Устройство для тренировки мышц Советский патент 1990 года по МПК A63B21/00 A61B5/103 

Изобретение относится к спортивным тренажерам, а именно к устройствам для индикации заданных пространственных и временных параметров движений звеньев тела спортсмена с помощью звукового сигнала.

Цель изобретения - повышение эффективности тренировки.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для тренировки мышц содержит датчик 1, выход которого соединен с входом измерительного преобразователя 2, выход которого, в свою очередь, подключен к соединенным вместе сигнальным входам схем 3 и 4 сравнения, опорные входы которых подключены к выходам источников 5 и 6 опорных сигналов, соответственно в виде перестраиваемых генераторов сигналов опорных частот, соответственно fi и . Выходы схем 3 и 4 сравнения соединены с входами дешифратора 7, выходы которого подключены к управляющим входам ключевых элементов 8. 9 и 10, к другим входам которых подключены выходы генераторов 11, 12 и 13 тональных сигналов соответственно высокого пульсирующего низкого и низкого тонов. Выходы ключевых элементов 8, 9 и 10 соединены с входами сумматора 14. к выходу которого подключен звуковой индикатор 15 в виде, например, громкоговорителя, а к стро- бирующему входу - выход ждущего мультивибратора 16, вход которого подключен к соединенным вместе входам схем 3 и 4 сравнения.

Частным случаем выполнения схем 3 и 4 сравнения является использование частотных компараторов, причем такое выполнение целесообразно, если датчик 1 является датчиком частоты движений контролируемого звена.

Устройство функционирует следующим образом

Перед началом тренировки две части, на которые конструктивно разделено устройство, с помощью ременных фиксаторов крепят: первую (блок питания и блок звуковой индикации) - например, на туловище, а вторую (датчик 1) - например, на бедро спортсмена. Затем датчик 1 настраивают на выдачу сигнала при выполнении контролируемым звеном движения с амплитудой, не меньшей, чем заданная. После этого устанавливают в источнике 5 опорных сигналов опорную частоту fi, являющуюся нижним пределом задаваемого диапазона частот движений бедра, а в источнике б опорных сигналов - опорную частоту fa, являющуюся верхним пределом указанного диапазона. Кроме того, устанавливают длительность импульса, генерируемого ждущим мультивибратором 16, близкую к 1,0 с. При такой длительности импульса спортсмен в состоянии достаточно четко воспринимать характер сигнала индикации: пульсирующий он или нет, высокий он или низкий по тональности.

0

0

5

0

5

0

5

0

5

Спортсмену умышленно задается не конкретная частота движения контролируемого звена, а некоторый диапазон частот fi-(2, потому что физиологические особенности анализаторов человека позволяют воспроизводить заданную частоту, как правило, только с некоторыми отклонениями в сторону увеличения или уменьшения ее величины.

Устройство, подготовленное таким образом к работе, позволяет индицировать воспроизведение различных сочетаний амплитуды и частоты движений бедра при пробе- гании спортсменом, например, какой-нибудь дистанции по дорожке стадиона.

Рассмотрим работу устройства при различных сочетаниях параметров движения звеньев, имеющих место в ходе упомянутого пробегания дистанции.

Например, если движения выполняются спортсменом с амплитудой А«мт ; не меньшей, чем заданная ее величина и с частотой , располагающейся ниже границы fi заданного диапазона частот (fi - ) f,, то после поступления каждого сигнала с датчика 1 об очередном проделанном шаге на выходе измерительного преобразователя 2 появляется сигнал,поступающий на сигнальные входы обеих схем 3 и 4 сравнения и на вход ждущего мультивибратора 16. При этом на выходах этих схем сравнения устанавливаются коды «О и с выходов дешифратора 7 на управляющие входы ключевых элементов 8 и 9 поступают коды «О, а на управляющий вход ключевого элемента 10 - код « 1. В то же время на выходе ждущего мультивибратора 16 формируется прямоугольный импульс, длительность которого близка к 1,0 с. Так как на один из информационных входов сумматора 14 поступил непрерывный сигнал низкого тона (на третий его вход с выхода ключевого элемента 10), то он пройдет на звуковой индикатор 15. В связи с этим, если с измерительного преобразователя 2 последующие сигналы будут следовать через отрезки времени, меньшие, чем 1,0 с или равные ей, то со звукового индикатора 15 поступит непрерывный звуковой сигнал низкого тона. Если же последующие сигналы с датчика 1 будут следовать через отрезки времени, большие, чем 1,0 с, то со звукового индикатора 15 поступит прерывистый сигнал низкого тона. При этом количество прерываний сигнала будет на единицу меньше числа циклов движений контролируемого звена, например,числа шагов ноги, на бедро которой прикреплен датчик 1. Следовательно, движения бедра, выполняемые с частотой, выходящей на нижнюю границу ft заданного диапазона частот ft - fa, и с некоторой амплитудой, равной или превышающей заданную амплитуду, сопровождается прерывистым или непрерывным сигналом низкого тона со звукового индикатора 15.

