УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ УДАРНЫХ ДВИЖЕНИЙ СПОРТСМЕНОВ

Полезная модель относится к спортивно-тренировочным устройствам ударного типа, предназначенным преимущественно для обучения и совершенствования техники ударного движения в различных видах спорта, например, таких как бейсбол, футбол, хоккей, гольф, теннис, волейбол.
Известно устройство для тренировки техники удара спортсменов, содержащее станину и смонтированный в ней в трубчатой направляющей подпружиненный стержень с упругим объектом удара (см. А.С. СССР №387720, МПК А63В 69/00, опубл. 19.11.74). Трубчатая направляющая закреплена в станине подвижно, а один из ее концов подпружинен.
Однако возвратно-поступательный механизм устройства обеспечивает движение объекта удара (например, мяча) по прямой линии, в то время как кисть руки (или голень ноги) движется по дуге. Разные траектории мяча и руки приводят к нарушению биомеханических условий соударения, что отражается на качестве тренировки. Устройство недостаточно эффективно для отработки техники ударов еще и потому, что ограничения по степени свободы влекут за собой высокие требования к точности выполнения ударного движения. Это неприемлемо при обучении начинающих спортсменов из-за отсутствия у них двигательного навыка ударного движения.
Известно устройство для тренировки теннисистов, содержащее маятниковую рукоятку, смонтированную на стойке с возможностью вращения вокруг осей маятника и снабженную вращающимся элементом на свободном конце, имитирующим теннисный мяч с упругим эластичным элементом, установленным с возможностью вращения при ударе ракеткой. После удара по мячу рукоятка возвращается в исходную позицию автоматически. Устройство может регулироваться по высоте. Маятник может поворачиваться и останавливаться в вертикальном или горизонтальном положениях (см. ЕР1728536, МПК А61В 69/00).
Однако устройство не обеспечивает тренировку всех видов ударных движений в теннисе, тем более не позволяет отрабатывать ударные движения в других видах спорта. Устройство также имеет малую амплитуду движения мишени и длительный период послеударных колебаний.
Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство для обучения и совершенствования техники нападающего удара в волейболе (см. патент Р.Ф. №2301696, МПК А63В 69/00, опубл. 2007.06.27). Устройство содержит несущую раму, мяч, блок возврата мяча в исходное положение, содержащий стержень, один конец которого
закреплен на раме с возможностью обеспечения не менее двух степеней свободы, а второй конец соединен с мячом, упругую растяжку, одним концом соединенную с рамой, а вторым со стержнем, ограничитель хода стержня в виде рамы трапециевидной формы, закрепленный между концами несущей рамы, амортизаторы, расположенные в крайних положениях хода стержня.
Однако данное устройство позволяет отрабатывать только один тип удара из одного положения, чего не достаточно для комплексных тренировок и отработки навыков. Кроме того, конструкция не обеспечивает долговечной работы, так как при неправильном ударе (что не является редкостью у начинающих спортсменов) происходит жесткий контакт стержня с ограничителем хода. Это может привести к поломке, как самого стержня, так и его крепления к раме.
Задача - создание устройства для обучения и совершенствования удара, позволяющего отрабатывать все возможные удары (подача мяча, боковые удары слева и справа, удар по мячу при его нахождении вблизи земли, удары с закруткой мяча), имеющего надежную конструкцию и долгий срок службы.
Техническим результатом является возможность отработки всех видов удара рукой, ногой, битой, клюшкой, теннисной ракеткой или чем иным по мишени за счет применения специального крепления, обеспечивающего монтаж тренажера на различной высоте и под различным углом, повышение надежности тренажера за счет распределения ударной нагрузки между элементами крепления стержня и устранения возможности жестких контактов между деталями тренажера.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для тренировки ударных движений спортсменов содержит несущую раму, выполненную с возможностью ее закрепления на опоре, мишень, стержень, один конец которого закреплен на раме, а второй соединен с мишенью, упругую растяжку, одним концом соединенную с рамой, а вторым концом соединенную со стержнем, ограничитель хода стержня, прикрепленный к раме, амортизаторы, расположенные в крайних положениях хода стержня. Согласно решению несущая рама выполнена с возможностью ее поворота относительно опоры в горизонтальной плоскости с последующей фиксацией в выбранном положении.
Опора содержит механизм поворота несущей рамы, выполненный в виде кольца, имеющего возможность вертикального перемещения относительно опоры. Несущая рама содержит упоры, выполненные с возможностью плотного контакта с кольцом.
