RU2525767C2

RU2525767C2 - Способ изготовления ракетки для настольного тенниса на основе 3d изображения, с тактильной системой управления

Info

Publication number: RU2525767C2
Application number: RU2012147713/12A
Authority: RU
Inventors: Григорий Иванович Карпенко; Георгий Владимирович Вахнин
Original assignee: Григорий Иванович Карпенко; Георгий Владимирович Вахнин
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2014-08-20
Also published as: RU2012147713A

Abstract

Способ изготовления тактильной ракетки для настольного тенниса на основе 3D изображения. Состоит в снятии слепка кисти руки спортсмена, при помощи сканера с подсветкой лампой-вспышкой слепок сканируют, с использованием 3D технологии на расстоянии 0,4…1 м, время экспозиции кадра 0,0001…0,0002 с. Данные об измерениях обрабатывают на компьютере и выводят на экран в виде трехмерного изображения. Компьютерную модель разрезают на две половинки, замеряют размер лопасти, задают две программы изготовления половинок рукоятки ракетки, на фрезерном станке с программным управлением изготавливают эти две половинки. Основание ракетки замеряется, производится выборка внутренней поверхности под размер основания и собирается готовое изделие. Ручка ракетки удерживается пятью пальцами и ладонью: указательный палец и большой - управляют лопастью, рукоятка на ладони фиксируется тремя остальными пальцами, тактильный сигнал от удара мяча передается через пальцы и ладонь. 3 ил.

Description

Изобретение относится к области спортивного инвентаря и инструментов, контактирующих с кистью руки человека.

Изготовление рукоятки под индивидуальную руку всегда было делом, требующим кропотливой ручной работы. В настольном теннисе ракетка, которую спортсмен держит в руке, является тем самым оружием, которое ведет его к победе. Диаметр и длина рукоятки ракетки правилами не ограничиваются, а захват, форма и размер рукоятки имеют большое значение для спортсмена. Каждая рукоятка должна быть индивидуальной, в отличие от серийных ракеток. Двух одинаковых кистей и ракеток не бывает, у каждого они имеют свои размеры, свое строение (взаиморасположение пальцев и ладони, угол сгиба запястья, соотношение между предплечьем и кистью и т.д.), свои отпечатки пальцев. Рукоятка ракетки играет важную роль для ощущения мяча, управления правильностью приема мяча, а также точностью и мощностью удара. Она должна гармонично соединяться с кистью, являясь продолжением руки. Рукоятки заводского изготовления спортсмены подгоняют, подтачивают, подклеивают по своей кисти и пальцам. В книге «Современный настольный теннис» Л.Ормаи пишет, что «многократному чемпиону мира И.Йонеру особенно много забот доставляет подгонка рукояток ракеток по своей руке, он возит с собой целую «столярную мастерскую», чтобы и в ходе соревнований иметь возможность подгонять, подшлифовывать рукоятку своей ракетки», изд. «Физкультура и спорт», Москва, 1985 г., стр.22. Соотношение между рукояткой и игровой поверхностью ракетки определяет конструкцию всей ракетки, влияет на расположение ее центра тяжести. Разработанная новая базовая составляющая: СУРТ - система управления ракеткой тактильная (RTCS - Racket Tactile Control System - англ.; PTCS - Paddle Tactile Control System - амер.), придает превосходные игровые характеристики ракетке для настольного тенниса. В настоящее время промышленностью производятся различного вида накладки и основания ракеток для настольного тенниса. На начальном этапе необходимо выбрать для спортсмена наилучшим образом подходящие накладки и основание. Основание выпускается со штатной рукояткой, не подобранной в соответствии с индивидуальными особенностями кисти спортсмена. Появилась необходимость в замене штатной рукоятки на рукоятку, максимально соответствующую индивидуальным особенностям кисти спортсмена, с тактильной системой управления.

Задачей настоящего изобретения является возможность использования тактильной системы спортсмена при игре в настольный теннис.

Технический результат - обеспечение максимальной точности приема и возврата мяча, достижение максимальной скорости реакции.

