RU2399403C2

RU2399403C2 - Device for measurement of multi-turn jump duration

Info

Publication number: RU2399403C2
Application number: RU2008108963/12A
Authority: RU
Inventors: Алексей Николаевич Мишин (RU); Алексей Николаевич Мишин; Виктор Александрович Шапиро (RU); Виктор Александрович Шапиро
Original assignee: Алексей Николаевич Мишин; Виктор Александрович Шапиро
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2010-09-20
Also published as: RU2008108963A

Abstract

FIELD: sports.

SUBSTANCE: device for measurement of multi-turn jump duration comprises sensor of skate contact with ice and unit of jump duration measurement, unit of jump height detection. Unit of jump height duration is connected to unit of jump duration measurement, which is connected to sensor of skate contact with ice.

EFFECT: using this invention makes it possible to measure height of multi-turn jump with high accuracy.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится области спорта, а именно к системам измерения параметров движения спортсменов.The invention relates to the field of sports, namely to systems for measuring the parameters of movement of athletes.

Из уровня техники известна система по патенту US №6464622, 2002 г., для тренировок боксера.The prior art system according to US patent No. 6464622, 2002, for training a boxer.

Эта система содержит блок измерения скорости удара и тренировочную грушу, на которой установлены датчики контакта.This system contains a block for measuring the speed of impact and a training ball, on which contact sensors are installed.

Известна система обучения и измерения параметров движения фигуриста при выполнении сложно-координационных двигательных действий вращательного характера (заявка RU №2003102213, А63В 71/06, 2004), содержащая датчик контакта конька со льдом, принятая в качестве наиболее близкого аналога. Недостатком известного устройства является отсутствие возможности измерения высоты прыжка фигуриста и установки датчика контакта на конек. Задачей заявленного изобретения является возможность измерения высоты прыжка фигуриста при установке датчика контакта на конек.A known system for training and measuring the motion parameters of the skater when performing complex coordination motor actions of a rotational nature (application RU No. 2003102213, A63B 71/06, 2004), comprising a skate-ice contact sensor, adopted as the closest analogue. A disadvantage of the known device is the inability to measure the height of the skater's jump and install the contact sensor on the ridge. The objective of the claimed invention is the ability to measure the height of the skater's jump when installing the contact sensor on the ridge.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в устройстве измерения длительности многооборотного прыжка, содержащем датчик контакта конька со льдом и блок определения длительности прыжка, достигается тем, что оно имеет блок расчета высоты прыжка, соединенный с блоком определения длительности прыжка, который соединен с датчиком контакта конька со льдом, а датчик контакта конька со льдом выполнен в виде линейного акселерометра, установленного на фигуристе так, что его ось чувствительности параллельна продольной оси фигуриста в течение времени совершения прыжка.The technical result, which consists in eliminating these shortcomings in a device for measuring the duration of a multi-turn jump containing a skate contact sensor with ice and a block for determining the duration of the jump, is achieved by the fact that it has a unit for calculating the height of the jump connected to the unit for determining the duration of the jump, which is connected to the contact sensor ice skate, and the ice skate contact sensor is made in the form of a linear accelerometer mounted on the skater so that its sensitivity axis is parallel to the longitudinal axis of the skater during the time of the jump.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1, 2 обозначено:In figure 1, 2 is indicated:

1 - фигурист,1 - skater,

2 - продольная ось фигуриста,2 - the longitudinal axis of the skater,

3 - датчик контакта конька со льдом,3 - sensor contact ridge with ice,

4 - лед,4 - ice

5 - блок определения длительности прыжка,5 - block determining the duration of the jump,

6 - блок определения высоты прыжка,6 - block determine the height of the jump,

7 - линейный акселерометр,7 - linear accelerometer,

8 - ось чувствительности линейного акселерометра.8 - sensitivity axis of the linear accelerometer.

На фиг.1 изображено устройство определения длительности прыжка. На фигуристе 1, который совершает многооборотный прыжок вокруг продольной оси 2 с угловой скоростью ω, закреплен датчик контакта конька 3 со льдом 4. В состав устройства входит блок определения длительности прыжка 5 и блок определения высоты прыжка 6.Figure 1 shows a device for determining the duration of the jump. The skater 1, which makes a multi-turn jump around the longitudinal axis 2 with an angular velocity ω, has a contact sensor for the ridge 3 connected with ice 4. The device includes a unit for determining the duration of the jump 5 and a unit for determining the height of the jump 6.

