فهرست وسایل آزمایشگاه تربیت بدنی :

1-نوار گردان یا تردمیل

2- دوچرخه ثابت یا ارگومتر شامل دوچرخه دستی و دوچرخه پایی

3- ضربان سنج یا پالس متر شامل ضربان سنج مچی و کنترل از راه دور

4- ضخامت سنج چربی زیر پوست یا کالیپر از نوع مکانیکی و دیجیتالی

5-انواع قدرت سنج ها یا داینامومتر

6-صفحه تعادلی یا تعادل سنج

7-دستگاه الکترو مایو گراف

8- دستگاه الکترو کاردیو گراف

9- انواع دستگاههای اندازه گیری قابلیت های جسمانی مانند : پرش  عمودی ، بارفیکس شمار ، دراز و نشست شمار ، انعطاف سنج ، پرش جفت ، دوی 9*4 متر ، چشم الکترونیکی برای دوهای 20 ، 30 ، 45 ، 60  متر  و پله مارگاریا –کالامن ، دستگاه تجزیه حرکات ، دستگاه تجزیه گازهای تنفسی و...

10- انواع زمان سنج ها

11- انواع دستگاههای بدنسازی و ایزو کی نتیک

12- دستگاه اندازه گیری فشار خون

13- دستگاه پله

14- دستگاه قایق پارویی

15- دستگاه اندازه گیری قدرت دید چشم ها

16- گونیامتر در اندازه های مختلف و ابعاد سنج  

 

ü     نوار گردان یا تردمیل:

نوارگردان یا تردمیل شامل صفحه ی متحرکی به عرض تقریبی 50سانتی متر وطول تقریبی 160 سانتی متراست که توسط دو محور در ابتدا وانتها  باسرعت های قابل تنظیم به حرکت در می آ ید. این وسیله برای ایجاد تحرک در ورزشکار (دویدن یا راه رفتن ) بدون جابه جایی و در شرایط آزمایشگا هی ساخته شده است.سرعت حرکت نوار گردان معمولا بین صفرتا 12کیلومتردر ساعت ،با دقت 1/0کیلو متر،متغیر است. هنگامی که ورزشکارروی نوار گردان می دود،امکان وصل کردن دستگاه های مختلف به بدن وجود دارد.دستگاه هایی از قبیل: الکترود های اندازه گیری فشارخون ،دستگاه تجزیه گازهای تنفسی برای اندازه گیری حداکثراکسیژن مصرفی وبسیاری از دستگاه های دیگر که برای اندازه گیری متغیر های فیزیولوژیکی در ورزش کاربرد دارند.همچنین این دستگاه می تواند در شرایط جوی نامساعد ،به عنوان وسیله ای برای فعالیت های هوازی ، مانند راه رفتن و دویدن ،در منزل یا سالن های ورزشی ، مورد استفاده قرارگیرد. در دو طرف طولی برخی از دستگاه های نوار گردان ، دو میله به ارتفاع تقریبی یک متر تعبیه شده است که دونده می تواند در حین دویدن دستهایش را به آنها بگیرد . این میله ها همچنین در افراد مبتدی اطمینان بیشتری هنگام دویدن ایجاد می کند و از خطرات احتمالی ، آنها را محفوظ می دارد . باید به خاطر داشت که که گرفتن دستها به میله ها روی ارزش های انرژی مصرفی تاثیر دارد . صفحه متحرک نوار گردان قادر است که شیب های متفاوت قابل کنترلی را از صفر تا 24 درصد ایجاد کند در صورت داشتن شیب های بالا ، شرائی فعالیت روی صفحه متحرک دشوارتر می شود و از این طریق می توان شدت راه رفتن یا دویدن را افزایش داد . معمولا به دوروش می نوانیم شدت تمرین روی نوار گردان را کنترل نماییم : اول سرعت و دوم شیب . که در دستگاهها ی پیشرفته هر دو به صورت خودکار صورت می گیرد . همچنین این دستگاه ضربان قلب ، انرژی مصرف شده به کالری ، مسافت ، زمان فعالیت ، شیب و سرعت را نشان می دهد . در پایان فعالیت ، تنها با فشار دادن یک دکمه ، دستگاه متوقف می شود . در بخی دستگاهها هر گاه دونده به دلیل خستگی یا هر دلیل دیگری سرعتش کم شود در  انتهای دستگاه یک چشم الکتریکی دستگاه را بطور خودکار خاموش می کند تا خطری متوجه دونده نشود . در برخی دستگاههای پیشرفته این حالت با یک کلید مغناطیسی انجام می شود . به این ترتیب که کلید مغناطیسی در محل مخصوص با خاصیت آهنربایی وصل شده و توسط یک نخ و یک گیره به لباس دونده نصب شده و در صورت جدا شدن کلید مغناطیسی از محل خود ، دستگاه خاموش می شود .

