Устройство для подбора поверхности скольжения спортивного инвентаря

Устройство для подбора поверхности скольжения спортивного инвентаря

Реферат

Изобретение относится к области спортивного инвентаря и может быть использовано при подборе оптимального инвентаря в таких видах спорта, как беговые и горные лыжи, биатлон, сноуборд, санный и конькобежный спорт. Во всех этих видах спорта важную роль играют силы взаимодействия спортивного инвентаря с поверхностью трассы (с внешней средой).

Наиболее трудоемким и во многих случаях трудно предсказуемым является подбор инвентаря в лыжных гонках, биатлоне и других беговых лыжных видах спорта. Это происходит из-за очень большого количества факторов, влияющих на скольжение и большого количества их сочетаний в реальных условиях.

Известен (Российский патент №2176538, приоритет 2000.10.12, МПК A63C 11/00) способ подбора поверхности скольжения спортивного инвентаря, заключающийся в свободном многократном перемещении инвентаря или его макета по заданному участку трассы с замером параметров перемещения посредством фотодатчиков, вычислении коэффициентов трения скольжения и последующем выборе оптимального варианта.

Недостатком такого способа является то, что измеряемые параметры перемещения спортивного инвентаря зависят от величины прилагаемых спортсменом усилий, которые невозможно в точности повторить.

Кроме того, такой способ позволяет сравнивать параметры перемещения, например коэффициент трения скольжения, в узком диапазоне скоростей, поскольку коэффициент трения скольжения нелинейно зависит от скорости перемещения. Для другого диапазона скоростей перемещения требуется выполнение работы заново.

Силы сопротивления скольжению, обусловленные формой дуги прогиба поверхности скольжения лыжи и распределением величины давления на трассу по длине лыжи (которая вызывает соответствующие деформации снежной трассы), определяют, например, по патенту Российской федерации на полезную модель (№111446, приоритет 29 декабря 2010 г.) Однако, и в этом случае для другого диапазона скоростей скольжения лыж работу необходимо будет выполнить заново.

Известен также способ подбора спортивного инвентаря путем измерения характеристик скольжения спортивного инвентаря на реальной снежной трассе, на откаточном склоне - сравнения длины "выката" у различных лыж и при различных вариантах смазки. Лучшими считают лыжи с большей длиной «выката». Однако, практика показывает, что такие лыжи часто имеют лучшее скольжение только на низкой скорости.

В последние годы чаше сравнивают скорости и ускорения скольжения лыж с использованием одновременной парной скатки со склона двух спортсменов, скользящих по склону на параллельных лыжнях. Затем лыжники меняются лыжами и повторяют испытания. При этом выявляют, какие из лыж быстрее разгоняются и имеют более высокую скорость на основном скоростном участке спуска, а также на участке торможения. По результатам испытаний производят выбор оптимального варианта. Но такие испытания требуют наличия минимум двух человек с примерно одинаковыми характеристиками по весу и комплекции и большого количества скатываний (времени) для получения достоверных результатов.

Известна также система измерения скоростей и ускорений движения спортивного снаряда «Микрогейт» (http://www.microgate.it/Timing/Produkte/Zeitmesser), содержащая несколько (до шести) транспондеров и соответственно отражателей (рефлекторов), установленных на определенном расстоянии друг от друга вдоль по склону. В каждом транспондере установлен модуль беспроводной связи с центральным процессором, на который поступают и сохраняются данные о времени пересечения спортсменом луча последовательно каждого транспондера. После окончания откатки всех подготовленных вариантов поверхности скольжения спортивного инвентаря, передачи этих данных на компьютер и их обработки, вычисляют скорости и ускорения спортивного снаряда на каждом из участков между транспондерами. Однако, стоимость такого оборудования сильно зависит от количества участков, на которые разбивается склон и на которых анализируется скорость скольжения спортивного снаряда. Чем большее количество участков склона, тем больше требуется дорогостоящих транспондеров с модулями беспроводной связи. При малом количестве участков достоверность полученных результатов значительно ниже, чем при большом количестве участков. Оперативность получения результатов низкая, так как после окончания испытаний необходимо переносить все данные на компьютер и обрабатывать данные с помощью стандартных программ. Кроме того, к недостаткам можно отнести ложные срабатывания приборов при случайном пересечении луча лыжной палкой, проезде через луч «разножкой» (одна нога впереди, другая - чуть сзади) или случайном пересечении луча другим спортсменом или предметом. Возможны сбои работы приборов во время снегопада из-за потери яркости отраженного луча.

