RU2486851C1 - Safety system of athlete - Google Patents
Safety system of athlete Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486851C1 RU2486851C1 RU2012100831/12A RU2012100831A RU2486851C1 RU 2486851 C1 RU2486851 C1 RU 2486851C1 RU 2012100831/12 A RU2012100831/12 A RU 2012100831/12A RU 2012100831 A RU2012100831 A RU 2012100831A RU 2486851 C1 RU2486851 C1 RU 2486851C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- athlete
- radio
- human body
- signals
- shock
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к универсальным техническим средствам по обеспечению комплексной системы безопасности на тренировках начинающих спортсменов и опытных спортсменов в новых условиях в травмоопасных видах спорта, таких как, например, горные лыжи, прыжки в воду, парашютный спорт (наземные тренировки), фигурное катание, а также в травмоопасных видах искусства, например в цирковом.The invention relates to universal technical means for providing an integrated security system for training beginners and experienced athletes in new conditions in traumatic sports, such as, for example, skiing, diving, parachuting (ground training), figure skating, and in traumatic forms of art, for example in circus.
Известна защитная одежда для мотоциклиста, содержащая надувную подушку безопасности в виде тугих мешков, сложенных подобно плиссе и укрепленных в полосе на защитной одежде, каждый из тугих мешков снабжен пиротехническим газогенератором, управляемым с помощью электронного или сенсорного устройства (патент Германии №DE 10316766, А1, дата приоритета 10.04.2003, дата публикации 28.10.2004, GENIMA INNOVATIONS MARKETING G, DE).Known protective clothing for a motorcyclist containing an airbag in the form of tight bags folded like a pleat and fastened in a strip on protective clothing, each of the tight bags is equipped with a pyrotechnic gas generator controlled by an electronic or sensor device (German patent No. DE 10316766, A1, priority date 04/10/2003, publication date 10/28/2004, GENIMA INNOVATIONS MARKETING G, DE).
Недостатком известного аналога является ограниченная область использования, преимущественно для защиты от удара при падении с мототранспортного средства.A disadvantage of the known analogue is the limited area of use, mainly for protection against shock when falling from a motor vehicle.
В качестве прототипа принято устройство для защиты от травматизма при падении, включающее ударопоглощающие элементы в виде надувных подушек безопасности, закрепленных на теле человека, преимущественно в области пояса и тазобедренных костей, с возможностью перестановки вдоль пояса и по высоте относительно пояса, подушки безопасности соединены с электроуправляемой системой, содержащей датчик угловой скорости, микроконтроллер, исполнительный элемент и источник электропитания, при этом выход датчика угловой скорости подключен к входу микроконтроллера, выход которого соединен с управляющим входом исполнительного элемента, источник электропитания подключен к датчику угловой скорости, микроконтроллеру и исполнительному элементу, выполненному в виде газогенератора мгновенного действия с электроуправляемым пиропатроном и клапаном, связанным с подушками безопасности (патент РФ №53110, U1, дата приоритета 07.12.2005, дата публикации 10.05.2006, авторы Фирсаев Ю.Ф. и Быков Ю.Я., RU, прототип).As a prototype, a device for protection against injuries in the fall was adopted, including shock-absorbing elements in the form of airbags fixed to the human body, mainly in the region of the waist and hips, with the possibility of rearrangement along the waist and in height relative to the waist, the airbags are connected to the electrically operated a system comprising an angular velocity sensor, a microcontroller, an actuator and an electrical power source, while the output of the angular velocity sensor is connected to the input m the microcontroller, the output of which is connected to the control input of the actuating element, the power supply is connected to the angular velocity sensor, the microcontroller and the actuating element, made in the form of an instantaneous gas generator with an electrically operated pyro cartridge and a valve associated with airbags (RF patent No. 533110, U1, priority date 12/07/2005, publication date 05/10/2006, authors Firsaev Yu.F. and Bykov Yu.Ya., RU, prototype).
Недостатком прототипа является ограниченная область применения и низкая эффективность, так как устройство полностью находится на теле человека, защищает от удара лишь отдельные части тела и не может быть применено в таких травмоопасных видах спорта, как горные лыжи, прыжки в воду, парашютный спорт (наземные тренировки), фигурное катание.The disadvantage of the prototype is the limited scope and low efficiency, since the device is completely on the human body, protects only parts of the body from impact and can not be used in such traumatic sports as skiing, diving, parachuting (ground training ), figure skating.
