Устройство измерения параметров перемещения спортсмена

 

Изобретение относится к системам контроля и управления тренировочным процессом в спорте и может быть использовано для измерения длины бегового шага и длительностей опорной и полетной фаз бегового движения. Изобретение позволяет повысить удобство использования устройства за счет измерения опорной и безопорной фаз на большом удалении от тренера. Измерение длины бегового шага осуществляется путем подсчета счетчиком 11 за время бегового шага импульсов доплеровской частоты, поступающих с выхода схемы 6 выделения доплеровской частоты. Доплеровский сдвиг частоты ультразвукового передатчика 1 возникает из-за перемещения относительно него ультразвукового приемника 2, закрепленного на спортсмене. Сигнал, принятый ультразвуковым приемником 2, ретранслируется вторым передатчиком 3, принимается приемной антенной 5, соединенной со вторым приемником 4, и поступает на блок 6 выделения доплеровской частоты, куда одновременно подается опорный сигнал исходной частоты от ультразвукового передатчика 1. Длительность опорной и полетной фаз бегового движения измеряются по сигналу контактной группы 8, закрепленной на ноге спортсмена. Этот сигнал передается передатчиком 9 и принимается приемником 10, соединенным с блоком 12 измерения временных интервалов. Информация об измеренных параметрах перемещения спортсмена отображается блоком индикации 7. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5)) 4 А 63 В 71/06

6.:ГИ303 ! > Л! (: .Г ";и ;, *с ","::;, 1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4344570/28-1 2 (22) 16. 12.87 (46) 15,08.89. Бюп. ¹ 30 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В,И.Ульянова (Ленина) (72) И.А.Боровицкий, В.С.Иванов, В.П.Королев, M.Þ.Ìèèà и Ю.Д.Ульяницкий (53) 685.646 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 986437, кл. А 63 В 21/00, 1981. (54} УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СПОРТСМЕНА (57) Изобретение относится к системам контроля и управления тренировочным процессом в спорте и может быть использовано для измерения длины бегового шага и длительностей опорной и полетной фаз бегового движения.

Изобретение позволяет повысить удобство использования устройства за счет измерения времени опорной и безопорной фаз на большом удалении от тренера. Измерение длины бегового шага осуществляется путем подсчета

2 счетчиком 11 за время бегового шага импульсов доплеровской частоты, поступающих с выхода схемы 6 выделения доплеровской частоты. Доплеровский сдвиг частоты ультразвукового передатчика l возникает из-за перемещения относительно него ул ьтр азвукового приемника 2, закрепленного на спортсмене. Сигнал, принятый ультразвуковым приемником 2, ретранслируется вторым передатчиком 3, принимается приемной антенной 5, соединенной с вторым приемником 4, и поступает на блок 6 выделения доплеровской частоты, куда одновременно подается опорный сигнал исходной частоты от ультразвукового передатчика

Длительность опорной и полетной фаз бегового движения измеряются по . сигналу контактной группы 8,закрепленной на ноге спортсмена. Этот сигнал передается передатчиком 9 и принимается приемником 10, соединенным с блоком 12 измерения временных интервалов. Информация об измеренных параметрах перемещения спортсмена отображается блоком индикации 7.1 ил °

1500327

Устройетво относится к спортивным тренажерам, в частности к устройствам контроля действий спортсмена-бегуна. 5

Цель изобретения — повышение удобства использования путем измере ния времени опорной и безопорной фаз перемещения на большом удалении от тренера. 10

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит ультразвуковой передатчик 1, ультразвуковой приемник 2, радиопередатчик 3, радио- 15 приемник 4, петлевую антенну 5, блок

6 выделения доплеровской частоты, блок 7 индикации, контактное устройство 8, дополнительный передатчик 9, дополнительный приемник 10, счетчик

11, блок 12 измерения временных интервалов.

Ус тр ойс тв о р аб от ае т следующим образом.

Ультразвуковой передатчик 1 непрерывно излучает акустические колебания ультразвуковой частоты в направлении перемещения спортсмена, принимаемые закрепленным,на спортсмене приемником 2 ультразвука. Сигнал ультразвукового приемника 2 .транслируется радиопередатчиком 3 по индуктивному каналу связи, принимается петлевой приемной антенной 5 и усили-. вается радиоприемником 10, частота 35 настройки которого совпадает с частотой передатчика 3. При движении спортсмена частота ультразвуковых колебаний, принимаемых приемником 2 ультразвука, отличается от частоты . 40 сигнала, излучаемого передатчиком 1 . ультразвука, на величину доплеровской добавки fg, определяемой по формуле U (1)

СЪв 45 где f — частота йзлучаемого колебания, V — скорость перемещения спортсмена в направлении передатчика ультразвука, Чз вЂ, скорость распространения акустической волны в воздухе.

