УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ СПОРТСМЕНОВ

Полезная модель относится к спорту и может быть использована в качестве учебно-тренировочного средства для контроля и отработки ударов, а также для оценки реакции человека, в частности, противника, выработки навыков спортсмена в нанесении целевого удара, причем как в боксе, так и в других видах силовых единоборств, использующих удары рукой или ногой по противнику.
Известен динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств, включающий ударную подушку с основанием и расположенной на нем эластичной пневмокамерой, снабженной отводным каналом, измерительную систему, содержащую пневмодатчик, присоединенный к свободному концу отводного канала, функциональный преобразователь сигнала пневмодатчика, индикатор и узел сброса показаний. В ударную подушку введены ударная и демпфирующая пластины, эластичное кольцо и кожух, выполненный из мягкого материала, причем эластичное кольцо расположено между основанием и жесткой ударной пластиной с образованием квазизакрытого объема в камере, а в качестве пневмодатчика измерительной системы в отводном канале установлен микроэлектронный полупроводниковый тензодатчик. (RU 2118194 [1]) Недостатком указанного устройства является то, что, оно рассчитано исключительно на отработку навыков нанесения удара и то только в части скорости нанесения и силы удара. При этом устройство не позволяет выработать навыки целевого удара по изменяющей свое место мишени в пределах ударной подушки. Кроме того, устройство не обеспечивает интерактивный диалог между спортсменом и противником; тренирующийся сам выбирает время и место нанесения удара.
Известно тренировочное устройство, содержащее монтируемую на вертикальной опорной поверхности ударную подушку, имеющую основание, и кожух из мягкого материала, закрывающий основание, и внутри которого на основании расположен материал, поглощающий энергию удара, и датчики для регистрации удара, связанные с процессорным блоком обработки полученных сигналов, оснащенным соответствующим программным обеспечением для контроля параметров удара и их визуального отображения. На внешней поверхности кожуха изображен контур противника с выделением внутри этого контура зон поражений, при этом устройство снабжено источниками света в виде светодиодов, расположенных внутри кожуха напротив указанных зон поражений или вокруг них для подсветки этих зон и связанных с источником питания через управляющий блок, связанным с процессорным блоком обработки полученных сигналов и реализующим функцию выборочного включения источников света в последовательно выбираемых случайным образом зонах поражений или в соответствие с заданной программой проведения тестирования в выделенных зонах на поверхности кожуха (RU 54798 U [2]).
Недостатком этого устройства является то, что применительно к боксу оно недостаточно эффективно потому, что не позволяет осуществлять управляемое придание объекту тренировки параметров возможного противника, которые имитировали бы вес, рост и уровень физической готовности противника. В указанном устройстве формирование технически безошибочных ударов, осуществление контроля техничности, точности и скорости выполнения разных ударов и защитных движений осуществляется применительно к условно статическому противнику заданного роста и веса. В результате спортсмен формирует навыки ударов и закрепляет их параметры для работы с таким противником, который похож по параметрам на «боксерский мешок»; применительно к противнику с меньшим весом, приобретенный рефлекс нанесения ударов может негативно сказаться и являться превышением степени необходимого нападения (воздействия), а для противника с высокими физическим возможностями, выработанные навыки спортсмена не всегда могут позволить достичь результата, так как вполне возможно, что в реальных условиях просто не хватит времени для коррекции параметров удара.
Известно устройство для тренировки спортсменов, которое обеспечивает спортсмена информацией о противнике (RU 88276 U [3]). Устройство содержит монтируемую на подвесной опоре ударную мишень, выполненную в кожухе из мягкого материала, внутри которого размещен материал, поглощающий энергию удара, и датчики для регистрации параметров удара, связанные с процессорным блоком обработки полученных сигналов, оснащенным соответствующим программным обеспечением для контроля параметров удара и их визуального отображения. Ударная мишень типа боксерской груши или боксерского мешка смонтирована на подвесе с возможностью регулирования по высоте для имитации роста противника, датчики для регистрации параметров удара помещены в верхнюю и нижнюю части ударной мишени типа боксерской груши или боксерского мешка в количестве не менее двух штук на каждую часть, каждый из которых связан с процессорным блоком обработки полученных сигналов через соответствующий нормирующий преобразователь, каждый из которых выполнен с функцией регулирования порогового значения проходящего сигнала, минимальный уровень которого соответствует уровню физической подготовки противника. Устройство снабжено установочным блоком с дисплеем, на котором выведены поля для отображения роста, веса и уровня физической подготовки противника. Установочный блок выполнен с устройством установки в каждом нормирующем преобразователе порогового значения, соответствующего выбираемому уровню физической подготовки противника, с блоком установки высоты расположения ударной мишени типа боксерского мешка или боксерской груши, соответствующей выбираемому росту противника и включающему в себя исполнительный механизм в виде устройства подъема и опускания. При этом устройство так же снабжено блоком отображения состояния противника в виде звукового или светового сигнализатора, связанного с процессорным блоком обработки полученных сигналов и срабатывающего при нанесении удара в зоне размещения соответствующего датчика, параметры которого превышают предельные значения параметров удара для выбранного уровня физической подготовки противника.
Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет получать информацию только о параметрах нанесенных ударов по мишени (т.е о конечном результате движения спортсмена) и не позволяет получать информацию о параметрах перемещения тела спортсмена и его конечностей (рук, ног), которые обеспечили соответствующие параметры удара.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является известное устройство для тренировки спортсменов боевых видов спорта (RU 93026705 [4]). В устройстве для тренировки спортсменов боевых видов спорта (управления техникой движения и совершенствования скоростно-силовых качеств) используются датчики ускорения, один закрепляемый сзади спортсмена в тазобедренной области, а два других - в рукоятках с формой, позволяющей фиксировать положение датчиков в руках, при этом рукоятки соединены шнуром с управляемыми электронно-вычислительной машиной /ЭВМ/ силозадающими механизмами через электромеханические муфты и подмоточные барабаны, которые в свою очередь через датчики регистрации вращения барабанов преобразуют и передают информацию о возвратно-поступательных движениях рук и корпуса спортсмена через блок согласования в ЭВМ. Во время выполнения специальных движений сигналы с датчиков после преобразования в блоке согласования поступают в ЭВМ и обрабатываются по алгоритму составленной программы. Для тренировки мышц в целях повышения силовых и скоростных характеристик ударов сигналом с ЭВМ включается электромеханическая муфта, соединяя тем самым подметочный барабан с силозадающим механизмом. При выполнении ударов создается противодействующая движению рук спортсмена сила, управляемая ЭВМ. Для обеспечения диалогового режима работы спортсмена с устройством имеется также управляемый от ЭВМ индикаторно-цифровой блок обратной связи, обеспечивающий общение с помощью цифрового светосигнального кода.
Недостатком известного устройства является его громоздкость обусловленная наличием силозадающих механизмов, электромеханических муфт, подметочных барабанов и проводной связи между датчиками и средствами обработки поступающей от них информации и малая информативность, обусловленная тем, что используется малое количество датчиков, которые замеряют только один параметр - ускорение.
Заявляемое в качестве полезной модели устройство для тренировки спортсменов направлено на уменьшение его массогабаритных характеристик и повышение информативности.
Указанный-результат достигается тем, что устройство для тренировки спортсменов, содержит закрепленные в шлеме, перчатках и на поясе спортсменов датчики линейных ускорений и угловых скоростей, выходы которых через радиопередатчик соединены с радиоприемником, подключенным к средству обработки и анализа получаемой от датчиков информации.
Указанный результат достигается также тем, что средство обработки и анализа получаемой отдатчиков информации выполнено в виде персонального компьютера, снабженного соответствующим программным обеспечением.
Использование закрепленных на телах спортсменов датчиков линейных ускорений и угловых скоростей, выходы которых через радиопередатчик соединены с радиоприемником, подключенным к средству обработки и анализа получаемой от датчиков информации позволяет с одной стороны позволяет получать большее количество информации о силовых и скоростных характеристиках ударов и, а с другой существенно снизить массогабаритные характеристики узлов устройства, закрепляемых на теле спортсмена. Наиболее целесообразно, учитывая возможности современной вычислительной техники, использовать в качестве средства обработки и анализа получаемой от датчиков информации персональный компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением.
Сущность заявляемого устройства для тренировки спортсменов поясняется примером реализации и чертежом, на котором представлена принципиальная схема устройства.
Устройство в предпочтительном варианте реализации конструктивно содержит измерительный модуль 1 (один или несколько) и соединенный с ним радиоканалом модуль 2 приема данных, выход которого соединен со входом персонального компьютера 3.
В состав каждого измерительного модуля входит ряд миниатюрных устройств, включающих в себя трехосевой датчик линейного ускорения 4, трехосевой датчик угловой скорости 5 и передатчик 6, передающий данные от датчиков по радиоканалу, которые закрепляются на теле. В качестве входящих в измерительный модуль элементов могут использоваться любые, выбираемые из числа известных. Например, это может быть трехосевой MEMS датчик линейного ускорения (диапазон измерений от -50 до +50g, точность не мене 5%), трехосевой MEMS датчик угловой скорости (диапазон измерений от -1000 град./с до 1000 град./с), радио трансивер с элементом питания. В персональном компьютере можно условно выделить блок 7 анализа данных (программа обработки и анализа данных) и блок 8 отображения и хранения результатов (соответствующая программа с базой данных)
Устройство используется следующим образом. На теле спортсмена известным образом закрепляются один или несколько измерительных модулей 1. Выбор места закрепления зависит от вида спорта. Например, в случае применения устройства в боксе, на теле боксера модули могут закрепляться следующим образом: один модуль в шлеме боксера, два модуля в перчатках (или на кистях спортсмена), один модуль на поясе. Кроме того, модули могут закрепляться на плечах, бедрах. Данные о линейных ускорениях частей тела боксера и угловых скоростей передаются на компьютер 3 с частотой не менее 20 Гц. Пакет данных содержит в себе сведения о величинах максимальных показаний каждого датчика модуля, достигнутых с момента последней передачи. Специальное программное обеспечение производит анализ получаемых данных и отображает ход поединка боксеров. При проведении поединков, удар считается зафиксированным, если одновременно возникает импульс линейного ускорения в ударной конечности одного спортсмена и импульс линейного ускорения или импульсное изменение угловой скорости поражаемой части тела второго спортсмена.
При использовании устройства для тренировки одного спортсмена, предлагаемое устройство может использоваться в комплекте с известным из RU 88276 U [3].
В этом случае предлагаемое устройство будет давать информацию о параметрах движения боксера или его конечностей, а известное - о результатах такого движения - о параметрах нанесенного удара.
Так же возможно применение устройства в тренировочных спаринговых боях, тогда устраняется основной недостаток подобных тренировочных устройств - измерение параметров симуляции взаимодействия с противником, а не непосредственное контактное взаимодействие противников в единоборствах.