SU1733026A1 - Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research - Google Patents

Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research Download PDF

Info

Publication number
SU1733026A1
SU1733026A1 SU904807424A SU4807424A SU1733026A1 SU 1733026 A1 SU1733026 A1 SU 1733026A1 SU 904807424 A SU904807424 A SU 904807424A SU 4807424 A SU4807424 A SU 4807424A SU 1733026 A1 SU1733026 A1 SU 1733026A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
plate
supports
dynamometers
platform
force
Prior art date
Application number
SU904807424A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Семен Аронович Рубинчик
Сергей Федорович Быконя
Александр Сергеевич Чалый
Original Assignee
С. А. Рубинчик, С Ф. Бы кон и А. С.Чалый
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by С. А. Рубинчик, С Ф. Бы кон и А. С.Чалый filed Critical С. А. Рубинчик, С Ф. Бы кон и А. С.Чалый
Priority to SU904807424A priority Critical patent/SU1733026A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1733026A1 publication Critical patent/SU1733026A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00Training appliances or apparatus for special sports
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/50Force related parameters
    • A63B2220/54Torque

Abstract

Изобретение позвол ет повысить точность измерени  усилий отталкивани  спортсмена от платформы. Тензоплатформа состоит из жесткой плиты 1, шесть степеней свободы которой ограничены опорами-динамометрами 2-7. Кажда  опора представл ет собой консольную балку равного сопротивлени . Опоры жестко креп тс  к платформе 8. Реакци  опор определ етс  при помощи тензорезисторов, наклеенных на балки. Воздействие плиты 1 на динамометры 2, 3,4 осуществл етс  через металлические шарики. Воздействие плиты 1 на динамометры 5, 6, 7 осуществл етс  через подшипники качени . Точки соприкосновени  плиты с динамометрами 2, 3, 4 в плане образуют вершины воображаемого геометрического треугольника, ограничивающего рабочую опорную площадку плиты 1. Расположение опор 2-7 позвол ет определить координаты точки приложени  усили  и величину этого усили  9 ил. (Л С 1 vj со со о ю о The invention makes it possible to increase the accuracy of measuring the repulsive effort of an athlete from the platform. The tensoplatform consists of a rigid plate 1, six degrees of freedom of which are limited to support-dynamometers 2-7. Each support is a cantilever beam of equal resistance. The supports are rigidly fixed to the platform 8. The reaction of the supports is determined by means of strain gauges glued to the beams. The impact of the plate 1 on the dynamometers 2, 3.4 is carried out through metal balls. The action of plate 1 on dynamometers 5, 6, 7 is carried out through rolling bearings. The points of contact of the plate with dynamometers 2, 3, 4 in the plan form the vertices of an imaginary geometric triangle bounding the working supporting platform of the plate 1. The location of the supports 2-7 allows to determine the coordinates of the point of application of force and the magnitude of this force 9 ill. (L С 1 vj with so about th

Description

фиг.1figure 1

Предлагаема  тензоплатформа относитс  к устройствам дл  измерени  усилий методом электротензометрии и может найти основное применение при измерении усилий отталкивани  ног легкоатлета при прыжках в длину, высоту, при беге. Результаты исследовани  этих усилий могут быть использованы тренером дл  совершенствовани  методики тренировок.The proposed tensoplatform relates to devices for measuring stresses by the method of electrical tensometry and can find the main use in measuring the repulsive effort of the legs of an athlete during long jumps, height, and running. The results of the study of these efforts can be used by the trainer to improve the training methodology.

