УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ВЕСТИБУЛЯРНОГО АППАРАТА СПОРТСМЕНОВ "ВЕРТОТРОЛ"
DEVICE FOR TRAINING VESTIBULAR APPARATUS IN ATHLETES "VEROTROLE"

Изобретение относится к устройствам для развития координации движений и может быть использовано для тренировки вестибулярного аппарата спортсменов, а также для снятия инерции операторов компьютеризованного рабочего места.
Известно множество технических решений, посвященных целенаправленному формированию двигательных навыков (А.с. СССР №578973, кл. А63В 5/16, 1975; А.с. СССР №602198, кл. А63В 23/02, А63В 69/00, 1975; А.с. СССР №486753, кл. А63В 69/00, 1974; А.с. СССР №632367, кл. А63В 23/00, 1977; Пат. на ПМ №95266, кл. А63В 4/00, 2009; Пат. на ПМ №43774, кл. А63В 7/00, 2004; Пат. на ПМ №130865, кл. А63В 22/18, 2013), а также тренировке вестибулярного аппарата спортсменов.
Известно устройство для тренировки вестибулярного аппарата спортсменов, содержащее вертикальный вал с подвеской (Стрелец В.Г. Исследование и тренировка вестибулярного анализатора человека. Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук. - Л.: 1969).
Известно также устройство для тренировки вестибулярного аппарата спортсменов, содержащее поворотную втулку с боковыми ручками, перемещающуюся вниз вдоль вертикального вала, снабженного подвеской, крепящейся к перекладине подвесной рамы (Зайцев А.А. Профессионально-прикладная подготовка в ВУЗах и ССУЗах Минрыбхоза СССР. Методические материалы. - Калининград, 1987).
Известен тренажер для тренировки вестибулярного анализатора спортсмена (А.с. СССР №1787461, кл. А63В 22/00, 1990), в котором, как и в вышеприведенных технических решениях, сочетается вращательное движение спортсменов относительно оси с одновременным продольным перемещением вдоль нее.
Известен тренажер для тренировки вестибулярного анализатора (Пат. РФ №2064310, кл. А63В 22/00, 1992). Как и в предыдущем техническом решении, тренажер обеспечивает сочетание вращательного движения спортсменов относительно оси с одновременным продольным перемещением вдоль нее. Кроме того, позволяет целенаправленно воздействовать на горизонтальный и фронтальные полукружные каналы вестибулярного анализатора, а также развивать функции сагиттальных полукружных каналов.
Наиболее близким к заявленному является устройство для тренировки вестибулярного аппарата спортсменов (Пат. РФ №2119809, кл. А63В 23/00, 1992, прототип), содержащее поворотную втулку с боковыми ручками, установленную на вертикальном валу с возможностью перемещения вдоль вала с одновременным вращением вокруг его оси, при этом вал в верхней части снабжен установленной на перекладине подвесной рамы подвеской, выполненной в виде шейки с головкой.
Недостатком известного устройства, как и всех вышеприведенных, является ограниченность тренирующих воздействий на вестибулярный аппарат. Так, использование устройства-прототипа обусловливает воздействие на вестибулярный аппарат угловых и прямолинейных ускорений только в вертикальном направлении. При этом современные тенденции развития большинства видов спорта, направленные на увеличение скоростей и физических нагрузок, усложнение технического арсенала требуют от спортсмена быстроты реакции, мгновенного ориентирования в экстремальных соревновательных ситуациях, исполнения технических приемов в минимальные отрезки времени. Это ведет к необходимости расширения функциональных возможностей устройств для тренировки спортсменов, обеспечивающих эффективность тренировочного процесса.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в расширении функциональных возможностей устройства для тренировки вестибулярного аппарата спортсменов путем создания угловых и прямолинейных ускорений в вертикальном и горизонтальном направлениях.
Технический результат от решения поставленной задачи заключается в повышении эффективности тренировочного процесса, благодаря созданию интегральных возмущающих воздействий на вестибулярный аппарат, в приобретении спортсменом быстроты реакции, мгновенного ориентирования в экстремальных соревновательных ситуациях, исполнения технических приемов в минимальные отрезки времени, что необходимо для успешного выступления на соревнованиях и достижения высоких результатов.
