ТРЕНАЖЕР Российский патент 2015 года по МПК A63B24/00 

Изобретение относится к спортивным тренажерам и может быть использовано для тренировки спортсменов, например, в футболе, а также для состязания обычных людей в исполнении футбольного приема: удара мяча по воротам, качество которого оценивается (измеряется) и отображается устройством оценки совокупным числовым показателем, образованным из параметра очковой ценности зоны, в которую попал мяч, и параметра силы удара мяча по воротам или скорости полета мяча к воротам.

Известно «Устройство для тренировки при игре в мяч» (см. Авторское свидетельство СССР №1480832, кл. A63B 69/00, Бюллетень №19, 1989 г) (прототип), в котором схема измерения амплитуды импульсов измеряет (оценивает) силу удара мяча о мишень, расположенную в плоскости ворот, и результат, пропорциональный силе удара, высвечивается на индикаторе в условных единицах от 1 до 9, а измеритель интервала времени фиксирует (оценивает) время от момента подачи светового сигнала до момента попадания мяча в мишень, которое также выводиться на индикатор. Недостатками известного устройства являются:

1) Отсутствие совокупного числового показателя, по которому может оцениваться в целом качество броска (удара) мяча по воротам спортсменом исходя из силы удара мяча о мишень и точности его попадания в заданную мишень.

2) Точность попадания спортсменом мяча в заданную мишень оценивается по однозначному критерию: «попал - не попал», что не позволяет более дифференцированно оценивать точность броска (и мастерство спортсмена в этом элементе), например, по 10-ти бальной шкале.

3) Интервал времени от включения светового сигнала до момента попадания мяча в заданную мишень характеризует суммарно как быстроту реакции спортсмена на световой раздражитель, так и время выполнения им броска по воротам, что опосредованно, с учетом критерия «попал - не попал», позволяет тренеру лишь субъективно определять способность спортсмена к осуществлению точных бросков по воротам.

Известен «Способ тренировки спортсмена в хоккее или футболе» по патенту RU 2160621 C1, 20.12.2000.

В данном «Способе…» рассматриваются такие параметры качества выполнения удара мяча по воротам, как сила удара, скорость полета мяча или шайбы, импульс силы удара, энергия удара. Отдельно приведен параметр точности удара. Первые четыре параметра, с учетом того, что масса мяча или шайбы имеют фиксированные значения, идентичны между собой и их сочетание при определении качества выполнения удара не несет дополнительной существенной информации. Имеет смысл контролировать (измерять) только один из этих четырех параметров, например силу удара (или скорость полета мяча или шайбы), а также параметр точности удара. Раздельный контроль этих двух параметров (сила удара и точность удара) позволяет лишь субъективно судить специалисту (тренеру) в этой области о качестве удара мячом в целом, так как каждый отдельный параметр характеризует лишь одну сторону явления. Поэтому недостатком данного «Способа тренировки…» является отсутствие «совокупного (единого) числового показателя», взятого в сочетании любого из первых четырех параметров и параметра точности удара, так как только единый показатель в виде числа очков на табло позволяет судить о качестве выполнения удара мячом по воротам также и не специалисту (чем больше очков на табло, тем качественнее выполнен удар). Кроме этого, к недостаткам данного «Способа тренировки…» относятся наличие влияющих факторов, не позволяющих игроку самостоятельно принимать решения о начале удара и о выборе зоны, в которую планируется послать мяч, так как начало удара выполняется по команде в виде звукового или светового сигнала, а навешиваемые мишени охватывают не всю площадь ворот. Указанные «влияющие факторы» не позволяют объективно сравнивать качество ударов по воротам двух и более игроков.

Известен «Способ оценки способностей футболистов при отработке ими ударов по воротам» по патенту SU 1837916 A3, 30.08.1993, Бюллетень №32.

В данном «Способе…» контролируется один показатель качества выполнения удара по воротам - точность удара. Точность исполнения приема в очковом виде можно подсчитывать как по одному удару, так и по серии ударов. При этом применяется механизм (пушка) для доставки мяча к месту удара, а также звуковой сигнал для подачи команды о начале выполнения удара. Недостатком устройства являются отсутствие второго важного показателя качества выполнения удара по воротам - силы удара. Кроме этого, к недостаткам по данному «Способу…» относится наличие «влияющих факторов», подобных в изобретении по предыдущему патенту №2160621.

