RU98933U1

RU98933U1 - DEVICE FOR TRAINING ATHLETES

Info

Publication number: RU98933U1
Application number: RU2010121325/12U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Андреевич Ганин; Анатолий Яковлевич Бунин; Александр Александрович Михалев; Василий Александрович Моржаков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Автоматизированные системы"
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2010-11-10

Abstract

1. Устройство для тренировки спортсменов, содержащее закрепленные в шлеме, перчатках и на поясе спортсменов датчики линейных ускорений и угловых скоростей, выходы которых через радиопередатчик соединены с радиоприемником, подключенным к средству обработки и анализа получаемой от датчиков информации. ! 2. Устройство для тренировки спортсменов по п.1, отличающееся тем, что средство обработки и анализа получаемой от датчиков информации выполнено в виде персонального компьютера, снабженного соответствующим программным обеспечением. 1. A device for training athletes, containing mounted in a helmet, gloves and on the belt of athletes, linear acceleration and angular velocity sensors, the outputs of which are connected via a radio transmitter to a radio receiver connected to a means of processing and analysis of information received from the sensors. ! 2. The device for training athletes according to claim 1, characterized in that the means for processing and analyzing the information received from the sensors is made in the form of a personal computer equipped with appropriate software.

Description

Полезная модель относится к спорту и может быть использована в качестве учебно-тренировочного средства для контроля и отработки ударов, а также для оценки реакции человека, в частности, противника, выработки навыков спортсмена в нанесении целевого удара, причем как в боксе, так и в других видах силовых единоборств, использующих удары рукой или ногой по противнику.The utility model relates to sports and can be used as a training tool for controlling and practicing blows, as well as for assessing the reaction of a person, in particular, an opponent, developing athlete skills in delivering a targeted strike, both in boxing and in others types of martial arts, using punches or kicks on the opponent.

Известен динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств, включающий ударную подушку с основанием и расположенной на нем эластичной пневмокамерой, снабженной отводным каналом, измерительную систему, содержащую пневмодатчик, присоединенный к свободному концу отводного канала, функциональный преобразователь сигнала пневмодатчика, индикатор и узел сброса показаний. В ударную подушку введены ударная и демпфирующая пластины, эластичное кольцо и кожух, выполненный из мягкого материала, причем эластичное кольцо расположено между основанием и жесткой ударной пластиной с образованием квазизакрытого объема в камере, а в качестве пневмодатчика измерительной системы в отводном канале установлен микроэлектронный полупроводниковый тензодатчик. (RU 2118194 [1]) Недостатком указанного устройства является то, что, оно рассчитано исключительно на отработку навыков нанесения удара и то только в части скорости нанесения и силы удара. При этом устройство не позволяет выработать навыки целевого удара по изменяющей свое место мишени в пределах ударной подушки. Кроме того, устройство не обеспечивает интерактивный диалог между спортсменом и противником; тренирующийся сам выбирает время и место нанесения удара.A known dynamometer simulator for boxing and other martial arts, including a shock pad with a base and an elastic pneumatic chamber located on it, equipped with a diverting channel, a measuring system containing a pneumatic sensor attached to the free end of the diverting channel, a functional converter of the pneumatic sensor signal, an indicator and a reset unit. A shock and damping plate, an elastic ring and a casing made of soft material are introduced into the shock pad, the elastic ring being located between the base and the rigid shock plate with the formation of a quasi-closed volume in the chamber, and a microelectronic semiconductor strain gauge is installed in the outlet channel as the pneumatic sensor of the measuring system. (RU 2118194 [1]) The disadvantage of this device is that it is designed solely for practicing skills of striking and that only in terms of speed and force of impact. At the same time, the device does not allow to develop skills of a target strike on a target changing its place within the shock pad. In addition, the device does not provide an interactive dialogue between the athlete and the opponent; the trainee himself chooses the time and place of the strike.

