CS225133B2 - The device for the automatic metering of the ski.jump length - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení k automatickému měření délky skoku na lyžích pomocí trvalého ajgietu, upevněného na skokanské lyži například před lyžařslým vázáním, a měřicí indukční arniky·

Délka měřená při skoku na lyžích je vzdálenost přední hraiiy stolu lyžařského _i můstku až k mstu doskoku· Místo doskoku se dosud.u všech skokanských můstků zjišťuje vizuálně a odhadují jej soudcC, kteří stoj na jedné straně doskokové dráhy· Jejich vzájemná vzdálenost musí být podle pravidel vyměřená tak, aby každý soudce mohl zacJhttt úsek dlouhý 3 m*

Wlka skoku se měří v tom okamžiku, kdy se obě lyže úplně dotknou sněhu nebo rohože· Přioem se hledí na lyžařské vázání nebo při doskoku t^elmar^k^<^m na střed žízí oběma lyžařskými vázáními. ИЧ vizuálním určování místa doskoku vznikají chyby otanšějjcí až 4 m. Podstatnou ^w příčinou je přioom ta skutečnost, že rychlost přistávání skokana na lyžích je asi 100 km za hod·, takže lidské oko v důsledku svě setrvačnooti nemůže přesně zjisti místo doskoku. Dalěí příčina spočívá v tom, že při skocích na lyžích panuí často různé světelné podmínky. a poČaas, které nepříznivě ovlivňuj reálné zjiětění místa dopadu. Mimo to mohou soudcové některého ze skokanů záměrně poškozovat nebo naopak podppoit·

Další nevýhoda spočívá v tom, že pro vizuální zjišťování délky skoků je potřebí mnoha lidí. To má za následek, že při tréninku se délky skoků zpravidla zjišťují ještě nepřesnněi, poněvadž většinou není k dispozici dostatečný počet posuuuuících.

Kromě dosud běžného vizuálního způsobu byly navrženy některé postupy, které smčěři u/ k provádění délky skoku ne lyžích s vysokou přesnoosí a bez subjektivních vlivů.

K těmto postupům paaří metody se závorou prec^ící na základě paprsků, ultrzzwkcové systémy k měření vzdálenost ne principu echolotu, systémy s laserovou závorou se zachycováním impulsů indukční sečkou, m^icí systémy s ^^^δοΓν^^ laserem se . snímači podél doskokové dráhy, přímý induktivní meandrový systém s jednoduchými v/asiači signálů a radarový systém k elektoonckémniu m^ě^<^i^:í délky skoku na lyžích.

Při měření metodou závory prec^ící s paprsky jsou podél doskokové dráhy v určitých vzdálenostech upraveny závory na optickém nebo akustickém principu, přičemž směr paprsků je kolmý ke směru skoku. Tyto závory jsou uloženy v malé výšce a paprsky jsou přerušovány skokanem při dopadu. Zjišťovaná délka skoku je velice silně závislá na způsobu doskoku lyžaře. Okolní vlivy, například padání sněhu, mlha, protisvětlo, zledovatělá plocha, škodlivé zvuky a pod. se velice nepříznivě projevši a nej vliv na spooehhivost zařízení. Mimo to jsou nároky na údržbu -neúměrně velké.

Při ulrruzvkkovéž měření vzdálenosti je ákn^2^1.k doskoku ’ signa li z ován vysílačem. Na základě tohoto signálu se spouuší měření vzdálenoost. Až dosud není znám praktický příklad poouiií této ^^ěí^i^íí soustavy. Jako nevýhodné lze u tohoto způsobu považovat tlimení ultrazvukových vln v mlze a padajícím sněhu. Stejně ruěivě může půscObt vítr a rušivé zvuky nepochybně zcela znemeou^í funkci zařízení. Odrazové vlastnossi sportovního oblečení závodníků mohou být velice různé a každý skokan musí mít s sebou - vysílač signálu pro signaaizaci oka^Ž^ž.ku doskoku.

