肩關節訓練器發明與應用研究

□ 茍小平 熊振強（、隴東學院體育學院 甘肅 慶陽745000、西北師范大學體育學院 甘肅 蘭州730070）

1、研究方法

1.1、文獻資料法：查閱大量相關論文，查閱中國國家知識產權局柔韌訓練的發明器材。

1.2、調查問卷法：對2003級100名體操學生（其中男生60人，女生40人）柔韌性練習的心理感受、學習動機進行了調查問卷。

1.3、實驗法：通過實驗前后獲得的繞轉肩兩手握點距離，運用體育統計頻數分布直方圖對2003級100名體操學生對比分析。

通過對2003級100名體操學生柔韌練習的調查問卷發現，柔韌練習有畏懼心理85%，不想練習的占80%。實驗前對這100名學生肩關節柔韌測試數據為：男生繞環轉肩兩手握點距離95cm的占85%，女生繞環轉肩兩手握點距離85cm占80%。實驗后對這100名學生肩關節柔韌測試數據為：男生繞轉肩兩手握點距離為86cm占75%,女生繞轉肩兩手握點距離74cm占85%。

2、器械的發明設計與應用研究

2.1、發明器械名稱：

肩關節柔韌訓練兩手握桿繞環距離測量器。

2.2、發明器械的構造

發明器械如右圖所示：（1）右手握點零起點（2）帶有米尺刻度的繞桿（3）轉動點軸承（4）座椅（5）轉動圓盤（6）繞桿上左手握滑套（7）滑套（8）滑桿（9）卡簧（10）升降孔（11）支撐桿（12）底座固定架（13）支撐桿固定點組成。

2.3、發明器械的操作方法

練習者坐在4座椅上，右手直臂前伸握在1右手握點零起點處，左手直臂前伸握在2帶有米尺刻度的繞桿6繞桿上左手握滑套上，經過頭上方向后繞環轉肩拉伸肩關節韌帶，根據肩關節柔韌程度左手握的6繞桿上左手握滑套會沿繞桿軸線任意滑動，以肩關節為軸當繞桿轉到身體后面時兩手虎口之間的距離在 2帶有米尺刻度的繞桿上能夠清楚地觀察到。在11支撐桿上有五個不同的10升降孔可以調整3轉動點軸承安裝地高度，根據練習者不同身高可以選擇相應地高度，使訓練器適應少年兒童以及成年人訓練的需要。

圖1

3、發明器械的特征

為了克服現有的不足, 本發明提供一種有效地肩關節訓練測量器，該發明解決現有肩關節訓練器解決不了的問題，繞桿轉肩時兩手虎口握點之間距離難以測量的問題。練習者坐在4座椅上，兩手臂直臂前伸握在2帶有米尺刻度的繞桿上，右手握在1右手握點零起點處，左手握在2帶有米尺刻度的繞桿的6繞桿上左手握滑套上，從體前經過頭上方向后繞環轉肩，根據練習者肩關節柔韌程度，左手握的6繞桿上左手握滑套可以任意地沿繞桿軸線滑動，當繞桿轉到身體后面時兩手虎口之間的距離在 2帶有米尺刻度的繞桿上清楚地觀察到。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案其特征是：2帶有米尺刻度的繞桿兩端分別連接一個滑套7，固定在5轉動圓盤為半徑的8 滑桿上，兩個7滑套在轉動圓盤的兩個8滑桿上可以任意滑動。以練習者的臂長為半徑繞桿轉肩，練習者和教練能夠及時地觀察到2帶有米尺刻度的繞桿上兩手虎口間距離，進行記錄科學化指導訓練。

本發明解決其技術問題所采用的又一技術方案其特征是：在12底座固定架的13支撐桿固定點的立柱上，設計一種直徑20毫米孔，沿11支撐桿相鄰兩個10 升降孔圓心之間的距離為100毫米。所以由第一孔到第五孔之間可以垂直升高的高度為400毫米。根據練習者身高可以選擇五個不同的插口進行訓練，解開3轉動點軸承后面的卡簧9將兩個5轉動圓盤分別安裝在適合練習者相應高度的10 升降孔里面，用卡簧9卡緊即可訓練，這兩種方案完全解決適合少年兒童及成人訓練的特點。使訓練器適應更多的訓練人群。

本發明解決其技術問題所采用的又一技術方案其特征是：坐在4座椅上訓練繞桿轉肩，4座椅后靠背能夠有效地阻止上體后倒，兩手握在2帶有米尺刻度的繞桿上以肩關節為軸以練習者臂長為半徑旋轉繞環，坐在椅子上訓練時身體其他部位能夠很好地放松，練習者可以注意力全部集中到兩手繞桿訓練中，增強其訓練效果。