Известно тренировочное устройство, содержащее монтируемую на вертикальной опорной поверхности ударную подушку, имеющую основание, и кожух из мягкого материала, закрывающий основание, и внутри которого на основании расположен материал, поглощающий энергию удара, и датчики для регистрации удара, связанные с процессорным блоком обработки полученных сигналов, оснащенным соответствующим программным обеспечением для контроля параметров удара и их визуального отображения. На внешней поверхности кожуха изображен контур противника с выделением внутри этого контура зон поражений, при этом устройство снабжено источниками света в виде светодиодов, расположенных внутри кожуха напротив указанных зон поражений или вокруг них для подсветки этих зон и связанных с источником питания через управляющий блок, связанным с процессорным блоком обработки полученных сигналов и реализующим функцию выборочного включения источников света в последовательно выбираемых случайным образом зонах поражений или в соответствие с заданной программой проведения тестирования в выделенных зонах на поверхности кожуха (RU 54798 U [2]).A training device is known that comprises a shock pad mounted on a vertical supporting surface, having a base, and a casing of soft material covering the base, and inside of which is located a material that absorbs shock energy, and sensors for recording shock associated with the processor unit for processing the received signals equipped with appropriate software for monitoring impact parameters and their visual display. On the outer surface of the casing, the enemy’s contour is depicted with the allocation of lesion zones inside this contour, while the device is equipped with light sources in the form of LEDs located inside the casing opposite these lesion zones or around them to illuminate these zones and connected to the power source through the control unit associated with a processor unit for processing the received signals and implementing the function of selectively turning on the light sources in successively affected areas of lesions or in accordance with a specified program for testing in selected areas on the surface of the casing (RU 54798 U [2]).

Недостатком этого устройства является то, что применительно к боксу оно недостаточно эффективно потому, что не позволяет осуществлять управляемое придание объекту тренировки параметров возможного противника, которые имитировали бы вес, рост и уровень физической готовности противника. В указанном устройстве формирование технически безошибочных ударов, осуществление контроля техничности, точности и скорости выполнения разных ударов и защитных движений осуществляется применительно к условно статическому противнику заданного роста и веса. В результате спортсмен формирует навыки ударов и закрепляет их параметры для работы с таким противником, который похож по параметрам на «боксерский мешок»; применительно к противнику с меньшим весом, приобретенный рефлекс нанесения ударов может негативно сказаться и являться превышением степени необходимого нападения (воздействия), а для противника с высокими физическим возможностями, выработанные навыки спортсмена не всегда могут позволить достичь результата, так как вполне возможно, что в реальных условиях просто не хватит времени для коррекции параметров удара.The disadvantage of this device is that in relation to boxing it is not effective enough because it does not allow for the controlled training object to be given parameters of a possible opponent that would simulate the weight, height and level of physical readiness of the opponent. In the specified device, the formation of technically error-free strokes, the control of technicality, accuracy and speed of performing various strokes and defensive movements is carried out in relation to a conditionally static opponent of a given height and weight. As a result, the athlete forms the skills of blows and fixes their parameters for working with such an opponent, which is similar in parameters to a “boxing bag”; in relation to an opponent with a lower weight, the acquired reflex of striking can adversely affect and exceed the degree of necessary attack (impact), and for an opponent with high physical capabilities, the developed skills of an athlete can not always allow to achieve a result, since it is quite possible that in real conditions, there is simply not enough time to correct the parameters of the impact.

