Способ оперативной коррекции параметров тренировочных нагрузок спортсменов-гребцов Российский патент 2021 года по МПК A63B69/06 

Изобретение относится к области спорта, а именно к спортивной гребле группы гребных судов, и может быть использовано во время тренировки для контроля и качественной и своевременной коррекции тренировочного процесса спортсменов-гребцов.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом ведется поиск и разработка инструментальных средств контроля отдельных параметров тренировочных нагрузок или показателей отдельных функций организма. Однако одни разработки годятся только для научных целей, другие - только для ограниченного применения на практике.

Итальянскими специалистами Ruffaldi Е., Filippeschi А. была разработана виртуальная среда с технологией обратной связи, позволяющая выявлять классическую модель техники гребцов высокой квалификации, а также повысить эффективность тренировок [Ruffaldi E., Filippeschi A. Structuringavirtualenvironmentforsporttraining: Acasestudyonrowingtechnique // RoboticsandAutonomousSystems. - 2013. - №61. - P. 390-397].

Канадским ученым George W. разработан метод представления информации о скорости лодки с применением обратной слуховой связи, что позволяет повысить эффективность тренировочного процесса [George W. Concurrent versus delayed feedback: biomechanics in rowing // 31 International Conference on Biomechanics in Sports (2013): Editors: Tzyy-Yuang Shiang, Wei-Hua Ho, Peter Chenfu Huang, Chien-Lu Tsai. - Taipei, Taiwan, July 07 - July 11, 2013].

Португальскими специалистами Gomes В., Viriato N., Sanders R., F., Vilas-Boas J.P., Vaz M. проведен анализ силовых характеристик элитного байдарочника в условиях гребли на воде. Применение тензометрических датчиков в двух плоскостях с использованием беспроводной системы передачи данных обеспечило получение более детальной информации о силах, прилагаемых к рукоятке весла. В другой их работе проведен анализ ускорения одиночных и командных байдарок [Gomes В., Viriato N., Sanders R., F., Vaz M., Vilas-Boas J.P. Analysis of single and team kayak acceleration // Portuguese Journal of Sport Sciences. - 2011. - 11 (Suppl. 2). - P. 255-257]. Применение трехмерного акселерометра позволяет осуществить эффективную оценку ускорения и изменения скорости байдарки, обеспечивая возможность исследования вариации скорости при выполнении гребного цикла. Однако существует сложность визуальной регистрации и анализа движений лопасти весла при подводной фазе гребка.

Wainwright В., Cooke С., Low С., с помощью разработанной системы, измеряя регистрацию силы, действующей на весло, и ускорения, и сопоставляя видеозаписи гребли байдарочников международного уровня, установили, что каждый из гребцов использовал индивидуальный стиль гребли [Wainwright В., Cooke С., Low С. Performance related technique factors in Olympic sprint kayaking // 33 International Conference of Biomechanics in Sports: Editors: Floren Colloud, Mathieu Domalain, Tony Monnet. - Poitiers, France, June 29 - July 03, 2015. - URL: http://isbs2015.sciencesconf.org/57200/ (дата обращения: 15.01.2019)]. Это необходимо учитывать для повышения результативности выступлений.

В подавляющем большинстве отечественных работ отражены результаты измерений отдельных параметров тренировочной деятельности, сделанных после окончания нагрузки или в процессе тестирующих процедур.

В работе Верлиной И.Н. обоснованы эффективные варианты организации тренировочного процесса гребцов в части регулирования специализированных нагрузок на основе анализа взаимообусловленности их объемов, интенсивности, направленности и динамики показателей восстановления, что позволило качественно управлять тренировочным процессом [Верлина И.Н. Структура микроциклов, направленная на развитие выносливости гребцов на байдарках 14-15 лет в годичном цикле подготовки: Дис. … канд. пед. наук. - Краснодар, 1997. - 109 с.]

