Устройство для развития силы мышц ног

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИДЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИН 19) (11 172428 002 23 ОБРЕТЕНИЯеияетзлзствт г.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯГ 1 РИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ(56) Авторское свидетельство СССР Р 1378867, кл, А 63 В 23/00, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВИТИЯ СИЛИ ИЬШЯ НОГ(57) Устройство позволяет без использования отягощений повысить эфйект тренинга, направленного на развитие силы мышц ног и осуществляющегося в широком динамическом диапазоне (по амплитуде перемецения костных звеньев и степени мышечного напряжения) без прессорного воздействия на позвоночник. Устройство содержит две опорные площадки 2 и 3, подвижно установленные на основании 1. Одна из опорных плоцадок выполнена с возможностью пе" ремещения вдоль рамы с целью изменения расстояния между опорными площадками, имеющими возможность поворота в горизонтальной плоскости вокруг центральной оси. Механизм продольногоперемещения опорной площадки 3 выполнен в виде резьбовой пары, состоящей из неподвижно установленной на опорной площадке 3 гайки и В 4 нта 5, снабженного маховичком 6. Механизм поворота каждой опорной плтщадки выполнен в виде зубчатого сектор;:;, установленного на оси поворота и взаимодействующего с винтом. Подвижностью опорных площадок обеспечивается необходимый набор позиций для комплексной проработки мышц стопы, голени, бедра, а также связочного аппарата и суставов сф соответствующих костных звеньев. Упражнения, выполняемые на устройстве, имеют произвольно-принудительный хареятер, что позволяет вместе с вегру- Ст жением иыпечной системы совершенствовать координацию психомоторных Функ ций. 9 ил.Изобретение относится к Аизической культуре и спорту, а также к лечебно- оздоровительной медицине, в частности к устройствам и тренажерам, предназначенным для активных упражнении., направленных на развитие силы мышц ног.Мышцы и связочно-суставной аппарат ног, как правило, несут самую длительную по времени Аункциональную нагрузку, а в большинстве видов Аизической культуры и спорта требуют обязательной дополнительной подготовки, направленной не только на развитие мышечной силы, но и на специальный тренинг суставов. Развитие силы иьппц, сопровождаеиое нагружением связочно-суставного аппарата, благоприятно отражается на их состоянии. Это воздействие обусловлено активацией обменных процессов 20 в тканях всех указанных элементов.1(ак правило, традиционные способы развития силы мышц имеют реАлекторноактивный характер, т.е. связанный с напряжением мышечной системы в ответ на раздражение, вызываемое внешней нагрузкой с помощью отягощений, сопротивления пружинных и резиновых амортизаторов, ричажно-блочных устройств и т.п.В связи с тем, что костные рычаги ног являются единым совокупным звеном, то Аизическое нагружение ног сопровождается включениеи в работу практически всех мьп 1 ьц (синергистов и антагонистов), и поэтому все методики их нагружения с целью развития силы носят универсальный характер . Последний Аактор подтверждается тем, что наиболее действенным (и распространенныи)видом тренинга, направленного на развитие мышечной силы ног, являются упражнения со штангой, выполняющей роль внешнего сопротивления. 45 Этот способ широко используется как эААективное средство для развития специальной и общей Аизической подготовки во многих спортивных дисциплинах (бег, лыжи, прыжки и т,п.) .Однако с ростом силы мышц ног требуется увеличение внешней нагрузки (веса штанги, удерживаемой на плечах), визывающее нежелательное увеличение компрессионной нагрузки на позвоноч-, ник, что является причиной болезнен 55 ных изменений в межпозвонкових дисках и связочном аппарате сегментов позвоночника. Использование различных рычажноблочных устройств и амортизаторов для локального (избирательного) нагружения иьпяц ног снижает эААект комплексного воздействия на опорно-двигатель- ный аппарат, не позволяя вовлекать в работу мышцы туловища, создающие силы реакции, необходимые для сохранения равновесного состояния.Характер нагружения указанных групп мышц задается Аиксированным, т,е. обусловленным конкретным значением жесткости упругого элемента, такая фиксированная зависииость величины сопротивления от деформации упругого элемента не позволяет варьировать характер нагружения мышечной системы в связи с необходимостью решения специАических задач тренинга.