Устройство для тренировки и восстановления паттерна ходьбы Российский патент 2018 года по МПК A63B23/00 

Изобретение относится к спортивному инвентарю и может быть использовано в области спорта, физической культуры, реабилитационной медицине.

Для тренировки мышц нижних конечностей используются различные виды нагрузочных тренажеров, например, эллиптические и степперы. Они позволяют тренировать мышцы бедра, голени, улучшать подвижность в тазобедренном, коленном, голеностопном суставах и суставах стопы.

Известен мини степпер Torneo Ritmo производства фирмы TORNEO. Этот компактный министеппер позволяет имитировать ходьбу по лестницам и содержит систему нагружения, состоящую из двух гидравлических цилиндров, и взаимозависимый ход педалей, которые позволяют регулировать нагрузку (режим доступа: http://www.torneosport.com/ru/catalog/detail.php?code=S-112WTRN-.&group=cardio&subgroup=steppers).

Недостатком этого степпера является неполное выполнение цикла шага (имитация ходьбы по ступеням на месте), а также неизменяемая амплитуда работы мышц и суставно-связочного аппарата нижних конечностей.

Известен степпер Montana производства фирмы KETTLER. Этот полноразмерный степпер содержит гидравлическую систему сопротивления и механическую регулировку нагрузки (режим доступа: http://www.kettler.ru/catalog/item/stepper_montana_78770kettler/).

Недостатком этого степпера является неполное выполнение цикла шага (имитация ходьбы по ступеням на месте), неизменяемая амплитуда работы мышц и суставно-связочного аппарата нижних конечностей, а также сложность конструкции.

Известен также эллиптический тренажер Rivo М производства фирмы KETTLER. Этот эллиптический тренажер содержит корпус с опорами, нагрузочный механизм, закрепленный в корпусе элемент эллиптической формы, магнитную систему сопротивления и механическую регулировку уровня нагрузки. (Режим доступа: http://www.kettler.ru/catalog/item/ellipticheskiy_trenager_rivo_m_7643000/)

Недостатком указанного тренажера является отсутствие возможности изменять длину и ширину шага (постоянная длина шага - 320 мм), неизменяемая амплитуда работы мышц и суставно-связочного аппарата нижних конечностей, а также сложность конструкции и большие габаритные размеры.

Известен тренажер для ходьбы (RU №2409342). Этот тренажер выполнен, по меньшей мере, с одним ортезом со средствами крепления в области ступни или ноги. Ортез установлен с возможностью перемещения вдоль заданной траектории движения, имитируя естественное движение при ходьбе. Тренажер установлен на опорной поверхности. Между ортезом и опорной поверхностью предусмотрены средства качения или скольжения, обеспечивающие возможность движения ортеза относительно опорной поверхности.

Недостатком этого известного тренажера для ходьбы является сложность конструкции, отсутствие возможности изменять длину и ширину шага, а также неизменяемая амплитуда работы мышц и суставно-связочного аппарата нижних конечностей при выполнении шагательных движений.

Известно устройство для обучения ходьбе при скрещивании ног (RU №2382631). Это устройство представляет собой вставку, разводящую в стороны скрещенные ноги пациента. Вставка выполнена в виде рамки с двумя боковыми стенками, каждая из которых снабжена с внешней стороны креплением для фиксации голени соответствующей ноги пациента, и с двумя торцовыми стенками, соединенными шарнирно с прилегающими к ним указанными боковыми стенками.

Недостатком этого известного устройства является особенность конструкции вставки, которая не обеспечивает прямолинейного переноса маховой ноги в цикле шага и требуемую постоянную ширину шага (движение осуществляется скольжением вперед-кнаружи), что нарушает биомеханику ходьбы, также отсутствует возможность изменять амплитуду работы мышц и суставно-связочного аппарата нижних конечностей при выполнении шагательных движений.

За прототип заявляемого изобретения принята Шина Виленского. (Режим доступа: https://ortomedtehnika.ru/catalog/ortopedicheskaya-produktsiya/fiksator-na-tazobedrennyj-sustev/shina-vilenskogo-dlya-lecheniya-vrozhdenn/), которая выполнена в виде раздвижной распорки с винтом посередине, на обоих концах которой укреплены манжеты. Манжеты устанавливаются на нижнюю треть голеней с помощью шнуровки. Необходимая величина разведения нижних конечностей достигается за счет уменьшения или увеличения длины штанги.

Недостатком прототипа является дугообразная траектория движения ног вперед-кнаружи, которая не обеспечивает прямолинейного переноса маховой ноги в цикле шага и требуемую постоянную ширину шага, что нарушает биомеханику ходьбы, также отсутствует возможность изменять амплитуду работы мышц и суставно-связочного аппарата нижних конечностей при выполнении шагательных движений.

Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является расширение тренировочных и реабилитационных возможностей спортивного тренажера, имитирующего движение во время ходьбы.

Техническим результатом заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение его эффективности, что достигается за счет регулирования длины и ширины шага и, как следствие, увеличения амплитуды мышечного сокращения тренируемых мышц, а также увеличения амплитуды движений в суставах нижних конечностей при выполнении шагательных движений.

Технический результат достигается предложенным устройством для тренировки и восстановления паттерна ходьбы, содержащим штангу, механизм регулирования ее длины, расположенный посередине штанги; концы штанги снабжены шарнирами, каждый из которых оснащен валом с механизмом регулирования его длины; причем на конце каждого вала жестко прикреплена опорная планка с креплением для голеностопного сустава; при этом оба вала установлены перпендикулярно штанге в противоположные стороны в одной плоскости с возможностью вращения вокруг своих осей совместно с шарнирами.

