Устройство для тренировки мышц ног и координации движений у детей с элементами интеллектуальных игр

Изобретение относится к области спортивных и игровых тренажеров и может быть использовано в целях гармоничного развития и совершенствования ребенка. Предлагаемое устройство содержит персональный компьютер (ПК), в состав которого входят системный блок, две оптические мышки, дисплей и клавиатура, датчик пульса, непрерывно регистрирующий частоту пульса, и блок программ, управляющих работой компьютера. Тренажер имеет подвижный диск для ног, установленный на шаровом шарнире силового узла, имеющий возможность вращательных и колебательных движений в разных плоскостях, поручень для рук ребенка с кнопкой «еnter» от левой клавиши одной из оптических мышек, считывающих движение шарового узла, на котором закреплен диск, и показывающих движение курсора по трассе на дисплее, а узел регулировки усилия движения диска на силовом узле выполнен в виде червячного механизма, регулирующего усилие сжатия шарового узла. Две оптические мышки установлены сбоку и спереди на вырезах стакана с шаровым узлом, при этом мышка, расположенная параллельно поручню, считывает движение диска вперед-назад, а мышка, расположенная перпендикулярно поручню, считывает движение диска из стороны в сторону. Технический результат заключается в повышении координации движения у детей, имитирующих спуск с горы по слаломной трассе, отслеживаемой с помощью компьютера и оптической мыши на экране дисплея. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к спортивным и игровым тренажерам и может быть использовано для сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей ребенка на мотивационной и оздоровительной основах.

Известно устройство для сопряженного взаимозависимого развития физических и интеллектуальных способностей человека на мотивационной и оздоровительной основах по патенту RU №2361523 МПК А61В 10/00, включающее непрерывное измерение пульса у тренирующегося, предъявляющее значение этого параметра на экране дисплея в реальном масштабе времени в виде графика динамики регистрируемого параметра с указанием желаемого значения, которое необходимо достичь в процессе обучения, выполнения обучающих действий, направленных на достижение последнего. При этом нагрузочный тренажер имеет руль с силовым узлом в виде шарового шарнира с регулируемой нагрузкой сопротивления его перемещению в различные стороны, что позволяет одновременно с компьютерной игрой тренировать мышцы рук, а также ног, если в качестве тренажера используется велотренажер.

Достоинством данного известного устройства является то, что одновременно с компьютерной игрой, в которой отслеживается трасса велогонки с помощью курсора на дисплее, тренируются мышцы рук, двигающие нагруженный руль, а также ног, если это велотренажер. При этом непрерывно измеряются параметры пульса у тренирующегося, и на экране дисплея отображается его текущее и желаемое значение.

Недостатком этого устройства является монотонность вращения ногами педалей велотренажера и тренировка только определенной группы мышц, снижающая уровень мотивации к обучению.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для развития физических и интеллектуальных способностей ребенка на мотивационной основе по патенту RU №2402269 МПК А61В 5/16, содержащее персональный компьютер (ПК) в виде системного блока, дисплея и клавиатуры, датчик пульса, подключенный к системному блоку ПК, блок программ, велотренажер с рулем, присоединенным к одному концу стержня, другой конец которого в виде шара, охватываемого элементами регулируемого трения, помещен в цилиндрический стакан с прижимным узлом, оптической мышкой, считывающей поворот руля с шаром и передающей траекторию движения курсора на дисплее.

При этом оптическая мышь непосредственно, а детектор пульса через усилитель-формирователь подключены к LPT-порту системного блока ПК, и от левой клавиши переключателя оптической мыши сделан отвод с кнопкой «enter», закрепленной на рукоятке руля велотренажера.

С помощью велотренажера, силовой мыши и персонального компьютера дозировано воздействуют на мышцы ног, плечевого пояса и мышцы, образующие мышечный корсет позвоночника занимающегося. С помощью дисплея, силовой мыши, кнопки и программного обеспечения воздействуют на органы восприятия занимающегося, а манипуляции рулем при отслеживании трассы на дисплее с регулируемой физической нагрузкой на руль развивает одновременно его физические и интеллектуальные способности.

Главным недостатком данного устройства является характер дозированного нагружения, связанного с однотипностью физической нагрузки определенной группы мышц на велотренажере или движении руля.

Задачей предлагаемого изобретения является создание такого устройства, с помощью которого можно было бы, одновременно с познавательной игрой, связанной с визуальным спуском лыжника по трассе, моделировать этот спуск, ногами наклоняя диск в разные стороны и преодолевая регулируемую нагрузку на диск.

Указанная задача в устройстве для тренировки мышц ног и координации движения у детей с элементами интеллектуальных игр, содержащем персональный компьютер (ПК) в виде системного блока, оптической мыши, дисплея и клавиатуры, и датчик пульса, подключенный к системному блоку ПК, блок программ, тренажер для создания физической нагрузки на ноги, решается тем, что тренажер имеет подвижный диск для ног, установленный на оси шарового узла, имеющем возможность вращательных и колебательных движений в разных плоскостях, две оптические мышки, считывающие движение шарового узла в перпендикулярных направлениях, показывающих движение курсора по трассе на дисплее, а узел регулировки усилия движения шарнира в силовом узле выполнен в виде червячного механизма, регулирующего усилие сжатия шарового шарнира, а также поручень для рук ребенка с кнопкой «enter» от левых клавиш оптических мышек.

