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Vorrichtung zum Messen der Schlagkraft
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen der Schlagkraft.
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Bisher war es nicht möglich, die Schlagkraft beispielsweise eines
Box- oder Karatesportlers exakt zu messen. Die sogenannte "Haut den Lukas"-Schlagkraftmeßmethode
lieferte nur Meßgrößen in einer bestimmten Kraftrichtung. Da aber die Schlagkraft
in den meisten Fällen eine raumgerichtete Größe ist, waren die bisherigen Schlagkraftmessungen
mit erheblichen Meßfehlern behaftet.
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Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der auf möglichst einfache Weise
eine exakte, sachbezogene Schlagkraftmessung möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
ein mediumgefülltes Behältnis mit einem Meßgerät verbunden ist, welches mit dem
Medium in Verbindung steht.
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Durch diese Vorrichtung kann eine exakte Messung der Schlagkraft unter
Berücksichtigung aller Kraftwirkungsrichtungen erfolgen, wobei die Krafteinwirkung
nicht unmittelbar auf das Meßgerät erfolgen muß bzw. durch die unmittelbare Wirkung
der Schlagkraft auf das Meßgerät die Möglichkeit besteht, bei einem üblicherweise
verwendeten Trainingsgerät eine Schlagkraftmessung vorzunehmen, ohne daß eine Verletzungsgefahr
gegeben ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann das
Medium ein Gas, eine Flüssigkeit sein oder aus gas- oder flüssigkeitsaufgefüllten
Feststoffpartikeln bestehen Insbesondere soll die Hülle des Behältnisses flexibel
ausgebildet sein, damit sich die Schlagkraft unmittelbar und wirkunysvoll auf das
Medium auswirken kann, so daß die Schlagkraft hinsichtlich sämtlicher Kraftvektoren
als Resultierende gemessen werden kann.
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Dabei kann das Meßgerät als Ultraschall-, Kapazitiv-, Induktiv-, Piezoelektro-,
Piezoresistiv- oder Dehnungsmeßstreifen-MeB-wertaufnehmer ausgebildet sein. Das
Meßgerät kann allerdings auch ein Manometer sein.
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Um die vom Meßgerät aufgenommene Schlagkraftwerte exakt weiterleiten
zu können, werden die vom Meßgerät abgegebenen Meßwertsignale durch einen mit dem
Meßgerät verbundenen Meßwertverstärker verstärkt und an einem mit dem Meßilertverstärker
verbundenen Registriergerät wiedergegeben.
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Dabei kann das Registriergerät ein UV-Lichtstrahloszillographt ein
Kathodenstrahloszillograph, ein Magnetband, ein Computer oder eine Digital- bzw.
Analoganzeige sein.
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In besonderer Anwendung kann das Behältnis ein für den Boxsport verwendeter
Schlagsack sein, welcher insbesondere eine aus Leder bestehende Fülle aufweisen
kann. Ebenso kann das Behältnis allerdings auch als Boxhandschuh ausgebildet sein,
wobei der das Medium aufnehmende Raum im Schlagbereich des Boxhandschuhs ausgebildet
ist.
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Das Behältnis kann aber auch als Sportschuh ausgebildet sein, wobei
der Sportschuh mit einer mediumgefüllten Blase versehen ist.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den beigefügten Zeichnungen rein
schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische
Darstellung einer Vorrichtung zur Schlagkraftmessung mit den angeschlossenen Meßgeräten,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein mit einem Meßgerät versehenen Behältnis, Fig.
3 eine Einzelheit A hinsichtlich des Meßgerätes in Fig. 2,
Fig.
4 eine schematische Ansicht eines Boxportlers, Fig. 5 ein Blockschaltbild für die
Meßwertauswertung und Fig. 6 eine schematische Schnittansicht eines auf einer Hand
angebrachten Boxhandschuhs.
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Die Gesamtvorrichtung zur Messung der Schlagkraft besteht im wesentlichen
aus einem Behältnis 10, welches beispielsweise pendelnd als sogenannter Sandsack
für den Boxsport an einer Decke 12 aufgehangen ist, und einem in der Wandung des
eehält nisses 10 angebrachten Meßgerät 14. Mit diesem Meßgerät 14 ist elektrisch
ein Meßverstärker 16 verbunden, welcher seinerseits wahlweise oder in Kombination
mit einem Oszillographen 18, einem Digital-Voltmeter 20 oder einem Galvanometer
22 elektrisch verbunden ist.
