площадкой для размещения ног. На свободных концах эластичных тяг имеются ручки. Верхняя поверхность площадки для размещения ног плоская, а нижняя - выпуклая. Спортсмен, закрепив на теле пояс, берется за ручки и начинает выполнять те или иные движения лыжника. При сгибании ног площадка наклоняется, а эластичные тяги натягиваются, тем самым обеспечивается нагрузка на мышцы голени, стопы, спины и рук спортсмена.

Недостатком данного устройства является ограниченность применения, так как здесь нагрузка только увеличивается, в то время как для развития прыжковой силы спортсмена она должна по ходу движения многократно динамично уменьшаться после начала движения. Также нет возможности получать и регистрировать силовые характеристики движения и перемещения спортсмена в процессе выполнения им движения, что очень важно для анализа и корректировки тренировочного процесса.

Известен тренажер для развития прыжковой силы (Легкая атлетика. - 1974. - 7. - С.24). В качестве отягощения в тренажере используется сопротивление резиновых амортизаторов. Нагрузка регулируется как количеством повторений, так и исходным натяжением амортизаторов. Для этого нижние их концы передвигаются вдоль специального устройства. Сопротивление можно изменять и непосредственно во время выполнения прыжков. Для этого в момент приземления нужно быстро передвинуть нижние концы амортизаторов в более дальние пазы. Регулируя силу натяжения как исходным натяжением амортизаторов, так и их набором, тренажер могут применять и новички, и более подготовленные спортсмены. Выполнение упражнений с амортизаторами дает возможность избежать перегрузок позвоночного столба спортсмена и неприятных ощущений, связанных с удержанием веса на плечах, т. к. амортизаторы крепятся к поясу, размещенному на спортсмене. Это особенно важно для девушек, у которых слабо развиты мышцы плечевого пояса.

Из уровня техники известен тренажер патент US 5593368, А 63 В 5/11, 1997, принятый в качестве наиболее близкого аналога.

Недостатком данного тренажера является следующее. Во-первых, то, что нагрузка при прыжках увеличивается по мере натяжения амортизаторов, тогда как при естественном выполнении прыжкового движения, наоборот, начальная нагрузка резко уменьшается по мере его выполнения. Во-вторых, неоправданно увеличивается объем работы мышц при проведении тренировки. В-третьих, в нем несовершенно изменение нагрузки во время тренировок и даже при выполнении отдельных прыжков. В-четвертых, нет возможности получать и регистрировать информацию о силовых характеристиках и параметрах движений.

Задачей данного изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение эффективности тренировок спортсменов в видах спорта, основанных на прыжковых движениях, например волейболистов, прыгунов в высоту и длину, баскетболистов и акробатов, для эффективности тренировок которых необходимо обеспечить режим отягощения и быстрого облегчения по ходу выполнения движения.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в устройстве, содержащем пояс, расположенный на теле спортсмена, амортизаторы, выполненные в виде тяг, связанных с поясом и представляющих собой трос, площадку для размещения ног, достигается за счет того, что трос закреплен свободными концами на поясе и огибает четыре неподвижных блока и один подвижный, щечки которого соединены посредством второго троса с тренажером, обладающим возможностью задания начальной отягощающей нагрузки и многократного динамического ее уменьшения при движении второго троса, а также обратного изменения нагрузки при возвращении в исходное положение, при этом два неподвижных блока разнесены и установлены в одной плоскости на дополнительно введенном основании под площадкой для размещения ног, установленной на этом же основании, а два других неподвижных блока установлены на основании рядом друг с другом в упомянутой плоскости и между тренажером и площадкой для размещения ног, в которую вмонтирована тензометрическая платформа и, кроме того, в него введены дополнительно датчик силы натяжения второго троса, датчик перемещения, механически связанный с поясом, и регистрирующее устройство, электрически связанное с этими датчиками и тензометрической платформой.

Щечки подвижного блока соединены со вторым тросом через датчик силы натяжения.

Тренажер установлен на основании рядом с площадкой для размещения ног.

Длину второго троса изменяют в зависимости от троса спортсмена.

На чертеже представлено устройство в сборе.

Устройство содержит основание 1, на котором установлены площадка для размещения ног 2, четыре неподвижных блока 3, 4, 5 и 6, тяги 7 и 8, представляющие собой трос, закрепленный свободными концами на поясе 9, огибающий неподвижные блоки 3, 4, 5, 6, и подвижный блок 10, щечки 11 которого соединены с помощью второго дополнительного троса 12 с тренажером 13 (оконтурен пунктирной линией), обладающим возможностью задания начальной отягощающей нагрузки и многократного ее уменьшения при движении указанного второго троса 12 с обратным ее изменением при возвращении в исходное состояние. Неподвижные блоки 3 и 4 разнесены и установлены в одной плоскости под площадкой для размещения ног 2, а неподвижные блоки 5 и 6 установлены рядом друг с другом в упомянутой плоскости между тренажером 13 и площадкой для размещения ног 2, в которую вмонтирована тензометрическая платформа 14. В устройство также введены дополнительно датчик силы натяжения 15 (показан пунктиром) второго троса 12, датчик перемещения 16, механически связанный с помощью нерастяжимого тросика 17 с поясом 9, регистрирующее устройство 18, электрически связанное с датчиком силы натяжения 15 проводниками 19, с датчиком перемещения 16 проводниками 20 и тензометрической платформой 14 проводниками 21.

