EP1090661A1 - Messeinrichtung für Schläge bzw. Treffer bei Kampfsportarten - Google Patents

Messeinrichtung für Schläge bzw. Treffer bei Kampfsportarten Download PDF

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EP1090661A1 EP99117622A EP99117622A EP1090661A1 EP 1090661 A1 EP1090661 A1 EP 1090661A1 EP 99117622 A EP99117622 A EP 99117622A EP 99117622 A EP99117622 A EP 99117622A EP 1090661 A1 EP1090661 A1 EP 1090661A1
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gas
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cavity
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Hubert Moser
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Definitions

  • the present invention relates to a measuring device for clubs or hits at Martial arts, especially measuring vest for taekwondo, with at least one gas-filled, compressible cavity.
  • DE 39 03 127 has disclosed a device for Display of blows in martial arts that contain a closed, gas-filled, has compressible cavity. If a blow acts on the device, the Cavity due to the reduced volume of compression due to compression. This Pressure fluctuation can be measured using a pressure measuring device with a membrane become.
  • the problem in this connection is that the gas-filled cavity is designed together with the pressure measuring device as a closed system. Increases or if the ambient pressure drops, this leads to a shift of the zero line.
  • Technically more critical is the individually different heating of the im Cavity of enclosed gas, which is caused by the body heat of the athletes.
  • the object of the invention is therefore to provide a more reliable measuring device.
  • the cavity has an opening through which the gas in compression of the cavity by impact or hit the environment flows out, the flow of the gas being measured.
  • the cavity communicates with the environment, so that a constant pressure equalization takes place. This is associated with the transition to a new one Measuring method in which the flow of the gas is measured instead of the pressure.
  • the means for measuring the flow are arranged in the region of the opening.
  • the means for measuring the Flow include a temperature dependent resistance.
  • the temperature dependent Resistance is preheated and cooled by the gas flowing past.
  • the gas-filled cavity is surrounded by an elastic shell and can be compared to a balloon.
  • the compared to the ambient pressure increased internal pressure in the cavity causes the cavity to resume its impact maintains its original shape and form. Since we are now working at ambient pressure preferably provided that the at least one cavity in a layer of good resetting plastic, in particular polyurethane is arranged.
  • the Resetting properties are no longer based on the increased internal pressure, but on the quality of the enveloping material.
  • the layer has a Has a large number of gas-filled, compressible cavities.
  • the cavities are in at least one collecting space flow out. This makes it possible to connect a single measuring device.
  • the cavities in Transition area to the collecting space a reduced cross section like a throttle exhibit. In this way it is prevented that not by the respective blow cavities hit a rapid compensation that affects the measurement quality.
  • the vest 10 shown in FIG. 1 represents a preferred embodiment of a Measuring device for blows in martial arts. It is used by the athlete on the upper body worn and fastened over loops, Velcro fasteners or the like and against Secured slipping.
  • the vest 10 is provided with a layer 1 in its interior due to their special structure, an objective measurement of the vest 10 in the area the layer 1 impacts allowed.
  • Layer 1 can in principle be any Size, but will generally be shaped so that their area matches those Zones on the body of the athlete coincide, to which valid shots are aimed allowed to. The contour of layer 1 therefore varies depending on which martial arts the Vest is used.
  • any elastic material with good quality is suitable for forming layer 1 Resilience properties, with polyurethane in particular having proven itself.
  • Polyurethane enables easy manufacture of the largely gas-tight cavities 2 by compressing the plastic in the edge zones to form the cavities 2.
  • the tubular cavities 2 can, as shown in FIGS. 2 and 3, evenly be distributed or have different distances. There are different distances for example, in an application for taekwondo, where between strokes with must be differentiated by hand and foot.
  • Hoses 5 are at the upper edge of the collecting spaces 3, which are closed at the bottom connected that flow together.
