ITRM20130688A1

ITRM20130688A1 - GYMNASTIC TOOL, IN PARTICULAR FOR THE TRAINING OF EXPLOSIVE FORCE

Info

Publication number: ITRM20130688A1
Application number: IT000688A
Authority: IT
Inventors: Sandro Bartolomei; Franco Merni
Original assignee: Univ Bologna Alma Mater
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-06-14

Description

Descrizione per invenzione dal titolo: Description for invention entitled:

ATTREZZO GINNICO, IN PARTICOLARE PER L'ALLENAMENTO GYM EQUIPMENT, ESPECIALLY FOR TRAINING

DELLA FORZA ESPLOSIVA OF THE EXPLOSIVE FORCE

Descrizione Description

La presente invenzione si riferisce a un attrezzo ginnico, pensato per sviluppare in particolare la forza esplosiva, ovvero la forza rapida che viene espressa partendo da una condizione statica. The present invention refers to an exercise apparatus, designed to develop in particular the explosive force, that is the rapid force that is expressed starting from a static condition.

Questo tipo di forza muscolare è di fondamentale importanza in numerosissime discipline, tra cui: calcio, pallavolo, basket, rugby, baseball, tennis, sci alpino, atletica leggera, pugilato, lotta. Essa permette rapide accelerazioni che precedono e seguono repentine decelerazioni, improvvisi cambi di direzione e di ritmo, balzi sia in verticale sia in profondità. This type of muscle strength is of fundamental importance in many disciplines, including: football, volleyball, basketball, rugby, baseball, tennis, alpine skiing, athletics, boxing, wrestling. It allows rapid accelerations that precede and follow sudden decelerations, sudden changes of direction and rhythm, leaps both vertically and in depth.

Le qualità che condizionano la forza esplosiva sono la forza massimale che i muscoli possono esercitare la forza c.d. dinamica composta da: la forza iniziale, ovvero la capacità di sviluppare rapidamente elevati picchi di forza all’inizio della contrazione, e la forza accelerante, ovvero la capacità di aumentare la tensione a lavoro già cominciato. The qualities that condition the explosive force are the maximum force that the muscles can exert the so-called force. dynamics consisting of: the initial force, or the ability to rapidly develop high peaks of force at the beginning of the contraction, and the accelerating force, or the ability to increase tension when work has already begun.

Per sviluppare grandi espressioni di forza esplosiva è quindi indispensabile possedere un livello ottimale di forza massima e di forza dinamica massima. Al contrario, un eccessivo e perpetrato aumento della sola forza massima potrebbe avere ripercussioni negative. To develop great expressions of explosive force it is therefore essential to have an optimal level of maximum force and maximum dynamic force. Conversely, an excessive and perpetrated increase in maximum force alone could have negative repercussions.

In altri termini, l'adattamento che intercorre in seguito a un allenamento con carichi massimali porta entrambi i tipi di fibre muscolari, fibre lente e fibre veloci, a intervenire nell'espressione della forza esplosiva; l'aumentata sezione traversa delle fibre lente, dunque, rallenterà le fibre veloci in misura maggiore, riducendo il miglioramento delle prestazioni ottenute da queste ultime. In other words, the adaptation that occurs following a training with maximal loads leads both types of muscle fibers, slow fibers and fast fibers, to intervene in the expression of explosive force; the increased cross section of the slow fibers, therefore, will slow down the fast fibers to a greater extent, reducing the improvement in performance obtained by the latter.

Pertanto, appare necessario poter disporre di macchine da allenamento in grado di permettere l'esercizio specifico sulla forza esplosiva, con la possibilità di graduare e misurare gli sforzi eseguiti. Therefore, it appears necessary to have training machines capable of allowing specific exercise on explosive strength, with the possibility of grading and measuring the efforts performed.

Studi eseguiti da Kuznekow sulla specialità dei salti, hanno riguardato una cosiddetta “leg press”, con diversi blocchi che impediscono il movimento a diversi angoli di flessione del ginocchio. Detti blocchi possono essere rimossi consentendo passaggi da una tipologia di contrazione all’altra. Studies carried out by Kuznekow on the specialty of jumping, have involved a so-called "leg press", with different blocks that prevent movement at different angles of flexion of the knee. These blocks can be removed by allowing passages from one type of contraction to another.

