СПОСОБ ОБУЧЕНИЯ И ТРЕНИРОВКИ В УПРАЖНЕНИИ ГИРЕВОГО СПОРТА "ТОЛЧОК" Российский патент 2024 года по МПК A61H1/00 A63B23/00 

Способ относится к спорту, может быть использован для обучения и тренировки спортсменов-гиревиков, а также в спортивной медицине для создания технологий дозирования силовых нагрузок на позвоночный столб.

Схематическое представление движений спортсмена в одном цикле соревновательного упражнения «толчок» представлено на Фиг. 1. Обозначения отдельных фаз упражнения: а - исходное положение, b - полуприсед, с - выталкивание, d-d1 -подсед, e-e1-e2 - фиксация, f - начало опускания гирь, g - сброс, h - опускание гирь на грудь, i - амортизация. Техника выталкивания гирь вверх (Фиг. 1, фазы a-b-c-d-d1) до положения «фиксация» гирь над головой (Фиг. 1, фазы e-e1-e2) и техника опускания гирь на грудь (Фиг. 1, фазы f-g-h-i) имеют большое значение для достижения высокого результата в этом упражнении. Рекорд России для мужчин в упражнении «толчок» двух соревновательных гирь (по 32 кг, общий вес 64 кг) в легкой весовой категории (вес спортсмена до 63 кг) равен 151 подъему. Соревновательное время - 10 минут [1]. При таких высоких результатах актуальной технической проблемой при обучении и тренировке в упражнении гиревого спорта «толчок» является формирование оптимального динамического стереотипа движений спортсмена в каждом цикле упражнения. Упражнения с гирями характеризуются широкими пределами воздействия внешних и внутренних сил на опорно-двигательный аппарат спортсмена. В процессе длительных тренировок у спортсмена формируется оптимальный динамический стереотип движений, повторяющийся в каждом цикле упражнения. По второму закону Ньютона сила прямо пропорциональна ускорению. Следовательно, вертикальная составляющая ускорения туловища (ay(t), м/с²) является интегральным показателем результирующего действия этих сил при подъеме гирь над головой, а также при их опускании на грудь. Показатели ay(t) в упражнении «толчок» могут изменятся в пределах от 0 м/с² до 30 м/с² и более. При недостаточной подготовленности спортсмена, во время выполнения упражнения, возникают неадекватные воздействия на позвоночник внешних и внутренних сил в виде пиковых силовых нагрузок. Характерно, что сам спортсмен не ощущает пиковые силовые нагрузки, пока не почувствует боль в различных отделах позвоночника. Поэтому, для формирования оптимального динамического стереотипа движений, необходимы такие способы обучения и тренировки, при применении которых спортсмен в режиме реального времени будет иметь информацию об избыточности ay(t) при выполнении упражнения и самостоятельно корректировать движения для уменьшения ay(t) до адекватного уровня. В начале обучения, а также при совершенствовании двигательных действиях в технике упражнения «толчок» с соревновательными гирями (32 кг), наблюдаются избыточные пиковые значения ay(t) в отдельных фазах упражнения, которые, по мере роста мастерства, снижаются до индивидуального адекватного уровня. В основном, пиковые силовые нагрузки на позвоночник отражаются в пиковых значениях ay(t) в фазе «подседа» (Фиг. 2, «d1») и/или в фазе «опускания гирь на грудь» (Фиг. 2, «h»).

Уровень техники. Известен аналог изобретения СПОСОБ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ [RU 2357779 С2, опубл.: 10.06.2009], в котором определяют для данной деятельности точку эффективности тренируемого субъекта в отношении, по меньшей мере, одного параметра. Эффективность определяют по линейной пропорциональной скорости изменения, по меньшей мере, одного параметра. Определяют предел допуска, окружающего точку эффективности. Сущность этого изобретения заключается в том, что он предусматривает способ тренировки, основанный на непрерывных переменных (например, дистанции, продолжительности времени, градиента веса и т.д.) [2].

Недостатком этого аналога является то, что способ ограничивается тренировками по поддержанию предела допуска окружающего точку эффективности, основанными на непрерывных переменных. Указанный способ не может применяться для формирования оптимального динамического стереотипа движений спортсмена в каждом цикле упражнения путем снижения неадекватных пиковых силовых нагрузок на позвоночник.

