ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО СПОРТСМЕНОВ, И БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ТРЕНАЖЕРОМ

Тренажер предназначен для проведения тренировок и спортивно-развлекательных игр на точность броска или удара спортивного снаряда, время реакции и принятия решения, например, хоккейной шайбы.
Известно устройство индикации взятия ворот в футболе, на стойках и перекладине ворот и в площади ворот под травяным покровом которого крепятся пьезодатчики механических колебаний, соединенные посредством кабелей с блоком управления и индикатором (1).
Известно изобретение, относящееся к устройствам для проведения спортивных игр, которое может быть использовано для тренировки футболиста с мячом, в основном для тренировки ударов по воротам. Изобретение содержит датчиковый узел, реагирующий на удар мяча, и ЭВМ, причем датчиковый узел расположен в области футбольных ворот и подключен к ЭВМ (2).
Известно устройство для тренировки с мячом в спортивных играх, содержащее мишень по типу ворот, на задней твердой стенке которых по всей площади прикреплена ткань «липучка». Эта ткань переброшена через горизонтальные оси с обращением ее функциональных поверхностей внутрь. Свободный конец ткани связан с нижней осью, несущей колено и подвижную рукоятку. После удара мячом по воротам на ткани остаются места-вмятины вследствие сцепления слоев ткани «липучки». Для разъединения слоев нижнюю ось перемещают по прорези с одновременным накручиванием на нее ткани (3).
Общими элементами по сравнению с последним устройством являются: тренажер для тренировки, преимущественно спортсменов, содержащий мишень по типу ворот, состоящую из закрепленной на корпусе панели, выполненной из гибкого нерастяжимого материала и разделенной на ячейки.
Известно устройство, относящееся к индикаторным и регистрирующим приспособлениям для игр. Оно может быть использовано в таких видах спорта, как хоккей, футбол, гандбол, и содержит приемники сигналов, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок обработки приемных сигналов, ПЭВМ, монитор, излучатель. Последовательно соединенные коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок обработки подсоединены к ПЭВМ, при этом выход блока обработки соединен с излучателем, а другой - с другим входом коммутатора. Излучатель содержит ультразвуковой доплеровский излучатель, при этом блок обработки приемных сигналов и указанный излучатель служат датчиком (4).
Однако, перечисленные аналоги имеют ограничения по надежности и эффективности обучения тренирующихся. Кроме того, аналог по источнику 4 имеет меньшую гибкость программирования режимов работы.
Задачей при создании заявляемого тренажера является разработка достаточно универсального устройства для проведения шоу, тренировок, игр как профессиональных спортсменов, так и любителей спорта или иных игроков, а техническим результатом - повышение надежности и эффективности устройства и повышение гибкости программирования режимов работы.
Для этого предложен тренажер для тренировки, преимущественно спортсменов, содержащий мишень по типу ворот, состоящую из закрепленной на корпусе панели, выполненной из гибкого нерастяжимого материала и разделенной на ячейки, характеризующийся тем, что подвергаемая удару передняя часть панели выполнена по меньшей мере из двух слоев гибкого нерастяжимого материала с ударопрочной прослойкой-пленкой между ними, каждая ячейка содержит датчик и светодиоды, электрически соединенные с блоком управления тренажером.
Тренажер характеризуется тем, что гибкий нерастяжимый материал панели представляет собой ударопрочный полистирол, а прослойка-пленка может быть пленкой на полимерной основе.
Блок управления тренажером, включающий датчики и исполнительный механизм, характеризуется тем, что исполнительный механизм содержит ячейки, в которых размещены светодиоды и датчики, представляющие собой электромагнитные датчики, входы которых подключены к триггерам, служащим для преобразования звукового сигнала в прямоугольные импульсы, поступающие в схему запоминания состояния триггера и далее в схему выработки сигнала прерывания и на входы микропроцессора, который осуществляет временную задержку, после чего происходит запрет прохождения сигнала с триггера, анализ в схеме запоминания состояния триггеров и выдача сигналов управления на блок индикации в зависимости от информации, полученной со схемы запоминания состояния триггеров.
Блок управления тренажером характеризуется тем, что электромагнитный датчик представляет собой датчик электромагнитный малошумящий (ДЭМШ) для приема звуковой волны.
Блок управления тренажером характеризуется также тем, что триггер представляет собой триггер Шмидта.
На фигурах изображен заявляемый тренажер на примере устройства для игры в хоккей: фиг.1 - общий вид, фиг.2 - вид сверху по фиг.1 в разрезе по линии А-А, фиг.3 - блок управления тренажером.
Цифрами показано: 1 - корпус тренажера, 2 - ячейка панели, 3 - светодиоды в ячейках, 4 - датчик приема звуковой волны типа ДЭМШ - 1А, 5 - слои ударопрочного полистирола, 6 - ударопрочная прослойка-пленка, 7 - резиновые прослойки, 8 - несущая светодиодов, датчиков и блока управления тренажером, 9 - блок управления тренажером, 10 - триггер, например, триггер Шмидта, 11 - схема запоминания состояния триггеров, 12 - схема выработки сигнала прерывания, 13 - микропроцессор, например, типа ATmega 8515 16 PI, 14 - блок индикации. Буквенные обозначения на фиг.3 соответствуют: для шины ввода данных на блок индикации - DI-DXV, входа сигнала прерывания - INT0, шины выхода схемы запоминания состояния триггеров 11 - D1-D15, сигнала с микропроцессора 13 на вывод схемы запоминания состояния триггеров 11 - D16, вывода сигнала с микропроцессора 13 на триггера 10 - D17.