نوار گردان های اولیه بدون موتور بودند و با حرکت دونده ، صفحه متحرک روی غلتکهایی به حرکت در می آمد و هر گاه ورزشکار می ایستاد دیگر حرکت نمی کرد . در حال حاضر ، نوار گردانهای پیشرفته علاوه بر داشتن دو موتور برای تنظیم سرعت و شیب دستگاه به کمک یک بخش رایانه ای قادرند ، دستور اجرای انواع آزمونها را در حافظه خود نگه دارند و بطور خودکار آن روشها را به اجراء گذارند.

کاربرد این دستگاه در پزشکی ، برای تعیین نارسائیهای قلبی ، بسیار زیاد است که تحت عنوان " تست ورزش "

 از آن استفاده می کنند . برای آگاهی بیشتر از نحوه استفاده از نوار گردان در ورزش ، به ازمون  بروس برای

 اندازه گیری حداکثر اکسیژن مصرفی اشاره می شود :

ü      آزمون بروس

    آزمون بروس یا پروتکل بروس یکی از رایج ترین آزمونها برای تعیین توانایی دستگاه قلب  وتنفس است که توسط آقای بروس در سال 1973 ابداع شد و در پزشکی ، تحت عنوان تست ورزش برای تعیین سلامتی قلب کاربرد فراوانی دارد .آزمون بروس روی نوار گردان انجام می شود و 7 مرحله دارد . معمولا در آغاز ، فرد روی نوار گردان راه می رود و با افزایش سرعت و شیب از مرحله سوم و چهارم به راه رفتن سریع می پردازد و در صورت توانایی برای ادامه فعالیت شروع به دویدن می کند هر مرحله از آزمون بروس 3 دقیقه طول می کشد و شیب و سرعت دستگاه در هر مرحله افزایش می یابد در جدول 1 شیب و سرعت نوار گردان مشخص شده است . در آزمون بیشینه بروس ، به ندرت فردی می تواند تا مراحل ششم و هفتم فعالیت را ادامه دهد و تمنها دئوندگان استقامتی دارای این توانایی هستند . هر گاه فرد دچار خستگی مفرط شود و دیگر قادر به ادامه فعالیت نباشد فعالیت متوقف می شود . زمان فعالیت و ضربان قلب در انتها ثبت می گردد . برای تخمین حداکثر اکسیژن مصرفی   براساس زمان فعالیت از جدول  2  استفاده می شود . مقیاس حداکثر اکسیژن مصرفی میلی لیتر به ازای هر کیلو گرم از وزن بدن در دقیقه است .

 

جدول 1  شیب و سرعت  در آزمون بیشینه بروس

                                                  سرعت

شیب(درصد)

مرحله

                   متر در دقیقه

کیلو متردرساعت

مایل در ساعت

45

7/2

7/1

10

اول

67

4

5/2

12

دوم

92

5/5

4/3

14

سوم

113

8/6

2/4

16

چهارم

133

8

5

18

پنجم

147

8/8

5/5

20

ششم

160

6/9

6

22

هفتم

(مدت هر مرحله فوق 3 دقیقه است )

جدول 2 تخمین حداکثر اکسیژن مصرفی در آزمون بروس

زمان به دقیقه

VO2max

ml.kg-1 .min-1

زمان به دقیقه

VO2max

ml.kg-1 .min-1

زمان به دقیقه

 

VO2max

ml.kg-1 .min-1

16

2/57

9

3/33

2

18

17

4/60

10

5/36

3

1/19

18

4/63

11

9/39

4

6/20

19

3/66

12

4/43

5

5/22

20

7/68

13

9/46

6

7/24

21

9/70

14

4/50

7

3/27

 

 

15

8/43

8

3/30

طبق اصلاحیه ای که شفارد در سال 1975 انجام داد آزمون زیر بیشینه بروس به طریقی طراحی شد که وقتی ضربان قلب آزمودنی به 150 ضربه در دقیقه برسد فعالیت متوقف می شود . معمولا افراد ورزشکار آماده در مرحله سوم یا چهارم ، و افراد غیر ورزشکار در اواخر مرحله دوم یا سوم به این حد می رسند.

