"Способ И.В.Попова тренировки спортсменов и устройство для его осуществления"." Советский патент 1992 года по МПК A63B21/06 

VI

ч VI Ю

hO О

Изобретение относится к спорту, в частности к способам создания максимальных мышечных усилий.

Известен способ тренировки штангистов, при котором регулируют нагрузку в зависимости от положения штанги относительно высоты, который позволяет преодолевать предельное сопротивление только один раз.

Известно устройство для тренировки штангистов, которое содержит средство для создания нагрузки, выполненное в виде штанги, связанной с датчиком положения и нагрузочным устройством, которое через блок управления связано с датчиком положения.

Недостатком известного способа и устройства является низкая интенсивность тренировки, т.е., чтобы выполнить большое количество упражнений этим способом, необходимо выполнить столько же и подходов к тренировочному снаряду, на котором установлен максимальный (предельный) вес. Это объясняется тем, что после поднятия такой штанги у спортсмена наступает утомление мышц, не позволяющее преодолеть повторно этот же вес без соответствующего отдыха.

Целью изобретения является повышение эффективности тренировки путем увеличения тренирующего влияния на мышцы предельного веса снаряда за счет увеличения количества подъемов штанги с предельным изменяемым весом в одном подходе без отдыха.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе по мере утомления работающих мышц спортсмена, которое контролируют по величине биопотенциала и скорости перемещения снаряда, изменяют нагрузку так, чтобы она оставалась предельной в течение выполнения серии движений без отдыха в одном подходе к снаряду. Кроме того, в предлагаемом устройстве мощность электродвигателя средства для создания нагрузки регулируется сигналами, формируемыми датчиками биопотенциалов и скорости перемещения снаряда, величины которых зависят от степени утомления мышц спортсмена.

Предлагаемое устройство обеспечивает увеличение длительности действия сильного физиологического раздражителя, которым является предельный вес, т.е. увеличивается количество подъемов снаряда, имеющих наибольшее тренирующее влияние на мышечную силу.

На фиг. 1 дана структурная схема устройства; на фиг. 2 - изменение мощности электродвигателя во время работы устройства: на фиг. 3 - изменение нагрузки в зависимости от утомляемости мышц во время работы устройства.

Устройство содержит снаряд (штангу) 1, соединенную посредством гибкой тяги 2 со

средством для создания нагрузки, которое включает барабан 3 с гибкой тягой, датчик 4 скорости, соединенный с барабаном 3, электродвигатель 5, соединенный с барабаном 3, датчик 6 биопотенциалов, электродвигатель 7, многооборотный потенциометр 8, блок 9 питания и блок 10 управления, который содержит пороговый элемент (ПЭ) 11, ПЭ 12, элемент НЕ 13, элемент И 14. ключ 15. Снаряд 1, соединенный гибкой тягой 2 с

барабаном 3, который соединен с электродвигателем 5, предназначен для создания предельного веса. В зависимости от вида спорта и выполняемых задач в качестве снаряда может быть использована штанга, гиря, различные нагрузочные устройства и т.д. Датчик 4 скорости механически соединен с барабаном 3 и предназначен для определения скорости перемещения штанги. Выход датчика 4 соединен с входом ПЭ 12.

в качестве датчика 4 скорости может быть использован, например, тахогенератор.

Электроды датчика 6 биопотенциалов устанавливаются на работающих группах мышц спортсмена. Выход датчика биопотенциалов 6 соединен с входом ПЭ 11.

Электродвигатель 11, соединенный механически с многооборотным потенциометром 8, предназначен для изменения мощности электродвигателей 5.

Блок 9 питания предназначен для обеспечения электропитанием устройства.

Блок 10 управления предназначен для формирования сигналов, управляющих мощностью электродвигателя 5 в соответствии с уровнем сигналов, поступающих с датчиком и преобразованных в блоке 10 управления.

ПЭ 11 предназначен для формирования сигнала о достижении максимальной мыщечной активности при выполнении подъема штанги предельного веса спортсменом. ПЭ 11 может содержать усилитель. Выход ПЭ 11 соединен с вторым входом элемента И 14.

ПЭ 12 предназначен для формирования сигнала о перемещении штанги и может содержать усилитель. Выход ПЭ 12 соединен с первым входом элемента И 14, через элемент НЕ 13.

