KR20160070307A - Starting Block with Sensor, Measurement System, Measuring Method of Starting Time and Repulsive Power, Program and Recording Medium thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 육상에서 출발 전 선수들의 발 밑을 지지하는 스타팅 블록에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 3축 힘 측정장치, 이를 구비한 스타팅 블록, 그 측정 시스템, 이를 이용한 출발 반응시간 및 반발력 측정방법, 컴퓨터 프로그램 및 기록매체에 관한 것이다. The present invention relates to a starting block for supporting the feet of athletes before starting from the ground, more particularly, to a three-axis force measuring device, a starting block having the same, a measuring system thereof, a starting reaction time and a repulsive force measuring method , A computer program and a recording medium.
현재의 단거리 육상경기에서 초기 출발부분의 중요성이 대두되고 있다. 현재의 스타팅 블록의 경우 육상선수가 출발을 준비하기 위해 발밑을 지지하는 역할을 하고, 최고 속도를 빠른 시간에 도달할 수 있게 한다. 도 1은 종래의 스타팅 블록을 도시한 사시도, 도 2는 종래의 스타팅 블록의 일부를 확대한 확대 사시도이다. 도 1, 2에 도시된 바와 같이 이러한 스타팅 블록은 요홈(320)을 포함하는 지지대(300), 요홈에 연결되어 고정되고 좌우발이 안착되는 좌우 발판(110, 120), 좌우 발판을 지지대에 고정시키는 연결부(200)를 포함할 수 있다.The importance of the initial departure from the current short-distance track and field competition is emerging. For the current starting block, the athlete plays the role of supporting the foot to prepare for departure and allows the maximum speed to be reached quickly. FIG. 1 is a perspective view showing a conventional starting block, and FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a part of a conventional starting block. 1 and 2, the starting block includes a
도 3은 종래의 스타팅 블록의 일부의 후면을 도시한 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 이러한 스타팅 블록의 경우 육상선수의 발밑에 닿는 디딤판(130)과, 디딤판의 핀(140)이 안착되는 요홈(160)을 포함하고 디딤판이 이루는 평면과 지면과의 각도를 조절할 수 있는 각도 조절부(150)로 구성되어 있다. 스타팅 블록은 이처럼 각도 조절이 가능하도록 구성됨으로써 선수 개인마다 원하는 각도로 구성하여 출발속도를 빠르게 하는데 지장이 없도록 할 수 있다. 3 is a perspective view showing a rear surface of a part of a conventional starting block. As shown in FIG. 3, in the case of such a starting block, a
도 4는 종래의 스타팅 블록을 이용하는 모습을 도시한 모식도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 이러한 구조의 스타팅 블록의 경우 육상선수가 출발하기 전에는 디딤판에 힘이 가해지지 않는다. 그러나 육상선수가 출발을 하게 되면 발로 디딤판을 후방으로 밀게 되고, 디딤판을 미는 힘은 디딤판의 법선 방향으로 작용하게 된다. 또한, 발판을 지지대에 고정시키는 연결부에도 힘이 가해지게 된다. 이러한 연결부에 가해지는 힘은 지면과 수평 방향으로 작용하게 된다.
4 is a schematic diagram showing a state in which a conventional starting block is used. As shown in Fig. 4, in the case of the starter block having such a structure, no force is applied to the treads before the athlete starts. However, when the athlete starts to move, the foot pushes the tread to the rear, and the force pushing the tread acts in the normal direction of the tread. Also, a force is applied to the connecting portion for fixing the footrest to the support frame. The force exerted on this connection acts in a horizontal direction with the ground.
현재 단거리 육상에서는 출발 속도가 기록을 좌우하고 있다. 또한 누가 먼저 출발하느냐(출발시간)가 기록에 큰 영향을 끼치고 있다. 출발 속도는 육상 선수들의 출발 시 발생되는 반발력에 의해 결정될 수 있다. 출발시간은 육상 선수들의 출발 시 반응 속도에 의해 결정될 수 있다.At present, the speed of departure depends on the record in the short distance land. Also, who starts first (departure time) has a big influence on the record. The starting speed can be determined by the repulsive force generated when the athletes start. The departure time can be determined by the speed of the players at the start of the run.
반발력과 관련하여, 현재까지는 육상 선수의 출발 시 발생되는 반발력을 정밀하게 측정할 수 있는 방법은 개시된 바 없었다. 그러나, 선수 개개인에 맞는 최적의 출발기술을 효율적으로 제공하기 위해서는 이러한 반발력을 정밀하게 측정해야할 필요가 발생된다.Regarding the repulsive force, no method has been disclosed so far that can accurately measure the repulsive force generated at the start of the athlete. However, it is necessary to precisely measure this repulsive force in order to efficiently provide optimal starting technique for each individual player.
단거리 육상의 출발시간에 대한 규칙에 관하여, 해당 육상 선수는 출발 총소리가 나고 0.1초 이후에 출발하여야 한다. 출발시간이 기록에 엄청난 영향을 끼침에도 불구하고 현재 부정출발 판독은 육안으로 판독하거나 카메라에 의해 판독하게 된다. 육안 판독의 경우 출발시간이 기록에 중요한 영향을 미침에도 정확한 판독을 할 수 없는 것이 명백하다. 카메라 판독의 경우 육안보다는 정확하지만, 언제 디딤판에 힘이 가해졌는지 카메라로 판정하는 것은 정확하지 못한 부분이 있고 카메라 판독은 판독을 위해 많은 시간이 소비된다는 한계가 있다.Regarding the rules for the start time of short-range athletics, the athlete must start after 0.1 seconds after the start shot. Despite the fact that departure time has a tremendous impact on the record, the current false start reading is either read by the naked eye or read by the camera. In the case of visual reading, it is obvious that accurate reading can not be done even though the departure time has a significant influence on the recording. The accuracy of the camera readings is more accurate than the naked eye. However, there are some inaccuracies in determining when the camera is applied with the force applied to the tread, and camera readings are limited in that much time is spent for reading.
따라서 본 발명은 상기 제시된 문제점을 개선하기 위하여 창안되었다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems.
본 발명의 목적은, 육상 단거리 선수들의 출발 시 반발력 및 반응시간을 측정하여 선수 개개인에 맞는 최적의 출발 기술을 효율적으로 제공하기 위해서, 선수들의 출발 시 반발력 및 반응시간을 정밀하게 측정할 수 있는 3축 힘 측정장치, 이를 이용한 스타팅 블록, 그 측정 시스템, 이를 이용한 출발 반응시간 및 반발력 측정방법, 컴퓨터 프로그램 및 기록매체를 제공하는데에 있다.
The object of the present invention is to provide a method and apparatus for accurately measuring the repulsive force and reaction time at the start of athletes in order to efficiently provide an optimal starting technique for each athlete by measuring the repulsive force and reaction time at the start of the short- An axial force measuring device, a starting block using the same, a measuring system thereof, a starting reaction time and a repulsive force measuring method using the same, a computer program and a recording medium.
이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적 수단에 대하여 설명한다.Hereinafter, specific means for achieving the object of the present invention will be described.
본 발명의 목적은 x방향, y방향 및 z 방향인 3축 방향의 반발력을 측정하기 위한 반발력 측정수단;을 포함하고, 상기 z방향은 상기 발판이 이루는 평면의 법선 방향이고, 상기 x방향은 상기 발판이 이루는 평면의 좌우 수평방향이며, 상기 y방향은 상기 발판이 이루는 평면의 상하 수평방향이고, 상기 반발력 측정수단은 상기 스타팅 블록의 상기 발판에 장착되어 상기 사용자의 출발시간 및 상기 반발력 중 적어도 하나가 측정되는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치를 제공하여 달성될 수 있다. The object of the present invention is to provide an apparatus for measuring the repulsive force in three axes directions x, y and z, wherein the z direction is a normal direction of a plane formed by the foot plate, Wherein the y direction is a horizontal direction of the plane formed by the foot plate, and the repulsive force measuring means is mounted on the foot plate of the starting block to detect at least one of the start time and the repulsive force of the user Axis force measuring device according to the present invention.
본 발명의 목적은 스타팅 블록의 발판의 전방에 구성되고, 사용자에 의해 발생되는 반발력이 작용되는 전방 돌출부; 일단이 상기 전방 돌출부와 연결되고, 상기 반발력의 z방향 분력을 측정하는 z방향 측정바; 일단이 상기 z방향 측정바와 연결되고, 상기 반발력의 x방향 분력을 측정하는 x방향 측정바; 및 일단이 상기 z방향 측정바와 연결되고, 상기 반발력의 y방향 분력을 측정하는 y방향 측정바;를 포함하고, 상기 z방향은 상기 발판이 이루는 평면의 법선 방향이고, 상기 x방향은 상기 발판이 이루는 평면의 좌우 수평방향이며, 상기 y방향은 상기 발판이 이루는 평면의 상하 수평방향이고, 상기 스타팅 블록의 상기 발판에 장착되어 상기 사용자의 출발시간 및 상기 반발력 중 적어도 하나가 측정되는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치를 제공하여 달성될 수 있다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electronic device comprising a front protruding portion, A z-direction measuring bar, one end of which is connected to the front projection, and measures the z-direction component of the repulsive force; An x-direction measurement bar connected at one end to the z-direction measurement bar and measuring an x-direction component of the repulsive force; And a y-direction measurement bar connected at one end to the z-direction measurement bar and measuring a y-direction component of the repulsive force, wherein the z-direction is a normal direction of a plane formed by the foot, and the x- Wherein the y direction is a horizontal direction of the plane formed by the foot plate and is mounted on the foot plate of the starting block to measure at least one of the start time and the repulsive force of the user A three-axis force measuring device.
