Устройство для растяжения мышц тела человека
Устройство для растяжения мышц тела человека относится к физической культуре и предназначено для качественного развития мышечной системы человека, в частности для увеличения гибкости его позвоночного столба. Технический результат заключается в сокращении времени достижения развития высокого уровня гибкости за счет обеспечения плавного действия на мышцы рук человека растягивающей силы со стороны устройства в статико-пассивном режиме. Устройство для растяжения мышц тела человека, содержащее основание с опорой для ног, жестко закрепленной на основании, держатель для рук и блок управления растягивающим усилием, включающий пневмоцилиндр с поршнем, штоком, электропневматическим клапаном и штуцером для впуска сжатого воздуха, электрокомпрессор, устройство для пуска электрокомпрессора и устройство для включения электропневматического клапана. Опора для ног жестко делит основание на две части, одна из которых предназначена для расположения человека, другая - для жесткой установки пневмоцилиндра и электрокомпрессора блока управления растягивающим усилием. Задняя крышка пневмоцилиндра расположена у опоры для ног, электропневматический клапан и штуцер для впуска сжатого воздуха пневмоцилиндра выполнены в зоне задней стенки пневмоцилиндра, пневмоцилиндр через штуцер для впуска сжатого воздуха пневматически связан с электрокомпрессором, а его электропневматический клапан сообщается с атмосферой и электрически связан с устройством для пуска электрокомпрессора. Шток поршня пневмоцелиндра соединен посредством гибкой связи с держателем для рук с закрепленными на нем устройствами для пуска электрокомпрессора и для включения электропневматического клапана электрически связанными с источником питания. 1 п.ф. 1 ил.
Полезная модель относится к физической культуре и предназначена для качественного развития мышечной системы человека, в частности для увеличения гибкости его позвоночного столба.
Общеизвестно, что гибкость обеспечивает человеку хорошую координацию движений в процессе двигательной активности, что позволяет быстрее формировать правильную технику движений, развивать все физические качества, более экономично расходовать энергетические ресурсы организма. Кроме того, оптимальный уровень развития гибкости позвоночного столба (спины) человека обеспечивает правильную осанку, предотвращая опасность возникновения различных заболеваний, снижает вероятность травм окружающих их мышц и мягких тканей. Для улучшения подвижности позвоночного столба мышцы, приводящие его в движение, должны иметь способность оптимально растягиваться.
Существует несколько способов растяжения мышц, однако самым эффективным считается развитие статико-пассивной гибкости.
Известны тренажеры и устройства разного типа, использование которых позволяют в разной степени решать задачи развития физических качеств, а именно гибкости позвоночного столба человека.
Известно устройство для растяжения мышц тела человека, основанное на развитии статически-активной гибкости за счет создания растягивающей силы самим человеком. [http://sale-training.ru/katalog/trenazhery-dlya-rastyazhki].
Устройство для растяжения мышц тела человека представляет собой три стержня, одни концы каждого из которых шарнирно соединены с жесткой перемычкой. Причем шарниры расположены в непосредственной близости друг с другом. Стержни выполнены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости. Кроме того, крайние стержни выполнены с опорными элементами для ног. Каждый опорный элемент для ног расположен на свободном конце каждого стержня и выполнен с возможностью перемещения относительно соответствующего стержня. На противоположном конце среднего стержня выполнен держатель для рук. При этом длина среднего стержня меньше длины крайнего стержня.
Устройство работает следующим образом.
Вначале человек принимает исходное положение: сидя на полу, ноги максимально широко разведены в стороны и зафиксированы в области голестоптоного сустава на опорных элементах для ног. Мышцы спины расслаблены, мышцы рук и ног умеренно напрягаются.
Взявшись за держатель для рук среднего стержня, человек выполняет наклон туловища вперед до максимально возможной амплитуды движения. При этом растянутое положение наклона принимается и поддерживается только при помощи мышечного усилия рук. Причем чем больше сила рук, тем больше амплитуда движения наклона туловища. Такое положение наклона за счет мышечного усилия рук характеризуется статически-активной гибкостью.
В процессе наклона туловища вперед все мышечные группы (рук, ног и спины) умеренно напрягаются и в динамике их мышечное напряжение нарастает.