Известны также лыжные откатчики KV (http://www.uventasport.ru/product/26057/Otkatchik_dlja_lyzh_KV), аналогичные им откатчики «Марафон-электро» и др. (http://www.хc-elitesports.com/product_info.html?products_id=860&Ianguage=ru), (http://www.flgr.ru/news/169.html) которые включают транспондер, навешиваемый на ногу спортсмена, и рефлекторы, установленные в начале и в конце спуска. Показания времени прохождения спуска отображаются на экране откатчика и сохраняются в его памяти. В последующем эти данные могут быть перенесены на компьютер и соответствующим образом обработаны. Однако эти данные не позволяют оценить динамику изменения скорости на трассе и сравнить скорости на участке разгона, скорости основной части спуска и скорости на участке торможения. Кроме того, оперативная предварительная оценка лыж возможна лишь при записи вручную данных с экрана откатчика. Сохраненные данные также требуют переноса данных на компьютер и их обработки стандартными программами после окончания испытаний различных вариантов скользящей поверхности, что снижает оперативность подбора. Надежность работы таких откатчиков сильно зависит от погодных условий. В солнечную ясную погоду или на среднегорье в условиях ясной погоды, такие откатчики работают ненадежно, так как отраженный от рефлектора луч сопоставим по яркости с яркостью снега на трассе. При сильном снегопаде наоборот мощности отраженного сигнала бывает недостаточно для срабатывания датчика, происходят сбои. Приходится несколько раз производить откатку, что увеличивает время на откатку и снижает оперативность получения результатов.

Целью изобретения является повышение надежности и оперативности подбора поверхности скольжения спортивного инвентаря для текущих погодных условий и состояния снежной трассы за счет уменьшения количества сбоев в работе, оценки и сравнения динамики изменения скорости спортивных снарядов на участке разгона, на основной части спуска и на участке торможения в режиме реального времени.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для подбора спортивного инвентаря, включающем транспондер с модулем беспроводной связи, навешиваемый на ногу спортсмена, и рефлекторы, установленные на трассе, при этом транспондер имеет регулировку диапазона расстояния до рефлектора и регулировку чувствительности на мощность отраженного сигнала, причем полученный от транспондера сигнал в режиме реального времени передается по беспроводной связи на компьютер, планшет, мобильный телефон или другой гаджет и обрабатывается специальным программным обеспечением с сохранением полученных результатов в файл и визуализацией этих результатов в виде цифровой и графической информации о динамике изменения скорости прохождения отрезков трассы на каждой из испытываемых поверхностей скольжения спортивного инвентаря в отдельности или их сравнительной комбинации.

Такое выполнение устройства для подбора поверхности скольжения спортивного инвентаря позволяет значительно повысить надежность и оперативность получения результатов испытаний. Регулировка диапазона дальности до рефлекторов предотвращает случайные сбои в работе устройства от пересечения лучом посторонних предметов (лыжные палки, деревья и кусты на обочине, люди на трассе) или чужих рефлекторов, установленных на соседней лыжне, что часто бывает перед соревнованиями при большом количестве команд на откаточном склоне. Кроме того, регулировка чувствительности на мощность отраженного сигнала позволяет избежать случайных срабатываний транспондера от посторонних предметов, яркого солнца и возможных солнечных бликов и повышает надежность работы транспондера во время снегопада. Количество участков трассы для измерения динамики изменения скорости не ограничено и их увеличение не требует дополнительного электронного оборудования.

Этот анализ указывает на наличие новизны в заявленном устройстве.

