СПОСОБ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНИКИ ДЫХАНИЯ В УПРАЖНЕНИИ ГИРЕВОГО СПОРТА "РЫВОК" Российский патент 2024 года по МПК A61H1/00 A63B21/00 

Изобретение относится к спорту, в частности к совершенствованию техники дыхания спортсмена в упражнении гиревого спорта «рывок», а также может применяться в спортивной медицине при использовании в тренажерах для лечебного дыхания.

Из научных источников известно, что «системы управления дыхательными движениями принципиально не отличаются от систем управления движениями вообще», что «иногда правильное сочетание фаз дыхания с движением не получается само собой, и этому надо обучать» [1, с. 139]. В упражнениях с гирями также отмечается сопряженность двигательных действий и дыхательных движений [2]. Схематическое представление движений спортсмена в одном цикле соревновательного упражнения «рывок» представлено на Фиг. 1. Обозначения отдельных фаз упражнения: а - фиксация, b -поворот туловища для выведения гири вперед, с - опускание гири и перехват дужки гири, d - амортизация, е - замах назад, f - замах вперед, g - подрыв, h - перехват дужки гири, i -остановка гири. На Фиг. 2 и Фиг. 3, в соответствии с буквенными обозначениями отдельных фаз упражнения, выполнены буквенные обозначения отдельных зубцов вертикальной составляющей ускорения туловища (ay(t), м/с²). Ранее проведенные исследования показали, что у спортсменов высокой квалификации нарастание усилий в отдельных фазах упражнения вызывает непроизвольный выдох, а снятие усилия, наоборот - непроизвольный вдох. Нарастание и снятие усилий отражается в изменениях направления и амплитуды вектора ay(t). На Фиг. 2 и Фиг. 3 график «ay(t)» отражает изменение усилий спортсмена во время выполнения упражнения в вертикальном направлении, а график объемной скорости воздушного потока при дыхании спортсмена (Поток, л/с) отражает дыхательные движения спортсмена. Изменения графика «Поток» в сторону положительных значений означает выдох, а изменение в сторону отрицательных значений - вдох. На Фиг. 2 представлены графики «ay(t)» и «Поток», характерные для спортсмена на начальном этапе совершенствования техники дыхания. На Фиг. 3 представлен четырех цикловой вариант дыхания в конце этапа совершенствования дыхания: I - «b-с» - вдох, «d»- выдох; II - «е» - вдох, «f»- выдох, III - «g» - вдох, «h-i»-выдох, IV - «а» - вдох и выдох. Признаком совершенства техники дыхания в упражнении «рывок» является совпадение выдоха с проявлением усилия спортсменом в фазе «d» при амортизации движения гири вниз, а также в фазе «f» при замахе вперед и разгоне гири для ее дальнейшего движения вверх. Например, это отражается в сопряжении зубцов на графиках «ay(t)» и «Поток» в фазе «f» на промежутке времени At (Фиг. 2) на начальном этапе, и в фазах «d» и «f» на промежутках времени At1 и At2 (Фиг. 3) в конце этапа совершенствования дыхания.

Актуальной технической проблемой в гиревом спорте является применение современных технологий для совершенствования техники дыхания у спортсменов-гиревиков в упражнениях с гирями на основе сопряжения двигательных действий и дыхательных движений.

Уровень техники. Известен аналог СПОСОБ И УСТРОЙСТВО 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.

Особенностью способа является то, что тренируются отдельные показатели техники выполнения упражнений в сравнении их реальных параметров с эталонными параметрами тех же показателей техники. При этом не учитывается взаимосвязь одних показателей техники с другими показателями техники.