Сохраняя данное положение заданное время, мышцы спины, рук и ног человека испытывают сильное напряжение. Это приводит к растяжению мышц ног, к сокращению мышц рук и растяжению мышц спины, изменение которых зависит от времени удержания позы в наклоне.
При выполнении следующего задания увеличивается амплитуда движения и уменьшается угол наклона туловища, мышцы ног и рук человека испытывают еще большее напряжение. При этом глубокому наклону туловища человека препятствует доминирование сильных крупных мышечных групп спины над менее сильными мышцами рук, что ведет к недостаточному растяжению мышц спины и развитию гибкости позвоночного столба.
Кратковременность растяжения мышц спины во время глубокого наклона туловища приводит к незначительному изменению уровня гибкости позвоночного столба человека.
Значительное изменение уровня гибкости позвоночного столба человека достигается многократным выполнением упражнения с использованием длительный период времени данного устройства.
Для дальнейшего развития уровня гибкости угол между крайними стержнями устройства для растяжения увеличивается, что приводит к процессу работы мышц спины рук и ног с большими мышечными усилиями, к большему растяжению мышц спины и увеличению изменения уровня гибкости позвоночного столба.
Достоинством известного устройства для растяжения мышц является возможность развития гибкости позвоночного столба с помощью этого устройства за счет растяжения мышц спины при выполнении наклона туловища вперед из положения сидя.
Недостаток известного устройства для растяжения мышц тела человека заключается в длительном периоде времени, необходимом для развития высокого уровня гибкости, что обусловлено развитием только статически-активной гибкости за счет создания растягивающей силы самим человеком.
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности является устройство для растяжения мышц тела человека, основанное на развитии статически-пассивной гибкости за счет создания растягивающей силы устройством для растяжения мышц тела человека. [Пасчимо-пропс http://www.yoga-store.ru/auxpage_propsy-slya-jogi-i-ih-ispolzovanie/]
Устройство для растяжения мышц тела человека представляет собой основание с держателем для рук. Основание выполнено из двух параллельных стенок, жестко соединенных между собой в средней части опорой для ног и у одного из краев - перемычкой.
По верхнему краю каждой стенки выполнены пазы, предназначенные для установки в них держателя для рук. Держатель для рук представляет собой гимнастическую палку, длина которой превышает расстояние между стенками основания.
Устройство работает следующим образом.
Держатель для рук установлен в одном из пазов в стенках основания, расположенных на минимальном расстоянии от человека.
Человек принимает исходное положение сидя на полу, ноги вперед, стопы упираются в опору для ног. Мышцы спины и рук расслаблены, мышцы ног умеренно напрягаются. Человек выполняет активный наклон туловища вперед для захвата держателя для рук, происходит растяжение мышц, которое изменяет уровень гибкости, процессе которого мышечные группы спины рук и ног испытывают сильное напряжение. Под действием этого напряжения растягиваются мышцы ног, рук и мышцы спины, изменение которых зависит от времени удержания позы в наклоне.
Взявшись за держатель для рук устройства для растяжения мышц, человек выполняет наклон туловища вперед до возможной амплитуды движения. В момент захвата мышцы спины, рук и ног человека испытывают сильное напряжение, которое после захвата руками держателя ослабевает, раскрепощая мышцы человека.
При этом растянутое состояние мышц человека в наклоне принимается и поддерживается только при помощи фиксированного положения рук на держателе Такое положение наклона туловища вперед за счет фиксированного положения рук на держателе характеризуется уже статически-пассивной гибкостью.
Под действием растягивающей силы у человека мышцы спины, рук и ног находятся в умеренном напряжении. Сохраняя данное положение заданное время, мышцы спины, рук и ног человека остаются умеренно напряженными, при этом происходит их растяжение. Величина изменения их растяжения зависит от времени удержания позы человека в наклоне.
В данном положении собственная растягивающая сила человека зависит от расположения держателя для рук в пазах стенок основания. Причем, чем дальше по отношению к человеку располагается держатель для рук, тем больше амплитуда движения наклона туловища вперед, меньше угол наклона туловища человека и больше величина изменения уровня статически-пассивной гибкости.
После выполнения упражнения заданное время держатель для рук устанавливается в следующий паз, расстояние между ним и человеком увеличивается. Взявшись за держатель для рук, человек выполняет наклон туловища вперед, увеличивая амплитуду движения и уменьшая угол наклона туловища. Действие растягивающей силы устройства увеличивается, мышцы спины, рук и ног испытывают нарастающее напряжение.