Устройством пользуются следующим образом. В основу работы заявляемого устройства положена следующая концепция. Физиологическими экспериментами доказано, что предварительно растянутая (до определенной степени) мышца сокращается сильнее и быстрее. Согласно И.М. Сеченову "груз действует на мышцу одновременно в двух противоположных направлениях - растягивает ее как всякое упругое тело и усиливает в то же время развитие в ней сократительных сил". Наибольшую силу проявит мышца, растянутая в напряженном состоянии. Следовательно, для развития прыжковой силы спортсмена необходимо с помощью технических средств создать оптимальные условия для развития тех мышц, с помощью которых спортсмен осуществляет прыжки. К ним необходимо прикладывать дозированное отягощение, причем прикладывать его надо до и в момент отталкивания, после чего нагрузка должна резко динамично уменьшаться в идеале до нуля. При приземлении картина должна быть обратной - нагрузка должна постепенно увеличиваться, достигая наибольшего заданного значения в момент максимума сгибания ног перед очередным отталкиванием. При тренировках необходимо руководствоваться принципом постепенного наращивания отягощающей нагрузки.

Для реализации данной концепции в предлагаемом устройстве, прежде чем выполнить прыжковые упражнения, надо в тренажере 13 установить необходимую отягощающую нагрузку. Спортсмену закрепить на теле пояс 9 и в исходном положении для прыжка выбрать требуемую длину второго троса 12, чтобы он был натянут без слабины. После чего можно приступить к выполнению прыжковых упражнений.

При установленном на тренажере 13 отягощении нагрузка спортсмена регулируется количеством повторений прыжковых движений. Регистрирующее устройство 18 обеспечивает получение, обработку и запись информации от датчика силы натяжения 15 второго троса 12, от тензометрической платформы 14 и от датчика перемещения 16, механически связанного с поясом 9. Могут быть, при необходимости, применены также гониометрические датчики от тазобедренного, коленного и голеностопного суставов, информация от которых даст дополнительные сведения о перемещении, скорости и ускорении отдельных участков тела спортсмена при выполнении прыжковых движений. Предпочтительно использовать в качестве регистрирующего устройства персональный компьютер.

Тренажер 13 может быть любой конструкции, лишь бы обеспечивал возможность задания начальной отягощающей нагрузки и многократного динамического ее уменьшения при движении троса, связывающего его со щечками 11 подвижного блока 10 тяговой трособлочной системы и обратного изменения указанной нагрузки при возвращении в исходное состояние.

Одно из возможных технических решений тренажера 13, в котором достигается выполнение указанных требований, представлено схематично на чертеже в оконтуренном пространстве. Он содержит стойку 22, выполняемую трубчатой из телескопически сочлененных между собой частей, смонтированную на станине 23, два ползуна 24 и 25, установленные на части трубчатой стойки 22 с наибольшим сечением (трубка может быть и прямоугольной), средство для создания нагрузки, включающее одну или несколько пружин 26, держатель пружин 27 и держатель пружин 28 (оконтурен пунктиром), состоящий из планки 29, имеющей горизонтальное отверстие, двух стержней - верхнего 30 и нижнего 31, подвижного блока 32 со щечками 33, перемещающегося по нижнему стержню 31, подвижного блока 34 со щечками 35, имеющего возможность перемещаться по верхнему стержню 30, стягивающую планку 36, закрепляемую на концах стержней 30, 31, например, с помощью четырех гаек 37, трособлочную систему, выполненную в виде системы полиспаста, включающую неподвижный блок 38, установленный на части стойки 22 с меньшим сечением, подвижный блок 39 со щечками 40 и трос 12, входящий в состав этой трособлочной системы, закрепленный одним концом в верхней части стойки 22 с наименьшим сечением, огибающий подвижный блок 39, неподвижный блок 38 и соединенный со щечками 11 подвижного блока 10 через датчик силы натяжения 15.

Держатель пружин 28 установлен на первом сверху ползуне 24 посредством оси 41 для обеспечения его углового поворота в вертикальной плоскости и имеет возможность перестановки и фиксации на стойке 22 в вертикальной плоскости.

Держатель пружин 27 установлен на втором ползуне 25 на части стойки 22 наибольшего сечения с возможностью его перестановки и фиксации по высоте.

Пружины 26 (а их может быть несколько) установлены в держателях пружин 27 и 28. В держателе пружин 27 - посредством их размещения в отверстиях 42, а в держателе 28 - посредством крепления в отверстии 43 в щечках 33 блока 32. Трособлочная система соединена с держателем пружин 28 с помощью соединения 44, связывающего щечки 35 блока 34 со щечками 40 блока 39. Канатик 45 ограничивает поворот держателя пружин 28, чтобы не было соударений держателя пружин 28 со стойкой 22.

