Способ воспроизведения эталонного удара по мячу в футболе и устройство для его реализации

Способ воспроизведения эталонного удара по мячу в футболе и устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к измерительной технике объективного контроля мастерства спортсменов и может быть использовано в самых различных видах спорта, в данном случае в футболе.

Процент удачных штрафных ударов по воротам зависит от наработанных навыков по стабилизации силы, сообщаемой ногой спортсмена мячу, которая рассчитывается на основании второго закона Ньютона [1]:

,

где F_n - сила удара ногой по мячу на частоте гармонической составляющей w_n (кг);

m - масса ноги (кг);

a_n - амплитуда ускорения пробивающей по мячу ноги на частоте гармонической составляющей w_n в единицах земного ускорения g.

Так как масса ноги m величина постоянная, то, как следует из формулы 1, стабилизация силы удара по мячу на гармонической составляющей w_n зависит от постоянства ускорения a_n бьющей по мячу ноги на гармонической составляющей w_n. Поэтому задачей настоящего изобретения является разработка устройства для измерения ускорения пробивающей по мячу ноги на гармонической составляющей w_n с целью воспроизведения эталонного удара по мячу.

Поставленная задача решается серией ударов ногой по мячу, например, в створ ворот с конкретной точки поля с установленным на голеностопе датчиком ускорения, отличающийся тем, что сигнал датчика поступает на вход спектроанализатора с перестраиваемым с помощью сменяемых RC-цепочек полосовым фильтром, сопровождаемых после очередных удачных ударов (например, попадание мяча в верхний угол ворот) фиксацией ускорения пробивающей по мячу ноги a_n вольтметром, подсоединенным к выходу спектроанализатора, с последующей сменой частот полосовых фильтров, и так до тех пор, пока не будет выявлен такой полосовой фильтр с центральной частотой w⁰, при котором ускорение пробивающей по мячу ноги будет иметь максимальную величину a_n.max, что позволяет назвать его эталонным и воспроизвести его, установив в спектроанализаторе полосовой фильтр с центральной частотой w⁰ и добиваясь величины ускорения пробивающей по мячу ноги a_n.max.

Примеры конкретного выполнения. На фиг. 1 приведена схема измерения, реализующая предложенный способ воспроизведения эталонного удара по мячу в футболе. Футболист ногой 1 пробивает по мячу. Датчик ускорения 2 крепится на голеностопе пробивающей по мячу ноги. Сигнал датчика через коаксиальный кабель 7 поступает на вход спектранализатора 3, в котором с помощью сменяемых RC-цепочек 4 последовательно устанавливаются полосовые фильтры с центральными частотами w₁; w₂, …w_n. К выходу спектроанализатора подключен вольтметр 5 в качестве индикатора ускорения пробивающей по мячу ноги. Так как удар по мячу происходит в большинстве случаев с разбега, то спектроанализатор вместе с вольтметром помещается в небольшой рюкзак, одеваемый на спину футболиста. После удачно совершенного удара (например, в верхний угол ворот) вольтметр достается из рюкзака и с него снимается показание, которое запомнил спектроанализатор. Габаритные размеры спектранализатора вместе с блоком питания, размещенными в пластмассовом корпусе, таковы: 115×75×40 мм³, а цифрового вольтметра: 140×70×40 мм³.

Процесс определения параметров эталонного удара начинается с установки в спектроанализаторе полосового фильтра с центральной частотой w₁ с помощью соответствующих RC-цепочек, после чего футболист с заданной точки поля сразу или после нескольких попыток совершает удачный удар по мячу, например, по футбольным воротам. Так как удар по мячу был удачным, то с помощью вольтметра происходит фиксация ускорения a₁ пробивающей по мячу ноги, и только после зафиксированной величины ускорения происходит смена полосового фильтра с центральной частотой w₁ на полосовой фильтр с центральной частотой w₂. При этом, как и до этого, в случае удачного удара по мячу фиксируется показание вольтметра a₂. Далее полосовой фильтр с центральной частотой w₂ меняется на третий w₃ и при удачном пробитии фиксируется величина ускорения а₃ и так далее, пока не будет выявлен полосовой фильтр с центральной частотой w⁰, при котором величина ускорения пробивающей по мячу ноги будет иметь максимальное значение a_n.max. Этот удар принимается за эталонный. Теперь, чтобы воспроизвести эталонный удар, достаточно в спектроанализатор с помощью RC-цепочек установить полосовой фильтр с центральной частотой w⁰ и добиться, регулируя силу удара по мячу, величины ускорения ноги a_n.max.

Заявляемое устройство позволяет определить параметры эталонного удара по мячу для последующего его воспроизведения.

1. Способ воспроизведения эталонного удара, например, по футбольным воротам, заключающийся в том, что футболист с конкретной точки поля совершает серию ударов ногой по мячу в створ ворот с установленным на голеностопе датчиком ускорения, отличающийся тем, что сигнал датчика поступает на вход спектроанализатора с перестраиваемым с помощью сменяемых RC-цепочек полосовым фильтром, сопровождаемых после очередных удачных ударов (например, попадание мяча в верхний угол ворот) фиксацией ускорения ноги a_n вольтметром, подсоединенным к выходу спектроанализатора, с последующей сменой частот полосовых фильтров, и так до тех пор, пока не будет выявлен такой полосовой фильтр с центральной частотой w⁰, при котором ускорение пробивающей по мячу ноги будет иметь максимальную величину a_n.max, что позволяет назвать его эталонным и воспроизвести его, установив в спектроанализаторе полосовой фильтр с центральной частотой w⁰ и добиваясь величины ускорения пробивающей по мячу ноги a_n.max.

2. Измерительное устройство для реализации способа по п. 1, состоящее из датчика ускорения, установленного на голеностопе пробивающей по мячу ноги, выход которого подсоединен к входу спектроанализатора с перестраиваемым полосовым фильтром с помощью сменяемых RC-цепочек, к выходу которого в качестве индикатора ускорений пробивающей по мячу ноги подключен вольтметр.