肩关节训练器发明与应用研究

□ 苟小平 熊振强（、陇东学院体育学院 甘肃 庆阳745000、西北师范大学体育学院 甘肃 兰州730070）

1、研究方法

1.1、文献资料法：查阅大量相关论文，查阅中国国家知识产权局柔韧训练的发明器材。

1.2、调查问卷法：对2003级100名体操学生（其中男生60人，女生40人）柔韧性练习的心理感受、学习动机进行了调查问卷。

1.3、实验法：通过实验前后获得的绕转肩两手握点距离，运用体育统计频数分布直方图对2003级100名体操学生对比分析。

通过对2003级100名体操学生柔韧练习的调查问卷发现，柔韧练习有畏惧心理85%，不想练习的占80%。实验前对这100名学生肩关节柔韧测试数据为：男生绕环转肩两手握点距离95cm的占85%，女生绕环转肩两手握点距离85cm占80%。实验后对这100名学生肩关节柔韧测试数据为：男生绕转肩两手握点距离为86cm占75%,女生绕转肩两手握点距离74cm占85%。

2、器械的发明设计与应用研究

2.1、发明器械名称：

肩关节柔韧训练两手握杆绕环距离测量器。

2.2、发明器械的构造

发明器械如右图所示：（1）右手握点零起点（2）带有米尺刻度的绕杆（3）转动点轴承（4）座椅（5）转动圆盘（6）绕杆上左手握滑套（7）滑套（8）滑杆（9）卡簧（10）升降孔（11）支撑杆（12）底座固定架（13）支撑杆固定点组成。

2.3、发明器械的操作方法

练习者坐在4座椅上，右手直臂前伸握在1右手握点零起点处，左手直臂前伸握在2带有米尺刻度的绕杆6绕杆上左手握滑套上，经过头上方向后绕环转肩拉伸肩关节韧带，根据肩关节柔韧程度左手握的6绕杆上左手握滑套会沿绕杆轴线任意滑动，以肩关节为轴当绕杆转到身体后面时两手虎口之间的距离在 2带有米尺刻度的绕杆上能够清楚地观察到。在11支撑杆上有五个不同的10升降孔可以调整3转动点轴承安装地高度，根据练习者不同身高可以选择相应地高度，使训练器适应少年儿童以及成年人训练的需要。

图1

3、发明器械的特征

为了克服现有的不足, 本发明提供一种有效地肩关节训练测量器，该发明解决现有肩关节训练器解决不了的问题，绕杆转肩时两手虎口握点之间距离难以测量的问题。练习者坐在4座椅上，两手臂直臂前伸握在2带有米尺刻度的绕杆上，右手握在1右手握点零起点处，左手握在2带有米尺刻度的绕杆的6绕杆上左手握滑套上，从体前经过头上方向后绕环转肩，根据练习者肩关节柔韧程度，左手握的6绕杆上左手握滑套可以任意地沿绕杆轴线滑动，当绕杆转到身体后面时两手虎口之间的距离在 2带有米尺刻度的绕杆上清楚地观察到。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案其特征是：2带有米尺刻度的绕杆两端分别连接一个滑套7，固定在5转动圆盘为半径的8 滑杆上，两个7滑套在转动圆盘的两个8滑杆上可以任意滑动。以练习者的臂长为半径绕杆转肩，练习者和教练能够及时地观察到2带有米尺刻度的绕杆上两手虎口间距离，进行记录科学化指导训练。

本发明解决其技术问题所采用的又一技术方案其特征是：在12底座固定架的13支撑杆固定点的立柱上，设计一种直径20毫米孔，沿11支撑杆相邻两个10 升降孔圆心之间的距离为100毫米。所以由第一孔到第五孔之间可以垂直升高的高度为400毫米。根据练习者身高可以选择五个不同的插口进行训练，解开3转动点轴承后面的卡簧9将两个5转动圆盘分别安装在适合练习者相应高度的10 升降孔里面，用卡簧9卡紧即可训练，这两种方案完全解决适合少年儿童及成人训练的特点。使训练器适应更多的训练人群。

本发明解决其技术问题所采用的又一技术方案其特征是：坐在4座椅上训练绕杆转肩，4座椅后靠背能够有效地阻止上体后倒，两手握在2带有米尺刻度的绕杆上以肩关节为轴以练习者臂长为半径旋转绕环，坐在椅子上训练时身体其他部位能够很好地放松，练习者可以注意力全部集中到两手绕杆训练中，增强其训练效果。