Сохраняя данное положение заданное время, мышцы спины, рук и ног начинают испытывать сильное напряжение. Это приводит к дальнейшему растяжению мышц спины, рук и ног, и увеличению уровня статически-пассивной гибкости.
При максимально возможном наклоне туловища вперед в конечной точке амплитуды движения мышцы спины, рук и ног человека испытывают чрезмерное напряжение и растяжение. В мышцах возникают сильные болевые ощущения, которые заставляют человека прекратить выполнение упражнения.
При кратковременном выполнении упражнения уровень статически-пассивной гибкости не изменяется.
Более высокий уровень статически-пассивной гибкости с использованием данного устройства достигается при повторным выполнении человеком упражнения с увеличением времени удержания позы наклона, что приводит по истечении длительного времени тренировок к адаптации мышц к растягивающей силе, к безболезненному сохранению положения заданный период времени и к повышению уровня статически-пассивной гибкости.
Достоинством известного устройства для растяжения мышц является сокращение периода времени, необходимого для развития высокого уровня гибкости, что обусловлено включением в работу мышц как в статико-активном состоянии, так и статико-пассивном состоянии, влияющим на повышение уровня статическо-пассивной гибкости.
Однако период времени, необходимый для развития высокого уровня гибкости остается продолжительным, что является недостатком известного устройства.
Это обусловлено дискретностью изменения растягивающей силы при перестановке держателя для рук из одного положения в другое, при которой работа мышц переходит из статико-активного состояния, в статико-пассивное состояние.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в разработке устройства для растяжения мышц тела человека, позволяющего сократить время достижения развития высокого уровня гибкости за счет обеспечения плавного действия на мышцы рук человека растягивающей силы со стороны устройства в статико-пассивном режиме.
Для решения поставленной задачи устройство для растяжения мышц тела человека, содержащее основание с опорой для ног, жестко закрепленной на основании, и держатель для рук, снабжено блоком управления растягивающим усилием, включающим пневмоцилиндр с поршнем, штоком, электропневматическим клапаном и штуцером для впуска сжатого воздуха, электрокомпрессор, устройство для пуска электрокомпрессора и устройство для включения электропневматического клапана, при этом опора для ног жестко делит основание на две части, одна из которых предназначена для расположения человека, другая - для жесткой установки пневмоцилиндра и электрокомпрессора блока управления растягивающим усилием, задняя крышка пневмоцилиндра расположена у опоры для ног, электропневматический клапан и штуцер для впуска сжатого воздуха пневмоцилиндра выполнены в зоне задней стенки пневмоцилиндра, пневмоцилиндр через штуцер для впуска сжатого воздуха пневматически связан с электрокомпрессором, а его электропневматический клапан сообщается с атмосферой и электрически связан с устройством для пуска электрокомпрессора, шток поршня пневмоцелиндра соединен посредством гибкой связи с держателем для рук с закрепленными на нем устройствами для пуска электрокомпрессора и для включения электропневматического клапана электрически связанными с источником питания.
Введение в устройство для растяжения мышц тела человека блока управления растягивающим усилием с изменением взаимосвязей в устройстве отличает заявляемое решение от прототипа. Наличие в совокупности существенных признаков заявляемого решения существенных отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности полезной модели «новизна».
Введение в устройство для растяжения мышц тела человека блока управления растягивающим усилием с изменением взаимосвязей в устройстве позволяет при его использовании достичь высоких результатов в показателях гибкости позвоночного столба человека за короткий период времени. Это обусловлено тем, что развитие гибкости с использованием устройства обеспечивается за счет развития статико-пассивной гибкости.
На фигуре представлена схема устройства для растяжения мышц тела человека, иллюстрирующая сущность полезной модели и подтверждающая ее работоспособность и промышленную применимость.
Устройство для растяжения мышц тела человека содержит основание 1 с опорой для ног 2, держатель для рук 3 и блок управления растягивающим усилием 4.
Блок управления растягивающим усилием 4 включает пневмоцилиндр 5 с поршнем 6, штоком 7, электропневматическим клапаном 8 и штуцером для впуска сжатого воздуха 9, электрокомпрессор 10, устройство 11 для пуска электрокомпрессора 10 и устройство 12 для включения электропневматического клапана 8.
