УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ЗАНЯТИЯМИ ИГРОВЫМИ ВИДАМИ СПОРТА

Полезная модель относится к медицинской технике и предназначена для отбора подростков занятиями игровыми видами спорта.
Известно устройство для регистрации попадания в ворота мяча или шайбы, содержащее датчик регистрации попадания в ворота, закрепленный на воротах, излучатель сигнала, блок индикации, выполненный в виде монитора, персональную ЭВМ, соединенную с монитором и блоком обработки, согласно полезной модели, датчик регистрации выполнен в виде приемной антенны, содержащей не менее шести приемников, а устройство имеет коммутатор приемных сигналов, входы которого соединены с приемными каналами антенны и с одним выходом блока обработки, а выход через аналого-цифровой преобразователь - с блоком обработки, другой выход которого соединен с излучателем. Устройство позволяет оценить технико-тактические действия спортсмена, регистрируя точность попадания в ворота и скорость движущегося объекта (мяча или шайбы) [патент на изобретение №2185220 РФ].
Известно устройство для тренировки баскетболистов, состоящее из профильных элементов, закрепляемых на баскетбольном кольце, согласно полезной модели, профильные элементы выполнены в виде упругих разрезных колец разного диаметра, соединенных между собой упругими элементами, причем наружное кольцо имеет наружный профиль, сопрягаемый с внутренним профилем баскетбольного кольца, наружное кольцо выполнено из двух разрезных колец из прутков меньшего диаметра, чем диаметр обода баскетбольного кольца, и установленных с зазором за счет проставок. Устройство позволяет определить и тренировать навык борьбы за отскочивший от кольца мяч и точность попадания в кольцо, являющиеся основополагающими навыками для баскетболистов любого класса [патент на изобретение №2193433 РФ].
Недостатком устройств является малые функциональные возможности, обусловленные их применением только в отдельных спортивных играх, невозможность тестирования подростков для отбора занятиями разными игровыми видами спорта.
Известно устройство для визуальной регистрации попаданий в мишень при метании, содержащее мишень, устанавливаемую на опоре с помощью точечного подвеса с углублением, с центром тяжести мишени, расположенным ниже точки подвеса, согласно полезной модели, углубление выполнено на мишени и на его поверхности выполнены, по меньшей мере, две лунки, при этом точечный подвес расположен в одной из указанных лунок с возможностью перескакивания в другую лунку при попадании в мишень. Устройство предназначено для настольных игр, в которых применяется метательное игрушечное оружие, и для спортивных игр, развивающих меткость броска [патент на изобретение №2193436 РФ].
Недостатком устройства является малые функциональные возможности, обусловленные его применением только в играх с метанием спортивного снаряда, невозможность тестирования подростков для отбора занятиями разными игровыми видами спорта.
Известно устройство для диагностики двигательных функций человека, включающее блок предъявления зрительных стимулов с мишенями-светодиодами, подключенный к источнику питания и пульту с кнопками управления светодиодами, блок регистрации движения руки с пазом, по которому свободно перемещается подвижная рукоять с указателем, при этом рукоять жестко соединена с двумя подвижными шкивами, а соосно с одним из шкивов закреплен угловой потенциометр, соединенный с источником питания, датчик углового положения глаза, датчик углового положения головы, соединенный с источником питания и закрепленный на шлеме, присоединенном к туловищу стальной лентой и ремнями, блок усилителей, состоящий из усилителя окулографического сигнала, усилителя сигнала, поступающего с датчика положения головы, и усилителя сигнала, поступающего с блока регистрации движения руки, аналого-цифровой преобразователь, входы которого соединены с выходами усилителей блока, а выходы - с электронной вычислительной машиной с набором программ обработки, согласно полезной модели, в устройство введены дополнительный датчик углового положения глаза, связанный с ним усилитель окулографического сигнала, блок связи, состоящий из дифференциального усилителя, входы которого соединены с выходами усилителей окулографического сигнала, и дополнительный канал аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя. Устройство может быть использовано для исследования двигательных функций человека в спортивной медицине [патент на изобретение №2146494 РФ].
