RU2479254C2 - Device for associated interdependent physical and intellectual child development - Google Patents
Device for associated interdependent physical and intellectual child development Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479254C2 RU2479254C2 RU2010151026/14A RU2010151026A RU2479254C2 RU 2479254 C2 RU2479254 C2 RU 2479254C2 RU 2010151026/14 A RU2010151026/14 A RU 2010151026/14A RU 2010151026 A RU2010151026 A RU 2010151026A RU 2479254 C2 RU2479254 C2 RU 2479254C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- button
- power
- steering wheel
- cable
- mouse
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области педагогики и медицины, а также к средствам организации физкультурно-оздоровительной работы на основе сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей ребенка на мотивационной основе.The present invention relates to the field of pedagogy and medicine, as well as to the means of organizing physical fitness work based on the interconnected development of the child’s physical and intellectual abilities on a motivational basis.
Известно устройство обучения саморегуляции физиологических параметров [1], включающее непрерывное измерение физиологических параметров у обучающегося, предъявление ему значения этого параметра на экране дисплея в реальном масштабе времени в виде графика динамики регистрируемого параметра с указанием желаемого значения, которого необходимо достичь в процессе обучения двигательным действиям.A device is known for teaching self-regulation of physiological parameters [1], which includes continuous measurement of physiological parameters of a student, presenting him the value of this parameter on the display screen in real time in the form of a graph of the dynamics of the recorded parameter indicating the desired value that must be achieved in the process of learning motor actions.
Достоинством названного устройства является то, что у обучающегося направленно измеряется физический параметр и на экране отображается текущее и желаемое его значение.The advantage of this device is that the student measures the physical parameter in a directional way and the current and desired value is displayed on the screen.
Недостатком этого устройства является монотонность занятий на нем, снижающая уровень мотивации к обучению. Это обусловлено тем, что значение физиологического параметра предъявляется обучаемому в графическом виде, что при необходимости многократного повторения сеансов обучения приводит к быстрому утомлению.The disadvantage of this device is the monotony of classes on it, which reduces the level of motivation for learning. This is due to the fact that the physiological parameter value is presented to the student in a graphical form, which, if necessary, repeated repetition of training sessions leads to rapid fatigue.
Известно другое устройство, названное «Мотивом» [2]. В предметном исполнении это устройство содержит: велотренажер в качестве средства нагружения мышц ног, специальную насадку, создающую регулируемую нагрузку для манипулятора, выполненного в виде руля велотренажера и служащую для нагружения мышц плечевого пояса, подставку с размещенными на ней системным блоком, дисплеем, клавиатурой персонального компьютера (ПК) и электронным блоком устройства для регистрации частоты сердечных сокращений (ЧСС), датчик которого закрепляется на лбу или мочке уха занимающегося, датчик условного «перемещения» на велотренажере, который, как и устройство для регистрации ЧСС, подключен через плату аналого-цифрового преобразователя к системному блоку ПК.Another device is known, called the “Motive" [2]. In a specific embodiment, this device contains: an exercise bike as a means of loading the muscles of the legs, a special nozzle that creates an adjustable load for the manipulator, made in the form of a rudder of the exercise bike and serves to load the muscles of the shoulder girdle, a stand with a system unit, a display, a keyboard of a personal computer placed on it (PC) and the electronic unit of the device for recording heart rate (HR), the sensor of which is fixed on the forehead or earlobe of the student, the conditional sensor is "moved "on a stationary bike, which, like the device for registering heart rate, is connected via the analog-to-digital converter board to the PC system unit.
Нагрузку на мышцы туловища на данном устройстве осуществляют с помощью упомянутых специальной насадки и манипулятора при возвратно-поступательном перемещении руля выпрямленными руками. При этом курсор на экране дисплея должен перемещаться в вертикальной плоскости по всему экрану.The load on the muscles of the torso on this device is carried out using the above-mentioned special nozzles and the manipulator during the reciprocating movement of the steering wheel with straightened hands. In this case, the cursor on the display screen should move in a vertical plane throughout the screen.
Это физическое упражнение так же, как и физическое нагружение мышц ног и плечевого пояса, дополняется выполнением подобранного интеллектуального задания, сопровождается сигналами блока художественных, звуковых, музыкальных и иных средств, совмещенного с ПК и управляемого соответствующей программой. Программный блок может быть размещен на дискете, диске или винчестере ПК.This physical exercise, like physical loading of the muscles of the legs and shoulder girdle, is supplemented by the implementation of a selected intellectual task, accompanied by signals from a block of artistic, sound, musical and other means combined with a PC and controlled by the corresponding program. The program unit can be placed on a floppy disk, disk or PC hard drive.
Достоинствами данного устройства являются: возможность развивать физические способности мышц плечевого пояса и ног занимающегося раздельно, развивать его интеллектуальные способности при сопровождении выполняемых упражнений и заданий художественными, звуковыми, музыкальными и др. сигналами.The advantages of this device are: the ability to develop the physical abilities of the muscles of the shoulder girdle and the legs of a practitioner separately, to develop his intellectual abilities while accompanying the exercises and tasks with artistic, sound, musical, and other signals.
Недостатками этого устройства является то, что воздействие на мышцы левой и правой ноги одинаково, поскольку инерционное колесо одно. Имеется также возможность опрокидывания велотренажера вперед, отсутствует фиксатор положения руля.The disadvantages of this device is that the effect on the muscles of the left and right legs is the same, since the inertial wheel is one. There is also the possibility of tipping the exercise bike forward, there is no lock position rudder.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Устройство для сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей человека на мотивационной основе» [3], взятое за прототип. Оно содержит: персональный компьютер, в состав которого входят системный блок, «мышь», дисплей и клавиатура, фотодатчик непрерывно регистрирующий длительность межпульсового интервала и входящий в состав детектора пульса, подключенного к системному блоку персонального компьютера, и датчик перемещения инерционного колеса велотренажера, снабженного также подставками для ног, закрепленными на его передней опоре, и рулем, снабженным фиксатором положения руля, включающим фиксирующую втулку и крепежные винты. На рукоятке руля закреплена кнопка, связанная отводом с левой клавишей оптической мыши, установленной на нижней неподвижной пластине «силовой мыши», размещенной в стакане между основанием руля и его рукояткой, и включающей «игровой стержень», один конец которого соединен с рулем, а на втором конце установлен шар, оптически связанный с оптической мышью и охватываемый элементами регулируемого трения в виде верхнего и нижнего трущихся элементов. Стягивающий узел состоит из верхней подвижной пластины, суммирующей пластины, при этом в них и в верхнем трущемся элементе выполнены круговые отверстия для перемещения «игрового стержня». В нижней неподвижной пластине и в нижнем трущемся элементе выполнены круговые отверстия для сканирования шара оптической мышью. Датчик перемещения и детектор связаны с источником электропитания. «В силовой мыши» дополнительно установлены четыре стержня, стягивающие верхнюю первую подвижную пластину, суммирующую пластину, нижнюю неподвижную пластину и вторую подвижную пластину. На стержнях между первой подвижной пластиной и суммирующей пластиной надеты пружины, во второй подвижной пластине равноудаленно от крепления в ней тяговых стержней и ниже оптической мыши закреплен шток, соединенный с одним концом рычага, закрепленного в уголках на боковой стенке стакана, второй конец которого через прорезь в стенке стакана и соединительную планку соединен с тяговой шпилькой, имеющей лыску по всей длине и проходящей через установленное на внешней боковой поверхности стакана в верхней его части направляюще-тяговое приспособление, включающее направляющий элемент и тяговую гайку с насечкой на боковой поверхности. Стакан «силовой мыши» имеет поперечное сечение в виде квадрата.Closest to the claimed technical solution is the "Device for the interconnected interdependent development of the physical and intellectual abilities of a person on a motivational basis" [3], taken as a prototype. It contains: a personal computer, which includes a system unit, a “mouse”, a display and a keyboard, a photosensor continuously recording the duration of the inter-pulse interval and included in the pulse detector connected to the system unit of a personal computer, and a motion sensor for the inertial wheel of the exercise bike, also equipped foot rests fixed on its front support, and a steering wheel equipped with a steering wheel lock, including a locking sleeve and fixing screws. A button is attached to the handle of the steering wheel, connected by tapping with the left button of the optical mouse mounted on the lower fixed plate of the “power mouse” located in the glass between the base of the steering wheel and its handle, and including a “game rod”, one end of which is connected to the steering wheel, and on the second end has a ball optically connected to the optical mouse and covered by elements of adjustable friction in the form of upper and lower rubbing elements. The tightening unit consists of an upper movable plate, a summing plate, and circular holes are made in them and in the upper rubbing element to move the “game rod”. In the lower fixed plate and in the lower rubbing element, circular holes are made for scanning the ball with an optical mouse. The displacement sensor and detector are connected to a power source. “In the power mouse” four rods are additionally installed, which pull together the upper first movable plate, the summing plate, the lower fixed plate and the second movable plate. Springs are put on the rods between the first movable plate and the summing plate, the rod is connected to one end of the lever fixed in the corners on the side wall of the glass, the second end of which is through a slot in the wall of the glass and the connecting bar is connected to a traction pin having a flange along the entire length and passing through a guide-traction attachment installed on the outer side surface of the glass in its upper part a feature comprising a guide member and a traction nut with a notch on the side surface. The glass of the "power mouse" has a cross-section in the form of a square.
