УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ Российский патент 2008 года по МПК A63B69/20 A63B69/00 

Изобретение относится к спорту и может быть использовано в качестве тренажера для отработки ударов в боксе, силовых единоборствах с осуществлением оценки реакции тренирующегося и выработки навыков нанесения целевого направленного удара.

Известен из патента США №4941660, кл. А63В 69/00, 1990, тренажер, который для измерения и записи общей силы ударов, нанесенных пользователем во время тренировки, содержит подвешенную за верхнюю часть грушу, к которой прикреплен датчик; два видеоканала и контрольно-измерительную систему на базе компьютера, связанную с датчиком через функциональные преобразователи.

Известно из авторского свидетельства СССР №1718994, кл. А63В 69/20, 1992, устройство для тренировки, представляющее собой укрепленный на подвеске набивной снаряд, внутри которого расположена эластичная капсула с наполнителем, соединенная с индикатором через размещенный в ее центре датчик давления в виде пьезоэлемента сферической формы.

Известные устройства сложны, громоздки и обладают низкой точностью из-за нелинейной характеристики датчика, смонтированного на упругой подвеске, особенно пьезоэлектрического. Выполнение тренажера в виде подвешенного снаряда не позволяет в принципе определять энергетические характеристики наносимых ударов, и, кроме того, такого рода тренажеры подвержены влиянию стоячих волн и демпфирующих свойств наполнителя снаряда.

Известен из патента РФ №2118194, кл. А63В 69/00, динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств, включающий ударную подушку с основанием и расположенной на нем эластичной пневмокамерой, снабженной отводным каналом, измерительную систему, содержащую пневмодатчик, присоединенный к свободному концу отводного канала, функциональный преобразователь сигнала пневмодатчика с индикатором и узлом сброса показаний, при этом ударная подушка содержит ударную и демпфирующую пластины, эластичное кольцо и кожух, выполненный из мягкого материала, причем эластичное кольцо расположено между основанием и жесткой ударной пластиной с образованием квазизакрытого объема в камере, а в качестве пневмодатчика измерительной системы в отводном канале установлен микроэлектронный полупроводниковый тензодатчик.

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога. К его недостаткам можно отнести то, что он рассчитан исключительно на отработку навыков нанесения удара и то только в части скорости нанесения и силы удара. При этом тренажер не позволяет выработать навыки целевого направленного удара по изменяющей по случайной закономерности свое место мишени в пределах ударной подушки, так как тренирующийся сам выбирает время и место для нанесения удара.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретения, является создание тренировочного устройства, обеспечивающего возможность выработки навыков нанесения целевого направленного удара за счет выдачи сформированного светового сигнала непосредственно на объекте поражения, с обозначением места и зоны нанесения удара и осуществлением регулировки длительности как самого светового сигнала, так и временного промежутка между его формированием.

Техническим результатом, на обеспечение достижения которого направлено данное изобретение, является расширение функциональных возможностей тренажера, повышение эффективности тренировки за счет обеспечения динамического характера процесса обучения, направленного на выработку мгновенной реакции спортсмена на неожиданный и внезапный внешний возбудитель со стороны противоборствующего объекта, развития и закрепления памяти спортсмена.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для тренировки (тренажер) содержит монтируемую на вертикальной опорной поверхности ударную подушку, состоящую из основания, закрепленного на основании поглощающего энергию удара материала, закрывающего их кожух, воспринимающие и регистрирующие удары датчики, связанные с процессорным блоком обработки полученных сигналов, оснащенным необходимыми средствами и соответствующим программным обеспечением для контроля параметров удара и их визуального отображения, на внешней стороне кожуха изображен силуэт мишени с выделением внутри этого силуэта, по меньшей мере, девяти зон для нанесения удара, при этом указанные зоны разнесены по высоте мишени, величина которой составляет 110-180 см, предпочтительно 150-180 см, и расположены на, по меньшей мере, шести различных уровнях и снабжены источниками света в виде светодиодов, расположенных внутри кожуха напротив указанных зон или вокруг них для их подсветки, при этом упомянутые светодиоды в каждой зоне скомпанованы в, по меньшей мере, две группы, каждая из которых, при включении, загорается цветом, отличным от цвета другой группы, и связаны с источником питания через управляющий блок, связанным, в свою очередь, с процессорным блоком обработки полученных сигналов, реализующим функцию выборочного включения источников света в последовательно выбираемых случайным образом зонах для удара, длительности включения и временной паузы между включениями или в соответствие с заданной программой проведения тестирования в выделенных зонах на поверхности кожуха.

