[发明专利]一种人体旋转变惯量训练器具

说明书

技术领域

本发明涉及体育训练器材，尤其涉及一种人体旋转变惯量训练器具。

背景技术

艺术体操项目以其优美的姿态、明快的节奏以及强烈的感染力赢得了人们的喜爱，并在世界各国得到了广泛的开展。从技术角度来讲，转体作为艺术体操项目的一种基本技能在运动训练与技术创新方面得到了世界各国的普遍重视。艺术体操中的转体主要是指围绕身体垂直轴，单脚或双脚站立的旋转运动。近些年的各种大赛表明：当今竞技性艺术体操更具有旋转速度快、动作幅度大的特点。动作难度加大、身体更难控制的转体动作对当前的艺术体操训练提出了更高的要求。

通常，可把艺术体操的转体动作分为3个阶段：启动阶段、转动阶段和结束阶段。

启动阶段：自由器官朝着转体的方向作圆周式摆动，同时用脚蹬地。一方面，运动员的两臂作圆周摆动，两臂作为人体的部分在人体内力的作用下获得了一部分朝向预定方向转体的角动量；另一方面，一条腿用力蹬地，人体获得地面给人体的支撑反作用力，使人体获得了来自外界的冲量矩，也使人体获得了一部分朝着预定方向转体的角动量。上述两部分角动量带动人体完成转体动作的启动阶段。

转动阶段：摆动器官减速，以便于角动量的转移。这一阶段要求人体转动速度尽量快以获得更多的转动圈数。一般来讲，转动惯量越小转动的角速度ω就越大，刚体就越容易获得更大的转动角度。在此阶段艺术体操运动员应尽量减少人体绕转动轴的转动惯量。

结束阶段：运动员减缓转动速度，为下一动作的顺利连接创造有利的初始条件。

在上述3个阶段中，前两个阶段更为重要一些。在启动阶段，要求艺术体操运动员具备较强的转体启动能力，而在转动阶段则要求尽可能地保持转动的趋势。为了达到对转体的启动阶段进行训练而不影响后续的转体阶段的目的，就需要不仅加大启动阶段的转动难度，而到了转体阶段还应减小转动难度来保持人体在转体阶段的趋势。

启动阶段是旋转过程的开始阶段，它直接影响着旋转质量的优劣。传统的训练方法是通过让运动员负重以增加运动员的训练难度，即增大旋转启动时运动员需要克服的转动惯量。转动惯量是物体转动惯性大小的量度，因此，增加了旋转启动时的转动惯量，也就增加了运动员旋转启动的难度，可以达到对运动员旋转启动进行训练的目的。在旋转的启动阶段，人体的自由器官朝着转体的方向作圆周式摆动，同时用脚蹬地。在这个阶段让运动员负重增加了人体旋转的转动惯量，这是可行的。但是，在接下来的转体阶段，运动员要尽量保持已有的旋转趋势，此时就需要减少给人体附加的转动惯量。而由于传统的负重方法是不可能在转体阶段减少已有的转动惯量的，因此，对旋转启动进行传统的负重训练有明显的缺陷，即采用较大的负重可以达到对旋转启动的训练，但是阻碍了后续转体的继续进行；而采用较小的负重虽然可以减少后续转体的难度，但又达不到对启动训练的目的。

综上所述，为了提高艺术体操运动员基本转体动作的训练能力，最好的措施是在启动阶段设置较大的转动启动阻力，以提高运动员的快速启动能力；而在转动阶段减小转动阻力以维持持续的旋转能量。这样能为运动员在实际体操比赛中取得好成绩提供良好的转体训练。但目前，还没有较好的、简单实用的办法来解决上述难题。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、便于实施的人体旋转变惯量训练器具。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种人体旋转变惯量训练器具，其特征在于，包括腰圈，所述腰圈为椭圆形，在所述腰圈的两边对称设有两端封闭的两个管道，所述管道的内端连接在所述腰圈上，外端沿所述腰圈的长轴方向向外延伸，所述外端的位置高于所述内端，所述外端端头设有向下的弯曲段，所述管道内装有重量球，所述腰圈上还设有固定所述管道的固定带，所述弯曲段设有管道盖。

本发明的基本工作原理是：在转体开始前，所述重量球开始之初置于所述弯曲段，并稳定在弯曲段中。当转体启动时，身体瞬间加速度比较大，重量球在自身惯性力的作用下翻出弯曲段并依靠自身惯性力和势能从高处滚落到低处即所述管道的内端，此时启动阶段结束，进入转动阶段，通过重量球至人体旋转中心的距离由远及近，使重量球相对于人体旋转中心轴的转动惯量由大变小，。