RU2529760C1 - Method to measure engaged mass of sportsman in process of movement actions and device for its realisation - Google Patents
Method to measure engaged mass of sportsman in process of movement actions and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2529760C1 RU2529760C1 RU2013112492/28A RU2013112492A RU2529760C1 RU 2529760 C1 RU2529760 C1 RU 2529760C1 RU 2013112492/28 A RU2013112492/28 A RU 2013112492/28A RU 2013112492 A RU2013112492 A RU 2013112492A RU 2529760 C1 RU2529760 C1 RU 2529760C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mass
- sportsman
- acceleration
- arm
- measure
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам объективного контроля индивидуальных физических данных спортсмена, и может быть использовано в самых различных видах спорта, например в лыжных гонках.The invention relates to measuring equipment, in particular to means of objective control of an athlete’s individual physical data, and can be used in a wide variety of sports, such as skiing.
Любое двигательное действие спортсмена характеризуется величиной приложенной силы. Зависимость между силой, массой и ускорением определяется вторым законом НьютонаAny motor action of an athlete is characterized by the magnitude of the applied force. The relationship between force, mass and acceleration is determined by Newton’s second law.
где F - сила [ньютон], М - масса [кг], а - линейное ускорение объекта приложения силы (руки или ноги) [м/с2].where F is the force [Newton], M is the mass [kg], and is the linear acceleration of the object of application of force (arms or legs) [m / s 2 ].
Например, в лыжах при отталкивании палками и одновременном бесшажном ходе спортсмен прикладывает усилие, пропорциональное массе его тела и ускорению [1].For example, in skiing, when pushing away with sticks and at the same time, the athlete exerts a force proportional to his body weight and acceleration [1].
Однако неизвестно, как определить усилие, которое ему необходимо затратить.However, it is not known how to determine the effort that he needs to spend.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является измерение ускорения при помощи датчика ускорений - пьезокерамического акселерометра (ПА), который прикрепляется к месту приложения двигательного усилия лыжника (в данном случае, к руке или к ноге) [2]. Пьезокерамический акселерометр, в свою очередь, подключен к спектроанализатору со сменными RC-фильтрами.The closest in technical essence to the claimed invention is the measurement of acceleration using an acceleration sensor - a piezoceramic accelerometer (PA), which is attached to the place of application of the motor force of the skier (in this case, to the arm or leg) [2]. The piezoceramic accelerometer, in turn, is connected to a spectrum analyzer with replaceable RC filters.
Однако, помимо измерения развиваемого ускорения, необходимо также знать еще и массу объекта приложенной силы. В настоящее время этот параметр подменяется параметром «количество движений»However, in addition to measuring the developed acceleration, it is also necessary to know the mass of the object of applied force. Currently, this parameter is being replaced by the parameter "number of movements"
где v - скорость движения руки, a m - масса руки, которую принимают равной от четырех и более кг. Поэтому основным недостатком существующего способа определения величины прилагаемой силы является невозможность рассчитать вовлекаемую массу в процесс движения. К тому же сам измеритель ускорения является громоздким, имеет большую погрешность, с его помощью также невозможно контролировать действия спортсмена во время соревнований.where v is the speed of the arm, and m is the mass of the arm, which is assumed to be equal to four or more kg. Therefore, the main disadvantage of the existing method for determining the magnitude of the applied force is the inability to calculate the mass involved in the movement process. In addition, the acceleration meter itself is cumbersome, has a large error, and with its help it is also impossible to control the actions of the athlete during the competition.
Задача изобретения - определение величины вовлекаемой массы спортсмена при выполнении им двигательных действий, повышение качества тренировочного процесса, сокращение сроков подготовки.The objective of the invention is to determine the size of the involved mass of the athlete when he performs motor actions, improving the quality of the training process, reducing the training time.
Поставленная задача решается тем, что первоначально измеряют ускорение объекта источника приложения силы a1, затем, при том же усилии, но с дополнительной известной массой М на том же объекте, на котором закреплен датчик, определяют ускорение a2. Вовлекаемая масса будет вычисляться по формулеThe problem is solved in that initially the acceleration of the object of the source of application of force a 1 is measured, then, with the same force, but with an additional known mass M at the same object on which the sensor is mounted, the acceleration a 2 is determined. The mass involved will be calculated by the formula
где Х - вовлекаемая масса спортсмена. Преобразовывая формулу 3, получаемwhere X is the athlete's mass involved. Transforming
По измеренным значениям по формуле 4 определяется искомая величина вовлекаемой массы спортсмена при совершении им двигательного действия.From the measured values according to formula 4, the desired value of the athlete's involved mass is determined when he performs a motor action.