Měěicí systém s laserovou závorou a se zachycováním impulsů pomocí indukční smyčky, kterého bylo pouHto ve švédském Palunu roku 1’974, spočívá v tom, že poddl doskokové dráhy jsou instalovány v definovaných vzájemných vzdálenostech laserové infračervené závory, jejichž směr záření je kolmý ke směru skoku - a které jsou místěny v nepatrné výši - nad plochou sněhu. Lyžař při doskoku přerušuje paprsky. Elektromagnetický signálový impuls, který je vyráběn vhodným vysílačem při nárazu lyže na doskkoiště, se zachycuje v indukční smyčce, která zabírá celý rozsah doskokové dráhy a spouuší měřič času. Doba, která uplyne mezi tímto okamžikem a přerušením další laserové závory se registruje a potem se zjišťuje doba, která byla potřebná k proražení další laserové závory. Poněvadž vzdálenost jednotlivých laserových závor je známa, lze za předpokladu, že se rychlost nemění a držení těla zůstává prakticky konstantní, výpočtem zjistit místo doskoku.

Nevýhodou tohoto způsobu je, že zrněny ryclh.esti a držení těla závodníků mohou způsobit chyby měření; údržba a nastavování laserových závor při různých výškových poměrech sněhu je velice obtížné· Další velká nevýhoda tohoto postupu spočívá v tom, že každý skokan'musí mít s sebou poměrně složitý - vysílač signálu· Přio^ jsou lehce možné záměrné poruchy z vnějšku.

Při měření délky skoku na lyžích pernooí laserového infračerveného měěicího systému s někblik1MáS8bimými snímači podál doskokové dráhy .je ne lyžařské botě skokana umístěn infračervený laserový ^esiač který vyšle v okamžiku doskoku tapiUs délty asi 3·1^{0-6 -} s na jednu střenu kolmo ke směru skoku. Tento signální paprsek přijde k senzorovým -přípojnicím, které jsou umístěny podél doskokové dráhy ve výšce asi 1 mm a ovlivní tam podle své šířky určitý pooet infračervených snímačů. Elektronický obvod přioom zjistí střed této obl-asti a udává tak délku skoku.

I tato soustava má řadu nevýhod: nastavování senzorových přípojnic při změně výšky sněhové pokrývky je nezbytné, přičemž senzorové přípojnic^ jsou plně vystaveny všem vlivům poNa botě neto na lyži musí být umístěn ia^aý^ýVříttrbj, ^který vyrábí laserový impuls. Každý skokan musí mít kabelové spoje mezi b^ac^r^ilí, vypínacím kontaktem a vysílačem laserového - impulsu.

Přímý induktivní meandrový systém s jetooduclým vysílačem signálu nebyl ještě 'na lyžařském můstku v praxi vyzkoušen. V tomto systému kontakt na lyžařské botě zkracuje indukčnost v okammíku - doskoku ne zem. Na doskokové dráze je přiom uložena ieEtlrrrbrtř napříč - k této dráze kabelová smyčka, napájená frekvencí asi 70 Hz. Mézi dvěma sousedními vodiči smyčky jsou uprostřed jednoduché vodiče, které jsou v normálním - stavu bez proudu. Jatanile - se poruší rovnováha při doskoku lyžaře připojením indukčnos!, vznikne ve středních vodičích - - signál.

Elektronický obvod pak zjistí místo doskoku. V tomto systému je zřejmě obtížné udržet tak velký počet měřicích středních vodičů po dlouhou dobu při nejrůznějších povětrnostních poměrech bez proudu. PřiOm musí mít skokan s sebou kontakt a cívku.

Radarového systému se používá k přesnému určení oka^á^ž.ku doskoku. Tento systém sestává z vysílače signálu, tikového spínače a radarového reflektoru, které tvoří - vybavení- skokana. Dva radarové přístroje měří v dolní části XyžaiSs]céhb můstku vzdálenost. Tyto radarové příě stroje jsou umístěny vpravo a vlevo od dráhy letu, přibližně 10 m vysoko na výši stolu lyŽa^řs^ké^ho můstku. Další rotorový přístroj, u^ístěn^{ý p}římo ik.^- atole tyžařského můstky měří délku v horní čáss,i doskokové dráhy. Hlavní nevýhoda tohoto systému spočívá v tom, že každý skokan má složité vybaven, že cena celého systému je - relicevysbká a vybavení skokana potřebuje velkou údržbu. ^v* f

Uvedené m^ěř<^:í systémy byly popsány v pu^i^ci od K. Kreiseímeyera, M. Bolkarta a Κ. H. Scchmaia: ELektron^cbe Sprungweitermessung Vorautsetzung - Stand - Ane^ick, - - naklatoteH^ví W. Steinbruck Baden Baden. (1976).