Вместе с тем, известен аналог, наиболее близкий к изобретению (прототип) по технической сущности СПОСОБ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ ТЕХНИКЕ ВЫПОЛНЕНИЯ УПРАЖНЕНИЙ [RU 2747874 С1, опубл.: 17.05.2021], который заключается в том, что при выполнении упражнения формируют в области видимости обучаемого эталонные значения показателей и действительных значений показателей, полученных с помощью датчиков, сравнивают упомянутые показатели и при их расхождении оповещают обучаемого о необходимости корректировки действий при выполнении упражнения для доведения действительных показателей до эталонных значений [3].

Недостаток данного способа заключается в том, что тренируемые показатели сравниваются по расхождению действительных и эталонных параметров, а не по индивидуальным допустимым значениям показателей в зависимости от уровня подготовленности спортсмена. Указанный способ также не может применяться для формирования оптимального динамического стереотипа движений спортсмена в каждом цикле упражнения путем снижения неадекватных пиковых силовых нагрузок на позвоночник.

Таким образом, при осуществлении или использовании известных аналогов изобретений в упражнении «толчок», техническая проблема по формированию оптимального динамического стереотипа движений спортсмена в каждом цикле упражнения путем снижения неадекватных пиковых силовых нагрузок на позвоночник не может быть решена.

Задачей способа является формирование оптимального динамического стереотипа движений спортсмена в упражнении гиревого спорта «толчок» путем получения спортсменом в режиме реального времени информации об избыточности ay(t) в отдельных фазах упражнения и самостоятельной коррекции движений для ограничения пиковых силовых нагрузок на позвоночник.

Техническим результатом является формирование оптимального динамического стереотипа движений спортсмена в упражнении «толчок» путем самостоятельной коррекции движений для ограничения пиковых силовых нагрузок на позвоночник в отдельных фазах упражнения.

Технический результат достигается тем, что обучение и/или тренировка в упражнении гиревого спорта «толчок» осуществляется с помощью программно-аппаратного комплекса (ПАК), регистрирующего показатели движения спортсмена и состоящего из: программируемого микроконтроллерного устройства (МКУ) со встроенным датчиком ускорения, модулем беспроводной связи и звуковым модулем, средства отображения графика вертикальной составляющей ускорения туловища спортсмена (ay(t), м/с²) во время выполнения упражнения, соединенного с МКУ по выделенному радиоканалу. МКУ в коробке закрепляют на эластичном ремне на середине поясницы спортсмена. Тренер и/или спортсмен из библиотеки программ ПАК выбирает программу тестирования спортсмена в заданном режиме выполнения упражнения и загружает ее в МКУ. Отличительным признаком способа является то, что он осуществляется в два этапа. На первом этапе обучаемый спортсмен выполняет упражнение «толчок» в разных режимах. В этих режимах различаются: вес гирь (кг), темп выполнения упражнения (1/мин), длительность подходов при выполнении упражнения (мин, сек), длительность интервалов отдыха между подходами (мин, сек). Выявляют те режимы, в которых наблюдаются избыточные пиковые значения ay(t). В выявленных режимах, для спортсмена определяют индивидуальный для спортсмена допустимый порог пиковых значений вертикальной составляющей ускорения туловища спортсмена (ау(t)__порог, м/с²) в фазе «подседа» и/или в фазе «опускания гирь на грудь». На втором этапе тренер и/или спортсмен из библиотеки компьютерных программ выбирает заданную программу обучения, вводит в нее определенное на первом этапе значение ay(t)__пророг для срабатывания звукового сигнала о превышении значения ay(t)__пророг в фазе «подседа» (Фиг. 2, пик «d1») и в фазе «опускания гирь на грудь» (Фиг. 2, пик «h»), и загружает ее в МКУ. Во время упражнения, в случаях превышения значения ay(t)__пророг и подачи звукового сигнала спортсмен корректирует движения в последующем цикле упражнения, формирует оптимальный динамический стереотип движений путем уменьшения пиковых силовых нагрузок на позвоночник при «подседе» и/или «опускании гирь на грудь» (Фиг. 3). Способ применяют в разных режимах до образования у спортсмена оптимального динамического стереотипа движений, при котором прекращаются звуковые сигналы.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень», проведен дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Изобретение поясняется чертежами