Известно «Устройство для тренировки при игре в мяч» по патенту SU 663272 A3 (МИШЕЛЬ ЖЮЛЬЕН БОН), 15.05.1979, в котором эффективность «Е» игрока оценивается точностью удара и скоростью полета мяча перед контактом с мишенью. Недостатками данного «Устройства…» является то, что игрок не сам выбирает место (мишень) в плоскости ворот, куда будет направлен мяч, а она (мишень) назначается тренером (оператором) с помощью светового индикатора. Это не позволяет объективно сравнивать результаты двух и более ударов, выполненных разными игроками, так как процедура выполнения упражнений может быть не идентичной.

Кроме этого, наличие заранее установленных в центральной зоне ворот световых индикаторов для указания точки, в которую надо попасть, ограничивает возможность игрока в отработке ударов мячом в наиболее уязвимые для вратарей зоны ворот, прилегающих к штангам и перекладине ворот, с контролем по числовому показателю результата удара.

Рассмотренные в упомянутых патентах недостатки известных устройств отсутствуют в заявляемом изобретении.

Целью (задачей) заявляемого изобретения является создание тренажера, который бы позволял определять качество выполнения удара, например, мячом по воротам, совокупным, объективным, единым числовым показателем, используя только два критерия (параметра): точность удара мяча в намеченную зону ворот (очковую ценность зоны, в которую попал мяч) и силу удара мяча в ворота (или скорость полета мяча к воротам).

В заявленном тренажере полностью реализованы все вышеупомянутые цели (задачи), а также в тренажере отсутствуют недостатки, отмеченные в вышеуказанных патентах. Тренажер отличается от приведенных прототипа и аналогов тем, что в нем устройство оценки качества попадания направленного в мишень предмета формирует и наглядно отображает на табло совокупный, объективный, единый, числовой показатель, образованный из двух критериев (параметров), характеризирующих качество выполнения, например удара мяча по воротам: 1) точностью попадания мяча в выбранную зону ворот (очковой ценностью места расположения зоны, в которую попал мяч) и 2) силой удара мяча в ворота (или скоростью перемещения мяча к воротам). В получении на тренажере совокупного, объективного, единого, числового показателя заключается технический результат заявляемого изобретения.

Заявленный тренажер, который оценивает (измеряет) качество выполнения ударов по воротам числовым показателем, можно считать измерительным прибором (устройством). В метрологии к измерению (результату измерения), выражающему характеристику какого-либо свойства предмета (явления), предъявляются требования, сформулированные, в том числе, термином воспроизводимость, который имеет стандартизованное определение.

Свойство «воспроизводимости» измерений (результатов измерений), применительно к заявленному тренажеру, формулируется так: 1) результаты ударов по воротам (измерений), выполненных разными игроками в разное время и в разных местах, при попадании мяча в зону, имеющую одну и ту же очковую ценность, при одинаковой силе или скорости полета мяча, должны быть близки между собой; 2) при сравнении качества ударов, выполненных разными игроками, в разные по очкам зоны и с разной силой, результаты измерений не должны быть близки между собой, так как именно в этом и состоит цель состязания, например, двух разных игроков: кто сумеет набрать наибольшее количество очков, тот победитель.

Свойство «воспроизводимости» результатов измерений, с точки зрения характеристики совокупного числового показателя как объективного показателя, состоит в том, что два и более игрока должны обязательно состязаться по единому методу (правилам) и, в рамках этих правил, сами, без постороннего влияния, выполнять предписанные действия.