Известно устройство для тренировки спортсменов, которое обеспечивает спортсмена информацией о противнике (RU 88276 U [3]). Устройство содержит монтируемую на подвесной опоре ударную мишень, выполненную в кожухе из мягкого материала, внутри которого размещен материал, поглощающий энергию удара, и датчики для регистрации параметров удара, связанные с процессорным блоком обработки полученных сигналов, оснащенным соответствующим программным обеспечением для контроля параметров удара и их визуального отображения. Ударная мишень типа боксерской груши или боксерского мешка смонтирована на подвесе с возможностью регулирования по высоте для имитации роста противника, датчики для регистрации параметров удара помещены в верхнюю и нижнюю части ударной мишени типа боксерской груши или боксерского мешка в количестве не менее двух штук на каждую часть, каждый из которых связан с процессорным блоком обработки полученных сигналов через соответствующий нормирующий преобразователь, каждый из которых выполнен с функцией регулирования порогового значения проходящего сигнала, минимальный уровень которого соответствует уровню физической подготовки противника. Устройство снабжено установочным блоком с дисплеем, на котором выведены поля для отображения роста, веса и уровня физической подготовки противника. Установочный блок выполнен с устройством установки в каждом нормирующем преобразователе порогового значения, соответствующего выбираемому уровню физической подготовки противника, с блоком установки высоты расположения ударной мишени типа боксерского мешка или боксерской груши, соответствующей выбираемому росту противника и включающему в себя исполнительный механизм в виде устройства подъема и опускания. При этом устройство так же снабжено блоком отображения состояния противника в виде звукового или светового сигнализатора, связанного с процессорным блоком обработки полученных сигналов и срабатывающего при нанесении удара в зоне размещения соответствующего датчика, параметры которого превышают предельные значения параметров удара для выбранного уровня физической подготовки противника.A device for training athletes is known, which provides the athlete with information about the opponent (RU 88276 U [3]). The device comprises a shock target mounted on a suspension support, made in a casing of soft material, inside of which is placed a material that absorbs impact energy, and sensors for recording impact parameters associated with a processor unit for processing received signals equipped with appropriate software for monitoring impact parameters and their visual display. An impact target such as a punching bag or boxing bag is mounted on a suspension with height adjustment to simulate the growth of the opponent, sensors for recording impact parameters are placed in the upper and lower parts of an impact target such as a punching bag or boxing bag in an amount of at least two pieces for each part, each of which is connected to the processor unit for processing the received signals through a corresponding normalizing converter, each of which is configured with a threshold value adjustment function p roaming signal, the minimum level of which corresponds to the level of physical fitness of the enemy. The device is equipped with an installation unit with a display on which fields are displayed to display the height, weight and level of physical fitness of the enemy. The installation block is made with an installation device in each normalizing transducer of a threshold value corresponding to a chosen level of physical preparation of the opponent, with a block for setting the height of the location of an impact target, such as a boxing bag or punching bag, corresponding to a chosen height of the opponent and including an actuator in the form of a device for raising and lowering . At the same time, the device is also equipped with an adversary status display unit in the form of an audio or light signaling device, connected to the processor unit for processing the received signals and triggering when striking in the area of the corresponding sensor, the parameters of which exceed the limit values of the impact parameters for the selected level of enemy physical preparation.

Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет получать информацию только о параметрах нанесенных ударов по мишени (т.е о конечном результате движения спортсмена) и не позволяет получать информацию о параметрах перемещения тела спортсмена и его конечностей (рук, ног), которые обеспечили соответствующие параметры удара.A disadvantage of the known device is that it allows you to receive information only about the parameters of the strikes on the target (i.e., about the final result of the athlete’s movement) and does not allow to receive information about the parameters of the movement of the athlete’s body and its limbs (arms, legs), which provided impact parameters.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является известное устройство для тренировки спортсменов боевых видов спорта (RU 93026705 [4]). В устройстве для тренировки спортсменов боевых видов спорта (управления техникой движения и совершенствования скоростно-силовых качеств) используются датчики ускорения, один закрепляемый сзади спортсмена в тазобедренной области, а два других - в рукоятках с формой, позволяющей фиксировать положение датчиков в руках, при этом рукоятки соединены шнуром с управляемыми электронно-вычислительной машиной /ЭВМ/ силозадающими механизмами через электромеханические муфты и подмоточные барабаны, которые в свою очередь через датчики регистрации вращения барабанов преобразуют и передают информацию о возвратно-поступательных движениях рук и корпуса спортсмена через блок согласования в ЭВМ. Во время выполнения специальных движений сигналы с датчиков после преобразования в блоке согласования поступают в ЭВМ и обрабатываются по алгоритму составленной программы. Для тренировки мышц в целях повышения силовых и скоростных характеристик ударов сигналом с ЭВМ включается электромеханическая муфта, соединяя тем самым подметочный барабан с силозадающим механизмом. При выполнении ударов создается противодействующая движению рук спортсмена сила, управляемая ЭВМ. Для обеспечения диалогового режима работы спортсмена с устройством имеется также управляемый от ЭВМ индикаторно-цифровой блок обратной связи, обеспечивающий общение с помощью цифрового светосигнального кода.Closest to the claimed in its technical essence is a known device for training athletes of combat sports (RU 93026705 [4]). The device for training athletes in combat sports (controlling the technique of movement and improving speed and power qualities) uses acceleration sensors, one mounted on the back of the athlete in the hip area, and the other two in handles with a shape that allows you to fix the position of the sensors in your hands, while the handles connected by a cord to controlled electronic computers / computers / silos through electromechanical couplings and winding drums, which in turn through registration sensors drum rotation transform and transmit information about the reciprocating movements of the hands and the body through the sportsman matching unit in the computer. During the execution of special movements, the signals from the sensors after conversion in the matching unit are sent to the computer and processed according to the algorithm of the compiled program. To train the muscles in order to increase the power and speed characteristics of strokes by a signal from a computer, an electromechanical clutch is activated, thereby connecting the outfit drum with a force-setting mechanism. When striking, a computer-controlled force is created that counteracts the movement of the athlete’s hands. To ensure the dialogue mode of operation of the athlete with the device, there is also a computer-controlled feedback indicator digital display unit that provides communication using a digital light-signal code.

