Устройство для тренировки и контроля подготовленности яхтсменов

 

Изобретение относится к спортивным тренажерам, в частности к устройствам для тренировки яхтсменов, и позволяет вести контроль подготовленности яхтсменов. Эффективность тренировки повышается за счет контроля сигнала ошибки откренивания и контроля сердечной деятельности спортсмена. По сигналам с блока 7 управления электроприводом электропривод 2 через гибкую тягу 3 воздействует на имитатор яхты 1, отклоняя опору от начального положения. Спортсмен, изменяя положение тела, добивается минимального отклонения опоры от первоначального положения. Сигнал с датчика 4 крена записывается на самописец 5 и подается на звуковой индикатор 22 ошибки откренивания через преобразователь 21 напряжение - частота. Одновременно у спортсмена измеряется частота пульса и счетчиком 10 подсчитывается количество сердечных сокращений за время работы на тренажере. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 63 В 69/00, 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А 8TOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4212390/31-12 (22) 18.03.87 (46) 23.06.90. Бюл. № 23 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В. Д. Калмыкова (72) В. В. Назаренко (53) 656.648 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 703858, кл. G 09 В 9/06, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ

И КОНТРОЛЯ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ

ЯХТСМЕНОВ (57) Изобретение относится к. спортивным тренажерам, в частности к устройствам для тренировки яхтсменов, и позволяет вести контроль подготовленности яхтсменов. Эффективность тренировки повышается за счет

„,ЯЦ„„1572663 А ) контроля сигнала ошибки откренивания и контроля сердечной деятельности спортсмена.

По сигналам с блока 7 управления электроприводом электропривод 2 через гибкую тягу 3 воздействует на имитатор яхты 1, отклоняя опору от начального положения.

Спортсмен, изменяя положение тела, добивается минимального отклонения опоры от первоначального положения. Сигнал с датчика 4 крена записывается на самописец

5 и подается на звуковой индикатор 22 ошибки откренивания через преобразователь

21 напряжение — частота. Одновременно у спортсмена измеряется частота пульса и счетчиком 10 подсчитывается количество сердечных сокращений за время работы на тренажере. 3 ил.

1572663

Изобретение относится к спортивным тренажерам, в частности к устройствам для тренировки яхтсменов, и позволяет вести контроль подготовленности яхтсменов при тренировке.

Цель изобретения — повышение эффективности тренировки за счет контроля сигнала ошибки откренивания и контроля сердечной деятельности спортсмена.

11а фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на (!) и г. 2 — конструкция имитатора объекта тренировки; на фиг. 3 — — графики записи показателей, характеризующих процесс .(инамического откренивания.

Устройство для трен IpoBKH яхтсмеHoB содержит имитатор 1 яхты, установленный с возможностью откренива и и я, электро (риВо,а 2, гибкуK) тягу 3, братчик 4 крена, установленный на имитаторе 1 яхты, самописец 5, средство б закрепления спортсмена на имитаторе 1 яхты, причем электропривод 2 через гибкук: тягу 3 связан с имитатором яхты, ь датчик 4 крена связан с первым входом самописца 5.

Устройство содержит так)ке блок 7 упэавления электроприводом, и.меритель 8 ошибки открепивания, измеритель 9 частоть пульса. счетчик 10 кардиоимпульсов, причем б.loK 7 управления эл(.ктр«п1)иводом соаержит переключатель 11, Ie;Iepaxop !2 оаорных частот, делитель 13 частоть. схему И-ЦВ !4 RS т, „,;„!5 „р„„-ге!) 16 -)а11ус ка-ocra (Iona, счетчик 17 адреса, блок 18 памяти, счетчик !9 време(и эксперимента и секундомер 20.

Иaмери rc,:Iü 8 о1цибки открепивани51 содержит преобразователь 21 напряжение —— частота, звуковой индHK=ITop 22, аналогоцифроьой преобразователь 23, арифметичесКо(. . устройства 24 и индикатор 25. Электропривод 2 содержит последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь

26, усилитель 27 1 электродвигатель 28.