Достоинством этого устройства является относительная простота конструктивного решения и возможность развивать физические и интеллектуальные способности человека, причем на мотивационной и игровой основах.The advantage of this device is the relative simplicity of the constructive solution and the ability to develop the physical and intellectual abilities of a person, and on a motivational and gaming basis.
К основным недостаткам данного устройства можно отнести, во-первых, одинаковое воздействие на мышцы нижних конечностей, которое невозможно разделить, поскольку инерционное колесо у велотренажера одно, во-вторых, нет возможности воздействовать на мышцы пресса и спины, и, в-третьих, используется в нем четыре одинаковых конических пружины, надеваемые на тяговые стержни, что вызывает некоторые трудности в их изготовлении.The main disadvantages of this device include, firstly, the same effect on the muscles of the lower extremities, which cannot be divided, since the inertia wheel of the exercise bike is one, and secondly, it is not possible to affect the muscles of the press and back, and, thirdly, it is used there are four identical conical springs worn on the pull rods, which causes some difficulties in their manufacture.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей в развитии физических и интеллектуальных способностей ребенка, достигаемое, во-первых, разработкой нагрузочного узла для мышц нижних конечностей, выполненного раздельно для левой и правой ноги, во-вторых, усовершенствованием «силовой мыши» посредством замены в ней четырех конусообразных пружин, надеваемых на тянущие стержни, на одну конусообразную пружину большей жесткости, охватывающую «игровой стержень», в-третьих, разработкой узла для мышц верхних конечностей, выполненного для одной руки: левой или правой, и, в-четвертых, обеспечением возможности одновременного развития мышц спины и пресса.The objective of the invention is to expand the functionality in the development of the physical and intellectual abilities of the child, achieved, firstly, by developing a load node for the muscles of the lower extremities, performed separately for the left and right legs, and secondly, by improving the "power mouse" by replacing it four cone-shaped springs worn on pull rods, on one cone-shaped spring of greater stiffness, covering the "game rod", thirdly, by developing a node for the upper muscles limbs made for one arm: left or right, and fourthly, providing the possibility of simultaneous development of the muscles of the back and abs.
Указанная задача в «Устройстве для сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей ребенка», содержащем персональный компьютер (ПК), к порту системного блока которого подключены оптическая мышь, детектор пульса с фотодатчиком через усилитель-формирователь и датчик перемещения, подключенные также к стабилизированному источнику электропитания, нагрузочный узел в виде педалей велотренажера, две дискретно переставляемые телескопические подставки для ног и руль с фиксатором положения руля, выполненный в виде цилиндра и фиксируемый плоской пружиной, а на рукоятке руля закреплена первая кнопка, связанная отводом с левой клавишей оптической мыши, установленной на нижней неподвижной пластине «силовой мыши», включающей стержень, один конец которого соединен с рулем, а другой конец оканчивается шаром, оптически связанным с оптической мышью и охватываемым элементами регулируемого трения, прижимаемыми к шару прижимным средством, состоящим из первой подвижной пластины, конусообразной пружины, суммирующей пластины, четырех тяговых стержней с крепежными гайками, неподвижной пластины, второй подвижной пластины, штока, первой соединительной планки, связывающей первый конец рычага, закрепленного на уголке на внутренней боковой стенке стакана, со штоком, второй конец которого через прорезь в боковой стенке стакана и вторую соединительную планку соединен с тяговой шпилькой, имеющей проточку по всей длине и проходящей через направляюще-тяговое приспособление, включающее направляющий элемент и тяговую гайку, установленное на внешней боковой поверхности стакана в верхней его части, решаемая тем, что в нем нагрузочный узел для нагружения мышц нижних конечностей выполнен раздельно для левой и правой ноги и состоит из двух трособлочных систем, каждая из которых включает подстроечный элемент, вспомогательный блочок, трос, три основных блочка, один из которых совершает вращательное движение в пространстве, резиновый амортизатор и силовую пару «винт-гайка», педальная зубчато-цепная передача - общая для обеих ног выполнена с возможностью вращения одного из основных блочков в каждой трособлочной системе, педали которой снабжены фиксаторами, кроме того, упомянутая конусообразная пружина охватывает стержень и установлена между первой подвижной пластиной и суммирующей пластиной, к седлу велотренажера прикреплены две рукоятки для левой и правой руки, при этом вторая кнопка размещена на одной из них, третья кнопка установлена на захвате в средней горизонтальной части руля и подключены они параллельно первой кнопке к левой клавише оптической мыши. Воздействуя на сердечно-сосудистую систему и органы восприятия ребенка, развивают его способности: физические - с помощью велотренажера, дозированно нагружая мышцы ног, спины и пресса, и с помощью силовой мыши, руля и захвата, дозированно нагружая туловище и раздельно мышцы левой и правой руки, плечевого пояса и мышцы, образующие мышечный корсет позвоночника, и интеллектуальные - с помощью интеллектуальных заданий, задаваемых с помощью ПК соответствующим программным обеспечением и решаемых занимающимся ребенком посредством силовой мыши и ПК, при этом выполняя указанные интеллектуальные задания одновременно с преодолением физических нагрузок и физические упражнения, дополненные интеллектуальными заданиями, - развивают способности ребенка сопряженно и взаимозависимо.The indicated task is in the “Device for the paired interdependent development of the child’s physical and intellectual abilities”, containing a personal computer (PC), to the port of the system unit of which an optical mouse is connected, a pulse detector with a photosensor through an amplifier-former and a displacement sensor, also connected to a stabilized power supply , a loading unit in the form of exercise bike pedals, two discretely rearranged telescopic footrests and a steering wheel with a steering wheel position lock, are made in the form of a cylinder and fixed with a flat spring, and the first button is fixed on the handle of the steering wheel, connected by tapping with the left button of the optical mouse mounted on the lower fixed plate of the “power mouse”, including a rod, one end of which is connected to the steering wheel, and the other end ends in a ball, optically connected with an optical mouse and covered by adjustable friction elements pressed to the ball by pressing means consisting of a first movable plate, a conical spring, a summing plate, four traction rods with fastening nuts, a fixed plate, a second movable plate, a rod, a first connecting strip connecting the first end of the lever fixed to a corner on the inner side wall of the glass, with a rod, the second end of which is connected through a slot in the side wall of the glass and the second connecting plate to the traction a stud having a groove along the entire length and passing through a guide and traction device, including a guide element and a traction nut, mounted on the outer side surface of the glass in its upper hour ty, solved by the fact that in it the load node for loading the muscles of the lower extremities is made separately for the left and right legs and consists of two cable-block systems, each of which includes a trimming element, an auxiliary block, a cable, three main blocks, one of which rotates movement in space, a rubber shock absorber and a screw-nut power pair, a pedal gear-chain transmission - common for both legs is made with the possibility of rotation of one of the main blocks in each cable block system, the pedals of which equipped with clamps, in addition, the said conical spring covers the shaft and is installed between the first movable plate and the summing plate, two handles for the left and right hands are attached to the bike seat, while the second button is placed on one of them, the third button is mounted on the gripper in the middle horizontal part of the steering wheel and they are connected parallel to the first button to the left button of the optical mouse. Influencing the child’s cardiovascular system and organs of perception, develop his abilities: physical - using a stationary bike, metered loading the muscles of the legs, back and press, and using the power mouse, steering wheel and grab, metered loading the body and separately the muscles of the left and right hands , the shoulder girdle and the muscles that form the muscle corset of the spine, and the intellectual ones - with the help of intellectual tasks defined using the PC with the appropriate software and solved by the power mouse and PCs, while performing the indicated intellectual tasks simultaneously with overcoming physical exertion and physical exercises, supplemented by intellectual tasks, - develop the child’s abilities in conjunction and interdependence.