  • the arrows drawn in Fig. 2 show the Course of flow in the event of a blow hitting centrally in the upper region of layer 1:
  • the air flows out of the throttle-like transition area 4 on both sides Cavities 2 in the collection rooms 3 and over the hoses 5 to the opening 12, where they flows into the environment.
  • the means 6 for measurement are also in the area of the opening 12 arranged the flow, this arrangement causes all occurring centrally Currents can be measured.
  • the temperature-dependent resistor 13 is essential temperature-dependent resistor 13, to which a DC voltage is applied. He is directly in the air flow that is created by the impact to be measured and is thereby cooled down briefly. The temperature-dependent resistor 13 experiences one Change in its electrical resistance, the resulting voltage drop becomes one Operational amplifier 14 supplied.
  • the temperature-dependent resistor 13 is concerned is a micro-thermistor whose resistance interval is approximately between 10 ohms and Is 20 ohms.
  • the auxiliary resistor 16 serves as a voltage divider.
  • the operational amplifier 14 is connected to a microprocessor 15 which consists of the measured voltage pulse the desired measurement parameters (threshold values, Rise times, spectral power density) extracted. If there is a valid match, the Corresponding information is forwarded to a radio transmitter 7, which transmits the measured values to a Transmits display device. Via the negative feedback 17 is also a Temperature compensation achieved, so that the circuit regardless of the particular Ambient temperature works.
  • the continuous measurement possible with the device according to the invention also allows the comparison of the measuring devices before a fight. This can be the case, for example be necessary if the porosity of the plastic surrounding the cavities is light is different. For comparison, both vests are subjected to a standard strike, the measured signals then being equated via a correction factor become.
  • the measuring device according to the invention is suitable for a wide range Range of applications.
  • the vest described can also be used, for example Fencers are worn, the forces to be measured in this case being hit by the Fencing weapon.
  • the insert layer for measuring the acting forces can moreover not only in protective vests, but also in head guards, boxing gloves, Sandbags and punch pads of all kinds can be installed.
  • the measuring device according to the invention in other sports facilities use where a force measurement is desired. So insoles for Running shoes, measuring walls for tennis facilities and force measurement layers on rudder blades conceivable areas of application.

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Abstract

Meßeinrichtung für Schläger bzw. Treffer bei Kampfsportarten, insbesondere Meßweste (10) für Taekwondo, mit zumindest einem gasgefüllten, komprimierbaren Hohlraum (2), der eine Öffnung (12) aufweist, durch die das Gas bei Kompression des Hohlraumes (2) durch einwirkende Schläge bzw. Treffer in die Umgebung ausströmt, wobei die Strömung des Gases gemessen wird. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Meßeinrichtung für Schläger bzw. Treffer bei Kampfsportarten, insbesondere Meßweste für Taekwondo, mit zumindest einem gasgefüllten, komprimierbaren Hohlraum.
Der Bedarf nach einer derartigen Einrichtung ergibt sich aus der Praxis und wird bereits seit einiger Zeit öffentlich diskutiert. Bei Kampfsportarten wie beispielsweise Taekwondo schlagen die beiden Gegner nach bestimmten Regeln mit Händen und Füßen aufeinander ein, wobei Schläge ab einer bestimmten Mindeststärke zu einem Punktegewinn führen. Die Zielflächen für die Schläge, das heißt jene Bereiche am Körper des Gegners, auf die gültige Schläge gerichtet werden dürfen, sind auf einer Schutzweste, die die Sportler während des Kampfes tragen, eingezeichnet. Diese Schutzweste hat außerdem die Funktion, die einwirkenden Schläge zu dämpfen und damit die Verletzungsgefahr für die Sportler zu reduzieren. Die Beurteilung der Qualität der Schläge war bisher Kampfrichtern überlassen, deren subjektiver Eindruck über die Stärke eines Schlages für die Punktevergabe ausschlaggebend war. Da der Kampfrichter nie die gesamte Zielfläche an den Schutzwesten der beiden Sportler überblicken kann, ist er bei seiner Beurteilung vielfach auf den akustischen Eindruck eines Schlages angewiesen. Aufgrund der vielfach festgestellten Unzulänglichkeit einer derartigen Beurteilung besteht insbesondere für internationale Wettkämpfe das Bedürfnis nach objektiver Messung der Schlagqualität.
