RU2370296C1 - Device for determination of dynamica properties of sports gear - Google Patents

Device for determination of dynamica properties of sports gear Download PDF

Info

Publication number
RU2370296C1
RU2370296C1 RU2008114887/12A RU2008114887A RU2370296C1 RU 2370296 C1 RU2370296 C1 RU 2370296C1 RU 2008114887/12 A RU2008114887/12 A RU 2008114887/12A RU 2008114887 A RU2008114887 A RU 2008114887A RU 2370296 C1 RU2370296 C1 RU 2370296C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tennis racket
tennis
racket
ball
sensors
Prior art date
Application number
RU2008114887/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Янович Минаев (RU)
Андрей Янович Минаев
Original Assignee
Институт Машиноведения им. А.А. Благонравова РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Машиноведения им. А.А. Благонравова РАН filed Critical Институт Машиноведения им. А.А. Благонравова РАН
Priority to RU2008114887/12A priority Critical patent/RU2370296C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2370296C1 publication Critical patent/RU2370296C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

FIELD: sports.
SUBSTANCE: device for dynamic property definition of tennis racket includes tennis racket holding unit, sensors, parametre measurement, registration and indication unit connected to sensors, drive gear in the form of motor connected to tennis racket holding unit, tennis ball holding unit in the form of basement, elastic rod and rod support element, with one end of elastic rod attached to the basement, and tennis ball attached to the other end. Rod support element is also attached to the basement, sensors are mounted on tennis racket mesh and tennis ball and connected electrically to parametre measurement, registration and indication unit. Tennis racket holding unit is made in the form of cylindrical case with torsion spring, one end attached to motor outlet axle and the other end attached to the shaft of racket handle holding device. Tennis racket holding unit features shutoff/launch device in the form of electric magnet with pin, loose end of the pin inserted in hole of disc connected to shaft of racket holding unit.
EFFECT: enhanced accuracy of string surface parametre measurement for tennis racket, higher automation degree of device operation.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области спортивной техники, в частности к устройствам для определения динамических характеристик спортивного инвентаря, и может быть использовано для определения изменения силы натяжения струнной поверхности теннисной ракетки и изменения упругости оболочки теннисного мяча в процессе испытаний.The invention relates to the field of sports equipment, in particular to devices for determining the dynamic characteristics of sports equipment, and can be used to determine changes in the tensile strength of the string surface of a tennis racket and changes in the elasticity of the shell of a tennis ball during testing.

Известна конструкция тренажера для игры в теннис, который снабжен средством для измерения скорости отскока мяча (патент США №4993709, А63В 67/10, 1991).A known design of a simulator for playing tennis, which is equipped with a means for measuring the speed of the rebound of the ball (US patent No. 4993709, AV 63/10, 1991).

Данное устройство содержит мишень в виде сетки, элементы крепления и удержания мяча в виде гибкого троса, элементы для измерения скорости мяча после удара ракеткой.This device contains a target in the form of a grid, fastening and holding elements of the ball in the form of a flexible cable, elements for measuring the speed of the ball after hitting a racket.

Данное устройство удобно при использовании его как тренажера для отработки точности и силы удара, но оно не пригодно для определения динамических характеристик струн ракетки и упругости теннисного мяча.This device is convenient when used as a simulator for practicing accuracy and impact force, but it is not suitable for determining the dynamic characteristics of racket strings and the elasticity of a tennis ball.

Известно устройство для определения динамических характеристик струнной поверхности ракетки, представляющее собой теннисную ракетку со встроенным в ее обод тензодатчиками и электронной схемой, обеспечивающей получение и обработку информации, получаемой от датчиков (RU 2313380, А63В 51/12, 27.12.2007).A device is known for determining the dynamic characteristics of a string surface of a racket, which is a tennis racket with strain gauges integrated in its rim and an electronic circuit that provides for receiving and processing information received from sensors (RU 2313380, А63В 51/12, December 27, 2007).

Данное устройство позволяет получать информацию на ободе о динамических характеристиках теннисной ракетки, о состоянии струнной поверхности сетки во время игры и передавать эту информацию тренеру для замены теннисной ракетки во время проведения соревнований.This device allows you to receive information on the rim about the dynamic characteristics of a tennis racket, the state of the string surface of the net during the game and transmit this information to the coach to replace the tennis racket during the competition.