Поставленная в изобретении задача решена тем, что в устройстве для тренировки вестибулярного аппарата спортсменов, содержащем поворотную втулку с боковыми ручками, установленную на вертикальном валу с возможностью перемещения вдоль вала с одновременным вращением вокруг его оси, при этом вал в верхней части снабжен установленной на перекладине подвесной рамы подвеской, выполненной в виде шейки с головкой, перекладина подвесной рамы закреплена своими концами на вертикальных кронштейнах, жестко установленных на неподвижной опоре. При этом один конец перекладины шарнирно закреплен на базовом, а другой - на задающем кронштейне с возможностью изменения расстояния от опоры до места его крепления. Задающий кронштейн снабжен регулировочными отверстиями по оси его симметрии с возможностью установки перекладины на опорный палец, закрепленный в регулировочном отверстии.
Для обеспечения движения вала с ускорением минимально необходимое расстояние Н от опоры до места крепления конца перекладины на задающем кронштейне составляет величину, равную
H=h+0,25L,
где h - высота базового кронштейна от опоры до места крепления на нем конца перекладины;
L - расстояние между базовым и задающим кронштейнами, м.
Перекладина подвесной рамы выполнена с продольным сквозным пазом по оси ее симметрии между вертикальными кронштейнами с возможностью установки в нем шейки вала, имеющей прямоугольное сечение и снабженной в верхней своей части по оси симметрии сквозным отверстием для установки в нем посредством опорной оси головки, выполненной в виде двух установленных на противоположных концах опорной оси одинаковых радиальных подшипников, каждый из которых контактирует своей поверхностью с демпфирующей накладкой, которой снабжена поверхность перекладины подвесной рамы между вертикальными кронштейнами. На перекладине подвесной рамы перед задающим кронштейном выполнено тормозное устройство, выполненное в виде двух одинаковых горок с обратным уклоном на каждой контактирующей с головкой подвески поверхности.
Благодаря заявленной конструкции подвесной рамы и подвески вала с установленной на нем поворотной втулкой с боковыми ручками, удается обеспечить угловые и прямолинейные ускорения не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлениях, и, благодаря чему, создать интегральные возмущающие воздействия на вестибулярный аппарат спортсмена, опосредовав тем самым эффективность тренировочного процесса, направленного на успешное выступление спортсмена на соревнованиях и достижение им высоких результатов.
Повышение эффективности тренировочного процесса осуществляется за счет расширения функциональных возможностей устройства для тренировки вестибулярного аппарата спортсменов.
На фиг. 1 представлено устройство для тренировки вестибулярного аппарата спортсменов, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху (без опоры).
Устройство для тренировки вестибулярного аппарата спортсменов включает в себя установленную на вертикальном валу 1 поворотную втулку 2 с боковыми ручками 3 с возможностью перемещения ее вдоль вала 1 с одновременным вращением вокруг его оси. Вертикальный вал 1 в верхней части снабжен подвеской, выполненной в виде шейки 4 с головкой 5 и установленной на перекладине 6 подвесной рамы устройства. Шейка 4 выполнена в верхней части вертикального вала 1, имеет прямоугольное сечение и снабжена в верхней своей части по оси симметрии сквозным отверстием 7 для установки в нем посредством опорной оси 8 головки 5, выполненной в виде двух установленных на противоположных концах опорной оси 8 одинаковых радиальных подшипников 9. В нижней части вертикального вала 1 установлен упорный подшипник 10 со стопорной гайкой 11 для ограничения расстояния перемещения поворотной втулки 2 вдоль вала 1.