Недостатком известного устройства является его громоздкость обусловленная наличием силозадающих механизмов, электромеханических муфт, подметочных барабанов и проводной связи между датчиками и средствами обработки поступающей от них информации и малая информативность, обусловленная тем, что используется малое количество датчиков, которые замеряют только один параметр - ускорение.A disadvantage of the known device is its cumbersomeness due to the presence of force-setting mechanisms, electromechanical couplings, sweep drums and wired communication between the sensors and the means for processing the information received from them and low information content due to the fact that a small number of sensors are used that measure only one parameter - acceleration.

Заявляемое в качестве полезной модели устройство для тренировки спортсменов направлено на уменьшение его массогабаритных характеристик и повышение информативности.Declared as a useful model, a device for training athletes is aimed at reducing its weight and size characteristics and increasing information content.

Указанный-результат достигается тем, что устройство для тренировки спортсменов, содержит закрепленные в шлеме, перчатках и на поясе спортсменов датчики линейных ускорений и угловых скоростей, выходы которых через радиопередатчик соединены с радиоприемником, подключенным к средству обработки и анализа получаемой от датчиков информации.The specified result is achieved by the fact that the device for training athletes contains sensors of linear accelerations and angular velocities fixed in the helmet, gloves and on the belt of athletes, the outputs of which are connected via a radio transmitter to a radio receiver connected to the means for processing and analyzing the information received from the sensors.

Указанный результат достигается также тем, что средство обработки и анализа получаемой отдатчиков информации выполнено в виде персонального компьютера, снабженного соответствующим программным обеспечением.The specified result is also achieved by the fact that the means of processing and analysis of the received information transmitters is made in the form of a personal computer equipped with appropriate software.

Использование закрепленных на телах спортсменов датчиков линейных ускорений и угловых скоростей, выходы которых через радиопередатчик соединены с радиоприемником, подключенным к средству обработки и анализа получаемой от датчиков информации позволяет с одной стороны позволяет получать большее количество информации о силовых и скоростных характеристиках ударов и, а с другой существенно снизить массогабаритные характеристики узлов устройства, закрепляемых на теле спортсмена. Наиболее целесообразно, учитывая возможности современной вычислительной техники, использовать в качестве средства обработки и анализа получаемой от датчиков информации персональный компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением.The use of linear acceleration and angular velocity sensors mounted on the bodies of athletes, the outputs of which through a radio transmitter are connected to a radio receiver connected to a means of processing and analyzing the information received from the sensors, allows, on the one hand, more information on power and speed characteristics of impacts and, on the other hand, significantly reduce the weight and size characteristics of the device nodes fixed to the athlete’s body. Taking into account the capabilities of modern computer technology, it is most expedient to use a personal computer equipped with appropriate software as a means of processing and analyzing the information received from the sensors.

Сущность заявляемого устройства для тренировки спортсменов поясняется примером реализации и чертежом, на котором представлена принципиальная схема устройства.The essence of the claimed device for training athletes is illustrated by an example implementation and a drawing, which shows a schematic diagram of a device.

Устройство в предпочтительном варианте реализации конструктивно содержит измерительный модуль 1 (один или несколько) и соединенный с ним радиоканалом модуль 2 приема данных, выход которого соединен со входом персонального компьютера 3.The device in a preferred embodiment structurally comprises a measuring module 1 (one or more) and a data receiving module 2 connected to it by a radio channel, the output of which is connected to the input of a personal computer 3.

