Устройство для тренировки спортсменов Советский патент 1982 года по МПК A63B69/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ СПОРТСМЕНОВ

Изобретение относится к области спортивных тренажеров и может быть использовано для тренировки спортсменов, участвукядих в играх с мячом.

Известно устройство для тренировки спортсменов, содержащее смонтированный на основании с возможностью вращения вокруг вертикальной оси корпус, установленный на нем с возможностью продольного перемещения стержень с грузами и упругим элементом на одном из концов 1.

Однако это устройство не позволяет в процессе тренировки контролировать состояние спортсмена. Это значительно снизкает эффективность устройства.

Целью изобретения является повышение эффективности тренировки.

Цель достигается тем, что устройство, содержащее смонтированный на основании с возможностью вращения вокруг вертикальной оси корпус, установленный, на нем с возможностью продольного перемещения стержень с грузами и упругим элементом на одном конце, включает пульт управления, датчики биопотенциалов и электроды . для электростимуляции, ра-змещенные на теле спортсмена, датчик скорости

перемещения и электродвигатель, кинематически связанные со стержнем, при этом выходы датчиков биопотенциалов и датчика скорости перемещения стержня подключены к соответствующим входам пульта управления, к первому выходу которого подключены электроды для электростимуляции тела спортсмена, а к второму - электродвига10тель .

Пульт управления может включать блок контроля биопотенциалов, блок ручного управления и последовательно соединенные между собой блок вво15да программ блок памяти, блок сравнения и блок электррстимуляции, при этом первый выход блока контроля биопотенциалов подключен к входу блока сравнения, а второй выход через блок

20 ручного управления - к входу блока памяти.

Кроме того, устройство может включать электродвигатель поворота через демпферы, кинематически связанные