Il brevetto USA No. 6,623,409 B1 (Abelbeck) descrive invece un sistema di bloccaggio automatico di un bilanciere applicato a guide (tipo Smith machine). L'utilizzo che viene proposto è quello finalizzato all'aumento della sicurezza di utilizzo durante esercizi di muscolazione nei quali un eventuale scivolamento del bilanciere dalle mani dell'utilizzatore potrebbe portare a infortuni. Infatti in questo meccanismo una molla ruota il meccanismo di bloccaggio non appena cessa la rotazione imposta dalla mano dell'utilizzatore. US patent No. 6,623,409 B1 (Abelbeck) instead describes an automatic locking system of a rocker arm applied to guides (Smith machine type). The proposed use is aimed at increasing the safety of use during muscle exercises in which a possible slipping of the barbell from the user's hands could lead to injuries. In fact, in this mechanism a spring rotates the locking mechanism as soon as the rotation imposed by the user's hand ceases.

Altra funzione del dispositivo é quella di consentire test di valutazione della forza esplosiva mediante lancio del bilanciere con gli arti superiori da posizione di decubito supino (bench press throw). Tuttavia, questo meccanismo impedisce il ritorno del bilanciere verso il basso una volta raggiunto il punto più alto, ma non è possibile modulare la soglia di rimozione di un vincolo che impedisce il movimento del bilanciere verso l'alto a fronte della spinta esplosiva dell'atleta. Another function of the device is to allow tests to evaluate the explosive force by throwing the barbell with the upper limbs from the supine position (bench press throw). However, this mechanism prevents the bar from returning downwards once the highest point is reached, but it is not possible to modulate the threshold for removing a constraint that prevents the bar from moving upwards in the face of the athlete's explosive thrust. .

Il problema alla base della presente invenzione consiste nel fornire un attrezzo ginnico per l'allenamento e la valutazione della forza esplosiva che consenta il superamento degli inconvenienti citati con riferimento alla tecnica nota. The problem underlying the present invention consists in providing an gymnastic apparatus for training and evaluating the explosive force which allows the above mentioned drawbacks to be overcome with reference to the known art.

Tale problema viene risolto da un attrezzo ginnico come sopra specificato, che comprende: This problem is solved by an exerciser as specified above, which includes:

• un elemento mobile, atto a essere mosso da un utilizzatore esercitando uno sforzo; • a mobile element, capable of being moved by a user exerting an effort;

• un elemento fisso, e almeno un elettromagnete connesso a tale elemento fisso, comprendente almeno un elettromagnete con una piastra ferrosa connessa a detto elemento mobile da un rispettivo elemento di collegamento traente; e • una centralina che alimenta detto almeno un elettromagnete con corrente elettrica a intensità variabile, per contrastare detto sforzo esercitato dall'utilizzatore fino a un valore di soglia. • a fixed element, and at least one electromagnet connected to said fixed element, comprising at least one electromagnet with a ferrous plate connected to said movable element by a respective pulling connecting element; and • a control unit which supplies said at least one electromagnet with electric current of variable intensity, to counteract said effort exerted by the user up to a threshold value.

Questo attrezzo è applicabile a diversi esercizi di muscolazione realizzabili con bilanciere a castello (tipo smith machine) ed ha ulteriori possibilità di utilizzo in esercizi speciali per l’atletica leggera ed il salto. This tool is applicable to various muscle exercises that can be performed with a bunk barbell (such as smith machine) and has further possibilities for use in special exercises for athletics and jumping.

L'attrezzo sopra definito consente di allenare la forza esplosiva attraverso un passaggio repentino dalla contrazione isometrica a quella concentrica dinamica. Con questa modalità, si possono raggiungere espressioni di potenza superiori a quelle ottenibili con la normale contrazione muscolare. Il dispositivo può essere applicato a vari esercizi fondamentali per l’allenamento della forza come la panca piana e lo squat, consentendo allenamenti vari ed efficaci per quanto riguarda la forza esplosiva. The tool defined above allows you to train explosive strength through a sudden transition from isometric to dynamic concentric contraction. With this modality, it is possible to reach expressions of power higher than those obtainable with normal muscle contraction. The device can be applied to various fundamental exercises for strength training such as the flat bench press and the squat, allowing various and effective workouts in terms of explosive strength.