Отличительными признаками заявляемого технического решения являются следующие:Distinctive features of the proposed technical solution are the following:
- в нем нагрузочный узел для раздельного нагружения мышц левой и правой ноги состоит из двух трособлочных систем;- in it, the load node for separate loading of the muscles of the left and right legs consists of two cable systems;
- каждая система включает подстроечный элемент, вспомогательный блочок, трос, три основных блочка, один из которых совершает вращательное движение в пространстве, резиновый амортизатор и силовую пару «винт-гайка»;- each system includes a trimming element, an auxiliary block, a cable, three main blocks, one of which rotates in space, a rubber shock absorber and a screw-nut power pair;
- усовершенствована пружинная часть силовой мыши: четыре конусообразные пружины, надеваемые на тянущие стержни, заменены на одну конусообразную пружину повышенной жесткости, охватывающую стержень и установленную между первой подвижной и суммирующей пластинами;- the spring part of the power mouse has been improved: four cone-shaped springs worn on the pulling rods are replaced by one cone-shaped spring of increased rigidity, covering the rod and installed between the first movable and summing plates;
- к седлу велотренажера прикреплены две рукоятки для левой и правой руки, при этом вторая кнопка размещена на одной из них;- two handles for the left and right hands are attached to the saddle of the exercise bike, while the second button is placed on one of them;
- в средней горизонтальной части руля установлен захват для одной руки и третья кнопка установлена в середине захвата;- a grip for one hand is installed in the middle horizontal part of the steering wheel and a third button is installed in the middle of the grip;
- все три кнопки подключены параллельно первой кнопке, то есть к левой клавише оптической мыши.- all three buttons are connected in parallel with the first button, that is, to the left button of the optical mouse.
В заявляемом устройстве отличительные признаки проявляют свойства, известные в других областях науки и техники, а взятые в совокупности с признаками прототипа позволяют сопряженно и взаимозависимо развивать физические и интеллектуальные способности ребенка на игровой и мотивационной основах, причем в целях реабилитации физически развивать раздельно мышцы левой и правой руки и ноги, что указывает на соответствие заявляемого технического решения критерию «существенные различия».In the inventive device, the distinctive features exhibit properties known in other fields of science and technology, and taken in conjunction with the features of the prototype allow conjugate and interdependent development of the child’s physical and intellectual abilities on a game and motivation basis, and for the purpose of rehabilitation, physically develop separately the left and right muscles arms and legs, which indicates the conformity of the claimed technical solution to the criterion of "significant differences".
Заявляемое устройство поясняют схематические чертежи:The inventive device explain the schematic drawings:
- на фиг.1 и фиг.2 показано устройство в целом: вид спереди (фиг.1) и вид сверху (фиг.2);- figure 1 and figure 2 shows the device as a whole: a front view (figure 1) and a top view (figure 2);
- на фиг.3 приведена блок-схема устройства с его связями;- figure 3 shows a block diagram of a device with its connections;
- на фиг.4 показан алгоритм одного занятия или соревнования;- figure 4 shows the algorithm of one lesson or competition;
- на фиг.5, 6 и 7, изображена одна из возможных конструкций системы для натяжения троса: вид спереди (фиг.5), вид сверху (фиг.6) и вид сбоку слева (фиг.7);- figure 5, 6 and 7, shows one of the possible system designs for cable tension: front view (figure 5), a top view (figure 6) and a side view from the left (figure 7);
- на фиг.8, 9 и 10 показаны педальная зубчато-цепная передача: вид спереди (фиг.8), вид сверху (фиг.9) и электрическая схема для измерения условного «перемещения» велотренажера;- Figs. 8, 9 and 10 show a pedal gear-chain transmission: a front view (Fig. 8), a top view (Fig. 9) and an electric circuit for measuring the conditional "movement" of the exercise bike;
- на фиг.11 и 12 представлена силовая мышь: вид спереди (фиг.11) и вид сверху (фиг.12);- in Fig.11 and 12 presents a power mouse: front view (Fig.11) and a top view (Fig.12);
- на фиг.13 и 14 изображен захват для одной руки (левой или правой): вид спереди (фиг.13) и вид сверху (фиг.14).- in Fig.13 and 14 depicts a grip for one hand (left or right): front view (Fig.13) and a top view (Fig.14).
Устройство включает велотренажер, персональный компьютер и программное обеспечение к нему.The device includes an exercise bike, a personal computer and software for it.
Велотренажер 1 (на фиг.1 оконтурен пунктирными линиями) содержит раму, изготовленную из двух согнутых в двух местах труб 2 и 3, скрепленных двумя опорными элементами - передним 4 и задним 5, трубу 6, в поперечном сечении - параллелепипед, соединяющую опорные элементы 4 и 5 и на каждой трубе 2 и 3 прикреплены по три силовых косынки: на трубе 2 - 7, 8 и 9, на трубе 3-10, 11 и 12 (8 и 11 - не показаны), седло 13, прикрепленное к раме (к трубам 2, 3) и регулируемое по высоте дискретно, а по местоположению - плавно двумя крепежными винтами с гайками, нагрузочный узел для нагружения мышц нижних конечностей занимающего ребенка (далее - занимающегося), осуществляемый с помощью двух трособлочных систем 14 и 15, содержащих резиновые амортизаторы, силовые пары «винт-гайка», и общую для обеих ног педальную зубчато-цепную передачу 16 для обеспечения вращательного движения в пространстве двух блочков, нагрузочный узел выполнен раздельно для левой правой ноги и в составе трособлочных систем 14 и 15 включает (нумерация для правой ноги указана в скобках): подстроечный элемент 17 (18), вспомогательный блочок 19 (20), трос 21 (22), три основных блочка 23 (24), 25 (26), 27 (28), один из которых 23 (24) совершает вращательное движение в пространстве, а также силовую пару «винт-гайка» 29 (30) и резиновый амортизатор 31 (32). Кроме того, педальная зубчато-цепная передача 16 состоит из ведущей звездочки 33, закрепленной вращательно на силовых косынках 9, 12, и ведомой звездочки 34 (показана пунктиром только на фиг.1), закрепленной аналогично на силовых косынках 7, 10 и связанных между собой велосипедной цепью 35. Между силовыми косынками 8 и 11 закреплена платформа 36 (показана только на фиг.1), на которой установлена силовая мышь 37 с выходящим из нее игровым стержнем 38 с рулем 39, а в средней горизонтальной части руля 39 выполнен захват 40 для одной руки, чтобы можно было управлять раздельно левой и правой рукой, а чтобы исключить опрокидывание велотренажера 1, к трубе 6 прикреплена опорная труба 41, на которой размещены две подставки для ног 42 и 43 (для левой и правой соответственно).The exercise bike 1 (in figure 1 is outlined by dashed lines) contains a frame made of two
Персональный компьютер 44 (оконтурен на фиг.1 штрихпунктирными линиями) содержит системный блок 45, дисплей 46, клавиатуру 47 и оптическую мышь 48, которая размещена в силовой мыши 37, установленной в велотренажере 1. Дисплей 46 персонального компьютера 44 размещен на регулируемой по высоте столешнице 50, закрепляемой в выбранном положении фиксатором 51, а системный блок 45 установлен постоянно в нижней части подставки 49. Оптическая мышь 48 размещена в средней части силовой мыши 37 (показано пунктиром на фиг.1).The personal computer 44 (outlined in dashed lines in FIG. 1) contains a