Опора для ног 2 жестко закреплена на основании 1 и делит его на две части 13 и 14. Одна часть 12 основания 1 предназначена для расположения человека, другая часть 13 основания 1 - для установки пневмоцилиндра 5 и электрокомпрессора 10 блока для управления растягивающим усилием 4.
Пневмоцилиндр 5 и электрокомпрессор 10 жестко закреплены на основании 1. Причем его задняя крышка пневмоцилиндра 5 расположена у опоры для ног 2. Электропневматический клапан 8 и штуцер для впуска сжатого воздуха 9 пневмоцилиндра 5 выполнены в зоне задней стенки пневмоцилиндра 5.
Пневмоцилиндр 5 через штуцер для впуска сжатого воздуха 9 пневматически связан с электрокомпрессором 10, а его электропневматический клапан 8 сообщается с атмосферой и электрически связан с устройством 10 для пуска электрокомпрессора 10.
Шток 7 поршня 6 пневмоцелиндра 5 соединен с держателем для рук 3 посредством гибкой связи 15.
Держатель для рук 3 выполнен в виде гимнастической палки, на которой закреплены устройство 11 для пуска электрокомпрессора 10 и устройство 12 для включения электропневматического клапана 8. При этом вышеуказанные устройство 11 для пуска электрокомпрессора 10 и устройства 12 для включения электропневматического клапана 8 электрически связаны с источником питания (на фиг. не показан).
Устройство работает следующим образом.
Первоначально устройство для растяжения мышц тела человека подключается к источнику питания.
Человек принимает исходное положение, сидя на полу, ноги вперед, ногами упирается в опору для ног 2, а руками захватывают держатель для рук 3. В этом положении мышцы его спины и рук расслабляются. Мышцы ног умеренно напрягаются.
Для создания нагрузки на мышцы человека включается устройство 11 для пуска электрокомпрессора 10, который сжимает атмосферный воздух и подает его в пневмоцелиндр 5. Давление воздуха в пневмоцелиндре 5 повышается, создавая силу, которая воздействует на поршень 6 со штоком 7, под действием которой поршень 6 перемещается в сторону противоположную задней стенки пневмоцелиндра 5. Движение штока 7 посредством гибкой связи 13 приводит к плавному перемещению держателя для рук 3 в направлении к опоре для ног 2.
В свою очередь плавное перемещение держателя для рук 3 через вытянутые руки человека передается на мышцы спины и ног. Человек наклоняется вперед до максимально возможной амплитуды движения и принимает растянутое положение, характеризуемое статически-пассивной гибкостью. При этом уровень растяжения мышц зависит от времени удержания позы в наклоне.
При дальнейшей работе электрокомпрессора 10 давление в пневмоцилиндре 5 повышается, плавно увеличивая силу растяжения, действующую на мышцы спины, рук и ног человека. Расслабленные мышцы спины и рук испытывают нарастающее напряжение.
Увеличение силы на мышцы осуществляется до сильных болевых ощущений и появления чувства дискомфорта. Мышцы спины, рук и ног при этом испытывают максимальное напряжение для данной амплитуды наклона туловища человека, возрастает нервная активность.
При появлении таких ощущений человек выключает устройство 12 для пуска электрокомпрессора 10. Рост давления воздуха в пневмоцелиндре 5 прекращается. Сила воздействия на мышцы человека становится постоянной. За счет принудительного натяжения человек сохраняет положение наклона с данной амплитудой заданный период времени, например 30 с. В этот период времени происходит расслабление и растяжение мышц спины, рук и ног человека. По мере их растяжения происходит адаптация мышц спины, рук и ног к качественно новому растянутому состоянию, нервная активность спадает, снижается чувство дискомфорта и появляется чувство облегчения, после чего нагрузка снимается.
Для снятия действия нагрузки на мышцы человек включает устройство 12 для включения электропневматического клапана 8, которое открывает связь пневмоцелиндра 5 с атмосферой. Давление воздуха в пневмоцелиндре 5 снижается, поршень 6 со штоком 7 возвращаются в начальное положение. Действие силы растяжения на человека прекращается, и он возвращается в исходное положение. Мышцы спины, рук и ног при этом, еще некоторое время находятся в растянутом состоянии, что в данном случае указывает на эффект пролонгации, после физической работы.