Popsaným způsobům automatického měření délky skoku na lyžích jsou společné tyto nevýhody. Skokan nese na lyži nebo přímo na těle vybavení^ které má poměrně velkou - váhu, - potřebuje údržbu a má nepříznivý vliv na volnost pohybu sportovce. Postupy jsou více nebo méně náchylné na okolní vlivy a na ma^ni^tú^at^i z vnějšku a všechna zařízení maaí vysokou pořizovací hodnotu. ‘- · ’ , • ‘ ‘

Účelem vynálezu je vytvoMt automtické zařízení к měření délky ^- skoku na l^yžích tak, ab^y bylo funkčně tpobe^h.iré, nepotřebovalo údržbu, b^ylo přísně bЪiekttLrní, nezávislé na^olních vlivech a přitom levné.

Zařízení podle vynálezu je založeno na zcela novém přístupu k řešenéjúloze.-Ďošavadní postupy spočívaly v tom, že se brala za základ skutečnost, že lyžař při skoku na lyžích se blíží rovině doskokové dráhy pod velice ploclým úhlem. K určení místa doskoku bylo proto

225133 4 nezbytné vyrobit v okamžiku doskoku časové omezený signál, který tyl zachycován snímačem a vyhodnocován vhodným způsobem. Neztytná potřebná síla signálu měla za následek, že vysílače nesené přímo závodní kim tyly těžké a rozměpné. Byla' proto snaha ztyšit citlivost přijímacích zařízení nebo najt nové příznivější principy přenosu. ' Přitom nebylo vůbec vzato v úvahu, že s využitím zvláštností techniky skoku ne lyžíchlze využít zcela nových moonootí k automatickému měření délky skoku.

Tento úkol se podle vynálezu řeší u zařízení k automatickému měření délky skoku na lyžích pomocí trvalého meapntu, upevněného na akokrnnské lyži například před lyžařklým vázáním a méMcí indukční s^rčty, tím, že na doskokové dráze kolmo ke směru letu závodníke pod sněhovou pokrývkou nebo pod rohožemi jsou uloženy měěicí indukční smyčky s příslušným i zesilovači, které jsou spojeny s centrální jednotkou, sestávájjcí například z logických stupňů, tiskárny a indikátorů.

Výhodu o t řešení podle vynálezu spočívá v tom, že celá oblast doakekové dráhy skokanského můstku je opatřena měěicími indukčními sečkami, které tvoří přijímací anténu. Tyto smyčky se' ukládají pod sníh nebo pod rohože, účelně ve vzdálenooti 0,5 m od sebe a kolmo ke směru letu lyžaře - skokana při normálním skoku. Za každou měěicí indukční smyčkou je zapojen vhodný zesilovač signálu. Na skokanských lyžích je před vázáním uložen malý tyčovitý trvalý mmagint. Přitom sportovec sám určuje lyže, na kterých má být trvalý, maagiet upevněn.

Při skončení doskoku skokana je vzdálenost mezi txval^m maagnetem, upevněném na lyži a mířícími indukčními smyčkami tak mmlá, že se v indukčních smyčkách indukuje elektrický signál. Tyto signály se přes příslušné zesilovače vedou signélovjí vedením do centrální jednotky. Zesilovače jsou umístěny bezprostředně v blízkosti výstupů mměřcích indukčních smyček·* V centrální jednotce je pro každý signál k dispozici jedno místo v parnmět. Logický elektronický obvod zjišluje čtením paníěí místo v prnnmti, do kterého tyl nejprve přiveden signál.