La presente invenzione verrà di seguito descritta in base a un suo esempio di realizzazione preferito, a scopo puramente esemplificativo e non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, in cui: The present invention will be described below on the basis of a preferred embodiment thereof, purely by way of non-limiting example and with reference to the attached drawings, in which:

• la figura 1 mostra una vista isometrica parziale di un attrezzo ginnico per l'allenamento della forza esplosiva secondo l'invenzione; Figure 1 shows a partial isometric view of an explosive strength training apparatus according to the invention;

• la figura 2 mostra una sezione in alzato di un particolare dell'attrezzo mostrato in figura 1; e • figure 2 shows an elevation section of a detail of the tool shown in figure 1; And

• la figura 3 mostra una vista isometrica complessiva e in parziale sezione dell'attrezzo ginnico di figura 1. • figure 3 shows an overall isometric view and in partial section of the exerciser of figure 1.

Con riferimento alle figure, un attrezzo ginnico per l'allenamento della forza esplosiva è indicato nel suo complesso con 10. With reference to the figures, an explosive strength training apparatus is indicated as a whole with 10.

Esso comprende (figura 1) una centralina di controllo 1, connessa a una fonte di alimentazione elettrica, che è capace di fornire energia elettrica all'attrezzo sotto forma di corrente continua a intensità variabile e regolabile. It comprises (Figure 1) a control unit 1, connected to an electrical power source, which is capable of supplying electrical energy to the tool in the form of direct current with variable and adjustable intensity.

A tale proposito, tale centralina 1 è capace di svolgere la funzione di alimentatore, ovvero di potenziometro micrometrico e interruttore di accensione. In this regard, this control unit 1 is capable of performing the function of a power supply, or of a micrometric potentiometer and ignition switch.

Essa comprende un display 2 per visualizzare il valore dell'energia elettrica erogata all’attrezzo ginnico 10. It includes a display 2 to view the value of the electricity supplied to the exerciser 10.

La suddetta alimentazione elettrica alimenta un elettromagnete 3, che ha una tenuta massima predeterminata e adatta allo scopo cui questo componente è preposto per l'allenamento della forza esplosiva, per esempio 250 kg di tenuta massima. The aforesaid electric power supply feeds an electromagnet 3, which has a predetermined maximum strength suitable for the purpose for which this component is designed for training the explosive force, for example 250 kg of maximum strength.

L'elettromagnete 3 è composto da un magnete 31 circondato da una bobina 32 per la generazione di forza magnetica e una piastra 33 in materiale ferroso, su cui il magnete 31 agisce. The electromagnet 3 is composed of a magnet 31 surrounded by a coil 32 for the generation of magnetic force and a plate 33 made of ferrous material, on which the magnet 31 acts.

La piastra 33 è collegata a un'asta traente 4 ed è disposta all'interno di una guida 5 che ne controlla lo scorrimento quando essa viene staccata dal magnete 31. The plate 33 is connected to a pulling rod 4 and is arranged inside a guide 5 which controls its sliding when it is detached from the magnet 31.

L'asta traente 4 è un'asta rigida, ma può essere sostituito da un elemento flessibile come un cavo o un nastro e costituisce una connessione in trazione della piastra 33 a un elemento mobile dell'attrezzo ginnico 10. The pulling rod 4 is a rigid rod, but it can be replaced by a flexible element such as a cable or a ribbon and constitutes a traction connection of the plate 33 to a movable element of the exerciser 10.

A tale proposito, l'estremità sommitale 41 di detta asta 4 è collegata, attraverso una connessione meccanica preferibilmente di tipo smontabile, per esempio del tipo a vite, a detto elemento mobile che, nel presente esempio, è composto da un bilanciere 6 in una macchina di Smith. L'asta trasversale 61 del bilanciere 6, che sostiene elementi a peso variabile 62 sulle estremità opposte, è a sua volta sostenuta da una coppia di colonne 7 fornite di una molteplicità di appoggi 71 per disporre il bilanciare a diverse altezze. In this regard, the top end 41 of said rod 4 is connected, through a mechanical connection preferably of the removable type, for example of the screw type, to said mobile element which, in the present example, is composed of a rocker 6 in a Smith's machine. The transverse rod 61 of the rocker arm 6, which supports variable weight elements 62 on opposite ends, is in turn supported by a pair of columns 7 provided with a plurality of supports 71 to arrange the balance at different heights.

