EA004347B1 - Устройство для тренировки мышц - Google Patents

Abstract

Заявляется устройство для тренировки мышц, содержащее последовательно и шарнирно соединенные три жестких звена, при этом все шарниры выполнены шаровыми, средство для создания нагрузки, выполненное на каждом шаровом шарнире, и средство для взаимодействия с биозвеньями спортсмена, в котором каждое средство для создания нагрузки снабжено средством обеспечения сил трения между элементами шарнирного соединения. Средство обеспечения сил трения между элементами шарнирного соединения может быть выполнено в виде фрикционного элемента различной формы. Средство для взаимодействия с биозвеньями спортсмена может быть выполнено в виде рукоятки, которая, в свою очередь, может быть выполнена, например, из древесины, причем порода дерева может быть выбрана с учетом показателей биологического взаимодействия с организмом человека. В различных вариантах реализации изобретения форма выполнения рукоятки может быть выбрана самой различной: цилиндрической формы, в том числе с продольным профилем, имеющим волнообразные нижнюю и верхнюю границы, спиралеобразной формы, формы шара, параллелепипеда, кольца и т.д. В предлагаемом устройстве может быть также предусмотрен паз под информационное табло, выполненный, например, в среднем звене.

Description

Заявляемое устройство относится к области спорта, а именно к техническим средствам для тренировки различных групп мышц, а также для развития силы, силовой выносливости и т.п. качеств, в частности, за счет преодоления сил трения. Устройство может быть также использовано в реабилитационной медицине для восстановления двигательной способности, утраченной в результате травм или вследствие различных заболеваний

С развитием средств транспорта, бытовой техники, современных средств коммуникации, усовершенствования и автоматизации технологических процессов, а также благодаря созданию комфортных бытовых условий наблюдается явное снижение естественной двигательной нагрузки, что оказывает отрицательное влияние на здоровье и работоспособность человека.

Одним из путей преодоления сложившейся ситуации является разработка и использование современных технологий в области массовой физической культуры и спорта, в частности разработка новых технических средств, тренажеров, тренировочных устройств, биотехнических средств с обратной связью, различных приборов, аппаратов, приспособлений и т.п. В массовой физической культуре и спорте в последнее время все большее распространение приобретают тренажерные устройства и другие технические средства, которые обеспечивают в условиях роста дефицита естественных движений ускоренное овладение двигательными умениями, целенаправленную физическую нагрузку и/или восстановление утраченных двигательных навыков.

Так, в частности для тренировки силы, силовой выносливости, техники движений и т.д. используют тренажеры и технические устройства различных типов: с движущейся кареткой, с преодолением грузов (в т.ч. блочные), с преодолением веса собственного тела, электро-, магнито- и вибростимуляторы, фрикционные и т.д.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для тренировки мышц, содержащее последовательно и шарнирно соединенные три жестких звена, средства для создания нагрузки и средства для взаимодействия с биозвеньями спортсмена, в котором шарниры выполнены шаровыми, а средства для создания нагрузки выполнены на каждом шаровом шарнире [1]. Однако описанное устройство, несмотря на то, что предназначено для тренировки большой группы мышц при достаточно высокой эффективности тренировки, все же не обеспечивает возможность изменения величины нагрузки в широком диапазоне значений и предполагает, таким образом, возможность дальнейшего расширения групп мышц, а также повышения эффективности тренировки и комфортности использования.

Таким образом, задачей изобретения является создание устройства для тренировки мышц широкого спектра применения. Устройство должно обеспечивать расширение диапазона значений устанавливаемой нагрузки, расширение групп тренируемых мышц, расширение набора упражнений, выполняемых с помощью устройства, повышение эффективности тренировки, а также расширение спектра возможных областей применения, включая, например, реабилитационную медицину. Кроме того, устройство должно иметь возможность простой адоптации и/или индивидуализации в отношении сферы применения и/или программы тренировки, и/или отдельного тренирующегося.

Поставленная задача решается предлагаемым устройством для тренировки мышц, содержащим последовательно и шарнирно соединенные три жестких звена, при этом все шарниры выполнены шаровыми, средство для создания нагрузки, выполненное на каждом шаровом шарнире, и средство для взаимодействия с биозвеньями спортсмена, в котором каждое средство для создания нагрузки снабжено средством обеспечения сил трения между элементами шарнирного соединения.

В одном из возможных вариантов реализации изобретения средство обеспечения сил трения между элементами шарнирного соединения выполнено в виде фрикционного элемента. Однако предлагаемое изобретение предполагает возможность использования в качестве средства обеспечения сил трения между элементами шарнирного соединения любого подходящего и доступного средства от материальных элементов типа фрикционных прокладок, втулок, цилиндров и т.п. до физических явлений, например электромагнитных полей, магнитореологических свойств материалов и т.п.