Известно устройство для тренировки мышц и для определения и развития кондиционных и координационных способностей человека, содержащее силовой блок, блок управления и блок программ, в блок управления входит оптическая мышь, подключенная к системному блоку персонального компьютера через USB-порт, а также видео и звуковой каналы и узел определения частоты сердечных сокращений занимающегося, подключенный к LTP-порту или USB-порту системного блока, а для вывода на экран дисплея игрового сценария в блоке программ использована программа трехмерной графики и, кроме того, в блок программ входят служебные, информационно-регистрационные и математические программы, устанавливаемые на жестком диске персонального компьютера перед работой на устройстве, а силовой блок, размещенный на основании, имеет в своем составе игровой стержень, выполненный с расчетом на возможность изменения длины рычага - рабочей части игрового стержня, рукоятку, оснащенную кнопками и подсоединяемую к одному концу игрового стержня, другой конец игрового стержня выполнен в виде шара, размещенного в стакане, образующем среду регулируемого трения для шара, обеспечиваемого с помощью стягивающего узла и воздействующих на шар трущихся элементов, расположенных в верхней и нижней частях шара, при этом нижний трущийся элемент размещен на неподвижной пластине и на него опирается упомянутый шар, а верхний трущийся элемент с помощью первой подвижной пластины прижимается к шару посредством тяговых стержней, соединяющих первую подвижную пластину со второй подвижной пластиной, причем в верхнем трущемся элементе, в суммирующей пластине и первой подвижной пластине, а также в нижнем трущемся элементе и нижней неподвижной пластине выполнены сквозные круговые отверстия, первые для перемещения игрового стержня, а вторые - для сканирования поверхности шара оптической мышью, прикрепленной снизу к неподвижной пластине и управляющей положением курсора на экране дисплея персонального компьютера в зависимости от перемещения игрового стержня, клавиши которой электрическими отводами соединены с упомянутыми кнопками подсоединенной рукоятки, и с помощью электрического кабеля она подключена к системному блоку персонального компьютера, работающему под управлением программ, входящих в блок программ, при этом стягивающий узел содержит: пружину и тяговые стержни, охватывающие первую подвижную пластину и проходящие через суммирующую пластину, верхний и нижний трущиеся элементы, нижнюю неподвижную пластину, и закрепленные во второй подвижной пластине, на которой расположен шток, равноудалено от крепления в ней тяговых стержней, а сама вторая подвижная пластина размещена ниже оптической мыши, рычаг, закрепленный внутри стакана и связанный одним концом со штоком, а другим его концом через прорезь в боковой стенке стакана и первую соединительную планку - с тяговой шпилькой, проходящей через направляюще-тяговое приспособление, имеющее в своем составе направляющее средство и тяговую гайку и установленное на внешней боковой поверхности стакана, отличающееся тем, что в нем в стягивающем узле применены четыре тяговых стержня и одна общая конусообразная пружина достаточной жесткости, расположенная в центре и между первой подвижной пластиной и суммирующей пластиной, узким концом направленная к последней и охватывающая игровой стержень, использована миниатюрная оптическая мышь, закрепленная в стакане таким образом, что, при необходимости, ее можно извлекать через окошко в боковой стенке стакана, и зазор между поверхностью шара и оптической мышью не превышает гарантированного изготовителем оптической мыши для ее нормальной работы, при этом первый конец рычага, закрепленного на уголке внутри стакана, подсоединен к штоку через вторую соединительную планку, а указанная шпилька имеет проточку по всей длине ее нарезной части, в которую через направляющее средство приспособления вкручивается часть первого винта, исключающего вращение шпильки, в тяговой гайке выполнена цилиндрическая канавка, в которую через направляющее средство приспособления вкручивается часть второго винта, ограничивающего ее продольное перемещение, при этом диаметр тяговой гайки во много раз больше диаметра указанной шпильки, в результате чего образован миниворот, кроме того, в силовой блок введены дополнительно восемь узлов воздействия на мышцы ног занимающегося, размещенные в кассете равномерно по краям упомянутого основания и подсоединенные через USB-порты к системному блоку персонального компьютера, причем при работе этих узлов игровой стержень застопорен в вертикальном положении, а в блоке программ при работе с игровым стержнем в качестве объекта управления выбрана змейка изменяющегося цвета, движения которой к пище, перемещающейся хаотически, по закону случайных чисел, сопровождаются подобранными мелодиями, а при работе с указанными восемью узлами объектом управления является сам занимающийся, цветовая подсветка каждого узла может меняться и осуществляется также по закону случайных чисел, занимающийся должен наступать на каждый «загорающийся» узел левой или правой ногой, «гася» его, и все это учтено в программном обеспечении [патент на изобретение №2438742 РФ].