Причем выход генератора 12 опорных частот связан с входом делителя !3 «астоты, первый и второй выходы которого связаны с первым и вторым входами измерителя 9 «acroòû пульса, третий выход делителя 13 частоты свя Hill с первым входом электронного секундомера 20, четвертый выход делителя 3 частоты связан с первым входом схемы И--НЕ 14, с первым входом счетчика !7а,дреса, с первым входом счетчика 19 времени эксперимента.

11ервый выход переключателя 11 связан с вторым входом усилителя 27, второй (третий выходы переключателя 1! связаны с третьим и четвертым вхо,zaMH триггера 16 за11уска-останова, четвертый выход переключателя 1 связан с вторым входом счетч,(ка 19 времени эксперимента, пятый вых, 11ереклк)чателя 1 связан с первым входом 1х8-триггера, выход которого связан с вторым Bходом схемы И вЂ” HE 14, выход

",5

45 счетчика 19 времени эксперимента связан с вторым входом RS-триггера, первый выход триггера запуска-останова связан с третьим входом счетчика 19 времени эксперимента, второй выход триггера 16 запускаостанова связан с вторым входом счетчика 17 адреса, с вторыми входами электронного секундомера 20 и счетчика 10 кардиоимпульсов, выход счетчика 7 адреса связан с входом блока 18 памяти, выход которого связан с входом цифроаналогового преобразователя 26. Первый выход измерителя 9 частоты пульса связан с первым входом счетчика кардиоимпульсов, пятый выход делителя 13 частоты связан с вторыми входами аналого-цифрового преобразователя 23 и арифметического устройства

24, выход которого связан с индикатором

25. Выход датчика 4 крена связан через преобразователь 21 напряжение — частота со звуковым индикатором 22, выход датчика крена связан с первым входом аналого-цифрового преобразователя 23, выход которого связан с первым входом арифметического устройства 24. Выход цифроаналогового преобразователя 26 связан с вторым входом сàMoHHсца 5, второй выход HaìåpHòåëÿ пульса связан с третьим входом самописца 5.

Измеритель 9 частоты пульса объединяет последовательно соединенные датчик 29 пульса, усилитель-ограничитель 30, схему 31 сравнения, арифметическое устройство 32, H»gHKaтср 33 мгновенных значений ЧСС и цифроаналоговый преобразователь 34, при этом усилитель-ограничитель 30 соединен со счетчиком 25 суммы R-импульсов кардиоимпульсов, а цифроаналоговый преобразователь 34 — — с самописцем 5.

В измерителе 9 текущих значений ЧСС с датчика 29 пульса кардиосигналы поступают на усилитель-ограничитель 30, преобразующий R-зубец кардиосигнала в импульсы стандартной длительности и амглитуды. Далее они подаются на вход схемы

31 сравнения, где осу цествляется заполнение R-R интервала кардиоимпульсов импульсами опорной частоты. С выхода схемы

31 сравнения сформированные пачки импульсов проходят на вход арифметического устройства 32, в котором осуществляется преобразование вида —, где m число тактовых импульсов, укладывающихся в минутный интервал; п — число тактовых импульсов, уложившихся в данный R-R интервал. Результат этого преобразования в виде цифрового кода поступает на индикатор ЗЗ. Одновременно цифровой код в цифроаналоговом преобразователе 34 преобразуется в аналоговый сигнал, поступаю(ций на самописец 5.

Счетчик 10 кардиоимпульсов включает последовательно соединенные счетчик 35 Rинтервалов и индикатор 36 суммарного числа сердечных сокращений за время работы и

1572663 производит суммирование импульсов К-зубца кардиосигнала в счетчике 35 с последующей их регистрацией на индикаторе 36.

В блоке 8 ошибки аналоговый сигнал с датчика 4 крена поступает на аналогоцифровой преобразователь 23, где преобразуется в цифровую форму, и поступает в арифметическое устройство 24, которое выполняет операцию вида 2.——,,где k — кодо-k

1 10 вое значение угла отклонения рамы относительно заданного положения; t — значение временного интервала дискретизации преобразования аналогового сигнала угла крена в цифровой код. С выхода арифметического устройства 24 кодовые сигналы поступают на индикатор 25 ошибки по поддержанию крена. Одновременно сигнал с датчика 4 крена регистрируется самописцем

5 и подается на вход преобразователя 21 напряжение — частота, с выхода которого он 20 поступает на электроакустический индикатор 22.

Блок 18 памяти выполнен в виде программируемого запоминающего устройства, где записаны в цифровом виде правляю25 щие сигналы на электродвигатель.

Средство создания нагрузки объединяет последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь 26, усилитель 27 мощности и реверсивный электродвигатель 28, который связан с имитатором 1 объекта тренировки лосредстьом эластичного элемента 3, один конец которого укреплен за раму 37 с располо;кенной на ней опорой

38 для тела спортсмена и средством удерживания ног, а второй конец эластичного элемента 3 соединен с валом реверсивного электродвигателя 28, установленного на основании 39, к которому шарнирно крепится рама 37.

Посредством блока 7 управления тренер задает время работы тренируемого, производит запуск и экстренный останов уст- 40 ройства. B процессе работы устройства блок,7 управления выдает управляющие сигналы для приема, обработки и регистрации текущей информации.

Задание режимов работы устройства осуществляется узлом 11 коммутаций, состоя- 46 щим из набора кнопочных переключателей, коммутирующих потенциалы земли и источника питания на соответствующие шины.

Г!осредстном кодовой комбинации указанных потенциалов; вводимых в счетчик 19 интервалов, устанавливается необходимое время эксперимента. С нажатия кнопки «Пуск» узла 11 коммутации формируется импульс, который осуществляет запуск триггера 15.

Далее сигнал через схему 4 сравнения проходит на триггер 16 запуска-останова и запускает его. Тем самым разрешается работа счетчика 19 интервалов, служащего для отслеживания времени эксперимента, счетчика 17 адреса для выбора информации из блока 18, электронного секундомера 20, счетчика 35 R-импульсов счетчика 10 ЧСС за счет подачи на их входы управляющих и м пульсов, разрешающих счет. Формирование тактовых импульсов осуществляется в генераторе 12 опорных частот.

На выходах делителя !3 образуется необходимый набор частот, требующихся для работы узлов и блоков устройства в целом.

Устройство работает следующим образом.

Спортсмен располагается на опоре, на нем закрепляют датчик пульса, подают питание на устройство. По показателям индикатора ЗЗ мгновенных значений пульса, а также характеру вариаций амплитуды пульсограммы оценивают функциональное состояние спортсмена в покое и в соответствии с ним проводят дозировку нагрузки.

Для этого нажатием соответствующей кнопки переключателя 11 устанавливают требуемое время работы по выполнению откренивания, разворотом датчика 4 крена задают номинальное положение рамы 37, которое предстоит поддерживать спортсмену в процессе откренивания, а подачей управляющего напряжения с переключателя 11 на вход усилителя 27 мощности выставляют противодействующий момент, который компенсирует начальное влияние собственного веса тренируемого на угловое положение рамы, затем нажатием кнопки «Пуск» осуществляют запуск устройства. При этом блок 7 управления вырабатывает управляющие импульсы, запускающие в работу остальные блоки устройства. Происходит синхронный запуск электронного секундомера 20, счетчика кардиоимпульсов, блока 8 измерения ошибки и средства создания нагрузки на имитаторе 1 объекта тренировки.

Создаваемый ротором электродвигателя момент посредством эластичного элемента 3 передается раме 37 и приводит к ее отклонению относительно заданного положения.

Начавшееся отклонение воспринимается яхтсменом за счет работы двигательного и вестибулярного анализаторов, которая подкрепляется тональными изменениями звукового сигнала, выдаваемого в соответствии с вариациями крена электроакустическим преобразователем. Ощутив характер изменения крена, яхтсмен перемещает туловище в сагиттальной плоскости в противофазе с кренящим моментом и старается как можно точнее скомпенсировать проявление изменения кренящего момента на крене рамы. Развиваемый им момент откренивания вызывает растяжение эластичного элемента и компенсацию возникшего крена. Г ри равенстве противодействующих моментов, развиваемых средством создания нагрузки и телом яхтсмена, крен рамы остается неизменным. В случае их неполного соответствия возникают отклонения рамы относительно максимальной величины крена. Электрический сигнал, пропорциональный углу изменения кре1572663 на, поступает в блок 8 измерения ошибки, где определяется среднее значение угловой ошибки в поддержании положения рамы, которое выводится на индикатор 25 в виде точной количественной меры. Кроме того, ведется аналоговая запись на ленте самописца трех информаторных параметров: пульсограммы, кренящих усилий и отклонений площадки от номинального крена.

