Тренировочное устройство для мышц спины и ног
TRAINING DEVICE FOR BACK AND LEG MUSCLES

Изобретение относится к области спорта, физической культуры, спортивного оборудования для общефизической подготовки и может быть использовано для развития мышц спины и ног.
Для физической тренировки в массовой физической культуре и спорте применяются различные тренажерные устройства, которые позволяют тренировать различные мышечные группы в разных режимах мышечного сокращения.
Известен многофункциональный тренажер Bodycraft F670 - надежный тренажер для тренировки мышц спины, бедер и пресса (Электронный ресурс: GidTorg.ru).
Известно также устройство для тренировки (патент РФ №2015704), содержащее раму с упорами для ног и наклонными направляющими; опору для спины, смонтированную на них с возможностью продольного перемещения, с размещенным на ней подголовником, примыкающим к одной из торцевых сторон опоры для спины, упорами для плеч и средством создания нагрузки, а также опорный элемент для поясничного отдела спины, смонтированный на опоре для спины посредством регулируемой по длине штанги.
Данное устройство позволяет тренировать мышцы разгибателей бедра и спины, однако для формирования осевого скелета оно малоэффективно.
Известен тренажер Соболева (патент РФ на полезную модель №47758), содержащий опорную поверхность для фиксации бедер, фиксатор для ног, упорные ручки и стационарную опору. При этом опорная поверхность жестко закреплена с наклоном пять градусов по отношению к задней части тренажера на вертикальных стойках, которые закреплены на передвижных площадках, установленных с возможностью перемещения по стационарной опоре. На нижней плоскости опорной поверхности с двух сторон закреплены ручки, нижние концы которых закреплены на передвижных площадках. Фиксатор для ног выполнен в виде перекладины, закрепленной на вертикальной опоре с возможностью изменения его крепления. При этом вертикальная опора жестко соединена с поперечиной, соединенной со стационарной опорой, состоящей из двух штанг. А между вертикальными стойками закреплена поперечная перекладина - ступенька.
Недостатком тренажера является то, что при работе на нем упор производится на брюшную стенку, что само по себе неудобно и приводит к чрезмерному сжиманию брюшной стенки и диафрагмы, а также нарушению нормального дыхания тренирующихся.
Известен тренажер для развития длинных мышц спины (патент РФ на полезную модель №18934), включающий раму, на которой неподвижно закреплены опорный валик и ручка, на одной из верхних перекладин рамы установлено устройство для регулировки нагрузки с возможностью его перемещения и фиксации в вертикальном направлении в зависимости от антропометрических данных занимающегося. Устройство для регулировки нагрузки состоит из двух горизонтальных направляющих, выполненных из прямоугольного профиля, с расположенными на них крепежными кронштейнами, которые, в свою очередь, имеют возможность перемещения и закрепления в зависимости от антропометрических данных занимающегося. На верхних частях кронштейнов жестко закреплены обоймы с впрессованными подшипниками, в которые впрессованы оси кронштейнов крепления подвижных валиков, снабженных штырями для весовых дисков, а направляющие подвижных валиков установлены с возможностью перемещения и фиксации внутри кронштейнов в зависимости от антропометрических данных занимающегося.
Конструктивное исполнение указанного устройства по своей механике обеспечивает изолированную работу только продольной мышцы спины, выпрямляющей позвоночник, тогда как максимальную пользу для здоровья занимающегося, так и для тренировочного эффекта дает скоординированная работа всех мышц спины.
Известно также устройство для тренировки мышц и коррекции осанки (патент РФ №2203711), содержащее установленную на платформе в вертикальных стойках поворотную раму с механизмом углового положения, на которой смонтирован стол для размещения тела, состоящий из ножной секции, гибкого тазового отдела и грудного отдела с подголовником и снабженный фиксаторами частей тела в виде ремней и двуплечих рычагов ног, связанных со средствами для создания нагрузки, которое дополнительно снабжено установленным на платформе креслом-тренажером со средствами для создания нагрузки и трособлочными системами для создания нагрузки, тросы которых закреплены на каждой стойке посредством блоков. Стол дополнительно снабжен размещенными в ножном и головном концах механизмами вытяжения позвоночника, захватами для рук в головном конце и валиковыми фиксаторами туловища, при этом тазовый и грудной отделы стола выполнены в виде одной секции с гибкой поверхностью, смонтированной с возможностью изменения кривизны, подголовник закреплен на раме шарнирно в проксимальном конце и посредством замка в дистальном конце, а ножная секция выполнена из двух симметричных относительно продольной оси частей, закрепленных на раме шарнирно в проксимальном конце и посредством замков в дистальном конце, причем грудной отдел снабжен размещенным в нижней части рамы механизмом изменения кривизны поверхности, а тазовый отдел снабжен подпружиненным упором. Фиксатор ступней ног выполнен в виде колодки, состоящей из двух частей, каждая из которых закреплена на червяке червячной передачи посредством кронштейна, установленного в прорези, выполненной в соответствующей части ножной секции. Принимаем его за прототип.