На фиг.1 приведена схема тренажера для измерения вовлекаемой массы спортсмена при одновременном отталкивании (бесшажном ходе) лыжными палками. Тренажер представляет собой прямоугольную раму, на коротких сторонах которой параллельно друг другу установлены неподвижные валы 1. На концах этих валов при помощи подшипников качения насажены стальные бобины цилиндрической формы 2. На каждую пару бобин вдоль длинных сторон рамы натянуты армированные резиновые ленты 3 такой ширины, которая позволяла бы закрыть всю поверхность бобин. В центральной части конструкции, ближе к одному из валов, приварена площадка 4, на которой стоит лыжник 5 и отталкивается палками от ленты, приводя ее в круговое движение.Figure 1 shows a diagram of a simulator for measuring the involved mass of an athlete while repulsing (pitchless) ski poles. The simulator is a rectangular frame, on whose short sides
Блок-схема измерения вовлекаемой массы спортсмена приведена на фиг.2.The block diagram of the measurement of the involved mass of the athlete is shown in figure 2.
Тренажер для вовлекаемой массы спортсмена обозначен цифрой 6, пьезоакселерометр, который крепится на руку спортсмена - цифрой 7, спектранализатор со сменными RC-фильтрами - цифрой 8, милливольтметр, который служит индикатором ускорения руки спортсмена в режиме отталкивания - цифрой 9, калиброванный по массе груз, равный 1000 грамм - цифрой 10.The simulator for the athlete’s involved mass is indicated by the
Принципиальная схема спектранализатора с подключенным на вход ПА представлена на фиг.3. R1; R2; C1; C2 - сменные радиокомпоненты.A schematic diagram of a spectral analyzer with a PA connected to the input is presented in Fig. 3. R1; R2; C1; C2 - interchangeable radio components.
Примеры конкретного выполнения. Лыжник с массой руки 3,7 кг выполняет на тренажере (фиг.1) серию из 6-8 одновременных отталкиваний и возбуждает тем самым колебания в пьезоакселерометре, который закреплен на кисти одной из его рук. Сигнал с пьезоакселерометра поступает на вход спектранализатора со сменными RC-фильтрами и далее на милливольтметр. Величину ускорения записывают в табл.1. Затем на кисть руки, на которой закреплен пьезоакселерометр, вешают груз массой 1000 грамм в виде манжеты и снова повторяют серию из 6-8 отталкиваний. Величину ускорения руки, но уже с дополнительным грузом, также записывают в табл.1. Последовательно меняя сменные RC-фильтры в спектранализаторе и повторяя те же самые серии отталкиваний, заполняют данными табл.1 ускорения в милливольтах.Examples of specific performance. A skier with a hand mass of 3.7 kg performs a series of 6-8 simultaneous repulsions on the simulator (Fig. 1) and thereby excites oscillations in the piezo-accelerometer, which is fixed to the wrist of one of his hands. The signal from the piezo-accelerometer is fed to the input of the spectral analyzer with replaceable RC filters and then to the millivoltmeter. The acceleration value is recorded in table 1. Then, a weight of 1000 grams in the form of a cuff is hung on the wrist on which the piezo-accelerometer is fixed, and a series of 6-8 repulsions is again repeated. The value of hand acceleration, but with an additional load, is also recorded in Table 1. By successively changing interchangeable RC filters in the spectral analyzer and repeating the same series of repulsions, they fill in the data in Table 1 of the acceleration in millivolts.
На фиг.4 приведено графическое отображение полученной спектрограммы, из которой видно, что при данной технике отталкивания вносимая масса тела спортсмена (заштрихованная на графике) присутствует в частотном диапазоне от 1,83 до 3,5 Гц, а дальше, на более высоких частотах, отталкивание происходит исключительно за счет силы мышц рук.Figure 4 shows a graphical display of the obtained spectrogram, from which it can be seen that with this repulsion technique, the insertion weight of the athlete's body (shaded on the graph) is present in the frequency range from 1.83 to 3.5 Hz, and then, at higher frequencies, repulsion occurs solely due to the strength of the muscles of the hands.
На фиг.5 представлен внешний вид измерительного устройства (а - в сборе, б - разобранном виде), на фиг.6 - способ его крепления непосредственно на лыжнике.Figure 5 presents the appearance of the measuring device (a - assembled, b - disassembled form), figure 6 - method of mounting it directly on the skier.
