Способ стимуляции мышц спортсменов в процессе тренировки и устройство для его осуществления

(5 Ц 4 А 61 Н 23/00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТО Галичаев исследоваеской культур(54) СПОСОБ СМЕНОВ В ПРО УСТРОЙСТВО (57) 1. Спос сиена в проц г. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ МУСВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научнотельский институт Физич(56) Бачваров М.И. Совершенствование спортивной деятельности на основе теории и практики разнообразной специализации,/ Сб.; Всесоюзный симпозиум по биомеханическим проблемам управления спортивными движениями человека. Тбилиси: 1976, с. 28-35.Авторское свидетельство СССР У 950320, кл. А 61 Н 23/00, 1978.Патент США У 3942520,кл. А 61 Н 23/00, 1976. ТИМУЛЯЦИИ МЬПЛЦ СПОРТЕССЕ ТРЕНИРОВКИ И ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.б стимуляции мьппц спорт ссе тренировки, предусВО74 О 26 матривающий вибровоздействие на опоре, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения тренировочного процесса, измеряют частоту и амплитуду механических колебаний, генерируемых напряженными мьппцами, и вибровоздействие осуществляют при колебаниях опоры частотой, кратной измеренной частоте, и амплитудой, равной амплитуде колебаний.2. Устройство для стимуляции мьппц спортсменов в процессе тренировки, содержащее последовательно соединенные блок регулирования амплитуды и частоты и вибростимулятор, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения импульса силы отталкивания, оно снабжено последовательно соединенными возбудителем механических колебаний, блоком измерения амплиту- Я ды и частоты и блоком изменения направления воздействия, соединенным с вибростимулятором, причем блок измерения амплитуды и частоты подключен к блоку регулирования амплитуды и частоты.Изобретение относится к медицине а именно к методам активации двига. тельного аппарата человека и повьпдения результативности его двигательных действий путем вибростимуляции мьшщ в момент взаимодействия человека с опорой, и может быть использовано в спортивной практике.Цель изобретения - сокращение тре-" нировочного процесса и повышение им пульса силы отталкивания.На фиг. 1 схематично показано устройство для осуществления предлагаемого способа стимуляции мышц спортсменов в процессе тренировки; 15 на фиг. 2 - то же, структурная схема.Способ стимуляции мышц спортсменов в процессе тренировки осуществляют путем вибровоздействия на опоре, при этом измеряют частоту Е и амлитуду 20 Ап механических колебаний биомеханического звена, генерируемых напряженными мышцами, а вибровоздействие осуществляют при колебаниях опоры частотой К Г где К - 1,2,3п, 25 кратной измеренной частоте, и амплитудой А, равной измеренной амплитуде колебаний,Поскольку собственная вибрация мьппц приводит, в частности, к увели- З 0 чению кровоснабжения, а также к возрастанию эффективности сокращения мышц, так как система саркомеров мышцы может поддерживать свое сокращение только в колебательном режиме, 35 то увеличение амплитуды механических колебаний мьппцы приводит к возрастанию эффективности мьппечного сокращения. Предлагаемый способ ппиводит к повьппению эффективности ис пользования вибростимуляции как средства коррекции взаимодействия человека с опорой в процессе выполнения двигательных программ, так как амплитуду и частоту вибростиму ляции устанавливают не по субъективным ощущениям человека, а в соответствии с частотой и амплитудой вибрационной активности работающих при взаимодействии мьппц. Эта эффективность выражена в увеличении результирующего импульса силы при взаимодействии человека с опорой, причем возрастание импульса силы происходит при выбранных согласно способу частотах 55 вибростимуляции.Эти частоты определяют кратными частотами генерации механических колебаний работающих мыльц, так как по теории колебаний при внешнем взаимодействии на генерирующую с частотой Г систему внешнего периодического воздействия с некоторой частотой Г имеет место увеличение амплитуды генерации, если Гст= К где К = 1,2,3п.Если в процессе выполнения движения измерить Фактическую частоту Го и амплитуду Ао механических колебаний мьпдц биомеханических звеньев, взаимодействующих с опорой, а затем в процессе выполнения упражнения воздействовать на мьпдцы внешним источником механических колебаний с частотой и амплитудой, характерными для конкретного индивидуума, то эффективность вибростимуляции резко возрастает. Это выражается в увеличении импульса силы, что в свою очередь приводит к увеличению спортивного результата, например к увеличению длины прыжка спортсмена.