Однако конструктивное исполнение указанного устройства довольно сложно. Кроме того оно не обеспечивает применения широкого диапазона нагрузок, что делает его малоэффективным для использования в процессе тренировки мышц, так как выполнение средств создания нагрузки в виде пакетов грузов не предполагает осуществления плавного изменения нагрузки из-за большого количества отдельных грузов.
Недостатками всех вышеперечисленных известных устройств являются ограниченные возможности оперативного и точного регулирования статической и динамической нагрузки в процессе развития силы мышц спины и ног.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение арсенала спортивных тренажеров.
Техническим результатом изобретения 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 тем, что в тренировочном устройстве для мышц спины и ног, содержащем установленные на помосте вертикальные стойки, на которых смонтированы устройство для размещения тазового отдела тела спортсмена и механизм для закрепления голеностопов, выполненный в виде колодки из двух накладок и закрепленный на червячной передаче, и механизм создания нагрузки, согласно изобретению к помосту полого короба прикреплены два вертикальных опорных винта, на одном из которых установлен опорный механизм для закрепления голеностопов, на другом - опорная лежанка для тазобедренных суставов спортсмена; при этом высота винтов регулируется опорными винтами при помощи двух пар опорных гаек, установленных на противоположных концах опорных винтов, причем одна из пар жестко закреплена с одной стороны; под помостом в полом коробе расположен механизм создания сопротивления нагрузке, канато-ведущий шкив которого соединен посредством гибкой тяги с механизмом создания нагрузки, расположенным в области верхней части спины спортсмена; при этом механизм создания нагрузки в области верхней части спины спортсмена выполнен в виде двух пластин, соединенных с двух сторон с полужесткой накладкой, расположенной на верхней части спины спортсмена, а с другой - с гибкой тягой канатоведущего шкива; закрепление гибкой тяги на пластине регулируется по высоте при помощи крючков, на которые надевается консоль с закрепленной на ней канатоведущей тягой; при этом в консоль встроен тензодатчик, подключенный к пульту управления и механизму создания сопротивления нагрузки; а опорный механизм для закрепления голеностопов включает червячный механизм для регулирования удержания ног в районе голеностопа, выполненный с возможностью перемещения и фиксации в зависимости от антропометрических данных занимающегося, и смонтированный на нем механизм для закрепления голеностопа, в котором между нижней неподвижной и верхней подвижной накладками дополнительно установлена пружина, а накладки соединяют между собой при помощи пластины с вырезами и закрепляют фиксатором и оснащены опорной ручкой. Кроме того, под помостом в полом коробе расположен механизм создания сопротивления нагрузке, включающий электродвигатель постоянного тока, на одном валу с которым установлен канатоведущий шкив, снабженный гибкой тягой; регулируемый источник тока, подключенный к входу электродвигателя, и задающий элемент, соединенный с регулируемым источником тока; причем пульт управления вместе с цифровым индикатором размещен над помостом; регулируемый источник тока выполнен в виде нереверсивного управляемого тиристорного выпрямителя, а задающий элемент выполнен в виде потенциометра.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что устройство позволяет спортсмену осуществлять свободные двигательные действия туловища (вверх - вниз, вправо - влево) за счет механизма создания сопротивления нагрузке как на заданном уровне, так и с возможностью регулировать во время выполнения упражнения в динамическом и статическом режимах.
На фиг. 1 изображен общий вид тренировочного устройства для мышц спины и ног; на фиг. 2 - опорная лежанка; на фиг. 3 - опорный механизм для закрепления голеностопов; на фиг. 4 - механизм для создания нагрузки в области верхней части спины спортсмена; на фиг. 5 - механизм для закрепления консоли.
