Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Aufnahme, Übertragung
und Darstellung von den Trainingszustand bestimmenden Parametern
eines Sportlers beim Schwimmsport und eine Trainingshilfe zur Durchführung des
Verfahrens.The invention relates to a method
for recording, transmission
and representation of parameters determining the training state
of an athlete in swimming and a training aid to carry out the
Process.
Aus dem Stand der Technik ist speziell
zum Schwimmsport bekannt, dass wesentliche Parameter von Schwimmsportlern
im Strömungskanal über eine feste
Verkabelung oder durch Meßsysteme
am Sportler unmittelbar gemessen, erfasst und auswertbar sind. So
wird durch regelbare Strömungsgeschwindigkeiten
des Wassers das Krafttraining induziert und die Messwerte werden
mittelbar durch die Parameter der Wasserströmung bzw. direkt durch Verkabelung
mit dem Schwimmer erfasst und bewertet. Bekannt ist auch durch DE 26 53 935 A1 ein
Gerät zur
Messung der ergometrischen Leistung eines Schwimmers. Das Gerät besteht
aus einer am Beckenrand befestigten Einrichtung zur Messung der Zugkraft
mit einem Zeitmesser und einer Anzeigevorrichtung sowie aus einem
Zugseil mit einem Karabinerhaken und Leibgurt mit Öse zum Einhaken
des Zugseiles. Nach einer entsprechenden Vorbereitungszeit setzt
der Schwimmer durch Schwimmbewegungen die Zugleine unter Zug bis
zum Erreichen eines 0-Punktes, wodurch ein Licht- oder Klingelzeichen
ertönt.
Dann beginnt der Schwimmer mit seinen Übungen und das Messgerät zeigt
die Messergebnisse an. Der Schwimmer beendet seine Übung, wenn
das Gerät
ein Zeichen gibt. Nachteilig ist, dass derartige Meßsysteme
die natürlichen
Bewegungsabläufe
des Sportlers behindern, mehrere Schwimmer nicht gleichzeitig individuell
trainierbar sind und messtechnisch keine wettkampfnahen Bedingungen,
die durch die gleichzeitige Bewertung von bis zu acht Sportlern
auf separaten Bahnen in einem Schwimmbecken charakterisiert sind,
mit einem vertretbaren Aufwand realisiert werden können. In DD 79 676 ist ein Schrittmachergerät für einen
Sportschwimmer dargestellt, das die Einhaltung der geforderten und
am Gerät
eingestellten Schwimmgeschwindigkeit ohne Störung des Bewegungsablaufes kontrollieren
kann und damit den Trainingsprozess wesentlich verbessern soll.
Das Gerät
besteht aus einem als Kontaktteil ausgeführten Gehäuse, das eine Membran mit Stift
und ein Kontaktpaar aufnimmt, und einem elektrischen Teil mit einem
Multivibrator zur Ausstrahlung akustischer Signale für den Sportschwimmer
und einem Tongenerator zur Erzeugung optischer Signale für den Trainer.
Die Einstellung des Kontaktpaares erfolgt durch statische Eichung
in Abhängigkeit
von den Geschwindigkeitsparametern. Das Gerät ist vom Schwimmer in der
Brustlage am Brustbein zu tragen. In der Rückenlage ist umgekehrt zu verfahren.
Durch den Staudruck des Wassers verformt sich die Membran und der
Stift schließt
mit dem Kontaktpaar den Stromkreis des elektrischen Teils. Unterschiedliche
Anbieter von Messelementen, Aufzeichnungs-, Überwachungs- und Auswertesystemen
offerieren weiterhin Trainingsbelastungssysteme (Widerstandshosen,
-gürtel,
-zugseile und Schleppringe), Trainings- und Diagnosegeräte (Schrittmacher-Lichtbänder) und
Schwimmkraft-Trainings- und Meßsysteme
(Fa. sport fahnemann, Katalog No. 47, D-31163 Bockenem; PSF 170).
Komplettiert werden diese Systeme durch Zeit-, Frequenz- und andere
Messeinrichtungen, die entweder in Uhrform durch den Sportler im
Wasser getragen oder im Trainingsbereich installiert werden. Die
erfassten Daten werden teilweise über Schnittstellen oder durch eine
Sender/Empfänger-Einheit
an eine Auswerteeinheit, wie z. B. einen PC übertragen. Beispiele für derartige
Lösungen
sind elektronische Bahnenzähler,
Trainingsuhren zur codierten Übertragung
der Herzfrequenz sowie zur Schlag- und Pulsfrequenzmessung, Trainings-Gleichlauf-Anlagen
und elektronische Zeitmessanlagen. Weiterhin ist durch DE 692 22 944 T2 eine Vorrichtung
zur Überwachung
des psychologischen Zustandes eines oder mehrerer Benutzer, die
mit einem programmierten Computer interagieren, bekannt. Die Vorrichtung
besteht aus einem Computersystem, einem Programm in dem Computersystem,
welches auf die ein Bild betrachtenden Benutzer einen Reiz anzeigt,
und aus einer eine Sensor- und Empfängereinheit umfassenden Eingabeeinheit.
