Эргометр для силовой подготовки спортсменов

 

Изобретение предназначено для измерения затраченной спортсменом работы на тренажере. Повышение точности измерения работы получено за счет выполнения узла 3 возведения во вторую степень величины удлинения пружины в виде ленты с отверстиями 6, перемещающейся между источником 7 света и световодами 8 и 9, оптически связанными с фотоприемниками 10 и 11, Сигналы с выходов фотоприемников 10 и 11 поступают на схему определения направления перемещения ленты и далее на счетчики затраченной работы и количества циклов движения . 1 3. п. ф-лы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 А 63 В 21/00

113

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4069106/31-12 (22) 19.03.86 (46) 29.02.88. Бюл. ¹ 8 (71) Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина (72) В. В. Зверев, Г. Г. Разумов и С. А. Степанов (53) 685.641.43 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1069838, кл. А 63 В 21/00, 1981.

„„SU„„1377125 А1 (54) ЭРГОМЕТР ДЛЯ СИЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ СПОРТСМЕ НОВ (57) Изобретение предназначено для измерения затраченной спортсменом работы на тренажере. Повышение точности измерения работы получено за счет выполнения узла 3 возведения во вторую степень величины удлинения пружины в виде ленты с отверстиями 6, перемещаюгцейся между источником 7 света и световодами 8 и 9, оптически связанными с фотоприемниками 10 и 11, Сигналы с выходов фотоприемников 10 и 11 поступают на схему определения направления перемещения ленты и далее на счетчики затраченной работы и количества циклов движения. 1 з. п. ф-лы. 3 ил.!

377! (8к 8н) (2) Х.=Ф, (3) 1

Изобретение относится к устройствам для специальной силовой подготовки спортсменов, в частности гребцов и пловцов.

Цель изобретения — повышение точности измерения затраченной работы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема эргометра; на фиг. 2 — схема определения направления перемещения ленты, на фиг. 3 — эпюры напряжений, поясняющие работу схемы.

Эргометр содержит ручку приложения усилий 1, нагрузочное устройство 2, выполненное, например, в виде пружины, узел 3 возведения во вторую степень величины удлинения пружины, счетчик 4 затраченной работы, счетчик 5 количества циклов движения. Узел 3 возведения во вторую степень величины удлинения пружины содержит ленту с отверстиями 6, источник 7 света, первый 8 и второй 9 световоды, первый 10 и второй 11 фотоприемники. Лента с отверстиями соединена с незакрепленным концом пружины 2 и размещена между источником света 7 и первым 8 и вторым 9 световодами.

Первый 8 и второй 9 световоды связаны с первым 10 и вторым 1! фотоприемниками.

Выходы фотоприемников 10 и 11 соединены со схемо" 12 определения направления перемещения ленты, выходы которой соединены со счетчиком 5 количества циклов движения и счетчиком 4 затраченной работы 4, Схема определения направления перемещения ленты 12 содержит первую 13, вторую 14, третью 15 и четвертую 16 схемы совпадения, RS-триггер 17, первую 18 и вторую 19 дифференцирующие цепочки. Выход первого фотоприемника 10 соединен с первым входом первой схемы 13 совпадения и вторым входом четвертой схемы 16 совпадения, выход второго фотоприемника 11 соединен с первым входом третьей схемы 15 совпадения и вторым входом второй схемы 14 совпадения. Первый вход второй схемы 14 совпадения через дифференцирующую цепочку 18 соединен с выходом первой схемы совпадения 13. Первый вход четвертой схемы 16 совпадения через вторую дифференцирующую цепочку 19 соединен с выходом третьей схемы 15 совпадения. Выход четвертой схемы 16 совпадения соединен с вторым входом третьей схемы 15 совпадения и R-входом RS-триггера 17, выход второй схемы 14 совпадения соединен с вторым входом первой схемы 13 совпадения, входом R триггера 17 и входом счетчика 4 количества затраченной работы. Выход R триггера 17 соединен с входом счетчика 5 количества циклов движения. Счетчики количества циклов движения 5 и затраченной работы 4 выполнены в виде цифровых счетчиков 20 и 21 и индикаторов 22 и 23.

Эргометр работает следующим образом.

В качестве нагрузочного устройства 1 используется упругий элемент (пружина, резиновые шнуры), который растягивается

1О

2 при перемещении ручки приложения усилий 1. Сила F, прилагаемая к ручке, связана с ее перемещением S законом Гука

F= KS, (1) где К вЂ” постоянная, характеризующая упругие свойства нагрузочного устройства.

При перемещении ручки из некоторого произвольно выбранного начального положения S. в некоторое конечное положение S. совершается работа

Таким образом, изменение работы может быть произведено по измерению перемещения ручки, т. е. значений S. и Ь.

Измерение перемещения ручки производится с помощью датчика перемещения, который работает следующим образом.