Фиг. 1. Схематическое представление движений спортсмена в одном цикле соревновательного упражнения «толчок». Обозначения отдельных фаз упражнения: а -исходное положение, b - полуприсед, с - выталкивание, d-d1 - подсед, e-e1-e2 - фиксация, f - начало опускания гирь, g - сброс, h - опускание гирь на грудь, i - амортизация;

Фиг. 2. График вертикальной составляющей ускорения туловища ay(t) в упражнении «толчок» в начале тренировки (пример одного цикла упражнения). Красной линией обозначено значение ay(t)__пророг, равное 18 м/с²;

Фиг. 3. График вертикальной составляющей ускорения туловища ay(t) в упражнении «толчок» в конце тренировки (пример одного цикла упражнения). Красной линией обозначено значение ay(t)__пророг, равное 18 м/с².

При осуществлении заявляемого способа могут использоваться известные технические решения и средства, а для компьютерной обработки информации может быть использовано оригинальное или известное программное обеспечение.

Предлагаемый способ обучения и тренировки в упражнении гиревого спорта «толчок» осуществляется следующим образом. Программируемое микроконтроллерное устройство (МКУ) может быть собрано на основе доступных, недорогих управляющих плат с собственным процессором и памятью, например: Arduino Nano, Arduino Uno, с датчиком ускорения ADXL345, модулем беспроводной связи Bluetooth НС-05 и звуковым модулем Buzzer ТМВ12А05. В МКУ может быть загружена оригинальная заданная программа, созданная в открытой среде Arduino IDE, на Си или С++ и др.

Применение способа проводят в два этапа. На первом этапе обучаемый спортсмен выполняет упражнение «толчок» в разных режимах. В этих режимах различаются: масса гирь (кг), темп выполнения упражнения (1/мин), длительность подходов при выполнении упражнения (мин., сек.), длительность интервалов отдыха между подходами (мин., сек.). Выявляют те режимы, в которых наблюдаются избыточные пиковые значения ay(t). В выявленных режимах определяют индивидуальный для спортсмена допустимый порог пиковых значений вертикальной составляющей ускорения туловища спортсмена (ау(t)__порог, м/с²) при выполнении «подседа» и/или при «опускании гирь на грудь». Это значение ay(t)__пророг применяют на втором этапе обучения и/или тренировки.

На втором этапе тренер и/или спортсмен из библиотеки компьютерных программ выбирает заданную программу обучения, вводит в нее определенный на первом этапе значение ay(t)__пророг для срабатывания звукового сигнала о превышении заданного значения ау(t)__пророг в фазе «подседа» (Фиг. 2, пик «dl») и/или в фазе «опускания гирь на грудь» (Фиг. 2, пик «h»), и загружает ее в МКУ.

Обучаемый (тренируемый) спортсмен становится на помост, на котором находятся две гири заданного веса, и экипируется эластичным поясом, с закрепленным на нем МКУ. Тестируется передача сигналов от МКУ на компьютер по выделенному радиоканалу и визуализация на мониторе графика ay(t) во время пробных двигательных действий спортсмена. Для отображения графика можно использовать, например, функцию Serial Plotter в Arduino IDE. По команде «Старт» обучаемый спортсмен начинает выполнение упражнения «толчок». Появление предупреждающего звукового сигнала заставляет обучаемого спортсмена самостоятельно искать оптимальный динамический образ выполнения «подседа» и/или «опускания гирь на грудь» (корректировать движения) в последующих циклах упражнения, формируя оптимальный динамический стереотип движений. Способ применяют в разных режимах, до прекращения звуковых сигналов. Также спортсмен может самостоятельно выполнять задания тренера по выполнению упражнения дистанционно, получив по сети готовую заданную компьютерную программу и самостоятельно загружая ее в МКУ.