Буквенные обозначения на фиг.3 соответствуют: для шины вывода данных микропроцессора 13 на блок индикации - DI-DXV, для шины вывода данных схемы запоминания состояния триггеров на схему выработки сигнала прерывания 12 и микропроцессор 13 - D1-D15, входа сигнала прерывания - INT0, сигнала с выхода микропроцессора 13 на вход схемы запоминания состояния триггеров 11 - D16, сигнала с вывода микропроцессора 13 на вход триггера 10 - D17.
Хоккейный тренажер представляет собой панель размером створа хоккейных ворот. Лицевая сторона хоккейного тренажера разделена на ячейки 2, внутри которых установлена система подсветки на основе светодиодов повышенной яркости 3 и датчики приема звуковой волны 4 типа ДЭМШ. В стартовом состоянии включена подсветка всех ячеек. При попадании шайбы в ячейку ее подсветка гаснет.
Тренажер функционирует следующим образом.
При нажатии кнопки «сброс» (фиг.3) микропроцессор 13 снимает сигнал запрещения работы триггеров Шмидта 10, обнуляет схему запоминания состояния триггеров Шмидта 11, разрешает обработку сигнала прерывания INT0, вырабатываемого схемой выработки сигнала прерывания 12, выдает по шине DI-DXV данные на блок индикации 14 для зажигания светодиодов во всех ячейках тренажера.
При попадании шайбы по тренажеру датчик, на который первым придет звуковая волна, вырабатывает сигнал, который триггерами Шмидта 10 преобразуются в
прямоугольную форму. Срабатывание триггеров Шмидта запоминается в схеме запоминания состояния триггеров 11.
Одновременно данный сигнал формирует, через схему выработки сигнала прерывания 12, сигнал прерывания INT0.
По сигналу прерывания микропроцессор 13 запрещает прохождение последующих сигналов прерывания INT0, запускает внутренний таймер (не показан на чертежах) отсчета времени задержки. По оканчании времени задержки микропроцессор выставляет сигнал запрета срабатывания D17 триггеров Шмидта 10 при прохождении сигнала от датчиков 4.
Считывается с помощью D1-D15 состояние триггеров Шмидта со схемы запоминания состояния триггеров 11 и анализируется, сколько датчиков сработало:
1. Если два или более, то удар шайбой пришелся на границу двух ячеек или в их перекрестье. В данном случае бросок не засчитывается и светодиоды не гаснут.
2. Если сработал один датчик, анализируется было ли попадание в эту ячейку; если нет, то выдается команда на блок индикации для выключения светодиодов данной ячейки.
3. Если попадание в данную ячейку уже было, сигнал выключения не вырабатывается.
После анализа, микропроцессор переводит D16 схемы запоминания состояния трггеров 11 в исходное состояние, снимает запрет на срабатывание D17 триггеров Шмидта 4 при прихождении сигналов с датчиков и разрешает прохождение сигнала прерывания.
Хоккейный тренажер позволяет организовать разные режимы тренировок (игр).
Например, дается 15 шайб и за заданный интервал времени хоккеист должен погасить максимальное число ячеек (на точность броска).
Задается определенный интервал времени, в течение которого горит одна из ячеек. Микропроцессор генератором случайных чисел зажигает на заданный интервал времени одну из 15 ячеек. Когда перебраны все 15 ячеек, зажигаются только те ячейки которые не были погашены (на точность броска и время реакции).
Тренировки на тренажере проводятся также в виде соревнований, например, двух игроков или команд. Для этого каждой ячейке присваивается определенное количество баллов. При исполнении серии (из 15 бросков) из 10 или большего количества бросков фиксируется общее количество баллов, заработанных соперниками, по результатам которых выявляется победитель.
Заявляемое устройство может иметь следующие технические характеристики.
Питание
220 В 50 Гц
Число ячеек по вертикали
3
Число ячеек по горизонтали
5
Материал ячеек
прозрачный монолитный поликарбонат
Диаметр светового круга
200 мм
Количество светодиодов в ячейке
8
Важно, чтобы гибкий нерастяжимый материал панели представлял собой ударопрочный полистирол, а прослойка-пленка могла быть пленкой на полимерной основе.
Устройство может быть инструментом тренера и позволяет с помощью компьютерной техники задать программу индивидуальной тренировки игрока, автоматизировать сбор и обработку информации о результатах тренировки, сравнивать результаты тренировки с предыдущими результатами.
Подсветка ячеек может возобновляться автоматически или нажатием на кнопку выносного пульта.
Происходит зажигание ячеек генератором случайных чисел с разными интервалами времени горения, что позволяет тренировать реакцию и быстроту принятия решения.
Возможно включение в комплект табло, подсчет очков и т.п.
Источники информации.
1. Патент РФ №2026703, 1995.
2. Патент РФ №2139118, 1999.
3. Авторское свидетельство СССР №1694168, 1991.
4. Патент РФ №2185220, 2002.