В состав каждого измерительного модуля входит ряд миниатюрных устройств, включающих в себя трехосевой датчик линейного ускорения 4, трехосевой датчик угловой скорости 5 и передатчик 6, передающий данные от датчиков по радиоканалу, которые закрепляются на теле. В качестве входящих в измерительный модуль элементов могут использоваться любые, выбираемые из числа известных. Например, это может быть трехосевой MEMS датчик линейного ускорения (диапазон измерений от -50 до +50g, точность не мене 5%), трехосевой MEMS датчик угловой скорости (диапазон измерений от -1000 град./с до 1000 град./с), радио трансивер с элементом питания. В персональном компьютере можно условно выделить блок 7 анализа данных (программа обработки и анализа данных) и блок 8 отображения и хранения результатов (соответствующая программа с базой данных)Each measuring module includes a number of miniature devices, including a three-axis linear acceleration sensor 4, a three-axis angular velocity sensor 5 and a transmitter 6 that transmits data from the sensors over the air, which are fixed to the body. Any elements selected from the known ones can be used as elements included in the measuring module. For example, it can be a three-axis MEMS linear acceleration sensor (measuring range from -50 to + 50g, accuracy not less than 5%), a three-axis MEMS angular velocity sensor (measuring range from -1000 degrees / s to 1000 degrees / s), radio transceiver with battery. In a personal computer, it is possible to conditionally select a block 7 for data analysis (a program for processing and analyzing data) and a block 8 for displaying and storing results (the corresponding program with a database)

Устройство используется следующим образом. На теле спортсмена известным образом закрепляются один или несколько измерительных модулей 1. Выбор места закрепления зависит от вида спорта. Например, в случае применения устройства в боксе, на теле боксера модули могут закрепляться следующим образом: один модуль в шлеме боксера, два модуля в перчатках (или на кистях спортсмена), один модуль на поясе. Кроме того, модули могут закрепляться на плечах, бедрах. Данные о линейных ускорениях частей тела боксера и угловых скоростей передаются на компьютер 3 с частотой не менее 20 Гц. Пакет данных содержит в себе сведения о величинах максимальных показаний каждого датчика модуля, достигнутых с момента последней передачи. Специальное программное обеспечение производит анализ получаемых данных и отображает ход поединка боксеров. При проведении поединков, удар считается зафиксированным, если одновременно возникает импульс линейного ускорения в ударной конечности одного спортсмена и импульс линейного ускорения или импульсное изменение угловой скорости поражаемой части тела второго спортсмена.The device is used as follows. One or several measuring modules 1 are fixed on the athlete’s body in a known manner. The choice of the fixing location depends on the sport. For example, if the device is used in boxing, the modules can be fixed on the boxer's body as follows: one module in the boxer's helmet, two modules with gloves (or on the athlete’s hands), one module on the belt. In addition, the modules can be fixed on the shoulders, hips. Data on linear accelerations of boxer body parts and angular velocities are transmitted to computer 3 with a frequency of at least 20 Hz. The data package contains information on the values of the maximum readings of each sensor of the module, achieved since the last transmission. Special software analyzes the data received and displays the progress of the boxer match. During fights, a kick is considered fixed if a linear acceleration pulse in the shock limb of one athlete and a linear acceleration pulse or a pulse change in the angular velocity of the affected part of the body of the second athlete simultaneously occur.

При использовании устройства для тренировки одного спортсмена, предлагаемое устройство может использоваться в комплекте с известным из RU 88276 U [3].When using the device for training one athlete, the proposed device can be used in conjunction with the well-known from RU 88276 U [3].

В этом случае предлагаемое устройство будет давать информацию о параметрах движения боксера или его конечностей, а известное - о результатах такого движения - о параметрах нанесенного удара.In this case, the proposed device will provide information about the parameters of the movement of the boxer or his limbs, and the known - about the results of such movement - about the parameters of the strike.

Так же возможно применение устройства в тренировочных спаринговых боях, тогда устраняется основной недостаток подобных тренировочных устройств - измерение параметров симуляции взаимодействия с противником, а не непосредственное контактное взаимодействие противников в единоборствах.It is also possible to use the device in training sparring fights, then the main drawback of such training devices is eliminated - measuring the parameters of simulation of interaction with the enemy, and not the direct contact interaction of opponents in martial arts.

Claims

1. A device for training athletes, containing mounted in a helmet, gloves and on the belt of athletes, linear acceleration and angular velocity sensors, the outputs of which are connected via a radio transmitter to a radio receiver connected to a means of processing and analysis of information received from the sensors.

2. The device for training athletes according to claim 1, characterized in that the means for processing and analyzing the information received from the sensors is made in the form of a personal computer equipped with appropriate software.