Регистратор времени реакции и скорости удара

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к измерителям интервалов времени, предназначенных для измерения временных параметров процессов и может быть использована для тренировки спортсменов в силовых видах единоборств,, для выработки быстрых концентрированных ударов руками и ногами там, где требуется оценить время реакции, резкость и скорость удара спортсмена, его физическую форму и уровень мастерства, кроме того данное устройство может быть использовано как развлекательный аттракцион.
Известен способ определения параметров удара при помощи измерения скорости сближения ударяющего элемента и приемника ударов (см. патент РФ №2155623, МПК А63В 69/00), скорости движения конечности (см. патент РФ №2038836, МПК А63В 69/00, А63В 71/06). Измерительная система содержит ультразвуковой измеритель скорости сближения ударяющего элемента и приемника ударов, а датчик ударов содержит не менее четырех тензодатчиков.
Использование измерения скорости удара на основе Доплеровского эффекта имеет много факторов влияющих на точность измерения (относительно не высокая скорость удара, что приводит к небольшим изменения частоты, различные формы движущего предмета, различные отражающие способности материалов, т.д.) Кроме этого, трудно проводить калибровку данного устройства.
Известен тренажер для отработки ударов Петрова (патент РФ №38624, МПК7 А63В 69/20, А63В 69/22) содержащий стойки, передающее устройства, приемник ударов и нагрузочные устройства. Выполнение передающих устройств, соединяющих приемник ударов и нагрузочные устройства, в виде рычагов, подвижно установленных с помощью крепежных элементов на стойках, позволяет отрабатывать технику сильных концентрированных ударов как ногами, так и руками.
Известно устройство для измерения скорости удара, содержащее мишень и рамку с установленными в ней оптически связанными источниками и приемниками света, при этом лучи света, идущие от источников к приемникам света, расположены в плоскости, перпендикулярной поверхности мишени (вдоль направления удара). Мишень закрепляется в центре рамки, а источники и приемники света выходами соединены с регистрирующим прибором (см. патент РФ N 2000830, кл. А63В 69/00, 1993).
Недостатком этого устройства являются его ограниченные функциональные возможности, позволяющие использовать его только для измерения скорости удара. Другим недостатком устройства является необходимость поворачивать рамку в нужном направлении, что невозможно в условиях тренировочного боя. Возможность нанесения ударов в узлы крепления мишени к рамке также является недостатком устройства.
Кроме того, в названных устройствах используется электромеханическая аппаратура, что уменьшает их надежность и удорожает их производство.
Наиболее близким аналогом заявленного устройства является спортивный тренажер для «измерения динамических характеристик ударных и толчковых движений (см. патент РФ №2212920, МПК А63В 24/00).
Недостатком этого устройства являются его не возможность измерения времени реакции, не возможность измерения усредненных параметров времени реакции и скорости удара, что является актуальным, учитывая, что в настоящее время ударным сериям придается большое значение. Отсутствия, случайным образом генерируемого, сигнала внешнего воздействия. Отсутствия блока готовности прибора к работе. Наличия стойки П-образной скобы не позволяет использовать устройство с различными снарядами, П-образная конструкция не обладает достаточной жесткость, особенно если на нее крепиться датчик силы удара и приемная площадка. Наличие П-образной скобы, поворотного диска требует точного исполнения механической конструкции, что удорожает его производство и усложняет его применение.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание такого прибора измерения времени реакции и скорости удара, который бы не требовал использования механических устройств, имел возможность применяться со всеми серийно выпускаемыми снарядами (боксерскими подушкам, макиварами и т.д.).
Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения времени реакции и скорости удара за счет отсутствия механических устройств измерения и возможности калибровки независимо от используемого снаряда.
Задача:
- измерение не только скорости удара, но и времени реакции
- возможность измерения усредненных параметров времени реакции и скорости удара
- возможность измерения различных видов ударов
- контроль готовности системы измерения к работе
- возможность установки на различные спортивные снаряды
- возможность поверки независимо от вида снаряда с которым он используется.
