СНАРЯД ДЛЯ ЗАНЯТИЙ ЛЕЧЕБНОЙ ФИЗКУЛЬТУРОЙ И ТРЕНИРОВКИ СПОРТСМЕНОВ

Полезная модель относится к снарядам, предназначенным для занятий лечебной физкультурой и тренировки спортсменов.
Известен спортивный снаряд, выполненный в виде катка, содержащий колесо, вращающееся на оси. Ось с обеих сторон колеса снабжена рукоятками. Пользователь ложится на горизонтальную поверхность, например пол, берется за рукоятки катка и перемещает каток на вытянутых руках по горизонтальной поверхности от себя и на себя. При этом нагрузка на мышцы пользователя создается за счет его собственного веса. При движении катка в сторону пользователя (на себя) происходит подъем тела пользователя с опорой ног на горизонтальную поверхность. Недостатком данной конструкции является невозможность регулировки нагрузки на мышцы пользователя, особенно при восстановлении после травмы или заболевания.
Задача, решаемая описываемой моделью, заключается в разработке конструкции снаряда для занятия лечебной физкультурой и тренировки спортсменов с возможностью регулировки нагрузки на мышцы пользователя.
Для решения поставленной задачи снаряд, содержащий каток с рукоятками для рук, снабжен гимнастической доской с пазом, по которому перемещается колесо катка, а нагрузка на мышцы регулируется изменением угла наклона гимнастической доски относительно горизонтальной поверхности. Чем больше угол наклона гимнастической доски относительно горизонтальной поверхности, тем меньше нагрузка на мышцы пользователя. И наоборот чем меньше угол наклона гимнастической доски относительно горизонтальной поверхности, тем больше нагрузка на мышцы пользователя. Максимальная нагрузка на мышцы пользователя возникает при отрицательном угле наклона гимнастической доски относительно горизонтальной поверхности. При этом
нагрузка на мышцы пользователя возрастает с увеличением отрицательного угла наклона гимнастической доски относительно горизонтальной поверхности. Паз в гимнастической доске необходим для безопасности пользователя, чтобы колесо катка не соскользнуло с гимнастической доски, т.к. в этом случае пользователь может получить травму.
Полезная модель проиллюстрирована чертежами, где:
на Фиг.1 - каток с гимнастической доской при положительном угле наклона гимнастической доски;
на Фиг.2 - Вид А на Фиг.1;
на Фиг.3 - каток с гимнастической доской при отрицательном угле наклона гимнастической доски;
1
на Фиг.4 - схема разложения сил на катке при положительном угле α отклонения гимнастической доски от горизонтальной поверхности;
2
2
1
на Фиг.5 - схема разложения сил на катке при положительном угле α отклонения гимнастической доски от горизонтальной поверхности при условии α<α;
на Фиг.6 - схема разложения сил на катке при отрицательном угле β отклонения гимнастической доски от горизонтальной поверхности.
Снаряд для занятия лечебной физкультурой и тренировки спортсменов содержит каток 1, и гимнастическую доску 2. Каток состоит из колеса 3, вращающегося на оси 4, на концах которой выполнены рукоятки 5 и 6. В гимнастической доске выполнен паз 7, по которому перемещается колесо 3 катка 1. Гимнастическая доска в зависимости от необходимой нагрузки на мышцы пользователя устанавливается под выбранным положительным α (Фиг.1) или отрицательным β (Фиг.3) углом относительно горизонтальных поверхностей 8 или 9 соответственно.
Пользователь ложится на поверхность 8 или 9, берется втянутыми руками за рукоятки 5 и 6 катка 1 и начинает передвигать каток 1 по пазу 7 в гимнастической доске 2, не сгибая руки в локтях и не отрывая носки ног от поверхности 8 или 9 соответственно.
Гимнастическая доска с положительным углом установки может быть закреплена, например, на ступеньках любого детского спортивного комплекса, например, серии «Карусель», выпускаемого ЗАО «ЗИСО» г.Чебоксары. При этом угол наклона гимнастической доски изменяется дискретно.
Гимнастическая доска с отрицательным углом наклона установки может быть закреплена к любой горизонтальной поверхности, например, скамьи, выступающей над уровнем пола.
В случае необходимости увеличения нагрузки на мышцы пользователя, например, в процессе лечения или в процессе тренировки угол наклона гимнастической доски уменьшают.
Это заключение подтверждено графическим разложением сил, действующих на каток в процессе тренировки.
1
На Фиг.4 приведена схема разложения сил при положительном угле α наклона гимнастической доски 2 относительно горизонтальной поверхности 8, где:
Ц.Т. - центр тяжести пользователя;
G - сила тяжести (вес) пользователя;
Р - усилие на катке 1 от веса пользователя;
0
F - сила давления катка 1 на гимнастическую доску 2;
1
F - сила на рукоятке катка 1, направленная по направлению руки пользователя;
2
F - сила направленная в сторону подъема катка 1;
3
F - сила направленная в сторону скатывания катка 1;
1
α - угол наклона гимнастической доски 2 относительно горизонтальной поверхности 8;
γ - угол между направлением руки пользователя и гимнастической доской.
к
F - сила, необходимая для движения катка в сторону пользователя.
Из условий движения катка можно написать формулу:
к
2
3
тр
F>F-F+F, где
тр
F - сила трения, препятствующая движению катка 1 по гимнастической доске 2.
После элементарных математических преобразований получаем:
где k - коэффициент трения.
2
1
2
3
к
к
На Фиг.5 приведена схема разложения сил при положительном угле наклона гимнастической доски 2 относительно горизонтальной поверхности 8. При этом задано условие, что угол наклона гимнастической доски α относительно горизонтальной поверхности 8 меньше угла α. Из схемы видно, что в случае если ноги того же пользователя находятся в той же точке а каток находится на одинаковом расстоянии от края гимнастической доски 2, то сила F увеличилась, а сила F уменьшилась, т.е. сила F, необходимая для движения катка в сторону пользователя, увеличилась. Расчет величины силы F проводится по формуле (1).
2
3
2
к
На Фиг.6 приведена схема разложения сил при отрицательном угле γ наклона гимнастической доски 2 относительно горизонтальной поверхности 9. При этом задано условие, что каток находится на одинаковом расстоянии от края гимнастической доски 2, как и на Фиг.4 и Фиг.5. Из схемы видно, что в этом случае сила F еще больше увеличилась, а сила F изменила направление и совпадает по направлению с силой F, т.е. сила F, необходимая для движения катка в сторону пользователя, увеличилась и будет вычисляться по формуле
к
2
3
тр
F>F+F+F
После элементарных математических преобразований получаем:
1
2
Учитывая, что для одного пользователя величина G - постоянная, величина коэффициента k - постоянная, а отношение величин l к l изменяется
незначительно, можно для каждого угла α или β наклона гимнастической доски рассчитать и начертить график нагрузок, вариируя величиной угла γ.
Такие графики упрощают работу тренера или врача при выборе величины нагрузки или изменении величины нагрузки в процессе занятий.
Настоящая полезная модель промышленно применима, так как может быть изготовлена с применением обычных технологий, используемых при производстве спортивных тренажеров типа шведской лестницы, турников и т.п.