Способ определения параметров движения спортсмена

 

Изобретение относится к измерителям скорости медленно перемещающихся физиологических объектов радиотехническим методом с использованием инфракрасного излучения и может быть использовано для определения скорости и длины шага бегуна, конькобежца, лыжника и позволяет расширить функциональные возможности путем измерения длины и скорости шага на прямолинейном и криволинейном участках беговой дорожки. Для этого непрерывно ориентируют фотоприемник, установленный в центре стадиона на движуш 1Й- ся излучатель света, закрепленный на ноге спортсмена, преобразуют угол поворота фотоприемника в цифровой код и фиксируют значения величины угла поворота и моменты времени, соответствующие минимальным значениям отношения приращения угла поворота, и моменты времени, соответствующие минимальным значениям отношения приращения угла поворота к интервалу времени съема цифровой информации, и затем вычисляют значения длины пройденного пути, соответствующие этим моментам времени. 3 з.п. ф-лы, |4 ил. S (Л 00 о 05

СООЭ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СЮ

4ь

Ю 3

©) ГОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3994757/31-12 (22) 22. 10. 85 (46) 30.09.87. Бюл. У 36 (71) Омский политехнический институт (72) В.Н.Горин, А.А.Гераськин .и В.О.Лоткин (53) 685.641.43 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 683754, кл. А 63 В 21/00, 1978. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ДВИЖЕНИЯ СПОРТСМЕНА (57) Изобретение относится к измерителям скороети медленно перемещающихся физиологических объектов радиотехническим методом с использованием инфракрасного излучения и может быть использовано для определения скорости и длины шага бегуна, конькобелца, лыкника и позволяет расширить функ„,SU„„1340767 А 1 (51)4 А 63 В 21/00 G 01 P 3/36 циональные возмокности путем измерения длины и скорости шага на прямолинейном и криволинейном участках беговой дорожки. Для этого непрерывно ориентируют фотоприемник, установленный в центре стадиона на двикущийся излучатель света, закрепленный на ноге спортсмена, преобразуют угол поворота фотоприемника в цифровой код и фиксируют значения величиныугла поворота и моменты времени, соответствующие минимальным значениям отношения приращения угла поворота, и моменты времени, соответствующие минимальным значениям отношения приращения угла поворота к интервалу времени съема цифровой информации, и затем вычисляют значения длины пройденного пути, соответствующие этим моментам времени. 3 s.ï. ф-лы, 4 ил.

S,=1+»R — R tg9,.

1 =S. -S. и

l ш

Т -С

1 1-!

Ь

O< g. (arctg

1 13

Изобретение относится к измерителям скорости медленно перемещающихся физиологических объектов радиотехническим методом с использованием инфракрасного излучения и может быть использовано для определения скорости и длины шага бегуна, конькобежца, лыжника.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

На фиг,1 показано положение спортсмена и измерителя углов на стадионе; на фиг.2 — расположение передатчика на спортсмене; на фиг.3 — график изменения угловой скорости измерителя углов; на фиг.4 — структурная схема, реализующая предложенный способ.

Поставленная цель достигается определением длины шага и скорости шага на прямолинейных 1,2 и криволинейном 3 участках беговой дорожки стадиона, определением минимальных значений угловых скоростей движения спортсмена относительно центра стадиона и соответствующие этим значениям промежутков времени от начала отсчета. Длину шага и скорость спортсмена определяют по следующей зависимости где S,, S . — значения расстояний, пройденных спортсменом за время t..

i-<

t., 1

Расстояние S,,,,S, определяют путем измерения углов . положения

1 спортсмена на дорожке относительно оси симметрии спортивного поля с помощью измерителя 4 углов, следящего за датчиком 3, установленным на ноге спортсмена, и вычисления для различных участков беговой дорожки по следующим формулам.

Для прямолинейного участка 1 беговой дорожки, соответствующему интервалу углов

S; определяется по зависимости

S; =R tgq. где К вЂ” радиус криволинейного участка беговой дорожки;

L — длина прямолинейного участка беговой дорожки.

40767

Для криволинейного участка 3 беговой дорожки, соответствующему интервалу углов

5 L Ь

arctg - —

2R 2К

S, определяют по зависимости

L . L

S = — — — К(у, «arcsin — -cos (р ) .

Для прямолинейного участка 2 беговой дорожки, соответствующему интерL валу углов Й -arctg — — . с л

S определяют по зависимости

Работа системы, реализующей данный способ, осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии фотоэлементы

5 и 6 приемника в момент включения

25 системы могут быть в общем случае не ориентированы на излучатель света.

