Комплект разновысоких степ-платформ для проведения функционально-нагрузочных тестов и способ изготовления степ-платформ для него
Владельцы патента RU 2531873:
Общество с ограниченной ответственностью "Научно производственное предприятие "Навигатор здоровья" (RU)
Изобретение относится к устройствам для проведения функционально-нагрузочных тестов, разновысоких степ-платформ для проведения функционально-нагрузочных тестов. Комплект содержит, по меньшей мере, две степ-платформы, причем каждая из последующих степ-платформ имеет геометрические размеры меньшие, чем предыдущая, при этом каждая из степ-платформ комплекта выполнена в форме полой тонкостенной усеченной четырехугольной пирамиды, углы наклона боковых поверхностей к основанию которой выполнены острыми с максимальным приближением к прямым углам, причем величины вышеназванных углов выбраны из условия обеспечения возможности выемки платформ из литьевой пресс-формы и возможности вложения одной платформы в другую, при этом с наружной стороны верхняя рабочая поверхность каждой платформы выполнена противодействующей скольжению, с внутренней стороны каждая платформа содержит продольные и поперечные ребра жесткости, а две оппозитно расположенные боковые стороны каждой платформы снабжены выдавленными по всей высоте ее выступами, образующими между собой пазы и имеющими в поперечном сечении трапециевидную форму, размеры выступов и ширина пазов выбраны из условия возможности при стыковке платформ внешними сторонами размещения выступов одной степ-платформы в пазах другой. Комплект дополнительно содержит коврик из эластомерного материала с высоким коэффициентом трения, на наружной поверхности которого расположены упоры, форма которых выполнена с возможностью размещения во внутренних полостях трапецеидальных выступов платформ при стыковке. Изобретение повышает устойчивость степ-платформ и упрощает проведение функционально-нагрузочных тестов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к медицине и физической культуре, а именно к устройствам и функционально-нагрузочным методам для определения уровня физической работоспособности, и может быть использовано при комплексном мониторинге функционального состояния организма и резервов здоровья детей, молодежи и взрослого населения.
Известен метод определения физической работоспособности человека, заключающийся в подъемах (нашагивании) на скамейку высотой 50,8 см (для мужчин) 43 см (для женщин) с частотой 30 в минуту (Гарвардский степ-тест). Каждый подъем выполняется на 4 счета с частотой, задаваемой метрономом. По продолжительности выполненной работы и количеству ударов пульса вычисляют индекс теста, позволяющий судить о функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы испытуемого. Тест был разработан для оценки физической работоспособности военнослужащих и применения в качестве общепринятого теста для широкомасштабного обследования населения не нашел.
Известен также степ-тест PWC 170 (см., например, Детская спортивная медицина. М., Медицина, 1980, с.170-180). Тест осуществляется путем циклического нашагивания обследуемым на расположенные перед ним ступеньки (степ-платформы), используемые в качестве нагрузочного средства с заданным ритмом движений. Известный метод реализуется с использование комплекта разновысоких деревянных или пластмассовых степ-платформ, прямоугольной формы, устанавливаемых непосредственно на полу. (см, например, патент РФ №2441580 «Способ оценки резервов здоровья и работоспособности населения»).
Использование двух и более степ-платформ обеспечивает более корректное физиологическое воздействие (более плавное нарастание нагрузки) при оценке физической работоспособности. Достоинства теста - простота и доступность, вовлечение в работу большого объема мускулатуры, статистически достоверные результаты, характеризующие функциональное состояние кардиореспираторной системы.
Главным недостатком указанных методов и устройств для их осуществления является возможность сдвига степ-платформ относительно друг друга и поверхности, на которой они установлены, что может привести к вынужденному прерыванию теста, а также может привести к травмам испытуемого.
Задачей настоящего изобретения является создание оригинальной конструкции платформ и коврика для них, повышающей уровень безопасности их использования при массовом применении, стандартизирующей условия проведения теста, обеспечивающей возможность быстрой стыковки и фиксации платформ между собой, вкладываемость платформы меньшей высоты в платформу большей высоты при сохранении стандартных габаритных размеров опорной поверхности каждой платформы, а также разработка способа простого и быстрого изготовления степ-платформ.
Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является повышение устойчивости степ-платформ при многократном нашагивании на них, причем под устойчивостью следует понимать не только способность платформ сохранять вертикальное положение, но и способность их не осуществлять горизонтальные перемещения, а также не разрушаться под воздействием внешних сил, кроме того, при решении поставленной задачи повышаются безопасность и удобство использования степ-платформы.