Тренажер действует следующим образом. При выполнении спортсменом прыжкового движения наряду с перемещением троса 12 происходит поворот на определенный угол держателя пружин 28. Повороту этого держателя противодействуют растягивающиеся пружину 26. При этом по мере поворота держателя пружин 28 подвижный блок 32 нижнего стержня 31 перемещается ближе к оси 41, а подвижный блок 34 верхнего стержня 30 удаляется от оси 41. Происходит динамичное изменение плеч приложения сил. Плечо (рычаг) приложения сил, воздействующих на нижний стержень 31, уменьшается и, наоборот, рычаг приложения силы, воздействующей на верхний стержень 30, увеличивается, т.е. результирующее воздействие силы пружин 26 на нижний стержень 31 уменьшается, а результирующее воздействие силы спортсмена, прикладывающейся к тросу 12, передаваемое через трособлочную систему тренажера 13, увеличивается. Достигается динамичное многократное изменение нагрузки от максимальной, заданной в начальный момент движения (разгибания ног) до минимальной в верхнем положении прыжкового движения спортсмена. При возвращении спортсмена в исходное положение пружины 26 возвращают в исходное положение держатель пружин 28. Так занимающийся может повторить данное движение необходимое количество раз, преодолевая заданное переменное сопротивление.

Изменяя углы закрепления и количество пружин, можно создавать множество (огромное количество) режимов сопротивления.

Изменение угла закрепления пружин становится возможным за счет предусмотрения большого количества отверстий 42 на держателе пружин 27.

Телескопическая конструкция стойки 22 позволяет оставить неизменной длину троса 12, а изменять и фиксировать только высоту части стойки 22 с наименьшим сечением, что конструктивно проще, чем изменять длину троса 12. С помощью винтов 46 тренажер 13 может быть закреплен и на основании 1.

Расширение функциональных возможностей обеспечивается устройством путем динамичного многократного изменения нагрузочного сопротивления. Волейболисты, баскетболисты, прыгуны в высоту и длину, а также акробаты и др. могут пользоваться предлагаемым устройством для развития прыжковой силы.

Для эффективности тренировок и наблюдения за динамикой результатов необходимо знать силовые характеристики отталкивания и характеристики перемещения тела спортсмена и отдельных его частей (путь, скорость, ускорение и изменение углов в суставах), а также регистрировать их с целью анализа во время и после проведения тренировок. Это обеспечивает введенное регистрирующее устройство 18. В качестве регистрирующего устройства может быть многоканальный самописец, работающий в реальном масштабе времени или персональный компьютер. Последний предпочтительней, т.к. он обеспечивает больше возможностей получения, обработки и записи необходимой информации.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство более совершенно и обладает расширенными функциональными возможностями, поскольку позволяет тренироваться спортсменам разных видов спорта, связанных с прыжковыми движениями, где требуется динамичное многократное изменение нагрузки в начале и в конце прыжкового движения.

Возможность определять, регистрировать, а в последующем и анализировать силовые характеристики движения тела спортсмена и отдельных его частей в реальном масштабе времени позволяет прослеживать и корректировать тренировочный процесс в динамике, что способствует повышению эффективности тренировок и, соответственно, мастерства спортсменов.

Устройство содержит пояс, амортизаторы в виде тяг, связанных с поясом и представляющих собой трос, площадку для размещения ног. Трос закреплен свободными концами на поясе и огибает четыре неподвижных блока и один подвижный, щечки которого соединены посредством второго троса с тренажером. Два других неподвижных блока разнесены и установлены в одной плоскости на дополнительно введенном основании рядом друг с другом в упомянутой плоскости и между тренажером и площадкой для размещения ног, в которую вмонтирована тензометрическая платформа. Устройство имеет датчик силы натяжения второго троса, датчик перемещения и регистрирующее устройство, электрически связанное с тензометрической платформой. Использование данного устройства позволяет повысить эффективность тренировок при расширении его функциональных возможностей. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для развития прыжковой силы спортсменов, содержащее пояс, расположенный на теле спортсмена, амортизаторы, выполненные в виде тяг, связанных с поясом и представляющих собой трос, площадку для размещения ног, отличающееся тем, что трос закреплен свободными концами на поясе и огибает четыре неподвижных блока и один подвижный, щечки которого соединены посредством второго троса с тренажером, обладающим возможностью задания начальной отягощающей нагрузки и многократного динамичного ее уменьшения при движении второго троса, а также обратного изменения нагрузки при возвращении в исходное положение, при этом два неподвижных блока разнесены и установлены в одной плоскости на дополнительно введенном основании под площадкой для размещения ног, установленной на этом же основании, а два других неподвижных блока установлены на основании рядом друг с другом в упомянутой плоскости и между тренажером и площадкой для размещения ног, в которую вмонтирована тензометрическая платформа, и кроме того, в него введены дополнительно датчик силы натяжения второго троса, датчик перемещения, механически связанный с поясом, и регистрирующее устройство, электрически связанное с этими датчиками и тензометрической платформой. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что щечки подвижного блока соединены со вторым тросом через датчик силы натяжения. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что тренажер установлен на основании рядом с площадкой для размещения ног. 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что длину второго троса изменяют в зависимости от роста спортсмена.