Задачей изобретения является создание универсальной системы защиты спортсмена путем повышения эффективности защитной функции от удара о твердую поверхность или воду.The objective of the invention is the creation of a universal athlete protection system by increasing the effectiveness of the protective function against impact on a solid surface or water.
Для решения поставленной задачи в защитной системе спортсмена, включающей расположенную на теле человека исполнительную часть, содержащую ударосмягчающие элементы для защиты от травматизма, приводимые в действие при критическом падении с помощью управляющей системы, согласно изобретению, управляющая система выполнена на основе радионавигационных средств, как внешних, так и частично расположенных на теле человека (в целях навигации, в частности, может быть использована радиолокация), и с возможностью определения взаимного положения частей тела человека, конечностей и туловища, при этом на поверхности тела человека рядом с крупными суставами установлены миниатюрные резонансные отражатели радиоволн с резонансами на разных частотах, либо миниатюрные активные ответчики на зондирующие радиосигналы, либо радиомаячки, излучающие сигналы разных частот или разных форм, внешние радионавигационные средства содержат систему активных или пассивных радаров, генератор управляющих сигналов, соединенный со своей передающей антенной для передачи управляющих сигналов на исполнительную часть, и связанный с ними компьютер, при этом система радаров содержит, по меньшей мере, систему, как минимум, из четырех приемных антенн, не находящихся в одной плоскости, соединенных с приемными устройствами, каждое из которых содержит каналы, соответствующие частотам резонансов отражателей или сигналам, излучаемым активными ответчиками либо радиомаячками, причем выходы каналов соединены с компьютером.To solve the problem in the athlete’s protective system, including the executive part located on the human body, containing shock-absorbing elements for protection against injuries, actuated during a critical fall using the control system, according to the invention, the control system is made on the basis of radio navigation means, as external, and partially located on the human body (for navigation purposes, in particular, radar can be used), and with the possibility of determining the relative position of of the human body, limbs and trunk, while miniature resonant reflectors of radio waves with resonances at different frequencies are installed on the surface of the human body near large joints, or miniature active transponders to sounding radio signals, or beacons emitting signals of different frequencies or different shapes, external radio navigation the means comprise a system of active or passive radars, a control signal generator connected to its transmitting antenna for transmitting control signals to the real part, and a computer connected with them, while the radar system contains at least a system of at least four receiving antennas that are not in the same plane, connected to receiving devices, each of which contains channels corresponding to the resonance frequencies of the reflectors or signals emitted by active transponders or beacons, the channel outputs being connected to a computer.
Согласно изобретению, передающие и приемные антенны радаров могут быть полностью или частично совмещены, что уменьшает количество антенн и соответственно облегчает и удешевляет конструкцию.According to the invention, the transmitting and receiving antennas of the radars can be fully or partially combined, which reduces the number of antennas and accordingly facilitates and reduces the cost of the design.
Согласно изобретению, защитная система спортсмена при использовании в ней резонансных отражателей радиоволн либо активных ответчиков дополнительно содержит устройство генерации зондирующих сигналов, соединенное со своей передающей антенной.According to the invention, the athlete’s protective system when using resonant reflectors of radio waves or active transponders in it further comprises a probe signal generating device connected to its transmitting antenna.
Согласно изобретению, в качестве ударосмягчающих элементов могут быть использованы миостимуляторы, закрепляемые на мышцах спортсмена.According to the invention, myostimulants attached to the muscles of an athlete can be used as shock-softening elements.
Согласно изобретению, в качестве ударосмягчающих элементов могут быть использованы надувные подушки безопасности или двухслойный герметичный костюм, раздуваемый с помощью газогенераторов мгновенного действия.According to the invention, airbags or a two-layer airtight suit inflated by means of instant gas generators can be used as shock-softening elements.
На чертеже приведена структурная схема защитной системы спортсмена, обеспечивающей отслеживание траектории движения спортсмена и передачу управляющих сигналов на исполнительную часть с использованием радионавигационных средств (в частности, радиолокации в целях навигации).The drawing shows a structural diagram of a protective system of an athlete, providing tracking of the trajectory of the athlete and the transmission of control signals to the executive part using radio navigation aids (in particular, radar for navigation).