体操教学中应用体操棒进行肩关节柔韧性训练，其长度0.9米，圆柱形横截面直径0.03米，属于轻器械体操内容，国家队体操训练由于运动员的选材都是个头较小，体操棒进行肩关节柔韧训练是可以的，但是高校体育专业学生由于个头较高，通过教学发现：大多数学生抓到体操棒两头进行绕环转肩时候由于肩关节柔韧较差，根本就完不成绕环转肩的训练，所以体操棒的设计0.9米不能满足大学生训练的需要，要改变目前器材训练的缺点，特此对2003级100多人进行了肩关节绕环转肩两虎口之间距离测得数据进行分析，发现体操棒其长度设计为1.2米为宜，使之能够满足广大学生训练的需要。

4、肩关节骨骼肌肉组成及运动特征

肩关节是由肱骨头与肩胛骨的关节盂构成，是典型的球窝关节。关节盂小而浅，边缘附有盂唇；关节囊薄而松弛，囊内有肱二头肌长头腱通过；关节囊外有喙肱韧带、喙肩韧带及肌腱加强其稳固性，唯有囊下部无韧带和肌加强，最为薄弱，故肩关节脱位时，肱骨头常从下部脱出，脱向前下方。关节面大小相差较大，关节囊薄弱松弛，连接它约有三条韧带和肌腱，三角肌包裹在肩峰的三面。

关节为全身最灵活的球窝关节，可作屈，伸、收、展、旋转及环转运动。加以关节头与关节窝的面积差度大，关节囊薄而松弛等结构特征，反映了它具有灵活性运动的机能。肩关节周围有大量肌肉通过。这些肌肉对维护肩关节的稳固性有重要意义，但关节的前下方肌肉较少，关节囊又最松弛，所以是关节稳固性最差的薄弱点。当上肢处于外展、外旋位向后跌倒时，手掌或肘部着地，易发生肩关节的前脱位。

肩关节属于球窝关节，能作多轴性灵活运动，同下肢髋关节比较，肩关节的运动幅度较大，但稳固性差。

肩关节可以完成七种动作：屈、伸、外展、内收、外旋、内旋、环转。屈：从肩关节冠状轴前方跨过的肌肉具有屈肩关节的作用。重要的肌肉有喙肱肌、三角肌前部纤维、胸大肌锁骨部和肱二头肌短头。前屈的运动范围约70°。伸：从肩关节冠状轴后方跨过的肌肉具有伸的作用。主要的肌肉有背阔肌、三角肌后部纤维和肱三头肌长头。后伸时，由于受到关节囊前臂及肱骨头与喙突相接触的限制，故运动范围小于屈的范围，约为60°。内收：从贯肱骨头的矢状轴下方跨过的肌肉能使肩关节内收，主要的肌肉有胸大肌、背阔肌和肩胛下肌。内收时，由于肱骨头滑向关节窝的上方而受到躯干的阻碍，其运动范围很小，约为20°。外展：从矢状轴上方跨过的肌肉，可使肩关节外展，主要的外展肌有三角肌（中部纤维）和冈上肌，当肩关节旋外时，肱二头肌长头也参与外展。肩关节外展时肱骨头滑向关节窝的下方，所以运动范围较大，约90°。旋内：沿贯穿于肱骨头中心与肱骨小头中心之间的垂直轴，上臂可作旋内和旋外运动。凡由内（起点）向外（止点）从垂直轴前方跨过的肌肉具有旋内作用。旋内的肌肉有背阔肌、胸大肌、肩胛下肌和三角肌前部纤维。旋内时，肱骨头在关节盂内向后滑动，肱骨大结节和肱骨体向前方转动。旋外：从垂直轴后方跨过的肌肉有旋外作用。旋外的肌肉有冈下肌和小圆肌。旋外时，肱骨头在关节盂内向前滑动，肱骨大结节和肱骨体向后方转动。当上肢垂直时，旋转运动的范围最大，可达120°。环转：三角肌（三个束）、胸大肌、斜方肌、菱形肌、前锯肌、背阔肌、大圆肌、小圆肌。

[1]教材编写组.运动生理学[M].北京：人民体育出版社，1988，6.

[2]戎家增.体育统计学[M].广州：中山大学出版社，1989.

[3]赵定麟.现代骨科学[M].科学出版社，2004，P2297-2305.

[4]黄家泗.外科学[M].人民卫生出版社，1972，P994.