Для достижения указанного технического результата был разработан комплект разновысоких степ-платформ для проведения функционально-нагрузочных тестов, содержащий, по меньшей мере, две степ-платформы, причем каждая из последующих степ-платформ имеет геометрические размеры меньшие, чем предыдущая, при этом каждая из степ-платформ комплекта выполнена в форме полой тонкостенной усеченной четырехугольной пирамиды, углы наклона боковых поверхностей к основанию которой выполнены острыми с максимальным приближением к прямым углам, причем величины вышеназванных углов выбраны из условия обеспечения возможности выемки платформ из литьевой пресс-формы и возможности вложения одной платформы на максимальную глубину в другую, при этом с наружной стороны верхняя рабочая поверхность каждой платформы выполнена противодействующей скольжению, с внутренней стороны каждая платформа содержит продольные и поперечные ребра жесткости, а две оппозитно расположенные боковые стороны каждой платформы снабжены выловленными по всей высоте ее выступами, образующими между собой пазы и имеющими в поперечном сечении трапециевидную форму, размеры выступов и ширина пазов выбраны из условия возможности при стыковке платформ внешними сторонами путем размещения выступов одной степ-платформы в пазах другой, комплект также дополнительно содержит коврик из эластомерного материала с высоким коэффициентом трения, на наружной поверхности которого расположены упоры, форма которых выполнена с возможностью размещения во внутренних полостях трапецеидальных выступов платформ при стыковке.
Степ-платформы могут быть выполнены из полипропилена.
Степ-платформы могут быть выполнены из цветного полипропилена - красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, голубого цветов.
В срединной части боковой поверхности степ-платформы может быть выполнена выемка, представляющая собой прямоугольное углубление с клинообразно расширяющимися к основанию боковыми сторонами.
На наибольшей по высоте платформе в нижней части клинообразного расширяющегося углубления может быть расположена ручка в форме отрезка П-образного профиля, соединяющего боковые стороны выемки.
Ширину коврика выбирают из условий его вложения по диагонали в собранный комплект степ-платформ.
Рабочая поверхность каждой из платформ комплекта может быть снабжена углублениями для установки шильдов с логотипами и/или техническими характеристиками платформ.
Также для достижения указанного технического результата был разработан способ изготовления комплекта разновысоких платформ для проведения функционально нагрузочных тестов, включающий изготовление пресс-формы, содержащей матрицу и пуансон, с геометрией, обеспечивающей заданную форму степ-платформы, последующее термопрессовое литье в пресс-форму расплавленного полимера и получение готовой платформы, причем степ-платформы меньшего геометрического размера получают путем отрезки от степ-платформ большего размера.
Для исключения усадочных деформаций при остывании степ-платформ внутрь последних, на период их остывания, могут вкладываться распорки ответной формы, соответствующей внутренней геометрии степ-платформы.
Степ-платформа для проведения функционально-нагрузочных тестов выполнена из полипропилена в форме полой тонкостенной усеченной четырехугольной пирамиды, такая форма позволяет платформе быть устойчивой при нашагивании испытуемого на нее. Углы наклона боковых поверхностей к основанию пирамиды выполнены острыми с максимальным приближением к прямым углам, что, в свою очередь, повышает жесткость конструкции в целом. Величины вышеназванных углов выбраны из условия обеспечения возможности выемки платформы из литьевой пресс-формы и возможности вложения нескольких платформ на максимальную глубину друг в друга, что упрощает процесс их изготовления. С наружной стороны верхняя рабочая поверхность платформы выполнена противодействующей скольжению, например, путем выполнения на ней микрорельефа. С внутренней стороны, платформа содержит продольные и поперечные ребра жесткости, позволяющие ей сохранять геометрическую устойчивость при использовании. Две оппозитно расположенные боковые стороны платформы снабжены выловленными по всей ее высоте выступами, образующими между собой пазы и имеющими в поперечном сечении трапециевидную форму. Размеры выступов и ширина пазов выбраны из условия возможности при стыковке двух платформ размещения выступов одной платформы в пазах другой, что позволяет соединять платформы практически неподвижно друг относительно друга. Для обеспечения возможности проведения испытаний различных по физическому состоянию людей платформу выполняют высотой от 50 до 400 мм с шагом в 50 мм. Для удобства различения высот каждой из степ-платформ они выполнены из цветного полипропилена, причем каждая имеет определенный цвет, например красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, голубой.
В срединной части боковой поверхности степ-платформы выполнена выемка, представляющая собой прямоугольное углубление с клинообразно расширяющимися к основанию боковыми сторонами.