Le colonne 7 si ergono da una base di appoggio 8 che comprende almeno una barra longitudinale 81, parallela all'asta 61 del bilanciere 6, e una coppia di barre trasversali 82. The columns 7 rise from a support base 8 which comprises at least one longitudinal bar 81, parallel to the rod 61 of the rocker arm 6, and a pair of transverse bars 82.

Le colonne 7 con gli appoggi 71 e la base di appoggio 8 costituiscono l’elemento fisso dell’attrezzo ginnico, che nel suo complesso costituisce il supporto per l’elemento mobile costituito dal bilanciere 6. The columns 7 with the supports 71 and the support base 8 constitute the fixed element of the exerciser, which as a whole constitutes the support for the mobile element consisting of the barbell 6.

L'elettromagnete 3 è connesso a detta base di appoggio , ovvero alla barra longitudinale 81 attraverso la quale esso riceve la corrente elettrica che lo alimenta. The electromagnet 3 is connected to said support base, or to the longitudinal bar 81 through which it receives the electric current that feeds it.

Si noti che l'asta traente 4 può essere predisposta della lunghezza corretta all'esecuzione dell'esercizio. Inoltre, una variante dell'attrezzo può prevedere l'impiego di una coppia di elettromagneti, connessi a due aste in rispettive guide, collegate simmetricamente all'asta trasversale 61 del bilanciere 6. Note that the pulling rod 4 can be set to the correct length for carrying out the exercise. Furthermore, a variant of the tool can provide for the use of a pair of electromagnets, connected to two rods in respective guides, symmetrically connected to the transverse rod 61 of the rocker arm 6.

La posizione dell’elettromagnete può variare: è sufficiente che esso sia solidale a qualunque parte utile dell’elemento fisso dell’attrezzo ginnico 10, per esempio gli appoggi 71. The position of the electromagnet may vary: it is sufficient that it is integral with any useful part of the fixed element of the exerciser 10, for example the supports 71.

L'asta traente 4, che connette la piastra metallica 33 che si va ad appoggiare alla superficie del magnete 3 e blocca il bilanciere 6, è dotata di una cella di carico, o sensore di forza, (non rappresentata) che comunica con la centralina 1 attraverso un filo. Nella centralina 1 è impostabile un carico massimo, raggiunto il quale viene tolta la tensione al magnete 31 che blocca il movimento del bilanciere 6 verso l'alto. The pulling rod 4, which connects the metal plate 33 which rests on the surface of the magnet 3 and blocks the rocker arm 6, is equipped with a load cell, or force sensor, (not shown) which communicates with the control unit 1 through a thread. A maximum load can be set in the control unit 1, upon reaching which voltage is removed from the magnet 31 which blocks the upward movement of the rocker 6.

In questo modo, non sarebbe più direttamente l'energia fornita al magnete a determinare la soglia di sgancio ma le informazioni provenienti dal sensore di forza. Il magnete, in questo caso, sviluppa una forza superiore a quella prodotta dal soggetto. In this way, it would no longer be directly the energy supplied to the magnet to determine the release threshold but the information coming from the force sensor. The magnet, in this case, develops a force greater than that produced by the subject.

Nella versione a doppio magnete, essi potrebbero avere ciascuno una tenuta massima di 180 kg, ed essere alimentati a 24 V. In the double magnet version, they could each have a maximum hold of 180 kg, and be powered at 24 V.

L'attrezzo ginnico sopra descritto, mediante l’utilizzo dell'elettromagnete, blocca il movimento del bilanciere 6 consentendo una contrazione isometrica da parte dell’utilizzatore. La centralina 1 regola la tenuta del magnete 31 attraverso l’energia ad esso erogata ed il dato è visualizzabile nell’apposito schermo 2. La modulazione dell’erogazione di energia al magnete 31 avviene attraverso un potenziometro micrometrico multigiro nella centralina 1. Una volta raggiunta la soglia pre-impostata attraverso la contrazione muscolare dell’utilizzatore, il blocco viene automaticamente rimosso,consentendo il movimento del bilanciere e la liberazione della forza esplosiva dell'utilizzatore. The exerciser described above, by using the electromagnet, blocks the movement of the balance wheel 6 allowing an isometric contraction by the user. The control unit 1 regulates the tightness of the magnet 31 through the energy supplied to it and the data can be viewed on the appropriate screen 2. The modulation of the energy supply to the magnet 31 takes place through a multiturn micrometric potentiometer in the control unit 1. Once reached the pre-set threshold through the user's muscular contraction, the block is automatically removed, allowing the movement of the barbell and the release of the user's explosive force.