Защитная система спортсмена универсальна для таких травмоопасных видов спорта, как горные лыжи, прыжки в воду, парашютный спорт (наземные тренировки), фигурное катание, а также для травмоопасных видов искусства, например циркового, так как содержит, во-первых, систему постоянного отслеживания положения спортсмена и оценки того, является ли это положение безопасным, предшествующим падению или получению травмы; во-вторых, систему мягкого безопасного падения за счет наличия на спортсмене ударосмягчающих элементов в виде подушек безопасности или миостимуляторов, автоматически срабатывающих в тот момент, когда положение спортсмена становится неустойчивым или травмоопасным.The athlete’s protective system is universal for traumatic sports such as downhill skiing, diving, parachuting (ground training), figure skating, as well as for traumatic art such as circus, as it contains, firstly, a system of constant position tracking athlete and assessing whether this position is safe, prior to falling or getting injured; secondly, the system of soft safe fall due to the presence on the athlete of shock-softening elements in the form of airbags or muscle stimulators that automatically work at the moment when the position of the athlete becomes unstable or traumatic.
Защитная система спортсмена включает расположенную на теле человека исполнительную часть с ударосмягчающиими элементами для защиты от травматизма и управляющую систему, приводящую в действие исполнительную часть при критическом падении. Управляющая система выполнена автоматической на основе радионавигационных средств (в частности, радиолокационных средств в целях навигации), как внешних, так и частично расположенных на теле человека, и содержит размещаемые на теле спортсмена элементы для определения взаимного положения частей тела человека, конечностей, туловища и для постоянного отслеживания положения спортсмена в трехмерном пространстве. В качестве таких элементов могут быть использованы резонансные отражатели радиоволн с резонансами на разных частотах, либо миниатюрные активные ответчики на зондирующие радиосигналы, или радиомаячки, излучающие сигналы разных частот или разных форм, закрепляемые на теле спортсмена по всему росту предпочтительно на каждом большом суставе или рядом (условно не показано). К внешним радионавигационным средствам относится система радаров, содержащая, например, четыре приемных антенны 1, 2, 3 и 4, не расположенные все в одной плоскости. Приемные антенны соединены с приемными устройствами 5, 6, 7, 8, каждое из которых содержит каналы, соответствующие частотам резонансов отражателей или сигналам, излучаемым активными ответчиками либо радиомаячками. При этом число каналов соответствует количеству установленных на теле человека резонансных отражателей, активных ответчиков или радиомаячков. Выходы каналов приемных устройств соединены с компьютером 9, осуществляющим обработку сигналов и определение трехмерных координат каждого отражателя, активного ответчика или радиомаячка. С компьютером 9 соединен генератор управляющих сигналов 10, имеющий свою передающую антенну 11 для передачи с компьютера 9 управляющих сигналов через приемник 12 на исполнительную часть 13.The athlete's protective system includes an actuator located on the human body with shock-absorbing elements to protect against injuries and a control system that actuates the actuator during a critical fall. The control system is automatic based on radio navigation aids (in particular, radar for navigation), both external and partially located on the human body, and contains elements placed on the athlete’s body to determine the relative position of the parts of the human body, limbs, trunk and Constantly tracking the position of the athlete in three-dimensional space. As such elements, resonant reflectors of radio waves with resonances at different frequencies, or miniature active transponders to probing radio signals, or beacons emitting signals of different frequencies or different shapes, mounted on the athlete’s body over the entire height, preferably on each large joint or nearby, can be used ( conditionally not shown). External radio navigation aids include a radar system containing, for example, four receiving antennas 1, 2, 3 and 4, not all located in the same plane. Receiving antennas are connected to receiving devices 5, 6, 7, 8, each of which contains channels corresponding to the resonant frequencies of the reflectors or the signals emitted by active transponders or beacons. Moreover, the number of channels corresponds to the number of resonant reflectors, active transponders, or beacons installed on the human body. The outputs of the channels of the receiving devices are connected to a computer 9, which processes the signals and determines the three-dimensional coordinates of each reflector, active transponder, or beacon. A control signal generator 10 is connected to the computer 9, having its own transmitting antenna 11 for transmitting control signals from the computer 9 through the receiver 12 to the actuating part 13.
Защитная система спортсмена при использовании в ней резонансных отражателей радиоволн либо активных ответчиков дополнительно содержит генератор зондирующих сигналов 14, соединенный через передатчик 15 со своей передающей антенной 16.The athlete’s protective system, when using resonant reflectors of radio waves or active transponders, additionally contains a probe signal generator 14 connected via a transmitter 15 to its transmitting antenna 16.
Для функционирования радионавигационных средств вокруг места проведения тренировок, либо вдоль горнолыжной трассы должна быть установлена система радаров, связанных с компьютером, программы которого используют объекты (матрицы, массивы и т.п.), функционально аналогичные объектам программ, рисующих движения человека, в части описания поз человека. На горнолыжных трассах устанавливаются несколько систем радаров в зависимости от длины трасс.For the functioning of radio navigation aids around the training venue, or along the ski slope, a system of radars must be installed connected to a computer whose programs use objects (matrices, arrays, etc.) that are functionally similar to objects of programs that draw human movements, in terms of description human poses. On the ski slopes several radar systems are installed depending on the length of the slopes.