Применение механизма регулирования длины штанги обеспечивает увеличение амплитуды работы мышц и суставов нижних конечностей человека при выполнении шагательных движений, за счет изменения длины шага.

Применение механизма регулирования длины штанги позволяет плавно, с большой точностью изменять величину и характер нагрузки.

Применение механизмов регулирования длины валов обеспечивает изменение ширины шага.

При использовании заявляемого устройства достигается увеличение амплитуды мышечного сокращения тренируемых мышц нижних конечностей при выполнении шагательных движений; увеличивается амплитуда движений в суставах нижних конечностях при выполнении шагательных движений; появляется возможность изменять длину и ширину шага; а также плавно, с большой точностью изменять величину и характер нагрузки посредством применения механизма регулирования длины штанги и механизмов регулирования длины валов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображено устройство для тренировки и восстановления паттерна ходьбы - вид сверху;

на фиг. 2 - представлен один из возможных вариантов исполнения заявляемого устройства;

на фиг. 3 - изображены траектории движения точек крепления устройства в области голеностопных суставов нижних конечностей в ходе выполнения шагательных движений человеком.

Устройство для тренировки и восстановления паттерна ходьбы, состоит из штанги - 1 и механизма регулирования ее длины - 2. На обоих концах штанги - 1 закреплены шарниры - 3. Каждый шарнир - 3 оснащен валом - 4 с механизмом регулирования его длины - 5. На конце каждого вала - 4 жестко прикреплена опорная планка - 6 с креплением для голеностопного сустава - 7.

Устройство для тренировки и восстановления паттерна ходьбы работает следующим образом: пользователь при помощи креплений для голеностопного сустава - 7 фиксирует устройство к медиальным сторонам нижних конечностей (в области голеностопного сустава). Затем при помощи механизма регулирования длины штанги - 2 подбирается необходимая длина шага, далее при помощи механизмов регулирования длины валов - 5 подбирается необходимая ширина шага (важно, чтобы длины валов - 4 относительно штанги - 1 были равны).

После этого, пользователь посредством мышечных усилий совершает шагательные движения, при этом точка крепления устройства в области голеностопного сустава нижней конечности, находящейся в фазе переноса цикла шага (маховая нога), двигается прямолинейно вектору направления ходьбы, одновременно перемещаясь по траектории полуокружности с центром в точке прикрепления устройства в области голеностопного сустава другой нижней конечности, находящейся в фазе опоры (опорная нога). Таким образом, за один цикл двойного шага каждая нижняя конечность, поочередно, выполняет роль опорной и маховой и, соответственно, совершает движение по траектории полуокружности, радиус которой равен длине шага (фиг. 3).

За счет заданной постоянной длины штанги обеспечивается равная нагрузка в каждом цикле шага.

Величина нагрузки меняется за счет изменения длины шага: увеличение длины шага позволяет увеличить амплитуду работы мышц и суставно-связочного аппарата нижних конечностей при выполнении шагательных движений и, соответственно, повысить нагрузку, а уменьшение длины шага - соответственно снизить нагрузку.

С целью изменения характера тренирующего воздействия ходьбу с использованием предлагаемого устройства можно осуществлять как вперед лицом, так и спиной вперед.

Ширина шага подбирается с учетом анатомических особенностей пользователя и комфортного размещения предлагаемого устройства.

Таким образом, описание работы предлагаемого устройства для тренировки и восстановления паттерна ходьбы позволяет утверждать, что заявляемый технический результат достигается совокупностью признаков заявляемого изобретения.

Существенным преимуществом предлагаемого изобретения является универсальность применения и небольшие габаритные размеры, а простота конструкции и удобство эксплуатации позволят использовать предлагаемое устройство как эффективное средство физической подготовки и двигательной реабилитации для широкого круга пользователей.

Изобретение относится к спортивному инвентарю и может быть использовано в области спорта, физической культуры, реабилитационной медицине. Предложенное устройство для тренировки и восстановления паттерна ходьбы содержит штангу, механизм регулирования ее длины, расположенный посередине штанги; концы штанги снабжены шарнирами, каждый из которых оснащен валом с механизмом регулирования его длины; причем на конце каждого вала жестко прикреплена опорная планка с креплением для голеностопного сустава; при этом оба вала установлены перпендикулярно штанге в противоположные стороны в одной плоскости с возможностью вращения вокруг своих осей совместно с шарнирами. Техническим результатом заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение его эффективности, что достигается за счет регулирования длины и ширины шага и, как следствие, увеличения амплитуды мышечного сокращения тренируемых мышц, а также увеличения амплитуды движений в суставах нижних конечностях при выполнении шагательных движений. 3 ил.

Устройство для тренировки и восстановления паттерна ходьбы, включающее штангу, механизм регулирования ее длины, расположенный посередине штанги; крепления для нижней части ног, установленные на обоих концах штанги, отличающееся тем, что концы штанги снабжены шарнирами, каждый из которых оснащен валом с механизмом регулирования его длины; причем на конце каждого вала жестко прикреплена опорная планка с креплением для голеностопного сустава; при этом оба вала установлены перпендикулярно штанге в противоположные стороны в одной плоскости с возможностью вращения вокруг своих осей совместно с шарнирами.