При других возможных сочетаниях параметров движений контролируемого звена: а) при движениях бедра с амплитудой Раит, не меньшей, чем ее заданная величина А К- , и частотой , входящей в заданный диапазон частот () fi б) при движениях бедра с амплитудой А«ит, не меньшей, чем ее заданная величина , и частотой , выходящей за верхнюю границу f2 заданно- го диапазона частот (f i-(2) ; в) при отсутствии движений бедра () или при любой доступной спортсмену частоте движений бедра (« 0) с амплитудой А««т, меньшей, чем заданная ее величина AwX X (А«« ); коды сигналов на выходах схем 3 и 4 сравнения, на входах управления и выходах ключевых элементов 8, 9 и 10, на выходе ждущего мультивибратора 16 и характер сигналов, возбуждающих звуковой индикатор 15, представлены в таблице.

В ходе апробации экспериментального образца устройства было установлено, что на процесс «приспособления спортсмена к заданной амплитуде и заданной частоте движения бедра затрачивается в 1,5-2,0 раза меньше времени, чем в случае тренировок по традиционной методике: пробегания дистанции по меткам с контролированием частоты шагов по секундомеру.

Устройство может быть применено в области спорта для развития чувства темпа и ритма, также в экспериментальной физиологии человека при исследовании движений звеньев его тела. Дополнительной об

0 5

0

5

ластью применения является медицина при обследованиях, связанных с лечением болел ней, вызванных нарушением двигате. ьных функций организма человека

Формула изобретения

1. Устройство для тренировки мышц, содержащее датчик, соединенный с изме ритель ным преобразователем, выход которого подключен к входу блока звуковой сигнализации, содержащего две схемы сравнения, опорные входы которых подключены к соответствующим выходам источника опорных сигналов, а другие входы, соединенные вместе, образуют вход блока звуковой сигнализации, а также сумматор, выход которого подключен к звуковому индикатору, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности тренировки, выходы схем сравнения соединены с входами дешифратора, выходы которого подключены к управляющим входам ключевых элементов, к другим входам которых подключены выходы генераторов тональных сигналов, выходы ключевых элементов соединены с входами сумматора, причем вход блока звуковой сигнализации соединен также с входом ждущего мультивибратора, соединенного выходом с стро- бирующим входом сумматора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что схемы сравнения выполнены в виде частотных компараторов, к опорным входам которых подключены выходы перестраиваемых генераторов опорных частот

Изобретение позволяет повысить эффективность тренировки. При тренировке устанавливается некоторый диапазон частоты движений какого-либо биомеханического звена тела спортсмена, например бедра, что задается в источниках 5 и 6 опорных сигналов установкой нижнего и верхнего пределов заданного диапазона частот. При выполнении движений спортсменом с амплитудой не меньшей, чем заданная ее величина при настройке датчика 1, и частотой ниже нижнего предела на выходе измерительного преобразователя 2 появляется сигнал, поступающий на сигнальные входы обеих схем 3 и 4 сравнения и на вход ждущего мультивибратора 16. При этом на выходах этих схем сравнения устанавливаются коды нуля и с выходов дешифратора 7 на управляющие входы ключевых элементов 8 и 9 поступают также нулевые коды, а на управляющий вход ключевого элемента 10-код единицы. В то же время на выходе ждущего мультивибратора 16 формируется прямоугольный импульс длительностью @ 1с, что позволяет спортсмену достаточно четко воспринимать характер индикации: пульсирующий он или нет, высокий или низкий по тональности. Так как на один из трех информационных входов сумматора 14 поступил сигнал низкого тона, то он пройдет на звуковой индикатор 15, сигнализируя спортсмену о частоте движений, ниже установленной границы диапазона. При движении звена внутри установленного диапазона частоты будет индицироваться непрерывный или прерывистый пульсирующий сигнал низкого тона. При превышении частоты движений выше верхнего значения частоты индицируется непрерывный или прерывистый сигнал высокого тона. Процесс приспосабливания спортсмена к заданной амплитуде и заданной частоте движения бедра занимает в 1,5-2 раза меньше времени, чем в случае тренировок по традиционной методике, например с контролированием частоты движений по секундомеру. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

в

It р. 1 мЧ 1 II11 11

О, О 1

О I1

0,0,1 0,1,0 Г,О,О

I А IIП 4 IIII 4 tt

1,Г,, неп- Г,,Г прерывнаярерывная ре- серия им-пульсиру- рыв- пульсовющая се- ная

1 II11 11

О I1

л п

О,О,Г О

Г,Г, непрерывнаясерия

импульВход индицирующего Непрерыв-НепрерывныйНепрерывный Отсутствие сигнала

устройстваный илиили преры-или прерывиспрерывис-вистьй пуль-тый сигнал

тый сигналсирующийвысокого

низкогосигналтона

тонанизкого тона

Продолжение таблицы