Принцип работы прибора. Регистратор скорости удара и времени реакции является автоматическим электронным измерителем интервалов времени, рассчитанными на работу с лазерными датчиками и формирователями импульсов входных сигналов закрепленными на двух независимых стойках, которые могут быть прикреплены к любым спортивным снарядам. Прибор регистрирует время от вспышки светодиода до удара по снаряду, а также время движения руки или ноги при пересечении двух параллельных лучей лазера, расположенных вблизи снаряда.
Прибор позволяет измерять интервалы скорости удара от 0,1 до 99,9 м/с, время реакции от 0,01 до 9,99 с.
На индикаторах прибора отображается время от вспышки светодиода до окончания удара (время реакции), скорость удара, а также средние значения скорости удара и времени реакции в зависимости от числа произведенных ударов.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлена принципиальная блок-схема регистратора скорости удара и времени реакции. Соединения между элементами, входящими в блок-схему, описаны ниже.
Выход первого блока формирователя импульсов входного сигнала 1 электрически связан с входом прерывания INT0 микроконтроллера 2 и с входом блока готовности датчиков к работе 3.
Выход второго формирователя импульсов входного сигнала 4 электрически связан входом прерывания INT1 микроконтроллера 2 и с входом блока готовности датчиков к работе 3.
Выходы микроконтроллера 2 электрически связаны с блоком индикации 5 и светодиодом СИГНАЛ. Кнопка СБРОС электрически связана с входом сброса микроконтроллера 2 (RESET). Источник питания 6 электрически связан с микроконтроллером 2, блоком индикации 5, лазерными излучателями 7 и 8, формирователями импульсов входных сигналов 1, 4 и блоком готовности 3.
Работа регистратора скорости удара и времени реакции может быть описана следующим образом.
При включении прибора в сеть и включении тумблера на индикаторах блока индикации зажигаются 0. Если лучи лазерных излучателей 7 и 8 попадают на фотоприемники блоков формирователей импульсов входных сигналов 4 и 1, то диод ГОТОВ на корпусе блока готовности не горит, что означает, что прибор готов к работе и будет реагировать на пересечение лучей. Светодиод СИГНАЛ, управляемый микропроцессором 2, вспыхивает случайным образом в интервале от 2 до 7 секунд. При зажигании светодиода СИГНАЛ одновременно запускается таймер отсчета времени реакции. Среагировав на вспышку светодиода, спортсмен начинает ударное движение. При пересечении лазерного луча блока 8 запускается таймер отсчета скорости. При пресечении лазерного луча блока 7 таймеры останавливаются. Скорость рассчитывается по полученному значению времени и расстоянию между лучами.
На индикаторах отображаются значения измеренной скорости и времени реакции при последнем измерении, и их средние значения от количества произведенных ударов. Если удар нанесен после того как светодиод погас или во время горения светодиода удар не был произведен значения на приборе изменяться не будут. Серия считается по количеству ударов после нажатия кнопки СБРОС. Для начало новой серии надо нажать кнопку «СБРОС» все значения обнуляются.
При отсутствии действий спортсмена прибор никаких измерений не производит. На случайные пересечения лучей лазера прибор также не реагирует. Случайными рассматриваются пересечение только одного луча, лучей в обратной последовательности, а также такие, которые дают измеренную скорость менее 0,1 м/с.
В настоящее время по предлагаемому решению изготовлено несколько экземпляров измерителя интервалов времени, которые прошли апробацию в нескольких спортивных залах. При участи спортсменов разного вида единоборств: бокс, кик-бокс, тхэквондо. Прибор получил высокую оценку у тренеров этих видов единоборств.
Технический результат заявляемой полезной модели состоит:
- имерения скорости реакции
- измерения усредненных значений времени реакции и скорости удара
- возможность измерения различных видов ударов
- повышения надежности работы прибора
- возможность установки на различные снаряды.