또한 상기 z방향 측정바는, 복수개의 바로 구성되고, 일단이 상기 전방 돌출부의 외면을 상기 발판이 이루는 평면의 수평방향으로 지지하도록 구성되며, 상기 x방향 측정바는, 상기 y방향으로 형성되는 복수개의 바로 구성되고, 상기 z방향 측정바의 타단을 지지하도록 구성되며, 상기 y방향 측정바는, 상기 x방향으로 형성되는 복수개의 바로 구성되고, 상기 z방향 측정바의 타단을 지지하도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The x-direction measuring bar is configured to support a plurality of bars formed in the y-direction, and the x-direction measuring bar is configured to support the outer surface of the bar- Direction measurement bar and is configured to support the other end of the z-direction measurement bar, wherein the y-direction measurement bar is configured to support a second end of the z-direction measurement bar, the plurality of bars being formed in the x- .
또한 상기 x방향 측정바, 상기 y방향 측정바 및 상기 z방향 측정바에는 인장 스트레인 게이지 및 압축 스트레인 게이지가 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.Also, a tensile strain gage and a compressive strain gage may be configured in the x-direction measurement bar, the y-direction measurement bar, and the z-direction measurement bar.
또한 상기 z방향 측정바는, 일단이 상기 전방 돌출부의 외면 좌우를 지지하고 상기 x방향으로 형성되는 2개의 제1z방향 측정바 및 상기 전방 돌출부의 외면 상하를 지지하고 상기 y방향으로 형성되는 2개의 제2z방향 측정바를 포함하고, 상기 x방향 측정바는, 상기 전방 돌출부의 좌측에 상기 y방향으로 일렬로 형성되어 상기 제1z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제1x방향 측정바 및 상기 전방 돌출부의 우측에 상기 y방향으로 일렬로 형성되어 상기 제1z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제2x방향 측정바를 포함하며, 상기 y방향 측정바는, 상기 전방 돌출부의 좌측에 상기 x방향으로 일렬로 형성되어 상기 제2z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제1y방향 측정바 및 상기 전방 돌출부의 우측에 상기 x방향으로 일렬로 형성되어 상기 제2z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제2y방향 측정바를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The z-direction measuring bar may include two first z-direction measuring bars, one end of which supports the outer sides of the outer surface of the front protruding portion and which is formed in the x-direction, and two second measuring bars which are vertically supported on the outer surface of the front protruding portion, Direction measurement bar, wherein the x-direction measurement bar includes two first x-direction measurement bars formed in a line in the y-direction on the left side of the front projection and supporting the other end of the first z- Direction measurement bars formed in a row in the y direction on the right side of the protrusions and supporting the other end of the first z-direction measurement bar, wherein the y-direction measurement bars are arranged on the left side of the front- Two first y-direction measurement bars formed in a row and supporting the other end of the second z-direction measurement bar, and two second y-direction measurement bars formed in a line on the right side of the front protrusion in the x- That is configured to include two first bars 2y direction measurement for supporting the other end may be characterized.
또한 상기 z방향 측정바는, 일단이 상기 전방 돌출부의 외면 좌우를 지지하고 상기 x방향으로 형성되는 2개의 제1z방향 측정바 및 상기 전방 돌출부의 외면 상하를 지지하고 상기 y방향으로 형성되는 2개의 제2z방향 측정바를 포함하고, 상기 x방향 측정바는, 상기 전방 돌출부의 좌측에 상기 y방향으로 일렬로 형성되어 상기 제1z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제1x방향 측정바 및 상기 전방 돌출부의 우측에 상기 y방향으로 일렬로 형성되어 상기 제1z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제2x방향 측정바를 포함하며, 상기 y방향 측정바는, 상기 전방 돌출부의 좌측에 상기 x방향으로 일렬로 형성되어 상기 제2z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제1y방향 측정바 및 상기 전방 돌출부의 우측에 상기 x방향으로 일렬로 형성되어 상기 제2z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제2y방향 측정바를 포함하고, 상기 z방향 측정바의 중단 양측 각각에 인장 스트레인 게이지 및 압축 스트레인 게이지가 설치되고, 상기 x방향 측정바 및 상기 y방향 측정바의 일단에 인장 스트레인 게이지 또는 압축 스트레인 게이지가 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The z-direction measuring bar may include two first z-direction measuring bars, one end of which supports the outer sides of the outer surface of the front protruding portion and which is formed in the x-direction, and two second measuring bars which are vertically supported on the outer surface of the front protruding portion, Direction measurement bar, wherein the x-direction measurement bar includes two first x-direction measurement bars formed in a line in the y-direction on the left side of the front projection and supporting the other end of the first z- Direction measurement bars formed in a row in the y direction on the right side of the protrusions and supporting the other end of the first z-direction measurement bar, wherein the y-direction measurement bars are arranged on the left side of the front- Two first y-direction measurement bars formed in a row and supporting the other end of the second z-direction measurement bar, and two second y-direction measurement bars formed in a line on the right side of the front protrusion in the x- Direction measuring bar, and a tensile strain gauge and a compressive strain gage are provided on each of both sides of the z-direction measuring bar, and a tensile strain gauge and a compressive strain gauge are provided on one end of the x- A strain gauge or a compressive strain gauge may be constituted.
또한 상기 x방향 측정바, 상기 y방향 측정바 및 상기 z방향 측정바의 스트레인 게이지는 휘스톤 브리지 회로의 형태로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
The x-direction measurement bar, the y-direction measurement bar, and the z-direction measurement bar strain gage may be connected in the form of a Wheatstone bridge circuit.
본 발명의 목적은 발판이 장착되도록 지면에 고정되는 지지대; 상기 지지대의 일에 장착되는 우발판; 상기 지지대의 타측에 장착되는 좌발판; 및 상기 우발판 및 상기 좌발판 중 적어도 하나에 장착되고, x방향, y방향 및 z 방향인 3축 방향의 반발력을 측정하기 위한 3축 힘 측정장치;를 포함하고, 상기 z방향은 상기 발판이 이루는 평면의 법선 방향이고, 상기 x방향은 상기 발판이 이루는 평면의 좌우 수평방향이며, 상기 y방향은 상기 발판이 이루는 평면의 상하 수평방향이고, 상기 3축 힘 측정장치에 의해 사용자의 출발시간 및 상기 반발력 중 적어도 하나가 측정되는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치를 이용한 스타팅 블록을 제공하여 달성될 수 있다.
An object of the present invention is to provide a support structure for a footrest, A right footplate mounted on a work of said support; A left footplate mounted on the other side of the support frame; And a three-axis force measuring device mounted on at least one of the right foot plate and the left foot plate for measuring a repulsive force in three axial directions which are x direction, y direction and z direction, Wherein the x direction is a horizontal direction of a plane formed by the foot plate and the y direction is a vertical direction of a plane formed by the foot plate, And at least one of the repulsive forces is measured. The present invention can be achieved by providing a starting block using a three-axis force measuring device.
본 발명의 목적은 스타팅 블록; 상기 스타팅 블록의 발판에 장착되고, 상기 스타팅 블록의 일구성인 3축 힘 측정장치; 및 상기 3축 힘 측정장치에서 측정된 정보를 분석하여 사용자의 출발시간 및 반발력 중 적어도 하나를 계산하는 분석수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 시스템을 제공하여 달성될 수 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION A three-axis force measuring device mounted on a foot plate of the starting block and being a constituent of the starting block; And analyzing means for analyzing the information measured by the three-axis force measuring device and calculating at least one of a start time and a repulsive force of the user, and a measurement system using the three-axis force measuring device .
본 발명의 목적은 스타팅 블록의 일구성인 발판에 사용자의 반발력이 작용되는 반발력 작용 단계; 상기 반발력의 작용에 의해 상기 스타팅 블록의 일구성인 3축 힘 측정장치가 변형되는 3축 힘 측정장치의 변형 단계; 상기 3축 힘 측정장치의 내부에 설치된 스트레인 게이지가 변형되어, 상기 스트레인 게이지의 저항값이 변경되는 스트레인 게이지의 변형 단계; 상기 3축 힘 측정장치와 연결된 검출수단이 상기 3축 힘 측정장치에서 출력되는 출력전압을 검출하는 출력전압 검출단계; 상기 검출수단과 연결된 증폭기가 검출된 상기 출력전압을 증폭하는 출력전압 증폭단계; 상기 증폭기와 연결된 컨버터가 상기 출력전압을 디지털 신호로 전환하는 컨버팅 단계; 및 상기 컨버터와 연결된 디스플레이 장치가 컨버팅된 상기 출력전압을 화면에 표시하는 디스플레이 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 방법을 제공하여 달성될 수 있다.
An object of the present invention is to provide a method and a system for controlling a footrest, including a repulsive force applying step in which a repulsive force of a user is applied to a footrest, A deforming step of the three-axis force measuring device in which the three-axis force measuring device which is a constitution of the starting block is deformed by the action of the repulsive force; A strain gage deforming step in which a strain gage installed inside the triaxial force measuring device is deformed to change a resistance value of the strain gage; An output voltage detecting step of detecting a voltage output from the triaxial force measuring device by a detecting means connected to the triaxial force measuring device; An output voltage amplifying step of amplifying the output voltage detected by an amplifier connected to the detecting means; A converter connected to the amplifier converts the output voltage into a digital signal; A display step of displaying on the screen the output voltage to which the display device connected to the converter is converted; And a measurement method using the three-axis force measuring device.