Вместе с тем, известен аналог, наиболее близкий к изобретению (прототип) СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ СПОРТСМЕНА В УПРАЖНЕНИЯХ ГИРЕВОГО СПОРТА [RU 2784303 С1, опубл. 23.11.2022], в котором исследователь и/или спортсмен из библиотеки программно-аппаратного комплекса выбирает программу тестирования спортсмена, при этом комплекс содержит: регистратор сигналов с заданным количеством датчиков, которые закреплены в заданных местах на теле спортсмена и регистрируют перемещения и ускорения тела спортсмена в пространстве, а также заданные параметры его дыхания; средства отображения графической информации: мониторы и/или проекторы, показывающие исследователю и/или спортсмену на заданном удалении графики периодических изменений вертикальной составляющей ускорения туловища спортсмена и объемной скорости воздушного потока при дыхании, регистрируемого спирографом или пневмотахографом, во время выполнения упражнения или дополнительно, в заданных режимах тестирования, показывающие время выполнения упражнения и/или количество подъемов спортивного снаряда. Оценка эффективности дыхательных движений спортсмена определяется заданной компьютерной программой после выполнения спортсменом заданного количества подъемов.

Недостаток способа заключается в том, что производится оценка эффективности дыхательных движений спортсмена в упражнениях гиревого спорта после выполнения заданного упражнения. Способ не может применяться для совершенствования техники дыхания спортсмена во время выполнения упражнения.

Таким образом, из уровня техники не известны способы совершенствования техники дыхания на основе взаимосвязи двигательных действий и дыхательных движений. При осуществлении или использовании известных аналогов изобретений, техническая проблема совершенствования техники дыхания у спортсмена во время выполнения упражнения «рывок» не может быть решена.

Задачей изобретения является совершенствование техники дыхания в упражнении гиревого спорта «рывок» на основе тесной взаимосвязи показателей вертикальной составляющей ускорения туловища спортсмена и объемной скорости воздушного потока при дыхании.

Техническим результатом является совершенствование техники дыхания спортсменом на основе сопряжения двигательных действий и дыхательных движений непосредственно во время выполнения упражнении «рывок». Способ может быть использован в технологиях корректировки навыков дыхания и в других упражнениях гиревого спорта, а также может применяться в спортивной медицине при использовании в тренажерах для лечебного дыхания.

Технический результат достигается тем, что совершенствование техники дыхания в упражнении гиревого спорта «рывок» осуществляется с применением программно-аппаратного комплекса (ПАК), состоящего из устройств, регистрирующих параметры движения спортсмена и его дыхания. ПАК содержит: программируемое микроконтроллерное устройство (МКУ) со встроенным датчиком ускорения, регистрирующий вертикальную составляющую ускорения туловища спортсмена (ay(t), м/с²), с модулем беспроводной связи, с двумя звуковыми модулями; спирограф, подключенный к МКУ, регистрирующий объемную скорость воздушного потока при дыхании (Поток, л/с); средство для отображения графиков «ay(t)» и «Поток» (Фиг. 2, Фиг. 3), регистрируемых во время выполнения упражнения, соединенное с МКУ по выделенному радиоканалу. Отличительным признаком способа является то, что тренер и/или спортсмен из библиотеки компьютерных программ выбирает программу для заданного режима выполнения упражнения, вводит в нее заданные индивидуальные пороговые значения для вертикальной составляющей ускорения туловища спортсмена (порог «ay(t)», м/с²) и для объемной скорости воздушного потока при дыхании (порог «Поток», л/с) (Фиг. 2, Фиг. 3). При превышении индивидуальных заданных пороговых значений для каждого из двух измеряемых показателей, на отдельных интервалах времени будут подаваться звуковые сигналы разной высоты - «зв1» для показателя «Поток» и «зв2» для показателя «ay(t)». Во время упражнения, в случаях неодновременной подачи звуковых сигналов в фазах «d» и «f» (Фиг. 2), спортсмен в последующих циклах упражнения корректирует процесс сопряжения двигательных действий и дыхательных движений. Способ применяют до достижения уровня техники, при котором сигналы «зв1» и «зв2» будут звучать одновременно в тех фазах, где «ay(t)» и «Поток» превышают заданные пороговые значения в соответствующих интервалах времени. Например, достигается уровень техники, при котором сигналы «зв1» и «зв2» будут звучать одновременно в фазах «d» и «f» в соответствующих интервалах времени Δtl и Δt2 (Фиг. 3).

Изобретение поясняется чертежами

Фиг. 1. Схематическое представление движений спортсмена в одном цикле соревновательного упражнения «рывок». Обозначения отдельных фаз упражнения: а - фиксация, b - поворот туловища для выведения гири вперед, с - опускание гири и перехват дужки гири, d - амортизация, е - замах назад, f - замах вперед, g - подрыв, h - перехват дужки гири, i - остановка гири.