При этом на выходе дифференциального усилителя 7 и на выходе активного фильтра 8 отсутствует электрический

З0 сигнал, а на выходе формирователя 9 импульсов формируется логический сигнал, прерывающий работу вычислительного устройства 10 и подключающий через аналоговый ключ 11 двигатель

12 постоянного тока к источнику постоянного напряжения Е. Двигатель,12 начинает вращаться по ходу движения спортсмена с максимальной скоростью.

При ориентации фотоэлементов 5 и 6

40 на излучатель 13 света, излучающий инфракрасный световой поток, модулируемый с определенной частотой, фотоэлементы 5 и 6 преобразуют принимаемый световой сигнал в электричес45 кие сигналы усиливаемые дифференциальным усилителем 7 и активным фильтром 8, При этом на выходе формирователя 9 импульсов формируется логический сигнал, разрешающий работу вычислительного устройства 10 и подключающий выход усилителя 14 мощности к двигателю I2. Последний поворачивает фотоэлементы 5 и 6 таким образом, чтобы освещенность их была

55 равной и постоянной. Изменение освещенности одного из фотоэлементов, вызванное увеличением или уменьшением скорости движения, приводит соответственно к увеличению или уменьшению

3 13407 выходных напряжений дифференциального усилителя 7, выпрямителя 15 и усилителя 14 мощности и повышению или понижению скорости вращения двигателя

51

12, Угол поворота последнего преобразуется в цифровой код с помощью преобразователя 16. Исследования фаз движения ног бегуна показали, что скорость перемещения каждой из ног измеряется во время бега, как показано на графике 17 (фиг.З) ° При этом скорость изменения угла поворота фотоприемника изменяется синхронно сигналу 17 (график 18). Вычислительное устройство 10 определяет минимальное значение отношения a p /at при условии, что at=const, равной периоду времени считывания информации об угле поворота. Для всех минимальных значений от- 20 ношения a V/at фиксируется соответствующее значение угла поворота 1 и значение времени t от начала движения ° По полученным значениям

0 определяется расстояние 25

1 между точками S,, S ... S Длина шага есть расстояние между точками

S, те. 1,. =S; -S;, .

Средняя скорость выполнения одного шага есть частное от деления дли- З<> ны данного шага на время его выполнения,т.е.

Ч

lUi

С1 t;1

Результаты вычислений фиксируют с помощью регистрирующего устройства

9 на бумажной ленте или фотобумаге. формула из обретения 40 б7

С.—

1 1- f где К, S. — значения расстояний, пройденных спортсменами за время t

t., 1

2 ° Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что фиксируют значения углов положения спортсмена на дорожке относительно оси симметрии спортивного поля, а значение расстояния, пройденного спортсменом за время t по начальному прямолинейному участку беговой дорожки, определяется по зависимости

tg v в интервале углов, определяемых выражением

О(q (arctg

2R где R — радиус криволинейного участка беговой дорожки;

L — - длина прямолинейного участка беговой дорожки; угол положения спортсмена на дорожке относительно оси симметрии спортивного поля.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что фиксируют значения углов положения спортсмена, а значения расстояний, пройденных спорт сменом за время t. по криволинейному

1 участку беговой дорожки, определяются по зависимости

L L

S, = — — — R (g — arcs in — -cos q. ) 2

1 2R

1. Способ определения параметров движения спортсмена, заключающийся в измерении скорости движения спортсмена, отличающийся тем, 45 что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения длины и скорости шага на прямолинейном и криволинейном участках дорожки стадиона, определяют минимальные зна- 5(. чения угловых скоростей и соответствующие им промежутки времени от начала отсчета, затем определяют расстояния, пройденные спортсменом за эти периоды времени, а по ним опреде- 55 ляют длину шага и скорость шага спортсмена IIQ следующим зависимостям:

М1 1 1- в интервале углов, определяемых выражением L

arctg — — a q. g н -arctg

2R i 2к

4. Способ по.п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что фиксируют значения углов положения спортсмена, а значение расстояния, пройденного спортсменом эа время t, для конечно I

ro прямоугольного участка беговой дорожки, определяется выражением

S. = 1 + 7fII — Rtgu .

1 1 в интервале углов поворота, определяемых выражением

L и — arctg — — 8 q. с 7

1340767

1340767

tg б 4-1 ï

iродик rZ

Puz У

Составитель B.Òoïoðoâ

Редактор Н.Слободяник Техред Д.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 4373/9 Тирах 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва 5-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ухгород, ул.Проектная, 4