Infatti, dal momento che il vincolo viene tolto, si produce un movimento rapido ed esplosivo causato da una contrazione concentrica che si avvale però della precedente pre-attivazione isometrica. Il dispositivo consente quindi il passaggio immediato dalla contrazione isometrica a quella concentrica e soprattutto fa sì che si possa impostare in modo preciso la soglia di forza oltre la quale avviene la rimozione del vincolo. In fact, from the moment that the constraint is removed, a rapid and explosive movement is produced caused by a concentric contraction which, however, makes use of the previous isometric pre-activation. The device therefore allows the immediate passage from isometric to concentric contraction and above all ensures that the force threshold beyond which the constraint is removed can be set precisely.

Il dispositivo sopra descritto può essere applicato all’esercizio di squat ed allo squat jump con possibili utilizzi nelle attività sportive caratterizzate da questo tipo di espressione di forza. The device described above can be applied to squat and squat jump exercise with possible uses in sports activities characterized by this type of force expression.

Tale attrezzo ginnico, con alcune varianti, potrebbe essere applicato ad altri gesti sportivi, come per esempio la partenza dai blocchi. This exerciser, with some variations, could be applied to other sports gestures, such as starting from blocks.

Il passaggio istantaneo dalla contrazione isometrica a quella esplosiva concentrica, nonché la possibilità di stabilire una soglia di passaggio, risulta molto produttivo nell’allenamento della forza esplosiva e costituisce un prezioso mezzo per l’allenamento di forza. In particolare esso potrebbe rappresentare la corretta forma di allenamento per incrementare la potenza espressa da parte di un’atleta con carichi medio-bassi, caratteristica alquanto difficile da migliorare. The instantaneous transition from isometric to concentric explosive contraction, as well as the possibility of establishing a passage threshold, is very productive in explosive strength training and constitutes a valuable means of strength training. In particular, it could represent the correct form of training to increase the power expressed by an athlete with medium-low loads, a feature quite difficult to improve.

All'attrezzo ginnico sopra descritto un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, può apportare a esso numerose modifiche e varianti, che ricadono tutte nell'ambito di protezione della presente invenzione come definito nelle rivendicazioni annesse. In order to satisfy contingent needs, a person skilled in the art can make numerous modifications and variations to the gymnastic apparatus described above, all of which fall within the scope of protection of the present invention as defined in the appended claims.

Claims

CLAIMS 1. Exerciser (10) in particular for explosive strength training, which includes: • a mobile element (6), able to be moved by a user exerting an effort; • a fixed element (8), and at least one electromagnet (3) connected to said fixed element support (8), comprising at least one electromagnet (3) with a ferrous plate (31) connected to said movable element (6) by a respective pulling connecting element (4); And • a control unit (1) which supplies said at least one electromagnet (3) with electric current of variable intensity, to counteract said effort exerted by the user up to a threshold value.

Exerciser (10) according to claim 1, wherein in correspondence to said pulling connecting element (4) a force sensor is provided which measures the effort exerted by the user, said sensor being connected to said control unit (1) .

Exerciser (10) according to claim 2, wherein means are provided for setting a threshold value of the effort exerted by the user beyond which the electric power supply to said at least one electromagnet (3) ceases.

Exerciser (10) according to any one of the preceding claims, which comprises a pair of electromagnets (3) arranged symmetrically with respect to said movable element (6).

Exerciser (10) according to any one of the preceding claims, wherein said movable element is a barbell (6).

Exerciser (10) according to any one of the preceding claims, wherein said plate (33) slides inside a guide (5).

Exerciser (10) according to any one of the preceding claims, wherein said pulling connecting element is a rigid rod (4).

Exerciser (10) according to any one of the preceding claims, in which said fixed element is the supporting base (8).