Фиг. 2. График вертикальной составляющей ускорения туловища «ay(t), м/с²» и объемной скорости воздушного потока при дыхании спортсмена «Поток, л/с» в упражнении «рывок» на начальном этапе (пример трех циклов подъема гири). Пороговое значение для объемной скорости воздушного потока при дыхании (порог «Поток») равно 1 л/с, «зв1» - звуковые сигналы при выдохе. Пороговое значение для вертикальной составляющей ускорения туловища (порог «ay(t)») равно 11 м/с², «зв2» - звуковой сигнал при ay(t) больше порогового значения в фазах «d» и «f». В интервале At два звуковых сигнала разной высоты подаются одновременно - «зв1+зв2».

Фиг. 3. График вертикальной составляющей ускорения туловища «ay(t), м/с²» и объемной скорости воздушного потока при дыхании спортсмена «Поток, л/с» в упражнении «рывок» на завершающем этапе (пример одного цикла подъема гири). Пороговое значение для объемной скорости воздушного потока при дыхании (порог «Поток») равно 1 л/с, «зв1» - звуковой сигнал при выдохе в фазах «а», «d», «f», Пороговое значение для вертикальной составляющей ускорения туловища (порог «ay(t)») равно 11 м/с², «зв2» - звуковой сигнал при ay(t) больше порогового значения в фазах «d» и «f». В интервалах Δt1, Δt2 два звуковых сигнала разной высоты «зв1» и «зв2» подаются одновременно.

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

В заявляемом способе существенным является использование явления сопряженности двигательных действий и дыхательных движений человека в физических упражнениях, которые отражаются в сопряжении значений «ay(t)» и «Поток».

Предлагаемый способ совершенствования техники дыхания в упражнении гиревого спорта «рывок» 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 двумя звуковыми модулями Buzzer ТМВ12А05. В МКУ может загружаться оригинальная заданная программа, созданная в открытой для пользователей среде Arduino IDE, или на Си, С++ и др. Для регистрации дыхательных движений могут быть использованы отечественные или зарубежные спирографы с разъемом для регистрации объемной скорости воздушного потока при дыхании.

Тренер и/или спортсмен из библиотеки компьютерных программ выбирает заданную программу, вводит в нее индивидуальные пороговые значения (порог «ay(t)», м/с² и порог «Поток», л/с), для срабатывания звуковых сигналов разной высоты при превышении порогового значения для каждого из двух измеряемых показателей, затем загружает ее в МКУ. Обучаемый спортсмен становится на помост, на котором находится гиря заданного веса. Спортсмен экипируется лямочной системой с эластичным поясом, закрепленным на нем МКУ и с карманом на спине для спирографа. Спортсмен надевает шлем, с закрепленным на нем датчиком спирографа. Тестируется передача сигналов от датчиков через МКУ по выделенному радиоканалу на компьютер и отображение на мониторе графиков измеряемых показателей во время пробных двигательных действий спортсмена. Для отображения графиков можно использовать, например, функцию Serial Plotter в Arduino IDE. По команде «Старт» обучаемый спортсмен начинает выполнение упражнения «рывок», при этом будут слышны два звуковых сигнала разной высоты. В случаях рассогласования во времени параметров вертикальной составляющей ускорения туловища с параметрами объемной скорости воздушного потока при дыхании спортсмена и неодновременной подаче звуковых сигналов в фазах «d» и «f» (Фиг. 2), спортсмен в последующих циклах корректирует процесс сопряжения двух звуковых сигналов в указанных фазах. Процесс совершенствования техники дыхания спортсмена проводится до достижения уровня, при котором соответствующие звуковые сигналы будут звучать одновременно в тех фазах движения, где «ay(t)» и «Поток» превышают заданные пороговые значения в соответствующих интервалах времени.

