УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ МНОГООБОРОТНОГО ПРЫЖКА
DEVICE FOR MEASUREMENT OF MULTI-TURN JUMP DURATION

Изобретение относится области спорта, а именно к системам измерения параметров движения спортсменов.
Из уровня техники известна система по патенту US №6464622, 2002 г., для тренировок боксера.
Эта система содержит блок измерения скорости удара и тренировочную грушу, на которой установлены датчики контакта.
Известна система обучения и измерения параметров движения фигуриста при выполнении сложно-координационных двигательных действий вращательного характера (заявка RU №2003102213, А63В 71/06, 2004), содержащая датчик контакта конька со льдом, принятая в качестве наиболее близкого аналога. Недостатком известного устройства является отсутствие возможности измерения высоты прыжка фигуриста и установки датчика контакта на конек. Задачей заявленного изобретения является возможность измерения высоты прыжка фигуриста при установке датчика контакта на конек.
Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в устройстве измерения длительности многооборотного прыжка, содержащем датчик контакта конька со льдом и блок определения длительности прыжка, достигается тем, что оно имеет блок расчета высоты прыжка, соединенный с блоком определения длительности прыжка, который соединен с датчиком контакта конька со льдом, а датчик контакта конька со льдом выполнен в виде линейного акселерометра, установленного на фигуристе так, что его ось чувствительности параллельна продольной оси фигуриста в течение времени совершения прыжка.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1, 2 обозначено:
1 - фигурист,
2 - продольная ось фигуриста,
3 - датчик контакта конька со льдом,
4 - лед,
5 - блок определения длительности прыжка,
6 - блок определения высоты прыжка,
7 - линейный акселерометр,
8 - ось чувствительности линейного акселерометра.
На фиг.1 изображено устройство определения длительности прыжка. На фигуристе 1, который совершает многооборотный прыжок вокруг продольной оси 2 с угловой скоростью ω, закреплен датчик контакта конька 3 со льдом 4. В состав устройства входит блок определения длительности прыжка 5 и блок определения высоты прыжка 6.
На фиг.2 изображено устройство определения длительности прыжка, в котором датчик контакта конька со льдом 4 выполнен в виде линейного акселерометра 7, установленного на фигуристе так, что его ось чувствительности 8 параллельна продольной оси фигуриста 2 в течение времени совершения прыжка.
Устройство работает следующим образом.
пр.
пр.
В начале прыжка (фиг.1) датчик контакта конька со льдом 3 выдает сигнал об отрыве фигуриста 1 от льда 4. Этот сигнал поступает в блок определения длительности прыжка 5. При приземлении датчик 3 вновь выдает сигнал о контакте конька со льдом, который также поступает в блок определения длительности прыжка 5. В блоке 5 по временным меткам начала и окончания прыжка определяется длительность прыжка - t. Значение t передается в блок расчета высоты прыжка 6.
2
2
Из законов физики известно, что если тело падает с некоторой высоты вблизи земли и известна длительность полета тела с этой высоты, то высота Н, с которой падает тело, может быть определена по формуле Н=g×t/2, где g - ускорение свободного падения, равное 980 см/сек, a t - длительность падения тела с высоты Н.
пр.
пр.
пр.
2
Так как в нашем случае известна длительность прыжка t, то длительность падения тела с высоты Н будет равна t/2. Тогда формула высоты прыжка будет иметь вид Н=g×t /8. По этой формуле в блоке 6 рассчитывается высота прыжка фигуриста Н.
Результаты сравнения экспериментальных замеров высоты прыжка с расчетными показали точность расчета во втором знаке после запятой.
пр.
Определение момента отрыва конька от льда и момента касания коньком льда после прыжка с помощью акселерометра, установленного на фигуристе 1 (фиг.2), основано на том, что для совершения прыжка фигурист должен оттолкнуться ото льда, чтобы преодолеть силу земного притяжения. В момент толчка возникнет сигнал акселерометра 7, пропорциональный силе толчка. Этот сигнал характеризует момент начала прыжка. В момент касания коньком льда после окончания полета также возникнет скачок в сигнале акселерометра 7 вследствие удара фигуриста об лед. Этот сигнал будет характеризовать момент окончания прыжка. Знание моментов начала и окончания прыжка позволяет вычислить длительность прыжка t в блоке определения длительности прыжка 5.
Использование линейного акселерометра в качестве датчика контакта конька со льдом удобно с эксплуатационной точки зрения, так как акселерометр может быть размещен на фигуристе в любом удобном месте, вследствие чего не требуется протяжка длинных линий связи по одежде фигуриста.
Техническая реализация предлагаемого устройства не вызывает затруднений, так как в настоящее время промышленно выпускаются большое разнообразие малогабаритных линейных акселерометров. Наиболее распространены акселерометры компании Analog Device.
пр.
2
Реализация функции расчета высоты по формуле Н=g×t /8 может быть, например, осуществлена на микроконтроллере C8051F124TQPP.