Датчики для регистрации удара могут быть выполнены контактными в виде микровыключателей или микроэлектронными в виде полупроводниковых тензометрических датчиков. Кожух может быть выполнен из плотного полупрозрачного или непрозрачного материала с прозрачными вставками в зонах нанесения удара. В качестве поглощающего энергию удара преимущественно используется резина.

Мишень представляет собой силуэт человека, при этом зоны нанесения удара располагаются на уровнях головы, груди, рук, пояса и ног силуэта.

Кроме того, устройство для тренировки для внесения элемента состязательности может быть подключено через компьютер к сети Интернет или отдельным коммуникационным линиям связи.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

На чертеже представлена конструкция устройства для тренировки.

Предлагаемое устройство для тренировки представляет собой монтируемое на вертикальной опорной поверхности основание 1, которое выполняется из жесткого материала, такого, например, как металлический лист, полимерная пластина, деревянная доска, толстая фанера. На основании закреплен поглощающий энергию материал 2, представляющий собой резиновый блок или иной упругодеформируемый материал, толщина которого выбирается из условия упругого сжатия по толщине, обеспечивающий травматическую безопасность конечностей спортсмена. Поглощающий энергию удара материал закрыт по всей внешней поверхности кожухом 3 из плотного материала, например кожи или толстой полимерной пленки, брезента и подобного материала. Кожух закрепляется на основании без образования складок, с исключением возможности сползания с поглощающего энергию удара материала.

На основании размещены датчики 4 для регистрации удара, срабатывающие от давления на них, возникающего в момент удара по устройству и сжатии поглощающего энергию удара материала. Возникающее давление передается основанию, воспринимается датчиками 4 и в виде аналоговых сигналов передается в процессорный блок 5 обработки полученных сигналов, оснащенного необходимыми средствами и соответствующим программным обеспечением для контроля параметров удара и их визуального отображения, например, на мониторе 6. Возможен пример исполнения, когда средство отображения информации представляет собой несколько жидкокристаллических индикаторов, на поле каждого из которых отображается конкретная информация по определенному параметру удара.

В качестве датчиков для регистрации удара можно использовать контактные датчики в виде микровыключателей. Для обеспечения высокой точности определения дифференциальных характеристик принимаемого импульсного воздействия предпочтительно в качестве датчика использовать микроэлектронный полупроводниковый тензометрический датчик, который обладает безынерционностью в диапазоне действующего частотного спектра импульса удара, что позволит ввести в каналы измерительной системы процессорного блока 5 пропорциональный и дифференцирующий преобразователи, формируя таким образом информацию о силе и резкости отдельных ударов, реакции спортсмена на случайным образом сформированное, переменное по длительности и месту нахождения внешнее воздействие.

На внешней поверхности кожуха 3 изображена мишень 7 в виде силуэта человека с выделением внутри этого силуэта, по меньшей мере, восьми зон 8 для нанесения удара, которые при проведении тренировки либо в случайном порядке, либо в заданном алгоритмическом порядке, определенном программой тестирования, подсвечиваются светодиодами 9, расположенными внутри кожуха 3 напротив указанных зон или вокруг них.

Указанные светодиоды, образующие в каждой зоне источник освещения, объеденены в, по меньшей мере, две группы, каждая из которых, при срабатывании, загорается своим цветом, отличным от цвета другой группы, и связаны с источником питания через управляющий блок 10, который, в свою очередь, связан с процессорным блоком 5 обработки полученных от датчиков сигналов. Управляющий блок 10 реализует функцию выборочного включения источников света в последовательно выбираемых случайным образом зонах поражения, длительности включения и временной паузы между включениями или в соответствии с заданной программой тестирования в выделенных зонах на мишени.

