По материалам тензодинамографии

АНАЛИЗ ЛОКОМОТОРНОГО ДВИЖЕНИЯ

Цель работы: научиться определять временные характеристики движения по данным, полученным тензометрическим путем.

Пояснения

Метод электрической тензометрии, как способ получения биомеханических характеристик движения, основан на изменении электрических свойств датчиков (тензодатчики), прикрепленных на деформируемые спортсменом части снарядов (гриф штанги или перекладины, рукоять весла, спусковой крючок и пр.) или на измерительные устройства (стальные кольца, пластины, платформы). В легкой атлетике, лыжном и конькобежном спорте применяется метод телетензометрии. Он в своей основе содержит передачу по радио сигналов об усилиях, которые прилагает спортсмен к деформируемым элементам (например, к стелькам с тензодатчиками в обуви бегуна, лыжника).

Преимуществом данного метода является более высокая по сравнению с фотографическими методами точность регистрации временных и динамических характеристик, а также возможность измерения неэлектрических величин электрическими способами. Это позволяет вводить полученные электрические сигналы в ЭВМ и оперативно получать количественную и качественную оценку эффективности выполненного спортсменом движения.

На рисунке 5 представлен пример записи вертикальной составляющей силового взаимодействия спринтера с опорой при беге на 100 м, полученной методом телетензометрии на специальной бумажной ленте чернильно-пишущим регистратором.

Нулевая линия
Рис. 5. Тензограмма бегового движения.

 

 

Чтобы воспользоваться таким материалом для биомеханического анализа двигательного процесса, сначала определяют горизонтальный и вертикальный масштаб изображений этой кривой, а затем находят значения необходимых характеристик изучаемого движения.

Значения горизонтального масштаба (M_гориз.) определяется расчетным путем по известной скорости протяжки ленты регистратора (V _{протяжки ленты} ). Если скорость протяжки ленты неизвестна, то горизонтальный масштаб определить нельзя, а, следовательно, нельзя определить и временные характеристики по имеющейся тензограмме.

M_гориз = 1/ V _{протяжки ленты}   (с/мм)

Для определения временных характеристик на тензограмме необходимо проставить характерные точки, соответствующие граничным позам данного движения. Граничные позы служат границами между двумя соседними фазами движения. В этот момент происходит смена двигательной задачи и соответственно – существенное изменение характеристик усилия на тензограмме. Поэтому характерные точки проставляются на тензограмме в месте резкого изменения хода зарегистрированной кривой.

В тензограмме бегового движения выделяют следующие характерные точки:

1 – момент постановки ноги на грунт, начало фазы амортизации. Мышцы работают в уступающем режиме.

2 – конец фазы амортизации, начало фазы отталкивания. В этот момент наблюдается максимальное давление ноги на опору, максимальное сгибание ноги в коленном суставе.

3 – конец фазы отталкивания, съем ноги с грунта, начало фазы полета.

4 – конец фазы полета, постановка очередной ноги на грунт. Цикл повторяется с другой ноги.

Используя характерные точки, можно определить следующие временные характеристики:

t_1-2 – время амортизации,

t_2-3 – время отталкивания,

t_1-3 – время опоры,

t_3-4 – время полета,

t_1-4  - время одного шага.

Темп – количество шагов в сек.

N =1/t_шага

ТРК (толчковый ритмический коэффициент) - характеризует соотношение длительности фаз амортизации и отталкивания в периоде опоры.

ТРК = t_аморт/ t_{отталк.}

ШРК (шаговый ритмический коэффициент) - характеризует соотношение длительности периодов опоры и полета в одном шаге бегового движения.

ШРК = t_опоры/ t_полета

 

Длительность каждой фазы рассчитывается, исходя из величины M_гориз.

Dt_фазы = M_гориз × L_фазы

где L_фазы – величина фазы в мм вдоль нулевой линии между характерными точками. Нулевая линия - это линия, которую вычерчивал или вычерчивал бы писчик регистратора на ленте при отсутствии внешних силовых воздействий на тензометрическую систему.