Замотин Т.М. обосновал эффективные подходы к формированию индивидуальных траекторий развития специальных силовых качеств гребцов-байдарочников на основе биомеханического и корреляционного анализа [Замотин Т.М. Обоснование индивидуальных тренировочных траекторий в специальной силовой подготовке гребцов-байдарочников на специально-подготовительном этапе тренировочного цикла: Автореф. дис. … канд. пед. наук. - Санкт-Петербург, 2013. - 23 с.]. При этом представлены данные, свидетельствующие об эффективности использования организации тренировочного процесса гребцов на основе положений теории управляющей внешней среды.

Большинство указанных способов и методик основано на получении срочной информации только после выполнения тренировочной или соревновательной нагрузки. В основном это объясняется техническими трудностями. Только по отдельным параметрам (ЧСС, основные биомеханические параметры) осуществляется их регистрация в режиме «онлайн».

Известен «Способ коррекции биомеханических параметров командной техники гребли» (пат. RU №2630436), предназначенный для обучения и тренировки спортсменов-гребцов на морских ялах слаженной, синхронной работе в составе экипажа морского яла на суше, в условиях, максимально приближенных к тренировочному процессу, проводимому на воде. Указанный способ заключается в том, что с помощью программно-управляющего устройства создают дополнительные внешние нагрузки, имитирующие сопротивление водной среды. Согласно изобретению, предварительно объединяют гребные тренажеры в локальную вычислительную сеть и подключают к компьютеру, устанавливают датчики на тренажере и голенях спортсменов. После чего измеряют и запоминают индивидуальные биомеханические параметры гребной локомоции каждого спортсмена, вычисляют обобщенные групповые показатели биомеханических параметров, которые определяют верхнюю и нижнюю границу, а так же среднее значение идеальной модели командной техники гребли экипажа, в процессе заезда для каждого из переменных условий измеряют и запоминают в массиве памяти текущие индивидуальные биомеханические параметры гребцов, вычисляют групповые текущие биомеханические параметры и сравнивают со средним значением идеальной модели командной техники гребли экипажа.

Недостатком указанного способа является отсутствие возможности своевременной коррекции параметров техники гребли в процессе тренировки из-за того, что модель рассчитывается до начала тренировки и не может быть изменена в процессе ее проведения, все результаты обрабатываются после завершения тренировки, а также из-за отсутствия обратной связи между тренером и гребцом.

Наиболее близким техническим решением является «Система обучающего анализа тренировок по гребле» (международная заявка на патент (РСТ) №201911381658.0, дата подачи 27.12.2019, номер публикации 110841263). Данная система анализа тренировок включает устройство для сбора данных по параметрам тренировок и устройство для сбора данных по физиологическим характеристикам спортсменов. При этом устройство для сбора данных по параметрам тренировок применяется для измерения параметров о состоянии отдельных спортсменов во время тренировок и может быть использовано для передачи параметров о состоянии каждого спортсмена на терминал по приему данных. Устройство для сбора данных по физиологическим характеристикам предназначено для сбора физиологических данных отдельных спортсменов и их передачи на терминал по передаче данных. Терминал по передаче данных применяется для получения данных о параметрах тренировочного и физиологического состояния и их передачи на системный сервер. Системный сервер может быть использован для создания соответствующего отчета по анализу тренировки на основе тренировочных и физиологических параметров каждого спортсмена. Данная система анализа тренировок обеспечивает анализ важнейших компонентов тренировок по гребле. Принимаем его за прототип. Недостатком прототипа является отсутствие своевременной коррекции параметров тренировочной нагрузки группы спортсменов в процессе тренировки, так как по результатам тренировки формируется отчет, а его анализ проводят после завершения тренировки, кроме того отсутствует обратная связь между тренером и гребцом.

Таким образом, особую актуальность в настоящее время приобретают вопросы совершенствования методик оперативного контроля и управления тренировочными нагрузками.