Постороннее влияние нарушает соблюдение этих условий и, значит, соблюдения принципа объективности совокупного числового показателя. Это нарушение может выражаться разнообразными действиями, например подачей звукового или светового сигнала или команды тренера, указывающих на мишень (зону, точку), в которую необходимо попасть. Например, один тренер вначале будет давать команду попасть в левую от игрока мишень, а другой тренер - в правую мишень. К постороннему влиянию также можно отнести действие по подаче мяча третьим игроком (тренером) или метательной пушкой в место, из которого будет произведен удар по мячу, так как идентичности двух и более ударов-подач мяча в выбранное место трудно достичь. На других тренажерах, применяемых на практике, постороннее влияние имитирует игровые ситуации и направлено, по задумке разработчиков таких тренажеров и тренеров, на повышение эффективности тренировок, что является верным. В случае же с заявленным тренажером, наряду с принципом эффективности тренировок и повышения мастерства, главным является принцип регламентированной, простой и наглядной процедуры состязательности спортсменов и других людей в выполнении данного игрового приема с фиксацией его результатов совокупным, объективным, числовым показателем (Это, например, как обязательная программа в фигурном катании). Объективность же результатов, как указывалось, достигается минимизацией разнообразных влияющих на результат состязания факторов.

Единые правила должны соблюдаться тем более в состязаниях, проводимых в разное время и в разных местах. Поэтому состязание можно проводить не только в очном соперничестве болельщиков двух команд непосредственно перед началом матча соответствующих профессиональных команд, а также в заочном состязании спортсменов и других людей, находящихся на удалении друг от друга.

Напротив, выбор игроком зоны, в которую будет направлен мяч, предполагаемая сила выполнения удара мячом по воротам и исполнение на практике этих задумок игрока зависят целиком от индивидуального решения и качеств игрока, то есть являются субъективными факторами.

Исходя из изложенного, формулируем: совокупный числовой показатель (число очков, отображенных на табло) - это объективный результат субъективных качеств игрока, измеренных по критериям точности и силы удара мячом по воротам (по аналогии с биатлоном: занятое биатлонистом место в соревновании - объективный результат, который определен его субъективными качествами на данный момент).

Тренажер может широко применяться в социальной сфере (новый технический результат) для состязания (развлечения) обычных людей (не спортсменов). Главным в этом техническом результате можно выделить то, что заявленный тренажер в первую очередь предназначен для привлечения к состязанию между собой болельщиков футбольных команд, преследуя цель отвлечения (ограждения) их от таких отрицательных явлений среди болельщиков, как хулиганство и вандализм на трибунах. Социальный аспект применения тренажера состоит также в привлечении населения к здоровому образу жизни: состязанию школьников, молодежи, людей среднего возраста на пришкольных площадках, во дворах домов, на территориях парков культуры и отдыха.

Использование единого совокупного числового показателя позволит повысить эффективность тренировочного процесса спортсменов за счет мгновенного получения как тренером, так и самим спортсменом объективной наглядной информации о качестве выполнения удара мяча по воротам и исходя из этого - оперативной корректировки техники исполнения удара. Наличие совокупного числового показателя позволит также статистически отслеживать во времени степень прогрессирования спортсмена в исполнении данного технического приема.

В тренажере устройство оценки может состоять из различного числа блоков, изготовленных в разных вариантах с точки зрения видов использованной элементной базы: например, вариант с частичным применением электромеханической системой контактов или вариант с преимущественным применением микроэлектронной элементной базы.

Для простоты и наглядности на чертежах представлен тренажер с мишенью в виде футбольных ворот с частичным применением электромеханической системы контактов.

На фиг. 1 изображен общий вид футбольных ворот, на фиг. 2 - вид спереди - сводной ячейки в плоскости футбольных ворот, на фиг. 3 - блок-схема устройства оценки на примере функционирования одной ячейки.

Тренажер состоит из футбольных ворот 1, плоскость которых разбита на зоны 2, 3, 4 и 5, имеющие различную очковую ценность, например, равную числам, их обозначающим. Конфигурация зон и их число могут быть различными. Ценность зоны определяется трудностью попадания в нее мячом: чем ближе зона к периметру ворот - тем труднее (рискованнее) в нее попасть - тем выше очковая ценность зоны.

При применении электромеханической системы контактов вся поверхность каждой зоны разбита на ячейки 6, число которых также может быть различным, выбираемым исходя из условия соизмеримости размера ячейки с размерами предмета (мяча), направляемого в ворота. Каждая ячейка 6, включающая стержень 7 и пружину 8, подвижна в определенных границах по глубине вдавливания в корпус 9. В стенку отверстия корпуса 9 вмонтированы контакты 10, связанные по сигналам с определителем 11 очковой ценности зоны, в которую попадает мяч, а также четыре пары контактов 12, связанные также по сигналам с измерителем 13 силы удара мяча в ячейку. Определитель 11 и измеритель 13 связаны по сигналам с интегратором 14, который в свою очередь связан с табло 15.