Защитная система спортсмена используется следующим образом. При тренировках начинающих спортсменов, а также и опытных спортсменов на новых для них трассах или других спортивных сооружениях, площадках, радары, установленные вокруг места проведения тренировок, либо вдоль трассы, следят за положением тела спортсмена по установленным в его костюме резонансным отражателям, активным ответчикам или радиомаячкам. Каждый резонансный отражатель, активный ответчик или радиомаячок распознается соответственно по своей резонансной частоте или излучаемому сигналу. Информация о взаимном расположении резонансных отражателей, активных ответчиков или радиомаячков, а следовательно, и суставов, в трехмерном пространстве, получаемая не менее чем четырьмя приемными антеннами 1, 2, 3 и 4, связанными со своими приемниками 5, 6, 7 и 8, отслеживается компьютером 9 с применением математического описания положения человека, функционально подобного используемому, например, в программах «Poser» и аналогичных. В начале падения спортсмена компьютер 9 по положению отражателей, активных ответчиков или радиомаячков, соответствующему положению человека, определит, что ситуация критическая, и через генератор управляющих сигналов 10, соединенный со своей передающей антенной 11, пошлет радиосигнал на срабатывание подушек безопасности либо миостимуляторов. При этом данный радиосигнал через антенну управляющих сигналов 11 поступит на приемник управляющих сигналов 12, который, в свою очередь, подаст электрический сигнал на исполнительную часть 13 для срабатывания, например, газогенераторов мгновенного действия либо миостимуляторов. Применение указанных или иных ударосмягчающих элементов зависит, прежде всего, от вида спорта и условий, в которых происходят тренировки. В случае тренировки, например, горнолыжника целесообразно использование раздуваемого двухслойного костюма, в котором расположены газогенераторы мгновенного действия, при срабатывании которых костюм надувается настолько, что приобретает форму шара, внутри которого находится спортсмен. При этом ни одна часть тела спортсмена не касается внешнего слоя. В случае тренировки прыгуна в воду генератор управляющих сигналов 10, соединенный со своей передающей антенной 11, пошлет сигнал на рассчитанное компьютером 9 согласованное срабатывание миостимуляторов, которые повернут конечности спортсмена таким образом, чтобы сделать безопасным его вхождение в воду.The athlete's defense system is used as follows. When training novice athletes, as well as experienced athletes on new tracks or other sports facilities, platforms, radars installed around the training venue or along the track, monitor the position of the athlete’s body by the resonant reflectors installed in his suit, active responders or beacons. Each resonant reflector, active transponder or beacon is recognized respectively by its resonant frequency or radiated signal. Information on the relative positions of resonant reflectors, active transponders or beacons, and therefore joints, in three-dimensional space, obtained by at least four receiving antennas 1, 2, 3 and 4, connected to their receivers 5, 6, 7 and 8, is monitored computer 9 using a mathematical description of a person’s position functionally similar to that used, for example, in Poser programs and the like. At the beginning of the athlete’s fall, computer 9, by the position of the reflectors, active transponders or beacons, corresponding to the position of the person, will determine that the situation is critical, and through the control signal generator 10, connected to its transmitting antenna 11, will send a radio signal to deploy airbags or muscle stimulators. In this case, this radio signal through the antenna of the control signals 11 will go to the receiver of the control signals 12, which, in turn, will provide an electric signal to the actuating part 13 for triggering, for example, instantaneous gas generators or muscle stimulators. The use of these or other shock-absorbing elements depends primarily on the sport and the conditions in which the training takes place. In the case of training, for example, a skier, it is advisable to use a two-layer inflated suit, in which there are instantaneous gas generators, when triggered, the suit is inflated so much that it takes on the shape of a ball inside which the athlete is located. Moreover, not a single part of the athlete’s body touches the outer layer. In the case of a jumper training in water, the control signal generator 10 connected to its transmitting antenna 11 will send a signal to the coordinated response of the muscle stimulators calculated by computer 9, which will turn the athlete's limbs in such a way as to make it safe to enter the water.