Техническим результатом заявленного способа является коррекция параметров тренировочных нагрузок в режиме реального времени в соответствии с поставленными тренером задачами для достижения необходимой эффективности тренировки спортсменов-гребцов.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в известной обучающей системе анализа тренировок по гребле, заключающейся в том, что с помощью устройств, оснащенных программным обеспечением, осуществляют сбор данных по параметрам тренировочных нагрузок и данных физиологических параметров отдельных спортсменов во время тренировки, передачу полученных данных группы спортсменов на системный сервер, согласно заявляемому способу, предварительно, перед спуском на воду, в группе гребных судов вдоль их центральной продольной оси устанавливают клиентские компьютеры со встроенным программным обеспечением, причем параметры тренировки загружают на клиентский компьютер до ее начала и контролируются автоматически или в ручном режиме; затем клиентские компьютеры объединяют в локальную сеть при помощи тренерского компьютера, дополнительно оснащенного устройством отображения информации, с серверным программным обеспечением; одновременно с этим спортсмена оснащают нагрудным модулем, включающим группу датчиков с проводным и беспроводным подключением и голосовым извещателем; после чего запускают клиентский компьютер; затем тренер назначает условия параметров тренировочной нагрузки индивидуально каждому гребцу, причем тренировку в акватории проводят в три этапа, включающие разминку, основную часть и заминку; далее основную часть делят на несколько отрезков, на каждом из которых спортсмен выполняет тренировку с заданными параметрами тренировочной нагрузки; в режиме мониторинга группы спортсменов осуществляют передачу и сбор полученных данных параметров тренировочной нагрузки на системный сервер, накопление памяти и обработку информации отдельных спортсменов во время тренировки, причем регистрацию параметров тренировочной нагрузки проводят с дискретностью 5-10 с; при этом сервер тренерского компьютера предоставляет визуальную информацию на экран устройства отображения информации; после чего тренер, со своего рабочего места, выбирает в процессе заезда судно контролируемого спортсмена, на каждом отрезке дистанции в режиме реального времени ведет визуальный контроль за его положением в акватории и параметрами тренировочной нагрузки: скоростью, темпом, пройденной дистанцией и физиологическими параметрами спортсмена, корректирует их с помощью сообщений голосового извещателя, формируемых по его командам, а при критическом превышении физиологических показателей гребца извещатель срабатывает автоматически или в ручном режиме по решению тренера.

Причинно-следственная связь существенных признаков изобретения и технического результата состоит в следующем.

Предварительно, перед спуском на воду, на гребное судно устанавливают клиентский компьютер с загруженными параметрами текущей тренировки до ее начала и контролируются автоматически или в ручном режиме, который обеспечивает сетевую идентификацию гребного судна, по заранее установленному сетевому адресу, передачу пакета сигналов о текущем положении, параметрах движения. Кроме этого клиентский компьютер, в отличие от известных решений, обеспечивает формирование в пределах гребного судна собственной зоны Bluetooth для подключения индивидуальных физиологических датчиков спортсмена и голосового извещателя, что позволяет создать обратную связь с гребцом и корректировать параметры тренировочных нагрузок в режиме реального времени.

Датчики в нагрудном модуле спортсмена обеспечивают съем и передачу сигналов об индивидуальных физиологических параметрах спортсмена по каналу Bluetooth на клиентский компьютер гребного судна для последующей обработки и передачи на тренерский терминал. Такая конфигурация, в отличие от известных, позволяет не только обеспечить индивидуальный или стандартный набор датчиков, но и осуществлять коррекцию параметров тренировочных нагрузок в режиме реального времени.

Голосовой извещатель формирует стандартные голосовые сообщения. В отличие от известных решений, предусмотрено автоматическое срабатывание извещателя при критическом превышении физиологических показателей гребца, или ручном режиме, в зависимости от текущих показателей тренировки в режиме реального времени по решению тренера.