본 발명의 목적은 스타팅 블록의 일구성인 발판에 사용자의 반발력이 작용되는 반발력 작용 단계; 상기 반발력의 작용에 의해 상기 스타팅 블록의 일구성인 3축 힘 측정장치가 변형되는 3축 힘 측정장치의 변형 단계; 상기 3축 힘 측정장치의 내부에 설치된 스트레인 게이지가 변형되어, 상기 스트레인 게이지의 저항값이 변경되는 스트레인 게이지의 변형 단계; 상기 3축 힘 측정장치와 연결된 검출수단이 상기 3축 힘 측정장치에서 출력되는 출력전압을 검출하는 출력전압 검출단계; 및 상기 3축 힘 측정장치와 연결된 분석수단이 상기 출력전압을 토대로 상기 사용자의 출발 반응시간 및 최대 반발력을 계산하는 계산단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 방법을 제공하여 달성될 수 있다.
An object of the present invention is to provide a method and a system for controlling a footrest, including a repulsive force applying step in which a repulsive force of a user is applied to a footrest, A deforming step of the three-axis force measuring device in which the three-axis force measuring device which is a constitution of the starting block is deformed by the action of the repulsive force; A strain gage deforming step in which a strain gage installed inside the triaxial force measuring device is deformed to change a resistance value of the strain gage; An output voltage detecting step of detecting a voltage output from the triaxial force measuring device by a detecting means connected to the triaxial force measuring device; And a calculating step of calculating an initial reaction time and a maximum repulsive force of the user based on the output voltage by an analyzing means connected to the triaxial force measuring device. .
본 발명의 목적은 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 시스템의 일구성인 분석수단에 의해 수행되는 컴퓨터 프로그램에 있어서, 상기 3축 힘 측정장치에서 사용자의 반발력에 의해 변화된 출력전압을 수신하는 출력전압 수신단계; 및 수신된 출력전압을 토대로 상기 사용자의 출발 반응시간 및 최대 반발력을 계산하는 계산단계;를 포함하는 단계를 컴퓨터상에서 수행하는 컴퓨터 프로그램을 제공하여 달성될 수 있다.
An object of the present invention is to provide a computer program to be executed by an analyzing means which is a constitution of a measuring system using a three-axis force measuring device, the computer program comprising an output voltage receiving means for receiving an output voltage changed by a repulsive force of a user step; And a calculating step of calculating a starting reaction time and a maximum repelling force of the user on the basis of the received output voltage.
본 발명의 목적은 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 시스템의 일구성인 분석수단에 의해 수행되는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서, 상기 3축 힘 측정장치에서 사용자의 반발력에 의해 변화된 출력전압을 수신하는 출력전압 수신단계; 및 수신된 출력전압을 토대로 상기 사용자의 출발 반응시간 및 최대 반발력을 계산하는 계산단계;를 포함하는 단계를 컴퓨터상에서 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체를 제공하여 달성될 수 있다.
An object of the present invention is to provide a recording medium on which is recorded a computer program that is executed by an analyzing means which is a constitution of a measuring system using a three-axis force measuring device, characterized in that an output voltage changed by the repulsive force of the user is received An output voltage receiving step of outputting an output voltage; And a calculating step of calculating a start reaction time and a maximum repulsive force of the user on the basis of the received output voltage.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이하와 같은 효과가 있다.As described above, the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명의 일실시예에 따르면 육상 선수의 출발 시에 좌우 양발이 발휘하는 모든 힘들을 설명할 수 있는 효과가 있다. First, according to one embodiment of the present invention, all the forces exerted by the left and right legs at the start of the athlete are explained.
둘째, 본 발명의 일실시예에 따르면 육상 선수들의 출발 시 반발력을 이용하여 실제적 출발시간을 보다 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 발생된다.Secondly, according to the embodiment of the present invention, it is possible to measure the actual departure time more precisely by using the repulsive force at the start of the athletics.
셋째, 본 발명의 일실시예에 따르면 육상 선수들의 출발 시 반발력 및 반응시간을 측정하여 선수 개개인에 맞는 최적의 출발 기술을 효율적으로 맞춤 제공할 수 있는 효과가 있다.Third, according to one embodiment of the present invention, it is possible to efficiently provide an optimal starting technique for each individual player by measuring repulsive force and reaction time at the start of athletics.
넷째, 본 발명의 일실시예에 따르면 육상 선수들의 출발 시의 반발력 측정에서 발생되는 노이즈를 복수개의 스트레인 게이지 구성에 의해 상쇄하게 되므로, 보다 정밀한 반발력 측정이 가능해지는 효과가 발생된다.
Fourth, according to an embodiment of the present invention, since the noise generated in the measurement of the repulsive force at the start of the athletics is canceled by a plurality of strain gauge configurations, more accurate repulsive force measurement becomes possible.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 스타팅 블록을 도시한 사시도,
도 2는 종래의 스타팅 블록의 일부를 확대한 확대 사시도,
도 3은 종래의 스타팅 블록의 일부의 후면을 도시한 사시도,
도 4는 종래의 스타팅 블록을 이용하는 모습을 도시한 모식도,
도 5는 스타팅 블록에서 3축을 표시한 사진,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치를 도시한 모식도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치의 Fx에 대한 스트레인 게이지의 위치를 도시한 모식도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치의 Fy에 대한 스트레인 게이지의 위치를 도시한 모식도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치의 Fz에 대한 스트레인 게이지의 위치를 도시한 모식도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 선정된 스트레인 게이지를 도시한 모식도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 Fx, Fy의 측정에 이용되는 휘스톤 브리지 구성을 도시한 모식도,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따라 Fz의 측정에 이용되는 휘스톤 브리지 구성을 도시한 모식도,
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 휘스톤 브리지의 온도 보상 및 영점 조정을 도시한 모식도,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 발판의 내부를 도시한 사진,
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 발판의 분해사진을 도시한 사진,
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 발판에 3축 힘 측정장치를 장착한 모습을 도시한 사진,
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 발판의 측면을 도시한 사진,
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 발판의 정면을 도시한 사진,
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 스타팅 블록을 도시한 사진,
도 20, 21, 22는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치의 구조해석도,
도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 측정 시스템의 블록도,
도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 측정 시스템에 따라 디스플레이에 표시되는 화면을 도시한 사진,
도 25는 본 발명의 일실시예에 따른 측정 방법을 도시한 흐름도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, And shall not be interpreted.
1 is a perspective view showing a conventional starting block,
2 is an enlarged perspective view of a part of a conventional starting block,
3 is a perspective view showing a rear surface of a part of a conventional starting block,
4 is a schematic diagram showing a state where a conventional starting block is used,
5 is a photograph showing three axes in the starting block,
FIG. 6 is a schematic diagram showing a three-axis force measuring apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a schematic diagram showing a position of a strain gage with respect to F x of a three-axis force measuring device according to an embodiment of the present invention,
FIG. 8 is a schematic diagram showing a position of strain gage with respect to F y of a three-axis force measuring device according to an embodiment of the present invention,
FIG. 9 is a schematic diagram showing a position of a strain gage with respect to F z of a three-axis force measuring device according to an embodiment of the present invention,
10 is a schematic diagram showing a strain gauge selected according to an embodiment of the present invention,
11 is a schematic diagram showing a whistle bridge configuration used for measuring Fx and Fy according to an embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a schematic diagram showing a Whiston bridge configuration used for Fz measurement according to an embodiment of the present invention; FIG.
13 is a schematic diagram illustrating temperature compensation and zero point adjustment of a Wheatstone bridge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a photograph showing the inside of the footrest according to an embodiment of the present invention,
FIG. 15 is a photograph showing an exploded view of a foot plate according to an embodiment of the present invention,
16 is a photograph showing a state where a three-axis force measuring device is mounted on a foot plate according to an embodiment of the present invention,
17 is a photograph showing a side view of a foot plate according to an embodiment of the present invention,
18 is a photograph showing a front view of a footrest according to an embodiment of the present invention,
19 is a photograph showing a starting block according to an embodiment of the present invention,
20, 21 and 22 are structural analysis views of a three-axis force measuring apparatus according to an embodiment of the present invention,
23 is a block diagram of a measurement system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 24 is a diagram illustrating a screen displayed on a display according to a measurement system according to an embodiment of the present invention,
25 is a flowchart illustrating a measurement method according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following detailed description of the operation principle of the preferred embodiment of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is connected to another part, it includes not only a case where it is directly connected but also a case where the other part is indirectly connected with another part in between. In addition, the inclusion of an element does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.
