Устройство для измерения параметров опорного прыжка

Устройство для измерения параметров опорного прыжка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>971368 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 14.11. 78 (21) 2684894/28-12

f51) M Кл з с присоединением заявки ¹â€”

А 63 В 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 07.11.82, Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 07. 11,82 (Щ УДК685.6 (088. 8) е

Ъ зи„,! алз 7 р Га. Балабанов н В. м. бмолевокна !а! Нк!!б / гс. ФИи ., .а-- l

/ f .i,, ;б !!! 11 c„-;

Московский институт электронной техники и ГосударстйЪинцймл центральный ордена Ленина институт физической культуры (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ОПОРНОГО ПРЫЖКА

Предлагаемое устройство относится к спортивной измерительной аппаратуре и предназначено для измерения параметров опорного прыжка на тренировках и соревнованиях гимнастов.

Известно устройство для измерения параметров опорного прыжка, содержаrace датчик давления толчка о мостик и конь и схему управления, включающую мультивибратор, три логические схемы ИЛИ, три логические схемы И, генератор тактовых импульсов, счетчик времени разбега и блок индикации (1).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность контроля, поскольку оно затрудняет сравнение скоростных показателей гимнастов.

Как показывают исследования, максимальную скорость гимнасты набирают к последним 5-6 метрам разбега. По.— этому отмеченный недостаток можно устранить автоматическим измерением скорости на контрольном участке непосредственно перед мостиком;

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности контроля путем антоматического измерения скорости разбега гимнаста.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения параметрон опорного прыжка содержит два источника света и два фотоэлемента, устанавливаемые соответственно в начальном и конечном пунктах разбега, счетчик скорости разбега, дноичный умножитель, счетчик длины контрольного участка разбега, переключатель длины контрольного участка разбега, триггер деления, второй мультивибратор, четвертую логическую схему ИЛИ и четвертую логическую схему И, причем ныход первого фотоэлемента через первый мультинибратор соединен с одним из входов счетчика длины контрольного участка разбега, а выход второго фотоэлемента через второй мультивибратор связан с первым входом второй схемы ИЛИ и одним из входон триггера деления, выход которого соединен с первым входом четвертой схемы И, второй вход которой связан с выходом генератора тактовых импуль25 сов. Выход четвертой схемы И соединен со входом счетчика скорости разбега и тактовым входом двоичного умножите« ля, а выход последнего — со счетным входом счетчика длины контрольного

30 участка разбега, информационные вхо971368 ды которого подключены к выходам переключателя длины контрольного участка разбега, причем управляющие входы двоичного умножителя соединены с выходами счетчика времени разбега, а -управляющий выход счетчика длины 5 . контрольного участка разбега — с пер-. вым входом четвертой схемы ИЛИ„, выход которой связан со входом триггера деления, выходы счетчика скорости разбега соединены со входами блока 10 индикации, выход которого соединен с обнуляющим входом счетчика скорости разбега и вторым входом четвертой схемы ИЛИ.

Структурная схема предлагаемого 15 устройства приведена на чертеже.

Источник света 1, подключенный к шине напряжения питания П д и оптически связанный с ним фотоэлемент 2 установлены в начале контроль-ъо ного участка разбега по разные стороны дорожки. Выход фотоэлемента 2 через мультивибратор 3 соединен со входом предварительной записи счетчика 4 длины контрольного участка разбега и установочным входом триггера времени разбега 5. Выход триггера 5 связан с первым входом логической схемы И 6, выход которой соединен со счетным входом счетчика времени разбега 7, а выходы последнего — c управляющими входами двоичного умножителя 8 ° Оптически связанные источник света 9., подключенный к шине напряжения питания Б, и фотоэлемент 10 установлены в .конце контрольного участка разбега по разные стороны дорожки. Выход фотоэлемента 10 через мультивибратор 11 соединен с установочным входом триггера деления 12 и с первым входом 40 схемы ИЛИ 13, выход которой связан со входом обнуления триггера времени разбега 5.

Выход триггера деления 12 соединен с первым входом схемы И 14, вы- 45 ход которой соединен с тактовым входом двоичного умножителя 0 и счетным входом счетчика скорости разбега 15.

Выход двоичного умножителя 8 соединен со счетным входом счетчика длины разбега 4, управляющий выход которого связан с первым входом схемы

ИЛИ 16, а выход последней — со входом обнуления триггера деления 12.

Информационные входы счетчика 4 соединены с выходами переключателя длины контрольного участка разбега 17.