Клиентский компьютер с дискретностью 5-10 секунд формирует пакет информации о параметрах движения гребного судна и физиологических параметрах спортсмена для передачи на тренерский терминал. Дискретность передачи выбирается программно и определяется, исходя из количества одновременно задействованных клиентских компьютеров, чтобы исключить потерю информации. В промежутках между отправками информационных пакетов радиоканал клиентского компьютера находится в режиме приема команд голосового извещателя.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном способе достигается оперативный контроль и своевременная коррекция в режиме реального времени параметров тренировочной нагрузки гребцовгруппы гребных судов, что обеспечивает достижение заявленного технического результата и позволяет расширить арсенал способов данного назначения.

Заявленное изобретение поясняется следующими иллюстрациями, на которых показаны:

фиг. 1 - Структурная схема способа;

фиг. 2 - Отображение контролируемых значений на тренерском компьютере (интерфейс приложения);

фиг. 3 - Параметры нагрузки в ходе тренировки;

фиг. 4 - Изменения параметров нагрузки гребца на первом отрезке с коррекцией со стороны тренера;

фиг. 5 - Изменения параметров нагрузки гребца на втором отрезке с коррекцией со стороны тренера;

фиг. 6 - Изменения параметров нагрузки гребца на третьем отрезке с коррекцией со стороны тренера;

фиг. 7 - Изменения параметров нагрузки гребца на четвертом отрезке с коррекцией со стороны тренера;

таблица 1 - Динамика регистрируемых параметров нагрузки при прохождении первого отрезка;

таблица 2 - Динамика регистрируемых параметров нагрузки при прохождении второго отрезка;

таблица 3 - Динамика регистрируемых параметров нагрузки при прохождении третьего отрезка;

таблица 4 - Динамика регистрируемых параметров нагрузки при прохождении четвертого отрезка.

Пример осуществления способа.

Предварительно, перед спуском на воду, в группе гребных судов вдоль их центральной продольной оси устанавливают клиентские компьютеры со встроенным программным обеспечением. Причем параметры тренировки загружают на клиентский компьютер до ее начала и контролируются автоматически или в ручном режиме. Затем клиентские компьютеры объединяют в локальную сеть при помощи тренерского компьютера с серверным программным обеспечением, дополнительно оснащенным устройством отображения информации (фиг. 1).

Одновременно с этим, каждого из группы спортсмена оснащают нагрудным модулем, включающим группу датчиков с проводным и беспроводным подключением и голосовым извещателем (фиг. 1). В качестве датчиков используются акселерометр, приемник GNSS (мультисистемный GPS/GLONASS/Galileo), физиологические датчики (ЧСС, оксигемограмма). Затем запускают клиентский компьютер.

Тренер поставил общую задачу: развитие дистанционной выносливости. Затем тренер назначает условия параметров тренировочной нагрузки индивидуально каждому гребцу на дистанции заезда: скорость, темп, пройденную дистанцию и физиологические параметры. Причем тренировку в акватории проводят в три этапа, включающие разминку, основную часть и заминку.

В процессе заезда тренер со своего рабочего места выбирает гребное судно контролируемого спортсмена и определяет количество заездов.

Заявленный технический результат подтверждают данные тренировки высококвалифицированного гребца длительностью 1 ч 15 мин.

На фиг. 3 изображены параметры нагрузки в ходе тренировки.

В режиме мониторинга осуществляют передачу и сбор полученных данных параметров тренировочной нагрузки на системный сервер, накопление памяти и обработку информации, причем регистрацию параметров тренировочной нагрузки проводят с дискретностью 5 с. При этом сервер тренерского компьютера предоставляет визуальную информацию на экран устройства отображения информации в реальном режиме времени.

Первый этап - разминку, спортсмен проводит в течение 20 мин.

Далее, в основной части тренировки гребец проходит четыре раза дистанцию 750 м. На каждом отрезке в режиме реального времени тренер ведет визуальный контроль за его положением на акватории и параметры тренировочной нагрузки (фиг. 2, 3), а корректирует их с помощью сообщений голосового оповещателя, формируемых по его командам (фиг 4, 5, 6, 7).