Недостатком устройств является невозможность тестирования точности двигательных действий подростков для отбора занятиями игровыми видами спорта.
Достижение высоких результатов в игровых видах спорта во многом зависит от пространственных (дифференцирование, точное воспроизведение и отмеривание пространственных интервалов, ориентация в пространстве) и временных (дифференцирование, точное воспроизведение и отмеривание временных интервалов) свойств человека [1].
Сложным пространственно-временным рефлексом является реакция на движущийся объект [2]. Задача испытуемого, стремящегося остановить движущийся объект, точно совмещая его с меткой, состоит в нахождении некоторой величины упреждения с учетом скорости движения объекта, оставшегося расстояния и скорости своих двигательных действий [3]. Действия испытуемого в подобной ситуации соответствуют действиям спортсмена игровых видов спорта, что позволяет протестировать точность двигательных действий подростков для отбора занятиями игровыми видами спорта.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для психологических исследований, содержащее генератор тактов, блок переключателей, первый и второй индикаторы, блок индикации, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены микроконтроллер, блок согласования и жидкокристаллический графический индикаторный модуль, причем выход генератора тактов соединяется с тактовым входом микроконтроллера, выход блока переключателей соединяется с входом первого порта ввода/вывода микроконтроллера, выход первого порта ввода/вывода микроконтроллера соединяется со входом первого и второго индикатора, выход второго порта ввода/вывода микроконтроллера соединяется со входом блока индикации, выход третьего порта ввода/вывода микроконтроллера соединяется со входом блока согласования, выход которого подключен кабелем к входу жидкокристаллического графического индикаторного модуля [ патент на полезную модель №78057 РФ]. В устройстве измеряется время ошибок упреждения с отрицательным знаком и время ошибок запаздывания с положительным знаком, затем вычисляется среднеарифметическое значение измеренных ошибок несовпадений положения движущегося объекта и метки.
Недостатком устройства является недостоверная оценка времени реакции на движущийся объект.
Оценка времени реакции на движущийся объект, вычисленная как среднеарифметическое значение измеренных ошибок несовпадения положений движущегося объекта и метки, не позволяет оценить точность двигательных действий подростков. Пусть при тестировании времени реакции на движущийся объект двух испытуемых получены следующие значения ошибок не совпадения положений точечного объекта и метки:
- для первого испытуемого +10, -10, +10, -10, +10, -10, +10, -10, +10, -10 мс, представленные на фиг.1;
- для второго испытуемого +5, -5, +5, -5, +5, -5, +5, -5, +5, -5 мс, представленные на фиг.2.
Среднеарифметические значения ошибок не совпадения положений точечного объекта и метки обоих испытуемых совпадают и равны нулю. Однако равенство нулю среднеарифметического значения не свидетельствует о каких-либо значениях ошибок не совпадения положений точечного объекта и метки, полученных в результате тестирования. В то же время максимальное абсолютное значение ошибки не совпадения точечного объекта и метки у второго испытуемого, равное 5 мс, меньше, чем у первого, равного 10 мс. Так как максимальное абсолютное значение ошибки не совпадения точечного объекта и метки определяет вероятность ошибки при двигательных действиях, которая может привести к техническому браку, то точность двигательных действий второго испытуемого выше.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в повышении достоверности оценки времени реакции на движущийся объект, позволяющей выполнить отбор подростков для занятиями игровыми видами спорта.
Технический результат достигается тем, что устройство содержит микроконтроллер, блок согласования и жидкокристаллический индикаторный модуль, причем выход порта микроконтроллера соединяется с входом блока согласования, выход которого подключен кабелем к входу жидкокристаллического индикаторного модуля, причем новым является то, что дополнительно введен пульт испытуемого, выходы которого соединены с входами второго порта микроконтроллера.