Достижение технического результата обеспечивает новая конструкция ракетки, состоящая из основания и рукоятки с индивидуальным рельефом поверхности. Для изготовления ракетки для настольного тенниса, на основе 3D изображения снимают слепок кисти руки спортсмена в рабочем положении: указательный и большой пальцы сжимают основание (лопасть) ракетки, а остальные пальцы прижимают рукоятку к ладони. Создание слепка кисти, держащей ракетку горизонтальным хватом с фиксацией каждого пальца и ладони на фальшлопасти. 3D сканер - это инновационное устройство, которое позволяет создавать точные трехмерные модели реальных объектов с высокой степенью детализации и получать информацию о поверхности и форме в компьютерном цифровом виде. Сканирование слепка руки спортсмена осуществляется при помощи подсветки слепка лампой-вспышкой. На слепок проецируются линии, образующие уникальный узор. Сканирование осуществляется при помощи сканера Artec Eva со следующими техническими характеристиками: 3D разрешение до 0,5 мм, точность в точке до 0,1 мм, источник света - фотовспышка, рабочее расстояние - 0,4…1,0 м, время экспозиции кадра 0,0001…0,0002 с., скорость сбора данных 288000 точек/с. Все данные об измерениях и снимки переходят в компьютер. Параметры поверхности сканируемого слепка кисти, держащей рукоятку, запоминаются, анализируются и выводятся на экран в трехмерном изображении. Обработка результатов сканирования на компьютере производится с использованием специального интерфейса и специализированных программ. При помощи компьютера можно управлять сканированием, выбирать разрешение и необходимые области для уточнения детализации, сохранять и изменять полученные данные. Для подготовки модели рукоятки к изготовлению из дерева на компьютере производится разрезание цифровой 3D модели слепка. Подготовка программы для изготовления образа рукоятки на станке с цифровым программным управлением с условием выборки внутренних пазов для наклеивания специальным клеем на штатное основание ракетки. При использовании штатных рукояток имеющиеся пустоты между отдельными областями кисти и рукоятки не позволяют полностью использовать тактильные центры, правильно распределять усилия пальцев, ощущать резонансные частоты при ударе мяча о поверхность ракетки. Создание рукоятки по оттиску кисти устраняет пустоты, и тактильная система спортсмена работает в полном объеме, распределяется нагрузка между пальцами по удержанию ракетки и управлению лопастью, появляется возможность оценки резонансных (частотных) характеристик при ударе мяча о лопасть ракетки. Представленный способ изготовления рукоятки ракетки и комплекс аппаратуры, включающий оборудование высокой точности, позволяет создать рукоятку с максимальными тактильными характеристиками, включающими ощущения прикосновения, давления, вибрации, фактурности и протяженности, а также особым «двигательным» восприятием формы и пространства. Достижение максимальной точности и скорости реакции действует на сигналы, передаваемые по маршруту: мяч, ракетка, пальцы - кисть, мозг и обратно на исполнительный орган: пальцы - кисть по маршруту: мозг, пальцы - кисть, ракетка, мяч. Мелким частям рук - кисти и пальцам присуща от природы особая двигательная точность. Эти действия служат основой технического мастерства. При игре в настольный теннис мяч попадает от оппонента на лопасть ракетки спортсмена, с которой соприкасаются большой и указательный пальцы. Рукоятка ракетки, которую на ладони фиксируют три остальные пальца, получает сигнал. Кисть держит рукоятку, при помощи которой происходит фиксация и управление движением ракетки в пространстве. Деятельность нервной системы можно рассмотреть в виде прямоугольника с названием «Мозг», что является допустимым при рассмотрении любой системы управления. Блок-схема управления приемом и возвратом мяча в настольном теннисе (фиг.1) называется СУРТ (система управления ракеткой тактильная).

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами и изображениями:

Фиг.1 - Блок-схема системы управления ракеткой тактильная СУРТ;

Фиг.2 - Общий вид слепка кисти на ракетке;

Фиг.3 - Общий вид готового изделия: (деревянная рукоятка со штатным основанием ракетки).

Таким образом, для спортсменов настольного тенниса и специалистов других областей изготовление рукоятки по руке обеспечивает: максимальную тактильную чувствительность, максимальное тактильное качество, включающее движение тактильной информации, целесообразность движения, совершаемого с минимально необходимым приложением силы (фиг.2).

Промышленная применимость: ракетки, выполненные по данному способу (фиг.3), чрезвычайно востребованы и могут быть реализованы на малых предприятиях местной промышленности: недефицитные материалы, компьютерная обработка, простота конструкции и операции по сборке, а также передача информации на расстоянии с использованием внешних компьютерных абонентов.

Claims

Способ изготовления тактильной ракетки для настольного тенниса на основе 3D изображения, состоящий в снятии слепка кисти руки спортсмена, при помощи подсветки слепка кисти руки лампой-вспышкой осуществляют 3D-сканирование слепка руки в рабочем положении сканером с разрешением до 0,5 мм, точностью в точке до 0,1 мм на расстоянии 0,4…1 м, время экспозиции кадра 0,0001…0,0002 с, скорость сбора данных 288000 точек/с, данные об измерениях вводят и обрабатывают в компьютере, запоминают, анализируют и выводят на экран компьютера в виде трехмерного изображения, разрезают на компьютере цифровую 3D-модель слепка кисти, на станке с программным управлением производят обработку поверхности рукоятки и выборку внутренней поверхности рукоятки под размер основания ракетки, изготавливают сборные части конструкции рукоятки по оттиску кисти руки, устраняя пустоты и распределяя нагрузки между пальцами по удержанию ракетки и управлению лопастью, сборку ракетки проводят путем наклеивания конструктивных частей рукоятки и накладок на основание специальными клеями, не содержащими летучие органические растворители.