B случае, если мгновенные значения частоты сердечных сокращений тренирующего- 1О ся переходят допустимые границы, обусловленные возрастными и физиологическими особенностями конкретного контингента, тренер проводит экстренный останов устройства.

После остановки устройства испытуемый п рини мает на опоре рассл а блен ное положение, способствующее ускоренному протеканик> в организме восстановительных процессов. По характеру пульсограммы во время отдыха спортсмена после снятия нагрузки (зона С) тренер оценивает восстанавливаемость организма, определяет возможность и целесообразность повторного нагружения спортсмена.

Формула изобретения

Устройство для тренировки и контроля подготовленности яхтсменов, содержащее имитатор яхты, установленный с возможностью откренивания, электропривод, гибкую 30 тягу, датчик крена, установленный на имитаторе яхты, самописец, средство закрепления спортсмена на имитаторе яхты, причем электропривод через гибкую тягу связан с имитатором яхты, а датчик крена . связан с самописцем, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности тренировки за счет контроля ошибки откренивания и контроля сердечной деятельности спортсмена, в устройство введены блок управления электроприводом, измеритель ошибки крена, измеритель частоты пульса, счетчик кардиоимпульсов, причем блок управления электроприводом содержит переключатель, генератор опорных частот, делитель частоты, схему И вЂ” HE, RSтриггер, триггер запуска-останова счетчик

7 45 адреса, блок памяти, счетчик времени эксперимента, секундомер, а измеритель ошибки крена содержит преобразователь напряжение †часто, звуковой индикатор, анало. го-цифровой преобразователь, арифметическое устройство, индикатор, причем электропривод содержит последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, усилитель, электродвигатель, при этом выход генератора опорных частот связан с входом делителя частоты, первый и второй выходы которого связаны с первым и вторым входами измерителя частоты пульса, третий выход делителя частоты связан с первым входом секундомера, четвертый выход делителя частоты связан с первым входом схемы И вЂ” HE с первым входом счетчика адреса, и с первым входом счетчика времени эксперимента, первый выход переключателя связан с вторым входом усилителя, второй и третий выходы переключателя связаны с третьим и четвертым входами триггера запуска-останова, четвертый выход переключателя связан с вторым входом счетчика времени эксперимента, пятый выход переключателя связан с первым входом RS-триггера, выход которого связан с вторым входом схемы

И вЂ” НЕ, выход счетчика времени эксперимента связан с вторым входом RS-триггера, первый выход триггера запуска-останова связан с третьим входом счетчика времени эксперимента, второй выход триггера запуска-останова связан с вторым входом счетчика адреса, выход которого связан с входом блока памяти, выход блока памяти связан с входом цифроаналогового преобразователя, выход триггера запуска-останова связан с вторым входом счетчика кардиоимпульсов и секундомера, первый выход измерителя частоты пульса связан с первым входом счетчика кардиоимпульсов, пятый выход делителя связан с вторыми входами аналого-цифрового преобразователя и арифметического устройства, выход которого связан с индикатором, выход датчика крена связан с первым входом аналогоцифрового преобразователя, выход которого связан с первым входом арифметического устройства, выход датчика крена связан через преобразователь напряжение — частота со звуковым индикатором, выход цифроаналогового преобразователя связан с вторым входом самописца, второй выход измерителя частоты пульса связан с третьим входом самописца.

1572663

Фиг.5

Составитель В. Топоров

Редактор А. Шандор Техред А. Кравчук Корректор A. Обручар

Заказ 1603 Тираж 354 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

I 13035, Москва, Я вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101