RU156612U1 - Устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа - Google Patents

Abstract

Устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа, содержащее расположенные параллельно относительно друг друга неподвижную и подвижную площадки, скрепленные между собой скобой из гибкого материала, датчики, реагирующие на нагрузку подвижной площадки, выполненные в виде микропереключателей без фиксации, соединенные между собой параллельно, блок цифровой, звуковой и световой индикации, отличающееся тем, что в него введены дополнительная подвижная площадка, скрепленная скобами из гибкого материала с неподвижной площадкой, датчики, выполненные в виде микропереключателей без фиксации, соединенные между собой параллельно, реагирующие и фиксирующие нагрузку на дополнительную подвижную площадку, блок формирования исполнительного сигнала, входы которого связаны с микропереключателями обеих подвижных площадок, а выходы связаны с блоком цифровой, звуковой и световой индикации, и блок питания, соединенный с микропереключателями обеих подвижных площадок, блоком формирования исполнительного сигнала и блоком цифровой, звуковой и световой индикации.

Description

Полезная модель относится к области медицины и медицинской технике, а именно к устройствам, предназначенным для контроля количества отжиманий от пола при судействе спортивных соревнований одного из видов многоборья ГТО - сгибание и разгибание рук в упоре лежа на полу и на других горизонтальных поверхностях, а также для проверки и оценки физической подготовленности студентов, проведения учебных занятий по физической подготовке в образовательных учреждениях и организациях, научных наблюдений и экспериментов по данному виду спорта.

В целях совершенствования государственной политики в области физической культуры и спорта, создания эффективной системы физического воспитания, направленной на развитие человеческого потенциала и укрепление здоровья населения издан Указ Президента РФ №172 от 24.03.2014 «О Всероссийском физкультурно-спортивном комплексе «Готов к труду и обороне» (ГТО)». Одним из обязательных элементов комплекса ГТО является сгибание и разгибание рук в упоре лежа.

Правилами выполнения данного упражнения предусмотрено: из упора лежа (расстояние между руками по ширине плеч, туловище прямое) по команде «Начинай» выполняющий должен согнуть руки до касания грудью пола, разгибая руки, принять положение упор лежа, зафиксировать на одну секунду неподвижное положение и продолжить выполнение упражнения. Касание пола бедрами и животом запрещается. Принимающий упражнение (судья, физрук) объявляет счет каждого законченного движения. Объявление счета одновременно является разрешением на продолжение упражнения. В случае нарушения правил выполнения упражнения счет не производится.

В качестве принимающих упражнение ранее привлекались судьи-счетчики (физруки, руководитель по приему нормативов), которые визуально определяли правильность выполнения упражнений и вели их счет.

Недостатком такого метода судейства является то, что он носит субъективный характер, в силу чего не всегда реально отражает физическую подготовленность выполняющего упражнение. Как правило, соревнования (проверку и оценку физической подготовленности) по данному виду программы судит не один, а несколько судей-счетчиков, у каждого из которых имеются свои взгляды на технику и условия выполнения упражнения, что усиливает субъективность результата соревнований. Кроме того, использование нескольких судей увеличивает финансовые расходы на оплату их работы.

Известно устройство для контроля отжиманий от пола (патент на полезную модель РФ №59983, МПК A63B 21/00 / Устройство для контроля отжиманий от пола // Шабелянская О.Ф., Прокопьев А.Н., Прокопьев Н.Я., опубл. 10.01.2007), содержащее шарнирно соединенные между собой две площадки с установленной между ними пружиной и электрические клеммы, соединенные со световым табло. Указанное устройство сигнализирует о правильном принятии нижнего положения тела при полном сгибании рук.

Недостатком описанного устройства является следующее: подсчет количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа осуществляется субъективно, т.к. устройство не позволяет контролировать касания пола бедрами и животом выполняющим упражнение.

