SU1216681A1 - Устройство дл измерени нагрузок на лыже - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к лыжному спорту, технике испытаний и измерений, может быть использовано дл  определени  с повьшенной надежностью и точностью величин и точек приложени  сил воздействи  на лыжи при движении по трассе и позвол ет повысить точность и надежность устройства, которое содержит установленные на лыже 1 переднюю и заднюю опоры одинаковой конструкции. Кажда  опора выполнена в виде двух- компонентного динамометра, корпус которого выполнен в виде жестких планок 7, соединенных проушштами 8, в которых подвешены измерительные балки, вьшолненные в виде пары упругих пластин 9 с. тензорезис- торами 10, которые имеют одинаковое сопротивление и включены в плечи мостовой .измерительной схемы так, что они расположены со стороны носка лыжи, включены в одно плечо , а со стороны задника - в смежное плечо, образу  динамометр горизонтальной силы. 5 нп. с ел tvO Oi а 00 ut i

Description

Изобретение относитс  к лыжному спорту, технике испытани  и из- меренш и может быть использовано дл  определени  с повьшенной наделено стью и точностью величин и точек приложени  сил воздействи  спортсмена на лыжи при движении но трассе .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и надежности.

На фиг. 1 представлено устройство , общий вид,- на фиг. 2 - динамометрическа  онора, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - электрическа  схема соединени  тензорезисторов на вертикальных балках; на фиг. 5- электр1шеска  схема соединени  тен- зорезистора на горизонтальных балках .

Устройство дл  измерени  нагрузок на лыже содерзкит установленные на льгае I переднюю 2 (по отношению к ботинку з) и Зсщнюга 4 опоры одинаковой конструкции. Ботинок 3 укреплен (например, с помощью стан- дарт1гого креплени  5) на платформ б, размещенной с зазором относительно лыжи 1. Кажда  из опор выполнена в виде двухкомпонентного динамометра. Корпус такого динамометра выполнен в виде закрепленных на льске и разнесенных относительно друг друга поперечных жестких планок 7, соединенных по концам вертикальными жесткими проушинами 8, в которых нодвешены вертикальные измерительные балки, выполненные п.виде пары параллельных и разнесенных относительно друг друга ун- ругих пластин 9 с размеще гньми на них тензорезнсторами 10 (индив1щу- ально тензорезисторы обознат, ены буквами R, RT., RjH т.д., при этом нечетнььми индексами обозначены тензорезисторы, размещенные со стороны носка лыжи, четными - со стороны задника лыжи, тензорезисторы , указанные в скобках, размещены за тензорезисторами, наход щимис  в плоскости чертежа). Кажда нара пластин 9 соединена между собой жесткой перемьикой I1, св занной с аналогичной противоположной перемычкой данной опоры с номощью горизонтальной ноперечной измерительной балки 12, размещенной в промежутке между планками 7 корнус

с зазором относительно этих планок и поверхности лыжи. Поперечные балки 12 вблизи мест соедине1ш  с неремычками 11 выполнены с утоньшени ми 13, в зоне которых размещены тензорезнсторы Г4, (также индивидуально обозначенные буквами Н i с соответствующими индексами 1). Жестк ой утолщенной средней частью кажда  поперечна  изме- рительна  балка 12 соединена с платформой 6. Тензорезисторы 10, размещенные на пластинах 9, имеют одинаковое сопротивлепиа и включены в

плечи мостовой измерительной схемы (фиг. 4) так, что тензорезисторы, расположе иные со стороны носка лыжи, включены в одно плечо, а расположенные со стороны задника - в смежное плечо. При этом указагп-ше пластины и тензорезисторы образуют динамометр горизонтальной схемы-X. Дл  измерени  .этой силы могут быть задействованы пластины и тензорезисторы одной опоры или обеих опор, -л при этом тензорезисторы, расположенные со стороны носка, -могут быть включены в то же плечо ( При полумостовой схеме измерений) ши в противоположное плечо (при полной мостовой схеме измерений), соответственно включаютс  и тензорезисторы ,- расположенные со стороны задника лыжи. Тензорезисторы 14

каждой горизонтальной понеречной измерительной балки 12 также имеют одинаковое сопротивление и включены 13 нлечи мостовой измерительной схемы согласно фиг. 5 и обеспечивают измерение вертикальной нагрузки У (на передней опоре У , на задней - У,, ).