Перемещение рабочего органа жестко связано с перемещением подвижной ленты с отверстиями 6. Лента с отверстиями 6 помещена между источником света 7 и двумя фотоприемниками 10 и 11 со световодами 8 и 9, с помощью которых регистрируется количество отверстий, проходящих между источником света и фотодиодами при перемещении рабочего органа. Отверстия в ленте 6 расположены по закону гдеп =0,1,..., N;

Մ— координата п-го отверстия;

1 — общее число отверстий, определяемое требующейся точностью измерений.

При перемещении рабочего органа из положения S„a положение Ь лента с отверстиями переместится на такое же расстояние, которое равно расстоянию между отверстиями с координатами Х„и Х„т.е.

А — к (S „— S„ ) = (Х„ — Х,,) =

И

gN

= — — (n.— и.), (4) где и и и. — номера отверстий, соответствующих начальному и конечному положениям.

Таким образом, работа, затраченная на перемещение рабочего органа, пропорциональна количеству отверстий, проходящих между источником света и фотодиодами при этом перемещении. Эта пропорциональность сохраняется при любом начальном положении $ .

Схема !2 определения направления перемещения ленты работает следующим образом.

Фотоприемники расположены один за другим в направлении перемещения ленты 6

1377125

3 с отверстиями. Лента, перемещаясь, закрывает сначала один фотодиод, затем — другой, таким образом на выходе фотоприемников 10 и 11 сформируются последовательности импульсов, сдвинутых друг относительно друга по времени (фиг. 3). При изменении направления перемещения ленты сдвиг импульсов один отностельно другого меняется на обратный.

От заднего фронта импульса Ui формируется узкий импульс и подается на схему И 10 вместе с импульсом Uz, Таким образом, на выходе схемы И получается последовательность импульсов только при перемещении ленты в прямом направлении. Узкие импульсы формируются двумя ждущими мультивибраторами (Рь Р2 и Рз, Рг). На выходе одного мультивибратора (D, D2) получается последовательность импульсов прямого хода (U3) на выходе другого (Рз, Р4) — последовательность импульсов обратного хода.

Из этих последовательностей с помощью 20

RS-триггера (D;, D ) формируется также последовател ьност ь им пульсов количества циклов движения (U4), в которой передний фронт каждого импульса соответствует началу прямого хода ленты, а задний фронт— началу обратного хода. Число импульсов

25 в последовательности Ьз равно количеству отверстий, прошедших между источником света и фотодиодами при прямом ходе ленты (фиг. 3).

Количество импульсов в последовательностях U3 и U4 подсчитывается соответственно счетчиками 21 и 20, выходы которых соединены с индикаторами 23 и 22 затраченной работы и количества циклов движения соответственно.

Для определения работы в джоулях или килограммометрах производится предварительная калибровка эргометра, которая может быть проведена с помощью линейки и динамометра.

Формула изобретения

I. Эргометр для силовой подготовки спортсменов, содержащий ручку приложения усилий, нагрузочное устройство, выполненное в виде пружины, узел возведения во вторую степень величины удлинения пружины, счетчик затраченной работы, счетчик количества циклов движения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения затраченной работы, узел возведения во вторую степень величины удлинения пружины содержит ленту с отверстиями, источник света, первый и второй световоды, первый и второй фотоприемники, схему определения направления перемещения ленты, причем лента с отверстиями соединена с незакрепленным концом пружины и размещена между источником света и первым и вторым световодами, первый и второй световоды связаны с первым и вторым фотоприемниками, выходы первого и второго фотоприемников соединены со схемой определения направления перемещения ленты, выходы которой соединены со счетчиками количества циклов движения и затраченной работы. .2. Эргометр по по. 1, отличающийся тем, что схема определения направления перемещения ленты содержит первую, вторх ю, третью, и четвертую схемы совпадения, RS-триггер, первую и вторую дифференцирующую цепочки, причем выход первого фотоприемника соединен с первым входом первой схемы совпадения и вторым входом четвертой схемы совпадения, выход второго фотоприемника соединен с первым входом третьей схемы совпадения и вторым входом второй схемы совпадения,. первый вход второй схемы совпадения через первую дифференцирующую цепочку соединен с выходом первой схемы совпадения, первый вход четвертой схемы совпадения через вторую дифференцирующую цепочку соединен с выходом третьей схемы совпадения, а выход четвертой схемы совпадения соединен с вторым входом третьей схемы совпадения и

R-входом Rs-триггера, выход второй схемы совпадения соединен с вторым входом первой схемы совпадения, S-входом RS-триггера и с входом счетчика количества затраченной работы, выход RS-триггера соединен с входом счетчика количества циклов движения.

Фиг, 3

Составитель В. Топоров

Редактор М. Нсдолуженко Техред И. Верее Корректор А. Ильин

Заказ 516/9 Тираж 411 Г!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва; Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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