ТРЕНИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОЛЕНОСТОПНОГО СУСТАВА И МЫШЦ ГОЛЕНИ

Полезная модель относится к устройству для физической подготовки спортсменов, в частности для повышения подвижности в голеностопных суставах и развития силы голени.
Известно устройство для разработки подвижности голеностопного сустава и стопы, содержащее основание, на котором установлена опора для стопы, повторяющая ее форму, с элементами фиксации стопы. При этом оно содержит пару приводных рычагов, соединенных крепежными элементами с основанием, основание выполнено в виде половины цилиндра, установленного плоской стороной к опоре для столы перпендикулярно ее продольной оси для обеспечения возможности вращательного движения голеностопному суставу, опора для стопы содержит задний ограничитель для обеспечения возможности фиксации стопы в положении, при котором ось вращения голеностопного сустава совпадает с осью вращения цилиндра (свидетельство РФ на полезную модель № 26420, опубликовано 10.12.02 г.).
Недостатком известного устройства являются ограниченные возможности оперативного и точного регулирования нагрузки в процессе тренировки развития подвижности в голеностопном суставе и силы мышц голени спортсмена.
Известное тренировочное устройство для восстановления двигательной активности ног предназначено для использования в спорте и в медицине в послеоперационном и посттравматическом периоде больных с патологией голеностопных суставов и стопы. Механизм виброколебаний стопы выполнен в виде воздействующего на подножку сферического шарнира, который соединен с кривошипом, закрепленным на ведомом валу редуктора, механически связанного с электродвигателем. Подножка шарнирно закреплена на раме с возможностью осуществления взаимно несвязанных вращательных движений в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Рама установлена на основании посредством регулируемых по высоте виброопор и имеет пульт управления режимом движения подножки. Подножка может быть выполнена с резиновой вакуумной прослойкой, закрепленной на ее поверхности, контактирующей со стопой. Рама установлена на основании с возможностью регулирования ее наклона относительно горизонтальной плоскости на 0-15° посредством виброопор с винтовой резьбой (патент РФ на изобретение № 2308307)
Недостатком известного устройства являются ограниченные возможности оперативного и точного регулирования нагрузки в процессе тренировки развития подвижности в голеностопном суставе и силы мышц голени спортсмена.
Известно также устройство для разработки движений в голеностопном суставе и мышц стопы и голени (патент РФ на полезную модель № 144670). Сущность полезной модели состоит в том, что устройство для разработки движений в голеностопном суставе и мышц стопы и голени включает основание, опору для конечностей, с элементами для их фиксации с возможностью перемещения опоры относительно оси. Основание прямоугольной формы имеет заднюю стенку, и две боковые, причем в боковых стенках параллельно основанию установлена ось вращения. На оси вращения с помощью кронштейна установлена опорная площадка, на верхней поверхности которой закреплены элементы фиксации для двух стоп. По углам нижней поверхности опорной площадки и верхней поверхности основания установлены пары элементов крепления крайних витков четырех пружин. Устройство снабжено набором тарированных сменных пружин. На каждой из боковых наружных стенок основания по оси вращения опорной площадки установлена круговая шкала с указательными стрелками.
Недостатком является ограниченные возможности использования набора пружин для оперативного и точного регулирования нагрузки в процессе непосредственного выполнения двигательного действия спортсмена.
Задачей предлагаемой полезной модели является расширение арсенала спортивных тренажеров.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности тренировки спортсменов за счет плавного и оперативного регулирования нагрузки в широких пределах в процессе двигательного действия спортсмена в зависимости от его индивидуальных особенностей.
Технический результат достигается при помощи тренировочного устройства для голеностопного сустава и мышц голени, согласно которому к помосту жестко прикреплены два опорных стержня, на которых одним концом закреплены опоры для стоп посредством подвижного механизма, обеспечивающего сложные движения опоры для стоп, и другим концом опоры для стоп соединены гибкими тягами с механизмом создания сопротивления нагрузке; при этом механизм создания сопротивления нагрузке размещен в корпусе над помостом и содержит электродвигатель постоянного тока, на одном валу с которым установлены с возможностью регулирования по ширине расстановки голеностопных суставов два канатоведущих шкива, снабженные гибкими тягами; регулируемый источник тока, подключенный к входу электродвигателя, и задающий элемент, соединенный с регулируемым источником тока; при этом в каждую из опор для стоп встроен тензодатчик, подключенный к пульту управления и механизму создания сопротивления нагрузке, причем пульт управления вместе с цифровым индикатором размещены на консоли, установленной в нижней части корпуса; а к помосту дополнительно прикреплено кресло с возможностью регулирования по высоте при помощи опорного винта. Подвижный механизм, обеспечивающий сложные движения опоры для стоп, выполнен в виде карданного шарнира и состоит из крестовины и вилки, прикрепленных к верхней и нижней частям карданного шарнира. Регулируемый источник тока выполнен в виде нереверсивного управляемого тиристорного выпрямителя. Задающий элемент выполнен в виде потенциометра.