На фиг.3 представлена окружность, предъявляемая испытуемому на экране жидкокристаллического индикаторного модуля, где 1 - метка, 2 - точечный объект, движущийся с заданной скоростью по окружности; на фиг.4 - структурная схема заявляемого устройства.
Заявляемое устройство содержит микроконтроллер 1, блок согласования 2, жидкокристаллический индикаторный модуль 3 и пульт 4 испытуемого.
Микроконтроллер 1 представляет собой стандартный микроконтроллер, имеющий один свободный 8-и разрядный порт для подключения блока согласования 2 с жидкокристаллическим индикаторным модулем 3, один свободный 8-и разрядный порт для подключения пульта 4 испытуемого и энергонезависимую память для сохранения результатов измерений.
Блок согласования 2 предназначен для управления жидкокристаллическим индикаторным модулем 3 и генерирует сигналы, основываясь на битовом представлении данных изображения, полученных с 8-разрядной шины микроконтроллера, хранящихся в его внутрикристальном оперативном запоминающем устройстве.
Жидкокристаллический индикаторный модуль 3 предназначен для отображения окружности, метки 1 и точечного объекта 2, движущегося по окружности (фиг.1), результатов тестирования.
Пульт 4 испытуемого содержит тумблер «Включение» для включения питания устройства и ключ «Стоп» для остановки движения точечного объекта 2 по окружности, соединенный с входом прерывания микроконтроллера 1.
Устройство работает следующим образом. При включении питания микроконтроллер 1 формирует на выходе цифровой код, поступающий через блок согласования 2 на жидкокристаллический индикаторный модуль 3. Эффект движения движущегося объекта создается посредством последовательного включения соответствующих пикселей, образующих объект на жидкокристаллическом индикаторном модуле 3.
Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта 2, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта 2 с меткой 1 нажимает кнопку «Стоп» пульта 4 управления. Сигнал с кнопки «Стоп» поступает на вход прерывания микроконтроллера 1, цифровой код на его выходе фиксируется, переключение пикселей на жидкокристаллическом индикаторном модуле 3 на заданное время, равное 1 сек, прекращается.
Микроконтроллер 1 вычисляет ошибку не совпадения точечного объекта 2 и метки 1 - время ошибки запаздывания или упреждения, и заносит его во внутрикристальное оперативное запоминающее устройство. Затем цифровой код на выходе микроконтроллера 1 обнуляется и процесс тестирования повторяется заданное число раз.
По окончании заданного количества измерений микроконтроллер 1 значения вычисленных ошибок несовпадения точечного объекта 2 и метки 1 из внутрикристального оперативного запоминающего устройства переносит во внутрикристальное арифметико-логическое устройство, где определяется максимальное значение ошибки не совпадения точечного объекта 2 и метки 1.
Микроконтроллер 1 заносит максимальное значение ошибки не совпадения точечного объекта 2 и метки 1, принимаемое за оценку точности двигательных действий испытуемого, в энергонезависимую память и выводит его через блок согласования 2 на жидкокристаллический индикаторный модуль 3.
Отбор подростков для занятий игровыми видами спорта выполняют по меньшему максимальному значению ошибки не совпадения точечного объекта 2 и метки 1.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет повысить достоверность оценки времени реакции на движущийся объект, тем самым повысить надежность отбора подростков для занятиями игровыми видами спорта.
Для отбора подростков занятиями игровыми видами спорта устройство содержит микроконтроллер, блок согласования, жидкокристаллический индикаторный модуль и пульт испытуемого, содержащий органы управления, выходы первого порта микроконтроллера соединены с входами блока согласования, выходы которого соединены с входами жидкокристаллического индикаторного модуля, выходы пульта испытуемого соединены с входами второго порта микроконтроллера.
Источники информации
1. Петров A.M. Мозг и движение. - М.: Издательство ВПК, 1997. - 300 с.
2. Караулова Н.И. Возможности использования реакции на движущийся объект в оценке результатов тренировки // Физиология человека. - 1982. - Т.8, №4. - С.653-660.
3. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека / Н.М.Пейсахов, А.П.Кашин, Г.Г.Баранов, Р.Г.Вагапов; Под ред. В.М.Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.