Кожух может быть выполнен из плотного полупрозрачного или непрозрачного материала с прозрачными вставками в зонах нанесения удара. При выполнении кожуха непрозрачным, например из кожи, зоны нанесения удара представляют собой вставки 11 круглой или иной формы, к которой по ее периметру прикреплено прозрачное кольцо 12, с вмонтированными в это кольцо светодиодами. Кольцо 12, в свою очередь, закреплено на кожухе 3.

Если кожух выполнен полностью или, по меньшей мере, часть его, относящаяся к силуэту мишени, прозрачной или полупрозрачной, то светодиоды могут быть сгруппированы внутри выемок в материале 2 напротив зон нанесения ударов так, что площадь покрытия от удара всегда будет больше размера выемки.

Управляющий блок 10 представляет собой известный адресный коммутатор, соединительные позиции которого срабатывают от адреса полученного командного сигнала из процессорного блока 5.

Процессорный блок 5 представляет собой известное средство, он выполнен многоканальным и включает в себя каналы определения силы удара, резкости удара, количества эффективных ударов (превышающих заданное пороговое значение по выбранному параметру), быстроты реакции (интервала времени от начала сигнала до момента фиксации удара), начального темпа нанесения ударов (количество ударов, нанесенных в течение первой секунды цикла), каждый из которых может быть снабжен индикаторами для визуального отображения определяемого параметра удара.

Количество измерительных каналов при необходимости может быть дополнено параллельным включением соответствующих преобразователей, например интегратора для измерения мощности и энергии ударов, с блоками индикации и запоминания.

Устройство для тренировки работает следующим образом.

Процесс тренировки начинается с того, что в соответствие с алгоритмом тренировки или тестирования спортсмена из процессорного блока 5, с различными длительностью и временными паузами, носящими случайный характер, в управляющий блок 10 поступают адресные управляющие сигналы, по которым электропитание поступает к светодиодам в зону нанесения удара. Зоны нанесения удара в неизвестном для спортсмена порядке освещаются, обозначая место, куда должен быть нанесен удар.

При нанесении удара его импульс через материал 2 пропорционально силе удара воспринимается тензометрическим датчиком 4. Импульс давления, преобразованный в электрический сигнал, поступает с выхода тензометрического датчика 4 в канал определения силы удара процессорного блока 5, где, пройдя соответствующую обработку, выводится на индикатор, показывающий максимальное значение силы нанесенного удара, сохраняя это показание до поступления сигнала от следующего удара.

Аналогичным образом, преобразуя импульс давления от удара в электрический сигнал тензометрического датчика, посредством соответствующих каналов процессорного блока 5, определяется и визуализируется резкость удара (максимальное значение производной силы удара по времени dU/dt), количество эффективных ударов, быстрота реакции, начальный темп нанесения удара.

Устройство для тренировки может быть использовано для развития и закрепления памяти спортсмена. В этом случае обеспечивается подсветка зон нанесения удара в любой задаваемой последовательности, предусматривающей различное сочетание комбинаций зон для нанесения удара с учетом их расположения на разных уровнях силуэта мишени. При этом спортсмен в той же последовательности, в какой подсвечивались зоны нанесения удара, должен ударами «погасить» эти зоны.

С помощью предлагаемого тренажера также можно отрабатывать навыки так называемого ухода от угрозы нанесения со стороны предполагаемого противника удара с одновременным нанесением ответного удара. В этом случае на тренажере группой светодиодов определенным цветом освещается зона предполагаемой угрозы, после чего, по истечении достаточно короткого, задаваемого программным обеспечением отрезка времени, другой группой светодиодов и другим цветом обозначается зона, в которую спортсмен должен нанести ответный удар, совершив прежде соответствующие движения и маневры по уходу и защите от предполагаемой угрозы. Местоположение упомянутых выше зон на мишени, последовательность, время обозначения и временной промежуток между обозначением этих зон осуществляются выборочным путем и носят случайный характер

Для внесения элемента соревновательности и состязательности тренировка нескольких спортсменов, занимающихся индивидуально на отдельных, установленных в разных, удаленных друг от друга местах, тренажерах, может происходить в режиме on-line подключением тренажера к сети Интернет через компьютер, входящий в состав устройства для тренировки или к коммуникационным линиям связи, позволяет визуально оценивать осуществляемые действия, сравнивать результаты тренирующихся в указанном режиме спортсменов и вносить по результатам сравнения соответствующие коррективы в тренировочный процесс.