3축 힘 측정장치3-axis force measuring device
3축 방향과 관련하여, 도 5는 스타팅 블록에서 3축을 표시한 사진이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에서는 디딤판이 이루는 평면과 평행한 좌우 마찰방향을 x방향, 디딤판이 이루는 평면과 평행한 상하 마찰방향을 y방향, 디딤판의 법선방향을 z 방향으로 정의될 수 있다.Regarding the three-axis direction, FIG. 5 is a photograph showing three axes in the starting block. 5, in the embodiment of the present invention, the left and right friction directions parallel to the plane formed by the tread plate are defined as x direction, the upward and downward friction directions parallel to the plane formed by the tread are defined as y direction, the normal direction of the tread is defined as z direction . ≪ / RTI >
3축 힘 측정장치와 관련하여, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치를 도시한 모식도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치(400)는 전방 돌출부(410), x방향 측정바(Sx), y방향 측정바(Sy), z방향 측정바(Sz), 플랜지(420), 후방 돌출부(430)를 포함할 수 있다.6 is a schematic diagram showing a three-axis force measuring device according to an embodiment of the present invention. 6, a three-axis
전방 돌출부(410)는 발판(100)의 패드(134)와 결합되어 패드(134)에 작용되는 운동 선수의 반발력이 3축 힘 측정장치(400)에 전달되도록 하는 구성이다. 전방 돌출부(410)는 3축 힘 측정장치(400)의 중심에 돌출 구성되고, x방향 측정바(Sx), y방향 측정바(Sy), z방향 측정바(Sz)를 통해 플랜지(420)와 연결되어 운동 선수의 반발력이 작용되면 위치가 변형되는 구성이다.The front protruding
x방향 측정바(Sx)는 4개의 수직방향의 바 형태로 구성되며, 전방 돌출부(410)의 좌우측에 2개씩 구성되고, 일단이 플랜지(420)에 고정되며, 타단이 z방향 측정바(Sz)와 연결되어 x 방향의 반발력을 측정하기 위한 구성이다. x방향 측정바(Sx)에 전방 돌출부(410)로 작용되는 반발력이 전달되면, x방향 측정바(Sx)의 일단이 인장되거나 수축되는 원리를 이용하여 x 방향의 반발력을 측정하게 된다.The x-direction measurement bars S x are formed in four vertically oriented bar shapes. The x-direction measurement bars S x are formed on the left and right sides of the
y방향 측정바(Sy)는 4개의 수평방향의 바 형태로 구성되며, 전방 돌출부(410)의 상하측에 2개씩 구성되고, 일단이 플랜지(420)에 고정되며, 타단이 z방향 측정바(Sz)와 연결되어 y 방향의 반발력을 측정하기 위한 구성이다. y방향 측정바(Sy)에 전방 돌출부(410)로 작용되는 반발력이 전달되면, y방향 측정바(Sy)의 일단이 인장되거나 수축되는 원리를 이용하여 y 방향의 반발력을 측정하게 된다.The y-direction measurement bars S y are configured in the form of four bars in the horizontal direction, two on the upper and lower sides of the
z방향 측정바(Sz)는 전방 돌출부(410)의 사방으로 연결되는 4개의 바 형태로 구성되며, 각각의 바의 일단은 전방 돌출부(410)의 일측에 연결되고, 타단은 x방향 측정바(Sx), 또는 y방향 측정바(Sy)의 중단에 연결되어 z 방향의 반발력을 측정하기 위한 구성이다. z방향 측정바(Sz)에 전방 돌출부(410)로 작용되는 반발력이 전달되면, z방향 측정바(Sz)의 일단이 인장되거나 수축되는 원리를 이용하여 z 방향의 반발력을 측정하게 된다.The z-direction measuring bars S z are formed in the form of four bars connected to all directions of the front protruding
플랜지(420)는 전방 돌출부(410), x방향 측정바(Sx), y방향 측정바(Sy), z방향 측정바(Sz)를 감싸도록 구성되고, 3축 힘 측정장치(400)이 스타팅 블록의 디딤판에 고정되도록 하는 구성이다. 플랜지(420)에는 복수개의 나사홀이 구성되어 스타팅 블록의 디딤판에 고정되도록 연결될 수 있다.The
후방 돌출부(430)는 플랜지(420)의 후방에 돌출되는 구성으로서, 스타팅 블록의 디딤판에 형성되는 장착부와 맞춤형상되어 장착부에 삽입고정되도록 구성될 수 있다.
The rear protruding
x방향의 스트레인 게이지의 설치 위치와 관련하여, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치의 Fx에 대한 스트레인 게이지의 위치를 도시한 모식도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, x방향 측정바(Sx)에는 압축 2개와 인장 2개로 총 4개의 스트레인 게이지가 설치될 수 있다. 전방 돌출부(410)에 반발력이 작용되었을 때, x방향 측정바(Sx)에서 스트레스 또는 변형률이 가장 큰 위치에 스트레인 게이지가 설치될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면 이러한 설치 위치는 도 7에 도시된 바와 같이 x방향 측정바(Sx) 각각의 양단부(R1, R2, R3, R4)로 설정될 수 있다.in relation to the installation position of the strain gages in the x-direction, Figure 7 is a schematic diagram showing the location of strain gages on the F x of the three-axis force measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, a total of four strain gauges can be installed in the x-direction measurement bar (S x ) with two compressions and two tensiles. When a repulsive force is applied to the front protruding
y방향의 스트레인 게이지의 설치 위치와 관련하여, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치의 Fy에 대한 스트레인 게이지의 위치를 도시한 모식도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, y방향 측정바(Sy)에는 압축 2개와 인장 2개로 총 4개의 스트레인 게이지가 설치될 수 있다. 전방 돌출부(410)에 반발력이 작용되었을 때, y방향 측정바(Sy)에서 스트레스 또는 변형률이 가장 큰 위치에 스트레인 게이지가 설치될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면 이러한 설치 위치는 도 8에 도시된 바와 같이 y방향 측정바(Sy) 각각의 양단부(R1, R2, R3, R4)로 설정될 수 있다.8 is a schematic diagram showing the position of the strain gage with respect to Fy of the three-axis force measuring device according to the embodiment of the present invention, in relation to the installation position of the strain gage in the y direction. As shown in FIG. 8, a total of four strain gauges can be installed in the y-direction measurement bar S y with two compressions and two tensiles. When a repulsive force is applied to the front protruding
z방향의 스트레인 게이지의 설치 위치와 관련하여, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치의 Fz에 대한 스트레인 게이지의 위치를 도시한 모식도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, z방향 측정바(Sz)에는 16개의 스트레인 게이지가 설치될 수 있다. 전방 돌출부(410)에 반발력이 작용되었을 때, z방향 측정바(Sz)에서 스트레스 또는 변형률이 가장 큰 위치에 스트레인 게이지가 설치될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면 이러한 설치 위치는 도 9에 도시된 바와 같이 z방향 측정바(Sy)의 각 일면에 압축 스트레인 게이지와 인장 스트레인 게이지의 2개가 한쌍(R1 ~ R16)으로 구성되어, 압축 8개, 인장 8개로 총 16개의 스트레인 게이지가 설정될 수 있다.
in relation to the installation position of the strain gages in the z direction, and Fig. 9 is a schematic diagram showing the location of strain gages on F z of the three-axis force measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 9, sixteen strain gauges may be installed in the z-direction measurement bar (S z ). When a repulsive force is applied to the front protruding
스트레인 게이지 제작과 관련하여, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 선정된 스트레인 게이지를 도시한 모식도이다. 도 10의 (a)는 z방향 측정에 이용되는 Shear Pattern 형 스트레인 게이지(Shear Force 측정을 위해 2개의 스트레인 게이지가 한 쌍으로 구성)이고, 도 10의 (b)는 x,y방향 측정에 이용되는 Linear Pattern 형 스트레인 게이지이다.
10 is a schematic diagram showing a strain gauge selected according to an embodiment of the present invention. 10 (a) is a Shear Pattern type strain gauge used for z-direction measurement (two strain gauges are configured as a pair for shear force measurement), and FIG. 10 (b) Linear strain gage.
x방향 측정바(Sx), y방향 측정바(Sy)에 적용되는 휘스톤 브리지 구성과 관련하여, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 Fx, Fy의 측정에 이용되는 휘스톤 브리지 구성을 도시한 모식도이다. 도 11에 도시된 바와 같이 R2와 R3 사이의 노드(Red) 및 R1과 R4 사이의 노드(White)는 입력단이 되고, R1과 R2 사이의 노드(Green) 및 R3와 R4 사이의 노드(Blue)는 출력단이 될 수 있다. 입력단에는 전원(800)이 연결되고, 출력단에는 검류계(650)가 연결될 수 있다. 검류계는 제어부(700)와 연결되고, 제어부(700) 내부의 증폭기(710)에 연결되어 검류기에서 발생되는 신호를 증폭시키고, 컨버터를 통해 디지털로 변환된 신호는 디스플레이부(730)에 표출되며, 분석장치(740)와 연결될 수 있다. 이때 스트레인 게이지의 이러한 배치에 따라 인장방향의 스트레인 게이지 위치는 R1, R3가 되며, 압축방향의 스트레인 게이지 위치는 R2, R4가 될 수 있다. x direction measuring bar (S x), y direction measurements bar (S y) in relation to the Wheatstone bridge configuration that are applied to, Fig. 11 is bent to be used for the determination of F x, F y, according to one embodiment of the invention Fig. 2 is a schematic diagram showing the construction of a stone bridge. Fig. As shown in FIG. 11, a node (Red) between R2 and R3 and a node (White) between R1 and R4 serve as input ends, and a node (Green) between R1 and R2 and a node (Blue) between R3 and R4, Can be an output stage. A
z방향 측정바(Sz)에 적용되는 휘스톤 브리지 구성과 관련하여, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따라 Fz의 측정에 이용되는 휘스톤 브리지 구성을 도시한 모식도이다. 도 12에 도시된 바와 같이 R7-R8과 R9-R12 사이의 노드(Red) 및 R1-R3과 R13-R16 사이의 노드(White)는 입력단이 되고, R2-R4와 R5-R8 사이의 노드(Green) 및 R10-R11과 R14-R15 사이의 노드(Blue)는 출력단이 될 수 있다. 입력단에는 전원이 연결되고, 출력단에는 검류계가 연결될 수 있다. 입력단에는 전원(800)이 연결되고, 출력단에는 검류계(650)가 연결될 수 있다. 검류계는 제어부(700)와 연결되고, 제어부(700) 내부의 증폭기(710)에 연결되어 검류기에서 발생되는 신호를 증폭시키고, 컨버터를 통해 디지털로 변환된 신호는 디스플레이부(730)에 표출되며, 분석장치(740)와 연결될 수 있다. 이때 스트레인 게이지의 이러한 배치에 따라 압축 방향의 스트레인 게이지 위치는 R5 ~ R8, R13 ~ R16이 되며, 나머지 스트레인 게이지는 더미(Dummy) 스트레인 게이지가 될 수 있다.Regarding the Wheatstone bridge configuration applied to the z-direction measurement bar (S z ), Fig. 12 is a schematic diagram showing the Whiston bridge configuration used for measurement of F z in accordance with one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, a node (Red) between R7-R8 and R9-R12 and a node (White) between R1-R3 and R13-R16 serve as an input terminal, and a node between R2-R4 and R5- Green) and the node (Blue) between R10-R11 and R14-R15 can be the output stage. A power source may be connected to the input terminal, and a galvanic system may be connected to the output terminal. A
본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치에서는 하나의 측정방향에 대해 복수개의 스트레인 게이지를 구성하고, 이러한 스트레인 게이지는 맞은 편의 스트레인 게이지와 더불어 측정방향의 힘 이외의 방향의 힘에 대하여 회로 상에서 상쇄하는 특성을 갖게 되므로 노이즈가 상당부분 제거되는 효과가 발생된다.