Выходы датчиков давления 18-20, установленных на толчковом мостике в соответствии с зонами "недоступ", "центр", "заступ", соединены с уста- новочными входами соответствующих триггеров регистра 21 зоны толчка о .мостик и входами схемы ИЛИ 22, выход которой связан с первым входом схемы И 23, а выход последней — со 65 счетным выходом счетчика 24 времени толчка о мостик.

Выходы датчиков давления 25-29, установленных под обшивкой коня в соответствии с зонами оценок прыжка в баллах: "10" "9" "8" "9" "10"

l 1 I I 1 соединены с установочными входами соответствующих триггеров регистра

30 эоны толчка о коня и входами логической схемы ИЛИ 31. Выход схемы

ИЛИ 31 соединен с первым входом схемы И 32, а выход последней — co счетным входом счетчика времени толчка о коня 33. Выход генератора тактовых импульсов 34 соединен со вторым входом схемы И 14 и входом делителя частоты 35, первый выход которого связан со вторым входом схемы И 6, а его второй выход — со вторым вхо.— дом схемы И 23 и вторым входом схемы И 32. Выходы счетчика скорости разбега 15, регистра 21 зоны толчка о мостик, счетчика 24 времени толчка о мостик, регистра 30 зоны толчка о коня и счетчика 23 времени толчка о коня соединены со входами блока индикации 36, выход которого связан со вторым входом схемы ИЛИ 13, вторым входом схемы ИЛИ 16, входами обнуления триггера регистра 21 зоны толчка о мостик и регистра 30 зоны толчка о коня, обнуляющими входами счетчика времени разбега 7, счетчика скорости разбега 15, счетчика 24 времени толчка о мостик и счетчика

33 времени толчка о коня.

Устройство работает следующим образом, Перед измерением параметров прыжка очередного гимнаста, а также после включения устройства происходит его установка в начальное состояние путем подачи сигнала обнуления с выхода блока индикации 36 на входы обнуления триггеров регистров 21, 30, обнуляющие входы счетчиков 7, 15, 24, 33 и через схемы ИЛИ 13, 16 соответственно на входы обнуления триггера времени разбега 5 и триггера деления 12.

B начале контрольного участка разбега гимнаст прерывает световой поток от источника света 1 к фотоэлементу 2. По заднему фронту сигнала с выхода фотоэлемента 2 мультивибратор 3 вырабатывает импульс, который устанавливает в единичное состояние триггер времени разбега 5 и осуществляет запись кода с выхода переключателя 17 длины участка разбега в счетчик 4. Установка триггера 5 в единичное состояние приводит к подаче счетных импульсов с периодом

T„ - =0,01 сек с первого выхода делителя частоты 35 через схему И 6 на счетный вход счетчика времени разбега 7. По переднему фронту сигнала с выхода фотоэлемента 10 в момент окончания прохождения гимнастом конт971368 рольного участка разбега происходит .запуск мультивибратора 11 ° Импульс с выхода мультивибратора 11 через схему ИЛИ 13 поступает на вход обнуления триггера времени разбега 5, в результате чего отсчет времени раз бега прекращается. Одновременно этот же импульс, поступая на установочный вход триггера деления 12, инициирует выполнение операции деления кода длины кОнтрольного участка разбега, хранящегося в счетчике 4, на код времени разбега, зафиксированный счетчиком 7.

Деление осуществляется следующим образом. Установка триггера деления

12 в единичное состояние приводит к подаче тактовых импульсов с частотой f с выхода генератора 34 через элемент И 14 на счетный вход счетчика скорости разбега 15 и на счетный вход двоичного умножителя 8, управляющие входы которого связаны с выходами счетчика времени разбега 7. Частота импульсов на выходе двоичного умножителя определяется выражением время разбега; максимальное время разбега.

Величина ймакс определяется разрядностью и счетчика 7 и дискретностью измерения времени .разбега Т„ в соответствии с выражением и

< мс кс

Импульсы с выхода двоичного ум- ножителя 8 поступают на вход счетчика длины участка разбега 4, работающего на вычитание. В момент, когда содержимое счетчика 4 станет равно нулю, на его выходе появляется сиг-. нал "Заем", который через схему

ИЛИ 16 поступает на вход обнуления триггера деления 12 и, таким образом, блокирует подачу тактовых импульсов на счетчик 15 и двоичный умножитель 8.

Время обнуления счетчика длины участка разбега 4 определяется формулой е

Тоб у (2)

ДМ где L — длина контрольного участка разбега;

m — масштаб представления длины.