Данное устройство не позволяет во время удара одновременно осуществлять измерение динамической характеристики струнной поверхности и мяча с достаточной степенью точности и, следовательно, получать необходимую информацию о состоянии материалов сетки и мяча.This device does not allow during impact to simultaneously measure the dynamic characteristics of the string surface and the ball with a sufficient degree of accuracy and, therefore, to obtain the necessary information about the state of the materials of the net and the ball.

Наиболее близким аналогом является патент FR 2562430, А63В 51/00, 1985, в котором охарактеризовано устройство для определения динамических характеристик теннисной ракетки, содержащее узел крепления теннисной ракетки, датчики, блок измерения, регистрации и индикации измеряемых параметров, соединенный с датчиками.The closest analogue is patent FR 2562430, А63В 51/00, 1985, in which a device for determining the dynamic characteristics of a tennis racket is described, comprising a tennis racket mount, sensors, a measuring unit for recording and indicating measured parameters connected to the sensors.

Недостатками известного изобретения являются сложность конструкции, низкая точность измерения динамических характеристик ракетки и недостаточная степень автоматизации процесса определения динамических характеристик.The disadvantages of the known invention are the design complexity, low accuracy of measuring the dynamic characteristics of the racket and the insufficient degree of automation of the process of determining dynamic characteristics.

Задачей заявленного изобретения является упрощение конструкции устройства, повышение точности измерения параметров струнной поверхности теннисной ракетки и степени автоматизации работы устройства.The objective of the claimed invention is to simplify the design of the device, improving the accuracy of measuring the parameters of the string surface of a tennis racket and the degree of automation of the device.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в устройстве для определения динамических характеристик теннисной ракетки, содержащем узел крепления теннисной ракетки, датчики, блок измерения, регистрации и индикации измеряемых параметров, соединенный с датчиками, достигается за счет того, что оно снабжено приводным механизмом в виде двигателя, соединенным с узлом крепления теннисной ракетки, а механизм крепления теннисного мяча выполнен в виде основания, упругого стержня и опорного элемента для него, причем один конец упругого стержня закреплен в основании, а на другом конце закреплен теннисный мяч, при этом опорный элемент также закреплен в основании, датчики размещены на сетке теннисной ракетки и теннисном мяче и электрически соединены с блоком измерения, регистрации и индикации измеряемых параметров, узел крепления теннисной ракетки выполнен в виде цилиндрического корпуса, внутри которого размещена пружина кручения, один конец которого закреплен на выходном валу двигателя, а другой - на валу механизма зажима ручки теннисной ракетки, причем узел крепления теннисной ракетки снабжен стопорно-пусковым механизмом, выполненным в виде электромагнита со штоком, свободный конец которого размещен в отверстии диска, соединенного с валом узла крепления теннисной ракетки. Блок измерения, регистрации и индикации измеряемых параметров выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, аналогового преобразователя и компьютера. Датчики выполнены в виде пьезоэлементов. Упругий стержень механизма крепления теннисного мяча выполнен из полипропилена.The technical result, which consists in eliminating these shortcomings in a device for determining the dynamic characteristics of a tennis racket, comprising a mounting unit for a tennis racket, sensors, a measurement unit, recording and indication of the measured parameters, connected to the sensors, is achieved due to the fact that it is equipped with a drive mechanism in the form an engine connected to the attachment unit of the tennis racket, and the attachment mechanism of the tennis ball is made in the form of a base, an elastic rod and a support element for it, and about the din end of the elastic rod is fixed at the base, and a tennis ball is fixed at the other end, while the supporting element is also fixed at the base, the sensors are placed on the grid of a tennis racket and a tennis ball and are electrically connected to a unit for measuring, recording and indicating measured parameters, a tennis mount rackets are made in the form of a cylindrical body, inside of which there is a torsion spring, one end of which is fixed on the output shaft of the engine, and the other on the shaft of the clamp mechanism of the handle of a tennis racket, The attachment unit for the tennis racket is equipped with a locking trigger made in the form of an electromagnet with a rod, the free end of which is located in the hole of the disk connected to the shaft of the attachment unit for the tennis racket. The unit for measuring, recording and indicating the measured parameters is made in the form of a series-connected amplifier, an analog converter and a computer. The sensors are made in the form of piezoelectric elements. The elastic rod of the tennis ball attachment mechanism is made of polypropylene.

На фиг.1 - общий вид устройства. На фиг.2 - то же, вид сверху.Figure 1 - General view of the device. Figure 2 is the same, top view.