ü     دوچرخه ثابت :

دوچرخه ثابت وسیله ای شبیه به دوچرخه است که بدون جابجایی امکان فعالیت را برای ورزشکار در شرایط آزمایشگاهی فراهم می کندکاربرد این دستگاه همانند نوار گردان است و با وصل کردن دستگاههای جانبی ،اندازه گیری ضربان قلب ، فشار خون و گازهای تنفسی را برای اندازه گیری حداکثر اکسیژن مصرفی و بسیاری از متغیرهای فیزیولوژیکی و جسمانی دیگر امکان پذیر می سازد . دوچرخه ثابت معمولا در دو نوع پایی و دستی ساخته می شود . دوچرخه ثابت پایی دقیقا همانند دوچرخه معمولی دارای رکابهای متقارنی است که فرد با پا عمل رکاب زدن را انجام می دهد . در دوچرخه های دستی که نوع دیگری از دوچرخه های ثابت هستند عمل رکاب زدن با دستها انجام می گیرد . هر دو نوع دوچرخه در ورزش ، پزشکی و توانبخشی کاربردهای زیادی دارند .سرعت در دوچرخه ثابت متغیر و قابل کنترل است . سرعت رکاب زدن را به دو روش می توان کنترل کرد

روش اول : با استفاده از یک دستگاه سرعت سنج که سرعت حرکت چرخ را به کیلومتر در ساعت  نشان می دهد . سرعت سنج های مکانیکی توسط سیمی فلزی که یک سر آن به چرخ و سر دیگر آن توسط  چرخ دنده به یک عقربه و شماره انداز وصل شده سرعت را به نمایش می گذارد به طوری که با چرخش چرخ سیم نیز می چرخد و در نتیجه چرخ دنده را به چرخش در می آورد چرخ دنده علاوه بر تغییر اعداد شماره انداز ، عقربه سرعت سنج را نیز به حرکت در می آورد . بنابر این علاوه بر نمایش سرعت حرکت توسط عقربه ، مسافت طی شده را نیز با اعداد شماره انداز مشخص می سازد . برای تنظیم سرعت در اجرا به آزمودنی گفته می شود که با سرعت ثابت مثلا 20 کیلو متر در ساعت رکاب بزند و این عمل توسط آزمون کننده کنترل می شود .

روش دوم : سرعت رکاب زدن در دوچرخه ثابت با مشخص کردن تعداد دور در دقیقه تعیین می شود . یک دور کامل رکاب زدن با حرکت 360 درجه ای یکی از رکابها مشخص می شود بنا براین می توان با یک آهنگ مشخص ، تعداد دورهای رکاب زدن  دقیقه را به رادیان در دقیقه تنظیم کرد این روش توسط یک دستگاه جانبی به نام مترونوم یا ضربه نواز که به دوچرخه ثابت متصل است قابل کنترل می باشد .

دوچرخه های پیشرفته به کمک رایانه ای که دارای نرم افزار خاصی است علاوه بر توانایی کنترل تنظیم سرعت و مقاومت به صورت الکترونیکی می توانند انواع روش های متفاوت آزمونهای استاندارد را در حافظه نگه دارند و بطور خود کار به اجرا گذارند . از دوچرخه معمولی در صورتیکه چرخ عقب آن بدون تماس با زمین روی یک پایه محکم قرار داده شود تا براحتی بچرخد ، می توان در منزل یا سالن ورزشی استفاده کرد البته سرعت و مقاومت آن به شکل آزمایشگاهی قابل کنترل نیست و فقط می توان برای فعالیت و تمرین در شرایط نامساعد جوی از آن استفاده کرد . در این حالت باید دسته دوچرخه را نیز برای راحتی به شکلی تنطیم کنیم که بدن در حالت استراحت و کمی به طرف جلو باشد تا فرد بتواند دسته ها را براحتی بگیرد .

محاسن دوچرخه ثابت در مقایسه با نوار گردان :

استفاده از دوچرخه ثابت برای فعالیت و یا اجرای آزمونهای مختلف آزمایشگاهی دارای مزایای بسیار زیادی نسبت به نوار گردان است :

1-این دستگاه از نوار گردان ارزانتر است

2- خطرات ناشی از افتادن در نوار گردان را ندارد

3- قابل حمل است و می توان در مطالعات میدانی هم از آن استفاده کرد

به دلیل داشتن چنین مزایایی در سالهای اخیر دوچرخه ثابت در کشورهای مترقی یکی از وسایل شناخته شده برای فعالیت و تحرک بوده و امروزه در بسیاری از منازل و سالنهای بدنسازی و ورزشی موجود است .