Устройство для реализации предлагаемого способа, предназначенное для использования в прыжках в длину, состоит из опоры 1 переменного профиля, регулировочных болтов 2, резиновых прокладок 3, платформы 4, инерционных вибраторов 5, выпрямителя 6 постоянного тока.Устройство содержит также вибростимулятор 7, блок 8 изменения напряжения вибровоздействия, блок 9 регулирования и амплитуды частоты вибростимуляции, блок 10 измерения амплитуды А и частоты Г механических колебаний мышц, возбудитель 11 механических колебаний, причем выход последнего связан с последовательно соединенными блоком измерения амплитуды и частоты, блоком регулирования амплитуды и частоты и вибростимулятором, к второму входу последнего подключен блок изменения направления воздействия, связанный с выходом блока измерения амплитуды и частоты.К опоре 1 переменного профиля регулировочными болтами 2 с резиновыми прокладками 3 крепят две платформы 4, на каждой из которых жестко закреплены электродвигатель постоянного тока с инерционным вибратором 5, находящиеся в одном кожухе. Регулирование частоты вибровоздействия осуществляют с помощью выпрямителя 6 постоянного тока., Изменение направления вибраз 1740 воздействия происходит путем вращения регулировочных болтов 2 с резиновыми прокладками З,что позволяет менять угол наклона платформы 4 по отношению к опоре 1 переменного профиля. 5Устройство работает следующим образом.Предварительно с помощью возбудителя 11 механических колебаний биомеханических звеньев и блока 1 О из О мерения частоты Г и амплитуды Ао механических колебаний мышц определяют исходные параметры вибростимуляции, Затем оператор вручную устанавливает амплитуду, частоту колебаний 15 и углы наклона платформы 4 относитель. но общей опоры 1 переменного профиля, необходимые для стимуляции икроножной и двуглавой мьппцы бедра опорной ноги спортсмена. Направление стимуля ции совпадает с направлением движе, - ния спортсмена и составляет со стопой опорной ноги спортсмена в момент отталкивания угол, последовательно изменяемый в пределах 20-90 , чем дости"25 гается наивысший эффектПри включении электродвигателей с инерционными вибраторами 5, колебательное движение передается от платформы 4 через регулировочные болты 2 с про- З 0 кладками 3 под заданным углом на опору 1 переменного профиля, которая передает вибровоздействие на опорную ногу спортсмена в момент отталкивания.35 П р и м е р. Спортсмен Н. совершает прыкок в длину. Прыжок фиксируют методами оптического контроля, например скоростной киносъемкой, по результатам которой определяют вели- ф чину суставных углов и взаимное расположение биомеханических звеньев спортсмена в момент отталкивания, В процессе выполнения прыжка снимают электромиографию (ЭМГ) основньм мышц, ф 5 участвующих в движении. В данном случае снимают ЭМГ для икроножной мышцы и двуглавой мышцы бедра. Например, в момент отталкивания она составляет для икроножной мьппцы 50 0,5 пч, а для двуглавой мьппцы бедра - 0,7 пщ. Затем при помощи резиновьм упругих элементов последовательно создают на мышцах, икроножной и двуглавой бедра, при взаимном расположении стопы, голени и бедра под углами., равными суставным углам, определенным по кинограмме в момент 26отталкивания, такую нагрузку, при которой интенсивность ЗМГ равна 0,5 шч для икроножной мыпцы и 0,7 ю для двуглавой мьппцы бедра. И одновременно измеряют часто 1 у Е и ампли. туду Ап механических колебаний каждого биомеханического звена.В случае невозможности определения ЗМГ мьппц для определения характеристик собственных колебаний биомеханических звеньев используют следующий метод.В момент отталкивания определяют величину опорной реакции по данным с динамометрической платформы, а в случае ее отсутствия - по формуле Рп = 1,7 Р, где Р,щ - опорная реакция платформы; Р - вес тела спортсмена. Пусть для спортсмена Н. Р750 нм. По кинограмме определяют расположение биомеханических звеньев спортсмена в момент отталкивания, измеряют расстояние от первьм фаланг пальцев стопы до лодыжки (1 ), от лодыкки до колена и от колена до бедра спортсмена и на основе этих данных вычисляют моменты сил, действующих на икроножную мьппцу и на двуглавую мьппцу бедра. Момент сил для икроножной мьппцы Мс= 2 Р , где- расстояние от первьм фаланг пальцев стопы от лодыжки. Пусть = 0,2 м, тогда М т = 300 нм.