體操教學中應用體操棒進行肩關節柔韌性訓練，其長度0.9米，圓柱形橫截面直徑0.03米，屬于輕器械體操內容，國家隊體操訓練由于運動員的選材都是個頭較小，體操棒進行肩關節柔韌訓練是可以的，但是高校體育專業學生由于個頭較高，通過教學發現：大多數學生抓到體操棒兩頭進行繞環轉肩時候由于肩關節柔韌較差，根本就完不成繞環轉肩的訓練，所以體操棒的設計0.9米不能滿足大學生訓練的需要，要改變目前器材訓練的缺點，特此對2003級100多人進行了肩關節繞環轉肩兩虎口之間距離測得數據進行分析，發現體操棒其長度設計為1.2米為宜，使之能夠滿足廣大學生訓練的需要。

4、肩關節骨骼肌肉組成及運動特征

肩關節是由肱骨頭與肩胛骨的關節盂構成，是典型的球窩關節。關節盂小而淺，邊緣附有盂唇；關節囊薄而松弛，囊內有肱二頭肌長頭腱通過；關節囊外有喙肱韌帶、喙肩韌帶及肌腱加強其穩固性，唯有囊下部無韌帶和肌加強，最為薄弱，故肩關節脫位時，肱骨頭常從下部脫出，脫向前下方。關節面大小相差較大，關節囊薄弱松弛，連接它約有三條韌帶和肌腱，三角肌包裹在肩峰的三面。

關節為全身最靈活的球窩關節，可作屈，伸、收、展、旋轉及環轉運動。加以關節頭與關節窩的面積差度大，關節囊薄而松弛等結構特征，反映了它具有靈活性運動的機能。肩關節周圍有大量肌肉通過。這些肌肉對維護肩關節的穩固性有重要意義，但關節的前下方肌肉較少，關節囊又最松弛，所以是關節穩固性最差的薄弱點。當上肢處于外展、外旋位向后跌倒時，手掌或肘部著地，易發生肩關節的前脫位。

肩關節屬于球窩關節，能作多軸性靈活運動，同下肢髖關節比較，肩關節的運動幅度較大，但穩固性差。

肩關節可以完成七種動作：屈、伸、外展、內收、外旋、內旋、環轉。屈：從肩關節冠狀軸前方跨過的肌肉具有屈肩關節的作用。重要的肌肉有喙肱肌、三角肌前部纖維、胸大肌鎖骨部和肱二頭肌短頭。前屈的運動范圍約70°。伸：從肩關節冠狀軸后方跨過的肌肉具有伸的作用。主要的肌肉有背闊肌、三角肌后部纖維和肱三頭肌長頭。后伸時，由于受到關節囊前臂及肱骨頭與喙突相接觸的限制，故運動范圍小于屈的范圍，約為60°。內收：從貫肱骨頭的矢狀軸下方跨過的肌肉能使肩關節內收，主要的肌肉有胸大肌、背闊肌和肩胛下肌。內收時，由于肱骨頭滑向關節窩的上方而受到軀干的阻礙，其運動范圍很小，約為20°。外展：從矢狀軸上方跨過的肌肉，可使肩關節外展，主要的外展肌有三角肌（中部纖維）和岡上肌，當肩關節旋外時，肱二頭肌長頭也參與外展。肩關節外展時肱骨頭滑向關節窩的下方，所以運動范圍較大，約90°。旋內：沿貫穿于肱骨頭中心與肱骨小頭中心之間的垂直軸，上臂可作旋內和旋外運動。凡由內（起點）向外（止點）從垂直軸前方跨過的肌肉具有旋內作用。旋內的肌肉有背闊肌、胸大肌、肩胛下肌和三角肌前部纖維。旋內時，肱骨頭在關節盂內向后滑動，肱骨大結節和肱骨體向前方轉動。旋外：從垂直軸后方跨過的肌肉有旋外作用。旋外的肌肉有岡下肌和小圓肌。旋外時，肱骨頭在關節盂內向前滑動，肱骨大結節和肱骨體向后方轉動。當上肢垂直時，旋轉運動的范圍最大，可達120°。環轉：三角肌（三個束）、胸大肌、斜方肌、菱形肌、前鋸肌、背闊肌、大圓肌、小圓肌。

[1]教材編寫組.運動生理學[M].北京：人民體育出版社，1988，6.

[2]戎家增.體育統計學[M].廣州：中山大學出版社，1989.

[3]趙定麟.現代骨科學[M].科學出版社，2004，P2297-2305.

[4]黃家泗.外科學[M].人民衛生出版社，1972，P994.