Устройство для регистрации результатов выполнения спортивных упражнений

 

Изобретение относится к автоматизации процесса измерения и регистрации результатов спортивных упражнений , например, при судействе соревнований по синхронным прыжкам на батуте, при подготовке спортсменов в ходе учебно-тренировочного процесса . Цель изобретения - повышение точности и информативности устройства . Устройство содержит четыре датчика ,четыре усилителя, два сумматор а, два компаратора, три источников опорного напряжения,два Tpijrrepa,генератор импульсов, четыре счетчика, ключ, элемент И, два индикатора, переключат ел ьу мультиплексор, элемент ШШ и счетные каналы, выполненные из элемента И, счетчика и индикатора. Измерение параметров.каждого прыжка осущест- i вляется в каналах. Первый индикатор отображает количество выполненных упражнений, второй индикатор - суммарную асинхронность в серии прыжков . 5 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОРИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„34325 3 А1 (su 4 G 07 С 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с

М А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 4216999/24-24 (22) 31.03.87 (46) 23.10.88. Бюл. 9 39 (71) Физико-механический институт им. Г. В. Карпенко (72) В.И. Гордиенко, Г.Е. Баскин, В.С. Заяц, А.П. Максименко и Б.П. Русын (53) 681.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1023363, кл. G 07 С 1/28, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1363277, кл. G 07 С 1/28, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ СПОРТИВНЫХ УПРАЖНЕНИЙ (57) Изобретение относится к автоматизации процесса измерения и регистрации результатов спортивных упражнекий, например, при судействе соревнований по синхронным прыжкам на батуте, при подготовке спортсменов в ходе учебно-тренировочного процесса. Цель изобретения — повышение точности и информативности устройства. Устройство содержит четыре датчика, четыре усилителя,два сумматора, два компаратора,триисточниКа опорного напряжения,два триггера, генератор импульсов, четыре счетчика, ключ, элемент И, два индикатора, переключатель, мультиплексор, элемент ИЛИ и счетные каналы, выполненные из элемента И, счетчика и индикатора. Измерение параметров каждого прыжка осуществляется в каналах. Первый индикатор отображает количество выполненных упражнений, второй индикатор — суммарную асинхронность в серии прыжков. 5 ил.

1432573

Изобретение отнбсится к области автоматизации процесса измерения и регистрации результатов спортивных упражнений, например, при судействе соревнований по синхронным прыжкам на батуте, при подготовке спортсменов в ходе учебно-тренировочного процесса.

Целью изобретения является повы- 10 ,шение точности устройства и его ин формативности эа счет дополнитель ного измерения параметров каждого упражнения в отдельности.

На фиг. 1 и 2 представлена функциональная схема устройства; на иг. 3-5 — временные диаграммы, по ясняющие его работу.

Устройство содержит с первого по четвертый датчики 1-4, с первого по 20 четвертый усилители 5-8, первый и

:второй сумматоры 9 и 10, первый и ,второй компараторы 11 и 12, первый, второй и третий источники 13-15 опорного напряжения, первый и второй триг- 5 геры 16 и 17, генератор 18 щ пульсов, йервый и второй счетчики 19 и 20, ключ 21, элемент И 22, третий счетчик 23, первый индикатор 24, переключатель 25, мультиплексор ?6, четвертый счетчик 27, второй индикатор 28, счетные каналы 29, каждый из которых состоит из элемента И 30, счетчика ,31 и индикатора 32. Кроме того, на фиг.1 и 2 обозначены связи 33-36 между элементами устройства. Устройство

35 также содержит элемент ИЛИ 37.

В качестве датчиков 1-4 могут ис-. пользоваться пьезоэлектрические элементы.

Во время соревнований по синхронным прыккам на батуте датчики 1-4 меха1шчески укрепляются на каждой из узких противоположных сторон обоих батутов. Вследствие приземления спорт-сменов на батуты в каждом иэ четырех датчиков 1-4 возникают механические сигналы, преобразуемые ими в электрические. Сигналы датчиков 1-4, укрепленных на одном и том же батуте, сум50 мируются, вследствие чего суммарный сигнал практически инвариантен относительно места приземления спортсме на на батут ° Суммарный сигнал является информационным параметром, сиг5- Р: налиэирующим о моменте приземления спортсмена на батут, а ра":íîñòü во времени между суммарными сигналаин, поступающими от двух батутов, является временем асинхронности выполнения упражнения двумя спортсменами.

Кроме того, разность во времени между двумя суммарными сигналами, поступающими от одного батута, представляет собой время выполнения прыжка одним спортсменом.

Устройство работает следующим образом.

Подготовка устройства к работе осуществляется замыканием ключа 21.

При этом счетчики 19,20,27 и 31 обнуляются, на индикаторах 24 и 32 высвечиваются нули и устройство готово к измерению и регистрации параметров прыжков. Hpè приземлении, например, первого спортсмена на батут в датчиках 1 и 2 возникают затухающие колебательные процессы, которые могут не совпадать как по форме (вследствие неидентичности датчиков), так и по времени (вследствие возможного несовпадения места приземления спортсмена с центром батута) °

Усиленные усилителями 5 и 6 (фиг.

