Устройство определения длительности многооборотного прыжка

Устройство определения длительности многооборотного прыжка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится области спорта, а именно к системам измерения параметров движения спортсменов.

Из уровня техники известна система по патенту US №6464622, 2002 г., для тренировок боксера.

Эта система содержит блок измерения скорости удара и тренировочную грушу, на которой установлены датчики контакта.

Известна система обучения и измерения параметров движения фигуриста при выполнении сложно-координационных двигательных действий вращательного характера (заявка RU №2003102213, А63В 71/06, 2004), содержащая датчик контакта конька со льдом, принятая в качестве наиболее близкого аналога. Недостатком известного устройства является отсутствие возможности измерения высоты прыжка фигуриста и установки датчика контакта на конек. Задачей заявленного изобретения является возможность измерения высоты прыжка фигуриста при установке датчика контакта на конек.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в устройстве измерения длительности многооборотного прыжка, содержащем датчик контакта конька со льдом и блок определения длительности прыжка, достигается тем, что оно имеет блок расчета высоты прыжка, соединенный с блоком определения длительности прыжка, который соединен с датчиком контакта конька со льдом, а датчик контакта конька со льдом выполнен в виде линейного акселерометра, установленного на фигуристе так, что его ось чувствительности параллельна продольной оси фигуриста в течение времени совершения прыжка.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1, 2 обозначено:

1 - фигурист,

2 - продольная ось фигуриста,

3 - датчик контакта конька со льдом,

4 - лед,

5 - блок определения длительности прыжка,

6 - блок определения высоты прыжка,

7 - линейный акселерометр,

8 - ось чувствительности линейного акселерометра.

На фиг.1 изображено устройство определения длительности прыжка. На фигуристе 1, который совершает многооборотный прыжок вокруг продольной оси 2 с угловой скоростью ω, закреплен датчик контакта конька 3 со льдом 4. В состав устройства входит блок определения длительности прыжка 5 и блок определения высоты прыжка 6.

На фиг.2 изображено устройство определения длительности прыжка, в котором датчик контакта конька со льдом 4 выполнен в виде линейного акселерометра 7, установленного на фигуристе так, что его ось чувствительности 8 параллельна продольной оси фигуриста 2 в течение времени совершения прыжка.

Устройство работает следующим образом.

В начале прыжка (фиг.1) датчик контакта конька со льдом 3 выдает сигнал об отрыве фигуриста 1 от льда 4. Этот сигнал поступает в блок определения длительности прыжка 5. При приземлении датчик 3 вновь выдает сигнал о контакте конька со льдом, который также поступает в блок определения длительности прыжка 5. В блоке 5 по временным меткам начала и окончания прыжка определяется длительность прыжка - t_пр.. Значение t_пр. передается в блок расчета высоты прыжка 6.

Из законов физики известно, что если тело падает с некоторой высоты вблизи земли и известна длительность полета тела с этой высоты, то высота Н, с которой падает тело, может быть определена по формуле Н=g×t²/2, где g - ускорение свободного падения, равное 980 см/сек², a t - длительность падения тела с высоты Н.

Так как в нашем случае известна длительность прыжка t_пр., то длительность падения тела с высоты Н будет равна t_пр./2. Тогда формула высоты прыжка будет иметь вид Н=g×t_пр. ²/8. По этой формуле в блоке 6 рассчитывается высота прыжка фигуриста Н.

Результаты сравнения экспериментальных замеров высоты прыжка с расчетными показали точность расчета во втором знаке после запятой.

Определение момента отрыва конька от льда и момента касания коньком льда после прыжка с помощью акселерометра, установленного на фигуристе 1 (фиг.2), основано на том, что для совершения прыжка фигурист должен оттолкнуться ото льда, чтобы преодолеть силу земного притяжения. В момент толчка возникнет сигнал акселерометра 7, пропорциональный силе толчка. Этот сигнал характеризует момент начала прыжка. В момент касания коньком льда после окончания полета также возникнет скачок в сигнале акселерометра 7 вследствие удара фигуриста об лед. Этот сигнал будет характеризовать момент окончания прыжка. Знание моментов начала и окончания прыжка позволяет вычислить длительность прыжка t_пр. в блоке определения длительности прыжка 5.

Использование линейного акселерометра в качестве датчика контакта конька со льдом удобно с эксплуатационной точки зрения, так как акселерометр может быть размещен на фигуристе в любом удобном месте, вследствие чего не требуется протяжка длинных линий связи по одежде фигуриста.

Техническая реализация предлагаемого устройства не вызывает затруднений, так как в настоящее время промышленно выпускаются большое разнообразие малогабаритных линейных акселерометров. Наиболее распространены акселерометры компании Analog Device.

Реализация функции расчета высоты по формуле Н=g×t_пр. ²/8 может быть, например, осуществлена на микроконтроллере C8051F124TQPP.

1. Устройство измерения длительности многооборотного прыжка, содержащее датчик контакта конька со льдом и блок определения длительности прыжка, отличающееся тем, что введен блок расчета высоты прыжка, соединенный с блоком определения длительности прыжка, который соединен с датчиком контакта конька со льдом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик контакта конька со льдом выполнен в виде линейного акселерометра, установленного на фигуристе так, что его ось чувствительности параллельна продольной оси фигуриста в течение времени совершения прыжка.