В детекторе пульса 52 ребенка используется усилитель-формирователь 53 и датчик пульса 54, запитываемые от источника электропитания 55. Усилитель-формирователь 53 и источник электропитания 55 размещены на полочке внизу подставки 49, а датчик пульса 54 вынесен кабелем 56 таким образом, чтобы его можно закрепить на мочке уха ребенка.In the child’s
В датчике 57 условного «перемещения» велотренажера 1 (см. фиг.3) применены, например, фотоизлучатель 58 и фотоприемник 59, соединенные с помощью многожильного кабеля 60 с источником электропитания 55 и усилителем 61. Между фотоизлучателем 58 и фотоприемником 59 вращается ведущая звездочка 33 с двумя отверстиями, выполненными в ней по разные стороны от оси, но по одному диаметру и на равном от оси расстоянии. Фотоизлучатель 58 и фотоприемник 59 размещены в держателях подшипников 62 и 63, прикрепленных к силовым косынкам 9 и 12 (на фиг.1 показаны пунктиром, один - в силовой косынке 9).In the
Программное обеспечение для персонального компьютера 44 размещено на дискете или диске, вставляемых соответственно в гнезда 64 и 65 системного блока 45. В нем заложены операции для работы устройства в целом и его составных частей, интеллектуальные задания, а также перемещения курсора-указателя по экрану дисплея 46, по которому судят о количестве и правильности перемещений игрового стержня 38, и цифровое значение этих перемещений отображается на экране дисплея 46, и все озвучивается голосом.The software for the
Рассматривая устройство в целом (фиг.1 и фиг.2) и его блок-схему (фиг.3), можно выделить электрические, механические и оптические связи. От левой клавиши оптической мыши 48 сделан электрический отвод на три параллельно включенные кнопки 66, 67, 68, размещенные: одна - 66 в упомянутом руле 39, вторая - 67 в захвате 40, а третья - 68 в одной из дополнительно введенных рукояток 69, 70, например в 70, а сама оптическая мышь 48 электрически подключена к USB-порту 71 системного блока 45 персонального компьютера 44.Considering the device as a whole (Fig. 1 and Fig. 2) and its block diagram (Fig. 3), we can distinguish electrical, mechanical, and optical communications. An electric tap was made from the left button of the
Усилитель-формирователь 53, предназначенный в детекторе пульса 52 ребенка для измерения пульса, электрически соединен входом с датчиком пульса 54 через многожильный кабель 56 и выходом - с USB-портом 71 системного блока 45 персонального компьютера 44. Усилитель-формирователь 53 и датчик пульса 54 запитаны от источника электропитания 55, подключаемого к промышленной электросети 220 В.The amplifier-
Усилитель 61 и входящий в него датчик 57 условного «перемещения» велотренажера 1 (фиг.1 и 2) входом соединен через многожильный кабель 60 с фотоприемником 59, а выходом - с USB-портом 71 системного блока 45 и запитан от источника электропитания 55, от которого также запитан фотоизлучатель 58. При нажатии занимающимся на кнопки 66, 67 и 68 электрическим закорачиванием захватывается оптическая мышь 48 и с ее помощью выполняется интеллектуальное задание.The
Несколько сложнее с механическими, оптическими и другими связями. Используется три типа связи: электрическая, рассмотренная выше, механическая и оптическая, а также их комплексное применение, например, оптическая и механическая типы связи или оптическая и электрическая. С помощью двух отверстий в ведущей звездочке 33 и оптической связи фотоизлучателя 58 и фотоприемника 59 датчиком 57 измеряется условное «перемещение» велотренажера 1. А посредством оптической мыши 48 и шара на стержне 38 в силовой мыши 37 сканируется поверхность этого шара при выполнении интеллектуальных заданий. В детекторе же пульса 52 ребенка в датчике пульса 54 используются приливы крови в мочке уха в такт с пульсом, которые преобразуются в нем в электрические колебания, усиливаемые усилителем-формирователем 53, и с помощью электрической связи они подаются в системный блок 45 персонального компьютера 44. Применение двух рычагов, установленных на ведомой звездочке 34, на которых размещены блочки 23 и 24, позволило разделить посредством трособлочных систем 14 и 15 воздействие раздельно на левую и правую ноги, что особенно важно при реабилитации опорно-двигательной системы. А изменение величины этого воздействия достигается с помощью двух резиновых амортизаторов 31, 32 двух силовых пар «винт-гайка» 29, 30, что позволило подойти количественно к реабилитации опорно-двигательного аппарата ребенка.Somewhat more complicated with mechanical, optical and other connections. Three types of communication are used: electrical, discussed above, mechanical and optical, as well as their complex application, for example, optical and mechanical types of communication or optical and electrical. Using two holes in the
Решению этой задачи способствовала механическая связь ведущей звездочки 33 педальной зубчато-цепной передачи 16 с педалями 72 - для правой ноги и 73 - для левой ноги.The solution to this problem was facilitated by the mechanical connection of the
Прежде чем рассмотреть принцип работы с данным устройством, необходимо определиться с мотивом и мотивацией действий и поведения ребенка, особенно при его реабилитации. В обобщенном понятии мотив - побудительная причина, повод к какому-либо действию или бездействию, довод в пользу чего-либо или кого-либо, а мотивация - активное состояние мозговых структур, побуждающее человека совершать действие, направленное на удовлетворение своих потребностей. Мотивов и мотиваций великое множество, но их проявление можно определить как внешними, так и внутренними факторами, интересами и стимулами. К внешним факторам можно отнести, например, потребность познания необычного устройства. Этот фактор может побудить ребенка ознакомиться с предлагаемым устройством и позаниматься на нем, а если сценарий занятия, показанный воспитателем, яркий и интересный, - какое удовольствие получит ребенок!Before considering the principle of working with this device, it is necessary to determine the motive and motivation for the actions and behavior of the child, especially during his rehabilitation. In a generalized concept, motive is a motive reason, an occasion to some action or inaction, an argument in favor of something or someone, and motivation is an active state of brain structures that induces a person to perform an action aimed at satisfying his needs. There are a great many motives and motivations, but their manifestation can be determined by both external and internal factors, interests and incentives. External factors include, for example, the need to know an unusual device. This factor may prompt the child to get acquainted with the proposed device and work on it, and if the scenario of the lesson shown by the teacher is bright and interesting, what a pleasure the child will get!
К внутренним факторам и стимулам может быть отнесено, например, соревнование с кем-то. Победить в соревновании - извечный стимул поведения человека, в том числе и ребенка. И проще всего это обеспечивается в игровых ситуациях. Взрослый человек, а дети особенно способны играть в компьютерные игры часами.Internal factors and incentives may include, for example, competition with someone. Winning a competition is an eternal stimulus for human behavior, including that of a child. And the easiest way is provided in game situations. An adult, and children are especially capable of playing computer games for hours.
Этот фактор и интерес следует использовать при определении как внешних, так и внутренних потребностей в процессе практической реализации. Необходимо только помнить о разумном сочетании временных, внешних и внутренних факторов, интересов и стимулов.This factor and interest should be used in determining both external and internal needs in the process of practical implementation. It is only necessary to remember a reasonable combination of temporary, external and internal factors, interests and incentives.
Итак, пусть в качестве мотива берется интерес применения оригинального комплекса, состоящего из велотренажера 1, персонального компьютера 44 и программного обеспечения к нему. Велотренажер 1 предназначен для развития мышц - разгибателей и сгибателей ног и туловища, сгибателей рук и мышц брюшного пресса. На данном тренажере можно выполнять интеллектуальные задания при одновременном сгибании и разгибании указанных мышц в положении сидя. Для этого занимающийся садится на 13, ступни ног ставит на педали 72 и 73 зубчато-цепной передачи 16, кистями рук захватывает рукоятки руля 39 и смотрит на экран дисплея, установленный на уровне глаз на столешнице 50 подставки 49. Воспитатель, отжав пружину 74, опускает фиксатор положения руля 75 вниз, чтобы зафиксировать положение стержня 38 и руля 39. Из этого исходного положения осуществляется первое физическое воздействие, дополненное выполнением интеллектуального задания.So, let the interest in using the original complex, consisting of an
Перед началом занятия инженер-исследователь или воспитатель проверяет работоспособность устройства: тарирует перемещение стержня 38 и измеряет силовую нагрузку на него, для чего к рулю 39 прикрепляется динамометр и органом управления силовой мыши 37 изменяется силовая нагрузка; проверяет работу узла для нагружения мышц нижних конечностей занимающегося, выполненный раздельно для левой и правой ноги, для чего поочередно к правой 72 и левой 73 педалям прикрепляет динамометр и посредством регулировочных средств левой и правой стороны определяется возможность силового нагружения устройства; проверяет работу детектора пульса 52 ребенка, датчика пульса 54, усилителя-формирователя 53 и его связь с USB-портом 71 системного блока 45 персонального компьютера 44, для чего вставляет дискету или диск в гнезда 64 или 65, соответственно, системного блока 45 и с помощью клавиатуры 47 инициирует ввод программного обеспечения в системный блок 45; проверяет работу датчика 57 измерителя условного «перемещения» велотренажера 1 от педалей 72 и 73 до экрана дисплея 46, с помощью кнопок 66, 67 и 68 проверяет захват курсора-указателя на экране дисплея 46 персонального компьютера 44. Убедившись в работоспособности устройства в целом, отдельных его узлов и программного обеспечения, можно начинать занятие.Before the start of the lesson, the research engineer or educator checks the operability of the device: calibrates the movement of the rod 38 and measures the power load on it, for which a dynamometer is attached to the rudder 39 and the power load is changed by the power mouse control 37; checks the operation of the node for loading the muscles of the lower extremities of the student, performed separately for the left and right legs, for which, alternately, the dynamometer is attached to the right 72 and left 73 pedals and, using the adjustment means of the left and right sides, the possibility of power loading of the device is determined; checks the operation of the pulse detector 52 of the child, the pulse sensor 54, the amplifier-driver 53 and its connection with the USB port 71 of the system unit 45 of the personal computer 44, for which it inserts a diskette or disk into the slots 64 or 65, respectively, of the system unit 45 and using keyboard 47 initiates software input to system unit 45; checks the operation of the sensor 57 of the conditional "displacement" meter of the exercise bike 1 from the pedals 72 and 73 to the display screen 46, using the buttons 66, 67 and 68 checks the capture of the cursor on the display screen 46 of the personal computer 44. After making sure that the device as a whole, its nodes and software, you can start the lesson.
Из упомянутого исходного положения занимающийся начинает выполнять задание, которое высвечивается на экране дисплея 46 персонального компьютера 44 под воздействием программы, находящейся в блоке программ. Например, дается задание «проехать» как можно быстрее на велотренажере 1 n-ное количество десятков метров. Занимающийся начинает интенсивно крутить педали 72 и 73, стараясь развить наибольшую скорость. Детектор пульса 52 ребенка следит за пульсом занимающегося. Численные значения пройденного «пути», отмеченные измерителем условного «перемещения» велотренажера 1 и пульс, отображаются на экране дисплея 46 и дублируются голосом воспитателя. Причем в системном блоке 45 под управлением соответствующей программы эти значения сравниваются с оптимальными, измеренными заранее при предварительном обследовании занимающегося, и отображение производится относительно минимального, оптимального, порогового и критического значений. Требование задания не только в том, чтобы значения пульса не выходили за пределы зоны оптимальных значений «коридора здоровья» для данного занимающегося. Если пульс ниже зоны оптимального значения, высвечиванием на экране дисплея 46 и голосом дается рекомендация увеличить нагрузку, которая может сопровождаться музыкальной мелодией. Если значение пульса находится в пороговой зоне, аналогично дается рекомендация уменьшить нагрузку, но музыкальная мелодия уже иная. Если же значение пульса вошло в критическую зону, на экране дисплея 46 высвечивается световой тревожный сигнал, сопровождаемый звуковым сигналом, которым предупреждают занимающегося о недопустимости работы в этом режиме. Через некоторое заданное время, если нагрузка и соответственно пульс не войдут в норму, технические средства выключаются и занятие прекращается.From the mentioned starting position, the student begins to perform the task, which is displayed on the
При «перемещении» устройства из упомянутого исходного положения, то есть при движении на экране дисплея 46 при нажатии кнопки 66 высвечивается интеллектуальное задание, например, на внимание и память (птицы, животные…), и занимающемуся рекомендуется запомнить их, так как по окончании «пути» ему предложат назвать встретившихся животных и/или птиц. Оценивается выполненное задание по затраченному времени. Неправильные ответы на вопросы интеллектуального задания оцениваются, например, штрафным временем, которое прибавляется к основному, как в биатлоне, прохождением дополнительных кругов.When “moving” the device from the mentioned starting position, that is, when moving on the
Следующий этап занятия. Зафиксировав правую ногу на педали 72 с помощью фиксатора ноги 76 в педали, а левую - с помощью фиксатора 77 в педали 73 и установив нагрузочное сопротивление на каждую ногу в пределах необходимой коррекционной величины, воспитатель просит «проехать» как можно быстрее заданный «путь», не забыв нажать на кнопку 66, в результате чего на экране дисплея 46 высвечивается сопутствующее интеллектуальное задание, например, на внимание или память. Во время работы на комплексе необходимо обращать внимание на пульс и «пройденное» расстояние.The next stage of the lesson. Having fixed the right foot on the pedal 72 with the help of the foot lock 76 in the pedal, and the left foot with the help of the clamp 77 in the
На этом же этапе занятия при указанном положении ног занимающийся охватывает рукоятки 69 и 70, и воспитатель предлагает ему «проехать» очередной заданный отрезок «пути» и одновременно, нажав кнопку 68, выполнить очередное сопутствующее интеллектуальное задание.At the same stage of the lesson with the indicated position of the legs, the student covers the
Основные интеллектуальные задания, высвечиваемые на экране дисплея 46 данного устройства, выполняются либо с помощью двух рук, кисти которых охватывают рукоятки руля 39 и большой или указательный палец руки нажимает кнопку 66, либо одной рукой - левой, а затем правой, кисть которой охватывает захват 40 и средний палец нажимает кнопку 67, ноги при этом освобождаются от фиксаторов ног 76 и 77 и устанавливаются на подставках для ног 42 и 43, соответственно, для правой и левой ноги. Воспитатель, отжав пружину 74, поднимает фиксатор положения руля 75, закрепляет его пружиной 74 и просит занимающегося выполнить интеллектуальное задание. Задания составляются таким образом, чтобы при их выполнении курсор-указатель на экране дисплея 46 перемещался по нему сверху донизу по всему экрану. Поскольку игровой стержень 38 имеет сопротивление, которое можно изменять, занимающемуся приходится прикладывать определенные физические усилия, получая дозированную нагрузку на мышцы рук, плечевого пояса, ног, спины и пресса. Выполнение интеллектуальных заданий также может сопровождаться звуковыми и музыкальными сигналами и мелодиями. Здесь соблюдается тот же принцип - как можно быстрее выполнить интеллектуальное задание, оцениваемое по времени, затраченному на его решение. Неправильное выполнение его отдельных позиций также штрафуется дополнительным временем, добавляемым к основному по принципу биатлона.The main intellectual tasks displayed on the
На велотренажере 1 можно также выполнять следующие упражнения:On the
- сгибание и разгибание туловища при выпрямленном положении рук, установленных на рукоятках руля 39, при этом ступни ног находятся на подставках для ног 42 и 43;- bending and unbending the torso with the straightened position of the hands mounted on the handlebars of the
- сгибание и разгибание туловища при выпрямленном положении правой руки, установленной на захвате 40, при этом ступни ног находятся на подставках для ног 42 и 43;- bending and unbending the torso with the straightened position of the right hand mounted on the
- то же для левой руки.- the same for the left hand.
Каждое из этих упражнений позволяет воздействовать на те или иные группы мышц. Это важно для реабилитации отстающих в развитии мышц тела ребенка или для преимущественного развития отдельных групп мышц с учетом специализации и потребности в движениях.Each of these exercises allows you to act on certain muscle groups. This is important for the rehabilitation of muscles lagging behind in the development of the child’s body muscles or for the preferential development of individual muscle groups, taking into account specialization and the need for movements.
С помощью датчика пульса 54 и усилителя-формирователя 53 детектора пульса 52 следят за физическим и психическим состоянием занимающегося и, как в предыдущем случае, управляют его действиями таким образом, чтобы его пульс находился в оптимальной зоне «коридора здоровья». Победит тот из занимающихся, кто затратит наименьшее время на выполнение физических и интеллектуальных упражнений. При этом воспитатель должен следить, чтобы пульс занимающегося не выходил из зоны оптимальных значений.Using the
Из этого следует, что занимающийся для победы в одиночных и групповых занятиях, а также в соревнованиях должен обладать не только физической силой, чтобы перемещать стержень 38 и вращать педали 72 и 73, но и иметь интеллект, достаточно развитый, чтобы быстро и без ошибок выполнять интеллектуальные задания. А развитие достигается постепенным наращиванием дозированных физических нагрузок и постепенным усложнением интеллектуальных заданий по принципу «от простого к сложному» при непрерывном контроле за физическим и психическим состоянием занимающегося.From this it follows that a student engaged in victory in single and group exercises, as well as in competitions, must possess not only physical strength to move the
Алгоритм одного занятия или соревнования показан на фиг.4. На ней видно, что каждое физическое воздействие перемежается с интеллектуальной добавкой и, наоборот, - интеллектуальное воздействие дополняется физической нагрузкой. Время, затраченное на все воздействия, суммируется и к нему добавляется штрафное время (если оно есть). Фактическое время занятия не должно превышать 15-20 минут.The algorithm of one lesson or competition is shown in figure 4. It shows that each physical effect is interspersed with an intellectual supplement and, conversely, the intellectual effect is supplemented by physical activity. The time spent on all impacts is summed up and a penalty time is added to it (if any). The actual lesson time should not exceed 15-20 minutes.
Принципы постепенности и регулярности должны соблюдаться неукоснительно при работе с описанным устройством для осуществления сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей ребенка на игровой, мотивационной и оздоровительной основах. Постепенно и регулярно необходимо наращивать нагрузку на мышцы рук, ног, плечевого пояса, спины и пресса, используя возможности велотренажера 1. Постепенно и регулярно надо усложнять интеллектуальные задания от простого к более сложному. Постепенно увеличивать длительность занятия до допустимого предела, учитывая возрастные, физические и психические возможности занимающегося.The principles of gradualness and regularity should be strictly observed when working with the described device for the implementation of the paired interdependent development of the child’s physical and intellectual abilities on a game, motivational and wellness basis. Gradually and regularly it is necessary to increase the load on the muscles of the arms, legs, shoulder girdle, back and press, using the capabilities of the
В заявляемом устройстве несколько нестандартных узлов. Рассмотрим основные из них, уделив внимание их конструкции, принципу действия и участию в работе всего устройства.In the inventive device, several non-standard nodes. Consider the main ones, paying attention to their design, the principle of operation and participation in the operation of the entire device.
Система для натяжения троса.System for cable tension.
Одна из возможных конструкций системы для натяжения троса на базе силовой пары «винт-гайка» и резинового амортизатора показана на фиг.5, 6 и 7. В устройстве применены две такие системы. Рассмотрим конструкцию одной из них подробнее.One of the possible system designs for cable tension based on a screw-nut power pair and a rubber shock absorber is shown in FIGS. 5, 6 and 7. Two such systems are used in the device. Consider the design of one of them in more detail.
Узел 31 резинового амортизатора содержит упругие элементы 78 и 79, соединенные одним концом с подвижной частью 80 силовой пары «винт-гайка» 29, а другим - с помощью элемента сочленения 81 с тросом 21. Подвижная часть 80 силовой пары «винт-гайка» 29 представляет собой квадратную гайку с резьбой, перемещаемую посредством винта 82 в трубе 83 квадратного сечения и задающую нагрузочное сопротивление на трос 21 через блочки 23, 25, 27. Дополнительный блочок 19 и подстроечный элемент 17 расширяют возможности системы в части предварительного задания нагрузочного сопротивления.The rubber
Кроме того, винт 82 и колесико 84 большего диаметра с насечкой на боковой поверхности, зафиксированные как единое целое трубочкой 85, образуют мини-ворот, увеличивающий силу воспитателя при настройке системы, а переходной элемент 86 и дополнительный винт 87 обеспечивают стабильное продольное положение мини-ворота.In addition, a
Работает система для натяжения троса 29 следующим образом.The system operates to tension the
Вращая педаль 73, занимающийся перемещает в пространстве и блочек 23, который огибается тросом 21, то есть растягивается и сжимается резиновый амортизатор 31, увеличивая или уменьшая первоначальное натяжение троса 21, преодолевая сопротивление амортизатора. Тогда сила F будет равна:Rotating the
F=F0+kx,F = F 0 + kx,
где F0 - первоначальное натяжение резинового амортизатора 31;where F 0 - the initial tension of the
k - коэффициент пропорциональности упругих элементов 78 и 79;k is the coefficient of proportionality of the
х - удлинение и укорочение гибких элементов 78 и 79.x - lengthening and shortening of the
Зная коэффициент пропорциональности k, удлинение и укорочение х и начальное натяжение F0 узла 31, можно определять и задавать механические характеристики устройства.Knowing the proportionality coefficient k, elongation and shortening x and the initial tension F 0 of the node 31, it is possible to determine and set the mechanical characteristics of the device.
Тарировка системы для натяжения троса 21 заключается в предварительном изменении состояния гибких элементов 78 и 79, винта 82, гайки 80 и колесика 84 большего диаметра. Прикрепляя динамометр к педали 73, поворачивают ее до максимального показания измерительного прибора и поворотом колесика 84 задают первоначальную силовую нагрузку.Calibration of the system for tensioning the cable 21 consists in preliminary changing the state of the
Педальная зубчато-цепная передача 16 и электрическая схема измерения условного «перемещения» велотренажера 1.The pedal
Одна из возможных конструкций узла условного «перемещения» велотренажера 1 и электрическая схема его измерения представлена на фиг.8, 9 и 10.One of the possible designs of the node conditional "movement" of the
Ее основу составляют ведущая 33 и ведомая 34 звездочки, огибаемые велосипедной цепью 35 и насаженные на осях вращения: первая на оси 88, а вторая - на оси 89. Оси закреплены с помощью подшипников: первая (ведущая) ось на подшипниках 90 и 91, установленных на силовых косынках 9 и 12, а вторая (ведомая) - на подшипниках 92 и 93, установленных на силовых косынках 7 и 10. Держатели 62 и 63 фиксируют подшипники 90 и 91 неподвижно на силовых косынках 9 и 12, а держатели 94 и 95 подшипников 92 и 93 имеют возможность перемещаться по поверхности силовых косынок 7 и 10 и фиксироваться, выбирая слабину цепи 35 с помощью винтов 96 и 97, направляющих 98 и 99, закрепленных на силовых косынках 7 и 10, и тянущих гаек 100 и 101, входящих в пазы 102 и 103, предусмотренные в силовых косынках 7 и 10.It is based on the leading 33 and driven 34 sprockets, enveloped by a
В электрической схеме узла измерения условного «перемещения» велотренажера 1 применены усилитель 61 (фиг.1), фотоизлучатель 58 и фотоприемник 59 (фиг.9). Между фотоизлучателем 58 и фотоприемником 59 вращается ведущая звездочка 33 с двумя отверстиями 106 и 107, выполненными на равном от оси расстоянии и на одном диаметре. Образованы два световых окна при вращении указанной звездочки, через которые засвечивается фотоприемник 59. Усилитель 61 соединен входом с фотоприемником 59 через кабель 60 и выходом - с USB-портом системного блока 45 (см. фиг.1). Фотоизлучатель 58, соединенный с источником электропитания 55, в электрической схеме включен в прямом направлении, так как он выполнен на базе фотодиода. Ток через него задается резистором 108, а фотоприемник 59, выполненный по такой же технологии, включен в обратном направлении и ток через него в освещенном состоянии задается резистором 109. Изменения сигнала в световом и темновом состояниях точки соединения резистора 109 и фотоприемника 59 воспринимаются усилительным каскадом 110, а коллектор транзисторного каскада 111 подключен к системному блоку 45 персонального компьютера 44 с помощью электрического кабеля 112 (фиг.10).An amplifier 61 (Fig. 1), a
Работа данного узла состоит в следующем. При вращении звездочки 33 световые окна 106 и 107 периодически оказываются между фотоизлучателем 58 и фотоприемником 59, на которые последний реагирует скачкообразным изменением потенциала на входе каскада 110 и на выходе каскада 111 (фиг.10). Этот сигнал передается в системный блок для обработки.The operation of this node is as follows. When the
Силовая мышь 37.
Силовая мышь 37 на фиг.11 оконтурена, а на фиг.12 приведена без оконтуривания. Она состоит из стакана 113, в который встраивается стержень 38 и на него пристраивается руль 39 с установленной на нем кнопкой 66. Стержень выполнен из частей: «тонкого» 38 и в виде шара 114, размещенного в стакане 113, образующем среду регулируемого трения для шара 114. Эта среда обеспечивается с помощью стягивающего узла и двух трущихся о шар 114 элементов 115 и 116, расположенных соответственно в верхней и нижней частях шара 114. Опираясь на неподвижную пластину 117 и шар 114, трущиеся элементы 115 и 116 прижимаются к шару 114 стягивающим узлом, образованным первой подвижной пластиной 118, нижней неподвижной пластиной 117 и второй подвижной пластиной 119, стягиваемых четырьмя тяговыми стержнями 120, 121, 122 и 123 с крепежными гайками 124, конусообразной пружиной 125, размещенной между первой подвижной пластиной 118 и суммирующей пластиной 126, охватывая «тонкий» стержень 38, штоком 127 с крепежной гайкой, рычагом 128, закрепленным на уголке 129, установленным на внутренней боковой стенке стакана 113, выполненного в виде призмы с квадратным поперечным сечением и соединенного одним концом со штоком 127 через первую соединительную планку 130, а другим концом через прорезь в боковой стенке стакана 113 и вторую соединительную пластину 131 - с тяговой шпилькой 132, проходящей через направляющетяговое приспособление 133, имеющее в своем составе направляющую, состоящую из винта 134, проточки 135 на шпильке 132 и тяговую гайку 136 со вспомогательными элементами: винтом 137 и цилиндрической канавкой 138. К нижней неподвижной пластине 117 прикрепляется оптическая мышь 48 персонального компьютера 44, сканирующая поверхность шара 114. От левой клавиши оптической мыши 48 сделаны отводы, оканчивающиеся кнопками 66 и 68 (фиг.1 и 2). С помощью разъема 139 меняют при необходимости руль 39. Оптическая мышь 48 соединяется с помощью электрического кабеля 140 также с системным блоком 45 персонального компьютера 44. В верхнем трущемся элементе 115, в первой подвижной пластине 118 и в суммирующей пластине 126 сделаны сквозные круговые отверстия для перемещения «тонкого» стержня 38. В нижнем трущемся элементе 116 и нижней неподвижной пластине 117 также сделаны сквозные круговые отверстия, но для сканирования оптической мышью 48 поверхности шара 114. Стакан 113 крепится к посадочной платформе 36 (фиг.1) с помощью, например, винтов 141, 142, 143 и 144.The
Работает силовая мышь 37 следующим образом.The
С помощью винтов 141, 142, 143 и 144 стакан 113 крепится к посадочной платформе 36 (фиг.1). С помощью электрического кабеля 140 подключают оптическую мышь 48 к системному блоку 45 персонального компьютера 44. С помощью тянущей гайки 136 направляющетягового приспособления 133 задают требуемое сопротивление «тонкого» стержня 38. После этого начинают перемещать стержень 38, управляя положением курсора на экране дисплея 46 персонального компьютера 44.Using
Перемещая стержень 38 от себя, перемещают курсор в верхнюю часть экрана дисплея 46 по вертикали, перемещая стержень 38 себе, передвигают курсор в нижнюю часть экрана по вертикали. Передвигая стержень 38 за руль 39 влево (фиг.1), перемещают курсор по горизонтали в левую часть экрана дисплея 46, передвигая стержень 38 вправо, перемещают курсор по горизонтали в правую часть экрана дисплея 46. Таким образом, перемещая стержень 38 в пространстве, передвигают курсор по всему экрану дисплея 46 и одновременно создают физические нагрузки на различные мышцы и группы мышц плечевого пояса и частично мышцы спины занимающегося, а при соответственном программном обеспечении выполнять одновременно и интеллектуальные задания.Moving the
Захват для одной руки 40.
Одна из возможных конструкций захвата для одной руки 40 показана на фиг.13 и оконтурена пунктирными линиями, а на фиг.14 приведена без них. Захват для одной руки 40 состоит из короткого цилиндрического патрубка 145, который надстраивается, например, привариванием над рулем 39 с помощью двух прямоугольных патрубков 146 и 147, в которые вставляются и закрепляются выполненные из прочного и скользкого на ощупь материала, например, капролона две опоры 148 и 149, на которые опирается цилиндрический патрубок 145 и в который вставляются крепежные винты 150, 151, и 152, 153 с гайками, с помощью которых фиксируются стяжки 154 и 155, служащие для крепления цилиндрического патрубка 145 и обеспечения возможности его вращения вокруг собственной оси на угол, задаваемый пазами 156 и 157 в стяжках 154 и 155, в которые вставляются штифты 158 и 159, вкручиваемые в цилиндрический патрубок 145 и на которой также размещена пластмассовая защитная рамка 161, через которую кнопка 67 подключается электрически параллельно кнопке 66 через паз 162 в цилиндрическом патрубке 145 и через канал 163 в опоре 149, а для удобства занимающегося на патрубок 145 надевают резиновые демпферы 164 и 165, а на руль 39 - демпферы 166 и 167.One of the possible gripping designs for one
Работа с захватом для одной руки 40 осуществляется следующим образом.Work with a grip for one
Занимающийся охватывает левой или правой рукой патрубок 145 (фиг.13 и 14) за среднюю часть и средним пальцем руки нажимает кнопку 67, после чего выполняет физические упражнения или интеллектуальные задания, при этом устанавливается нагрузочное сопротивление соответственно для левой или правой руки с помощью силовой мыши 37 (фиг.11).The practitioner covers the pipe 145 (Figs. 13 and 14) with his left or right hand for the middle part and presses the
Зная коэффициент передачи мини-ворота (отношение диаметров гайки 136 и шпильки 132) рычага 128 и коэффициент трения шара 114 о трущиеся элементы 115 и 116, можно определить механические характеристики (фиг.11) захвата для одной руки 40.Knowing the transmission coefficient of the mini-gate (the ratio of the diameters of the
Тарировка силовой мыши 37 сопровождается предварительным сжатием пружины 125. Прикрепляя динамометр, например, за руль 39 натягивают его и плавно перемещают, отмечая показания. Аналогично тарируют другое нагрузочное сопротивление, закрепляя динамометр за захват для одной руки 40.Calibration of the
Программное обеспечение.Software.
С помощью программного обеспечения осуществляется решение интеллектуальных заданий и выполнение физических упражнений. Поэтому оно должно быть занимательным и вызывать у занимающегося интерес и желание выполнять эти задания. При этом программное обеспечение должно состоять из комплекса программ. В комплекс программ, например, автоматизированной обработки информации с датчиков, входят программы: автоматический ввод и регистрация данных, предварительная обработка (сглаживание), тарировка входных сигналов, вывод графического изображения входных и выходных сигналов, математическая обработка характеристик выполняемых физических упражнений.With the help of software, intellectual tasks and physical exercises are solved. Therefore, it should be entertaining and arouse interest and desire in the student to complete these tasks. In this case, the software should consist of a set of programs. The complex of programs, for example, automated processing of information from sensors, includes the following programs: automatic input and registration of data, preliminary processing (smoothing), calibration of input signals, outputting a graphic image of input and output signals, mathematical processing of the characteristics of physical exercises performed.