Пример реализации способа. По заданной программе, обучаемому спортсмену поставлена задача выполнить 5 подходов в темпе подъемов 20 (1/мин) в упражнении «рывок» с гирей 24 кг интервальным методом (1 минута «работа» - 1 минута «отдых»). Спортсмену рекомендовано обращать внимание на сопряжение двигательных действий и дыхания таким образом, чтобы звуковые сигналы в фазах «d» и «f» (Фиг. 2, Фиг. 3) подавались одновременно. Спортсмен экипируется лямочной системой с эластичным поясом, закрепленным на нем МКУ и с карманом на спине, в котором находится соединенный с МКУ спирограф. Спортсмен надевает шлем, с закрепленным на нем датчиком спирографа. После команды «Старт» спортсмен начинает выполнять упражнение «рывок», при этом будут слышны два звуковых сигнала разной высоты. При неодновременной подаче двух звуковых сигналов в фазах «d» и «f», спортсмен в последующих циклах упражнения корректирует сопряжение двигательных действий с дыхательными движениями (Фиг. 2). Упражнение по заданной программе выполняется до такого уровня техники дыхания, при котором в каждом цикле упражнения два звуковых сигнала в фазах «d» и «f» будут звучать одновременно (Фиг. 3).

Источники информации

1. Фарфель В.С. Управление движениями в спорте / В.С. Фарфель. - Москва: Советский спорт, 2011. - Атланты спортивной науки. - ISBN 978-5-9718-0467-3.

2. Тихонов В.Ф. Локомоторно-респираторное сопряжение (ЛРС) в упражнении гиревого спорта "рывок" / В.Ф. Тихонов // Современные наукоемкие технологии. -2021. - №4. - С. 241-245. - DOI 10.17513/snt.38647

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в спорте для тренировки техники дыхания. Регистрируют показатели движения спортсмена и его дыхания с помощью программно-аппаратного комплекса (ПАК). При этом ПАК состоит из: программируемого микроконтроллерного устройства (МКУ) со встроенным датчиком ускорения, регистрирующего вертикальную составляющую ускорения туловища спортсмена, с модулем беспроводной связи, с двумя звуковыми модулями; спирографа, подключенного к МКУ, регистрирующего объемную скорость воздушного потока при дыхании; средства отображения графиков, соединенного с МКУ по выделенному радиоканалу. Тренер и/или спортсмен из библиотеки компьютерных программ ПАК выбирает заданную программу, вводит в нее заданные индивидуальные пороговые значения. При превышении заданных пороговых значений двух измеряемых показателей подаются два звуковых сигнала разной высоты. В случаях неодновременных звуковых сигналов в фазе амортизации при опускании гири вниз и в фазе замаха вперед при разгоне гири для подъема вверх спортсмен корректирует процесс сопряжения двигательных действий и дыхательных движений в последующих циклах упражнения, добиваясь одновременного звучания двух сигналов разной высоты в фазах движений. Способ обеспечивает совершенствование техники дыхания у спортсмена в упражнении «рывок». 3 ил.

Способ совершенствования техники дыхания в упражнении гиревого спорта «рывок», заключающийся в том, что показатели движения и дыхания спортсмена регистрируются с помощью программно-аппаратного комплекса, состоящего из: программируемого микроконтроллерного устройства (МКУ) со встроенным датчиком ускорения, регистрирующего вертикальную составляющую ускорения туловища спортсмена, с модулем беспроводной связи, с двумя звуковыми модулями; спирографа, подключенного к МКУ, регистрирующего объемную скорость воздушного потока при дыхании; средства отображения графиков регистрируемых показателей, соединенного с МКУ по выделенному радиоканалу; отличающийся тем, что во время упражнения подаются два звуковых сигнала разной высоты, при этом первый сигнал подаётся при превышении вертикальной составляющей ускорения туловища спортсмена выше 11 м/с2, а второй сигнал подаётся при превышении объемной скорости воздушного потока выше 1 л/с, при неодновременной подаче звуковых сигналов при превышении пороговых значений вертикальной составляющей ускорения туловища спортсмена и объемной скорости воздушного потока в фазе амортизации движения гири вниз, а также в фазе замаха вперед и разгона гири для ее дальнейшего движения вверх, спортсмен в последующих циклах упражнения корректирует процесс сопряжения двигательных действий и дыхательных движений и добивается одновременного звучания двух сигналов разной высоты в указанных фазах.