Целью изобретения является повышение эффективности тренировки путем многопозиционного комплексного нагружения мышц в изометрическом и изокинетическом режимах.На Аиг, 1 изображено устройство, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - сечение А-А на Аиг. 1; на Аиг. 4 - сечение Б-Б на Аиг, 3 (без опорной площадки); на Фиг.5 - 7 - примеры выполнения упражнений для развития силы мьппц ног с по. мощью предлагаемого устройства; на Фиг . 8 - схема механизма поворота опорных площадок; на фиг. 9 - принципиальные схемы нагружения мышц ног.На основании 1, выполненном в виде прямоугольной платАориы, установлены опорные площадки 2 и 3 с возможностью их поворота в горизонтальной плоскости вокруг центральной оси площадок. Опорная площадка 3 снабжена механизмом перемещения, состоящим из гайки 4, взаимодействующей с винтом 5, маховичка 6 и опор 7 и 8. В основании 1 выполнены продольные пазы 9, в которых размещена пластина 10 (Аиг.3), снабженная осью 11 для соединения с кареткой 12. На нижней поверхности пластины 10 установлены штиАты 13, а каретка 12 удерживается в пазах 9 пластинами 14. Для размещения штиА- тов 13 в каретке 12 предусмотрены дугообразные пазы 15, обеспечивающиеф поворот пластины не менее чем на 90 Гайка 4 механизма перемещения неподвижно закреплена на каретке 12, а5 1724опоры 7 и 8 винта 5 закреплены на основании 1.Механизм поворота опорных площадок2 и 3 состоит из зубчатого сектора 1 би винта 17, снабженного маховичком 18,установленным в скобе 19, закрепленной на основании 1,ДЛя нагружения минц ног опорныеплощадки 2 и 3 могут занимать различ- оные положения. Так как диапазон положения одной стопы относительно другойпрактически ограничен углом, равнымпримерно 90 О, то принятый максимальныйугол поворота площадок составляет не 5оболее 90 . Этим значением угла поворота обеспечивается необходимый наборпозиций для выполнения максимальновозможного числа схем нагружения мышцног. 1(роме того, эта возможность дополнительно обеспечивается изменениемрасстояния между опорными площадками 2 и 3, для чего винт 5 вращают спомощью маховичка 6, выступающего надповерхностью основания 1. Величинаперемещения опорной площадки 3 обусловлена возможными граничными значениями расстояния между опорнымиплощадками с учетом антропометрии.Целесообразно принимать максимальное расстояние между площадками неболее одного метра, так как увеличение указанного размера вызывает снижение эффективности нагружения мьппечной системы.35Устройство не закрепляется на опорной поверхности, а ширина основания 1принимается из условия обеспеченияустройству устойчивого положения .При повороте опорных площадоки 3вокруг оси 11 гптифты 13 перемещаютсяв пазах 15, ограничиваю.дх угол пово-.орота в пределах 90 . Поверхность опорных площадок может быть покрыта мате,риалом с высокими фрикционными характеристиками, наиример рифленойрезиной. Для исключения соскальзывания стопы с опорной площадки по пери"ферии опорной поверхности выполненограничительный бортик высотой 1015 ммюМеханизм нагружения мьппечной системы заключается в использовании эффекта комплексного проявления психомоторных актов по управлению произвольным сокращением мьпнечных структур в сочетании с таким физическимявлением, как трение. Известно, что абсолютное значение силы трения определяется величиной гравитационной составляющей от веса изического объекта, действующего по нормали к земной поверхности., и углом между векторами гравитационноц составляющей и силой, воздействующей на физический объект (так называемая "сдвигавшая сила"). Относительная, величина коэФФициента трения, характеризуищая фрикционное взаимодействие между Физическими объектами, определяется углом трения, численно равным отношению абсолютного значения силы трения к гравитационной составляющей от веса физического объекта (если объект находится на наклонной поверхности) . Угол трения определяетРрся из выражения срЯ.