Die Sensoreinheit, die als Armband am Benutzer befestigt ist, detektiert
den galvanischen Hautwiderstand des Trägers, überwacht somit mindestens einen
psychologischen Parameter und überträgt diese
Daten zu der Empfängereinheit.
Es ist bekannt, dass der galvanische Hautwiderstand (GSR) mit der
Erregung/Entspannung in wechselseitiger Beziehung steht und damit
Korrekturen am Computerprogramm über
den Zustand der Erregung/Entspannung des Benutzers möglich sind.
Die in DE 692 22 944
T2 dargestellte Vorrichtung kann aber nicht die einzelnen,
den Krafteinsatz eines Schwimmers bestimmenden Phasen eines Schwimmzuges
bewerten.From the state of the art, it is known, especially for swimming, that essential parameters of swimming athletes in the flow channel can be measured, recorded and evaluated directly via fixed wiring or by measuring systems on the athlete. Strength training is induced by adjustable flow velocities of the water and the measured values are recorded and evaluated indirectly through the parameters of the water flow or directly through wiring with the float. Is also known by DE 26 53 935 A1 a device for measuring the ergometric performance of a swimmer. The device consists of a device attached to the edge of the pool for measuring the pulling force with a timer and a display device, as well as a pulling rope with a snap hook and a body belt with an eyelet for hooking in the pulling rope. After a corresponding preparation time, the swimmer uses swimming movements to put the towing line under tension until a zero point is reached, whereby a light or bell signal sounds. Then the swimmer starts his exercises and the measuring device shows the measurement results. The swimmer ends his exercise when the device gives a signal. It is disadvantageous that such measuring systems hinder the natural movements of the athlete, several swimmers cannot be individually trained at the same time and, in terms of measurement technology, do not implement competitive conditions, which are characterized by the simultaneous evaluation of up to eight athletes on separate lanes in a swimming pool, with reasonable effort can be. In DD 79 676 shows a pacemaker device for a sports swimmer, which can control compliance with the required and set swimming speed on the device without disturbing the movement and thus should significantly improve the training process. The device consists of a housing designed as a contact part, which houses a membrane with pin and a pair of contacts, and an electrical part with a multivibrator for emitting acoustic signals for the sports swimmer and a tone generator for generating optical signals for the trainer. The contact pair is set by static calibration depending on the speed parameters. The device is to be carried by the swimmer in the breast position on the breastbone. In the supine position, the procedure is reversed. Due to the back pressure of the water, the membrane deforms and the pin closes the circuit of the electrical part with the contact pair. Different providers of measuring elements, recording, monitoring and evaluation systems continue to offer training load systems (resistance pants, belts, pulling ropes and towing rings), training and diagnostic devices (pacemaker light strips) and swimming force training and measuring systems (from sport fahnemann, catalog No. 47, D-31163 Bockenem; PSF 170). These systems are completed by time, frequency and other measuring devices, which are either worn by the athlete in water or installed in the training area. The recorded data is partly sent via interfaces or through a transmitter / receiver unit to an evaluation unit, such as. B. transfer a PC. Examples of such solutions are electronic web counters, training watches for coded transmission of the heart rate as well as for beat and pulse rate measurement, training synchronous systems and electronic timing systems. Furthermore is by DE 692 22 944 T2 a device for monitoring the psychological state of one or more users who interact with a programmed computer is known. The device consists of a computer system, a program in the computer system which indicates a stimulus to the user viewing an image, and an input unit comprising a sensor and receiver unit. The sensor unit, which is attached to the user as a bracelet, detects the galvanic skin resistance of the wearer, thus monitors at least one psychological parameter and transmits this data to the receiver unit. It is known that the galvanic skin resistance (GSR) is interrelated with the excitation / relaxation and thus corrections to the computer program about the state of the excitation / relaxation of the user are possible. In the DE 692 22 944 T2 However, the device shown cannot evaluate the individual phases of a swim stroke that determine the force a swimmer uses.