Известно также устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа (патент на полезную модель РФ №111006 МПК A63B 21/00 / Устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа // Чернышев С.В., Чернышев В.В., Савченко О.А., Рудь М.Ю., Рудь А.А, Готюр И.А, опубл. 10.12.2011), содержащее неподвижную площадку и закрепленную на ней вертикальную площадку. На верхнем конце стойки закреплен шарнир, соединенный с подвижной площадкой. Между подвижной и неподвижной площадками на основании неподвижной площадки размещены пружина, ограничитель, предназначенные для ограничения передвижения подвижной площадки, излучатель и оптико-электронный ключ. С внутренней стороны подвижной площадки закреплена непрозрачная шторка, размещенная таким образом, чтобы при опускании подвижной площадки она попадала в створ между излучателем и оптико-электронным ключом. При сгибании рук происходит надавливание грудью на подвижную площадку до предела. Надавливание подвижной площадки опускает закрепленную на ней непрозрачную шторку, которая, в момент касания подвижной площадки ограничителя, попадая в створ между излучателем и оптико-электронным ключом, перекрывает луч, тем самым меняя логическое состояние на выходе оптико-электронного ключа. Вследствие чего, изменяется значение на индикаторе подсчета.

Недостатком аналога является то, что конструкция не обеспечивает объективного контроля над выполнением упражнения (значение индикатора подсчета увеличивается при надавливании грудью на подвижную площадку даже тогда, когда происходит касание пола бедрами и животом выполняющего).

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для контроля отжиманий от пола (патент на полезную модель РФ №123678 МПК A63B 21/00 / Устройство для контроля отжиманий от пола // Елисеев Н.И., Кроливецкий И.В., Фокин Д.А., Щербаков А.В., Жур Р.В., Кутепов Н.И., опубл. 10.01.2013), содержащее неподвижную и подвижную площадки, скрепленные между собой, датчики, реагирующие на нагрузку подвижной площадки, блок цифровой, звуковой и световой индикации, при этом подвижная и неподвижная площадки расположены параллельно относительно друг друга и соединены между собой скобой из гибкого материала, датчики фиксации нагрузки на подвижную площадку выполнены в виде микропереключателей без фиксации, соединенных между собой параллельно.

Недостаток прототипа - устройство не обеспечивает объективного контроля над выполнением упражнения, при его использовании не исключаются касания пола бедрами и животом выполняющего упражнение, оценка физической подготовленности выполняющего упражнения может оспариваться.

Задачей полезной модели является создание устройства для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа, обеспечивающего повышение объективности контроля над выполнением упражнения по сгибанию и разгибанию рук в упоре лежа.

Техническим результатом является повышение объективности контроля над выполнением упражнения за счет учета и вычета количества касаний пола бедрами и животом из результата выполнения норматива ГТО, что обеспечивает повышение эффективности выполнения упражнений. Кроме того предлагаемое техническое решение характеризуется повышенной надежностью за счет блокировки индикации при любой силе нажатия в любом месте подвижной площадки, а также обладает простотой и удобством его применения.

Технический результат достигается тем, что устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа, содержащее расположенные параллельно относительно друг друга неподвижную и подвижную площадки, скрепленные между собой скобой из гибкого материала, датчики, реагирующие на нагрузку подвижной площадки, выполненные в виде микропереключателей без фиксации, соединенные между собой параллельно, блок цифровой, звуковой и световой индикации, согласно предлагаемому техническому решению включает в себя дополнительную подвижную площадку, скрепленную скобой из гибкого материала с неподвижной площадкой, и датчики, выполненные в виде микропереключателей без фиксации, соединенные между собой параллельно, реагирующие и фиксирующие нагрузку на дополнительную подвижную площадку, блок формирования исполнительного сигнала, к входам которого присоединены микропереключатели обеих подвижных площадок, а к выходам присоединен блок цифровой, звуковой и световой индикации, и блок питания, соединенный с микропереключателями обеих подвижных площадок, блоком формирования исполнительного сигнала, и блоком цифровой, звуковой и световой индикации.

Благодаря новой совокупности признаков заявленное устройство исключает спорные моменты между выполняющим и принимающим при подсчете количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа, обеспечивает запрет касаний неподвижной площадки («пола») бедрами и животом, выполняющим упражнения.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен внешний вид устройства (вид сверху); на фиг. 2 представлен внешний вид устройства (вид сбоку); на фиг. 3 приведена функциональная схема блока формирования исполнительного сигнала.

Устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа содержит неподвижную площадку 1 из ударопрочного полимерного материала (например, полистирол марки 680 - ГОСТ 20282-86), а также расположенные параллельно относительно неподвижной площадки две подвижные площадки 2 и 3 из аналогичного материала, каждая из которых скреплена с неподвижной площадкой 1 скобами 4 из гибкого полимерного материала (например: полиуретан - ГОСТ 14896-84). Подвижные площадки 2 и 3 расположены вдоль продольной оси (AA₁) неподвижной площадки 1 на расстоянии друг от друга, определяемом зонами возможных касаний устройства при выполнении норматива грудью и животом или бедрами соответственно, что обеспечивает контроль над действиями исполнителя. Длины площадок 2 и 3, а также расстояния между ними подбираются под рост исполнителя упражнений, табл. 1.

В углублениях неподвижной площадки 1 по углам периметров проекций подвижных площадок 2 и 3 вмонтированы микропереключатели 5 (например, микропереключатель марки МП 1101, ГОСТ 9601-84), в количестве 4 шт., и микропереключатели 6, в количестве 4 шт., соединенные между собой параллельно. В табл. 2 даны расстояния микропереключателей до верхних подвижных площадок 2 и 3 в соответствии с рабочим ходом.

Скобы 4 расположены парно на поперечной оси BB₁ подвижной площадки 2, и парно на поперечной оси CC₁ подвижной площадки 3, т.о. обеспечивая зазоры (диапазон от 4 до 8 мм) между площадками 1 и 2 и площадками 1 и 3, исключающие срабатывание (замыкание) микропереключателей 5 и 6 или хотя бы одного из них в условиях отсутствия воздействия (нагрузки) на подвижные площадки 2 и 3. Вследствие нагрузки на подвижную площадку 2 или 3 сверху вниз происходит замыкание хотя бы одного из микропереключателей 5 или 6. Благодаря параллельному соединению МП происходит формирование единичного сигнала на соответствующем выходе МП 5 и 6, соединенных с входами блока формирования исполнительного сигнала 7.

Блок формирования исполнительного сигнала 7 содержит первый 7.1 и второй 7.2 информационные входы, первый 7.3, второй 7.4, третий 7.6, четвертый 7.7 RS-триггеры, генератор тактовых импульсов 7.8, формирующий на своем выходе последовательность тактовых импульсов, первый элемент И 7.5 и второй элемент И 7.10, элемент ИЛИ 7.11, первый 7.12 и второй 7.13 информационные выходы и генератор 7.9 единичного импульса, формирующий на своем выходе единичный импульс с заданными параметрами при подаче питающего напряжения (включении устройства) или при поступлении на его вход единичного управляющего импульса.

Первый информационный вход 7.1 соединен с S-входом триггера 7.3 и входами синхронизации триггеров 7.6 и 7.7, второй информационный вход 7.2 соединен с S-входом триггера 7.4, прямой выход которого соединен с S-входом триггера 7.7, а его инверсный выход соединен с первым входом элемента И 7.5, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера 7.3, а выход - с S-входом триггера 7.6, прямой выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 7.11 и первым информационным выходом 7.12. Прямой выход триггера 7.7 соединен со вторым информационным выходом 7.13 и со вторым входом элемента ИЛИ 7.11, выход которого соединен с первым входом элемента И 7.10, выход которого соединен со входом генератора 7.9 единичного импульса, выход которого соединен с R-входами триггеров 7.3, 7.4, 7.6 и 7.7. Выход генератора тактовых импульсов 7.8 соединен со входами синхронизации триггеров 7.3, 7.4 и со вторым входом элемента И 7.10.

Совокупность элементов блока формирования исполнительного сигнала 7 и их связей позволяет обеспечить объективность фиксации количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа и контроля за правильностью выполнения упражнения, обеспечивая запрет счета и фиксацию факта касания выполняющим упражнение площадки 3 бедрами и животом (неправильное выполнение упражнения). При этом первый 7.12 и второй 7.13 информационные выходы блока 7 соединены со входами блока цифровой, световой и звуковой индикации 8, выполненного по известной схеме (например, описанной в патенте РФ №111006 / Устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа // Чернышев С.В., Чернышев В.В., Савченко О.А., Рудь М.Ю., Рудь А.А., Готюр И.А, заявл. 16.06.2011, опубл. 10.12.2011).