Систематическое выполнение данного упражнения позволяет добиться высокого уровня растяжения мышц спины и повысить уровень гибкость позвоночного столба.
Для оценки качества растяжения мышц и развития гибкости позвоночного столба человека с использованием устройства для растяжения мышц человека был проведен педагогический эксперимент в ФГОУВПО Дальневосточном государственного университета путей сообщения г. Хабаровска. В ходе эксперимента были организованы контрольная (16 чел) и экспериментальная (16 чел) группы студентов (девушек) в возрасте: 16-18 лет. Общее количество испытуемых составило 32 человека. Все девушки, задействованные в эксперименте, занимались физкультурой 2 академических часа 2 раза в неделю по общеобразовательной программе физического воспитания в вузе. При этом девушки в контрольной группе занимались физической культурой, с использованием дополнительного спортивного оборудования - устройств для растяжения мышц (аналога и прототипа), а в экспериментальной группе - с использованием заявляемого устройства для растяжения мышц человека, опытный образец которого был изготовлен в лаборатории ДВГУПС с использованием пневмоцилиндра марки Air Crafter 61 М1Р050А1500 и компрессора марки Berkut R 17.
До начала эксперимента группы были одинаковы по своему составу и уровню подготовленности. Вначале и после окончания учебного года проводилось тестировние девушек контрольной и экспериментальной групп. Для тестирования были выбраны общепринятый тест на развитие гибкости позвоночного столба - наклон туловища вперед из положения сидя [Г.П. Юрко, 1978 с соавт., 1978; В.И. Усаков, 1989; В.А.Нестеров, 1992.]. Тестирование проводится следующим образом. На полу обозначается центровая и перпендикулярная линии. Сидя на полу, ступнями ног касается центровой линии, ноги выпрямлены в коленях, ступни вертикальны, расстояние между ними составляет 20-30 см. Испытуемый выполняет три наклона вперед вдоль перпендикулярной линии. На четвертом наклоне его положение фиксируется в течение 5 сек, после чего по кончикам пальцев рук на перпендикулярной мерной линии регистрируется результат.
Тестируемой величиной является расстояние от центровой линии до кончиков пальцев рук испытуемого на перпендикулярной линии.
Результаты контрольного тестирования представлены в таблице 1.
Анализ полученных результатов показывает, что показатели гибкости позвоночного столба в экспериментальной группе повысились в 2,7-3,4 раза по сравнению с показатели гибкости до эксперимента и в 1,5-2,4 раза по сравнению с показателями гибкости, достигнутыми занимающимися в контрольной группе после эксперимента, что косвенно свидетельствует о повышении развития уровня гибкости в более короткий период времени.
Кроме того, использование заявляемого устройства дает занимающимся возможность в полной мере реализовать свой двигательный потенциал, а также помогает снизить порог болевых ощущений в процессе двигательной деятельности. Эффект тренировки возрастает до 10% при использовании данного устройства для растяжения мышц человека.
Устройство легко в применении, не требует руководства технических специалистов, может применяться как в спортивных залах, так и в домашних условиях.
Устройство для растяжения мышц тела человека, содержащее основание с опорой для ног, жестко закрепленной на основании, и держатель для рук, отличающееся тем, что оно снабжено блоком управления растягивающим усилием, включающим пневмоцилиндр с поршнем, штоком, электропневматическим клапаном и штуцером для впуска сжатого воздуха, электрокомпрессор, устройство для пуска электрокомпрессора и устройство для включения электропневматического клапана, при этом опора для ног жестко делит основание на две части, одна из которых предназначена для расположения человека, другая - для жесткой установки пневмоцилиндра и электрокомпрессора блока управления растягивающим усилием, задняя крышка пневмоцилиндра расположена у опоры для ног, электропневматический клапан и штуцер для впуска сжатого воздуха пневмоцилиндра выполнены в зоне задней стенки пневмоцилиндра, пневмоцилиндр через штуцер для впуска сжатого воздуха пневматически связан с электрокомпрессором, а его электропневматический клапан сообщается с атмосферой и электрически связан с устройством для пуска электрокомпрессора, шток поршня пневмоцелиндра соединен посредством гибкой связи с держателем для рук с закрепленными на нем устройствами для пуска электрокомпрессора и для включения электропневматического клапана, электрически связанными с источником питания.