Každé indukční smyčce a tedy každému místu v paníti je přiřazena určitá délka skoku, vycházeje' od hrany stolu skokanského můstku. Poněvadž máMcí indukční smyčky jsou upraveny v rastru se vzdáleností 0,5 m, lze míMt s přesností na 0,5 m. Takto zji šinou délku skoku lze skιjmntě ' čísicov^m indikátorem indikovat a tisknout vhodnou tiskárnou. Popsaný způsob je použžtelný do mximminí výšky sněhové pokrývky 0,8 m.

Různé výšky sněhové pokrývky způsobbuí, že je nezbytné, aby se dal stupeň zesílení ' zesilovačů jednotlivých měšcích indukčních skrček m&nt popřípadě optimálně nastavoval. Tím se mimo jiné zabrání tomu, aby se ve stejném okamíiku indukovaly signály v několika indukčních měšcích smyčkách. Analýza skokanské techniky ukázala, že skokan dosedne nejprve zadní hranou lyže a teprve potom Špičkou, což má za následek velkou relativní rychlost špičky lyže. Je proto účelné umíssit trvalý maagiet co nejdále před vázáním ne skokanské lyži, poněvadž tímto způsobem, se může ryccheji m&nt vzdálenost mezi trvalým magnetem a m^icími indukčními smyčkami bezprostředně před skončením letu při doskoku. Nepatrná hmooncot trvalých maagietů např. 12 g , se přitom,prakticky vůbec neprojevuje.

£ •

K optimálnímu ručnímu nebo automatickému nastavování stupně zesílení zesilovačů jednotivých míčcích indukčních smrček a ke kontrole funkční epooehlivosti největší části měřicího zařízení slouží kontrolní indukční , smyčka, která tvoří vysílací antény. Tato kontrolní indukéní smyčka se nachází na okraj doskokové dráhy me sněhu nebo na rohooi, přibližně kolmo k mířícím indukčním smyčkám. Konnrolní indukční smyčka ' je napájena elektrikami signály, které ind-ukuu! v míčcích indukčních smyčkách signály podobné signální vyvol er^m trvalými majploty. Během kontroly se stupeň zesílení mění tak dlouho v definovaných krocích, až.zesílené signály míčcích indukčních smyček normované ammlitudě. Takto nastavené stupně zesílení zůstávají až do další kontroly beze změiny·

Výhody zařízení podle vynálezu spočívají v tom, že celá mδěic:¢ souprava je velice jednoduché, při míření délky skoku se dosahuje vysoké přeBrnoH, zřízení je provozně spolehlivé.

nevyžaduje velkou údržbu, je nenácltylné vůči poruchám vlivm okolních vlivů a meoiipulace z vnějšku, zařízení nesené lyžařem má malou váhu a - pořizovací náklady a náklady na instalaci jsou relativně nízké.

Vynález bude vysvětlen v souvvslosti s příklddm provedený znázorněným na výkrese, kde obir. 1 znázorňuje doskokovou dráhu lyžařského skokanského můstku s automatickým zařízením k měření délky skoku a obr, 2 ukazuje skokanskou lyži a upevněným trvalém magnetem i detaH trvalého msapmtu.

Obr. 1 znázorňuje doskokovou dráhu 1 a stůl 2 lyžařského skokanského můsttcu. V doskokové dráze 1 jsou v místech χ, x₂> ···> j uloženy měěicí indukční sityčky g, které jsou přes výkonový zesilovač i spojeny s есп^Ы jednotkou Z, jež sestává z logických stupňů, tiskárny i indikátoru. Koonrolní indukční smyčka g, napájená přes výkonový zesilovač £, překrývá všechny měěicí indukční smyčky g.

Každá indukční měěřcí simrčka g sestává z vinuí, které sahá po celé šířce doskokové dráhy j.· Dopředně a zpětné vštve probíhej rovnoběžně a maj vzájemnou vzdá lenost 0,20 m. Smyčky jsou umístěny napříč k doskokové dráze 1, při čímž jejich rovina je rovnoběžná s povrchem sněhové pokrývky. Účelně sestávv^í měěřcí indukční smrcccy JL z izolovrného plochého vodiče s dostatečnou_mechEmickou pe^nott. Aby se zabráiilo nebezpečí nehod, je žádoucí místit mřicí indukční sm^ky g při skocích na rohože pod tyto rohože a při skocích na sněhu pod sníh, popř. tehdy, -když je k dispooici síť, upe^vdt vodiče do jejich ok. Umaštění mšicích indukčních smyček g se musí v každém případě provést tak, aby skokan na ' lyžích nebyl vystaven . připadlému nebezpeeí.