Заявляемый способ измерения вовлекаемой массы спортсмена позволяет по сравнению с известными способами получить истинное значение массы спортсмена, участвующей в двигательном действии.The inventive method of measuring the involved mass of the athlete allows, in comparison with known methods, to obtain the true value of the mass of the athlete participating in the motor action.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013112492/28A RU2529760C1 (en) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | Method to measure engaged mass of sportsman in process of movement actions and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013112492/28A RU2529760C1 (en) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | Method to measure engaged mass of sportsman in process of movement actions and device for its realisation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013112492A RU2013112492A (en) | 2014-09-27 |
RU2529760C1 true RU2529760C1 (en) | 2014-09-27 |
Family
ID=51656310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013112492/28A RU2529760C1 (en) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | Method to measure engaged mass of sportsman in process of movement actions and device for its realisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2529760C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606872C1 (en) * | 2015-07-27 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)" (РГУФКСМиТ) | Method of biathlete heart rate ejecting force damping during shooting in prone position |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7143644B2 (en) * | 2003-11-24 | 2006-12-05 | Advanced Design Consulting Usa, Inc. | Device for collecting statistical data for maintenance of small-arms |
US7519480B2 (en) * | 2004-03-29 | 2009-04-14 | Peter Thomas German | Driving-force output of a reciprocating actuator |
RU2359728C2 (en) * | 2007-09-13 | 2009-06-27 | Владимир Николаевич Савельев | Training equipment-dynamometre for measurement of dynamic parametres of blow |
RU2458327C1 (en) * | 2011-04-22 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный университет леса (ГОУ ВПО МГУЛ) | Device for measuring pushing momentum of athlete |
-
2013
- 2013-03-20 RU RU2013112492/28A patent/RU2529760C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7143644B2 (en) * | 2003-11-24 | 2006-12-05 | Advanced Design Consulting Usa, Inc. | Device for collecting statistical data for maintenance of small-arms |
US7519480B2 (en) * | 2004-03-29 | 2009-04-14 | Peter Thomas German | Driving-force output of a reciprocating actuator |
RU2359728C2 (en) * | 2007-09-13 | 2009-06-27 | Владимир Николаевич Савельев | Training equipment-dynamometre for measurement of dynamic parametres of blow |
RU2458327C1 (en) * | 2011-04-22 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный университет леса (ГОУ ВПО МГУЛ) | Device for measuring pushing momentum of athlete |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606872C1 (en) * | 2015-07-27 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)" (РГУФКСМиТ) | Method of biathlete heart rate ejecting force damping during shooting in prone position |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013112492A (en) | 2014-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Beckham et al. | Force plate use in performance monitoring and sport science testing | |
Banyard et al. | Validity of various methods for determining velocity, force, and power in the back squat | |
EP2988099B1 (en) | Estimating local motion of physical exercise | |
Sato et al. | Validity of wireless device measuring velocity of resistance exercises | |
RU2008141159A (en) | METHOD AND DEVICE FOR ASSESSING THE MUSCULAR WORK OF ATHLETES BY USING SHORT TESTS | |
US20160243402A1 (en) | Method and apparatus for assessing the performances of an athlete that performs a gymnastic exercise | |
Howard et al. | Estimation of force during vertical jumps using body fixed accelerometers | |
RU2529760C1 (en) | Method to measure engaged mass of sportsman in process of movement actions and device for its realisation | |
CN105286842B (en) | A kind of method and device based on acceleration transducer predicted motion process heart rate | |
Rusdiana et al. | 3D biomechanical analysis of swimming start movements using a portable smart platform with android pie | |
CN105769225A (en) | Multi-direction disturbance torque based quantitative evaluation device and method for precision grasping function | |
RU2625092C1 (en) | Method for measuring coefficient of accelerator sensor conversion by moving platform and device for its implementation | |
RU2600508C1 (en) | Method of measuring of eject force of elastic object by recoil method and device for its implementation | |
JP5557296B2 (en) | Speed calculation method, speed calculation device, and computer program | |
RU2383876C2 (en) | Method for detection of gear set efficiency factor | |
RU2382602C2 (en) | Method for measurement of force endurance in process of body pull-ups in bent position | |
Papoti et al. | Use of the y-intercept in the evaluation of the anaerobic fitness and performance prediction of trained swimmers | |
Kukla et al. | The determination of the parameters of wheelchair driving with the use of a test bench | |
RU2555662C1 (en) | Method to select pairs of skis by their elastic properties | |
RU2549084C1 (en) | Method of comparative evaluation of sliding quality of skis | |
RU2794427C1 (en) | Method for control of human movements and device for control of human movements | |
CN105092193A (en) | Method for testing hardness of racket shaft | |
Howard et al. | A method comparison of force platform and accelerometer measures in jumping | |
Stanković et al. | Validity of the two systems for measuring force and power of the lower extremities | |
Singh | Development of norms for selected physical fitness parameters of male football defenders |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150321 |