Устройство для измерения нагрузок на лыже

 

Изобретение относится к лыжному спорту, технике испытаний и измерений, может быть использовано для определения с повьшенной надежностью и точностью величин и точек приложения сил воздействия на лыжи при движении по трассе и позволяет повысить точность и надежность устройства, которое содержит установленные на лыже 1 переднюю и заднюю опоры одинаковой конструкции. Каждая опора выполнена в виде двухкомпонентного 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. тензорезисторами 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, образуя динамометр горизонтальной силы. 5 нп. с ел tvO Oi а 00 ut i

С01ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1216681 А

%С СЭЩ7 9

1 к; °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ для определения с повышенной надежностью и точностью величин и точек приложения сил воздействия на лыжи при движении по трассе и позволяет повысить точность и надежность устройства, которое содержит установленные на лыже 1 передйюю и заднюю опоры одинаковой конструкции.

Каждая опора выполнена в виде двухкомпонентного динамометра, корпус которого выполнен в виде жестких планок 7, соединенных проушинами

8, в которых подвешены измерительные балки, выполненные в виде пары упругих пластин 9 с тенэорезисторами 10, которые имеют одинаковое сопротивление и включены в плечи мостовой измерительной схемы так, что они расположены со стороны носка лыжи, включены s одно плечо, а со стороны задника — в смежное плечо, образуя динамометр горизонтальной силы. 5 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3782490/24-.10 (22) 20.08.84 (46.) 07.03.86. Бюл. У 9 (72) С.А.Глебов, И.С.Грачев, Л.А,Крохин, В.Е.Предтеченский, Т.Н.Домбровская, H.È.Ëàãóòèí и В.А.Хотулев (53) 513.781(088 ° 8) (56) Копс К.К., Станишевский И,А.

Методика комплексных исследований лыжника-гонщика. /Лыжный спорт. М.:

ФИС, вып. 1, 1973, с. 29.

Ермаков В. В., Макаров A.À. Сравнительная характеристика передвижения двухшажньпч ходом íà лыжах.

< Лыжный спорт./Под ред, Н,И.Кузьмина, М.: ФИС, 1969, с. 126 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАГРУЗОК ИА ЛЫЖЕ (57) Изобретение относится к лыжному спорту, технихе испытаний и измерений, может быть использовано (51)4 Г 1 Ь 1 22 А 61 В 5/22

1216681

Изобретение относится к лыжному спорту, технике испытания н измерений и может быть использовано для определения с повышенной надея»постыл и точностью величин и точек приложения сил воздействия спортсмена на лыжи при движении по трассе.

Целью изобретения является повышение точности и надежности.

На фиг. I представлено устройство, общий вид," на фиг. 2 — динамометрическая опора, продольный разрез; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2," па фиг, 4 — электрическая схема соединения тензорезисторов па вертикальных балках; па фиг. 5электрическая схема соединения тенI зореэистора на горизонтальных балках.

Устройство для измерения нагрузок на лыже содержит установленные па лъие 1 переднюю 2 (по отношению к ботшц»у 3) и заднюю 4 опоры одинаковой конструкции. Ботинок 3 укреплен (например, с поиощью стандартного крепления 5) на платформе

6, размещенной с зазором относительно лыжи 1. Каждая из опор выполнена в виде двухкомпонентного динамометра ° Корпус такого динамометра выполнен в виде закрепленных на льше и разнесенных относительно друг друга поперечных жестких планок 7, соединенных по концам вертикальными жесткими проушинами 8, в которых подвешены вертикальные измерительные балки, выполненные в.виде пары параллельных и разнесенных относительно друг друга упругих пластин 9 с размещенными на них тепзорезисторами 10 (индивидуально тензорезисторы обозначены буквами R„ Rq R> H T,д ° при этом нечетными индексами обозначены тензорезисторы, размещенные со стороны носка лыжи, четными — со стороны задника лыжи, тензорезисторы, указанные в скобках, размещены за тензорезисторами, находящимися в плоскости чертежа). Каждая пара пластин 9 соединена между собой жесткой перемычкой 11, связанной с аналогичной противоположной переиычкой данной опоры с помощью горизонтальной поперечной измерительной балки 12, размещеннрй в промежутке между планками 7 корпуса

1О

50 с зазором относительно этих планок и поверхности лыжи. Поперечные балки 12 вблизи мест соединения с перемычками !! выполнены с утоньшениями 13, в зоне которых размещены тепзореэисторы 14, {также индивидуально обозначенные бук В вами В; с соответствующими индексами i). Бесткой утолщенной средней частью каждая поперечная измерительная балка 12 соединена с платформой 6. Тенэорезисторы 10, размещенные на пластинах 9, имеют одинаковое сопротивление и включены в плечи мостовой измерительной схемы (фиг. 4) так, что тензорезисторы, расположенные со стороны носка лыжи, включены в одно плечо, а расположенные со стороны задника — в смежное плечо. При этом указанные пластины и тепзореэисторы образуют динаиометр горизонтальной схемы-Х.