-= - . Как показано на Фиг. 9, силу трения между субъектом и опорной поверхностью можно изменять в соответствии со значением угла о, а в случаях по Фиг. 9 а и б суммарная сила тренияЕРШ 1 в слуо чае по Фиг, 9 в 2 Г -1 (90 ). Парадокс последнего случая проявляется в особенности физиологии мьппечной деятельности - возможности одновременного напряжения мышц сгибателей и разгибателей, Поэтому при полном напряжении мьппц ног (стопы, голени, бедра) попытка раздвинуть ноги в направлении стрелок й возможна лишь при условии изменения угладо значения -90Используя варианты (позиций), показанных на Фиг. 5 - 7, нагружают необ-ходимые группы мышц.1Позиции по Фиг. 5 позволяют имитировать подъем из глубокого седа в положение стоя с отягощениями, например штангой. Перед выпрямлениеи ног произвольно напрягают мышцы стопы, голени и бедра, субъективно направляя силовой акцент стоп в стороны по стрелке Г (Фиг. 5 б), В процессе выпрямле-. ния ног мышцы остаются напряженными. Упражнение выполняют в различных динамических режимах. Как правило, первые движения выполняют в легком разминочном режиме. Последние повторы выполняют с максимально возможной степенью мышечного напряжения.Упражнение, показанное на Аиг.б, в основном направлено на нагружение мьппц (связок и суставов), выполняю 17242 щих ведущую роль в таких легкоатлетических дисциплинах, как бег и прыжки.Упражнение, показанное на фиг.7, позволяет имитировать с высокой степенью напряжения мьппц .ног движения5 конькобежца и лыжника (свободным стилем), Движения выполняют из поло-. жения полуприседа, произвольно акцентируя напряжение мышц .в сочетании с имитацией техники, характерной для указанных видов.Варианты позиционирования обеспечиваются изменением расстояния между опорными плоцадками, 2 и 3, а также их поворотом в горизонтальной плоскости путем вращения маховичков б и 18. Для увеличения силы сцепления между подошвой обуви и опорной площадкой последняя имеет покрытие, обладающее высоким коэффициентом трения.Бортики, выполненные по периферии опорных площадок, выполняют страховочную функцию, предотвращая соскальзывание стопы с площадки. В случае использования устройства в условиях невесомости бортик выполняет функцию ограничителя, а обувь может иметь элементы фиксации к площадкам.По назначению устройство может 30 иметь самое широкое применение: лечебно-оздоровительная физкультура, спорт высших достижений, космонавтика и т.д.35Основное преимущество устройства заключается в высоком эффекте тренинга, направленного на разивитне силы 1 мышц ног, укрепление связочного ап,парата и положительное воздействие 4 О на суставы. Устройство обеспечивает широкий набор схем нагружения, различную степень напряжения и динамики, высокую степень тренировки сократи 45 тельного аппарата мьппечной ткани. Одно из существенных положительных качеств устройства заключается в возможности эффективного тренинга мышцног в сочетании с полной разгрузкой ,позвоночника от сдавливающих (компрес30 сионных) нагрузок, имеющих место призанятиях с отягощениями. 80 8Методика тренинга с помощью предлагаемого устройства доступна для быстрого освоения . В условиях невесомости (в длительных космических полетах) устройство позволит сохранять высокий тонус мышц ног за счет периодических тренировок с высокой степенью мышечного напряжения и нагружения суставных элементов при значительной амплитуде мышечного сокращения и относительного перемещения костных звеньев. Используемые в космонавтике тренажеры типа велоргометра и тредбана такой способностью не обладают. Указанные средства относятся к,тренажерам рефлекторно-активного действия, когда психомоторные акты совершаются в ответ на внешнюю нагрузку и адекватны ей.Иетодика занятий на предлагаемом устройстве имеет произвольно-принудительный, характер, т.е. относится к бо-. лее высокому уровню деятельности центральной нервной системы в сочетании с активацией физиологических функций.. При выполнении упражнений на предлагаемом устройстве исключен травматизм, а по уровню энергетических затрат тренинг приближается к занятиям с отягощениями. Формула и зобретенияУстройство для развития силы мьппц ног, содержащее основание, несущее поворотные площадки для ног с бортиками, одна из которых установлена на каретке, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности тренировки путем комплексного много- позиционного нагружения мышц в изометрическом и изокинетическом режимах, основание вцполнено прямолинейным с продольными пазами, каретка связана с основанием посредством пары винт- гайка, при этом оси поворотных площадок несут зубчатые секторы, а, соответственно, основание и каретка - винты для взаимодействия с секторами, при этом поверхность площадок выполнена из материалов с высоким коэффициентом трения.724280 7 Р 7 Риг, У Составитель Я.фохтинРедактор 0,10 рковецкая Техред И,Дидык Корректор М.Самборска Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,Заказ 1130 ТиражРЧИИПИ Государственного комитета по изобретен113035, Москва, Ж, Раушска Подписноем и открытиям при ГКНТ СССР наб., д. 4/5