در آزمایشگاههای تربیت بدنی از دوچرخه ثابت برای اندازه گیری حداکثر اکسیژن مصرفی استفاده می شود . حداکثر اکسیژن مصرفی شاخصی است که می تواند کیفیت عملکرد دستگاه قلبی تنفسی را مشخص سازد . در ادامه به منظور آشنایی با نحوه اندازه گیری حداکثر اکسیژن مصرفی به یک روش رایج اشاره می شود :

معادله فاکس :

فاکس ، فیزیولوژیست آمریکایی روش ساده ای برای تخمین حداکثر اکسیژن مصرفی در مردان ابداع کرده است که بر اساس یک معادله خطی موجود بین ضربان قلب زیر بیشینه و حداکثر اکسیژن مصرفی ساخته شده است . در این روش آزمودنی باید به مدت 5 دقیقه روی دوچرخه ثابت با شدت 150 وات (900 کیلو گرم متر در دقیقه ) با سرعت یکنواخت رکاب بزند . در پایان دقیقه پنجم ضربان قلب وی اندازه گیری می شود برای اندازه گیری ضربان قلب معمولا از دستگاه ضربانم سنج استفاده می شود اما در صورت عدم وجود ضربان سنج لازم است که انگشت سبابه و میانی را روی دست آزمودنی بگذاریم و تعداد نبض را در ست در پایان دقیقه پنجم در 10 ثانیه شمارش کنیم و آن را در 6 ضرب کنیم تا ضربان قلب در دقیقه بدست آید .

پس از آن ضربان فلب بدست آمده را در فرمول زیر قرار می دهیم تا حداکثر اکسیژن مصرفی مشخص شود 3/6-0193/0×ضربان قلب در دقیقه =حداکثر اکسیژن مصرفی (لیتردر دقیقه)

بدلیل آنکه ضربان قلب پس از قطع تمرین به سرعت کاهش می یابد اولا باید بلافاصله پس از قطع تمرین اقدام به شمارش کرد .ثانیا ضربان را باید در 10 ثانیه شمرد و در 6 ضرب کرد . اگر ضربان را در یک دقیقه شمارش کنیم به دلیل افت  سریع آن پس از قطع تمرین ارزشهای کمتری بدست خواهد آمد و ممکن است در اندازه گیری حداکثر اکسیژن مصرفی ارزشهای واقعی حاصل نشود .

در صورتی که آزمودنی مسن تر از 25 سال باشد عامل اصلاح سن آستراند – آستراند باید مورد استفاده قرار گیرد . ( مطابق جدول شماره 3 ) توجه شود که عامل اصلاح سن باید در عدد بدست آمده از فرمول فوق  ضرب شده تا متناسب با شرایط سنی هر شخص ، حداکثر اکسیژن مصرفی بدست آید.

جدول شماره 3- عوامل اصلاح سن جهت تخمین توان هوازی بیشینه

عامل اصلاح

سن به سال

عامل اصلاح

سن به سال

75/0

50

10/1

15

71/0

55

1

25

68/0

60

87/0

35

65/0

65

82/0

40

 

 

78/0

45

  ضخامت سنج یا کالیپر:

ضخامت سنج یا کالیپر دستگاهی است برای اندازه گیری ضخامت چربی زیر پوست به میلی متر که نوع مکانیکی و دیجیتالی آن برای تعیین درصد چربی بدن مورد استفاده قرار می گیرد این وسیله که در آزمایشگاههای تربیت بدنی کاربرد فراوان دارد قادر است میزان چاقی افراد را بطور دقیق اندازه گیری کند . امروزه برای تعیین چاقی و لاغری افراد از روشی استفاده می کنند که دقیق تر از روش وزن و قد است و با آن می توان درصد چربی و وزن چربی بدن را مشخص کرد این روش با استفاده از کالیپر صورت می پذیرد . کالیپر نوعی کولیس است که دهانه آن حداکثر تا 60 میلی متر باز می شود و می تواند ضخامت چربی زیر پوست در نقاط مختلف بدن را اندازه گیری کند . کالیپر دارای فنری است که باعث می شود تا دهانه آن فشاری برابر 10 گرم بر میلی متر مربع به پوست وارد کند . نوع ارزان قیمت کالیپر از جنس پلاستیک است که دقیق نیست و امکان دارد با تغییر دمای محیط ارزش های بدست آمده تغییر کند اما نوع گرانقیمت آن دقیقتر است و بدون کاهش دقت برای مدت طولانی کار می کند . برخی از کالیپرهای گران قیمت به طریقی ساخته شده اند که در صورت برهم خوردن دقت آنها با یک وسیله جانبی می توان آنها را تنظیم کرد .