Элемент И 14 предназначен для формирования управляющего сигнала при выполнении двух условий: мышечная активность спортсмена достигла максимума, а скорость перемещения штанги практически равна нулю. Выход элемента И 14 соединен с входом ключа 15.

Ключ 15 предназначен для подключения источника питания к электродвигателю 7. Он может быть выполнен на основе электромагнитного реле.

Устройство работает следующим образом.

В начале устанавливают уровни поро- roe в ПЭ 11 и 12, потенциометр 8 выводят в исходное состояние и задают режим работы электродвигателя 5 так, чтобы вес штанги для спортсмена был предельным.

При выполнении спортсменом заданно- го движения (подъем штанги) датчиком 6 биопотенциалов с групп мышц снимаются биосигналы, которые поступают на вход ПЭ 11. Если уровень сигналов превышает заданный порог, то с выхода ПЭ 11 на второй вход элемента И 14 поступает сигнал. Это происходит в том случае, если мышечная активность достигла максимального значения, т.е. сигнал от датчика биопотенциалов превысил заданный порог.

При отсутствии перемещения штанги с датчика скорости 4 сигнал в ПЭ 12 не поступает. Тогда на выходе элемента НЕ 13 формируется сигнал, который поступает на первый вход элемента И 14. Если штанга перемещается со скоростью, при которой уровень сигнала превышает заданный порог, то на первый вход элемента И 14 сигнал не поступает.

В случае одновременного поступления сигналов на первый и второй входы элемента И 14 на выходе последнего формируется сигнал, по которому ключ 15 замыкает цепь электропитания электродвигателя 7. Так как электродвигатель 7 механическим связан с потенциометром 8, то ось его вращения до тех пор. пока на выходе элемента И 14 имеется сигнал. Потенциометр 8, включенный в цепь электропитания электродвигателя 5 изменяет его мощность. Через трособлоч- ную систему 2 вспомогательное усилие передается на штангу. Сопротивление штанги, оказываемое счпортсмену, уменьшается. С уменьшением сопротивления штанги спортсмен начинает поднимать сна- ряд со скоростью, при которой ПЭ 12 с элементом НЕ 13 прекращают формирование сигнала, электродвигатель 7 отключается, а электродвигатель 5 продолжает работать с постоянной мощностью.

Пример работы устройства, На штанге установлен предельный вес, который спортсмен может поднять только один раз. Порог срабатывания ПЭ 11 настроен на сигнал, соответствующий биопотенциалу максимальной мышечной активности спортсмена. Задан также порог срабатывания ПЭ 12, а потенциометр 8 установлен в исходное положение.

Тренер включает устройство, спортсмен начинает подъем снаряда. Так как вес Р штанги (фиг.За) соответствует предельному, что мышечная активность достигает мак- симальных значений. На выходе ПЭ 11 появляется сигнал, который поступает на второй вход элемента И 14. Поскольку спортсмен преодолевает установленный вес, т.е. перемещение штанги происходит с достаточной скоростью, то на выходе ПЭ 12 сигнал присутствует, электродвигатель 5 работает с начальной мощностью (фиг. 2а) и только наматывает на барабан 3 трос, не оказывая спортсмену помощи в подъеме штанги.

После выполнения первого подъема штанги с предельным весом у спортсмена наступило утомление мышц. Он пытается поднять штангу второй раз, однако вес снаряда стал для него сверхпредельным. ПЭ 11 формирует сигнал, свидетельствующий о максимальном мышечном напряжении спортсмена. Так как скорость перемещения штанги практически равна нулю, то на выходе ПЭ 12 сигнал отсутствует. На первый и второй входы элемента И 14 одновременно поступают сигналы, а на его выходе формируется сигнал, который через ключ 15 включает электродвигатель 7. Электродвигатель 7 вращает ось потенциометра 8, изменяя его сопротивление. Мощность электродвигателя 5 возрастает (фиг. 26). Дополнительное усилие через трособлочную систему передается штанге 1 и ее вес для спортсмена уменьшается. В тот момент, когда вес штанги уменьшается на величину Д PI (фиг. 36) и стал предельным для данного состоя-, ния мышц (фиг.Зв), спортсмен его преодолевает. ПЭ 12 начинает формировать сигнал, поступление сигнала на первый вход элемента И 14с выхода элемента НЕ 13 прекращается, ключ 15 отключает электродвигатель 7, а электродвигатель 5 продолжает работать с постоянной мощностью TI.