25 с корпусом.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2то же, структурная схема; на фиг. 3разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 30разрез Б-Б ,на фиг. 1; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 1; на фиг. б разрез Г-Г на фиг. 5. Устройство для тренировки содержит корпус 1, установленный на основании 2, имеющем выбранное число сте пеней свободы (в данном конкретном примере одну вращательную). В корпусе 1 на роликах 3 установлен стержень 4, соединенный через редуктор 5с двигателем 6. В редукторе 5 установлены зубчатые колеса 7-10, которые передают вращение 3y64aTiiiM колесам 11 и 12 установленным в корпусе 1, колеса 11 и 12 находятся в зацеплении с двумя зубчатыми рейками 13, установленными на стержне 4. Управление двигателем 6 осуществляется с пульта управления 14, кото рый содержит блок ввода программы 15 блок памяти 16, блок сравнения 17, блок контроля биопотенциалов 18 с датчиками 19, установленными на тренируемых мышцах, и блок электростимуляции 20. Отдельно может располагаться блок ручного управления 21 с органами регулировки и табло для индикации параметров исполнительных движений. Для защиты ног спортсмена на стер жне раз1«1ещен демпфирующий элемент 22 а для изменения динамических свойств служат сменные грузы 23, параметры движения стержня измеряются датчиком скорости 24. Для поворота корпуса 1 служит эле тродвигатель поворота 25, который через червячную пару 26 и водило 27 передает вращение на демпферы 28 и гидравлическое сопротивление 29. Устройство работает следующим образом. Программа с законом изменения уси лия rio пути перемещения стержня 4 закладывается в блок ввода программы 15, динамические характеристики изменяются сменой грузов 23. Выводы блока электростимуляции 20 и датчики биопотенциалов 19 размещают на теле спортсмена в нужных местах. Спортсмен накосит удар по упругому элементу 22, стержень начинает двигаться по роликам 3. Поступательное движение стержня 4 преобразуется во вращательное с помощью зубчатых колес 11 и 12 и реек 13, установленных на стержне 4, и через редуктог 5 передается на двигатель 6 Двигатель 6работает в тормозном режиме. Величина тормозного момента на двигателе определяется Заданньгм законом измене ния этого момента в соответствии с программой по пути движения стержня и величиной биопотенциалов на мышцах спортсмена. Практически при одной и той же программе изменения усилия на стержне, предельное значение усилия может значительно колебаться. Величина этого усилия определяется разницей между уровнем допустимого значения биопотенциала и его фактической величиной. Чем больше эта разность, тем больше допускается приращение тормозного усилия. Вьгчисление разности уровня сигналов производится в блоке сравнения 17 по сигналам датчиков 19 и блока памяти 16. Результирующий сигнал усиливается и подается на двигатель 6, определяя величину тормозного усилия и соответственно усилия на упругом элементе 22. Заданная программа изменения усилия по пути движения стержня 4 реализуется при подаче сигнала датчика положения 24 в блок сравнения 17, в котором этот сигнал сравнивается с программой и выдает сигнал, соответствующий величине тормозного усилия на двигателе 6. Этот сигнал усиливается, и на тормозной двигатель 6 подается напряжение, обеспечивающее заданную величину усилия на упругом элементе 22. Второй канал блока сравнения 17 обеспечивает сравнение уровней биопотенциала на мьпацах спортсмена с предельным значением биопотенциала. Если уровень биопотенциала, замеренного с помощью датчиков 19, ниже допустимого, то разность их подается в усилитель и далее на тормозной двигатель 6 . Третий канал блока сравнения 17 обеспечивает введение в соответствующих фазах спортсмена (положениях стержня 4 относительно корпуса 1 управляемой электростимуляции) . Если программой предусмотрено введение электростимуляции, то в момент, когда прирост биопотенциала замедлится или станет равен нулю, несмотря на увеличение тормозного момента двигателя б, блок 17 подает команду на включение блока электростямуляции 20, который может вьщавать импульс электростимуляции,величина которого задана программой или пропорциональна уровню сигнала второго канала блока 17. Поворотное устройство обеспечивает работу в двух режимах - пассивном и активном. В пассивном режиме двигатель поворота 25 выключен. Червячная пара 26 при этом остается в заданном положении в силу самоторможения. Спортсмен, нанося удары по упругому элементу 22, должен строго еле- . дить за точностью совпадения направления усилия с направлением подвижного стержня 4. Если это условие не выполнено, то под действием боковой силы упругий элемент 22 вместе со стержнем 4 отклонится в сторону за счет поворота корпуса 1. Вместе с корпусом повернутся демпферы 28 так как они опираются на водило 27, то пружины демпферов деформируются и за тем возвращают корпус вместе с упру,гим элементом 22 в исходное положени Скорость возврата корпуса 1 в исходное положение регулируется изменением величины сопротивления 29. В активном режиме работы поворотjioro устройства двигатель поворота 25 включается по программе цикла тре йировки. Скорость и направление вращения и время работы двигателя тоже задаются программой. Устройство позволяет в зависимости от целей тренировки вырабатывать в организме спортсмена устойчивые высокоадаптивные структуры,способные выдерживать предельные нагрузки, пре дохра няя при этом организм от травм. Формула изобретения 1. Устройство для тренировки спор сменов, содержащее смонтированный на основании с возможностью вращения вокруг вертикальной оси корпус, установленный на нем с возможностью продольного перемещения стержень с грузами и упругим элементом на одном конце, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности тренировки, оно содержит пульт уп равления, датчики биопотенциалов и электроды для электростимуляции, размещаемые на теле спортсмена, датчик скорости перемещения и электродвигатель, кинематически связанные со стержнем, при этом выходы датчиков биопотенциалов и датчика скорости перемещения стержня подключены к соответствующим входам пульта управления, к первому выходу которого подключены электроды для электростимуляции тела спортсмена, а к второму - электродвигатель. 2.Устройство по п. 1,отличающееся тем,что пульт управления включает блок контроля биопотенциалов,блок ручного управления и последовательно соединенные между собой блок ввода программ, блок памяти, блок сравнения и блок электростимуляции, при этом первый выход блока контроля биопотенциалов подключен к вхо-. ду блока сравнения, а второй выход через блок ручного управления - к входу блока памяти. 3.Устройство по п.. 1, отличающееся тем, что оно включает электродвигатель поворота через демпферы, кинематически связанные с корпусом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 423479, кл. А 63 В 69/00, 1971.

|ff/nv

I

-I

2f

J j

25Фие.5