На первом отрезке была поставлена задача удержания пульса 140 ударов/мин с сохранением амплитуды и мощности гребка. Изменение регистрируемых параметров нагрузки гребца на первом отрезке представлена в таблице 1. Коррекция (управляющие воздействия) со стороны тренера представлена на фиг. 4. После отметки дистанции 250 м у спортсмена стал снижаться пульс ниже заданного уровня. Тренер дал команду увеличить темп гребли, чтобы поднять пульс и удерживать его на отметке 140-142 удара/мин. Это удалось сделать, хотя на последних ста метрах дистанции спортсмен снова не смог удержать заданный пульс и пульс снизился до 136 ударов.

На втором отрезке была поставлена задача удержания скорости 11,5-12,0 км/ч за счет мощности гребка. Изменение регистрируемых параметров нагрузки гребца на втором отрезке представлена в таблице 2. Коррекция (управляющие воздействия) со стороны тренера представлена на фиг. 5, на которой видно, что при решении поставленной задачи удержания дистанционной скорости 11,5-12,0 км/ч на отметке дистанции от 250 м у спортсмена стала снижаться скорость. Тренер дал команду увеличить скорость и удерживать ее в установленных пределах. В результате гребцу это удалось выполнить и выдерживать до конца отрезка.

На третьем отрезке была поставлена задача сохранения темпа 75 гребков/мин и равномерного хода лодки без спуртов (рывков или резкого кратковременного увеличения темпа движения). Изменение регистрируемых параметров нагрузки гребца на третьем отрезке представлена в таблице 3. Коррекция (управляющие воздействия) со стороны тренера представлена на фиг. 6., из которой видно, что при прохождении дистанции, начиная с 350 м, наблюдалось снижение темпа, и к 450 м темп снизился до критической отметки - 71 гребок/мин. На дистанции, при прохождении отметки 500 метров, тренер дал команду спортсмену поднять темп до заданного уровня. Спортсмену удалось эту задачу выполнить.

На четвертом отрезке дистанции была поставлена задача удержания пульса в районе ПАНО (170 ударов/мин) при скорости до 13,0-13,5 км/ч и темпа до 110 гребков/мин. Изменение регистрируемых параметров нагрузки гребца на четвертом отрезке представлена в таблице 4. Коррекция (управляющие воздействия) со стороны тренера представлена на фиг. 7. При решении данной задачи спортсмен проходил дистанцию с заниженной скоростью на 300 м и 600 м. На этих отметках тренер давал команду спортсмену увеличить скорость. Спортсмен эти корректировки выполнил. Однако гребец на финише дистанции не смог удержать темп. Тренером вновь была дана команда в момент прохождения отметки 600 метров для удержания темпа, что было выполнено.

В основной части тренировки восстановление гребца между отрезками было по времени индивидуальным. Спортсмен выкатывал лодку на низком темпе и восстанавливал пульс. Восстановление длилось от 10 до 12 минут. Этого времени спортсмену хватило восстановиться и подготовиться к следующему прохождению дистанции.

Заключительный этап - заминку, спортсмен проводит в течение 20 мин на воде на низких скоростях.

Положительный эффект от использования заявляемого способа заключается в том, что гребец, по ходу выполнения задания и на основании команд тренера, корректирующих нагрузку, учится самостоятельно чувствовать и управлять своими движениями для достижения необходимой эффективности тренировки.

Ожидается, что специалистами-тренерами при изучении вышеприведенного описания могут быть сделаны многочисленные варианты и модификации осуществления данного изобретения. Следовательно, любые варианты и модификации подпадают под объем притязаний, выраженных в формуле изобретения.