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Das Behältnis 10 besteht im wesentlichen aus einer Hülle 24, die beispielsweise
aus Leder bestehen kann und die im besonderen Fall mit einer flüssigkeits- oder
gasdichten Innnbeschichtung 26 versehen ist. Das Behältnis 10 beinhaltet, bzw.
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die Hülle 24 umschließt ein Medium 28, welches beispielsweise ein
Gas oder eine Flüssigkeit ist. Das Medium kann aber auch aus Feststoffpartikeln
bestehen, die mit Flüssigkeit oder Gas aufgefüllt sind. Wesentlich ist, daß das
Medium weitgehend eine homogene Masse darstellt. In der Hülle 24 ist ein Meßgerät
30 dicht befestigt, welches unmittelbar mit dem Medium 28 in Berührung steht. Natürlich
kann jedes beliebige, derart ausgebildete Behältnis für die Schlagkraftmessung verwendet
werden. Insbesondere aber eignet sich hierfür ein beim
Boxsport
verwendeter sogenannter Sandsack oder eine sogenannte Maisbirne. Diese Boxsportgeräte
werden freipendelnd aufgehagen, so daß die Schlagkraftmessung ohne eine Verletzungsgefahr
des Spo rtlers am üblicherweise verwendeten Trainingsgerät vorgenomen werden kann.
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Beim Auftreten einer äußeren Kraft, beispielsweise durch den Schlag
eines Boxers auf einen Sandsack oder auf eine Maisbirne wird der Uruckanstieg in
der Blase unter Ausnützung sämtlicher Raumvektoren mit dem als Druckmeßwertgeber
ausgebildeten Meßgerät 14 gemessen. Das vom Druckmeßwertgeber 14 abgegebende elektrische
Signal gelangt zum Verstärker 16 und wird dort verstärkt. Das verstärkte elektrische
Analog-Signal wird mit einem Oszillographen 18 registriert. Zusätzlich wird das
elektrische Signal mit einem Magnetbandgerät 23 gespeichert.
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Um den Spitzenwert der Schlagkraft in einen digitalen Zahlenwert anzuzeigen,
gelangt das verstärkte Signal in einen elektrischen Speicher, der die maximale Amplitude
speichert und an einen Digital-Voltmeter 20 abgibt. Dieser Maximalwert wird auch
zusätzlich mit einem Galvanometer 7 angezeigt. Mit einer Reset-Taste, die sich am
Speicher befindet, wird die alte Speicherinfomation gelöscht und das Gerät zur neuen
Messung bereitgestellt.
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Ujil zusätzlich den Kraftimpuls p zu messen, gelangt das verstärkte
elektrische Signal vom Verstärker in einen elektronischien Integrator. Dieser integrator
summiert den Schlag impuls mit der maximalen Amplitude. Das Ergebnis des Integrals
wird durch Betätigen einer Taste am Digital-Voltneter 20 ablesbar.
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Ein wesentlicher Vorteil des elektronischen Trainingsmeßgerä tes zur
Schlagkraftmessung besteht darin, daß sowohl der Sporler als auch der Trainer an
der Digital-Meßanzeige eine objektive Sofortinformation über die Schlagkraft erhält,
was im
Bereich der Trainingslehre von entscheidender Bedeutung
ist.
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Außerdem läßt sich durch eine Umschaltung an der Digital-Meßanzeiae
das Integral (Schlag- bzw. Kraftimu]s)
des Schlages ablesen, um über die Schlagcharakteritik Aussagen machen zu können.
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Zusätzlich lassen sich am Analogausgang des Meßverstärkers Registriergeräte
anschließen, die den Kraftimpuls aufzeichnen können.
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Als leistungsbestimmender Faktor spielt die Schlagfrequenz und Schlagstärke
beim Boxtraining eine entscheidende Rohe, die mit dem Dynamosack überprüft werden
können.
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Weiterhin können Sportmediziner schädigende Auswirkungen von Schlägen
auf den menschlichen Organismus mit dem vorliegenden Gerät untersuchen.
