RU1776420C - Device for enhancement of static and kinematic interference resistance of sportsmen - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к спортивному инвентарю, в частности к тренажерам дл  тренировки вестибул рного анализатора. Цель изобретени  состоит в повышении эффективности тренировочного процесса. Конструкци  платформы позвол ет спортсмену за счет большого диаметра (D 2,5 м) выполн ть различные технические приемы при ее вращении. Это может быть удар (бросок ) по воротам, бросок в корзину и т.п., т.е. точностно-целевые приемы, а также слож- нокоординационкые приемы в гимнастике, фигурном катании и других видах спорта. Платформа состоит из набора сменных дисков , выполненных из материалов с различным коэффициентом трени . Привод св зан с блоком программного управлени  через регулируемый тормоз и систему обратной св зи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to sports equipment, in particular to simulators for training a vestibular analyzer. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the training process. The design of the platform allows the athlete, due to the large diameter (D 2.5 m), to perform various techniques during its rotation. It can be a hit (throw) at the goal, a throw to the basket, etc., i.e. precision target techniques, as well as complex coordination techniques in gymnastics, figure skating and other sports. The platform consists of a set of removable disks made of materials with different friction coefficients. The drive is coupled to the program control unit via an adjustable brake and a feedback system. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

слcl

сwith

vj vjvj vj

ONON

ЈьЈь

N3 ОN3 O

чh

Изобретение относитс  к спортивному инвентарю, в частности к тренажерам дл  тренировки вестибул рного анализатора.The invention relates to sports equipment, in particular to simulators for training a vestibular analyzer.

Современные тенденции развити  спорта, направленные на увеличение скоростей и физических нагрузок, требуют от спортсмена быстроты мышлени ; ориентировани  в экстремальных соревновательных ситуаци х с учетом свойств покрыти  игрового пол ; исполнени  правильно технических приемов в минимальные отрезки времени, т.е. необходим высокий автоматизм действий в услови х стзтокинетиче- ских помех. Это требует расширени  функциональных возможностей спортсмена , особенно повышени  егостатокинетиче- ской помехоустойчивости, а также в повышении устойчивости и выносливости вестибул рного анализатора, который играет ведущую роль в реализации перечисленных задач.Current trends in the development of sports, aimed at increasing speeds and physical activity, require the athlete to think faster; orientation in extreme competitive situations, taking into account the properties of the playing field; the execution of the correct techniques in the minimum periods of time, i.e. high automatism of actions under conditions of stokokinetic interference is required. This requires expanding the athlete’s functional capabilities, especially increasing hisostatokinetic noise immunity, as well as increasing the stability and endurance of the vestibular analyzer, which plays a leading role in the implementation of these tasks.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство, предназначенное дл  индивидуальной или групповой тренировки сердца, легких и всего организма через посредство принудительного движени  с предписанной скоростью по платформе, котора  получает регулируемое вращательное движение от электропривода. При этом специальным устройством может измен тьс  угол наклона платформы. Это устройство было выбрано в качестве прототипа.The closest technical solution to the invention is a device designed for individual or group training of the heart, lungs and the whole body through forced movement at a prescribed speed on the platform, which receives an adjustable rotational movement from the electric drive. In this case, the angle of inclination of the platform can be changed by a special device. This device was selected as a prototype.

Достоинством прототипа  вл етс  простота технического решени  и сочетание в нем вращательного движени  платформы с относительным движением спортсмена по ней.The advantage of the prototype is the simplicity of the technical solution and the combination of the rotational movement of the platform with the relative movement of the athlete along it.

Однако это устройство не позвол ет решать целый комплекс задач, перечисленных ранее, например отработка технических приемов в услови х воздействи  статокине- тических раздражений. Конструктивное решение прототипа таково, что не позвол ет совершать спортсмену движени  от периферии платформы к ее центру и обратно, а также двигатьс  в направлении ее вращени . При этом полностью отсутствует возможность имитировать ударные нагрузки, которые так характерны дл  многих игровых видов спорта: резка  остановка, резкий поворот , столкновение и т.п.However, this device does not allow solving a whole range of tasks listed above, for example, testing technical techniques under the conditions of exposure to statokinetic irritations. The design of the prototype is such that it does not allow the athlete to move from the periphery of the platform to its center and back, and also to move in the direction of its rotation. At the same time, it is completely impossible to simulate the shock loads that are so characteristic of many game sports: sharp stop, sharp turn, collision, etc.

Дл  обеспечени  вращени  платформы в прототипе используетс  разомкнута  система управлени , т.е. закон изменени  входного параметра на двигатель определ етс  заданной программой и не корректируетс  в процессе ее движени . Однако при движении спортсмена по платформе и совершении им различных технических приемов возникают возмущающие воздействи  на весь привод платформы, в результате чего возникают существенные отклонени  от заданного закона движени  платформы. Необходимо отметить также и тот факт, что в прототипе отсутствует средство дл  визуального дозировани  внешней статокинети- ческой нагрузки на спортсмена. Последн   определ етс  лишь самоконтролем спорт0 смена. При этом в прототипе не предусмотрена возможность использовани  сменных покрытий, характерных дл  различных игровых полей.In order to provide rotation of the platform, the prototype uses an open control system, i.e. the law of changing the input parameter to the motor is determined by a given program and is not adjusted during its movement. However, when the athlete moves along the platform and performs various technical methods, disturbing influences arise on the entire drive of the platform, resulting in significant deviations from the predetermined law of movement of the platform. It should also be noted that in the prototype there is no means for visual dosing of the external statokinetic load on the athlete. The latter is determined only by the self-control of the sport0 shift. However, the prototype does not provide for the possibility of using replaceable coatings characteristic of various playing fields.

Указанные недостатки полностью уст5 ран ютс  в предлагаемом устройстве дл  развити  статокинетической помехоустойчивости спортсменов в игровых видах спорта .These disadvantages are completely eliminated in the proposed device for the development of statokinetic noise immunity of athletes in game sports.

Цель изобретени  состоит в повышенииThe aim of the invention is to increase

0 эффективности тренировочного процесса и результативности соревновательных действий путем целенаправленного развити  статокинетической помехоустойчивости.0 the effectiveness of the training process and the effectiveness of competitive actions through the targeted development of statokinetic noise immunity.

Цель достигаетс  тем, что конструкци The goal is achieved in that the design

5 платформы позвол ет спортсмену за счет большего диаметра выполн ть различные технические приемы при ее вращении. Это может быть удар по воротам, бросок в корзину и т.п., т.е. точностно-целевые приемы,5 of the platform allows the athlete, due to the larger diameter, to perform various techniques during its rotation. It can be a shot on goal, a throw to the basket, etc., i.e. precision target techniques

0 а также сложнокоординационные приемы в гимнастике, фигурном катании и других видах спорта. Путем многократных повторений технических приемов нар ду с развитием статокинетической помехоустой5 чивости у спортсменов формируютс  и сложнокоординационные двигательные навыки .0 as well as complex coordination techniques in gymnastics, figure skating and other sports. By repeatedly repeating techniques along with the development of statokinetic noise immunity5, athletes develop complex coordination motor skills.

На предлагаемом тренажере спортсмен может свободно перемещатьс  от оси вра0 щени  диска к его периферии, а также по окружности дисковой платформы. При этом он может располагатьс  лицом к оси вращени  платформы или боком. Занима  различ- ные положени  по отношению к осиOn the proposed simulator, the athlete can freely move from the axis of rotation of the disk to its periphery, as well as around the circumference of the disk platform. In this case, it can be located facing the axis of rotation of the platform or sideways. Occupying various positions with respect to the axis

5 вращени  дисковой платформы (лицом или боком), спортсмен произвольно или по команде тренера измен ет услови  тренировочной работы. Под воздействием инерционных нагрузок на вестибул рный5 rotation of the disk platform (face or side), the athlete arbitrarily or at the command of the coach changes the conditions of the training work. Under the influence of inertial loads on the vestibular

0 анализатор, возникающих от общей совокупности движений самого спортсмена и вращени  дисковой платформы, в зависимости от положени  спортсмена относительно оси вращени  (лицом или боком) в0 analyzer arising from the total set of movements of the athlete and the rotation of the disk platform, depending on the position of the athlete relative to the axis of rotation (face or side) in

5 горизонтальных полукружных каналах будет мен тьс  направление эффективного тока эндолимфы, что вызывает различные вестибул рные рефлексы. Следовательно, предлагаемое устройство позвол ет разви- вать статокинетическую помехоустойчивость спортсменов и совершенствовать скоростную технику в различных по характеру воздействи  раздражител  и сознательно регулируемых услови х.In the horizontal semicircular canals, the direction of the effective endolymph current will change, which causes various vestibular reflexes. Therefore, the proposed device allows to develop the statokinetic noise immunity of athletes and improve the speed technique in various types of exposure to stimuli and consciously controlled conditions.

Дл  визуального определени  величи- ны статокинетической нагрузки на спортсмена на поверхности платформы нанесены концентрические кольца. Каждое кольцо окрашено в свой цвет. В зависимости от угловой скорости вращени  о необходимо определить внешнюю статокинетическую нагрузку на границах всех зон различной интенсивности. Таким образом, дл  каждой зоны будет известен диапазон нагрузок от внутренней границы к внешней соответст- венно задаваемой скорости вращени  а), Пон тно, что чем ближе к периферии диска, тем больше будут статокинетические нагрузки . При этом сама величина статокине- тического воздействи  на спортсмена определ етс  не только совокупностью его движений, но и скоростью их выполнени .For visual determination of the statokinetic load on the athlete, concentric rings are applied on the surface of the platform. Each ring is painted in its own color. Depending on the angular velocity of rotation o, it is necessary to determine the external statokinetic load at the boundaries of all zones of different intensities. Thus, for each zone, the load range from the inner boundary to the outer correspondingly set rotation speed a) will be known. It is clear that the closer to the periphery of the disk, the greater the statokinetic loads. Moreover, the magnitude of the statokinetic effect on the athlete is determined not only by the totality of his movements, but also by the speed of their execution.

Дл  имитации различных покрытий реального игрового пол  в устройстве примен ютс  сменные покрыти , имеющие различные коэффициенты трени , Физиологическим обоснованием применени  сменных покрытий  вл етс  следующее. Дело в том, что при вращении с большой скоростью требуетс  большее сцепление с поверхностью платформы и в удержании равновеси  превалирующим у спортсмена  вл етс  функционирование вестибул рного анализатора. При малой скорости вращени  платформы со скользким покрытием удержание равновеси  осуществл етс  в большей степени за счет проприоцептив- ной чувствительности, т.е. де тельности мышечной системы. Таким образом, применение сменных покрытий позвол ет расширить функциональные возможности устройства и развивать статокинетическую помехоустойчивость как посредством совершенствовани  вестибул рной функции, так и двигательного анализатора в специфи- ческих услови х де тельности.To simulate various coatings of a real playing field, replaceable coatings having different friction coefficients are used in the device. The physiological rationale for the use of replaceable coatings is as follows. The fact is that when rotating at high speed, greater adhesion to the surface of the platform is required and the functioning of the vestibular analyzer is predominant in maintaining the balance of the athlete. At a low speed of rotation of the platform with a slippery coating, equilibrium is maintained to a greater extent due to proprioceptive sensitivity, i.e. muscular system activity. Thus, the use of removable coatings allows to expand the functionality of the device and develop the statokinetic noise immunity both by improving the vestibular function and the motor analyzer under specific operating conditions.

В предлагаемом устройстве из-за значительного изменени  приведенного момента инерции, вызванного перемещением спортсмена от центра дисковой платформы к периферии, возникают возмущающие моменты , которые могут вызывать существенные отклонени  истинных законов движени  от программных, т.е. возникают большие динамические ошибки if). Дл  уменьшени  этих ошибок по скорости в системе управлени  движением используетс  принцип обратной св зи, т.е. используетс  замкнута  система управлени . Система обратной св зи осуществл ет корректировку закона изменени  входного параметра двигател  U, т.е. дл  компенсации динамической ошибки ipчерез систему обратной св зи (СОС) формируетс  дополнительный сигнал Д U, с учетом которого на двигатель подаетс  сигнал управлени  U, обеспечивающий поддержание программного движени . Высока  степень точности обеспечени  программного движени  обусловлена требованием контрол  статокинетической нагрузки , воздействующей на вестибул рный анализатор спортсмена в процессе тренировки .In the proposed device, due to a significant change in the reduced moment of inertia caused by the athlete moving from the center of the disk platform to the periphery, disturbing moments arise that can cause significant deviations of the true laws of motion from the software ones, i.e. large dynamic errors occur if). In order to reduce these speed errors in the motion control system, the feedback principle is used, i.e. a closed loop control system is used. The feedback system corrects the law of variation of the input parameter of the motor U, i.e. To compensate for the dynamic error ip, an additional signal D U is generated through the feedback system (SOS), taking into account which the control signal U is supplied to the engine, which ensures the maintenance of programmed motion. A high degree of accuracy in providing programmed movement is due to the requirement to control the statokinetic load acting on the athlete’s vestibular analyzer during training.

Дл  обработки игровых ситуаций, св занных с ударными нагрузками (резкими остановками и т.п.), в тренажере примен етс  управл емый электрический тормоз, который установлен на одном валу с платформой . Тормоз по программе обеспечивает резкое изменение скорости вращени  платформы , что позвол ет имитировать столкновени , рывки, торможени  и тому подобные ударные воздействи .To handle game situations related to shock loads (sudden stops, etc.), the simulator uses a controlled electric brake, which is mounted on the same shaft as the platform. The program brake provides a sharp change in the platform rotation speed, which allows simulating collisions, jerking, braking and the like shock.

Так как дл  отработки точностно-целевых действий и игровых ситуаций предлагаемый тренажер целесообразно устанавливать в спортивном зале, то при эксплуатации зала в других цел х указанный тормоз исключает самопроизвольное движение (поворот) дисковой платформы вследствие наступани  на нее в момент бега , прыжка и т.д. Этим исключаетс  опасность получени  занимающимис  травм.Since it is advisable to install the proposed simulator in the sports hall for practicing precision-targeted actions and game situations, when the gym is used for other purposes, this brake eliminates spontaneous movement (rotation) of the disk platform due to the attack on it during running, jumping, etc. . This eliminates the risk of injuries to occupants.

На чертеже изображен тренажер.The drawing shows a simulator.

Он включает дисковую платформу 1, котора  приводитс  во вращение двигателем 2 с вертикальной осью вращени ,- на валу двигател  установлен тормоз 3; на дисковой платформе крепитс  сменное покрытие 4 с концентрическими кольцами; дл  обеспечени  заданного закона движени  платформы 1 используетс  датчик обратной св зи 5, система программного управлени  (СПУ) 6 с системой обратной св зи (СОС) 7.It includes a disk platform 1, which is driven by a motor 2 with a vertical axis of rotation - a brake 3 is mounted on the motor shaft; a removable cover 4 with concentric rings is attached to the disk platform; To ensure the given law of movement of the platform 1, a feedback sensor 5, a program control system (SPU) 6 with a feedback system (SOS) 7 are used.

Тренажер работает следующим образом .The simulator works as follows.

В соответствии с задачами тренировки посредством СПУ задаетс  программное движение платформы. Спортсмен, сто  на платформе, также совершает вращательное движение. При этом он должен выполн ть различные технические приемы. Формирование и развитие СКПУ спортсмена обеспечиваетс  за счет совокупности движений самого спортсмена и вращени  платформы по заданной программе (с резкими изменени ми скорости вращени  посредством тормоза ), что создает статокинетическиеIn accordance with the training objectives, the software movement of the platform is set by means of the SPU. The athlete, one hundred on the platform, also performs a rotational movement. In doing so, he must perform various techniques. The formation and development of an athlete's SKPU is ensured by the combination of the athlete’s movements and platform rotation according to a given program (with sharp changes in the rotation speed through the brake), which creates statokinetic

помехи, а также длительностью этих воздействий и их направлением, что обеспечиваетс  реверсированием направлени  движени . По мере совершенствовани  сложнокоординационных двигательных на- вы кое и закреплени  скоростной техники нагрузка постепенно увеличиваетс  путем усложнени  заданной и увеличени  частоты вращени  с частыми остановками.interference, as well as the duration of these effects and their direction, which is provided by reversing the direction of movement. As sophisticated motor technology has been improved and speed equipment has been consolidated, the load gradually increases by complicating the set speed and increasing the speed with frequent stops.

В результате эксплуатации предлагав- мого тренажера в более короткие сроки, чем при обычной методике тренировки, можно добитьс  повышени  СКПУ спортсменов и надежности их скоростной техники. В процессе такой тренировки у спортсменов развиваетс  и совершенствуетс  рациональность мышечных усилий, координаци  движений и психологическа  устойчивость к внешним воздействи м, что в итоге повышает эффективность соревновательных действий.As a result of the operation of the proposed simulator in a shorter time than with the usual training technique, it is possible to increase the SKPU of athletes and the reliability of their speed equipment. During this training, the athletes develop and improve the rationality of muscle effort, coordination of movements and psychological resistance to external influences, which ultimately increases the effectiveness of competitive actions.

Claims (2)

1.Устройство дл  развити  статокине- тической помехоустойчивости спортсменов, содержащее приводной диск, несущий дисковую платформу дл  перемещени  спортсмене , от л ича ющ ее с   тем, что, с целью повышени  эффективности тренировки , дискова  платформа состоит из набора дисков, выполненных из материалов с различным коэффициентом трени  и с концентрическими кольцами на их поверхности дл  визуального определени  статокинети- ческой нагрузки.1. A device for the development of statokinetic noise immunity of athletes, comprising a drive disk supporting a disk platform for moving the athlete, such that, in order to improve training efficiency, the disk platform consists of a set of disks made of materials with different friction coefficient and with concentric rings on their surface to visually determine the statokinetic load. 2.Устройство по л. 1, отличающее- с   тем, что оно снабжено соединенными с приводом регул тором скорости и программным блоком, который дополнительно св зан с регулируемым тормозом.2. The device for l. 1, characterized in that it is equipped with a speed controller connected to the drive and a program unit, which is additionally connected with an adjustable brake.