Пример реализации способа. На первом этапе обучаемый спортсмен выполнял упражнение «толчок» в разных режимах. У спортсмена выявлены избыточные пиковые значения ay(t) при выполнении упражнения «толчок» с гирями 24 кг, в темпе подъемов 12 (1/мин) в фазах упражнения «подсед» (Фиг. 1, «d1») и «опускания гирь на грудь» (Фиг. 1, «h»). Пиковые значения составляли более 20 м/с² (Фиг. 2, «d1» и «h»). Было определено индивидуальное для спортсмена допустимое значение ay(t)__пророг при выполнении «подседа» и при «опускании гирь на грудь, равное 18 м/с². На втором этапе обучаемому спортсмену поставлена задача выполнить 5 подходов в темпе подъемов 12 (1/мин) в упражнении «толчок» с двумя гирями по 24 кг интервальным методом (1 минута «работа» - 1 минута «отдых») с использованием программно-аппаратного комплекса. Спортсмену рекомендовано обращать внимание на рациональное выполнение «подседа» и «опускания гирь на грудь», при котором не будет предупреждающего звукового сигнала. Спортсмен надевает пояс с закрепленным на нем МКУ. После команды «Старт» спортсмен начинает выполнять заданное упражнение. После появления звукового сигнала спортсмен самостоятельно корректирует движения в последующих циклах упражнения, формируя оптимальный динамический стереотип движений. Отсутствие звуковых сигналов в заданном количестве подходов (подъемов) указывает на положительный результат на данном этапе обучения (тренировки), при котором, спортсмен добивается снижения пиковых силовых нагрузок на позвоночник (Фиг. 3).

Источники информации

1. https://vfgs.ru/docs/rekordy-rossii/muzhchiny (дата обращения 21.02.2023);

2. Патент RU 2357779 С2 Способ и устройство для улучшения выполнения;

3. Патент RU 2747874 С1 Способ и устройство самостоятельного обучения технике выполнения упражнений.

Изобретение относится к спорту и может быть использовано для обучения и тренировки спортсменов-гиревиков, а также в спортивной медицине для создания технологий дозирования пиковых силовых нагрузок на позвоночный столб. Тренировку проводят в два этапа. На первом этапе выбирают те режимы, в которых у спортсмена наблюдаются избыточные пиковые значения ay(t). В выбранных режимах для спортсмена определяют индивидуальный для спортсмена допустимый порог пиковых значений вертикальной составляющей ускорения туловища спортсмена (ay(t)__nорог, м/с²) в фазе «подседа» и/или в фазе «опускания гирь на грудь» (Фиг. 2). На втором этапе из библиотеки программ ПАК выбирается заданная программа, вводится в нее определенное на первом этапе значение ay(t)__пророг для срабатывания звукового сигнала о превышении значения ay(t)__пророг и загружается в МКУ. В случаях превышения значения ay(t)__пророг и подачи звукового сигнала спортсмен самостоятельно корректирует свои движения в последующем цикле упражнения путем уменьшения пиковых силовых нагрузок на позвоночник. Способ обеспечивает формирование оптимального динамического стереотипа движений в упражнении «толчок». 3 ил.

Способ обучения и тренировки в упражнении гиревого спорта «толчок», заключающийся в том, что показатели движения спортсмена получают с помощью программно-аппаратного комплекса, состоящего из: программируемого микроконтроллерного устройства (МКУ) со встроенным датчиком ускорения, модулем беспроводной связи и звуковым модулем, средства отображения графика вертикальной составляющей ускорения туловища спортсмена (ay(t), м/с²) во время выполнения упражнения, соединенного с МКУ по выделенному радиоканалу; МКУ в коробке закрепляют на эластичном ремне на середине поясницы спортсмена; отличающийся тем, что обучение и тренировку проводят в два этапа; на первом этапе спортсмен выполняет упражнение «толчок», если в отдельных фазах упражнения на графике вертикальной составляющей ускорения туловища спортсмена значения ay(t) превышают 18 м/с², переходят ко второму этапу; на втором этапе во время выполнения упражнения при превышении вертикальной составляющей ускорения туловища спортсмена выше 18 м/с² подаются звуковые сигналы, спортсмен самостоятельно корректирует свои движения в последующих циклах упражнения, добивается прекращения звуковых сигналов, уменьшает силовые нагрузки на позвоночник, формирует оптимальный динамический стереотип движений.