Устройство содержит узел крепления теннисной ракетки, снабженный цилиндрическим корпусом 1, внутри которого размещена пружина кручения 2, закрепленная своими концами соответственно на выходном валу электромотора 3 и валу 4 механизма зажима ручки теннисной ракетки 5.The device comprises a mounting unit for a tennis racket, provided with a cylindrical body 1, inside which a torsion spring 2 is placed, fixed at its ends respectively to the output shaft of the electric motor 3 and shaft 4 of the clamping mechanism of the handle of the tennis racket 5.

Узел крепления теннисной ракетки снабжен стопорно-пусковым механизмом, включающим электромагнит 6 с подпружиненным штоком 7, свободный конец которого размещен в отверстии кронштейна 8, жестко соединенного с валом 4 механизма зажима теннисной ракетки.The mounting unit of the tennis racket is equipped with a locking trigger, including an electromagnet 6 with a spring-loaded rod 7, the free end of which is placed in the hole of the bracket 8, rigidly connected to the shaft 4 of the clamping mechanism of the tennis racket.

Устройство снабжено также механизмом крепления теннисного мяча, который содержит упругий стержень 9, выполненный, например, из полипропилена с возможностью его упругого изгиба под действием удара ракеткой по мячу, и опорный элемент 10, закрепленные на основании 11. На свободном конце стержня закреплен теннисный мяч 12. На внешней поверхности стержня 9 и поверхности опорного элемента 10 размещены электроды соответственно 13 и 14 с возможностью их электрического контактирования между собой при исходном положении мяча перед ударом по нему теннисной ракеткой. На внешней поверхности мяча закреплен датчик 15, а на струнах теннисной ракетки 5 закреплен датчик 16. Оба датчика соединены с блоком измерения, регистрации и индикации измеряемых параметров 17, который выполнен в виде последовательно соединенных усилителя 18, аналого-цифрового преобразователя 19 и компьютера 20.The device is also equipped with a mechanism for attaching a tennis ball, which comprises an elastic rod 9 made, for example, of polypropylene with the possibility of elastic bending under the influence of a racket on the ball, and a supporting element 10, mounted on the base 11. A tennis ball 12 is fixed on the free end of the rod On the outer surface of the rod 9 and the surface of the support element 10 are placed electrodes 13 and 14, respectively, with the possibility of electrical contact with each other at the initial position of the ball before hitting tennis nooy racket. A sensor 15 is fixed on the outer surface of the ball, and a sensor 16 is fixed on the strings of a tennis racket 5. Both sensors are connected to a unit for measuring, recording and indicating measured parameters 17, which is made in the form of a series-connected amplifier 18, an analog-to-digital converter 19, and a computer 20.

Представленная схема управления устройством содержит источник электрической энергии 21, элемент включения устройства в виде кнопки 22, реле 23 с контактной группой 24. Контактная группа 24 через реле времени 25 соединена с двигателем 26, а реле 25 соединено с электромагнитом 6, подпружиненный шток которого 7 свободно размещен в отверстии диска 8, соединенного с валом 4 узла крепления теннисной ракетки.The presented control circuit of the device contains an electric energy source 21, a device switching element in the form of a button 22, a relay 23 with a contact group 24. A contact group 24 is connected to a motor 26 through a time relay 25, and a relay 25 is connected to an electromagnet 6, the spring-loaded rod of which 7 is free placed in the hole of the disk 8 connected to the shaft 4 of the mounting unit of a tennis racket.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед включением устройства выставляется положение мяча относительно сетки теннисной ракетки таким образом, чтобы зона контакта мяча с сеткой в момент удара по мячу проходила через центр сетки или в точно заданной зоне удара на сетке.Before turning on the device, the position of the ball relative to the net of the tennis racket is set so that the zone of contact of the ball with the net at the moment of impact on the ball passes through the center of the net or in a precisely defined zone of impact on the net.

После этого при помощи кнопки 22 включается устройство и ток, проходя через обмотку реле 23, обеспечивает замыкание контактной группы 24. При этом начинает работать двигатель 26 и происходит закручивание пружины 2.After that, using the button 22, the device is turned on and the current passing through the winding of the relay 23 provides the closure of the contact group 24. In this case, the engine 26 starts working and the spring 2 is twisted.