Тренажер работает следующим образом.

При попадании мяча в плоскость ворот он ударяет в одну из зон 2, 3, 4 или 5 и, следовательно, в ячейку 6. Под действием силы удара мяча ячейка 6 углубляется в корпус 9, при этом стержень 7 замыкает вначале контакты 10, соединенные с определителем 11, который вырабатывает сигнал, пропорциональный очковой ценности соответствующей зоны, тем самым измеряет (оценивает) точность удара мяча по воротам. Затем стержень 7 замыкает, в зависимости от силы удара мяча по ячейке (воротам), одну, две, три или четыре пары контактов 12, вследствие чего в измерителе 13 вырабатывается сигнал, пропорциональный силе удара мяча в ячейку. Сигналы из определителя 11 и измерителя 13 передаются в интегратор 14, который из двух входных параметров формирует выходной параметр: совокупный числовой показатель качества выполнения удара мяча по воротам, который передается и отображается на табло 15. После удара мяч может попасть не в центр ячейки 6, а в ее край и края нескольких смежных с ней ячеек с перекрытием границ между ними. С учетом этого случая определитель 11, измеритель 13 и интегратор 14 функционируют следующим образом. При одной и той же силе удара в пределах одной зоны, но незначительном разбросе по критерию места удара мяча в ячейку, характеризуемом попаданием мяча только в одну, либо в две, три или четыре ячейки, смежные с первой ячейкой, - совокупный числовой показатель имеет одно и то же значение.

При применении тренажера с устройством оценки, изготовленным с преимущественным использованием микроэлектронной элементной базы, в нем могут отсутствовать детали, узлы и элементы, характерные для электромеханической системы.

В этом случае точность удара в выбранную зону может определяться с использованием сигналов, например, от нескольких датчиков удара в каждой зоне, подобных применяемым в различных охранных системах, например в автосигнализации. А сила удара может определяться устройством оценки по известным формулам на основании измерения скорости перемещения направленного в мишень предмета, как например, радар измеряет скорость движения автомобиля или как в теннисе измеряется скорость полета теннисного мяча после удара теннисиста.

Тренажер, включающий мишень, например, в виде футбольных ворот, плоскость которых разбита на зоны с различной очковой ценностью, а также устройство оценки качества выполнения удара мяча по воротам (качества попадания мяча в ворота). Тренажером могут пользоваться как профессиональные спортсмены на тренировках, так и обычные люди при состязании в качестве выполнения удара мяча по воротам. Качество выполнения удара мяча по воротам измеряется (оценивается) устройством оценки тренажера, которое формирует и отображает на табло совокупный числовой показатель, образованный из параметра точности удара мяча в выбранную зону (очковой ценностью зоны, в которую попал направленный в ворота мяч), и параметра силы удара мяча по воротам. Единый числовой показатель, которым оценивается в совокупности точность и сила удара мяча по воротам спортсменом или обычным человеком, является объективным, эффективным и наглядным критерием определения качества выполнения данного технического приема. Тренажер в вариантном исполнении с электромеханической системой контактов, расположенных в плоскости ворот, имеет набор пар контактов, при замыкании которых вырабатывается как сигнал, характеризующий зону, в которую попал мяч, так и сигналы, характеризующие силу удара мяча в ворота (мишень). Сигналы обрабатываются определителем зоны и измерителем силы удара и направляются в интегратор, который формирует совокупный числовой показатель, отражаемый на табло. Тренажер может быть изготовлен в исполнениях применительно к различным видам спорта: хоккею, гандболу, волейболу, теннису и др. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Тренажер, включающий мишень, имеющую зоны различной очковой ценности, устройство оценки качества попадания направленного в мишень предмета, отличающийся тем, что устройство оценки формирует и отображает совокупный числовой показатель, образованный из параметра очковой ценности места расположения зоны, в которую попал предмет, и параметра силы удара предмета в мишень или скорости перемещения предмета к мишени.

2. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что мишень выполнена в форме ворот или игрового поля в различных видах спорта (футбола, хоккея, гандбола, волейбола, тенниса и др.).