За и Зб) сигналы поступают соответственно на первый и второй входы сумматора 9. На его выходе появляется суммарный сигнал (фиг.Зв), максимально совпадающий по времени с колебаниями в батуте, что позволяет считать адекватными процесс колебания батута и процесс, возбуждаемый электрическими сигналами. Сигнал с выхода сумматора 9 поступает на второй вход компаратора 11, на первый вход которого поступает постоянный сигнал с выхода источника 13 опорного напряжения (фиг.Зв). Применение компаратсра 11 дает возможность предотвра- тить ложные срабатывания от шумовых помех, а также позволяет преобразовать импульсы нестрогой формы и амплитуды, возникающие на выходе сумматора 9, в импульсы строго прямоугольной формы и постоянной амплитуды (фиг.Зг) . Для надежной и правильной работы устройства необходимо создать импульс, фронт которого совпадает с фронтом первого из пачки импульсов на выходе компаратора 11, а длительность превышает и длительность этой пачки импульсов, и максимально допустимое правилами соревнований время асинхронности, Для этого сигнал с выхода компаратора 11 поступает на тактовый вход триггера 16.

На его выходе в этот момент появля1432573 ется сигнал уровня логической единицы, который поступает на вход разрешения счета счетчика 19. На счетный

15

55 вход последнего поступают импульсы с выхода генератора 18 импульсов (фиг.3д) . С приходом сигнала с триггера l6 счетчик 19 начинает подсчет импульсов. Частота генератора 18 импульсов и длительность импульса,требуемая на выходе триггера 16, определяют число N, до которого должен считать счетчик. Досчитав до этого числа, счетчик 19 обнуляет триггер

16, т.е. формирует спад импульса на выходе триггера (фиг. Зе) . Таким образом на выходе триггера 16 после приземления спортсмена на батут создается импульс, длительность которого всегда строго одинакова.

Аналогичные процессы при приземлении на батут второго спортсмена имеют место в датчиках 3 и 4, усилителях 7 и 8, сумматоре 10, компараторе

12 с источником 14 опорного напряжения, триггере 17 и счетчике 27, при этом в качестве выхода триггера 17 рассматривается его прямой выход.

Число N в обоих случаях одинаково.

В режиме измерения асинхронности выполнения упражнений двумя спортсменами переключатель 25 переключен таким образом, что коммутирует выход с вторым входом. Рассмотрим работу устройства в трех случаях, определяемых последовательностью приземления спортсменов на батут.

Первый случай. При выполнении упражнений второй спортсмен приземляется на батут раньше первого. Тогда в момент приземления второго спортсмена на батут t на прямом выходе триггера 17 появляется импульс, представленный на фиг. 4а, а íà его инверсном выходе — импульс, представленный. на фиг. 4б. В момент приземления первого спортсмена на батут t на выходе триггера 16 появляется импульс, представленный на фиг. 4в. Промежуток вре мени, соответствующий времени асинхронности выполнения прыжков, выделяется на элементе И 22. В данном случае это промежуток времени t -t4, ограниченный спадами импульсов на прямых выходах триггеров 16 и 17 (фиг.4г).

Кроме того, импульс с выхода триггера 16 поступает на счетный вход счетчика 20 для учета количества уп.ражнений, который на единицу увеличивает свое значение и отображает его на индикаторе 24.

Второй случай. При выполнении упражнений оба спортсмена приземляются на батуты одновременно. Тогда на прямых выходах триггеров 16 и 17 в момент приземления спортсменов на батуты t одновременно появляются импульсы, которые вследствие того, что для счетчиков 19 и 23 число М одинаково, оканчиваьэтся в один и тот же момент времени сз. В результате нет промежутка времени, в течение которого на входах элемента И 22 одновременно появляются уровни логической единицы, т.е. на выходе этого элемента сигнал не появляется. Счетчик 20 и в этом случае увеличивает на единицу свое значение, так как его работа не зависит от значения асинхронности.

Третий случай. При выполнении упражнений первый спортсмен приземляется на батут раньше второго. Тогда на прямом выходе триггера 16 импульс появляется раньше, в момент времени

t, а на прямом выходе триггера 17 позже, в момент времени t . промежутке времени t> -t, ограниченном фронтами импульсов, на выходе элемента И 22 сигнал уровня логической единицы. Счетчик 20 увеличивает на единицу свое значение.

Таким образом, при измерении асинхронности после каждого прыжка на выходах элемента И 22 и переключателя 25 появляется импульс, длительность которого равна времени асинхронности, причем этот импульс появляется не ранее, чем импульс на выходе триггера 16, который переключает мультиплексор 26. Счетчик 20 для учета количества упражнений при выполнении каждого упражнения увеличивает на единицу свое значение.