In the three-axis force measuring device according to an embodiment of the present invention, a plurality of strain gauges are formed for one measurement direction, and the strain gauges are provided with strain gauges opposite to each other, So that the noise is largely eliminated.
휘스톤 브리지의 온도 보상 및 영점 조정과 관련하여, 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 휘스톤 브리지의 온도 보상 및 영점 조정을 도시한 모식도이다. 스트레인 게이지를 이용하여 휘스톤 브리지 회로를 구성하면 각각의 스트레인 게이지가 온도에 따라 동일하게 반응하게 되면 회로상 상쇄효과가 발생되어 온도에 따른 신호 변화가 없게 되나, 실제로 스트레인 게이지 간의 온도 변화량이 같게 제조하는 것은 불가능하며 접착 과정에서 위의 조건들이 틀어지게 되는 문제점이 발생된다. 따라서 이러한 온도 변화에 대해 신호 변화를 일정한 수준으로 보상을 해야 할 필요가 발생된다. 이러한 온도 보상은 3축 힘 측정장치(400)를 제작한 후에 온도 챔버에서 온도 변화(5~40℃)를 주어 그 결과를 가지고 보상을 하게 되는데, 도 13에 도시된 규칙을 따르는 것이 바람직하다.With respect to the temperature compensation and zeroing of the Wheatstone bridge, FIG. 13 is a schematic diagram illustrating temperature compensation and zeroing of a Wheatstone bridge according to an embodiment of the present invention. If a Wheatstone bridge circuit is constructed using a strain gauge, if each strain gauge responds to the same temperature, a countercurrent effect is generated in the circuit, and there is no signal change due to the temperature. However, in practice, It is impossible to perform the bonding process and the above-mentioned conditions are distorted during the bonding process. Therefore, it is necessary to compensate the signal change to a certain level for such a temperature change. This temperature compensation is performed by making a temperature change (5 to 40 ° C) in the temperature chamber after making the three-axis
온도 보상 규칙은 도 13에 도시된 바와 같이 저온과 고온의 신호 값을 이용하여 온도 보상을 하게 된다. 저온(5℃)에서의 신호 값이 고온(40℃)에서의 신호 값보다 클 때, 도 13에 도시된 TZ+ 자리에 보상선(구리선)을 첨가하여 보상할 수 있다. 또한 저온(5℃)에서의 신호 값이 고온(40℃)에서의 신호 값보다 작을 때, 도 13에 도시된 TZ- 자리에 보상선(구리선)을 첨가하여 보상할 수 있다.As shown in FIG. 13, the temperature compensation rule uses the low and high temperature signal values to perform temperature compensation. When the signal value at low temperature (5 占 폚) is larger than the signal value at high temperature (40 占 폚), a compensation line (copper line) can be added to the TZ + position shown in Fig. Also, when the signal value at low temperature (5 占 폚) is smaller than the signal value at high temperature (40 占 폚), the compensating line (copper line) can be compensated by adding the TZ-digit shown in Fig.
영점 조정 규칙과 관련하여, 제작된 센서가 무부하시 출력 값이 0 근처의 값이 아니므로, 이를 0으로 맞추어 주는 과정을 영점 조정이라 한다. 영점 조정은 도 13에 도시된 규칙을 따르는 것이 바람직하다. 영점 출력 값이 +인 경우, CZ- 자리에 조정선(망간선)을 첨가할 수 있다. 또한 영점 출력 값이 -인 경우, CZ+ 자리에 조정선(망간선)을 첨가할 수 있다.
In relation to the zero point adjustment rule, since the output value of the produced sensor is not near 0 when no load is applied, the process of adjusting it to zero is called zero point adjustment. It is preferable that the zero point adjustment conforms to the rule shown in Fig. If the zero output value is +, the adjustment line (manganese line) can be added to the CZ-digit. Also, if the zero output value is negative, an adjustment line (manganese line) can be added to the CZ + digit.
스타팅Starting 블록 block
3축 힘 측정장치(400)가 장착된 스타팅 블록과 관련하여, 본 발명의 일실시예에 따른 스타팅 블록의 좌우 발판의 디딤판과 패드 사이에는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치(400)가 장착될 수 있다. With respect to the starting block equipped with the three-axis
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 발판의 내부를 도시한 사진이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 발판(100)은 크게 각도 조절부(150)와 디딤판(130)으로 구성될 수 있다. 디딤판(130)과 각도 조절부(150)는 힌지(152)를 통해 연결되어 육상 선수가 자유롭게 디딤판(130)의 각도를 조절할 수 있게 구성될 수 있다. 디딤판(130)의 일측에는 각도 조절부(150)의 후방에 형성된 요홈(160)에 안착되어 디딤판(130)의 각도를 조절할 수 있도록 핀(140)이 구성될 수 있다.14 is a photograph showing the inside of the foot plate according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, the
디딤판(130)에는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치(400)의 후방 돌출부(430)가 맞춤형상으로 삽입될 수 있도록 장착부(132)가 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 이러한 장착부(132)는 디딤판(130)에 형성되는 직사각형의 단면의 구멍으로 구성될 수 있다. The mounting
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 발판의 분해사진을 도시한 사진이다. 도 15에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 발판(100)은 디딤판(130)의 정면에 패드(134)가 결합될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 다른 3축 힘 측정장치(400)는 이러한 패드(134)와 디딤판(130)의 사이에 구성되게 된다.15 is a photograph showing an exploded view of a foot plate according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, the
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 발판에 3축 힘 측정장치를 장착한 모습을 도시한 사진, 도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 발판의 측면을 도시한 사진, 도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 발판의 정면을 도시한 사진이다. 도 16, 17, 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치(400)는 장착부(132)에 장착되고, 디딤판(130)과 패드(134)의 사이에 구성되게 된다. 3축 힘 측정장치(400)에는 내부의 스트레인 게이지의 출력단 및 입력단이 외부 전원과 검류계에 연결되도록 하는 연결선(720)이 구성될 수 있다.FIG. 16 is a photograph showing a three-axis force measuring device mounted on a foot plate according to an embodiment of the present invention, FIG. 17 is a photograph showing a side face of a foot plate according to an embodiment of the present invention, 1 is a photograph showing a front side of a footrest according to an embodiment of the invention. Axis
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 스타팅 블록을 도시한 사진이다. 도 19에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 스타팅 블록은 지면에 지지대(300)가 설치되고, 우발판(110) 및 좌발판(120)이 지지대(300)에 연결되며, 발판(100)에 장착된 3축 힘 측정장치(400)와 전원 및 검류계가 연결선(720)을 통해 연결될 수 있다.19 is a photograph showing a starting block according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 19, a
이러한 본 발명의 일실시예에 따른 스타팅 블록에 의해 육상 선수의 출발 시에 좌우 양발이 발휘하는 모든 힘들을 설명할 수 있는 효과가 있다. 또한 육상 선수들의 출발 시 반발력 및 반응시간을 측정하여 선수 개개인에 맞는 최적의 출발 기술을 효율적으로 맞춤 제공할 수 있는 효과가 있다.
The starting block according to the embodiment of the present invention has the effect of explaining all the forces exerted by the left and right feet at the start of the athlete. Also, by measuring the repulsive force and the reaction time at the start of the athletes, it is possible to efficiently provide an optimal start technique tailored to each athlete.
3축 힘 측정장치 설계의 Design of a three-axis force measuring device 일실시예In one embodiment
3축 힘 측정장치(400)에 반발력이 작용되었을 때의 구조해석과 관련하여, 도 20, 21, 22는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치의 구조해석도이다. 본 발명의 일실시예에서는 이하와 같은 조건으로 3축 힘 측정장치(400)를 설계하였다.