При действии на лыжу (на платформу 6) силы толчка, имеющей вертикальную и горизонтальную составл ющие , происходит деформаци  упругих пластин 9 и тензорезисторов 10 (раст жение от вертикальной составл ющей и изгиб от горизонтальной ). При этом, поскольку пары тензорезисторов с кшкдой пластины включены в -смежные нлечи мостовой схемы , измерительна  схема на вертикальную составл ющую силы не реагнрует (даже в тех случа х, когда пластины раст нуты по разному из-за существенно несимметричного по отношению к каждой паре пластнн места приложени  силы). Горизонтальна  составл юща  X вызьшает изгиб пластин и раст жение-сжатие тензо- резисторов в смежньк плечах измерительной схемы и по вление соответствующего электрического сигнала пропорционального величине X, Вертикальна  составл юща  силы вызьта- ет реакции опор У (на передней опоре 2 ) и Yi, (на задней опоре 4). Под действием этой силы происходит изгиб утоньшенных частей балок 12, соответствующее сжатие-раст жение тензорезисторов 14 и по вление электрических сигналов в измерительных цеп х, пропорциональных величинам У и У, . На силу X измерительные цепи с тензорезисторами 14 практически не реагируют, так как, во-первых, измерительные балки 12 имеют значительную жесткость в направлении действи  силы X, и, во-вторЫх, действие этой силы вызывает одинаковую деформацию тензорезисторов , включенных в смежные плечи мостовых схем, и не приводит к по влению электрических сигналов . По результатам измерений УТ. и.Уц может быть определена величина вертикальной составл ющей У, равна  сумме У и У/, . Точка при- ложени  суммарной силы толчка может

г , . L,

быть определена по формуле

где L - рассто ние между динамометрами . (фиг. l), а направление это силы определ етс  из отношени  V/X.

Конструктивные особенности предлагаемого устройства позвол ют существенно (в 3-5 раз) повысить точность измерени  составл ющих npi-шо- женной силы, особенно с учетом их динамического характера. Этому, а также повьшению надежности, способ- ствуют повышенна  (за смет компоновки ) жесткость конструкции, отсутствие люфтов и снижение потерь на

трение, пониженное (за счет компо- . новки) взаимное вли ние измер емых нагрузок. При этом обеспечиваетс  определение и точки приложени  силы . Уменьшенные зазоры между платформой и лыжей способствуют уменьшению габаритов (и веса) устройства и, тем самым,повьппению точности результатов испытаний (за счет созДани  условий, близких к услови м реальной эксплуатации лыж).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  нагрузок на лыже, содержащее платформу, кинематически св занную с льисей с помощью двух динамометрических опор, и четыре пары тензорезисторов,

   от л и чающеес  тем, что, с целью повышени  его точности и надежности , в него введены восемь пар тензорезисторов, а кажда  динамометрическа  опора выполнена в виде

   балки с двум  парами тензорезисторов на ее противоположных сторонах и расположенной поперек продольной оси лыжи параллельно ее поверхности, при этом средн   утолщенна  часть

   балки жестко св зана с платформой, а кажда  крайн   часть - с одними концами расположенных перпендикул рно поверхности лыжи двух параллельных пластин, другие концы которых

   закреплены с помощью рам на лыже, при этом на каждой пластине на противоположных ее сторонах размещена пара тензорезисторов, причем тензо- резнсторы на сторонах пластин, обращепных к носку лыжи, включены в одно плечо, а на противоположных сторонах пластин - в другое плечо первой полумостовой схемы, тензорезис- торы на стороне балки, обращенной

   к лыже, включены в одно плечо,а на противоположной стороне балки - в другое плечо второй полумостовой схемы .

   ff(fe)

   swA

   )

   .3

   K,3

   , Кз

   Kit Ifty Kjs

   nit lft9 к IS

   fpUtf.

   фиг,. 5

   иШИПИ Заказ 996/53 Тираж 778 Подписмое

   j-riTTi ш ш цм1Пц1Ш1ШИ1 lм l i Jllll, JJUL

   Фшшал ШШ Патент, г.Ужго1)од, ул.Проектна , 4

   / /f

   f5 j H fi--Hib-ifb-o