Новизна предлагаемой полезной модели заключается в том, что устройство позволяет осуществлять двигательные действия в голеностопном суставе в более сложных амплитудах движений за счет совокупного воздействия карданного шарнира и механизма создания сопротивления.
На фиг. 1 изображен общий вид тренировочного устройства; на фиг. 2 - карданный шарнир, на фиг 3 - опора для ступни.
К помосту 1 жестко прикреплены два опорных стержня 2. На опорных стержнях 2 закреплены карданные шарниры 3 и опоры для стоп 6. Над помостом 1 в полом коробе 16 размещен механизм создания сопротивления нагрузке, при этом он включает электродвигатель постоянного тока 11; регулируемый источник тока 12, подключенный к входу электродвигателя 11; задающий элемент 13, соединенный с регулируемым источником тока 12, и два канатоведущих шкива 10, установленные на одном валу 15 с электродвигателем постоянного тока 11, причем канатоведущие шкивы 10 установлены с возможностью регулирования по ширине расстановки голеностопных суставов и снабжены гибкими тягами 9, концы которых прикреплены к разъемам 8 опор для стоп 6, в каждую из которых встроен тензодатчик (на фиг. 1 не показаны); к нижней части корпуса 16 прикреплена консоль 17, на которой закреплены цифровой индикатор 18 и пульт управления 14, который подключен к тензодатчикам опор для стоп 6 и задающим элементом - потенциометром 13, а к помосту 1 дополнительно прикреплено кресло 19 с возможностью регулирования по высоте при помощи опорного винта 20. Подвижный механизм, обеспечивающий сложные движения опоры для стоп, выполнен в виде карданного шарнира 3 и состоит из крестовины 22, вилки 21, прикрепленных к верхней 5 и нижней 4 части карданного шарнира. Регулируемый источник тока 12 выполнен в виде нереверсивного управляемого тиристорного выпрямителя. Задающий элемент 13 выполнен в виде потенциометра. Опора для стопы 6, которая состоит из основания 23 и прикрепленных к нему заднего ограничителя 24, гибких ремней 25 для обеспечения прочной фиксации стопы, стержня 26 и разъема 8.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Спортсмен 27 в исходном положении, сидя на сиденье 19, предварительно отрегулировав его по высоте за счет опорного винта 20, посредством пульта управления режимом движения 14 опоры для стоп устанавливает необходимую величину усилия сопротивления перемещения опоры для стоп 6 в вертикальной или горизонтальной плоскостях, выражаемого в килограммах силы. В результате такой установки на управляющий вход регулируемого источника тока 12 поступает сигнал задания. Этот сигнал определяет заданную величину тока в якорной цепи электродвигателя 11. В соответствии с заданной величиной тока электродвигатель 11 развивает вращающий момент на валу 15. Канатоведущие шкивы 10 передают усилие через гибкие тяги 9 на опоры для стоп 6. Стопы спортсмена 27 перед началом движения находятся в нейтральном (естественном) положении, затем спортсмен начинает выполнять движение стоп вверх (тыльное сгибание в пределах от 0 до 20°), вниз (подошвенное сгибание в пределах от 0 до 50°), вращения стопы с поворотом ее подошвой наружу (пронация стопы в пределах - от 0 до 40°), вращение стопы с поворотом ее подошвой внутрь (супинация стопы в пределах от 0 до 55°), преодолевает усилие тяги, которое на протяжении всего подъема остается постоянным, соответствующим заданной величине тока двигателя, если сигнал задания не меняется самостоятельно или тренером. Так, например, если спортсмен не может преодолеть первоначально установленную силу тяги, то тренер (или самостоятельно) может оперативно ее уменьшить, имея возможность восстановить ее значение в любой момент времени, не прерывая выполнение спортсменом заданного упражнения. Посредством пульта управления режимом движения 14 опоры для стоп 6 устанавливают в любой момент времени нужную величину силы сопротивления.
Применение данного технического устройства позволяет повысить эффективность тренировки спортсмена на процесс улучшения подвижности голеностопного сустава и силы мышц голени за счет регулирования величины нагрузки с учетом индивидуальных физических возможностей спортсмена и, следовательно, повысить специфические качества проявления моторных способностей. Устройство для улучшения подвижности голеностопного сустава и силы мышц голени безопасно в работе и отвечает требованиям, предъявляемым к спортивным тренажерам.