Рукоятка лыжной палки
Владельцы патента RU 2672954:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)" (РГУФКСМиТ) (RU)
Изобретение «Рукоятка лыжной палки» относится к спорту высших достижений, а именно к лыжным гонкам и биатлону, и может быть использовано при разработке новых образцов лыжных палок. Предложена конструкция рукоятки лыжной палки с упругим элементом, когда давление на указанный упругий элемент осуществляется через шипы с плоским основанием и с разной удельной массой mk с последующим возвращением их в исходное положение. Задача данного изобретения - определить величину удельной массы шипа mk, при которой на гармонической составляющей wш ускорения шипов, удовлетворяющих равенству: W0=Wш, где W0 - гармоническая составляющая ускорения руки спортсмена; Wш - собственная частота колебаний шипов, будет наблюдаться максимальная сила выталкивания. Поставленная задача решается измерением методом отскока величины удельной массы mk шипа, воздействующей на упругий элемент, при которой выталкивающая сила упругого элемента на гармонической составляющей w0, вычисляемая по формуле: Fk=mk⋅ak, где Fk - удельная выталкивающая сила упругого элемента при k-й массе шипа на гармонической составляющей w0 ускорения руки; ak - ускорение k-й удельной массы шипа на гармонической составляющей w0; mk - k-я удельная масса шипа, будет максимальной, которая определяет количество шипов с плоским основанием, создающих давление на упругий элемент: где N - количество шипов с плоским основанием, устанавливаемых на поперечной пластине фланца; М - сила отталкивания руки на гармонической составляющей w0 ее ускорения; mk - k-я удельная масса шипа. 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к спорту высших достижений, а именно к лыжным гонкам и биатлону и может быть использовано при разработке новых образцов лыжных палок.
Известны усовершенствования рукояток лыжных палок, например [Штырбу В.Х., авт. свид. СССР 3 1383558 «Лыжная палка», 1992; Русских Г.И., Соловьев Е.С., авт. свид. СССР №1796231 «Лыжная палка», 1993]. Общий их недостаток состоит в том, что в силу своей большой жесткости спектральный состав ускорений, возбуждаемый лыжными палками, приходится на диапазон частот, далекий от частоты отталкивания рук. Это препятствует подстроиться к ним в резонанс [Трофимова Т.Н. Курс физики: пособие для вузов, - Москва, изд. Центр «Академия», 2010 - 580 с.]
Предложена конструкция рукоятки лыжной палки с упругим элементом, когда давление на указанный упругий элемент осуществляется через шипы с плоским основанием и с разной удельной массой mkс последующим возвращением их в исходное положение.
Задача данного изобретения - определить величину удельной массы шипа mk, при которой на гармонической составляющей wш ускорения шипов, удовлетворяющих равенству:
где
W0 - гармоническая составляющая ускорения руки спортсмена;
Wш - собственная частота колебаний шипов, будет наблюдаться максимальная сила выталкивания.
Поставленная задача решается измерением методом отскока [Патент на изобретение РФ №2600508 от 25.05.2015 г. «Способ измерения выталкивающей силы упругого объекта методом отскока и устройство для его осуществления»] величины удельной массы mk шипа, воздействующей на упругий элемент, при которой выталкивающая сила упругого элемента на гармонической составляющей w0, вычисляемая по формуле:
где
Fk - удельная выталкивающая сила упругого элемента при k-й массе шипа на гармонической составляющей w0 ускорения руки;
ak - ускорение k-й удельной массы шипа на гармонической составляющей w0;
mk - k-я удельная масса шипа,
будет максимальной, которая определяет количество шипов с плоским основанием, создающих давление на упругий элемент:
где
N - количество шипов с плоским основанием, устанавливаемых на поперечной пластине фланца;
М - сила отталкивания руки на гармонической составляющей w0 ее ускорения;
mk - k-я удельная масса шипа.
На фиг. 1 приведено устройство рукоятки лыжной палки с упругим элементом.
Она является верхней частью стержня лыжной палки 1 длиной, например, 90 мм - под ширину ладони с насаженной на нее симметрично осевой линии распорной шайбой 2 диаметром, например, 40 мм, на которую сверху до соприкосновения с распорной шайбой насаживается упругий элемент 3 в виде тора, воспринимающий давление от рук, прикладываемое к фланцу 4, одетому на рукоятку сверху по скользящей посадке через шипы с плоским основанием 5, которые с помощью бонок 6 имеют резьбовое соединение с поперечной пластиной 7. Крепление темляка (ремешка) на фиг. 1 не показано.
В табл. 1 приведены данные по спектральному анализу выталкивающей силы упругого элемента - гелиевой резины с тремя различными удельными массами шипов: m1=1,1 кг/см2; m2=1,5 кг/см3; m3=1,8 кг/см2 с использованием в качестве измерительной аппаратуры спектра анализатора с последовательно переключаемыми полосовыми фильтрами на частоты: 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 (рад/сек).
Измерения показали, что максимальная выталкивающая сила упругого элемента рукоятки лыжной палки оказалась равной 1,86 кг/см2 при удельной массе шипа mk=1,5 кг/см2 на частоте Wn=10 (рад/сек).
На фиг. 2 приведено их графическое изображение.
Рукоятка лыжной палки, отличающаяся тем, что, с целью увеличения силы ее отталкивания на гармонической составляющей w0 ускорения руки, на ее стержень длиной, например, 90 мм - под ширину ладони, являющийся продолжением лыжной палки, насаживается снизу вверх симметрично осевой линии распорная шайба диаметром, например, 40 мм, сверху вниз до соприкосновения с распорной шайбой насаживается упругий элемент в виде тора, воспринимающий продольное давление руки, прикладываемое к фланцу, надетому сверху на рукоятку по скользящей посадке, через шипы с плоским основанием, установленные по периметру его поперечной пластины, которые с помощью бонок имеют резьбовое соединение с упомянутым фланцем, собственная частота колебаний которых осуществляется в соответствии с равенством:
W0 = Wш, где
W0 - гармоническая составляющая ускорения руки спортсмена;
Wш - собственная частота колебаний шипов,
с учетом которого, используя метод отскока, находят такую величину удельной массы mk, воздействующей на упругий элемент, при которой удельная выталкивающая сила упругого элемента на гармонической составляющей w0 ускорения руки, вычисляемая по формуле:
Fk=mk⋅ak, где
Fk - удельная выталкивающая сила упругого элемента при k-й массе шипа на гармонической составляющей w0 ускорения руки;
mk - удельная k-я масса шипа;
аk - ускорение k-й массы шипа на гармонической составляющей w0 ускорения руки, будет максимальной и по которой, зная силу отталкивания руки на гармонической составляющей w0 ее ускорения, определяют необходимое количество шипов с плоским основанием, создающих давление на упругий элемент:
где
N - количество шипов с плоским основанием, устанавливаемых на поперечной пластине фланца;
М - сила отталкивания руки на гармонической составляющей w0 ее ускорения.