Блок питания 9, например марки БПС1 9-0,5 (ГОСТ Р МЭК 60065-2002), соединен с микропереключателями 5 и 6, блоком формирования исполнительного сигнала 7, и блоком цифровой, звуковой и световой индикации 8.

Блок формирования исполнительного сигнала 7 функционирует следующим образом. При подаче питания с блока питания 9 на элементы блока формирования исполнительного сигнала 7 (включение всего устройства), генератор 7.9 формирует на своем выходе единичный импульс с заданными параметрами, который поступает на R-входы триггеров 7.3, 7.4, 7.6 и 7.7, переводя их в нулевое состояние.

При поступлении единичного сигнала с выходов микропереключателей 5 на первый вход 7.1 блока формирования исполнительного сигнала 7, что соответствует правильному выполнению упражнения, данный сигнал поступает на S-вход триггера 7.3, который по заднему фронту импульса, сформированного генератором 7.8, устанавливает триггер 7.3 в единичное состояние. В результате на выходе элемента И 7.5 устанавливается единичный сигнал, который по заднему фронту единичного сигнала на входе 7.1, что соответствует окончанию воздействия (снятие нагрузки) на подвижную площадку 2, переводит триггер 7.6 в единичное состояние и формирует единичный сигнал на выходе 7.12 блока формирования исполнительного сигнала 7, что свидетельствует о «правильном» выполнении упражнения. Одновременно единичный сигнал с прямого выхода триггера 7.6 поступает на вход элемента ИЛИ 7.11, формируя на его выходе единичный сигнал, который разрешает прохождение очередного тактового импульса, сформированного генератором 7.8 через элемент И 7.10 на вход генератора единичного импульса 7.9, в результате на выходе генератора 7.9 формируется единичный импульс с заданными параметрами, который поступает на R-входы триггеров 7.3, 7.4, 7.6 и 7.7, переводя их в нулевое состояние, и на выходе 7.12 пропадает единичный сигнал. Таким образом, блок формирования исполнительного сигнала 7 и устройство в целом переходят к исходному состоянию и готовы к очередному циклу работы. В случае касания бедрами или животом исполнителя упражнения подвижной площадки 3 замыкается хотя бы один из микропереключателей 6, что влечет формирование единичного сигнала на входе 7.2 блока формирования исполнительного сигнала 7. Этот единичный сигнал поступает на S-вход триггера 7.4, который по заднему фронту очередного тактового импульса, сформированного генератором 7.8, переходит в единичное состояние, при этом на его инверсном выходе пропадает единичный сигнал, что блокирует прохождение единичного сигнала с выхода триггера 7.3 через элемент И 7.5 на S-вход триггера 7.6, одновременно единичный сигнал с прямого выхода триггера 7.4 поступает на вход триггера 7.7. По окончании воздействия на площадку 2 на входе 7.1 блока формирования исполнительного сигнала 7 формируется задний фронт единичного импульса, по которому триггер 7.7 переходит в единичное состояние и на выходе 7.13 блока формирования исполнительного сигнала 7 формируется единичный сигнал, свидетельствующий о том, что текущий цикл упражнения выполнен с касанием бедрами или животом исполнителя упражнения подвижной площадки 3 (с «нарушением»). Единичный сигнал с единичного выхода триггера 7.7 поступает на вход элемента ИЛИ 7.11, формируя на его выходе единичный сигнал, который разрешает прохождение очередного тактового импульса, сформированного генератором 7.8 через элемент И 7.10 на вход генератора единичного импульса 7.9, в результате на выходе генератора 7.9 формируется единичный импульс с заданными параметрами, который поступает на R-входы триггеров 7.3, 7.4, 7.6 и 7.7, переводя их в нулевое состояние, и на выходе 7.12 пропадает единичный сигнал. Таким образом, блок формирования исполнительного сигнала 7 и устройство в целом переходят к исходному состоянию и готовы к очередному циклу работы.

Пример работы устройства.

Исполнитель, выполняющий упражнение, принимает положение упор лежа, разместив руки по правую и левую стороны от подвижной площадки 2 и расположив туловище вдоль продольной оси AA₁ площадки 1. При этом под грудью исполнителя находится подвижная площадка 2, подвижная площадка 3 расположена под его животом и бедрами.

