Реферат: Тренировочные устройства и тренажеры

--PAGE_BREAK--Кроме срочной, в последнее время все большее распространение получают методы так называемой сверхсрочной текущей информации, подаваемой не после совершения движений, а одновременно, синхронно с ними. В основном это световая или звуковая информация, сопровождающая движение и дающая дополнительные характеристики ритма, амплитуды движения, его продолжительности, развиваемых усилий.
Использование технических средств срочной информации дает весьма ощутимый эффект в ускорении процесса обучения, о чем свидетельствуют многочисленные примеры из практики спорта. Они позволяют сознательно управлять даже такими количественными характеристиками движения, которые в обычном учебно-тренировочном процессе часто остаются неосознаваемыми.
Все это дает основание для вывода о том, что применение технических средств в обучении, в частности тренажеров, обеспечивающих искусственные контролируемые условия выполнения осваиваемых упражнений, дает возможность добиваться обучения без ошибок и переучивания.
Некоторые из технических средств срочной информации приобретают значение автотренажеров, которыми спортсмены могут пользоваться самостоятельно. Но все же основное назначение технических средств – помогать в работе тренера. [1]
В процессе подготовки спортсменов, особенно на этапе высшего спортивного мастерства, эффективность применения одних и тех же средств и методов тренировки снижается, что ведет к поиску новых и совершенствованию уже имеющихся. Научная разработка новых средств и методов не отрицает ранее разработанных, а сводится к их рационализации, умелому варьированию в тренировочном процессе.
В настоящее время просматривается тенденция к использованию все более специализированных средств, характерных для определенного вида спорта. Это особенно ярко проявляется при конструировании тренировочных устройств и тренажеров для обучения технике и совершенствования в ней. Вместе с тем при развитии физических качеств одни и те же тренировочные средства могут использоваться спортсменами, специализирующимися в различных видах спорта.
В лаборатории биомеханики спорта ВНИИФКа под руководством проф. И.П. Ратова успешно прошли испытания различные конструкции тренажерных комплексов, основанных на идее «облегчающего лидирования». Эта идея заключается в том, что к телу бегущего спортсмена прикладывается тяговое усилие, направленное вверх. Оно может быть создано различными способами, например тяговыми тросами, закрепленными на кронштейне, который, в свою очередь, крепится на каком-либо транспортном средстве: легковой машине, мотоцикле с коляской. Транспортным средством может быть также каретка, перемещающаяся по двум тросам, туго натянутым над дорожкой или по монорельсу. Двигателем каретки служит электромотор. Тяга вверх создается регулировкой длины резиновых амортизаторов, соединяющих каретку и систему подвески спортсмена, которая сделана аналогично системе подвески парашютиста.
Результаты проведенных во ВНИИФКе исследований показали ряд преимуществ системы «облегчающего лидирования». Во-первых, спортсмен, тело которого получает постоянное тяговое усилие вверх, становится «легче» на 10–15 кг, что позволяет ему развивать значительно большую скорость бега и преодолевать установившийся «скоростной барьер». Во-вторых, спортсмен застрахован от падения на дорожку и связанных с этим травм, так как при любом техническом сбое ему достаточно поджать ноги и он повисает на ремнях подвески. И в-третьих, спортсмен в условиях искусственного облегчения, избегая перенапряжения, может лучше контролировать ритм своих движений.
В лаборатории биомеханики ВНИИФКа было получено много интересных данных об эффективности использования специально оборудованного гидроканала в процессе подготовки спортсменов высокого класса, специализирующихся в плавании и в гребле.
Представляет интерес использование светолидирующего устройства, которое состоит из пульта управления и собственно лидера в виде движущегося светового пятна. Устройство позволяет управлять темпом бега, создает оптимальные условия для адаптации организма к тренировочным нагрузкам, обеспечивает высокую точность в работе. Изменение скорости движения лидера осуществляется с пульта управления в диапазоне от 2 до 13,3 м/с, что дает возможность для его применения в тренировке бегунов, велосипедистов, лыжников, конькобежцев (Д.С. Глейберман, С.Н. Фокин, Э.М. Логвинов, 1973). В последние годы среди технических средств, применяемых в обучении и тренировке спортсменов, появились приборы, основанные на способах стимуляционного воздействия на мышцы. Так, например, электростимуляция может применяться как для развития физических качеств, так и для коррекции техники движений. Интерес к электростимуляции мышц здоровых людей возник сравнительно недавно в связи с повышением требований к подготовленности спортсменов, поиском нетрадиционных средств оптимизации и интенсификации тренировочного процесса. [7]
Профессор Я.М. Коц отмечает следующие преимущества электростимуляции:
– возможность избирательной тренировки наиболее важных мышц и мышечных групп;
– способность к активизации всего сократительного аппарата мышц. Вызванное максимальное сокращение может быть более сильным, удерживаться дольше и повторяться большее количество раз, чем при произвольном максимальном усилии;
– возможность вовлекать в работу в первую очередь большие группы двигательных мышц, с трудом тренирующиеся обычными средствами;
– большой диапазон частот, позволяющий избежать замедления скорости и сокращения мышц.
Исследования, проводимые в Белорусском государственном институте физической культуры под руководством проф. В.Т. Назарова, показывают высокую эффективность внедрения в тренировочный процесс технических средств, основанных на механическом стимулировании мышц. Этот метод основан на теоретических и экспериментальных исследованиях в области статической и волновой биомеханики. В данном случае используется явление биомеханического резонанса, при котором происходит возрастание амплитуды в двигательных звеньях при внешних периодических механических воздействиях с определенной частотой. Положительной особенностью метода механического стимулирования мышц является то, что стимуляция может производиться в условиях соревновательных упражнений.
Результаты исследований, проведенных проф. И.П. Ратовым с сотрудниками, продемонстрировали высокую эффективность применения комплексных тренажерных стендов в процессе подготовки спортсменов различных специализаций.
2.                Метод «пассивных движений» и физической помощи человека
Метод «пассивных движений» основывается на воздействии внешних сил, например, с помощью партнера, тренера, тренажера либо отягощения и т.п.
Эффективность спортивной подготовки, а особенно в техническом компоненте во мне связана с важным свойством опорно-двигательного аппарата способности к мышечной релаксации – гибкостью.
В профессиональной физической подготовке и спорте гибкость необходима для выполнения движений с большой и предельной амплитудой. Недостаточная подвижность в суставах может ограничивать проявление таких физических качеств как сила, быстрота реакции и скорости движений, выносливости, увеличивая при этом энергозатраты и, снижая экономичность работы организма, и зачастую приводит к серьезным травмам мышц и связок.
Сам термин «гибкость» обычно используется для интегральной оценки подвижности звеньев тела, т.е. этим термином пользуются в тех случаях, когда речь идет о подвижности в суставе всего тела. Если же оценивается амплитуда движений в отдельных суставах, то принято говори о «подвижности» в них. [5]
В теории и методике физического воспитания гибкость рассматривается как морфункциональное свойство опорно-двигательного аппарата человека, определяющее пределы движений звеньев тела. Различают две формы проявления гибкости:
активную, характеризуемую величиной амплитуды движений при самостоятельном выполнении упражнений благодаря собственным мышечным усилиям;
пассивную, характеризуемую максимальной величиной амплитуды движении, достигаемой воздействии внешних сил, например, с помощью партнера, либо отягощения и т.п.
Пассивная гибкость определяется по амплитуде движений, совершаемых под воздействием внешних сил. Активная гибкость выражается амплитудой движений, совершаемых за счет напряжений собственных мышц, обслуживающих тот или иной сустав. Величина пассивной гибкости всегда больше активной. Под влиянием утомления активная гибкость уменьшается, а пассивная увеличивается. Уровень развития гибкости оценивают по амплитуде движений, которая измеряется либо угловыми градусами, либо линейными мерами. В практике физического воспитания выделяют общую и специальную гибкость. Первая характеризуется максимальной амплитудой движений в наиболее крупных суставах опорно-двигательного аппарата, вторая — амплитудой движений, соответствующей технике конкретного двигательного действия.
Гибкость развивают в основном с помощью повторного метода, при котором упражнения на растягивание выполняют сериями. Активная и пассивная гибкость развиваются параллельно. Уровень развития гибкости должен превосходить ту максимальную амплитуду, которая необходима для овладения техникой изучаемого двигательного действия. Этим создается так называемый запас гибкости. Достигнутый уровень гибкости необходимо поддерживать повторным воспроизведением необходимой амплитуды движений.
Так, например, при тренировке гимнастов важным условием является обеспечение с помощью тренажеров принудительного воспроизведения оптимальных управляющих суставных движении (программы позы), приводящих, как это уже отмечалось ранее, к выполнению запланированного результата не только при отсутствии так называемого внутреннего управления со стороны занимающегося, но и при неправильных попытках последнего осуществить это управление. Подчеркнем еще раз, что только обеспечение выполнения заданного результата через принудительное воспроизведение оптимальной программы позы, а не программ места и ориентации, что широко используется в практике спорта, позволяет, с одной стороны, реализовать функции внешней искусственной управляющей среды в полном объеме, и с другой, – избежать возможности своеобразного «отрыва» программ перемещения ОЦМ тела спортсмена и его вращения от программы управляющих движений в суставах. Опасность подобного «отрыва» возникает в случае превышения допустимой величины внешнего воздействия на спортсмена с помощью различных буксировочных устройств, рам, систем облегчающего лидирования и т. п. В случаях же, когда внешнее воздействие подобных тренажеров не приводит к описанному выше «отрыву» программ места и ориентации от программы позы, они, как правило, обеспечивают лишь «максимальную реализацию естественных потенциальных возможностей занимающихся», которые иногда даже в совокупности с искусственными воздействиями не гарантируют воспроизведения планируемого результата. [5]
Устройство для развития подвижности в суставах.
Упражнения, развивающие подвижность в суставах, необходимы для стимулирования физиологических процессов формирования свойства мышц и сухожилий (эластичности, прочности и т.д.).
Помимо развития гибкости метод «пассивных движений» применяется для развития подвижности суставов (рис. 1).

<shapetype id="_x0000_t75" coordsize=«21600,21600» o:spt=«75» o:divferrelative=«t» path=«m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe» filled=«f» stroked=«f»><path o:extrusionok=«f» gradientshapeok=«t» o:connecttype=«rect»><lock v:ext=«edit» aspectratio=«t»><imagedata src=«130699.files/image001.jpg» o:><img border=«0» width=«305» height=«259» src=«dopb360126.zip» v:shapes="_x0000_i1025">
Рис. 1 — Устройство для развития подвижности суставов
Для увеличения ограниченной от природы подвижности в тазобедренных суставах до степени, которая позволяла бы гимнасту достаточно уверенно выполнять упражнение «шпагат», он становится одной ногой, выпрямленной в колене, на опорную площадку 3, а другую ногу ставит пяткой на опорную площадку 2 впереди себя на уровне поясницы. Пользуясь пультом 7 управления, гимнаст подбирает частоту вибрации площадки 2, доводя ее до величины, близкой к резонансной частоте вибрируемой ноги. Затем с помощью червячной передачи опорные площадки 2 и 3 устанавливаются на таком расстоянии друг от друга, при котором растяжение мышц, ограничивающих разведение ног, начинает вызывать болевые ощущения. При появлении анестезирующего эффекта, получаемого благодаря действию вибрации, увеличивается расстояние между опорными площадками до величины, при которой в мышцах вновь появляется боль. [1]
Так постоянно в 4–6 этапов мышца растягивается на максимальную для данного этапа тренировки величину.
