Способ подбора специальных упражнений в спорте

 

Способ позволяет повысить точность отбора специальных упражнений Сущность изобретении по электромиограммам специального и основного упражнений определяют период наибольшей электрической активности мышц, по нему рассчитывают суммарную электрическую активность мышц, на момент начала этого периода рассчитывают относительную длину и скорость изменения длины мышц. В их координатах находят точку и определяют для нее полярные радиус и угол Эти параметры используют для определения коэффициента технического воздействия. Сравнение упражнений ведут по трем коэффициентам, физическо: о воздействия , технического воздействия и общей эффективности специального упражнения, как произведения первых двух коэффициентов между собой. 4 табл.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам ti товарным знакам (21) 4879986/12 (22) 05.11.90 (46) 15.12.93 Бюл. ¹ 45 — 46 (71) Государственный институт физической культу— ры имЛ.ФЛесгафта (72) Ципин ЛЛ. (73) Государственный институт физической культуры им.П.ФЛесгафта (54) СПОСОБ ПОДБОРА СПЕЦИАЛЬНЫХ УП—

РАЖНЕНИЙ В СПОРТЕ (57) Способ позволяет повысить точность отбора специальных упражнений. Сущность изобретения по электромиограммам специального и основного упражнений определяют период наибольшей (19} RU (Il} 2004272 Cl (5125 А63В21 00 А63В69 00 электрической активности мышц, по нему рассчиты— вают суммарную электрическую активность мышц, на момент начала этого периода рассчитывают относительную длину и скорость изменения длины мышц. В их координатах находят точку и определяют для нее полярные радиус и угол. Эти параметры используют для определения коэффициента технического воздействия. Сравнение упражнений ведут по трем коэффициентам: физическо -о воздействия, технического воздействия и общей эффективности специального упражнения, как произведения первых двух коэффициентов между собой.

4 табл.

2004272

Изобретение относится к спорту, а именно к способам подбора специальных уп ражнений.

Известен "Способ и установка для автоматической тренировки профессиональных навыков", основанный на видеосъемке двумя телекамерами звеньев тела человека, выполняющего физические упражнения, расчете с помощью специального компьютера положения, скорости и ускорения звеньев, сравнении их с эталонными значениями и определении по величине расхождения эффективности выполнения упражнений и необходимых коррекций (1).

Этот способ позволяет количественно оценить сходство техники выполнения упражнения и эталонного движения, то есть воздействие на уровень технической подготовленности (профессионализма), но не дает оценки воздействия упражнений на уровень физической подготовленности.

Наиболее близким к предложенному является способ подбора специальных упражнений, заключающийся в синхронной регистрации биопотенциалов мышц и киносъемке спортсмена при выполнении им специального и основного упражнений, расчете величин суммарной электрической активности мышц для обоих движений и сравнении их между собой по указанным величинам (2), Такой способ имеет ряд недостатков, Подбор специальных упражнений по pàííîìó способу носит приближенный характер вследствие того, что сравниваются величины суммарной электрической активности мышц за весь цикл движения, а также внешние характеристики движе :я, B то время как точность подбора специальных упражнений vl их эффективность в RollHovl мере определяются основными параметрами мышечной активности: величиной суммарной электрической активности в период ее наибольшего значения в цикле движения, длиной и скоростью изменения длины мышц в характерные моменты времени, Кроме того, описанный способ не позволяет количественно оценить эффективность 803действия специальных упражнений отдельно на уровни физической и технической подготовленности, а также на уровень общей подготовленности спортсменов.

Цель изобретения — повышение точности подбора, Согласно изобретению способ подбора специальных упражнений в спорте заключается в синхоонной регистрации биопотенциалов мышц и киносъемке спортсмена при выполнении им поочередно специального и основного упражнений, Регистрация биопо5

50 тенциалов осуществляется путем записи на светолучевом осциллографе электромиограмм мышц, несущих наибольшую нагрузку при выполнении рассматриваемых упражнений. Оси суставов звеньев тела спортсмена отмечаются контрастными маркерами, Синхронизация записи биопотенциалов мышц и киносъемки осуществляется подачей синхронирующих импульсов на осциллограф и кинокамеру. При киносъемке наиболее быстрых спортивных движений, например, спринтерского бега, достаточна частота кадров на 90 кадров/с. С помощью антропометра и линейки производится измерение необходимых для расчета антропометрических признаков, По записанным электромиограммам рассчитываются величины суммарной электрической активности ХЭА в период наибольшей активности мышц. По синхронирующим импульсам на кинопленке находятся кинокадры, соответствующие началу периода наибольшей активности мышц.