Число импульсов, поступивших эа время Т 6 на вход счетчика скорости разбега 15, вычисляется по формуле

fr То6 (3), Выражение (3),на основании соотношений (1 ) и (2) приводится к виду

Й = — а

v . 5 накс " (макс.

Следовательно, код, зафиксированный на счетчике 15, пропорционален скорости V гимнаста на контрольном участке разбега.

При "наскоке" гимнаста на мостик сигнал с одного нэ датчиков давления 18-20 устанавливает в единичное. состояние соответствующий триггер регистра 21 зоны толчка о мостик.

Одновременно этот сигнал, пройдя че10 рез схему ИЛИ 22 и поступив на первый вход схемы И 23, обеспечивает подачу счетных импульсов с периодом

Т2 = 0,001 сек со второго выхода делителя частоты 35 через схему И

15 23 на счетный вход счетчика 24 времени толчка о мостик. Счетные импульсы Т „ и Т образуются в результате деления тактовых импульсов f поступающих на вход делителя частоты 35 с выхода генератора тактовых импульсов 34.

Фиксация положения - рук при толчке о коня осуществляется путем установки в единичное состояние одного из триггеров регистра 30 эоны толчка о коня сигналом с выхода соответствующего возбужденного датчика давления — одного из 25-29. Сигнал возбужденного датчика давления, прой, дя через схему ИЛИ 31, поступает на первый вход схемы И 32 и таким обра зом обеспечивает прохождение через

ПОСЛЕДНЮЮ ИМПУЛЬСОВ С ПЕРИОДОМ T2 =

0,001 сек со второго выхода делителя частоты 35 на счетный вход счетчика 33 времени толчка о коня.

Сигналы с выходов счетчиков 15, 24 и 33, регистров 21 и 30 поступают на соответствующие входы блока инди" кации 36.

40 Описанное устройство автоматически измеряет следующие параметры опорного прыжка: скорость разбега, время и место толчка о мостик, время и место толчка о коня ° длина и положе45 ние контрольного участка, на котором осуществляется измерение скорости, могут оперативно изменяться необходимой расстановкой источников светового излучения и оптически связанных с ними фотоэлементов; при этом переключатель длины контрольного участка разбега устанавливается.в положение, соответствующее расстоянию между фотоэлементами. Отмеченное достоинство позволяет измерять скоРость гимнаста на любом участке и, что особенно важно, на последних метрах разбега.

Автоматическое измерение параметров опорного прыжка существенно odлегчает работу тренера и повышает эффективность тренировок.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров опорного прыжка, содержащее дат971368

БНИИПИ Заказ 8775/13 Тираж 400 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 чики давления толчка о мостйк и конь и схему управления, включающую мультивибратор, три логические схемы

ИЛИ, три логические схемы И, генератор тактовых импульсов, счетчик вре-, мени разбега, делитель частоты и блок индикации, о т л и ч а ю щ е-, е с я тем, что, с целью повышения эффективности контроля, оно имеет два источника света и два фотоэлемента, установленных соответственно IO в начальном и конечном пунктах разбега, счетчик скорости разбега, двоичный умножитель, счетчик длины контрольного участка разбега, переключатель длины контрольного участка раз- f5 бега, триггер деления, второй муль.тивибратор, четвертую логическую схему ИЛИ и четвертную логическую схему

И, причем выход первого фотоэлемента через первый мультивибратор соеди- 7п нен с одним из входов счетчика длины контрольного участка разбега, а выход второго фотоэлемента через второй мультивибратор связан с первым входом Второй логической схемы

ИЛИ и одним из входов триггера деления, выход. которого соединен с первым входом четвертой логической схемы И, второй вход которой связан с выходом генератора тактовых импульсов, выход четвертой логической схемы И соединен с входом счетчика скорости разбега и тактовым входом двоичного умножителя, а выход последнего - со счетным входом счетчика длины контрольного участка разбега, информационные входы которого подключены к выходам переключателя длины контрольного участка разбега, причем управляющие входы двоичного умножителя соединены с выходами счетчика времени разбега, а управляющий выход счетчика длины контрольного участка разбега — с первым входом четвертой логической схемы ИЛИ, выход которой связан с входом триггера деления, выходы счетчика скорости разбега соединены с входами блока индикации, выход которого соединен с обнуляющим входом счетчика скорости разбега и вторым входом четвертой логической схемы ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2594221/12, кл, A 63 В 5/00, 23.03.78. (