После закручивания пружины до заданной требуемой величины, определяемой необходимой силой удара, срабатывает реле времени 25 и через некоторое количество оборотов двигатель останавливается. При этом шток 7 электромагнита 6 втягивается, выходя из зацепления с диском 8. Накопленная энергия в пружине 2 мгновенно передает вращение валу 4. Под действием силы удара ракеткой по мячу упругий стержень 9 изгибается и происходит размыкание контактов 13 и 14, а при возвращении стержня 9 в исходное положение, а мяча в стартовое положение контакты 13 и 14 замыкаются, двигатель вновь закручивает пружину до такого же усилия и цикл нанесения ударов по мячу повторяется в автоматическом режиме.After tightening the spring to a predetermined desired value, determined by the required impact force, the time relay 25 is activated and after a certain number of revolutions the engine stops. In this case, the rod 7 of the electromagnet 6 is retracted, disengaging from the disk 8. The accumulated energy in the spring 2 instantly transmits the rotation to the shaft 4. Under the action of the force of the racket’s impact on the ball, the elastic rod 9 bends and the contacts 13 and 14 open, and when the rod 9 returns to the starting position, and the ball to the starting position, the contacts 13 and 14 are closed, the engine again spins the spring to the same force and the cycle of striking the ball is repeated automatically.

При нанесении ударов по мячу теннисной ракеткой датчики, установленные на сетке, измеряют ускорение сетки в зоне нанесения удара и время нахождения мяча на сетке, а датчик, установленный на мяче, измеряет ускорение мяча в момент отделения от сетки.When striking the ball with a tennis racket, the sensors mounted on the net measure the acceleration of the net in the striking area and the time the ball is on the net, and the sensor mounted on the ball measures the acceleration of the ball at the time of separation from the net.

Полученные сигналы поступают в блок 17 измерения, регистрации и индикации параметров, в котором происходит усиление, преобразование, анализ и вывод на индикаторную панель - экран компьютера.The received signals are sent to the unit 17 for measuring, recording, and indicating parameters, in which amplification, conversion, analysis, and output to the display panel — the computer screen — take place.

Устройство может работать непрерывно долго с заранее задаваемой и одинаковой силой в каждой серии ударов в автоматическом режиме, производя запись динамических характеристик сетки и мяча каждого удара. Устройство обеспечивает высокую производительность его работы.The device can operate continuously for a long time with a predetermined and equal force in each series of strokes in automatic mode, recording the dynamic characteristics of the net and ball of each stroke. The device provides high performance.

Анализ полученных данных позволяет измерять силу натяжения струн сетки, ослабление силы натяжения за время ее использования после нанесения серии ударов по мячу, изменение упругих свойств мяча, что позволяет дать рекомендации об используемых материалах и возможности дальнейшей эксплуатации инвентаря.The analysis of the obtained data allows one to measure the tension force of the mesh strings, the weakening of the tension force during its use after applying a series of blows to the ball, the change in the elastic properties of the ball, which allows us to give recommendations on the materials used and the possibility of further operation of the inventory.

Данное устройство может быть использовано для определения динамических характеристик спортивного инвентаря, используемого и в других видах спорта, например гандбол, футбол, хоккей, что расширяет его функциональные возможности.This device can be used to determine the dynamic characteristics of sports equipment used in other sports, such as handball, soccer, hockey, which expands its functionality.

Claims (4)