Bekannt geworden ist in diesem Zusammenhang aus der DE 39 03 127 eine Vorrichtung zur Anzeige von Schlägen bei Kampfsportarten, die einen geschlossenen, gasgefüllten, komprimierbaren Hohlraum aufweist. Wirkt ein Schlag auf die Vorrichtung ein, so steigt im Hohlraum aufgrund des durch die Komprimierung verringerten Volumens der Druck. Diese Druckschwankung kann mittels einer Druckmeßeinrichtung mit einer Membran gemessen werden. Problematisch ist in diesem Zusammenhang, daß der gasgefüllte Hohlraum gemeinsam mit der Druckmeßeinrichtung als geschlossenes System ausgebildet ist. Steigt oder fällt der Umgebungsdruck, so führt dies zu einer Verschiebung der Nullinie. Meßtechnisch noch kritischer ist die individuell unterschiedliche Erwärmung des im Hohlraum eingeschlossenen Gases, die durch die Körperwärme der Sportler bewirkt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine zuverlässigere Meßeinrichtung zu schaffen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hohlraum eine Öffnung aufweist, durch die das Gas bei Kompression des Hohlraumes durch einwirkende Schläge bzw. Treffer in die Umgebung ausströmt, wobei die Strömung des Gases gemessen wird.
Durch die Öffnung steht der Hohlraum mit der Umgebung in Verbindung, sodaß ein ständiger Druckausgleich stattfindet. Damit verbunden ist der Übergang zu einer neuen Meßmethode, bei der statt dem Druck die Strömung des Gases gemessen wird.
Für eine zentrale Messung ist es dabei günstig, wenn die Mittel zur Messung der Strömung im Bereich der Öffnung angeordnet sind.
Für eine kontinuierliche Messung hat es sich bewährt, daß die Mittel zur Messung der Strömung einen temperaturabhängigen Widerstand umfassen. Der temperaturabhängige Widerstand wird dabei vorgeheizt und durch das vorbeiströmende Gas gekühlt.
Beim Stand der Technik ist der gasgefüllte Hohlraum von einer elastischen Hülle umgeben und kann mit einem Luftballon verglichen werden. Der im Vergleich zum Umgebungsdruck erhöhte Innendruck im Hohlraum bewirkt, daß der Hohlraum nach dem Schlag wieder seine ursprüngliche Form und Gestalt erhält. Da nunmehr bei Umgebungsdruck gearbeitet wird, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der mindestens eine Hohlraum in einer Schicht aus gut rückstellendem Kunststoff, insbesondere Polyurethan angeordnet ist. Die Rückstelleigenschaften beruhen somit nicht mehr auf dem erhöhten Innendruck, sondern auf der Qualität des einhüllenden Materials.
Für eine differenzierte Beurteilung der Schlagqualität ist es vorteilhaft, wenn die Schicht eine Vielzahl gasgefüllter, komprimierbarer Hohlräume aufweist.
Meßtechnisch günstig ist es dabei, wenn die Hohlräume in zumindest einen Sammelraum münden. Dies ermöglicht es, eine einzige Meßeinrichtung anzuschließen.
Um sicherzustellen, daß die durch die einwirkenden Schläge bewirkten Gasströmungen von der Meßeinrichtung erfaßt werden, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Hohlräume im Übergangsbereich zum Sammelraum einen drosselartig verkleinerten Querschnitt aufweisen. Auf diese Weise wird verhindert, daß über die vom jeweiligen Schlag nicht getroffenen Hohlräume ein rascher Ausgleich stattfindet, der die Meßqualität beeinträchtigt.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigt:
  • Fig. 1 eine Weste, die mit einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung versehen ist,
  • Fig. 2 einen Querschnitt durch diese Schicht entlang der Linie B-B in Fig. 3,
  • Fig. 3 einen Querschnitt durch diese Schicht entlang der Linie A-A in Fig.2 und
  • Fig. 4 den Aufbau der Mittel zur Messung der Strömung.