Преимущество заявляемой защитной системы спортсмена по сравнению с прототипом состоит в получении более высокого технического результата, который заключается в автоматическом срабатывании системы и применении ее в тех видах спорта, где для определения положения, предшествующего критическому падению, недостаточно датчика угловой скорости, а также в создании универсальной системы защиты спортсмена, требующей для различных видов спорта или искусства лишь замены программ, и в повышении эффективности защитной функции от удара о твердую поверхность или воду.The advantage of the claimed athlete’s protective system compared to the prototype is to obtain a higher technical result, which consists in the automatic response of the system and its application in those sports where the angular velocity sensor is not enough to determine the position preceding a critical fall, as well as to create a universal an athlete’s protection system, requiring only replacement of programs for various sports or art, and in increasing the effectiveness of the protective function from hitting a hard overhnost or water.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012100831/12A RU2486851C1 (en) | 2012-01-11 | 2012-01-11 | Safety system of athlete |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012100831/12A RU2486851C1 (en) | 2012-01-11 | 2012-01-11 | Safety system of athlete |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2486851C1 true RU2486851C1 (en) | 2013-07-10 |
Family
ID=48788083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012100831/12A RU2486851C1 (en) | 2012-01-11 | 2012-01-11 | Safety system of athlete |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2486851C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2117991C1 (en) * | 1993-03-23 | 1998-08-20 | Маннесманн Аг | Payment system for usage |
RU53110U1 (en) * | 2005-12-07 | 2006-05-10 | Юрий Федорович Фирсаев | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST INJURIES IN FALL |
RU75145U1 (en) * | 2008-03-26 | 2008-07-27 | Михаил Анатольевич Зубарев | TELEMETRIC COMPLEX FOR MONITORING AND DIAGNOSTICS OF FUNCTIONAL STATE OF HUMAN |
US20110295083A1 (en) * | 2009-12-31 | 2011-12-01 | Doelling Eric N | Devices, systems, and methods for monitoring, analyzing, and/or adjusting sleep conditions |
-
2012
- 2012-01-11 RU RU2012100831/12A patent/RU2486851C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2117991C1 (en) * | 1993-03-23 | 1998-08-20 | Маннесманн Аг | Payment system for usage |
RU53110U1 (en) * | 2005-12-07 | 2006-05-10 | Юрий Федорович Фирсаев | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST INJURIES IN FALL |
RU75145U1 (en) * | 2008-03-26 | 2008-07-27 | Михаил Анатольевич Зубарев | TELEMETRIC COMPLEX FOR MONITORING AND DIAGNOSTICS OF FUNCTIONAL STATE OF HUMAN |
US20110295083A1 (en) * | 2009-12-31 | 2011-12-01 | Doelling Eric N | Devices, systems, and methods for monitoring, analyzing, and/or adjusting sleep conditions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10154695B2 (en) | Personal wearable airbag device for preventing injury | |
US11000078B2 (en) | Personal airbag device for preventing bodily injury | |
ES2760950T3 (en) | objective | |
US7017195B2 (en) | Air bag inflation device | |
US6113504A (en) | Golf ball locator | |
US20150157900A1 (en) | Tracking balls in sports | |
US20020091017A1 (en) | Golf ball locator | |
WO2006074253A9 (en) | Power management of a system for measuring the acceleration of a body part | |
WO2004056609A9 (en) | Inflation control system for inflatable garment | |
US20180236303A1 (en) | Golf Ball, System, and Method For Locating A Golf Ball | |
CN108652637A (en) | Wearable tumble prediction protection system and prediction method thereof | |
US20160331316A1 (en) | Impact prediction systems and methods | |
US9881477B2 (en) | Device having a sensor for sensing an object and a communicator for coupling the sensor to a determiner for determining whether a subject may collide with the object | |
US20200215405A1 (en) | Practice device for improving volleyball skills | |
ES2918130T3 (en) | Improved mobility training aid with stimulator | |
RU2486851C1 (en) | Safety system of athlete | |
CN105327505B (en) | Motion sensing game control equipment and control method thereof | |
WO2015153965A1 (en) | Protective helmets for disaster situations | |
US10107906B2 (en) | Method and apparatus for detecting physical performance | |
US11696615B2 (en) | Safety mechanism for use with snow sport boot and binding system | |
US9721152B1 (en) | Athletic training method and system | |
US10335086B2 (en) | Item attachable to a subject and including a sensor for sensing an object that a body portion of the subject may contact | |
US11154765B1 (en) | Ski binding with pyrotechnic fastener release | |
WO2011061535A1 (en) | A height monitoring device for monitoring the distance of an object from a surface | |
SE467640B (en) | ELECTRONIC SEARCH SYSTEM |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170112 |