20, 21, and 22 are structural analysis views of a three-axis force measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, with respect to a structural analysis when a repulsive force is applied to the triaxial
본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치(400)는, Fx = Fy = 1 kN이고, Fz = 2 kN일 때 센서의 정격 출력(R.O.) = 0.5 mV/V로 되도록 설계하였다. Fz는 45°스트레인 게이지 8개를 이용하여 변형률을 측정하였으며, 위의 조건에서 3축 힘 측정장치(400)의 출력과 변형률과의 관계는 이하 수학식과 같다.The three-axis
여기서 R.O.는 3축 힘 측정장치(400)의 정격출력, K는 스트레인 게이지 상수, ε은 종탄성 변형률이다.Where R.O. is the rated output of the triaxial
K는 2의 값을 갖고, 구조 역학적으로 45°의 변형률인 v는 이하의 관계가 있으다.K has a value of 2, and a structural dynamically 45 ° strain, v, has the following relationship.
따라서 수학식 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치(400)의 구조상황에서만 적용된다. 수학식 1, 2와 K=2로부터 이하 관계가 도출된다.Therefore,
또한 일반적으로 구조해석 시 스트레스 해석을 하게 되므로, 다시 45° 스트레스(Shear Stress, τ)로 표현하면 수학식 3은 이하와 같이 표현될 수 있다.In general, stress analysis is performed in structural analysis. Therefore, Expression (3) can be expressed as follows by expressing again with 45 ° stress (Shear Stress, τ).
여기서, 전단탄성계수 G=E/{2*(1+p)}, E는 Young's Modulus, P는 Possion's Ratio가 된다. steel의 E = 210 kN/mm2이고, steel의 P = 0.3이다.Here, the shear modulus G = E / {2 * (1 + p)}, E is the Young's modulus, and P is the possion's ratio. E = 210 kN / mm 2 for steel and P = 0.3 for steel.
수학식 4로부터 τ를 계산하면 이하와 같다.From Equation (4), τ is calculated as follows.
위의 결과와 도 6에서 전방 돌출부(410)의 Sz 단면의 구조 치수를 변화시켜 Fz=2000 N을 가했을 때, 대략 τ가 40 N/mm2이 나오게 설계하면 3축 힘 측정장치(400)의 출력 R.O.를 0.5 mV/V 정도로 설계할 수 있다.
6, when the structural dimension of the Sz cross section of the front protruding
3축 힘 측정장치(400)에서 Fx, Fy 힘은 선형 스트레인 게이지를 4개를 사용하여 변형률을 측정할 수 있도록 구성되었다. 적절한 변형률의 크기를 계산해 보면, 스트레인 게이지를 이용하여 측정하고 회로구성은 휘스톤 브리지를 사용했을 때, 3축 힘 측정장치(400)의 출력과 변형률과의 관계는 이하 수학식으로 설명될 수 있다.The Fx and Fy forces in the three-axis force measuring device (400) were configured to measure the strain using four linear strain gauges. The relationship between the output of the three-axis
위 수학식 6에 의해 이하 수학식이 도출될 수 있다.The following equations can be derived from Equation (6).
이때, Aluminum의 E = 70 kN/mm2이므로, σ는 이하 수학식과 같이 도출될 수 있다.At this time, since E = 70 kN / mm 2 of aluminum, σ can be derived as shown in the following equation.
위의 결과와 도 6에서 전방 돌출부(410)의 Sx, Sy 단면의 구조 치수를 변화시켜 Fx=Fy=1000 N을 가했을 때, 대략 σ가 17.5 N/mm2이 나오게 설계하면 3축 힘 측정장치(400)의 출력 R.O.를 0.5 mV/V 정도로 설계할 수 있다.
In the above results and in FIG. 6, when the structural dimension of the Sx and Sy cross sections of the front protruding
도 20, 21, 22에 도시된 바와 같은 구조해석 모델링과 관련하여, 구조해석 프로그램은 ANSYS를 이용하였고, 이때에 사용된 입력치는 다음과 같다. Fx=Fy=1000 N, Fz=2000 N, E=210 kN/mm2, P=0.3이다. 모델링 결과는 도 20과 같으며, 위의 조건으로 치수를 변화시켜 해석한 결과, 각각의 치수 값은 Sz, Sx, Sy의 폭이 3mm, Sx, Sy의 길이가 22.5mm, Sz, Sx, Sy의 깊이방향 두께가 20mm로 결정되었다.Regarding the structural analysis modeling as shown in FIGS. 20, 21 and 22, the structural analysis program uses ANSYS, and the input values used at this time are as follows. Fx = Fy = 1000 N, Fz = 2000 N, E = 210 kN / mm 2 , and P = 0.3. The results of the modeling are shown in FIG. 20. As a result of analyzing the dimensions by the above conditions, the widths of Sz, Sx, and Sy are 3 mm, the lengths of Sx and Sy are 22.5 mm, Was determined to be 20 mm.
도 21은 위의 치수로 해석한 결과로 반발력이 작용되면 45°방향으로 전방 돌출부(410)가 찌그러짐을 확인할 수 있다. 도 22는 위의 치수로 해석한 결과로 반발력이 작용되면 종방향으로 전방 돌출부(410)가 찌그러짐을 확인할 수 있다.
FIG. 21 shows that when the repulsive force is applied as a result of the analysis of the above dimensions, the
3축3 axes 힘 측정장치를 이용한 Using a force measuring device 측정Measure 시스템 system
3축 힘 측정장치(400)를 이용한 측정 시스템과 관련하여, 도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 측정 시스템의 블록도이다. 도 23에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 시스템은, 복수개의 스트레인 게이지를 포함하는 센서(~20mV), 센서 신호를 증폭하는 증폭부(~10V), 증폭된 신호를 디지털로 변환하여 CPU에서 연산처리 할 수 있게 변환하는 역할을 하는 A/D 컨버터, 신호를 처리하는 CPU 연산부, 반발력과 반응속도와 관련된 처리된 신호를 사용자에게 표시하는 Display를 포함하고, 접점신호 입력부 및 통신부 등은 기능에 따라 내부적 프로그램을 통해 원하는 기능으로 동작 및 신호값 등을 전송하는 역할을 하게 된다. 또한 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 시스템의 센서는 육상 출발 총소리를 감지하여 스타트 시점을 감지하기 위한 마이크로폰 센서를 포함할 수 있다.
With reference to a measurement system using a three-axis
도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 측정 시스템에 따라 디스플레이에 표시되는 화면을 도시한 사진이다. 도 24에 도시된 바와 같이, 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 시스템의 소프트웨어는 3축 힘 측정장치에서 측정된 반발력과 마이크로폰 센서에서 측정한 소리신호를 동시에 취득하여 처리 및 기록을 하게 된다. 도 24에 도시된 바와 같이 실험자의 정보를 입력할 수 있고, 실험자의 스타트 신호에 대한 출발 반응시간, 최대 반발력 등을 그래프로 보여주며 저장할 수 있으며, 실험자의 스타트 신호에 대한 출발 반응 시간과, 스타팅 블록의 각도 및 왼발과 오른발의 거리에 따른 최대 반발력을 스타트 신호 이후 단위 시간마다 측정할 수 있게 되는 효과가 있다.24 is a photograph showing a screen displayed on a display according to a measurement system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 24, the software of the measurement system using the three-axis force measuring device acquires the repulsive force measured by the three-axis force measuring device and the sound signal measured by the microphone sensor for processing and recording. As shown in FIG. 24, the experimenter's information can be input, and the start reaction time and the maximum repulsion force of the experimenter's start signal can be graphically displayed and stored. The start reaction time for the experimenter's start signal, The maximum repulsive force according to the angle of the block and the distance between the left foot and the right foot can be measured every unit time after the start signal.
즉 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 시스템에 따르면 육상 선수의 x, y, z 방향의 반발력을 정밀하게 감지하여 분석함으로써, 운동선수의 스타팅 자세에서 발생되는 문제점 또는 반응 시간에 대한 정밀한 피드백이 가능해지는 효과가 발생된다.
That is, according to the measurement system using the three-axis force measuring device according to an embodiment of the present invention, the repulsive force in the x, y, and z directions of the athlete is accurately sensed and analyzed, The effect of enabling precise feedback on the time is generated.
3축3 axes 힘 측정장치를 이용한 Using a force measuring device 측정Measure 방법 Way
3축 힘 측정장치를 이용한 측정 방법과 관련하여, 도 25는 본 발명의 일실시예에 따른 측정 방법을 도시한 흐름도이다. 도 25에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 방법은 반발력 작용 단계(S10), 3축 힘 측정장치의 변형 단계(S20), 스트레인 게이지의 변형 단계(S30), 출력전압 검출단계(S40), 출력전압 증폭단계(S50), 디스플레이 단계(S60), 출발 반응시간 및 최대 반발력을 감지하는 감지단계(S70)을 포함할 수 있다.With reference to a measurement method using a three-axis force measuring device, FIG. 25 is a flowchart showing a measurement method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 25, the measuring method using a three-axis force measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a repulsive force applying step (S10), a deforming step (S20) of a triaxial force measuring apparatus, S30), an output voltage detection step (S40), an output voltage amplification step (S50), a display step (S60), a start reaction time, and a sensing step (S70) for sensing a maximum repulsive force.
반발력 작용 단계(S10)는 육상 선수가 스타팅 신호를 듣고 스타팅 블록을 밀어서 스타팅 블록에 반발력이 작용시키는 단계이다.The repulsive force acting step S10 is a step in which the athlete hears the starting signal and pushes the starting block to apply the repulsive force to the starting block.