Известна конструкци  тензоплатформ, которые, однако имеют недостаток, заключающийс  в том, что при передаче усилий от плиты динамометром вследствие упругих деформаций в точках контакта возникают касательные силы трени , которые дополнительно нагружают динамометры и увеличивают погрешность измерений. Кроме того, не исключено вли ние различных составл ющих измер емого усили  на тензо- датчики, предназначенные дл  измерени  других составл ющих, что также снижает точность измерений.The known construction of tensoplatforms, which, however, have the disadvantage that during the transfer of forces from the plate by a dynamometer due to elastic deformations at the points of contact, tangential friction forces arise, which additionally load the dynamometers and increase the measurement error. In addition, the influence of various components of the measured force on the strain gauges designed to measure other components is not excluded, which also reduces the accuracy of the measurements.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

На фиг. 1 изображена тензоплатформа, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема измер емых нагрузок и реакций опор; на фиг. 4(- опора горизонтальных составл ющих нагрузок в аксонометрии; на фиг. 5 - то же, вид сверху; на фиг. 6 - то же, вид сбоку; на фиг. 7 - то же, вид с торца; на фиг. 8 - опора, воспринимающа  вертикальные составл ющие нагрузок , вид сбоку; на фиг. 9 - то же, вид сверху.FIG. 1 shows a strain platform, top view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 - diagram of the measured loads and reactions of the supports; in fig. 4 (- support of horizontal component loads in axonometric view; in Fig. 5 - the same, top view; in Fig. 6 - the same, side view; in Fig. 7 - the same, end view; Fig. 8 - the support perceiving the vertical components of the loads, side view; in Fig. 9, the same, top view.

Предлагаема  тензоплатформа (фиг. 1, 2) состоит из жесткой плиты 1, шесть степеней свободы которой ограничены шестью опорами-динамометрами 2-7. Кажда  опора представл ет собой консольную балочку равного сопротивлени  и ограничивает одну степень свободы плиты. Опоры-динамометры 2-7 жестко креп тс  к платформе 8, сваренной из уголка 65x65x6.The proposed tensoplatform (Fig. 1, 2) consists of a rigid plate 1, six degrees of freedom of which are limited to six support-dynamometers 2-7. Each support is a cantilever beam of equal resistance and limits one degree of freedom of the slab. Support dynamometers 2-7 are rigidly attached to platform 8, welded from a 65x65x6 angle.

Реакции св зей (опор) определ ютс  при помощи тензорезисторов , наклеенных на опорные балочки-динамометры.The reactions of the bonds (supports) are determined by means of strain gauges pasted on the supporting beam dynamometers.

Воздействие плиты на динамометры осуществл етс  либо через сферические тела - металлические шарики 9 (на опоры 2, 3, 4, воспринимающие вертикальные составл ющие нагрузки), либо через подшипники качени  (на опоры 5, 6, 7). Опоры 5, 6, 7 воспринимают горизонтальные составл ющие измер емого усили  (фиг. 3),The impact of the plate on the dynamometers is carried out either through spherical bodies - metal balls 9 (on supports 2, 3, 4, perceiving the vertical components of the load), or through rolling bearings (on supports 5, 6, 7). The supports 5, 6, 7 perceive the horizontal components of the measured force (Fig. 3),

На фиг. 2 показан только шарик 9 на опоре 3. Два других шарика на опорах 2 и 4 не показаны.FIG. 2 shows only the ball 9 on the support 3. The other two balls on the supports 2 and 4 are not shown.

Приведенное устройство силоизмери- тельных элементов позвол ет при передаче усилий от плиты к динамометрам исключитьThe above device of force-measuring elements makes it possible, when transferring forces from the plate to the dynamometers, to exclude

силы трени  скольжени , внос щие погрешность .slip friction forces contributing to the error.

Это устройство исключает также вли ние составл ющих усилий на тензорезисто- ры, не предназначенные дл  измерени  этих усилий, что также уменьшает погрешность измерений и позвол ет предельно упростить конструкцию силоизмерительных элементов. Каждый силоизмерительный элемент (балочка-динамометр) в данном случае воспринимает только один силовой фактор: усилие, действующее перпендикул рно оси этого динамометра.This device also eliminates the influence of the component forces on the strain gages, which are not designed to measure these forces, which also reduces the measurement error and allows one to simplify the design of the force-measuring elements to the utmost. Each force-measuring element (beam-dynamometer) in this case perceives only one force factor: the force acting perpendicular to the axis of this dynamometer.

Дл  системы сил, действующих на опор- ную плиту, можно составить шесть независимых уравнений равновеси  (см. фиг. 3).For the system of forces acting on the support plate, six independent equilibrium equations can be composed (see Fig. 3).