Устройство содержит направляющие для растяжки, выполненные в виде роликов, закрепленных по периметру несущей рамы.
Стержень снабжен роликовыми упорами, а ограничитель хода стержня выполнен в форме двух, расположенных напротив друг друга, дугообразных элементов, между которыми имеют возможность перемещения роликовые упоры.
Ограничитель хода и рама соединены, подрамником, имеющим форму, обеспечивающую свободное перемещение стержня с мишенью между амортизаторами.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлен общий вид устройства, где позициями обозначены:
1. стержень;
2. ось крепления стержня;
3. проушины;
4. шток;
5. несущая рама;
6. крепление;
7. направляющие для растяжки;
8. упругая растяжка;
9. роликовые упоры;
10. ограничитель хода стержня (направляющие для роликовых упоров);
11. амортизатор ограничителя хода стержня;
12. мишень;
13. элемент натяжения растяжки;
14. приспособление для закрепления мишени;
15. крепежное кольцо;
16. стойка;
17. передняя балка;
18. задняя балка;
19. поперечная балка;
20. верхняя балка;
21. перекладина;
22. корпус;
23. скоба;
24. вставка;
25. скоба;
26. упор;
27. крестообразная рама;
28. стержень;
29. гайка;
30. ручка-рычаг;
31. площадка;
32. основание;
33. подрамник.
Устройство выполнено по схеме маятниковой подвески (физический маятник), что обеспечит биомеханическое согласованное взаимодействие мяча и руки в период «соударения» в силу того, что руку спортсмена с теннисной ракеткой в принципе можно также рассматривать как «маятниковую подвеску.
Лучший вариант выполнения тренажера.
Устройство содержит раму 5, выполненную из стальных труб прямоугольного сечения. Рама 5 состоит из передней 17, задней 18, поперечной 19 и верхней 20 балок, при этом задняя 18 и верхняя 20 балки соединены между собой под прямым углом. Поперечная балка 19 расположена в центральной части задней балки 18, перпендикулярно ей и верхней балке и предназначена для лучшей фиксации рамы 5 на кольце 15. Передняя балка 17 расположена параллельно задней 18 и соединена с верхней балкой 20 с помощью наклонной перекладины 21, расположенной под углом 45°. Устройство также содержит подвижный стержень 1, верхний конец которого шарнирно закреплен с помощью оси 2 в проушинах 3 штока 4, который помещен в корпус 22. Корпус 22 имеет две вставки 24 из материала с амортизационными свойствами, например резины, расположенные с обоих противоположных его концов. Шток 4 выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси и небольших перемещений вдоль оси за счет наличия вставок 24. Вследствие такого конструктивного выполнения стержень 1 приобретает дополнительную степень свободы вдоль и вокруг оси штока. Корпус 22 штока 4 закреплен на несущей раме 5 с помощью скобы 23. Скоба 23 выполнена из двух параллельных пластин, имеющих вид равнобоких прямоугольных треугольников, прямые углы которых приварены к корпусу 22, а другие приварены к раме 5 в местах крепления перекладины 21 к балкам 17 и 20. Между пластинами скобы 23 расположены направляющие ролики 7. На нижнем конце передней балки 17 размещен амортизатор 11 ограничителя хода стержня, представляющий собой сложенный вдвое пакет из нескольких слоев резиновых лент разной длины. Края пакета-амортизатора 11 скреплены между собой скобой, которая прикреплена к балке таким образом, чтобы в исходном положении стержень располагался вертикально параллельно передней балке. Аналогичный амортизатор 11 выполнен на верхней балке рамы таким образом, чтобы в крайнем положении стержень 1 располагался горизонтально параллельно верхней балке. На передней балке закреплен дополнительный ролик 7 с
помощью скобы 25. В исходном положении стержень 1 расположен вертикально и прижат к амортизатору 11 на передней балке с помощью растяжки 8, прикрепленной одним концом к стержню (с образованием в исходном положении прямого угла), проходящей через направляющие ролики 7 и прикрепленной другим концом к элементу натяжения 13. Элемент натяжения 13 прикреплен к скобе амортизатора 11, расположенного на верхней балке 20. Задняя 18 и поперечная 19 балки соединены своими серединами и снабжены полукруглыми упорами 26 на концах, выполненными с возможностью плотной посадки на кольцо 15. Кольцо 15 закреплено на крестообразной раме 27, снабженной креплениями 6 для размещения на стойке 16 или стене на любой