В нижней части клинообразного расширяющегося углубления степ-платформы расположена ручка в форме отрезка П-образного профиля, соединяющего боковые стороны выемки.
Рабочая поверхность степ-платформы снабжена углублениями для установки шильдов с логотипами и/или техническими характеристиками платформы.
Для того чтобы при эксплуатации степ-платформа не скользила, она установлена на специальный коврик. Коврик из эластомерного материала содержит на наружной поверхности упоры ответной формы внутренней поверхности стыкуемых сторон, выполненные с возможностью размещения во внутренних полостях трапецеидальных выступов платформы при стыковке, что ликвидирует возможность скольжения платформы или соединенных нескольких платформ относительно коврика, повышая таким образом горизонтальную устойчивость. Рабочая и нижняя поверхности коврика выполнены с высоким коэффициентом трения. Ширина коврика выбрана из условий его вложения по диагонали во внутреннюю полость степ-платформы.
Предложенные степ-платформы изготавливаются следующим способом.
В заранее подготовленную и установленную в соответствующий термопластавтомат пресс-форму содержащую матрицу и пуансон, с геометрией, обеспечивающей заданную форму степ-платформы, подают расплавленный полимер необходимого цвета, затем проводят прессование с получением заготовки степ-платформы наибольшего размера, затем от нее отрезают степ-платформы меньшего геометрического размера, к которым в дальнейшем монтируют верхнюю поверхность. При этом для исключения усадочных деформаций при остывании степ-платформ внутрь последних, на период их остывания, вкладывают распорки ответной формы, соответствующей внутренней геометрии степ-платформы.
Предложенный комплект может быть использован, например, для проведения двухступенчатого степ-теста.
Двухступенчатый степ-тест - для определения уровня физической работоспособности - PWC-170 выполняется как нашагивание на ступени с запрограммированной частотой (30 циклов в минуту), задаваемой ритмозадающим устройством и продолжительностью по 3 минуты на двух "высотах". В конце трехминутного нашагивания на каждую ступень с кардиомонитора считываются показания ЧСС (частота сердечных сокращений). Пациентам после завершения теста предлагается в течение 1 минуты продолжить ходьбу по полу с легкими восстанавливающими движениями рук. Через 1 минуту ходьбы регистрируется ЧСС.
Подбор высоты первой ступени зависит от размеров тела обследуемого, показаний ЧСС и АД (артериальное давление) в покое, ЧСС в тесте Руффье. Высота первой ступени для мужчин варьируется в пределах 10, 15, 20, 25 см, а второй ступени 20, 25, 30, 35, 40 см. Для женщин соответственно - 5, 10, 15, 20 см и 15, 20, 25, 30, 35 см. Увеличение высоты второй ступени определяется величиной пульса при нашагивании на первую ступеньку. Задача подбора высоты ступенек заключается в том, чтобы в конце выполнения теста ЧСС была близка к 170 уд./мин, что сделает производимые расчеты показателей наиболее корректными. Разница высот первой и второй ступени должна быть не менее 10 см.
Физическая работоспособность рассчитывается в величинах мощности выполняемой нагрузки (кгм/мин) в расчете на 1 кг массы тела, соответствующей ЧСС 170 уд/мин (PWC-170). Физическая работоспособность - один из важнейших компонентов физического здоровья человека и характеризует способность организма эффективно выполнять большую мышечную работу и противостоять утомлению. Уровень общей физической работоспособности определяется возможностями мышечной, дыхательной, сердечно-сосудистой, нервной, эндокринной систем и слаженностью их работы при физических нагрузках.
Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, описание изобретения следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.
На приведенных чертежах показан комплект степ-платформ и коврик для его использования для проведения функционально-нагрузочных тестов.
На Фиг.1 изображен общий вид двух установленных и состыкованных на коврике платформ, на Фиг.2 изображен вид сверху двух установленных и состыкованных на коврике платформ, на Фиг.3 - общий вид двух установленных и состыкованных на коврике платформ с продольным разрезом платформ и коврика, на Фиг.4 показан общий вид степ-платформы с указанием ключевых функциональных элементов, на Фиг.5 - степ-платформа, вид сверху с указанием ключевых элементов, на Фиг.6 - общий вид степ-платформы с частичным вырезом с указанием внутренних ребер жесткости, на Фиг.7 - принцип расположения выступов платформ для правильной стыковки между собой двух платформ комплекта на виде сверху, на Фиг.8 - общий вид сборки-укладки нескольких разновысоких однотипных платформ при транспортировании и хранении с частичным вырезом, на Фиг.9 - вид сверху коврика с упорами, на Фиг.10 - общий вид степ-платформы, установленной на коврике, на Фиг.11 - принцип стыковки и неподвижной взаимной фиксации двух платформ упорами на коврике на виде платформ снизу с разрезами упоров по плоскости основания платформ.