3축 힘 측정장치의 변형 단계(S20)는 육상 선수의 반발력에 의해 발판에 결합된 3축 힘 측정장치의 전방 돌출부가 밀리면서 3축 힘 측정장치의 Sx, Sy, Sz가 변형되는 단계이다.In the deformation step (S20) of the three-axis force measuring device, Sx, Sy and Sz of the three-axis force measuring device are deformed while the forward protrusion of the three-axis force measuring device coupled to the footrest is pushed by the repulsive force of the athlete.
스트레인 게이지의 변형 단계(S30)는 3축 힘 측정장치의 Sx, Sy, Sz의 변형에 의해 각각에 설치된 스트레인 게이지가 변형되는 단계이다. 각각의 측정바에 설치된 스트레인 게이지는 작용되는 반발력의 방향 및 크기에 의해 인장 스트레인 게이지의 저항이 증가되고, 압축 스트레인 게이지의 저항이 감소된다.The strain gauge deformation step S30 is a step in which the strain gages installed on each of the strain gauges are deformed by the deformation of Sx, Sy and Sz of the triaxial force measuring device. The strain gage installed in each measurement bar increases the resistance of the tensile strain gage by the direction and magnitude of the repulsive force applied, and the resistance of the compressive strain gage is reduced.
출력전압 검출단계(S40)는 휘스톤 브리지 회로의 출력단에서의 출력전압을 검류계가 측정하게 되는 단계이다. 육상 선수가 스타팅 블록을 밀어내면서, 스타팅 블록에 반발력이 가해지게 되면 휘스톤 브리지 회로의 출력전압이 바뀌게 되고, 이러한 출력전압을 검류계에서 측정하게 된다.The output voltage detecting step S40 is a step in which the galvanometer system measures the output voltage at the output terminal of the Wheatstone bridge circuit. When the athlete pushes the starting block and the reaction force is applied to the starting block, the output voltage of the whistle bridge circuit changes, and the output voltage is measured by the galvanometer.
출력전압 증폭단계(S50)는 검류계에서 측정된 출력전압을 증폭기에서 증폭하는 단계이다. The output voltage amplifying step (S50) amplifies the output voltage measured by the galvanometer system in the amplifier.
디스플레이 단계(S60)는 증폭된 출력전압을 디스플레이하는 단계이다.The display step S60 is a step of displaying the amplified output voltage.
출발 반응시간 및 최대 반발력을 감지하는 감지단계(S70)는 출력 전압을 분석하여 출발 반응시간 및 최대 반발력을 감지하는 단계이다. The sensing step S70 of sensing the starting reaction time and the maximum repulsive force is a step of sensing the starting reaction time and the maximum repulsive force by analyzing the output voltage.
본 발명의 일실시예에 따른 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 방법에 따르면 육상 선수의 x, y, z 방향의 반발력을 정밀하게 감지하여 분석함으로써, 운동선수의 스타팅 자세에서 발생되는 문제점 또는 반응 시간에 대한 정밀한 피드백이 가능해지는 효과가 발생된다.
According to the measurement method using the three-axis force measuring device according to an embodiment of the present invention, the repulsive force in the x, y, and z directions of the athlete is accurately sensed and analyzed, So that it is possible to perform precise feedback on the input signal.
컴퓨터computer 프로그램 및 기록매체 Program and recording medium
본 발명은 또한 컴퓨터에서 출력전압을 분석하여 출발 반응시간 및 최대 반발력을 감지하는 단계를 수행하는 프로그램을 포함할 수 있다. 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The present invention can also include a program for performing a step of analyzing an output voltage in a computer to detect a start reaction time and a maximum repulsive force. Functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers skilled in the art to which the present invention pertains.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) . In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
As described above, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 발판
110: 우발판
120: 좌발판
130: 디딤판
140: 핀
150: 각도 조절부
160: 요홈
200: 연결수단
300: 지지부
320: 요홈
400: 3축 힘 측정장치
Sx: x방향 측정바
Sy: y방향 측정바
Sz: z방향 측정바100: Scaffolding
110: Right foot scaffold
120: Left footrest
130: Step
140: pin
150:
160: groove
200: connecting means
300:
320: groove
400: 3-axis force measuring device
Sx: Measuring bar in the x direction
Sy: y-direction measuring bar
Sz: Measuring bar in the z direction
Claims (13)
을 포함하고,
상기 z방향은 상기 발판이 이루는 평면의 법선 방향이고,
상기 x방향은 상기 발판이 이루는 평면의 좌우 수평방향이며,
상기 y방향은 상기 발판이 이루는 평면의 상하 수평방향이고,
상기 반발력 측정수단은 상기 스타팅 블록의 상기 발판에 장착되어 상기 사용자의 출발시간 및 상기 반발력 중 적어도 하나가 측정되는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치.
a repulsive force measuring means for measuring a repulsive force in three axial directions which are x direction, y direction and z direction;
/ RTI >
The z direction is a normal direction of a plane formed by the foot plate,
The x-direction is a horizontal direction of the plane formed by the foot plate,
The y direction is a horizontal direction of the plane formed by the footplate,
Wherein the repulsive force measuring means is mounted on the foot plate of the starting block, and at least one of the start time and the repulsive force of the user is measured.
일단이 상기 전방 돌출부와 연결되고, 상기 반발력의 z방향 분력을 측정하는 z방향 측정바;
일단이 상기 z방향 측정바와 연결되고, 상기 반발력의 x방향 분력을 측정하는 x방향 측정바; 및
일단이 상기 z방향 측정바와 연결되고, 상기 반발력의 y방향 분력을 측정하는 y방향 측정바;
를 포함하고,
상기 z방향은 상기 발판이 이루는 평면의 법선 방향이고,
상기 x방향은 상기 발판이 이루는 평면의 좌우 수평방향이며,
상기 y방향은 상기 발판이 이루는 평면의 상하 수평방향이고,
상기 스타팅 블록의 상기 발판에 장착되어 상기 사용자의 출발시간 및 상기 반발력 중 적어도 하나가 측정되는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치.
A front protrusion which is formed in front of the scaffold of the starting block and in which a repulsive force generated by the user is applied;
A z-direction measuring bar, one end of which is connected to the front projection, and measures the z-direction component of the repulsive force;
An x-direction measurement bar connected at one end to the z-direction measurement bar and measuring an x-direction component of the repulsive force; And
A y-direction measurement bar connected at one end to the z-direction measurement bar and measuring a y-direction component of the repulsive force;
Lt; / RTI >
The z direction is a normal direction of a plane formed by the foot plate,
The x-direction is a horizontal direction of the plane formed by the foot plate,
The y direction is a horizontal direction of the plane formed by the footplate,
Wherein at least one of the start time and the repulsive force of the user is measured by being mounted on the foot plate of the starting block.
상기 z방향 측정바는, 복수개의 바로 구성되고, 일단이 상기 전방 돌출부의 외면을 상기 발판이 이루는 평면의 수평방향으로 지지하도록 구성되며,
상기 x방향 측정바는, 상기 y방향으로 형성되는 복수개의 바로 구성되고, 상기 z방향 측정바의 타단을 지지하도록 구성되며,
상기 y방향 측정바는, 상기 x방향으로 형성되는 복수개의 바로 구성되고, 상기 z방향 측정바의 타단을 지지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the z-direction measuring bar is constituted by a plurality of bars and one end is configured to support the outer surface of the front projection in a horizontal direction of a plane defined by the foot plate,
The x-direction measurement bar is constituted by a plurality of bars formed in the y-direction and configured to support the other end of the z-direction measurement bar,
And the y-direction measurement bar is configured to support a second end of the z-direction measurement bar, the plurality of bars being formed in the x-direction.
상기 x방향 측정바, 상기 y방향 측정바 및 상기 z방향 측정바에는 인장 스트레인 게이지 및 압축 스트레인 게이지가 구성되는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the x-direction measuring bar, the y-direction measuring bar and the z-direction measuring bar are constituted by a tensile strain gage and a compressive strain gage.
상기 z방향 측정바는, 일단이 상기 전방 돌출부의 외면 좌우를 지지하고 상기 x방향으로 형성되는 2개의 제1z방향 측정바 및 상기 전방 돌출부의 외면 상하를 지지하고 상기 y방향으로 형성되는 2개의 제2z방향 측정바를 포함하고,
상기 x방향 측정바는, 상기 전방 돌출부의 좌측에 상기 y방향으로 일렬로 형성되어 상기 제1z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제1x방향 측정바 및 상기 전방 돌출부의 우측에 상기 y방향으로 일렬로 형성되어 상기 제1z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제2x방향 측정바를 포함하며,
상기 y방향 측정바는, 상기 전방 돌출부의 좌측에 상기 x방향으로 일렬로 형성되어 상기 제2z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제1y방향 측정바 및 상기 전방 돌출부의 우측에 상기 x방향으로 일렬로 형성되어 상기 제2z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제2y방향 측정바를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치.
3. The method of claim 2,
The z-direction measuring bar may include two first z-direction measuring bars, one end of which supports the outer sides of the outer surface of the front protruding portion and which is formed in the x-direction, and two second measuring bars which support the upper and lower surfaces of the front protruding portion, A 2z direction measurement bar,
The x-direction measurement bar may include two first x-direction measurement bars formed in a row in the y-direction on the left side of the front protrusion and supporting the other end of the first z-direction measurement bar, And two second x-direction measuring bars formed in a row and supporting the other end of the first z-direction measuring bar,
The y-direction measurement bar includes two first y-direction measurement bars formed in a line in the x-direction on the left side of the front projection and supporting the other end of the second z-direction measurement bar, and two first y-direction measurement bars on the right side of the front- And two second y-direction measurement bars formed in a row and supporting the other end of the second z-direction measurement bar.