Тренировочное устройство для развития мышц спины и ног включает помост 1, к нему прикреплены два опорных винта 2 и 3. На опорном винте 2 установлена опорная лежанка 4 для тазобедренных суставов (фиг. 2), а на опорном винте 3 установлен опорный механизм для закрепления голеностопов (фиг. 3). В том и другом случае высота винтовых опор регулируется при помощи жестко закрепленных с ними с одной стороны опорными гайками 5 и 6, а с другой - опорными гайками 7 и 8, закрепленными жестко к помосту 1. В полом коробе 9 размещен механизм создания сопротивления нагрузке (фиг. 1). Он включает в себя электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения 10, подключенный к выходу регулируемого источника тока 11, функции которого выполняет нереверсивный управляемый тиристорный выпрямитель; задающий элемент (или потенциометр) 12, подключенный к источнику тока 11 посредством управляющего входа; канатоведущий шкив 13, установленный на одном валу 14 с электродвигателем постоянного тока 10; пульт управления вместе с цифровым индикатором 15 установлен на помосте 1. Канатоведущий шкив 13, посредством гибкой тяги 16 соединен с механизмом создания нагрузки, который установлен в области верхней части спины спортсмена 17 (фиг. 4), причем указанный механизм выполнен в виде двух пластин 18, соединенных с двух сторон с полужесткой накладкой 19; гибкая тяга 16 жестко прикреплена к консоли 20, (фиг. 4); консоль 20 перед началом выполнения упражнения вставляется в специальные крючки 22, прикрепленные к пластинам 18 (фиг. 5), затем спортсмен кладет руки на опорную ручку 35, закрепленную на пластинах 18; кроме этого в консоль 20 встроен тензодатчик 23, подключенный к пульту управления с цифровым индикатором 15, который, в свою очередь, связан с потенциометром 12. Опорная лежанка 4 закреплена к опорному подшипнику 24 (фиг. 2), который, в свою очередь, закреплен на опорной гайке 5 опорного винта 2. Механизм для удержания ног в районе голеностопов состоит из опорного подшипника 25 (фиг. 3), закрепленного на опорной гайке 6, которая, в свою очередь, жестко прикреплена к опорному винту 3. Механизм для регулирования места закрепления голеностопов спортсмена (фиг. 3) состоит из червячного вала 26, на котором закреплена ручка 30, и червячного колеса 27, и прикрепленного к нему механизма для закрепления голеностопа, состоящего из нижней неподвижной накладки 28 и верхней подвижной накладки 29, между которыми установлена пружина 33. Закрепление верхней подвижной накладки 29 осуществляется при помощи двух боковых пластин 31 с вырезами 32 и фиксатора 33 (фиг. 3).
Предлагаемое тренировочное устройство работает следующим образом.
Спортсмен 17 принимает исходное положение, лежа лицом вниз на опорной лежанке 4 в районе тазобедренного сустава, предварительно отрегулировав ее по высоте при помощи опорной гайки 5 и опорного винта 2. Ноги в районе голеностопного сустава закрепляют при помощи верхней подвижной накладки 29, подпружиненной при помощи пружины 33, и нижней неподвижной накладки 28, плотно закрепив их специальными боковыми пластинами 31 с вырезами 32 и фиксатором 34. Регулирование исходного положения ног осуществляется самим спортсменом или инструктором при помощи установки механизма закрепления ног в районе голеностопных суставов по высоте за счет поворота опорного винта 3 опорной гайкой 6, и в переднезаднем направлении при помощи вращения ручкой 30 червячного колеса 27, перемещая его по червячному валу 26. Посредством пульта управления нагрузки для мышц спины и ног 15 спортсмен или тренер устанавливает необходимую величину усилия сопротивления в вертикальной плоскости, снимает консоль 20 с опоры 21 и закрепляет консоль 20 на крючки 22 пластин 18, затем спортсмен кладет руки на опорную ручку 35, закрепленную на пластинах 18. При помощи опорных ручек 35 (фиг. 4) спортсмен, во-первых, осуществляет контроль за выполнением двигательного действия туловища в различном направлении (вверх-вниз, вправо-влево) и, во-вторых, обеспечивает технику безопасности, что позволяет спортсмену более уверенно выполнять упражнение. После указанной предварительной подготовки на управляющий вход регулируемого источника тока 11 поступает сигнал задания. Этот сигнал определяет заданную величину тока в якорной цепи электродвигателя 10. В соответствии с заданной величиной тока электродвигатель 10 развивает вращающий момент на валу 14. Канатоведущий шкив 13 передает усилие посредством гибкой тяги 16 на тензодатчик 23, закрепленный на консоли 20, вставленной в крючки 22, закрепленные на пластинах 18, которые, в свою очередь, закреплены на полужесткой накладке 19. Спортсмен начинает выполнять движение туловища вначале вниз в уступающем режиме, а затем вверх - в преодолевавшем режиме, преодолевая 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 режим величины нагрузки на туловище устанавливается в любой момент времени на нужную величину силы сопротивления.
Применение данного тренировочного устройства позволяет повысить эффективность тренировки спортсмена на процесс улучшения силы мышц спины и ног как в динамическом, так и в статическом режимах за счет плавного регулирования величины нагрузки с учетом индивидуальных физических возможностей спортсмена и, следовательно, повысить специфические качества проявления моторных способностей мышц спины, ягодичных мышц, мышц задней поверхности бедра и голени. Устройство для развития силы мышц спины и ног безопасно в работе и отвечает требованиям, предъявляемым к спортивным тренажерам.