Знак доплеровской добавки частоты определяется направлением перемеще ния спортсмена относительно передатчика ультразвука.

Выходной сигнал радиоприемника 4, содержащий доплеровскую добавку fó, bl = ЧТ = V/f (2) где V — скорость спортсмена;

Ту - период доплеровской частоты.

Учитывая (1), получим

36 4 9 (3) поступает на первый вход блока 6 выделения доплеровской частоты, на второй вход которого подается колебание исходной частоты Г © от передатчика ультразвука. Hh выходе схемы 6 выделения доплеровской частоты путем сравнения частоты излучаемого и принимаемого сигналов формируются прямоугольные импульсы доплеровской частоты. С выхода схемы 6 выделения доплеровской частоты сигнал поступает на счетный вход счетчика 11.

В процессе бега при постановке стопы спортсмена на опорную поверхность замыкается контактная группа

8, включая на время опорной фазы движения передатчик 9, причем контактная группа 8 и передатчик 9 закрепляются на обеих ногах спортсмена. Частота передатчика 9 отличается от частоты передатчика 3 на величину, необходимую для их надежного разделения соответствующими приемниками. Сигнал передатчика 9, принимаемый антенной 5, поступает на вход приемника 10, частота настройки которого соответствует частоте передатчика 9. Сигнал с выхода приемника 10 подается на вход блока 12 измерения временных интервалов и второй вход счетчика 11. В последнем этот сигнал, используется для подготовки нового цикла счета и выдачи результата предыдущего цикла счета на блок 7 индикации.

Измерение длины бегового шага осуществляется следующим образом.

В момент отрыва ноги спортсмена от опорной - поверхности сигнал с выхода приемника 10 становится равным нулю. и сбрасывает счетчик в исходное состояние, подготавливая таким образом счетчик 11 к измерению. На счетный вход счетчика

11 с выхода блока 6 выделения доплеровской частоты поступает последовательность импульсов с частотой f .

За время, равное одному периоду доплеровской частоты f> спортсмен проходит расстояние

1 =л1 n = — -n, (4) 3Е. а формула изобретения, Устройство измерения параметров перемещения спортсмена, содержащее ультразвуковой передатчик, ультразвуСоставитель А.Захарченко

Техред И.Ходанич Корректор Т. Колб

Редактор Е.Копча

Заказ 4795/8

Тираж 371

Подписное

ВНИИПК Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 150 где Чз — скорость звука в воздухе, f, — частота ультразвукового передатчика.

Таким образом, длина бегового шага может быть определена по формуле где п — число периодов доплеровской

3 частоты за время бегового шага.

Счетчик 11 показывает число периодов пч доплеровской частоты на ино тервале, соответствующем длительности бегового шага, который фиксируется по переходу в нулевое значение сигнала с выхода приемника 10. Из (4) следует, что число п с точностью до постоянного множителя (Vgg/fo) равно длине бегового шага

1, т.е ° счетчик 11 измеряет значение длины каждого шага. Это значение поступает на блок 7 индикации, где отображается в. удобном для человека виде, после чего начинается подсчет параметров следующего бегового шага (при следующем переходе в нуль сигнала с выхода приемника 10).

0327 б ковой приемник, радиопередатчик, радиоприемник с яетлевой антенной, блок выделения доплеровской частоты, блок индикации, причем ультразвуковой передатчик связан с первым входом блока выделения доплеровской частоты, второй вход которого соединен с выходом радиоприемника, своим входом соединенного с петлевой антенной, выход ультразвукового приемника соединен с входом радиопередатчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения удобства использования путем измерения. времени опорной и безопорной фаз на большом удалении от тренера, оно содержит контактную группу, дополнительный радиопередатчик, дополнитель20 ный радиоприемник, счетчик, блок измерения временных интервалов, причем контактная группа подключена к . входу дополнительного радиопередатчика и установлена на средстве креп25 ления на ноге спортсмена, петлевая антенна соединена с входом дополнительного радиоприемника, выход которого подключен к блоку измерения временных интервалов и первому входу

3 счетчика, вторым входом соединенного с выходом блока выделения доплеровской частоты, а выходом — с первым входом блока индикации, к второму входу которого подключен выход блока измерения временных интервалов.