Bekannt ist ebenfalls ein elektronischer "Schwimmtrainer", der die Bewegungen
eines Schwimmers während
des Trainings analysiert und somit zur Optimierung der Leistung
des Sportlers beitragen kann ( Dr. Steffen Noehte, European Media Laboratory
GmbH, http://www.uni-heidelberg.de/presse). Der "Schwimmtrainer" ist ein walkmangroßes Gerät, das mit einem Gürtel an
den Rücken
des Schwimmers befestigt wird. Es soll die Beschleunigung und verschiedene
Bewegungen des Schwimmers mittels bekannter Sensortechnik messen
können.
Die gemessenen Daten sind auf einen am Beckenrand stehenden Computer übertragbar und
durch eine spezielle Software werden die verschiedenen Bewegungsmuster
erkannt und beispielsweise für
den Trainer aufbereitet. Das neue Messverfahren ist mit einem geringen
Aufwand durchzuführen
und ermöglicht
eine zeitnahe Auswertung der Trainingsergebnisse eines Schwimmers. Der
Nachteil dieses elektronischen "Schwimmtrainers" besteht darin, dass
auch keine direkte Kraftmessung möglich ist. Das bedeutet, dass
der Bewegungsablauf beim Schwimmen nur komplex bewertet werden kann.
Eine Bewertung der einzelnen, den Krafteinsatz eines Schwimmers
bestimmenden Phasen eines Schwimmzuges ist nicht möglich.Also known is an electronic "swimming trainer" that analyzes the movements of a swimmer during training and can thus help to optimize the performance of the athlete (Dr. Steffen Noehte, European Media Laboratory GmbH, http://www.uni-heidelberg.de /Press). The "swimming trainer" is a walkman-sized device that is attached to the back of the swimmer with a belt. It should be able to measure the acceleration and various movements of the float using known sensor technology. The measured data can be transferred to a computer at the edge of the pool and the special movement patterns are recognized by special software and processed for the trainer, for example. The new Measuring procedures can be carried out with little effort and enables a timely evaluation of a swimmer's training results. The disadvantage of this electronic "swimming trainer" is that no direct force measurement is possible. This means that the movement sequence when swimming can only be assessed in a complex manner. It is not possible to evaluate the individual phases of a swim stroke that determine the use of force by a swimmer.
Deshalb besteht die Aufgabe der Erfindung darin,
ein Verfahren zur Aufnahme, Übertragung
und Darstellung von den Trainingszustand bestimmenden Parametern
eines Sportlers beim Schwimmsport und eine Trainingshilfe zur Durchführung des
Verfahrens zu schaffen, die eine Bewertung der einzelnen, den Krafteinsatz
eines Schwimmers bestimmenden Phasen eines Schwimmzuges ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dies
dadurch erreicht, dass der Krafteintrag pro Phase eines Schwimmzuges
an für die
jeweilige Schwimmtechnik relevanten Körper- und/oder Muskelpartien,
wie beipielsweise an der Handfläche
und/oder am Deltamuskel, aufgenommen wird, dann in ein elektrisches
Signal gewandelt und übertragen
wird. Für
die Trainingshilfe zur Durchführung
des Verfahren ist kennzeichnend, dass ein elektrischer Messwertaufnehmer,
wie beispielsweise ein Messgitter zur Wandlung der nichtelektrischen Größen in elektrische
Größen mit
einer Verstärker-Einheit
und einer Übertragungseinheit
gekoppelt ist und die elektrischen Größen drahtlos an eine Auswerteeinheit überträgt. Die
Trainingshilfe ist wasserdicht ausgeführt, direkt an den Körper- und
Muskelpartien des Sportlers fest anlegbar. Es ist aber auch möglich, dass
mehrere Trainingshilfen gleichzeitig an unterschiedlichen Körper- und
Muskelpartien des Sportlers anliegen. Die Vorteile der Erfindung
bestehen darin, dass für
den Sportler physiologisch gut verträglich on-line eine durch Körperspannungen
des Sportlers oder durch die Krafteinwirkung des Umgebungsmediums,
wie Strömungsdruck
oder Widerstand des Wassers, hervorgerufene Materialspannung entsteht,
die bei einer mathematischen Auswertung eindeutige Rückschlüsse auf
Muskelkontraktionen oder auf den Krafteinsatz beim Training erlauben.
Weiter vorteilhaft ist, dass ohne Beeinflussung der Bewegungsabläufe des
Sportlers, durch Kombination mehrerer Messwertaufnehmer an unterschiedlichen
relevanten Körper-
und Muskelpartien des Sportlers eine Datenauswertung vollständiger Bewegungszyklen
sowohl seitens des Sportlers als auch seitens des Umgebungsmediums zeitabhängig und
trainingszustandsabhängig
möglich
ist. Der Trainer erhält
somit die wahlweise gewünschten
Parameter für
eine effektive Trainingsgestaltung und -bewertung.Therefore, the object of the invention is
a process of recording, transmission
and representation of parameters determining the training state
of an athlete in swimming and a training aid to carry out the
Procedure to create an assessment of each, the use of force
enable a swimmer to determine the phases of a swim.