Спортсмен выполнив второе движение, начинает выполнять третий подъем штанги. Так как электродвигатель Б работает в прежнем режиме, т.е. с мощностью TI, то штанга имеет вес PI, который для спортсмена становится сверхпредельным, и он не может его преодолеть. При этом ПЭ 11 формирует сигнал о максимальной мышечной активности. ПЭ 12 с элементом НЕ 13 формирует сигнал об отсутствии перемещения штанги

а ключ 15 включает электродвигатель 7, ко- торыйх изменяя сопротивление потенциометра 8, увеличивает мощность электродвигателя 5 (фиг. 2г). $ес штанги уменьшается на величину Р2 (фиг. Зг), Спортсмен поднимает штангу, имеющую вес ДР2 (фиг. Зд). Датчик скорости 4 формирует сигнал о перемещении снаряда. Электродвигатель 7 выключается, а электродвигатель 5 работает с мощностью Т2 (фиг.2д) и т.д.

Когда спортсмен прекращает попытки поднять штангу, тренер выключает устройство и устанавливает потенциометр 8 в исходное состояние.

Если вес снаряда первоначально установлен сверхпредельным, то устройство начинает работать в режиме снижения веса при попытке первого подъема снаряда и уменьшает вес до предельного.

Если же вес установлен ниже предельного, то устройство начинает работать в режиме снижения веса только после того, как для спортсмена этот вес станет сверхпредельным в результате утомления мышц после нескольких перемещений снаряда.

Предлагаемый способ реализован с помощью предельного устройства следующим образом. Изменение нагрузки осуществляется по результатам контроля работоспособности мышечной системы, определяемой по напряжению мышц и скорости выполнения движений, осуществляемым с помощью датчика биопотенциалов и датчика орости. Нагрузка уменьшается только втом случае, если напряжение мышц максимальное, т.е. биосигнал достиг заданной пороговой величины, а перемещение снаряда отсутствует либо скорость перемещения ниже допустимой,

Эффективность предлагаемого способа тренировки мышц по сравнению с известным заключается в увеличении длительности действия физиологического раздражителя, которым является предельный вес, и соответственно в повышении интенсивности тренировки, а также в снижении энергозатрат спортсмена.

Формула изобретения

1.Способ тренировки спортсменов, за- ключающийся в регулировании нагрузки,

создаваемой снарядом в зависимости от перемещения снаряда, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности тренировки, измеряют величину потенциа- ла мышц спортсмена, в зависимости от которой регулируют нагрузку.

2.Способ по п. ,отличающийся тем, что перемещение снаряда контролируют по его скорости.

3. Устройство для тренировки спортсменов, содержащее связанный гибкой тягой с барабаном нагрузочного устройства снаряд, датчик перемещения снаряда, соединенный с входом блока управления,

выходом подключенного к входу нагрузочного устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности тренировки, в устройство введен датчик биопотенциалов, установленный на мышцах

спортсмена, выходом подключенный к блоку управления, а нагрузочное устройство выполнено в виде двух электродвигателей, при этом вал первого электродвигателя кинематически связан с барабаном, а его обмотка через потенциометр соединена с валом второго двигателя, обмотка которого является входом нагрузочного устройства.

4,Устройство по п.З, отличающее- с я тем, что блок управления содержит пороговые элементы, элементы И и НЕ, ключ, причем входы первого и второго пороговых элементов являются входами блока управления, выход одного порогового элемента подключен к первому, а выход второго порогового элемента через элемент НЕ - к второму входу элемента И, выход которого, подключенный через ключ, является выходом блока управления.

5.Устройство по п.З, отличающее- с я тем, что датчик перемещения снаряда

выполнен в виде датчика скорости.

Сущность изобретения: способ и устройство содержат средство для создания нагрузки при тренировке штангиста, в котором мощность электродвигателя изменяется в зависимости от степени утомления мышц спортсмена. Устройство повышает эффективность тренировки за счет снижения энергозатрат при одновременном повышении ее интенсивности. 3 з.п. ф-лы, 3 ил

Ъ TI

а

6

Фиг.1

Фиг. 2

{ {

fy

J

I

1iL

фиг.З