    • Die in Fig. 1 gezeigte Weste 10 stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Meßeinrichtung für Schläge bei Kampfsportarten dar. Sie wird vom Sportler am Oberkörper getragen und über Schlaufen, Klettverschlüsse oder ähnliches befestigt und gegen Verrutschen gesichert. Die Weste 10 ist in ihrem Inneren mit einer Schicht 1 versehen, die aufgrund ihres speziellen Aufbaus eine objektive Messung der auf die Weste 10 im Bereich der Schicht 1 einwirkenden Schläge erlaubt. Die Schicht 1 kann grundsätzlich jede beliebige Größe aufweisen, wird jedoch im allgemeinen so geformt sein, daß ihre Fläche mit jenen Zonen am Körper des Sportlers übereinstimmt, auf die gültige Schläge gerichtet werden dürfen. Die Kontur der Schicht 1 variiert daher je nachdem, bei welcher Kampfsportart die Weste eingesetzt wird.
    Zur Ausbildung der Schicht 1 eignet sich grundsätzlich jedes elastische Material mit guten Rückstelleigenschaften, wobei sich insbesondere Polyurethan bewährt hat. Polyurethan ermöglicht eine einfache Herstellung der weitgehend gasdicht abgeschlossenen Hohlräume 2 durch Verdichtung des Kunststoffes in den Randzonen zu den Hohlräumen 2.
    Die Fig. 2 und 3 zeigen den genauen Aufbau der Schicht 1. Diese wird von einer Vielzahl schlauchförmiger Hohlräume 2 durchzogen, die sich im wesentlichen über die gesamte Fläche der Schicht 1 erstrecken. Die Hohlräume 2 münden mit ihren Enden jeweils in einen gemeinsamen Sammelraum 3, wobei der Übergangsbereich 4 von den schlauchförmigen Hohlräumen 2 zu den Sammelräumen 3 im Querschnitt drosselartig verkleinert ist.
    Die schlauchförmigen Hohlräume 2 können wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, gleichmäßig verteilt sein oder auch unterschiedliche Abstände aufweisen. Unterschiedliche Abstände sind beispielsweise bei einer Anwendung für Taekwondo wesentlich, wo zwischen Schlägen mit der Hand und mit dem Fuß unterschieden werden muß.
    An die nach unten abgeschlossenen Sammelräume 3 sind am oberen Rand Schläuche 5 angeschlossen, die zusammenmünden. Die in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile zeigen den Strömungsverlauf bei einem zentral im oberen Bereich der Schicht 1 auftreffenden Schlag: Die Luft strömt dabei beidseits über den drosselartigen Übergangsbereich 4 aus den Hohlräumen 2 in die Sammelräume 3 und über die Schläuche 5 hin zur Öffnung 12, wo sie in die Umgebung ausströmt. Im Bereich der Öffnung 12 sind auch die Mittel 6 zur Messung der Strömung angeordnet, wobei diese Anordnung bewirkt, daß zentral alle auftretenden Strömungen gemessen werden können.
    Fig. 4 zeigt die Mittel 6 zur Messung der Strömung im Detail. Wesentlich ist der temperaturabhängige Widerstand 13, an den eine Gleichspannung angelegt ist. Er befindet sich direkt im Luftstrom, der durch den zu messenden Schlag entsteht und wird dadurch kurzzeitig abgekühlt. Der temperaturabhängige Widerstand 13 erfährt dadurch eine Änderung seines elektrischen Widerstands, der entstehende Spannungsabfall wird einem Operationsverstärker 14 zugeführt. Beim temperaturabhängigen Widerstand 13 handelt es sich um einen Mikro-Thermistor, dessen Widerstandsintervall in etwa zwischen 10 Ohm und 20 Ohm liegt. Der Hilfswiderstand 16 dient als Spannungsteiler.