Каждая из комплекта степ-платформа 1 (Фиг.4, Фиг.5) выполнена в форме полой тонкостенной усеченной четырехугольной пирамиды без основания. Степ-платформа содержит горизонтальную опорную рабочую поверхность 2 прямоугольной формы (плоскость сечения пирамиды) и четыре боковые поверхности. С наружной стороны верхняя рабочая поверхность выполнена противодействующей скольжению, например, путем выполнения на ней микрорельефа 3 в виде продольного рифления и снабжена расположенными по диагонали гнездами 4 для установки в них шильдов с логотипами и технической информацией. С внутренней стороны верхняя опорная поверхность 2 снабжена ребрами 5 жесткости (Фиг.6). Опорная рабочая поверхность 2 сопряжена плавными переходами 6 (Фиг.4, Фиг.5) с каждой из боковых поверхностей платформы. Боковые поверхности 7 и 8 имеют симметрично расположенные выемки 9, представляющие собой прямоугольное углубление с клинообразно расширяющимися к основанию платформы боковыми сторонами 10. В нижней части расширяющегося углубления каждой из сторон 7 и 8 расположены ручки 11 в форме отрезка П-образного профиля, соединяющего боковые стороны 10 выемки 9 и служащие для переноски платформы или нескольких вложенных одна в другую платформ (Фиг.8) в положении перевернутыми вниз опорными рабочими поверхностями 2.
Две другие стороны поверхности передняя 12 и задняя 13 (Фиг.4, Фиг.5) от линии сопряжения перехода 6 снабжены выдавленными по всей высоте поверхностей выступами 14, имеющими в поперечном сечении форму равнобедренной трапеции. Выступы расположены отстоящими друг от друга на расстояние, равное ширине выступов в верхней части, образуя таким образом пазы 15, в которых размещаются выступы 14 однотипной платформы при их стыковке между собой (Фиг.1, Фиг.2). При этом выступы, расположенные на сторонах 12 и 13, выполнены со смещением, позволяющим точно центрировать положение опорных поверхностей 2 против друг друга при стыковании платформ (Фиг.7). Углы наклона всех четырех боковых поверхностей 7, 8, 12 и 13 выполнены острыми. Их величины выбраны из условия обеспечения возможности выемки платформы из литьевой пресс-формы и возможности многократных вложений однотипных платформ одна в другую на глубину до нижнего края ребер жесткости для удобства транспортирования и хранения (Фиг.8). Для обеспечения возможности проведения функционально-нагрузочных испытаний различных по физическому состоянию людей платформу выполняют высотой от 50 до 400 мм с шагом 50 мм, причем для удобства различения высот каждой из степ-платформ они выполнены из цветного полипропилена и при этом каждая имеет определенный цвет, например красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, голубой. Высота каждой степ-платформы однозначно определяет энергию, затрачиваемую при ритмичном подъеме на нее обследуемого. Для использования комплекта степ-платформ для проведениия функционально-нагрузочных тестов используют коврик 16 (Фиг.9) из эластомерного материала, рабочая и нижняя поверхность которого выполнена с высоким коэффициентом трения. Коврик снабжен дополнительно упорами 17, установленными в шахматном порядке на рабочей поверхности для ориентации расположения и фиксации платформы на коврике, а также стыковки и фиксации между собой в рабочем положении двух платформ, установленных соответствующим образом (Фиг.9). Упоры расположены таким образом, что один ряд упором располагается во внутренних полостях выступов 14, а другой - с внешней стороны платформы в пазах 15. Коврик 16 с упорами 17 позволяет исключить смещение платформ при выполнении теста и обеспечить равномерное распределение нагрузки по периметру нижнего края платформы.
Комплект степ-платформ и коврик для проведения функционально-нагрузочного теста используют следующим образом.
Выбранную для одноступенчатого тестирования степ-платформу 1 устанавливают на коврик 16 таким образом, чтобы один ряд расположенных в шахматном порядке упоров 17 коврика 16 оказался размещенным во внутренних полостях выступов 14, а другой ряд упоров - с внешней стороны платформы 1 в пазах 15 (Фиг.10). Обследуемый встает перед платформой с передней стороны и в такт команд врача или ритмозадающего устройства начинает подниматься на платформу и возвращаться в исходное положение на коврик в течение заданного времени или до достижения ограничений, обусловленных состоянием обследуемого или условиями проведения теста, например выполнение теста PWC-170. Одновременно, в течение всего теста с обследуемого снимают медико-биологические показатели с использованием установленных на нем диагностических приборов.