1. Устройство для определения динамических характеристик теннисной ракетки, содержащее узел крепления теннисной ракетки, датчики, блок измерения, регистрации и индикации измеряемых параметров, соединенные с датчиками, отличающееся тем, что оно снабжено приводным механизмом в виде двигателя, соединенным с узлом крепления теннисной ракетки, а механизм крепления теннисного мяча выполнен в виде основания, упругого стержня и опорного элемента для него, причем один конец упругого стержня закреплен в основании, а на другом конце закреплен теннисный мяч, при этом опорный элемент также закреплен в основании, датчики размещены на сетке теннисной ракетки и теннисном мяче и электрически соединены с блоком измерения, регистрации и индикации измеряемых параметров, узел крепления теннисной ракетки выполнен в виде цилиндрического корпуса, внутри которого размещена пружина кручения, один конец которого закреплен на выходном валу двигателя, а другой на валу механизма зажима ручки теннисной ракетки, причем узел крепления теннисной ракетки снабжен стопорно-пусковым механизмом, выполненным в виде электромагнита со штоком, свободный конец которого размещен в отверстии диска, соединенного с валом узла крепления теннисной ракетки.1. A device for determining the dynamic characteristics of a tennis racket, comprising a mounting unit for a tennis racket, sensors, a measuring unit for recording and indicating measured parameters connected to sensors, characterized in that it is provided with a drive mechanism in the form of an engine connected to a mounting unit for a tennis racket, and the tennis ball fastening mechanism is made in the form of a base, an elastic rod and a supporting element for it, moreover, one end of the elastic rod is fixed at the base, and a ten is fixed at the other end the ball, while the supporting element is also fixed to the base, the sensors are placed on the grid of a tennis racket and a tennis ball and are electrically connected to a unit for measuring, recording and indicating the measured parameters, the mounting unit of the tennis racket is made in the form of a cylindrical body, inside which there is a torsion spring, one end of which is fixed to the output shaft of the engine, and the other on the shaft of the clamping mechanism of the handle of a tennis racket, and the mounting unit of the tennis racket is equipped with a locking-trigger mechanism, in the form of an electromagnet with a rod, the free end of which is placed in the hole of the disk connected to the shaft of the tennis racket mount. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок измерения, регистрации и индикации измеряемых параметров выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, аналого-цифрового преобразователя и компьютера.2. The device according to claim 1, characterized in that the unit for measuring, recording and indicating measured parameters is made in the form of a series-connected amplifier, analog-to-digital converter and a computer. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчики выполнены в виде пьезоэлементов.3. The device according to claim 1, characterized in that the sensors are made in the form of piezoelectric elements. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упругий стержень механизма крепления теннисного мяча выполнен из полипропилена. 4. The device according to claim 1, characterized in that the elastic rod of the tennis ball fastening mechanism is made of polypropylene.
RU2008114887/12A 2008-04-18 2008-04-18 Device for determination of dynamica properties of sports gear RU2370296C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008114887/12A RU2370296C1 (en) 2008-04-18 2008-04-18 Device for determination of dynamica properties of sports gear

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008114887/12A RU2370296C1 (en) 2008-04-18 2008-04-18 Device for determination of dynamica properties of sports gear

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2370296C1 true RU2370296C1 (en) 2009-10-20

Family

ID=41262865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008114887/12A RU2370296C1 (en) 2008-04-18 2008-04-18 Device for determination of dynamica properties of sports gear

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2370296C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492895C1 (en) * 2012-05-03 2013-09-20 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук Method of measuring duration of impact
RU2542085C1 (en) * 2014-02-06 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)" (РГУФКСМиТ) Device for measuring rebound
CN110270070A (en) * 2018-03-15 2019-09-24 天津工业大学 A kind of multimode shuttlecock is received robot
CN110613925A (en) * 2018-06-20 2019-12-27 天津工业大学 Power-storage type badminton training robot

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492895C1 (en) * 2012-05-03 2013-09-20 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук Method of measuring duration of impact
RU2542085C1 (en) * 2014-02-06 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)" (РГУФКСМиТ) Device for measuring rebound
CN110270070A (en) * 2018-03-15 2019-09-24 天津工业大学 A kind of multimode shuttlecock is received robot
CN110613925A (en) * 2018-06-20 2019-12-27 天津工业大学 Power-storage type badminton training robot

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6134965A (en) Device for measuring at least one physical parameter relating to a propelled game ball
US8944932B2 (en) Swing analyzer
US8602922B2 (en) Methods and apparatuses for enhancing performance in racket sports
RU2370296C1 (en) Device for determination of dynamica properties of sports gear
CA2027853A1 (en) Sports implement swing analyzer
JP2010187749A (en) Swing analyzer and golf club shaft selecting system
US20090170641A1 (en) Finger position sensing for handheld sports equipment
CN102657932A (en) Tennis racket response online detector
CN201540089U (en) Electronic altitude touch machine
RU2368411C1 (en) Method of determining tennis-racket and tennis-ball dynamic behavior
RU54798U1 (en) TRAINING DEVICE
RU2399403C2 (en) Device for measurement of multi-turn jump duration
JP5454021B2 (en) Measuring method of excitation force
CN201160852Y (en) Hand-foot impact force testing device
KR100459594B1 (en) Golf club that can measure centrifugal force by centrifugal force measurement method and such method to use golf club
CN203001846U (en) Tennis racket with force measuring meter
US7111492B2 (en) Device for testing balls
JPS6024859A (en) Hitting tool type muscle force training machine for ball game
CN103055477B (en) With the tennis racket of force-measuring gauge
US5191783A (en) Portable basketball rim testing device
KR200376253Y1 (en) Device for exercising swing golf
CN202909397U (en) Training badminton racket capable of measuring ball hitting force
JPH0539727Y2 (en)
SU1405858A1 (en) Arrangement for training wrestlers
RU2024839C1 (en) Method and device for inspection of quality of sports items

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100419

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110520

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130419