Сравнение заявленного устройства с другими техническими решениями того же направления показывает, что регулировка диапазона дальности до пассивного отражателя предотвращает случайные сбои в работе устройства от пересечения лучом посторонних предметов или рефлекторов, установленных на соседней лыжне. Кроме того, регулировка чувствительности на мощность отраженного сигнала позволяет избежать случайных срабатываний транспондера от посторонних предметов, яркого солнца и возможных солнечных бликов. Это также позволяет повысить надежность работы устройства во время снегопада. Нет ограничений на количество участков разбиения трассы для определения динамики изменения скорости.

Таким образом, можно сделать вывод о превышении заявленным устройством существующего уровня техники.

Устройство для подбора поверхности скольжения спортивного инвентаря поясняется на примере его выполнения.

Транспондер выполнен в виде лазерного триангуляционного датчика положения, например: LS5 (http://www.prizmasensors.ru/production/ls5) с модулем беспроводной связи WIFI, например, (http://wizwiki.net/wiki/doku.php?id=products:wizfi250:wizfi250ds:start). Связь транспондера с компьютером, планшетом, мобильным телефоном или другим гаджетом осуществляется с помощью компактного WIFI маршрутизатора, например, http://www.asus.com/ru/Networking/WL330N/. Сигнал, поступающий на компьютер, планшет, мобильный телефон или другой гаджет, обрабатывают специальным программным обеспечением с визуализацией полученных результатов на каждом отрезке трассы в цифровом и графическом виде. Программное обеспечение обеспечивает регулировку диапазона расстояния до рефлектора (наряду с механической регулировкой диапазона, предусмотренной в конструкции датчика) и регулировку чувствительности на мощность отраженного сигнала. Это позволяет настраивать транспондер на текущие топографические условия снежной трассы и погодные условия.

Устройство работает следующим образом.

Включают питание транспондера с модулем беспроводной связи и закрепляют на ноге спортсмена, на высоте установленных на снежной трассе рефлекторов. Включают WIFI маршрутизатор и компьютер с программным обеспечением и устанавливают связь с транспондером. С помощью программного обеспечения настраивают необходимый диапазон расстояния до рефлекторов и регулируют чувствительность на мощность отраженного сигнала. После этого спортсмен выполняет спуск со склона на испытываемом инвентаре. На экране компьютера в режиме реального времени появляется график изменения скорости на каждом из отрезков трассы. После замены инвентаря на следующий, предусмотренный испытаниями, спуск со склона повторяют.

В результате получают набор графиков, характеризующих динамику скорости испытываемых поверхностей скольжения спортивного инвентаря, и численные значения времени (с точностью до сотых долей секунды) на прохождение каждого отрезка трассы каждой из испытываемых поверхностей скольжения.

Таким образом, предложенное устройство повышает надежность и оперативность подбора поверхности скольжения спортивного инвентаря для текущих погодных условий и состояния снежной трассы за счет уменьшения количества сбоев в работе, оценки и сравнения динамики изменения скорости испытываемых поверхностей скольжения на участке разгона, на основной части спуска и на участке торможения в режиме реального времени.

1. Устройство для подбора поверхности скольжения спортивного инвентаря, включающее транспондер с модулем беспроводной связи, навешиваемый на ногу спортсмена, и рефлекторы, установленные на трассе, отличающееся тем, что транспондер имеет регулировку диапазона расстояния до рефлектора и регулировку чувствительности на мощность отраженного сигнала.

2. Устройство для подбора поверхности скольжения спортивного инвентаря по п. 1, отличающееся тем, что транспондер выполнен в виде лазерного триангуляционного датчика положения с механическим и программным фильтром измерения рабочего диапазона расстояния.

3. Устройство для подбора поверхности скольжения спортивного инвентаря по п. 1, отличающееся тем, что транспондер выполнен в виде лазерного триангуляционного датчика положения с возможностью регулирования времени экспозиции и частоты дискретизации.

4. Устройство для подбора поверхности скольжения спортивного инвентаря по п. 1, отличающееся тем, что полученный от транспондера сигнал в режиме реального времени передается по беспроводной связи на компьютер, планшет, мобильный телефон и обрабатывается программным обеспечением с сохранением полученных результатов в файл и визуализацией этих результатов в виде цифровой и графической информации о динамике изменения скорости прохождения отрезков трассы на каждой из испытываемых поверхностей скольжения спортивного инвентаря в отдельности или их сравнительной комбинации.