Для обеспечения более плавного нарастания нагрузки используют двухступенчатый тест, для выполнения которого используют две платформы разной высоты из комплекта. Высоты платформ выбирает врач исходя из оценки функционального состояния обследуемого. При этом первой устанавливается платформа меньшей высоты, а вторая - большей (Фиг.1, Фиг.3). Платформы устанавливаются на коврике 16 таким образом, чтобы выступы 14 задней поверхности первой платформы входили в пазы 15 передней поверхностью другой платформы, при этом один ряд упоров 17 (Фиг.11) располагался во внутренних полостях выступов 14 одной платформы, а второй ряд - соответственно в полостях выступов 14 другой платформы. Такой способ взаимного расположения и фиксации платформ исключает возможность их взаимного смещения относительно друг друга и обеспечивает безопасность использования.
При выполнении двухступенчатого теста обследуемый осуществляет подъем с коврика на опорную рабочую поверхность первой ступени, после чего по истечении заданного временного интервала по команде врача или в такт ритмозадающего устройства начинает подниматься с опорной рабочей поверхности 2 (Фиг.4, Фиг.5) первой ступени на опорную рабочую поверхность 2 пристыкованной к ней второй ступени и возвращаться в исходное положение.
1. Комплект разновысоких степ-платформ для проведения функционально-нагрузочных тестов, содержащий, по меньшей мере, две степ-платформы, отличающийся тем, что каждая из последующих степ-платформ имеет геометрические размеры меньшие, чем предыдущая, при этом каждая из степ-платформ комплекта выполнена в форме полой тонкостенной усеченной четырехугольной пирамиды, углы наклона боковых поверхностей к основанию которой выполнены острыми с максимальным приближением к прямым углам, причем величины вышеназванных углов выбраны из условия обеспечения возможности выемки платформ из литьевой пресс-формы и возможности вложения одной платформы на максимальную глубину в другую, при этом с наружной стороны верхняя рабочая поверхность каждой платформы выполнена противодействующей скольжению, с внутренней стороны каждая платформа содержит продольные и поперечные ребра жесткости, а две оппозитно расположенные боковые стороны каждой платформы снабжены выдавленными по всей высоте ее выступами, образующими между собой пазы и имеющими в поперечном сечении трапециевидную форму, размеры выступов и ширина пазов выбраны из условия возможности при стыковке платформ размещения выступов одной степ-платформы в пазах другой, комплект также дополнительно содержит коврик из эластомерного материала с высоким коэффициентом трения, на наружной поверхности которого расположены стыковочные элементы, выполненные с возможностью размещения во внутренних полостях трапецеидальных выступов платформ при стыковке.
2. Комплект по п.1, отличающийся тем, что степ-платформы выполнены из полипропилена.
3. Комплект по п.1, отличающийся тем, что степ-платформы выполнены из цветного полипропилена - красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, голубого цветов.
4. Комплект по п.1, отличающийся тем, что в срединной части боковой поверхности выполнена выемка, представляющая собой прямоугольное углубление с клинообразно расширяющимися к основанию боковыми сторонами.
5. Комплект по п.4, отличающийся тем, что на наибольшей по высоте платформе в нижней части клинообразного расширяющегося углубления расположена ручка в форме отрезка П-образного профиля, соединяющего боковые стороны выемки.
6. Комплект по пп.1-5, отличающийся тем, что ширина коврика выбрана из условий его вложения по диагонали в собранный комплект степ-платформ.
7. Комплект по пп.1-5, отличающийся тем, что рабочая поверхность каждой из платформ комплекта снабжена углублениями для установки шильдов с логотипами и/или техническими характеристиками платформ.
8. Способ изготовления комплекта разновысоких платформ для проведения функционально нагрузочных тестов по пп.1-7, включающий изготовление пресс-формы, содержащей матрицу и пуансон, с геометрией, обеспечивающей заданную форму степ-платформы, последующее термопрессовое литье в пресс-форму расплавленного полимера и получение готовой платформы, причем степ-платформы меньшего геометрического размера получают путем отрезки от степ-платформ большего размера.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что для исключения усадочных деформаций при остывании степ-платформ внутрь последних, на период их остывания, вкладывают распорки ответной формы, соответствующей внутренней геометрии степ-платформы.