상기 z방향 측정바는, 일단이 상기 전방 돌출부의 외면 좌우를 지지하고 상기 x방향으로 형성되는 2개의 제1z방향 측정바 및 상기 전방 돌출부의 외면 상하를 지지하고 상기 y방향으로 형성되는 2개의 제2z방향 측정바를 포함하고,
상기 x방향 측정바는, 상기 전방 돌출부의 좌측에 상기 y방향으로 일렬로 형성되어 상기 제1z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제1x방향 측정바 및 상기 전방 돌출부의 우측에 상기 y방향으로 일렬로 형성되어 상기 제1z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제2x방향 측정바를 포함하며,
상기 y방향 측정바는, 상기 전방 돌출부의 좌측에 상기 x방향으로 일렬로 형성되어 상기 제2z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제1y방향 측정바 및 상기 전방 돌출부의 우측에 상기 x방향으로 일렬로 형성되어 상기 제2z방향 측정바의 타단을 지지하는 2개의 제2y방향 측정바를 포함하고,
상기 z방향 측정바의 중단 양측 각각에 인장 스트레인 게이지 및 압축 스트레인 게이지가 설치되고,
상기 x방향 측정바 및 상기 y방향 측정바의 일단에 인장 스트레인 게이지 또는 압축 스트레인 게이지가 구성되는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치.
3. The method of claim 2,
The z-direction measuring bar may include two first z-direction measuring bars, one end of which supports the outer sides of the outer surface of the front protruding portion and which is formed in the x-direction, and two second measuring bars which support the upper and lower surfaces of the front protruding portion, A 2z direction measurement bar,
The x-direction measurement bar may include two first x-direction measurement bars formed in a row in the y-direction on the left side of the front protrusion and supporting the other end of the first z-direction measurement bar, And two second x-direction measuring bars formed in a row and supporting the other end of the first z-direction measuring bar,
The y-direction measurement bar includes two first y-direction measurement bars formed in a line in the x-direction on the left side of the front projection and supporting the other end of the second z-direction measurement bar, and two first y-direction measurement bars on the right side of the front- And two second y-direction measurement bars formed in a row and supporting the other end of the second z-direction measurement bar,
A tensile strain gauge and a compressive strain gauge are installed on both sides of the stop of the z-direction measurement bar,
And a tensile strain gage or a compressive strain gage is configured at one end of the x-direction measurement bar and the y-direction measurement bar.
상기 x방향 측정바, 상기 y방향 측정바 및 상기 z방향 측정바의 스트레인 게이지는 휘스톤 브리지 회로의 형태로 연결되는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치.
The method according to claim 6,
Wherein the x-direction measurement bar, the y-direction measurement bar, and the z-direction measurement bar strain gages are connected in the form of a Wheatstone bridge circuit.
상기 지지대의 일측에 장착되는 우발판;
상기 지지대의 타측에 장착되는 좌발판; 및
상기 우발판 및 상기 좌발판 중 적어도 하나에 장착되고, x방향, y방향 및 z 방향인 3축 방향의 반발력을 측정하기 위한 3축 힘 측정장치;
를 포함하고,
상기 z방향은 상기 발판이 이루는 평면의 법선 방향이고,
상기 x방향은 상기 발판이 이루는 평면의 좌우 수평방향이며,
상기 y방향은 상기 발판이 이루는 평면의 상하 수평방향이고,
상기 3축 힘 측정장치에 의해 사용자의 출발시간 및 상기 반발력 중 적어도 하나가 측정되는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치를 이용한 스타팅 블록.
A support fixed to the ground to mount the footrest;
A right foot plate mounted on one side of the support frame;
A left footplate mounted on the other side of the support frame; And
A three-axis force measuring device mounted on at least one of the right foot plate and the left foot plate for measuring a repulsive force in three axial directions which are x direction, y direction and z direction;
Lt; / RTI >
The z direction is a normal direction of a plane formed by the foot plate,
The x-direction is a horizontal direction of the plane formed by the foot plate,
The y direction is a horizontal direction of the plane formed by the footplate,
And the starting time and the repulsive force of the user are measured by the three-axis force measuring device.
상기 스타팅 블록의 발판에 장착되고, 상기 스타팅 블록의 일구성인 3축 힘 측정장치; 및
상기 3축 힘 측정장치에서 측정된 정보를 분석하여 사용자의 출발시간 및 반발력 중 적어도 하나를 계산하는 분석수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 시스템.
A starting block according to claim 8;
A three-axis force measuring device mounted on a foot plate of the starting block and being a constituent of the starting block; And
An analysis means for analyzing information measured by the three-axis force measuring device and calculating at least one of a start time and a repulsive force of the user;
And a measuring system using the three-axis force measuring device.
상기 반발력의 작용에 의해 상기 스타팅 블록의 일구성인 3축 힘 측정장치가 변형되는 3축 힘 측정장치의 변형 단계;
상기 3축 힘 측정장치의 내부에 설치된 스트레인 게이지가 변형되어, 상기 스트레인 게이지의 저항값이 변경되는 스트레인 게이지의 변형 단계;
상기 3축 힘 측정장치와 연결된 검출수단이 상기 3축 힘 측정장치에서 출력되는 출력전압을 검출하는 출력전압 검출단계;
상기 검출수단과 연결된 증폭기가 검출된 상기 출력전압을 증폭하는 출력전압 증폭단계;
상기 증폭기와 연결된 컨버터가 상기 출력전압을 디지털 신호로 전환하는 컨버팅 단계; 및
상기 컨버터와 연결된 디스플레이 장치가 컨버팅된 상기 출력전압을 화면에 표시하는 디스플레이 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 방법.
A repulsive force applying step in which a repulsive force of a user is applied to a foot plate which is an embodiment of the starting block according to claim 8;
A deforming step of the three-axis force measuring device in which the three-axis force measuring device which is a constitution of the starting block is deformed by the action of the repulsive force;
A strain gage deforming step in which a strain gage installed inside the triaxial force measuring device is deformed to change a resistance value of the strain gage;
An output voltage detecting step of detecting a voltage output from the triaxial force measuring device by a detecting means connected to the triaxial force measuring device;
An output voltage amplifying step of amplifying the output voltage detected by an amplifier connected to the detecting means;
A converter connected to the amplifier converts the output voltage into a digital signal; And
A display step of displaying the output voltage converted by the display device connected to the converter on a screen;
And a measuring device for measuring a force using the three-axis force measuring device.
상기 반발력의 작용에 의해 상기 스타팅 블록의 일구성인 3축 힘 측정장치가 변형되는 3축 힘 측정장치의 변형 단계;
상기 3축 힘 측정장치의 내부에 설치된 스트레인 게이지가 변형되어, 상기 스트레인 게이지의 저항값이 변경되는 스트레인 게이지의 변형 단계;
상기 3축 힘 측정장치와 연결된 검출수단이 상기 3축 힘 측정장치에서 출력되는 출력전압을 검출하는 출력전압 검출단계; 및
상기 3축 힘 측정장치와 연결된 분석수단이 상기 출력전압을 토대로 상기 사용자의 출발 반응시간 및 최대 반발력을 계산하는 계산단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 힘 측정장치를 이용한 측정 방법.
A repulsive force applying step in which a repulsive force of a user is applied to a foot plate which is an embodiment of the starting block according to claim 8;
A deforming step of the three-axis force measuring device in which the three-axis force measuring device which is a constitution of the starting block is deformed by the action of the repulsive force;
A strain gage deforming step in which a strain gage installed inside the triaxial force measuring device is deformed to change a resistance value of the strain gage;
An output voltage detecting step of detecting a voltage output from the triaxial force measuring device by a detecting means connected to the triaxial force measuring device; And
Calculating a starting reaction time and a maximum repulsive force of the user on the basis of the output voltage, the analyzing means connected to the triaxial force measuring device;
And a measuring device for measuring a force using the three-axis force measuring device.
상기 3축 힘 측정장치에서 사용자의 반발력에 의해 변화된 출력전압을 수신하는 출력전압 수신단계; 및
수신된 출력전압을 토대로 상기 사용자의 출발 반응시간 및 최대 반발력을 계산하는 계산단계;
를 포함하는 단계를 컴퓨터상에서 수행하는 컴퓨터 프로그램.
13. A computer program executed by analyzing means which is a constitution of a measuring system using a three-axis force measuring device according to claim 9,
An output voltage receiving step of receiving an output voltage changed by the repulsive force of the user in the triaxial force measuring device; And
A calculation step of calculating a start reaction time and a maximum repulsive force of the user based on the received output voltage;
Wherein the computer program is executable on a computer.
상기 3축 힘 측정장치에서 사용자의 반발력에 의해 변화된 출력전압을 수신하는 출력전압 수신단계; 및
수신된 출력전압을 토대로 상기 사용자의 출발 반응시간 및 최대 반발력을 계산하는 계산단계;
를 포함하는 단계를 컴퓨터상에서 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록매체.
A recording medium on which a computer program recorded by an analyzing means, which is a constitution of a measuring system using a three-axis force measuring device according to claim 9,
An output voltage receiving step of receiving an output voltage changed by the repulsive force of the user in the triaxial force measuring device; And
A calculation step of calculating a start reaction time and a maximum repulsive force of the user based on the received output voltage;
And recording the program on a computer.
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