According to the invention
thereby achieved that the force input per phase of a swim stroke
on for the
relevant swimming technique relevant body and / or muscle areas,
such as on the palm of your hand
and / or on the deltoid muscle, then into an electrical one
Signal converted and transmitted
becomes. For
the training aid for implementation
It is characteristic of the method that an electrical sensor,
such as a measuring grid for converting the non-electrical quantities into electrical ones
Sizes with
an amplifier unit
and a transmission unit
is coupled and transmits the electrical quantities wirelessly to an evaluation unit. The
Training aid is waterproof, directly on the body and
Muscle areas of the athlete can be firmly applied. But it is also possible that
several training aids simultaneously on different body and
Fit the muscles of the athlete. The advantages of the invention
consist of that for
the athlete physiologically well tolerated online through body tensions
of the athlete or due to the force of the surrounding medium,
like flow pressure
or resistance of the water, the material tension arises,
the clear conclusions in a mathematical evaluation
Allow muscle contractions or on the use of strength during training.
It is also advantageous that without influencing the movement sequences of the
Athletes, by combining several sensors at different
relevant body
and muscle parts of the athlete a data evaluation of complete movement cycles
both on the part of the athlete and on the part of the surrounding medium
Training state dependent
possible
is. The trainer receives
thus the optionally desired
Parameters for
effective training design and evaluation.
Das Verfahren und die Trainingshilfe
zur Aufnahme, Übertragung
und Darstellung von den Trainingszustand bestimmenden Parametern
eines Sportlers beim Schwimmsport, sollen am Beispiel eines Kraulschwimmers
näher erläutert werden.The procedure and training aid
for recording, transmission
and representation of parameters determining the training state
of an athlete in swimming, should use the example of a crawl swimmer
are explained in more detail.
Dazu wird ein Dehnungsmessstreifen
DMS mit einem Widerstand von 350 Ohm auf einen entsprechend dem
Krafteintrag des Kraulschwimmzuges dimensionierten Biegestab appliziert,
mit der Wheatstonschen Brücke
und einem Miniatur-Messverstärker
MVL-DMS5 und einem Sendermodul 433 MHz verbunden. Diese Kombination
wird gemeinsam mit der Spannungsversorgung in einem so wasserdichten,
flachen Gehäuse
untergebracht, dass die durch den Strömungsdruck des Wassers sich
verformende flexible Membran einen Druck auf den Biegestab ausübt. Durch
die Krafteinwirkung des Umgebungsmediums, also durch den Strömungsdruck
des Wassers wird eine elastiche Verformung des Biegestabes erreicht.
Dadurch erfolgt der Aufbau einer Spannung, die als Widerstandsänderung
verstärkt dem
internen Speichermedium, beispielsweise einem Daten-Logger, oder
telematisch dem externen Datenerfassungs- und Auswertesystem übertragen wird.
Die Parameter eines Schwimmers sind wie im zugehörigen Diagramm "Zugfrequenz eines
Kraulschwimmer" als
Anzahl der Schwimmzüge
pro Zeiteinheit erfassbar. Das Diagramm zeigt, dass der Kraulschwimmer
keinen gleichmäßigen Krafteintrag realisiert,
wodurch für
den Trainer konkrete Rückschlüsse auf
die Schwimmtechnik des Schwimmers möglich sind.This is done with a strain gauge
Strain gage with a resistance of 350 ohms on a corresponding to that
Force input of the bending rod dimensioned bending rod applied,
with the Wheatston Bridge
and a miniature measuring amplifier
MVL-DMS5 and a transmitter module 433 MHz connected. That combination
is together with the power supply in such a waterproof,
flat housing
housed that by the flow pressure of the water itself
deforming flexible membrane exerts pressure on the bending rod. By
the impact of the ambient medium, i.e. the flow pressure
of the water an elastic deformation of the bending rod is achieved.
This creates a voltage that acts as a change in resistance
reinforces that
internal storage medium, for example a data logger, or
is transmitted telematically to the external data acquisition and evaluation system.
The parameters of a float are as in the corresponding diagram "train frequency of a
Crawl float "as
Number of strokes
per unit of time. The diagram shows that the crawl swimmer
no even force input,
whereby for
the trainer has concrete conclusions
the swimming technique of the swimmer is possible.