Пусть в результате выполнения десяти прыжков на выходе триггера 16 появляется последовательность импульсов, представленная на фиг.5б а на выходе переключателя 25 — последовательность импульсов, представленная на фиг, 5в. С каждым приходом импульса на вход мультиплексора 26 последний переключается, т.е. на его соответствующем выходе появляется импульс, оканчивающийся в момент прихода следующего импульса на вход мультиплексора 26 (фиг. 5r-5í). На фиг, 1432573

5а приведены импульсы на выходе генератора 18 импульсов. Эти импульсы появляются на выходах элементов И 30 счетных каналов 29 только в те проме5 жутки времени, в которые на входах этих элементов одновременно появляются импульсы (фиг.5о-5ч). Таким образом, на выходе каждого из элементов

И 30 появляются импульсы, количество 10 которых пропорционально времени асинхронности соответственно первого— десятого прыжков. В случае синхронных прыжков импульсы на выходе элемента, И 22 не появляются (фиг.5р х). Им- 15 пульсы с выходов элементов И 30 поступают соответственно на счетные входы счетчиков 31, которые подсчитывают количество импульсов и вы свечивают их на индикаторах 32. Кро- 20 ме того, все импульсы с выходов элементов И 30 поступают через элемент

HJIH 37 на счетчик 23 (фиг.5ш), который подсчитывает суммарную асинхронность серии упражнений и отображает 25 ее на индикаторе 28.

Следовательно, в режиме измерения асинхронности выполнения упражнений индикатор 24 отображает количество выполненных упражнений, индикаторы 30

32 счетных каналов 29 — соответственно асинхронность выполнения с первого по десятое упражнения, индикатор

28 -суммарную асинхронность в серии.

Измерение времени выполнения прыж.ков предполагает выполнение упражнений на том батуте, на котором уста новлены датчики 1 и 2. Как и в случае измерения асинхронности, в каждый из моментов приземления спортсме- щ на на батут на выходе триггера 16, соединенном со счетным входом счетчика 20 и входом мультиплексора 26, появляются импульсы (фиг.5б). Счетчик 20, как и в предыдущем режиме, с приходом каждого импульса увеличивает на единицу свое значение, подсчитывая количество прыжков. Импульсы на выходах мельтиплексора 26 (фиг. 5r"".5í) ограничены моментами 50 начала соответствующего прыжка и его окончания, совпадающего с началом следующего прыжка. Поэтому длительность импульса на выходе мультиплексора 26 равна времени выполнения соответствующего прыжка. Импульсы с выходов мультиплексора 26 поступают на входы элементов И 30, иа другие входы которых поступают импульсы с генератора 18, а на третьи входы с выхода переключателя 25, коммутирующего выход с первым входом, соединенным с выходом источника 15 опорного напряжения, поступает сигнал уровня логической единицы. Поэтому на выходы элементов И 30 в промежутки времени, ограниченные фронтом и спадом импульсов на входах соответствующих элементов И 30, поступают импульсы с генератора 18 импульсов.

Подсчет этих импульсов на счетчиках

31 дает время выполнения прыжков, отображаемое на индикаторах 32. Эти же импульсы, проходя через элемент

ИЛИ 37, поступают на счетчик 23, который подсчитывает суммарное время выполнения упражнений и отображает его на индикаторе 28.

Формула изобретения

Устройство для регистрации результатов выполнения спортивных упражнений, содержащее первый и второй датчики, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго усилителей, первый и второй источники опорного напряжения, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго компараторов, генератор импульсов, переключатель, элемент И, ключ, выход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего счетчиков, выходы второго и третьего из которых подключены соответственно к входам первого и второго индикаторов, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, с целью повьппения точности и информативности устройства, в него введены третий и четвертый датчики, третий и четвертый усилители, сумматоры, триггеры, четвертый счетчик, третий источник опорного напряжения, мультиплексор, элемент ИЛИ и счетные каналы, каждый из которых содержит счетчик, индикатор и элемент И, выход которого соединен с первым входом счетчика, выход которого подключен к входу индикатора, в устройстве выходы первого и второго усилителей через первый сумматор соединены с вторым входом первого компаратора, выход которого подключен к первому входу первого триггера, выход которого соединен с входом мультиплексора, с вторыми входами первого и

7 14325 второго счетчиков и с первым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу переключателя, выходы третьего и четвертого датчи5 ков соединены соответственно через третий и четвертый усилители с входами второго сумматора, выход которого .подключен к второму входу второго компаратора, выход которого соединен с первым входом второго триггера, первый выход которого подключен к второму входу элемента И, выход третьего источника опорного напряжения соединен с вторым входом переключателя и с входом ключа, выход которого подключен к первому входу четвертого счетчика и к вторым входам счетчиков всех счетных кана73 8 лов, второй выход второго триггера соединен с вторым входом четвертого счетчика, выход которого подключен к второму входу второго триггера, выход генератора импульсов соединен с третьими входами первого и четвертого счетчиков и с первыми входами элементов И всех счетно каналов, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к второму входу третьего счетчика, выход первого счетчика подключен к второму входу первого триггера, выход переключателя соединен с вторыми входами элементов И всех счетных каналов, выходы мультиплексора подключены к третьим входам элементов И соответствующих счетных каналов.

)432573

1432573 б 4

Фие.У

1432573

Составитель Г. Усачев

Техред К.Дидык Корректор Л, Пилипенко

Редактор О. Юрковецкая

Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5445/44

Производственно"полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4