В одном из возможных вариантов реализации изобретения фрикционный элемент выполнен из пластично-упругого материала в виде цилиндра с фаской, обращенной к поверхности шара, и расположен в шарнирном соединении со стороны торцевой поверхности центрального жесткого звена, а поверхность шара, взаимодействующая с фрикционным элементом, выполнена шероховатой. Между торцевой поверхностью центрального жесткого звена и поверхностью фрикционного элемента может быть установлена шайба.

Еще в одном из возможных вариантов реализации изобретения фрикционный элемент может быть выполнен в виде полого цилиндра с отверстием, расположенным вдоль его продольной оси симметрии.

Средство для взаимодействия с биозвеньями спортсмена может быть совмещено с крайними звеньями заявляемого устройства, что обеспечивает повышенное удобство пользования устройством, а также целенаправленное распределение нагрузок при выполнении определенных упражнений, что значительно повышает эффективность процесса тренировки. По вышенное удобство, в том числе, например, удержания в руках, обеспечивает возможность использования заявляемого устройства, например, для восстановления двигательной способности людьми с нарушением двигательной функции различных групп мышц, с нарушением координации движения и т.п.

В одном из возможных вариантов реализации изобретения средство для взаимодействия с биозвеньями спортсмена выполнено в виде рукоятки, которая может быть выполнена, например из древесины, причем порода дерева выбрана с учетом показателей биологического взаимодействия с организмом человека.

В различных вариантах реализации изобретения форма выполнения рукоятки может быть выбрана самой различной: цилиндрической формы, в том числе с продольным профилем, имеющим волнообразные нижнюю и верхнюю границы, спиралеобразной формы, формы шара, параллелепипеда, кольца и т.д.

Поверхность рукоятки может быть гладкой, что повышает эффективность тренировки за счет дополнительного регулирования нагрузки путем более прочного захвата рукоятки во избежание проскальзывания ладоней.

Форма выполнения средства для взаимодействия с биозвеньями спортсмена, т.е. форма рукоятки, а также материал, из которого она выполнена, кроме повышения удобства использования имеют также существенное значение, например, в качестве дополнительного средства регулирования нагрузки, средства биоэнергетического обмена с материалом и т.д.

В различных вариантах реализации изобретения в предлагаемом устройстве может быть также предусмотрен паз под информационное табло, размещенный на центральном жестком звене.

Тип информационного табло, а также отображаемая на нем информация могут иметь большое число форм реализации и, в силу этого, не являются существенными в рамках настоящего изобретения. Специалистами без особого труда могут быть реализованы самые различные типы информационных табло, отображающих широкий спектр информации, как постоянной, так и переменной, в применении к заявляемому устройству. При присоединении информационного табло, например, к различного типа датчикам можно получать информацию о физическом состоянии тренирующегося человека и о изменениях этого состояния.

Ниже преимущества и достоинства заявляемого устройства для тренировки мышц будут описаны более подробно на примере одного из возможных вариантов реализации со ссылками на позиции чертежей. При этом представленный ниже пример следует рассматривать не в качестве ограничения объема притязаний, а лишь в качестве иллюстрации

На чертежах представлены:

фиг. 1 - общий вид устройства для тренировки мышц (схематично);

фиг. 2 - общий вид одного из вариантов выполнения фрикционного элемента;

фиг. 3 - схематичное изображение исходного положения устройства;

фиг. 4 - схематичное изображение одного из возможных вариантов траекторий перемещения рукояток устройства в заданное и исходное положения.

Схематично изображенное на фиг. 1 устройство для тренировки мышц в одном из возможных вариантов реализации состоит из центрального звена 1 и двух боковых звеньев 2, свободные концы которых выполнены в виде рукояток 3, а концы, смежные с центральным звеном 1, - в виде сфер 4. Сферы 4 являются составной частью шаровых шарнирных соединений, в состав которых также входят фрикционные элементы 5 и регулируемые прижимы, выполненные в виде удерживающих колец 6. Удерживающие кольца 6 снабжены средствами, обеспечивающими регулируемое соединение с центральным звеном 1 устройства. В данном варианте реализации предусмотрено резьбовое соединение, причем ответная часть резьбового соединения может быть выполнена как на всей поверхности центрального звена 1, так и только на концевых его участках. Фрикционные элементы 5 установлены между торцевыми поверхностями центрального звена 1 и сферами 4 шарнира, при этом между фрикционными элементами 5 и торцевыми поверхностями центрального звена 1 дополнительно установлены шайбы 7.

На серединном участке центрального звена 1 выполнен паз 7 для размещения информационного табло (на чертежах не представлен).

Один из возможных вариантов выполнения фрикционного элемента 5 представлен на фиг. 2. В данном варианте фрикционный элемент 5 выполнен в виде цилиндра, на одной из торцевых поверхностей которого выполнена фаска 8 сферической формы. На поверхности фаски в данном варианте выполнено рифление 9.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом тренировки путем соответствующего поворота обоих удерживающих колец 6 по отношению к центральному звену 1 устанавливают необходимую величину нагрузки. При этом следует отметить, что регулировка нагрузки может быть осуществлена независимо для каждого из шарнирных соединений, а значение нагрузки может быть подобрано, в том числе, опытным путем, в том числе в зависимости от цели тренировки и от группы тренируемых мышц. В зависимости от этих же условий выбирают комплекс выполняемых упражнений.