Программа математической обработки характеристик физического упражнения позволяет выполнить расчет следующих биомеханических параметров: длительность всего движения и отдельных его фаз и периодов, величины «перемещения» и «скорости» движения, выполняемая работа во время всего движения и по всей дистанции, силовые характеристики и другие данные.The program of mathematical processing of the characteristics of physical exercises allows you to calculate the following biomechanical parameters: the duration of the entire movement and its individual phases and periods, the magnitude of the "movement" and "speed" of the movement, the work performed during the entire movement and over the entire distance, strength characteristics and other data.
По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обладает новым качеством - позволяет раздельно развивать левые и правые руку и ногу, задавать и увеличивать до оптимального уровня нагрузку на них, сопряженно и взаимозависимо развивать физические и интеллектуальные способности ребенка на мотивационной и оздоровительной основа с целью его гармоничного развития.Compared with the prototype, the proposed device has a new quality - it allows you to separately develop the left and right arm and leg, set and increase the load on them, to conjugate and interdependently develop the child’s physical and intellectual abilities on a motivational and wellness basis with a view to its harmonious development.
Источники информацииInformation sources
1. Сохадзе Э.М. Микрокомпьютерная система биомеханической обратной связи [Текст] / Э.М.Сохадзе, М.Б.Штарк, Е.И.Шульман // Вестник медицинских наук СССР. - 1998. - №3. - С.75-83.1. Sokhadze E.M. Microcomputer system of biomechanical feedback [Text] / E.M.Sokhadze, M.B.Shtark, EI Shulman // Bulletin of medical sciences of the USSR. - 1998. - No. 3. - S. 75-83.
2. Черкесов Ю.Т. Искусственная мотивоуправляемая воздействующая среда, основные положения и принципы ее реализации [Текст] / Ю.Т.Черкесов, В.В.Афанасенко, Е.В.Пискунова, С.А.Харенко // Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. - 2004. - №2. - С.31-37.2. Cherkesov Yu.T. Artificial motif-driven working environment, basic principles and principles of its implementation [Text] / Yu.T. Cherkesov, V.V. Afanasenko, E.V. Piskunova, S.A. Kharenko // Physical Culture: Education, Training, Training. - 2004. - No. 2. - S.31-37.
3. Патент №2402269, Российская Федерация, С2 МПК А61В 5/16. Устройство широкодиапазонное для сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей на мотивационной основе/ Афанасенко В.В., Черкесов Т.Ю., Черкесова В.П., Козлов С.И.3. Patent No. 2402269, Russian Federation, C2 IPC АВВ 5/16. A wide-range device for the interconnected interdependent development of physical and intellectual abilities on a motivational basis / Afanasenko V.V., Cherkesov T.Yu., Cherkesova V.P., Kozlov S.I.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010151026/14A RU2479254C2 (en) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | Device for associated interdependent physical and intellectual child development |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010151026/14A RU2479254C2 (en) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | Device for associated interdependent physical and intellectual child development |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010151026A RU2010151026A (en) | 2012-06-20 |
RU2479254C2 true RU2479254C2 (en) | 2013-04-20 |
Family
ID=46680693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010151026/14A RU2479254C2 (en) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | Device for associated interdependent physical and intellectual child development |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2479254C2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5362069A (en) * | 1992-12-03 | 1994-11-08 | Heartbeat Corporation | Combination exercise device/video game |
WO2000078413A1 (en) * | 1999-06-17 | 2000-12-28 | Delman David H | Interactive exercise system |
US6244988B1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-06-12 | David H. Delman | Interactive exercise system and attachment module for same |
WO2002102469A1 (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-27 | Exertris Limited | Exercise apparatus |
RU2280405C2 (en) * | 2004-04-16 | 2006-07-27 | Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова | Equipment for conjugated interdependent development of human physical and intellectual abilities based upon motivation |
RU2283619C2 (en) * | 2004-08-12 | 2006-09-20 | Вера Петровна Черкесова | Device for combined mutually independent development of physical and intellectual skills of human being |
RU2009106622A (en) * | 2009-02-25 | 2010-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет | WIDE-BAND DEVICE FOR PAIRED INTERDEPENDENT DEVELOPMENT OF PHYSICAL AND INTELLECTUAL ABILITIES OF A CHILD ON A MOTIVATIONAL BASIS |
-
2010
- 2010-12-13 RU RU2010151026/14A patent/RU2479254C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5362069A (en) * | 1992-12-03 | 1994-11-08 | Heartbeat Corporation | Combination exercise device/video game |
WO2000078413A1 (en) * | 1999-06-17 | 2000-12-28 | Delman David H | Interactive exercise system |
US6244988B1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-06-12 | David H. Delman | Interactive exercise system and attachment module for same |
WO2002102469A1 (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-27 | Exertris Limited | Exercise apparatus |
RU2280405C2 (en) * | 2004-04-16 | 2006-07-27 | Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова | Equipment for conjugated interdependent development of human physical and intellectual abilities based upon motivation |
RU2283619C2 (en) * | 2004-08-12 | 2006-09-20 | Вера Петровна Черкесова | Device for combined mutually independent development of physical and intellectual skills of human being |
RU2009106622A (en) * | 2009-02-25 | 2010-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет | WIDE-BAND DEVICE FOR PAIRED INTERDEPENDENT DEVELOPMENT OF PHYSICAL AND INTELLECTUAL ABILITIES OF A CHILD ON A MOTIVATIONAL BASIS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010151026A (en) | 2012-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11662818B2 (en) | System and method for evaluation, detection, conditioning, and treatment of neurological functioning and conditions | |
US6402520B1 (en) | Electroencephalograph based biofeedback system for improving learning skills | |
Sheppard et al. | Acute affective responses to prescribed and self-selected exercise intensities in young adolescent boys and girls | |
Li et al. | The Effects of Applying Game-Based Learning to Webcam Motion Sensor Games for Autistic Students' Sensory Integration Training. | |
AU3344401A (en) | Patient rehabilitation aid that varies treadmill belt speed to match a user's own step cycle based on leg length or step length | |
US20230062345A1 (en) | System and method for targeted neurological therapy using brainwave entrainment | |
US11914776B2 (en) | System and method for evaluation, detection, conditioning, and treatment of neurological functioning and conditions | |
US11612786B2 (en) | System and method for targeted neurological therapy using brainwave entrainment with passive treatment | |
Casas et al. | Human-robot interaction for rehabilitation scenarios | |
JP2011115362A (en) | Cognitive function evaluation system | |
Zana et al. | Introduction of a complex reaction time tester instrument | |
Komaini et al. | Design of Children's Motor Training Tools Using Sensor-Based Agility Components in Physical Education Learning. | |
RU2479254C2 (en) | Device for associated interdependent physical and intellectual child development | |
RU2344863C2 (en) | Electrically driven device for adjoint interrelated development of child's physical and intellectual abilities | |
RU2378030C1 (en) | Apparatus for associated interdependent development of physical and mental abilities of child | |
Donker et al. | REHAP Balance Tiles: a modular system supporting balance rehabilitation | |
RU2624874C2 (en) | Hardware-software complex scanme | |
RU2402269C1 (en) | Wide-range device for associated interrelated motivational development physical and mental capacities of child | |
JP2004298615A (en) | Strategy getting measuring apparatus and strategy getting measuring method | |
RU2411978C1 (en) | Device for conjugate interdependent development of child's physical and intellectual abilities | |
WO2021100815A1 (en) | Movement data collection method, movement data analysis system, movement diagnosis assistance system, and analysis program | |
RU2319217C1 (en) | Apparatus for conjugated mutually dependent development of child's physical and intellectual abilities | |
WO2021168467A2 (en) | A system and method for evaluation, detection, conditioning, and treatment of neurological functioning and conditions | |
RU2283619C2 (en) | Device for combined mutually independent development of physical and intellectual skills of human being | |
RU2280405C2 (en) | Equipment for conjugated interdependent development of human physical and intellectual abilities based upon motivation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130219 |