высоте. Кольцо 15 и упоры 26 плотно соединены между собой с помощью зажима, представляющего собой стержень с резьбой 28, закрепленный в центре крестообразной рамы - 27 и проходящий через отверстие, выполненное в месте крепления поперечной 19 и задней 18 балок, при этом на резьбовой стержень 28 навинчена гайка 29, снабженная ручками-рычагами 30. Рама 5 может быть закреплена на крепежном кольце 15 под любым углом. Стержень 1 снабжен упорами 9, представляющими собой два ролика, расположенных в исходном положении в горизонтальной плоскости. Внутри рамы 5 установлены направляющие 10 для роликовых упоров 9, выполненные в виде двух дуг окружности, расположенных параллельно, соединенных концами с передней и верхней балками. Направляющие 10 ограничивают колебания стержня в поперечном направлении. На нижнем конце стержня 1 расположено приспособление 14 для закрепления мишени 12. В случае использования футбольного мяча приспособление для закрепления мишени представляет собой площадку 31 с основанием 32, жестко прикрепленным к стержню 1 под прямым углом. Нижний конец задней балки 18 соединен с направляющими 10 с помощью подрамника 33, изогнутого таким образом, чтобы стержень 1 с мячом 12 мог беспрепятственно перемещаться от одного амортизатора 11 до другого. Вставки 24 корпуса 22 штока 4 предназначены для предотвращения колебаний (излишней вибрации) после удара стержня 1 с мишенью 12 об амортизаторы ограничителя хода стержня 11.
Работа на устройстве осуществляется следующим образом.
Вначале на нужной высоте устанавливают крепежное кольцо 15 с помощью креплений 6. Затем под необходимым углом устанавливают несущую раму 5, плотно прижимая ее упорами 26 к кольцу 15 с помощью стержня 28 с гайкой 29. В исходном состоянии маятник в виде стержня 1 зафиксирован около переднего амортизатора 11 системой роликов 7 с растяжкой 8 (эластичным резиновым шнуром-амортизатором). Так как мишень после удара движется по дуге с радиусом, равным длине стержня, то наименьшее усилие к мишени для вывода ее из состояния покоя нужно приложить по
касательной к дуге. Любое другое направление ударного движения ракетки, биты, клюшки, руки или ноги будет сопряжено с большими усилиями, что в свою очередь сразу же почувствует спортсмен, т.е. получит информацию о правильности удара и будет обязан внести коррективы при следующей попытке. Для регулировки усилия выведения мишени из состояния покоя используется предварительное натяжение растяжки 8 с помощью элемента 13. Если удар по мишени 12 был произведен неправильно, то возникают усилия, стремящиеся повернуть стержень 1 вокруг собственной оси и разрушить его крепление к раме 5. Эти усилия воспринимают роликовые упоры 9, предотвращая нежелательные движения стержня 1. Спортсмен занимает позицию, соответствующую фазе удара, с опорой стоя или же без опоры - в прыжке. Производится ударное действие по мишени. Мишень, получив значительный заряд кинетической энергии (импульс силы) и ускорение после удара, легко преодолевает натяжение растяжки, смещается по дуге радиуса, равного длине стержня 1, свободно проходит через подрамник 33 и сталкивается с амортизатором 11, закрепленным на верхней балке 20. Столкнувшись с амортизатором, мишень теряет скорость до нуля, и за счет силы натяжения растяжки мяч возвращается в исходное положение. Исчерпав за 3-4 возвратно-поступательного колебания (порядка 1-1,5 сек) инерционную энергию, мишень успокаивается в исходном положении, упираясь в передний амортизатор. Устройство вновь готово к работе. При необходимости смены позиции для отработки других видов удара ослабляют гайку 29 на стержне 28 и поворачивают раму 5 до установки мишени 12 в нужное положение, после чего гайку вновь затягивают. При необходимости корректируют высоту положения устройства, передвигая по вертикали крестообразную раму 27 с закрепленным на ней кольцом 15.
Данное устройство позволяет на практике реализовать обучение ударным движениям и с самого начала обучения приступить к формированию не только кинематических и ритмических структур ударного движения, но что более важно - динамических структур, составляющих основу всего ударного движения. Оно позволяет отрабатывать не только подачу мяча, но и боковые удары как слева, так и справа. Устройство позволяет получать срочную информацию о правильности выполнения удара.