Поскольку реакции св зей определ ют с  экспериментально, в эти уравнени  вход т шесть неизвестных:Since bond reactions are determined experimentally, six unknowns are included in these equations:

Ру, РХ, PZ - составл ющие равнодействующего усили ;Py, PX, PZ — components of the resultant force;

х, у, z - координаты точки приложени  равнодействующего усили .x, y, z are the coordinates of the point of application of the resultant force.

Если пренебречь толщиной плиты, то очевидно, что , и можно обойтись системой п ти уравнений с п тью неизвестными:If we neglect the thickness of the slab, it is obvious that, and it is possible to get along with a system of five equations with five unknowns:

Px-Re 0(1) Px-Re 0 (1)

Py-R4-Rs 0(2) Py-R4-Rs 0 (2)

n -Pz+R 1+R2+R3 0;(3)n -Pz + R 1 + R2 + R3 0; (3)

m0x 0;-Pz y+Ra (4)m0x 0; -Pz y + Ra (4)

4040

Pz x-Ra d-Ra . (5) Pz x-Ra d-Ra. (five)

Поскольку неизвестные раздел ютс , решение этой системы предельно просто:As the unknowns are separated, the solution to this system is extremely simple:

из (1) из (2) Py R4+Rs; 45 из (3) Pz Ri+R2+R3;from (1) from (2) Py R4 + Rs; 45 of (3) Pz Ri + R2 + R3;

R3lR3l

R3IR3i

RzRz

Ri + R2 + Rs Ri + R2 + Rs

из (5) хfrom (5) x

R3 d + R2 f Rs d + R2 fR3 d + R2 f Rs d + R2 f

RR

Ri + R2 +R3Ri + R2 + R3

Зна  три составл ющие усили  отталкивани  РХ, Ру, Pz, можно определить как величину этого усили , так и его направл ющие в пространстве.By knowing the three components of the repulsive force PX, Py, Pz, it is possible to determine both the magnitude of this force and its guides in space.

Кроме того, как видно из решени  системы , можно определить координаты точки приложени  этого усили  х и у, т. е. координаты точки приложени  равнодействующей силы давлени  стопы на плиту.In addition, as can be seen from the solution of the system, one can determine the coordinates of the point of application of this force and y, i.e. the coordinates of the point of application of the resultant force of the foot pressure on the plate.

Следует отметить, что плита опираетс  на сферические тела - шарики, которые в плане образуют вершины воображаемого геометрического треугольника, ограничива- ющего опорную площадку плиты. Поскольку плита опираетс  на шарики1 свободно, она будет закреплена геометрически неизмен емо (лишена всех шести степеней свободы) лишь в случае, если измер емое усилие бу- дет приложено внутри этого треугольника. Этот треугольник на поверхности плиты выделен  ркой краской. Размеры его могут быть сколь угодно большими, но и при существующих размерах тензоплатформы раз- меры треугольника вполне достаточны, что показало использование тензоплатформы в работе.It should be noted that the plate rests on spherical bodies — balls that, in plan, form the vertices of an imaginary geometric triangle bounding the plate support plate. Since the plate rests on the balls1 freely, it will be fixed geometrically unchanged (deprived of all six degrees of freedom) only if the measured force is applied inside this triangle. This triangle on the surface of the slab is highlighted with bright paint. Its dimensions can be arbitrarily large, but even with existing tensoplatform sizes, the dimensions of a triangle are quite sufficient, which was shown by the use of a tensoplatform in operation.

Размещение плиты на трех шариках, а не на четырех вызвано стремлением пре- дельно упростить конструкцию и расшифровку осциллограмм.Placing the plate on three balls, and not on four, is caused by the desire to simplify the design and interpretation of the oscillograms.