Подвесная рама устройства выполнена в виде перекладины 6, закрепленной своими концами на двух вертикальных кронштейнах 12 и 13, жестко установленных на неподвижной опоре 14 (например, потолке). Один из кронштейнов является базовым 12, на котором перекладина 6 одним своим концом закреплена шарнирно, а другой - задающим 13, на котором с возможностью изменения расстояния от опоры 14 до места его крепления установлен другой конец перекладины 6. Задающий кронштейн 13 снабжен регулировочными отверстиями 15 по оси его симметрии с возможностью установки конца перекладины 6 на опорный палец 16, закрепленный в одном из регулировочных отверстий 15. При этом для обеспечения движения вала с ускорением первое от опоры 14 регулировочное отверстие 15 выполнено на задающем кронштейне 13 на расстоянии H=h+0,25L, м, где h - высота базового кронштейна 12 от опоры 14 до места крепления на нем конца перекладины, м; L - расстояние между базовым 12 и задающим 13 кронштейнами, м, - минимально необходимое расстояние Н от опоры до места крепления конца перекладины на задающем кронштейне 13 для создания угловых и прямолинейных ускорений в вертикальном и горизонтальном направлениях. Данная зависимость получена расчетным путем и подтверждена многократными экспериментами. Размещая конец перекладины 6 на опорном пальце 16 в других отверстиях 15 задающего кронштейна 13, изменяем скорость движения и ускорение вертикального вала 1 с поворотной втулкой 2 и боковыми ручками 3 в горизонтальном направлении.
Перекладина 6 подвесной рамы выполнена с продольным сквозным пазом 17 по оси ее симметрии с возможностью установки в нем шейки 4 вала 1. При этом сквозное отверстие 7 в шейке 4 вала 1 с установленными в нем на опорной оси 8 двумя одинаковыми радиальными подшипниками 9 расположено над перекладиной 6 таким образом, что радиальные подшипники 9 своей поверхностью контактируют с демпфирующей накладкой 18, которой снабжена поверхность 19 перекладины 6 подвесной рамы между вертикальными кронштейнами 12 и 13. Перед задающим кронштейном 13 на каждой контактирующей с головкой 5 подвески поверхности 19 перекладины 6 выполнено тормозное устройство 20 в виде двух одинаковых горок с обратным уклоном.
Заявленное устройство для тренировки вестибулярного аппарата спортсменов работает следующим образом.
Перед использованием устройства перекладину 6 подвесной рамы устанавливают под определенным углом наклона путем размещения ее конца на опорном пальце 16, установленном в соответствующем регулировочном отверстии 15. Стопорной гайкой 11 устанавливают упорный подшипник 10 на расстояние перемещения поворотной втулки 2 вдоль вала 1. Вертикальный вал 1 с поворотной втулкой 2 устанавливают в положение «к базовому кронштейну». После чего спортсмен выполняет вис, держась за боковые ручки 3 поворотной втулки 2. Под действием веса тела спортсмена поворотная втулка 2 вместе с ним начинает движение с ускорением вертикально вниз, вращаясь вокруг оси вертикального вала 1, который перемещается по наклонной плоскости, благодаря конструкции подвески, головка 5 которой «катится» по поверхности 19 перекладины 6, ускоряясь, а шейка 4 надежно направляет ее (головку) по этой поверхности 19, перемещаясь в сквозном пазу 17 перекладины 6, и тормозится тормозным устройством 20. Демпфирующая накладка 18 обеспечивает более «мягкое» движение вертикального вала 1 в горизонтальном направлении, не нарушая при этом характер движения поворотной втулки 2 с боковыми ручками 3. Дойдя до упорного подшипника 10, движение поворотной втулки 2 в вертикальном направлении прекращается.
Таким образом, с помощью заявленного устройства спортсмен подвергается интегральным возмущающим воздействиям на вестибулярный аппарат, включающим угловые и прямолинейные ускорения в вертикальном и горизонтальном направлениях, и обеспечивающим эффективность тренировочного процесса, позволяющим успешно выступать на соревнованиях и достигать высоких результатов.
Устройство для тренировки вестибулярного аппарата спортсменов промышленно осуществимо. Изготовлен промышленный образец заявленного устройства и успешно используется в ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет». Повышение эффективности тренировочного процесса подтверждается более высокими результатами на соревнованиях в спортиграх, гимнастике, борьбе, в легкой атлетике в барьерном беге.
Заявленное устройство может быть рекомендовано для тренировок не только профессиональных спортсменов, но и школьников, студентов в спортивных залах, на кафедрах военной подготовки ВУЗов, а также для снятия инерции операторов компьютеризованного рабочего места.