Биомеханический резонанс активных звеньев человека
Сущность биомеханического резонанса заключается в том, что объективно наблюдается возрастание амплитуды отклика активного звена человека или совокупности его активных звеньев при внешних периодических механических воздействий в диапазоне частот от 5гц до 20 гц (преимущественно от 10 гц до 15 гц).
Методический раздел основан на использовании биорезонансного подхода к методологии оздоровления, тренировки и реабилитации человека, определяет выбор биомеханических тренажеров в качестве универсального технического средства для реализации программы ОТР.
Явление биомеханического резонанса объясняет пользу таких занятий, как верховая езда, применявшаяся ранее в лечебных целях, езда в телеге по тряской дороге, описанное академиком А. Микулиным упражнение йогов с приподниманием на носках и резким опусканием на пятки.
Эти способы тонизации не стали широко распространенными, возможно, потому, что индивидуальные резонансные особенности людей различны. И управлять ими без знания законов и природы биомеханического резонанса было невозможно.
Биомеханческие тренажеры
Согласно работе к биомеханическим тренажерам (волнарам) относятся устройства, обеспечивающие периодическое взаимодействие с человеком на частотах в диапазоне от 1гц до 20гц.
Сущность воздействия работы волнаров состоит в том, что они создают условия для периодической смены напряжения и расслабления мышечной системы человека, что равнозначно активации и безлекарственному стимулированию сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, лимфатической и других систем жизнеобеспечения человека: биомеханические волны ритмически распространяются по тканям организма со скоростью звука и опережающим образом по сравнению с нервными каналами включают в согласованный ритм работы центральную нервную систему человека.
Конструктивно волнары, при всем своем разнообразии, бывают двух видов: вибрационные – с двигателем и внешним источником энергии и колебательные или автоколебательные, использующие энергию самого занимающегося.
Оба вида волнаров впервые были реализованы Ф.К. Агашиным (а.с. на изобретение СССР 387720 и 423829). В дальнейшем эти два направления разделились: автоколебательными волнарами продолжал заниматься Ф.К. Агашин в варианте биомеханических станков, реализующих метод вторичных ударов, а также совместно с М.Ф. Агашиным в варианте «гантелей динамических», обеспечивающих автономный «волновой» режим тренировки.
Вибрационные методы и средства биомеханической подготовки, кроме Ф.К. Агашина, разрабатывает большая группа специалистов Самарского аэрокосмического университета под руководством к.п.н. В.С.Савельева. Направление работы этой группы – создание пневмобиомеханических стимуляторов и пневмомассажных комплексов. Специфичность этих комплексов заслуживает рассмотрения их в отдельной статье.
Другое направление вибрационного стимулирования развивалось в Минске под руководством проф. В.Т. Назарова, который использует принцип электромеханического вибрационного воздействия, впервые реализованного Ф.К. Агашиным. К недостаткам этого вида тренажеров следует отнести жесткое навязывание внешней частоты колебаний и усилия взаимодействия, что ведет к передозировке нагрузки, максимально допустимых усилий и к неоптимальной частоте зоны взаимодействия. Это ограничивает их применение кругом практически здоровых людей. Известны примеры успешного применения подобных устройств в спорте и балете в качестве эффективного средства увеличения суставной подвижности и гибкости.
Колебательные волновые тренажеры (волнары) содержат, как правило, пассивную колебательную систему «масса–упругость», которая приводится в ритмическое движение самим занимающимся. Силовые и частотные характеристики взаимодействия варьируются самими занимающимися в широких пределах: от близких к нулю до индивидуальных или рекордных.
Наиболее простым и доступным биомеханическим колебательным тренажером является волнар «Гантель динамическая». Тренажер содержит стержень с установленной на нем рукояткой, грузом и пружинами. Груз имеет возможность свободно перемещаться вдоль стержня, деформируя при этом пружины. Совместно с пружинами груз образует механический колебательный контур (рис. 2). Собственная частота колебаний груза и зона частоты взаимодействия человека с волнаром определяются жесткостью пружин и массой груза.
    продолжение
--PAGE_BREAK--