Выполняющий упражнение из упора лежа (расстояние между руками по ширине плеч, туловище прямое) по команде «Начинай» производит сгибание рук до касания грудью подвижной площадки 2. Вследствие воздействия на площадку 2 происходит замыкание хотя бы одного из микропереключателей 5, соединенных параллельно. Сигнал с выходов микропереключателей 5 поступает на вход 7.1 блока формирования исполнительного сигнала 7, на выходе 7.12 которого, в отсутствие сигнала с выходов микропереключателей 6, формируется единичный сигнал, который поступает на вход блока индикации 8, в результате чего происходит световая, звуковая и цифровая индикация выполненного упражнения. Фиксацию подвижной площадки 2 относительно неподвижной площадки 1 обеспечивают скобы 4 из гибкого материала.

При разгибании рук нагрузка с подвижной площадки 2 снимается, вследствие чего микропереключатели 5 за счет встроенных в них пружин размыкаются, световая, звуковая индикация прекращается, выполняющий упражнение принимает положение упор лежа, зафиксировав на 1 с неподвижное положение, значение цифровой индикации увеличивается на единичное значение. После чего цикл повторяется необходимое количество раз.

Выполняющему во время сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа запрещены касания бедрами и животом подвижной площадки 3. При воздействии на площадку 3, происходит замыкание хотя бы одного из микропереключателей 6, соединенных параллельно. Сигнал с выходов микропереключателей 6 поступает на вход 7.2 блока формирования исполнительного сигнала 7, в результате, на выходе 7.12 которого единичный сигнал сформирован не будет, а на выходе 7.13 формируется единичный сигнал, свидетельствующий о том, что текущий цикл упражнения выполнен с касанием бедрами или животом исполнителя упражнения подвижной площадки 3 (с «нарушением»), поэтому исполнительный сигнал не поступит на вход блока индикации 8 при наличии сигнала на выходах микропереключателей 6, в результате чего световой, звуковой индикации не произойдет.

Фиксацию подвижной площадки 3 относительно неподвижной площадки 1 обеспечивают скобы 4 из гибкого материала.

При снятии нагрузки с площадки 3 микропереключатели 6 за счет встроенных в них пружин размыкаются, вследствие чего блокирование формирования исполнительного сигнала блоком прекращается, устройство возвращается в режим подсчета количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа.

Устройство позволяет обеспечить индикацию при равной силе нажатия в любом месте подвижной площадки 2, надежно блокирует индикацию при любой силе нажатия в любом месте подвижной площадки 3.

Заявляемое устройство полностью исключает спорные моменты между выполняющим и принимающим при подсчете количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа, обеспечивает объективный контроль над касаниями дополнительной площадки бедрами и животом выполняющим норматив.

Устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа обладает простотой и удобством его применения, пригодно для проведения учебных занятий по физической подготовке в образовательных учреждениях и организациях, проверки и оценки физической подготовленности студентов, исключает субъективность в судействе.

Благодаря новой совокупности признаков заявленное устройство позволяет обеспечить более высокий уровень объективности при контроле выполнения сгибание и разгибание рук в упоре лежа.

Claims (1)

1. Устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа, содержащее расположенные параллельно относительно друг друга неподвижную и подвижную площадки, скрепленные между собой скобой из гибкого материала, датчики, реагирующие на нагрузку подвижной площадки, выполненные в виде микропереключателей без фиксации, соединенные между собой параллельно, блок цифровой, звуковой и световой индикации, отличающееся тем, что в него введены дополнительная подвижная площадка, скрепленная скобами из гибкого материала с неподвижной площадкой, датчики, выполненные в виде микропереключателей без фиксации, соединенные между собой параллельно, реагирующие и фиксирующие нагрузку на дополнительную подвижную площадку, блок формирования исполнительного сигнала, входы которого связаны с микропереключателями обеих подвижных площадок, а выходы связаны с блоком цифровой, звуковой и световой индикации, и блок питания, соединенный с микропереключателями обеих подвижных площадок, блоком формирования исполнительного сигнала и блоком цифровой, звуковой и световой индикации.

   

Images