Для измерения .этой силы могут быть задействованы пластнны и тензорезпсторы одной опоры или обеих опор, при этом тензорезисторы, расположенные со стороны носка, могут быть включены в то же плечо (при полуиостовой схеме измерений) или в противоположное плечо {при полной мостовой схеме измерений), соответственно включаются и тензореэисторы; расположенные со стороны задника лыжи. Тенэореэисторы 14 каждой горизонтальной поперечной измерительной балки 12 также имеют одинаковое сопротивление и включены в плечи мостовой измерительной схемы согласно фиг. 5 и обеспечивают измерение вертикальной нагрузки У (на передней опоре У,, на задней — Уг, ) .

При действии на лыжу (на платформу 6) силы толчка, имеющей вертикальную и горизонтальную составляющие, происходит деформация упругих пластин 9 и тензореэисторов 10 (растяжение от вертикальной составляющей и изгиб от горизонтальной). При этом, поскольку пары тензорезисторов с каждой пластины включены в смежные плечи мостовой схеиы, измерительная схема на вертикальную составляющую силы не реаги— рует (даже в тех случаях, когда пластины растянуты по разному из-за существенно несимметричного по отношению к каждой паре пластин мес12I668I 4,.

10 та приложения силы). Горизонтальная составляющая Х вызывает изгиб пластин и растяжение-сжатие тензорезисторов в смежных плечах измерительной схемы и появление соответствующего электрического сигнала пропорционального величине Х. Вертикальная составляющая силы вызывает реакции опор У (на передней опоре 2 ) и У (на задней опоре 4).

Под действием этой силы происходит изгиб утоньшенных частей балок 12, соответствующее сжатие-растяжение тензорезисторов 14 и появление электрических сигналов в измерительных цепях, пропорциональных величинам У и У> . Ela силу Х измерительные цепи с тензорезисторами

14 практически не реагируют, так как, во-первых, измерительные балки 12 имеют значительную жесткость в направле. ии действия силы Х, и, во-вторых, действие этой силы вызывает одинаковую деформацию тензорезисторов, включенных в смежные плечи мостовых схем, и не приводит к появлению электрических сигналов. По результатам измерений

Уу и У может быть определена величина вертикальной составляющей

У, равная сумме У2 и Yi, . Точка приложения суммарной силы толчка может

Ч L быть определена bio Еормуле Х

Y+ у где L — расстояние между динамометрами (фиг. 1), а направление этой силы определяется иэ отношения М x.

Конструктивные особенности предлагаемого устройства позволяют существенно (в 3-5 раз) повысить точность измерения составляющих приложенной силы, особенно с учетом их динамического характера. Этому, а также повышению надежности, способствуют повышенная (эа счет компоновки) жесткость конструкции, отсутствие люфтов и снижение потерь на !

45 трение, пониженное (за счет компо- . новки) взаимное влияние измеряемых нагрузок. При этом обеспечивается определение и точки приложения силы. Уменьшенные зазоры между платформой и лыжей способствуют уменьшению габаритов (и веса) устройства и, тем самым, повышению точности результатов испытаний (за счет создания условий, близких к условиям реальной эксплуатации лыж).

Формула изобретения

Устройство для измерения нагрузок на лыже, содержащее платформу, кинематически связанную с лыжей с помощью двух динамометрических опор, и четыре пары тенэорезисторов, отличающееся тем, что, с целью повышения его точности и надежности, в него введены восемь пар тензореэисторов, а каждая динамометрическая опора выполнена в виде балки с двумя парами тензорезисторов на ее противоположных сторонах и расположенной поперек продольной оси лыжи параллельно ее поверхности, при этом средняя утолщенная часть балки жестко связана с платформой, а каждая крайняя часть — с одними концами расположенных перпендикулярно 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 тензорезисторы на сторонах пластин, обращенных к носку лыжи, включены в одно плечо, а на противоположных сторонах пластин — в другое плечо первой полумостовой схемы, тензорезисторы на стороне балки, обращенной к лыже, включены в одно плечо,а на противоположной стороне балки — в другое плечо второй полумостовой схемы б

1216681

Pae.!

A-А фик 5

33ЩНПИ Заказ 996/53 Тираж 778 Поддисное

Фнлввл GGH "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4