Данное изобретение расширяет спектр функциональных возможностей спортивного тренажера, повышает эффективность тренировки за счет обеспечения динамического характера процесса обучения, направленного на выработку мгновенной реакции спортсмена на неожиданный и внезапный внешний возбудитель со стороны противоборствующего объекта, тренировку и укрепление памяти спортсмена.

Устройство для тренировки координации движений, памяти и реакции содержит установленную на вертикальной опорной поверхности ударную подушку, которая состоит из основания, закрывающего основание кожуха, на основании расположены поглощающий энергию удара материал и датчики для регистрации удара, которые связаны с процессорным блоком обработки полученных от датчиков сигналов, оснащенным соответствующим программным обеспечением для контроля параметров удара и их визуального отображения, на внешней поверхности кожуха изображен силуэт мишени с выделением внутри силуэта зон для нанесения удара, которые снабжены источниками света в виде светодиодов, которые расположены внутри кожуха напротив каждой зоны или вокруг нее для подсветки, при этом указанные светодиоды объединены в, по меньшей мере, две группы, каждая из которых, при включении, загорается цветом, отличным от цвета другой группы, и связаны с источником питания через управляющий блок, связанным, в свою очередь, с процессорным блоком обработки полученных сигналов, реализующим функцию выборочного включения источников света в последовательно выбираемых случайных зонах нанесения удара или в соответствии с заданной программой проведения тестирования с помощью выделенных зон. Использование данного изобретения обеспечивает расширение функциональных возможностей тренажера и повышение эффективности тренировки. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для тренировки координации движений, памяти и реакции, содержащее установленную на вертикальной опорной поверхности ударную подушку, состоящую из основания, закрывающего основание кожуха, при этом на основании расположены поглощающий энергию удара материал и датчики для регистрации удара, связанные с процессорным блоком обработки полученных от датчиков сигналов, оснащенным соответствующим программным обеспечением для контроля параметров удара и их визуального отображения, отличающееся тем, что на внешней поверхности кожуха изображен силуэт мишени с выделением внутри силуэта зон для нанесения удара, снабженных источниками света в виде светодиодов, расположенных внутри кожуха напротив каждой зоны или вокруг нее для подсветки, при этом указанные светодиоды объединены в, по меньшей мере, две группы, каждая из которых, при включении, загорается цветом, отличным от цвета другой группы и связаны с источником питания через управляющий блок, связанным в свою очередь с процессорным блоком обработки полученных сигналов, реализующим функцию выборочного включения источников света в последовательно выбираемых случайных зонах нанесения удара или в соответствии с заданной программой проведения тестирования с помощью выделенных зон.2. Устройство для тренировки по п.1, отличающееся тем, что мишень представляет собой силуэт человека.3. Устройство для тренировки по п.1, отличающееся тем, что зоны нанесения удара расположены на уровнях головы, груди, рук, пояса и ног силуэта мишени.4. Устройство для тренировки по п.1, отличающееся тем, что датчики для регистрации удара выполнены контактными в виде микровыключателей или микроэлектронными в виде полупроводниковых тензометрических датчиков.5. Устройство для тренировки по п.1, отличающееся тем, что кожух выполнен из плотного полупрозрачного или непрозрачного материала с прозрачными вставками в зонах нанесения ударов.6. Устройство для тренировки по п.1, отличающееся тем, что в качестве поглощающего энергию материала используется резина.7. Устройство для тренировки по п.1, отличающееся тем, что имеет возможность подключения к сети Интернет и другим коммуникационным линиям связи.8. Устройство для тренировки по п.1, отличающееся тем, что на силуэте мишени выделены, по меньшей мере, восемь зон для нанесения удара.9. Устройство для тренировки по п.1, отличающееся тем, что выделенные для удара зоны разнесены по высоте мишени.10. Устройство для тренировки по п.1, отличающееся тем, что выделенные для удара зоны расположены на, по меньшей мере, шести уровнях.11. Устройство для тренировки по п.9, отличающееся тем, что высота мишени составляет 110-180 см, предпочтительно, 150-170 см.