Отличительными признаками заявляемого технического решения являются следующие:

- во-первых, в устройстве силовой узел выполнен с диском для ног, установленным на оси шарового шарнира;

- во-вторых, две оптические мышки установлены сбоку и спереди на вырезах стакана с шаровым узлом, при этом мышка, расположенная параллельно поручню, считывает движение диска вперед-назад, а мышка, расположенная перпендикулярно поручню, считывает движение диска из стороны в сторону;

- в-третьих, регулирование усилия сжатия шарового шарнира осуществляется с помощью червячного механизма.

В заявляемом устройстве отличительные признаки позволяют имитировать движения ног слаломиста при спуске по трассе с соответствующими физическими нагрузками определенных групп мышц, с одновременным отслеживанием трассы спуска на дисплее компьютера с помощью курсора, что вводит элемент игры с повышением заинтересованности ребенка при тренировке и позволяет развивать физические и интеллектуальные способности ребенка на мотивационной и оздоровительной основах, что указывает на соответствие заявляемого технического решения критерию «существенные отличия».

Заявляемое устройство поясняют чертежи.

На фиг.1 изображен общий вид устройства в целом.

На фиг.2 представлен тренажер для слалома, вид спереди и сверху соответственно.

На фиг.3 показан силовой узел тренажера, вид спереди и сверху соответственно.

Заявляемое устройство включает в себя (фиг.1): тренажер 1, датчик пульса 2 и компьютер 3, состоящий из системного блока, дисплея и клавиатуры.

На фиг.2 представлен тренажер для слалома, состоящий из станины 4, силового узла 5, мышек 6, подключенных к портам USB, диска 7, закрепленного на оси силового узла 8, поручней 9 с кнопкой «enter» и механизма регулировки усилия сжатия шарнира 10.

На фиг.3 показан силовой узел тренажера, состоящий из стакана 11, сбоку которого закреплен кронштейн 12, в котором установлена ось 20 с червяком 21, взаимодействующим с червячным колесом на крышке 13, которая имеет возможность свободного навинчивания на стакан 11.

Шаровой шарнир 22 установлен в стакане 11 и зафиксирован фигурной тормозной колодкой 17, затем промежуточными дисками 14, 15, 16 в корпусе стакана 11. Усилие прижатия тормозной колодки 17 к поверхности шарнира регулируется усилием, которое создает крышка 13, навинчиваясь на стакан с помощью червяка 21.

Мышки 19 установлены сбоку, одна перпендикулярно поручням, а другая - параллельно поручням в вырезе стенки стакана, на промежуточной панели 18 с возможностью быстрого съема ее и регулирования величины просвета между поверхностью шара и оптическим элементом мышек. Просвет между оптическим элементом мышек и поверхностью шарового шарнира может регулироваться, например, с помощью тонких прокладок.

Оптические мышки 19 соединяются также с системным блоком ПК 1 с помощью стандартного кабеля подключения к портам USB.

Персональный компьютер работает под управлением программного обеспечения, введенного в память компьютера.

Технология игры-тренировки состоит из следующих этапов:

- включается компьютер и выбирается игра, соответствующая по сложности возрасту и подготовленности ребенка;

- регулируется усилие сжатия диска, то есть нагрузка на ноги;

- закрепляется клипса на ушной раковине для замера пульса;

- ребенок, держась за поручни, становится на диск и включает кнопку «пуск», или «enter», установленную на поручне тренажера.

Трасса на дисплее начинает двигаться. Для того чтобы отслеживать траекторию трассы, игрок осуществляет колебательные движения диска влево или вправо, что дает соответствующее движение курсора на экране, или вперед - назад, что позволяет курсору двигаться в вертикальной плоскости.

В правой части экрана фиксируются пульс игрока и время прохождения трассы, что может использоваться при организации соревнований между игроками.

На определенных этапах движение по трассе прерывается и требуется решать различные задачи из школьной программы, в зависимости от возраста ребенка, после чего спуск по трассе продолжается. Компьютер показывает суммарное время прохождения трассы и решения задач, что позволяет проводить соревнования среди детей.

С помощью датчика пульса следят за физическим и психическим состоянием занимающегося и, как в предыдущем случае, управляют соревнованием таким образом, чтобы показания детектора пульса находились в оптимальной зоне.

Технический результат предлагаемого устройства - возможность тренировки группы мышц, отвечающих за спуск спортсмена по горнолыжной трассе с приобретением навыков координации движения и устойчивости на лыжах при спуске по сложной трассе, совмещая тренировки мышц с игрой на компьютере, мотивируя тренировки отслеживанием трассы на дисплее с помощью курсора.

1. Устройство для тренировки мышц ног и координации движения у детей с элементами интеллектуальных игр, содержащее персональный компьютер (ПК) в виде системного блока, оптической мыши, дисплея и клавиатуры, и датчик пульса, подключенный к системному блоку ПК, блок программ, тренажер для создания физической нагрузки на ноги, отличающееся тем, что тренажер имеет подвижный диск для ног, установленный на оси шарового узла, имеющий возможность колебательных движений в разных плоскостях, двух оптических мышек, считывающих движение шарового узла в перпендикулярных направлениях, показывающих движение курсора по трассе на дисплее, узел регулировки усилия движения шарнира в силовом узле, а также поручень для рук ребенка с кнопкой «enter» от левых клавиш оптических мышек.

2. Устройство по п.1 отличающееся тем, что узел регулировки усилия движения диска на шаровом шарнире силового узла выполнен в виде червячного механизма, регулирующего усилие сжатия шарового узла.

3. Устройство по п.1 отличающееся тем, что две оптические мышки установлены сбоку и спереди на вырезах стакана с шаровым узлом, при этом мышка, расположенная параллельно поручню, считывает движение диска вперед-назад, а мышка, расположенная перпендикулярно поручню, считывает движение диска из стороны в строну.