نقاطی که ضخامت چربی زیر پوست آنها توسط کالیپر اندازه گیری می شود عبارتند از : سینه ، پشت بازو ، تحت کتف ، تاج خاصره ، شکم ، روی ران و ساق پا .

امروزه از کالیپر فقط در آزمایشگاه تربیت بدنی استفاده نمی کنند بلکه در بسیاری از خانه ها ، مدرسه ها و سالن های ورزشی برای تعیین درصد چربی بدن کاربرد دارد .

ساده ترین روش برای اندازه گیری درصد چربی بدن توسط موسسه ایفرد ابداع شده که در هر مکانی قابل اجراست . در این روش ضخامت چربی پشت بازو و ساق پا را با هم جمع می کنند و در جدول مربوطه قرار می دهند تا درصد چربی بدن بدست آید . لازم به ذکر است که درصد چربی بدن برای مردان حداکثر تا 20 درصد و برای زنان حداکثر تا 26 درصذ طبیعی است و بالاتر از این ارزشها چاقی بدنبال دارد.

ضربان سنج :

ضربان سنج وسیله ای رایج در آزمایشگاههای تربیت بدنی  برای اندازه گیری ضربان قلب در حین فعالیت ورزشی است در شرایط غیر آزمایشگاهی ( در میدانهای ورزشی ) معمولا با گذاشتن انگشت سبابه و میانه روی نبض  مچ دست یا شریان ثبات در ناحیه گردن ، ضربان قلب در 6 یا 10 ثانیه شمارش می شود سپس آن را در 10 یا 6 ضرب می کنند تا تعداد ضربان قلب در دقیقه بدست آید . این روش از دقت کافی برخوردار نیست و نمی تواند در تحقیقات مورد استفاده قرار گیرد . برای اندازه گیری ضربان قلب در آزمایشگاه تربیت بدنی از ضربان سنج استفاده می شود . ضربان سنج شامل یک ساعت مچی است که به مچ دست بسته می شود و صفحه حساس پشت آن در تماس با پوست دست ضربان قلب را از طریق نبض دریافت می کند و تعداد آن را در دقیقه روی صفحه مخصوص نشان می دهد این نوع ضربان سنج برای اندازه گیری ضربان قلب توسط خود ورزشکار ، برای تعیین شدت فعالیت بکار می رود . در نوع پیشرفته این نوع ضربان سنج می توان حداقل و حداکثر ضربان را وارد دستگاه کرد . هر گاه ضربان از این محدوده خارج شود دستگاه زنگ می زند و ورزشکار متوجه خواهد شد و شدت فعالیت خود را کاهش یا افزایش می دهد .

نوع دیگر ضربان سنج ها دارای الکترودی هستند که توسط تسمه به سینه ورزشکار نصب می شود این الکترود ضربان قلب را تقویت می کند و به یک ساعت مچی که بدست مربی وصل شده می فرسد . ساعت مچی مربی که نوعی بی سیم دریافت کننده امواج است ، تعداد ضربان قلب ورزشکار را نشان می دهد و مربی می تواند فشار تمرین در ورزشکار را با آن کنترل کند .

برخی از ضربان سنج ها الکترودهایی دارند که به انگشت دست یا لاله گوش وصل می شوند و از آن طریق تعداد ضربان قلب در صفحه ساعت مچی نشان داده می شود .

برخی از انواع ضربان سنج های پیشرفته نیز قابل اتصال به رایانه هستند که می توان علاوه بر ضبط کردن تغییرات ضربان قلب در زمان فعالیت یا دوره بازیافت  با استفاده از یک نرم افزار طراحی شده نمودار الکتروکاردیو گراف را دریافت کرد .

قدرت سنج یا داینامومتر:

قدرت سنج یا داینامومتر وسیله ای برای اندازه گیری قدرت عضلات به کیلو گرم است و در آزمایشگاههای تربیت بدنی برای تعیین آمادگی جسمانی افراد مورد استفاده قرار می گیرد . قدرت سنج ها انواع مختلفی دارند و با توجه به نوع عضلات مورد نظر متفاوت هستند این دستگاهها که انواع مکانیکی ، هیدرولیکی و الکترونیکی آنها بسیار رایج است قدرت عضلات را به کیلوگرم نمایش می دهند .