В результате исследования структуры бега у различных спортсменов были выделены следующие типы опорной реакции при беге:

На основании полученных временных характеристик составляются хронограммы движения. Хронограмма - диаграмма временных фаз движения (рис. 6.). Для составления хронограммы используется длительность фазы в секундах, которую представляют на миллиметровой бумаге графически в виде линейной или круговой диаграммы. Длительность фаз откладывается по горизонтали в произвольном масштабе, отмечается начало каждой фазы. Если движение продолжается, то фазу ограничивают зубчатой линией. В сложных упражнениях хронограмма имеет более сложный вид. Так, например, при исследовании техники попеременных лыжных ходов составляется хронограмма каждой опорной конечности. При исследовании циклических движений (ходьбы, бега, плавания, велосипедной езды, гребли и др.) делают круговые хронограммы.

Рис. 6. Хронограммы ходьбы (вверху) и бега (внизу). Студенту предоставляется возможность самостоятельно найти на этих хронограммах периоды опоры ноги, одиночной опоры и двойной опоры, переноса ноги, полета.

Сопоставление нескольких хронограмм разных исполнителей движения дает возможность определить некоторые закономерности движения. Пользуясь хронограммами, можно сравнить данные мастеров и новичков или сравнить изменение данных в процессе изучения упражнения.

Исходные данные: тензограмма бега;

V _{протяжки ленты} – 100 мм/с

Ход работы:

1. На тензограмме бегового движения проставить характерные точки.

2. Определить горизонтальный масштаб изображения, используя значение V _{протяжки ленты} – 100 мм/с

1 мм = 1/100 = 0,01с

3. Подготовить к заполнению таблицу:

№	Параметр	Dtфазы	1 шаг	2 шаг	В.Ф.Борзов
1	Амортизация	t1-2			0,045
2	Отталкивание	t2-3			0,045
3	Опора	t1-3			0,09
4	Полет	t3-4			0,11
5	Шаг	t1-4			0,2
6	Темп	N =1/tшага			5
7	ТРК	tаморт/ tотталк			1
8	ШРК	tопоры/ tполета			0,82

 

4. На тензограмме определить временные характеристики обоих шагов бегового движения. Длительность фазы - Dt_фазы определяется

Dt_фазы = M_гориз × L_фазы

где L_фазы – величина фазы в мм вдоль нулевой линии. Результат занести в колонки 4 и 5.

 

5. Сравнить полученные значения с данными В.Ф.Борзова (бег на 100 м с результатом 10,1 с).

6. Построить линейные хронограммы бегового движения для каждой опорной ноги у изучаемого спортсмена и у В.Ф.Борзова. Хронограммы должны быть расположены строго одна под другой и выполнены в одном масштабе времени.

7. На листе миллиметровки провести ось времени, выбрать удобный масштаб времени.

8. На оси времени сверху отложить моменты изменения движений (по таблице) и надписать названия моментов.

9. Отложить фазы: опоры - выше оси хронограммы, переноса - ниже оси. Подписать названия фаз.

10.Аналогично построить хронограмму для другой опорной ноги.

11.Изобразить ниже хронограммы схему деления шага на периоды. Обратить внимание на соотношение длительностей фаз (ритм шага) - длительности опоры к длительности полета.

12.Записать под хронограммой ритм в форме соотношения длительностей.

13.Сделать выводы о технике бега на изучаемой тензограмме по сравнению с идеальной техникой, определить тип опорной реакции и предложить систему упражнений для устранения недостатков техники бега у данного спортсмена.

ВОПРОСЫ

для подготовки к собеседованию по работе

1. Какую динамическую характеристику позволяет регистрировать метод тензодинамографии?

2. По какому признаку выделяется фазовый состав движения по тензограмме?

3. Как определить длительность каждой фазы?

4. Что такое хронограмма и какие характеристики по ней можно установить?

5. Чем характеризуется идеальная техника бега?

6. Каковы отличия бега от идеальной техники у изучаемого спортсмена? Почему они отрицательно влияют на результат?

7. Какие рекомендации могут быть предложены данному спортсмену для улучшения результата?