    Der Operationsverstärker 14 ist an einen Mikro-Prozessor 15 angeschlossen, der aus dem gemessenen Spannungsimpuls die gewünschten Meßparameter (Schwellwerte, Anstiegszeiten, spektrale Leistungsdichte) extrahiert. Liegt ein gültiger Treffer vor, wird die entsprechende Information an einen Funksender 7 weitergeleitet, der die Meßwerte zu einer Anzeigeeinrichtung überträgt. Über die Gegenkopplung 17 wird weiters eine Temperaturkompensation erzielt, sodaß die Schaltung unabhängig von der jeweiligen Umgebungstemperatur arbeitet.
    Die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung mögliche kontinuierliche Messung erlaubt auch den Abgleich der Meßeinrichtungen vor einem Kampf. Dies kann beispielsweise dann notwendig sein, wenn die Porosität des die Hohlräume umgebenden Kunststoffes leicht unterschiedlich ist. Zum Abgleich werden beide Westen einem Normschlag ausgesetzt, wobei die gemessenen Signale anschließend über einen Korrekturfaktor gleichgesetzt werden.
    Abschließend sei angeführt, daß sich die erfindungsgemäße Meßeinrichtung für ein breites Anwendungsspektrum eignet. Die beschriebene Weste kann beispielsweise auch von Fechtern getragen werden, wobei die zu messenden Kräfte in diesem Fall von Treffern der Fechtwaffe herrühren. Die Einlageschicht zur Messung der einwirkenden Kräfte kann darüberhinaus nicht nur in Schutzwesten, sondern auch in Kopfschützer, Boxhandschuhe, Sandsäcke und Schlagpolster aller Art eingebaut werden. Darüberhinaus ist es sogar vorstellbar, die erfindungsgemäße Meßeinrichtung bei weiteren Sporteinrichtungen einzusetzen, bei denen eine Kraftmessung erwünscht ist. So stellen Einlagsohlen für Laufschuhe, Meßwände für Tennisanlagen sowie Kraftmeßschichten an Ruderblättern denkbare Anwendungsgebiete dar.

    Claims (8)

    1. Meßeinrichtung für Schläge bzw. Treffer bei Kampfsportarten, insbesondere Meßweste (10) für Taekwondo, mit zumindest einem gasgefüllten, komprimierbaren Hohlraum (2), der eine Öffnung (12) aufweist, durch die das Gas bei Kompression des Hohlraumes (2) durch einwirkende Schläge bzw. Treffer in die Umgebung ausströmt, wobei Mittel (6) zur Messung der Strömung des Gases vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (6) zur Messung der Strömung einen temperaturabhängigen Widerstand (13) umfassen.
    2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (13) vorgeheizt ist und durch das vorbeiströmende Gas abgekühlt wird.
    3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsintervall des temperaturabhängigen Widerstandes (13) unterhalb von 50 Ohm liegt.
    4. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Hohlraum (2) in einer Schicht (1) aus gut rückstellendem Kunststoff, insbesondere Polyurethan angeordnet ist.
    5. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl vorzugsweise miteinander verbundener Hohlräume (2) vorgesehen ist.
    6. Meßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (2) in zumindest einen Sammelraum (3) münden.
    7. Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (2) im Übergangsbereich (4) zum Sammelraum (3) einen drosselartig verkleinerten Querschnitt aufweisen.
    8. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlräumen (2) vor und nach der Krafteinwirkung durch Schläge bzw. Treffer annähernd Umgebungsdruck herrscht.
    EP99117622A 1999-09-07 1999-09-07 Messeinrichtung für Schläge bzw. Treffer bei Kampfsportarten Expired - Lifetime EP1090661B1 (de)

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