Аналогично вычисляют момент сил для двуглавой мьппцы бедра.М= 600 нм.Далее определяют по записям с динамометрической платформы либо по кино" грамме время реакции опоры ( а), Пусть д = О, 14 с. Тогда время нарастания силы равно -ьС, т.е. 0,07 с,ги соответствует времени эффективной работы мьппцы.Затем при помощи возбудителя 11 механических колебаний, состоящего иэ металлоконструкции , для фиксации биомеханических звеньев, упругих элементов, устройства визуальной фиксации положения звена, датчиков силы, создают моменты сил на биомехйнических звеньях спортсмена (в данном случае на стопе и голени), равные полученным в результате расчетов (М щ= 300 нм, М = 600 нм), и определяют частоту Е и амплитуду А собственных колебаний этих биомеханических звеньев при статическом нагружении мьппц данными моментами сил.Параметры собственных колебаний, генерируемых под действием моментов сил (М и М), регистрируют блоком 10 измерения частоты Е и амплитуды А механических колебаний мьппц, состоящими из акселерометров, которые крепят на биомеханические звенья спортсмена (голень и стопа), усилителя и магнитографа. Анализ амплитудно частотных характеристик осуществляют по стандартным программам на ЭВМ, По результатам находят частоту Го и амплитуду Ао соответствующего максимума спектра колебания исследуемого 15 биомеханического звена (стойы и голени) и на частоте, кратной полученной (К Ео), проводят вибростимуляциюПри этом число кратности К опре деляют из условия1 1шах(-- )К.Е 44 25 т.е. К )дтак, что при взаимодействии с опорой эа время взаимодействия - д2 число колебаний опоры не меньше .2, поскольку при К=1 появляется высокая вероятность отрицательного воздействия вибростимуляции иэ-за противофазы движений. При этом чем больше величина кратности, тем меньше эффективность вибровоэдействия. 35Пусть в результате измерения и расчетов получено для икроножной мьппцы о мм о ик 10 Гц для двуглавой мьппцы бедра Ап = 4 чм, о,6 8 Гц, тогда из ., 404. ополучим К Ф 2,9;К,п 3,6.Так как К должно быть целым числом, берем К = Э; К4. В ре,зультате получают частоту стимуля" ции для икроножной мьппцы Ео,ц, хКи 30 Гц, для двуглавой мьппцы бедра К Ео 32 Гц. Амплитуду сти,муляции берут равной Ар, т,е. для ,икроножной мышцы А = 2 мм, для ",двуглавой мышцы бедра Аь= 4 мм.Полученные данные,при помощи бло ка 9 регулирования частоты и амплитуды вибростимуляции вводят в вибростимулятор 7. В качестве блока 9 регулирования частоты и амплитуды вибровоздействия по заданной программе используют блок аппаратуры, состоящий из генератора программного устройства, усилителя мощности либо (в упрощенном варианте) выпрямителя.В качестве вибростимулятора 7 используют систему вибраторов, закрепленных на общей опоре, например вибростол либо (в упрощенном варианте) инерционные вибраторы 5 с электродвигателями, расположенные с помощью платформы 4 на опоре 1 переменного профиля. Блок 8 изменения напряжения вибровоздействия представляет собой механическую конструкцию, способную менять угол наклона вибраторов относительно опоры. Это могут быть гидроцилиндры, секторные передачи, регулировочные болты (в упрощенном варианте - это регулировочные болты 2 с резиновыми прокладками 3, меняющие положение платформы 4 относительно опоры 1 переменного профиля).Так для прыжков в длину наилучшее направление вектора вибрацииО для икроножной мышцы составляет 20 по отношению к стопе в момент отталкивания, а для двуглавой мьппцы бедра - 30, причем в процессе тренировки углы вибростимуляции послео довательно изменяют до 90 . При использовании устройства в прыжках в длину оно состоит из опоры 1 переменного профиля с прикрепленными к ней при помощи регулировочных болтов 2 с резиновыми прокладками 3 двумя платформами 4, на каждой из которых жестко закреплены электродвигатель постоянного тока с инерционным вибратором 5. Функции блока изменения направления вибровоздействия выполняют регулировочные бол-,ты 2 с резиновыми прокладками 3, позволяющие менять угол наклона платформы 4 относительно общей опоры переменного профиля и вследствие этого направление вибровоздействия. В качестве блока регулирования частоты и амплитуды вибровоздействия используется выпрямитель 6 постоянного тока.1174026Составитель В.Чистяков Редактор С.Саенко Техред М.Надь Корректор Е. Рошко Заказ 5090/5 Тирам 722 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4