На фиг.2 изображено устройство определения длительности прыжка, в котором датчик контакта конька со льдом 4 выполнен в виде линейного акселерометра 7, установленного на фигуристе так, что его ось чувствительности 8 параллельна продольной оси фигуриста 2 в течение времени совершения прыжка.Figure 2 shows a device for determining the duration of the jump, in which the contact sensor of the ridge with ice 4 is made in the form of a linear accelerometer 7 mounted on the skater so that its axis of sensitivity 8 is parallel to the longitudinal axis of the skater 2 during the time of the jump.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В начале прыжка (фиг.1) датчик контакта конька со льдом 3 выдает сигнал об отрыве фигуриста 1 от льда 4. Этот сигнал поступает в блок определения длительности прыжка 5. При приземлении датчик 3 вновь выдает сигнал о контакте конька со льдом, который также поступает в блок определения длительности прыжка 5. В блоке 5 по временным меткам начала и окончания прыжка определяется длительность прыжка - t_пр.. Значение t_пр. передается в блок расчета высоты прыжка 6.At the beginning of the jump (Fig. 1), the skate-ice contact sensor 3 gives a signal that the skater 1 is separated from the ice 4. This signal is sent to the jump duration determination unit 5. When landing, sensor 3 again gives a signal about the skate's contact with ice, which also comes in in the block for determining the duration of the jump 5. In block 5, the duration of the jump is determined by the timestamps of the beginning and end of the jump - t _ave . The value of t _ave. Is transmitted to the block for calculating the height of the jump 6.

Из законов физики известно, что если тело падает с некоторой высоты вблизи земли и известна длительность полета тела с этой высоты, то высота Н, с которой падает тело, может быть определена по формуле Н=g×t²/2, где g - ускорение свободного падения, равное 980 см/сек², a t - длительность падения тела с высоты Н.From the laws of physics it is known that if the body falls from a height near the ground and the known length of the body of flight from this height, the height H, which decreases the body may be defined by the formula H = g × t ^2/2, where g - acceleration free fall equal to 980 cm / sec ² , at is the duration of the fall of the body from a height of N.

Так как в нашем случае известна длительность прыжка t_пр., то длительность падения тела с высоты Н будет равна t_пр./2. Тогда формула высоты прыжка будет иметь вид Н=g×t_пр. ²/8. По этой формуле в блоке 6 рассчитывается высота прыжка фигуриста Н.Since in our case the duration of the jump is known to be t _ave , the duration of the fall of the body from a height of H will be equal to t _ave / 2. Then the formula jump height will be of the form H = g × t _ave. ^2/8. According to this formula, in block 6, the jump height of the skater N. is calculated.

Результаты сравнения экспериментальных замеров высоты прыжка с расчетными показали точность расчета во втором знаке после запятой.The results of comparing experimental measurements of the height of the jump with the calculated ones showed the accuracy of the calculation in the second decimal place.

Определение момента отрыва конька от льда и момента касания коньком льда после прыжка с помощью акселерометра, установленного на фигуристе 1 (фиг.2), основано на том, что для совершения прыжка фигурист должен оттолкнуться ото льда, чтобы преодолеть силу земного притяжения. В момент толчка возникнет сигнал акселерометра 7, пропорциональный силе толчка. Этот сигнал характеризует момент начала прыжка. В момент касания коньком льда после окончания полета также возникнет скачок в сигнале акселерометра 7 вследствие удара фигуриста об лед. Этот сигнал будет характеризовать момент окончания прыжка. Знание моментов начала и окончания прыжка позволяет вычислить длительность прыжка t_пр. в блоке определения длительности прыжка 5.The determination of the moment the ridge is torn off the ice and the moment the ridge touches the ice after the jump using the accelerometer installed on the skater 1 (Fig. 2) is based on the fact that, to complete the jump, the skater must push off the ice in order to overcome the force of gravity. At the time of the shock, the signal of the accelerometer 7 will be proportional to the strength of the shock. This signal characterizes the moment the jump begins. At the moment the ridge touches the ice after the end of the flight, a jump will also occur in the signal of the accelerometer 7 due to the skater hitting the ice. This signal will characterize the moment of the end of the jump. Knowing the moments of the beginning and end of the jump allows you to calculate the duration of the jump t, _etc. in the block determining the duration of the jump 5.

Использование линейного акселерометра в качестве датчика контакта конька со льдом удобно с эксплуатационной точки зрения, так как акселерометр может быть размещен на фигуристе в любом удобном месте, вследствие чего не требуется протяжка длинных линий связи по одежде фигуриста.Using a linear accelerometer as a sensor of contact between the ridge and ice is convenient from an operational point of view, since the accelerometer can be placed on the skater in any convenient place, as a result of which long lines of communication are not required along the skater’s clothes.

Техническая реализация предлагаемого устройства не вызывает затруднений, так как в настоящее время промышленно выпускаются большое разнообразие малогабаритных линейных акселерометров. Наиболее распространены акселерометры компании Analog Device.The technical implementation of the proposed device does not cause difficulties, since a wide variety of small-sized linear accelerometers are currently produced industrially. The most common accelerometers from Analog Device.

Реализация функции расчета высоты по формуле Н=g×t_пр. ²/8 может быть, например, осуществлена на микроконтроллере C8051F124TQPP.Realization of the functions for calculating the height of the formula H = g × t _ave. ^2/8 may, for example, implemented on the microcontroller C8051F124TQPP.

Claims

1. A device for measuring the duration of a multi-turn jump, comprising a skate-ice contact sensor and a jump duration determination unit, characterized in that a jump height calculation unit connected to a jump duration determination unit that is connected to the ice-skate contact sensor is introduced.

2. The device according to claim 1, characterized in that the ice-skate contact sensor is made in the form of a linear accelerometer mounted on the skater so that its sensitivity axis is parallel to the longitudinal axis of the skater for the duration of the jump.