Изобретение относится к области спорта, а именно к спортивной гребле группы гребных судов, и может быть использовано во время тренировки для контроля и качественной и своевременной коррекции тренировочного процесса спортсменов-гребцов. Предварительно, перед спуском на воду, в группе гребных судов вдоль их центральной продольной оси устанавливают клиентские компьютеры со встроенным программным обеспечением, причем параметры тренировки загружаются на клиентский компьютер до ее начала и контролируются автоматически или в ручном режиме. Затем клиентские компьютеры объединяют в локальную сеть при помощи тренерского компьютера с серверным программным обеспечением, дополнительно оснащенным устройством отображения информации. Одновременно с этим спортсмена оснащают нагрудным модулем, включающим группу датчиков с проводным и беспроводным подключением и голосовым извещателем. После чего запускают клиентский компьютер. Затем тренер назначает условия параметров тренировочной нагрузки индивидуально каждому гребцу. Далее тренировку в акватории проводят в три этапа, включающие разминку, основную часть и заминку. Затем основную часть делят на несколько отрезков, на каждом из которых спортсмен выполняет тренировку с заданными параметрами тренировочной нагрузки. В режиме мониторинга группы спортсменов осуществляют передачу и сбор полученных данных параметров тренировочной нагрузки на системный сервер, накопление памяти и обработку информации отдельных спортсменов во время тренировки. Причем регистрацию параметров тренировочной нагрузки проводят с дискретностью 5-10 с. При этом сервер тренерского компьютера предоставляет визуальную информацию на экран устройства отображения информации. После чего тренер, со своего рабочего места, выбирает в процессе заезда судно контролируемого спортсмена. На каждом отрезке дистанции в режиме реального времени тренер ведет визуальный контроль за его положением в акватории и параметрами тренировочной нагрузки: скоростью, темпом, пройденной дистанцией и физиологическими параметрами спортсмена, корректирует их с помощью сообщений голосового извещателя, формируемых по его командам, а при критическом превышении физиологических показателей гребца извещатель срабатывает автоматически или в ручном режиме по решению тренера. 7 ил., 4 табл.

Способ оперативной коррекции параметров тренировочных нагрузок спортсменов-гребцов, заключающийся в том, что с помощью устройств, оснащенных программным обеспечением, осуществляют сбор данных по параметрам тренировочных нагрузок и данных физиологических параметров отдельных спортсменов во время тренировки, передачу полученных данных группы спортсменов на системный сервер, отличающийся тем, что предварительно, перед спуском на воду, в группе гребных судов вдоль их центральной продольной оси устанавливают клиентские компьютеры со встроенным программным обеспечением, причем параметры тренировки загружаются на клиентский компьютер до ее начала и контролируются автоматически или в ручном режиме; затем клиентские компьютеры объединяют в локальную сеть при помощи тренерского компьютера с серверным программным обеспечением, дополнительно оснащенным устройством отображения информации; одновременно с этим спортсмена оснащают нагрудным модулем, включающим группу датчиков с проводным и беспроводным подключением и голосовым извещателем; после чего запускают клиентский компьютер; затем тренер назначает условия параметров тренировочной нагрузки индивидуально каждому гребцу, причем тренировку в акватории проводят в три этапа, включающие разминку, основную часть и заминку; далее основную часть делят на несколько отрезков, на каждом из которых спортсмен выполняет тренировку с заданными параметрами тренировочной нагрузки; в режиме мониторинга группы спортсменов осуществляют передачу и сбор полученных данных параметров тренировочной нагрузки на системный сервер, накопление памяти и обработку информации отдельных спортсменов во время тренировки, причем регистрацию параметров тренировочной нагрузки проводят с дискретностью 5-10 с; при этом сервер тренерского компьютера предоставляет визуальную информацию на экран устройства отображения информации; после чего тренер, со своего рабочего места, выбирает в процессе заезда судно контролируемого спортсмена, на каждом отрезке дистанции в режиме реального времени ведет визуальный контроль за его положением в акватории и параметрами тренировочной нагрузки: скоростью, темпом, пройденной дистанцией и физиологическими параметрами спортсмена, корректирует их с помощью сообщений голосового извещателя, формируемых по его командам, а при критическом превышении физиологических показателей гребца извещатель срабатывает автоматически или в ручном режиме по решению тренера.