Při montáži je třeba dbát na to, aby dopředně a zpětné vštve měěicích indukčních smyček g byly přiřazeny vždy ^ppovdajícím vstupům výkonových Zesilovačů g. Signálová vedení od mělcích indukčních smyček g k výkonovým zetilivačůí- g i vedení od výkonových zesilovačů 5, k centtrální jednotce Z jsou tvořena stíněnými voddči.

Výkonové zesilovače í m^í souměrný vstup a ms^í tyto vlastnosti.- Potlačený synclhronismus, prostupné pásmo 20 až 40 Hz, blokovací filtr 50 Hz, autommaické optimální nastavování zesílení v rozmezí 1 x 1 0 ^- až 1⁵⁰ x 1⁰^ a prsový snímač.

Signály jednotlivých mělcích míst se přiváděj přes standata! vstupní obvody do pan měl cennrální jednotky Z· Zde jsou paralelně - přijmány a zapisovány do posuvného registru a vysílány z něj sériově. Počet taktů posuvu, které jsou nezbytné k posimuuí prvního obsazeného místa parn^i na - výstup,- je mírou délky skoku. Jednnoiivé takty posuvu se poCiíaj v - čítači, který je předběžně nastaven na číslo, jež je identické se vzdáleností,, kde - leží . .první - mělcí indukční smrčka g.

Poněvadž trvalý maagiet je umístěn před lyžařslým vázáním, viz obr. 2, musí se zjištěný. údaj elektronicky zmenit o tuto vzdálenost. Potom se výsledek znázorní v digitálním indikačním zařízení a vytiskne v tiskárně.

Konntclní indukční smyčka g sestává rovněž z jednoho závitu a je z izolovtrného plochého vodiče. Tato skrčka je udržována ve správné vzdálenosti 0,20 m pomocí pásu fólie z plastické hmoty. Když se nepodívá, je navinuta na buben, poněvadž je velice dlouhá a sahá přes všechny mělcí indukční smyčky g. КохИгоИ indukční smrčka g se - rozvine před závodem ve skoku ke kontrole měřicího zařízení a k optimálnímu nastavení stupně zesílení zesilovačů g měicích indukčních s^ček g na sněhu nebó na rohooi. Tato kor^n^]^(^]l^:í měicí skrčka g je napájena z generátoru sinusového napětí napětím s kmitočtěm' 20 až 40 Hz při proudu asi 3 A.

Obr, 2 znázorňuje ujíš mní trvalého maagietu na lyži. Podle vynálezu může být trvalý magnet přilepen nebo přišroubován na lyži pomocí objímky nebo pryžového pláště. Trvalý maagiet s objímkou má váhu asi 12 g - a rozměry: 8 mm průměr a 15 mm délku. Majglttická polarita musí být přioom při moonáži vždycky přesně dodržena.

Claims (3)

1. Zařízení к automatickému měření délky skoku ne lyžích pomocí trvalého magnetu upevněného na skokanské lyži například před lyžařským vázáním a pomocí měřicí indukční smyčky, vyznačující se tím, že se na doskokové dráze (i) kolmo ke směru letu závodníka pod sněhovou pokrývkou nebo ροβ rohožemi, jsou uloženy měřící indukční smyčky (3) β příslušnými výkonovými zesilovači (5), které jsou spojeny s centrální jednotkou (7), sestávající například z logických stupňů, tiskárny a indikátoru*

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že к vyrovnání úrovně zesilovačů (5) měřicích indukčních smyček (3) je na sněhu ne bé na rohoži kolmo к měřicím Indukčním smyčkám (3) upravena kontrolní indukční smyčka (4).

3. Zařízení podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kontrolní indukční smyčka (4) je umístěna na okraji doskokové dráhy (1) skokanského můstku (2)·