Данные кинокадры, а также по три до и после них анализируются на кинокомпараторе, где определяются углы между звеньями, которые соединяются рассматриваемыми мышцами. Производится стандартная процедура нелинейного сглаживания найденных углов по семи точкам и по полученным значениям и антропометрическим признакам вычисляется длина мышц L (3) и относительная длина мышц 1 как процентное отношение разности между длиной мышцы и ее эквитонической длиной к длине звена. С учетом интервалов времени между кинокадрами при помощи стандартной процедуры численного дифференцирования значений длины мышц по пяти узлам для данных кинокадров вычисляется скорость изменения длины мышц ч. Далее в системе координат I-ч (отношение масштабов по оси абсцисс! и оси координат ч равно 0,06) отмечается точка с найденными значениями относительной длины и скорости и для нее определяется полярный радиус R и полярный угол р, которые также могут быть найдены аналити ески, На основе полученных данных рассчитывается коэффициент физического воздействия Кф, равный отношению величин ХЭА для специального и основного упражнений, коэффициент технического воздействия Кт по формуле где о, уо и Rc, фс — соответственно полярный радиус и угол основного и специального упражнений для указанной выше точки, и

2004272 п (и + 2r cos а) + r + К (К вЂ” 2 (n ссз j3 + г cos (а — Д)), vl

1 а = го = 1 Р

l = - - — — — . 100 и коэффициент общей эффективности специального упражнения Кэ, равный произведению Кф и Кт.

Подбор специальных упражнений осуществляется по величине коэффициентов 5 для мышц, несущих основную нагрузку.

Практический диапазон значений коэффициентов: Кф 0,15 — 3,40; Кт 0,23-0,98; Кэ 0,12—

2,54.

Способ подбора специальных упражне- 10 ний с помощью коэффициентов Кф, Кт, Кэ основан на сопоставлении основных параметров мышечной активности, что по сравнению с внешними кинематическими и динамическими параметрами наиболее па- 15 лна характеризует степень воздействия специальных упражнений на уровень подготовленности спортсменов. Количественная оценка этогс воздействия кэк на основные стороны подготовленности — физическую и 20 техническую, так и на уровень общей подготовленности позволяет точно осуществлять подбор тренировочных средств в соответствии с задачами тренировки, повысить направленность их применения и, в конечном 25 итоге, повысить эффективность тренировки, Данный способ предполагает свободное перемещение спортсмена в опорном и безапорном положении и может быть ис- 30 пользован как в различных видах спорта, так и при овладении различными прикладными навыками, Пример, Требуется осуществить подбор специэльных упражнений для трени- 35 ровки бегунов на средние дистанции, Рассматриваются бег в гору с углом подьема 12 и прыжки с ноги на ногу. При выполнении cllopTcfленсм поочередно ochGBHoi" упражнения (бега на средние дистанции со 40 скоростью 6,5 м/с) и специальных упра>кнений регистриру атся биопстенциаль. прямой мышцы бедра и икрсно>кнай мышцы, как мышц, несущих наибольшую нагрузку при беге на средние дистанции, Запись 45 электрамиограмм производится бипалярными поверхностными электродами, сигналы от которых пс гибкому кабелю, не стесня сщему движений, поступают нэ светолучевай осциллограф Н вЂ” 115. Скорость 50 протяжки бумаги на осциллографе 250 мм/с, Одновременна 35 — миллиметровой кинокамерой 1СКЛМ с частотой 85 кадров/с осуществляется киносъемка цикла движения (двойного шага) спортсмена, оси суставов нижних конечностей которого отмечены контрастными маркерами. От кинокамеры на осциллограф подаются синхронирующие импульсы. После записи электромиограмм и киносъемки замеряются антропометрические признаки спортсмена: расстояние от центра вращения в коленном суставе до места прикрепления двуглавой мышцы бедра на малоберцовай кости K = 0,040 м; длина бедра n = 0,430 м; расстояние от центра вращения в тазобедренном суставе до Места прикрепления двуглавой мышцы бедра на седал и щном бугре г = 0,105 м; расстояние от центра вращения в голенсстопнсм сустэse дс места прикрепления трехглавой мышцы голени на пятачнам бугре а = 0,060 м; длина голени е = 0,445 м; расстояние от центра вращения в коленном суставе до ме— ста прикрепления икранажной мышцы на бедренной кости Rz = 0,065 м, Па электрсмиограммам определяется период наибольшей активности мышц зэ цикл движения и рассчитываются величины суммарной электрической активности Z3A как суммы амплитуд биопатенциалсв мышц

-.-. эти периоды (табл.1), Нэ кинопленке отмечаются кинокадры, соответствующие нэча",ó nepinoäà наибольшей активности мышц. С помощью полуавтоматического кинакомпаратора АК1 находятся углы между бедрам in тазам й, между голенью и бедром Р и между гсленью и стопой у на отмеченных кинокадрах, а также на трех да и после них.

Значения углов поступает на ПЭВМ ДВКЗМ, сспряженнуа с кинакампэратарам, Рассчитывается интервал времени ме>кду кинокадрами как величина обратная часто-! те кадров Л . = —, = 0,01176 с. Значения

85 антропометрических признаков и интервал времени между кинокадрами вводятся в

ПЭВМ. Па программе выг.алняется стандартная процедура нелинейнсгс сглаживания экспериментальных данных (межзвенных углов) по семи точкам, расчет длины и относительной длины двуглавой мышцы бедра лс формулам (3): расчет длины и oTHooinòeïüíoé длины икронOжнoй мышцы по формулам:

2004272 е (е — 2 à cos у) + а + Rz + 2 В (а cos ф + y) — е cos P)), у = во

НР 1 00

Таблица 1

Таблица 2

Упражнение ( Основное упражнение

Бег в гору

Прыжки с ноги на но у

Таблица 3 ажнение е упражн ру с ноги п расчет скорости изменения длины мышц по стандартной процедуре численного дифференцирования по пяти узлам. Результаты расчетов приведены в табл.2.

С учетом масштабного коэффициента

0,06 аналитически находятся значения полярных радиусов и полярных углов (табл.3) по формулам; у = а гстц (— к < p л)

0,06 I

Рассчитываются коэффициенты физического воздействия, технического воздействия и общей эффективности специальных упражнений (табл.4), Из табл.4 видно, что для бегунов на средние дистанции из рассмотренных спе5 циальных упражнений необходимо выбрать бег в гору, так как по сравнению с прыжками с ноги на ногу он оказывает большое воздействие на уровень общей, физической и, особенно, технической подготовленности, 10 В большей степени это упражнение эффективно для мышц задней поверхности бедра (двуглавой мышцы бедра). (56) 1. Патент США М 4337049, 15 кл. А 63 B 21/00, 1982, 2, Теория и практика физической культуры, 1986, N 8, с. 40 — 43.

2004272

Таблица 4

Формула изобретения

Составитель Л,Ципин

Техред Vi, Маргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор А.3 робок

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

Заказ 3364

113035, Чосква, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

СПОСОБ ПОДБОРА СПЕЦИАЛЬНЫХ.

УПРАЖНЕНИЙ В СПОРТЕ, заключающий-, ся в синхронной регистрации биопатенци- алов мышц и киносъемке спортсмена при выполнении их специального и основного упражнений, расчете величин суммарной электрической активности мышц для обоих движений и сравнении их между собой па указанным величинам, отличающийся тем, что, с целью повышения точности подбора, измеряют длины участвующих в упражнениях биоэвеньев и расстояния от центров вращения суставов до мест прикрепления мышц, определяют по электромиограммам период наибольшей электрической активности мышц и по нему определяют суммарную электрическую активность мышц, а на момент начала этого периода устанавливают относительную длину и скорость изменения длины мышц, в системе координат относительная длина — скорость измедлины мышц Hàõîðàõ соответствующую этим значениям точку и для нее определяют полярные радиус и угол, а сравнение упражнений осуществляют па коэффициенту физического воздей-, ствия, равному отношению величин суммарной электрической активности мышц специального и основного упражнений, коэффициенту технического воздействия, определяемого по формуле

KT = -— . Rc Рс-Ро

10 Rî где Rc, ро и Rc, рс - соответственна полярный радиус и угол основного и специального упражнений для указанной выше точки и коэффициенту общей эффективно15 сти сп циального упражнения, равный о произведению коэффициентов физического и технического воздействия.