Кистями обеих рук осуществляют прочный захват рукояток 3 в положении, предусмотренном выполняемым упражнением. В исходном положении оси 10 и 11 противоположных руко яток 3 расположены коаксиально оси 12 центрального звена 1 (см. фиг. 3).

В соответствии с выполняемым упражнением с усилием осуществляют перемещение рукояток 3 по заданным траекториям 13 (см. фиг. 4).

Далее осуществляют перемещение рукояток 3 в исходное положение по траекториям 14, противонаправленным траекториям 13. Благодаря этому при перемещении рукояток 3 в исходное положение осуществляется тренировка мышц-антагонистов, что позволяет значительно повысить эффективность тренировочного процесса.

Использование в заявляемом устройстве для тренировки мышц фрикционного механизма позволяет создать тренировочную нагрузку, причем фрикционный механизм, поглощая механическую энергию движения тренирующегося, направленную на преодоление сил трения, переводит ее в тепло. Такая особенность обеспечения необходимой нагрузки позволяет заметно снизить вес устройства, повысить его безопасность, поскольку в данном случае нет необходимости рассеивания энергии, запасаемой в традиционных устройства аналогичного назначения упругим элементом или поднятым грузом.

В процессе тренировки занимающимся может быть выполнено огромное число разнообразных упражнений, которые отличаются по таким параметрам, как исходное положение тренажера, способы захвата рукояток и корпуса, типы относительного движения рукояток, плоскость расположения тренажера, направления перемещения корпуса тренажера в пространстве, возврат в исходное положение с изменением формы тренажера или путем его переворота и т.д. При этом следует учитывать возможность регулирования нагрузки.

Подробно описанные выше и проиллюстрированные с помощью чертежей существенные признаки заявляемого устройства для тренировки мышц обеспечивают возможность широкого его использования в качестве средства общей и специальной физической подготовки в большинстве видов спорта, где к действиям рук предъявляются высокие требования, а также для тренировки рук и плечевого пояса в процессе подготовки к специфическим видам деятельности (спецвойска, службы охраны и т.п.). Хорошие результаты дает использование предлагаемого устройства в процессе занятий по физическому воспитанию в условиях средних и высших учебных заведений, в секциях, например, аэробики и шейпинга, а также в процессе физической реабилитации, в том числе в условиях лечебных учреждений. Устройство может быть использовано для развития и поддержания силы и выносливости мышц рук и туловища, а также тренировки сердечно-сосудистой системы

Широкая сфера возможных применений предлагаемого устройства определяется, в том числе, практически неограниченным набором упражнений, которые могут быть выполнены с использованием устройства. Благодаря этому можно осуществить как индивидуальный подбор программы тренировки, так и для различных групп тренирующихся (вид спорта, цель тренировки, уровень физической подготовки, общее физическое состояние и т.п.).

Claims (11)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство для тренировки мышц, содержащее последовательно и шарнирно соединенные три жестких звена, при этом все шарниры выполнены шаровыми, средство для создания нагрузки, выполненное на каждом шаровом шарнире, средство для взаимодействия с биозвеньями спортсмена, отличающееся тем, что каждое средство для создания нагрузки снабжено средством обеспечения сил трения между элементами шарнирного соединения.
2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство обеспечения сил трения между элементами шарнирного соединения выполнено в виде фрикционного элемента.
3. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что фрикционный элемент выполнен из пластично-упругого материала в виде цилиндра с фаской, обращенной к поверхности шара, и расположен в шарнирном соединении со стороны торцевой поверхности центрального жесткого звена, а поверхность шара, взаимодействующая с фрикционным элементом, выполнена шероховатой.
4. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что между торцевой поверхностью центрального жесткого звена и поверхностью фрикционного элемента установлена шайба.
5. 5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что фрикционный элемент выполнен в виде полого цилиндра с отверстием, расположенным вдоль его продольной оси симметрии.
6. 6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что средство для взаимодействия с биозвеньями спортсмена совмещено с каждым крайним жестким звеном.
7. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что средство для взаимодействия с биозвеньями спортсмена выполнено в виде рукоятки.
8. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что рукоятка выполнена из древесины, причем порода дерева выбрана с учетом показателей биологического взаимодействия с организмом человека.
9. 9. Устройство по любому из пп.7 или 8, отличающееся тем, что рукоятка имеет форму шара, кольца, параллелепипеда, цилиндра, цилиндра с продольным профилем, имеющим волнообразные нижнюю и верхнюю границы, или спиралеобразную форму.
10. 10. Устройство по любому из пп.7-9, отличающееся тем, что поверхность рукоятки выполнена гладкой.
11. 11. Устройство по любому из пи.1-10, от- личающееся тем, что на центральном жестком звене выполнен паз для размещения информационного табло.