Тензоплатформа предлагаемой конструкции была изготовлена и использована при проведении исследований, она показа- ла надежную и безотказную работу. В комплекте с ней использовались усилительThe tensoplatform of the proposed design was manufactured and used in research, it showed reliable and trouble-free operation. Included with it were used amplifier

посто нного тока Топаз-4 и шлейфовый осциллограф М-041. Эти приборы компактны и имеют небольшой вес, и поскольку вес платформы не более 8 кг, можно проводить измерени  не только в спортзале, но и в полевых услови х - спортдагере, на стадионе .Topaz-4 direct current and M-041 loop oscilloscope. These devices are compact and have a small weight, and since the platform weighs no more than 8 kg, it is possible to measure not only in the gym, but also in the field conditions - sportdager, at the stadium.

Claims (1)

Формула изобретени  Тензоплатформа дл  измерений усилий отталкивани  при спортивных исследовани х , содержаща  платформу, несущую на опорах с тензодатчиками плиту, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности измерени , она снабжена трем  консольными балками равного сопротивлени  с тензодатчиками дл  измерени  горизонтальных усилий, балки закреплены на платформе с возможностью шарнирного взаимодействи  с плитой консольными участками , при этом одна балка расположена перпендикул рно по отношению к двум другим , а плита установлена на опорах через сферические тела, причем опоры выполнены в виде консольных балок равного сопротивлени , а сферические тела образуют в плане вершины воображаемого геометрического треугольника, ограничивающего опорную площадку плиты.Tenzoplatform for measuring repulsive effort in sports studies, comprising a platform carrying a plate on supports with strain gauges, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, it is equipped with three cantilever beams of equal resistance with strain gauges for measuring horizontal forces. on the platform with the possibility of hinge interaction with the plate by the cantilever plots, with one beam perpendicular to the other two, and the plate is set the support is supported through spherical bodies, the supports are made in the form of cantilever beams of equal resistance, and the spherical bodies form in terms of the vertices of an imaginary geometric triangle bounding the supporting plate of the plate. А-АAa Фиг. 2FIG. 2 ttfopt/xoBdtf /refftw/rrf.ttfopt / xoBdtf / refftw / rrf. LL П 1 /7м/ аP 1 / 7m / a Д/ 0лгф0р/ахD / 0lgf0r / ah Фиг. 5FIG. five Фиг. 6FIG. 6 фиг. 8FIG. eight i тi t фиг. 7FIG. 7
SU904807424A 1990-01-31 1990-01-31 Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research SU1733026A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904807424A SU1733026A1 (en) 1990-01-31 1990-01-31 Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904807424A SU1733026A1 (en) 1990-01-31 1990-01-31 Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1733026A1 true SU1733026A1 (en) 1992-05-15

Family

ID=21504587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904807424A SU1733026A1 (en) 1990-01-31 1990-01-31 Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1733026A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Миненков Б. В. Техника и методика тен- зометрических исследований в биологии и медицине. М.: Медицина, 1976. с. 161-163. Авторское свидетельство СССР № 628937, кл. А 63 В 71/06, 1977. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3439761A (en) Strain-gage transducer structures
US4493220A (en) Force measuring platform and load cell therefor using strain gages to measure shear forces
US4616511A (en) Tactile sensor
EP0315846B1 (en) Self-stabilizing rocker pin load cell
CN100388906C (en) Human body centre-of gravity dynamic position measuring instrument and its measuring method
US3831687A (en) Flexure base scale
US5090493A (en) Load cells and scales therefrom
US5029483A (en) Measuring platform
US5925832A (en) Torsional sensing load cell
US3666032A (en) Flexure base scale
US4785896A (en) Load sensing structure for weighing apparatus
US5228527A (en) Force measurement assembly
SU1733026A1 (en) Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research
EP0063220B1 (en) Device for measuring the unbalance of an object
US3966003A (en) Weighing apparatus
RU2247952C2 (en) Dynamometer
CN2888420Y (en) Platform device for force measurement
US4757867A (en) Single load cell weighing systems
JPS6421333A (en) Center of gravity measuring apparatus
US3213679A (en) Torque table
RU2037789C1 (en) Weighing equipment
CN110223573A (en) Planar assembling truss static structural analysis experimental provision
RU2270603C1 (en) Platform for testing support reactions
JPH0658830A (en) 6-axis load cell
US6367307B1 (en) Calibrated stop bolt for longitudinal shock test fixture