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In besonderer Ausgestaltung kann das Behältnis 10 im unmittelbaren
Bereich des Meßwertaufnehmers 14 mit Gas und durch eine Trennwand getrennt im übrigen
Bereich des Behältnisse 10 mit Flüssigkeit gefüllt sein. Dies hat den Vorteil, ds
das Meßgerät nicht unmittelbar mit Flüssigkeit in Berührung steht, aber die Inkompressibilität
der Flüssigkeit weitgehend ausgenutzt werden kann, ohne die Meßwertaufnahme in irgend
einer Weise zu beeinträchtigen.
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Wie in Fig. 6 dargestellt wird, kann ein solches Behältnis in einem
Boxhandschuh vorgesehen sein, um unmittelbar im Boxhandschuh selbst die Schlagkraft
zu messen. Hierzu weist ein
Boxhandschuh 32 im Schlagbereich 34
eine elastische Blase 36 auf, die mit dem vcrgenannten Medium 28 gefüllt ist. Vorzugsweise
im Bereich des Handgelenks befindet sich in der Wandung des Boxhandschuhs das Meßgerät
14, welches unmittelbar mit dem Medium 28 in Berührung steht.
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Entsprechend der Darstellung in Fig. 4 kann ein Boxsportler 38 einen
solchen Boxhandschuh 32 tragen und damit auf beliebige Gegenstände schlagen, um
die Schlagkraft zu messen.
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Auf dem Lücken trägt der Boxsportler 38 ein den Meßverstärker 16 und
einen Meßsender aufnehmendes Gerät 40, welches die Meßwertsignale an einen Meßempfänger
42 drahtlos übermittelt.
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Entsprechend Fig. 5 ist der Meßempfänger 42 mit einem Neßverstärker
16 und dieser wiederum mit einer Registriereinrichtung 44 verbunden.
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Ebenso könnte auch ein anderer Handschuh mit einer derartigen Blase
versehen werden, so daß beispielsweise ein Karatekärnpfer über einen derartigen
Handschuh seine Schlagkraft messen kann.
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Demgemäß besteht auch die Möglichkeit, den Sportschu0 eines Karatekämpfers
mit einer elastischen Blase zu versehen, über die eine Schlagkraftmessung erfolgen
kann, die der Karatekämpfer mit dem Fuß auf irgendeinen Gegenstand ausübt.
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Mit Hilfe eines derartigen als Meßgerät ausgebildeten Kampfhandschuhs
oder Kampfschuhs kann die Schlagkraft während des Kampfes gemessen und telemetrisch
aufgezeichnet werden. Mit dem auf dem Rücken befestigten Gerät kann der Sportler
sich frei bewegen, wie dies beispielsweise durch elektrischen Anschluß auch bei
Fechtkämpfern zur Messung der Treffwirkung bereits verwendet wird.
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Bei dem verwendeten Boxhandschuh entsteht beim Schlag gegen die Oberfläche
in der Blsc ein Druckanstieg, welcher mit dem Druckmeßgeber gemessen wird. Das dabei
auftretende elektrische Signal wird mit einem Meßkabel zum Verstärker und Miniaturmeßsender,
den der Sportler auf dem Rücken trägt, geführt. Der Sportler kann allerdings auch
ähnlich wie die Feuchter mit einem flexiblen Meßkabel verbunden sein, das der Sportler
in Gürtelhöhe trägt und mit den Meßgeräten in Verbindung steht.
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Beim Karatesport kommt es darauf an, den Gegner mit den Fäusten und
den Füßen zu besiegen, wobei es von Bedeutung ist, Aufschluß über die Fußschlagkraft
zu erhalten. Bisher wurden die Kämpfe mit ungeschützten Fäusten und Füßen ausgetragen.
In den neuen Wettkampfbestimmungen sind allerdings bereits gepolsterte Faust- und
Fußbekleidungen vorgeschrieben, die mit einer elastischen Blase zur Schlagkraftmessung
ausgerüstet sein können.
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In besonderer Ausgestaltung besteht der Kampfschuh aus einem Luftpolster,
der den Fuß mit Ausnahme der Fußsohle bis zum Knöchel unischließt. Im Luftpolster
befindet sich ein Druckmeßwertgeber, der beim Aufschlag den entstehenden ueberdruck
im Luftpolster mißt. Die elektrischen Signale werden entweder telemetrisch oder
über Meßkabel zu den Verstärker- und Registriereinrichtungen übermittelt.
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Ansprüche: