Тренажер для подготовки яхтсменов

 

Изобретение касается создания тренажерных устройств, обеспечивающих повышение качества подготовки, сокращение времени достижения высокого спортивного мастерства, формирование в короткий период необходимых технических, тактических и физических навыков спортсмена. Целью изобретения является повышение качества тренировочного процесса, обеспечение эффективного контроля реакции спортсмена на факторы внешней среды путем осуществления непрерывного контроля за параметрами движения плавсредства без фактического перемещения его корпуса по отношению к цели. Сила тяги, развиваемая парусным вооружением при действии воздушного потока, через рангоут, такелаж и тело спортсмена передается на платформу 5, которая снабжена тензодатчиками 10, 11, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны и расположены в плоскости тензоплатформы, которая выполнена с возможностью ее вращения вокруг вертикальной оси посредством привода 8. Ось платформы снабжена датчиком 6 азимута корпуса. Из сигналов тензодатчиков 10, 11 фильтрами 12, 13 нижних частот выделяется низкочастотная составляющая, несущая информацию о величине сил, действующих на платформу. Сигналы датчиков обрабатываются вычислительной схемой и поступают на блок 38 регистрации, а также на компаратор 19, выход сигнал которого зависит от положения задатчика 15 начального азимута корпуса. Этот сигнал, усиленный усилителем 24 мощности, поступает на привод 8, который отрабатывает заданное перемещение платформы 5. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1515184

А1 (51) 4 С 09 В 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4211730/40-23 I (22) 11 ° 02.87 (46) 15.10.89. Бюл. № 38 (75) В.А.Шахов и А.Н.Ощепков (53) 629.12(088,8) (56) Тренажер для подготовки яхтсмена "Карусель". — Катера и яхты, 1984, ¹ 3, (109), с. 24.

Наука и жизнь, 1979, № 12, с. 113-115. (54) ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ЯХТСМЕН0В (57) Изобретение касается создания тренажерных устройств, обеспечивающих повышение качества подготовки, сокращение времени достижения. высокого спортивного мастерства, формирование в короткий период необходимых технических, тактических и физических навыков спортсмена. Целью изобретения является повышение качества тренировочного процесса, обеспечение эффективного кбнтроля реакции спортсмена на факторы внешней среды путем осуществления непрерывного контроля за параметрами движения плавсредства без фактического перемещения его корпуса .

2 по отношению к цели. Сила тяги, развиваемая парусным вооружением при действии воздушного потока, через рангоут, такелаж и тело спортсмена передается на платформу 5, которая <. снабжена тенэодатчиками 10,11, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны н расположены в плоскости тензоплатформы, которая выполнена с возможностью ее вращения вокруг вертикальной оси посредством привода 8. Ось платформы снабжена датчиком б азимута корпуса. Из сигналов тензодатчиков 10, 11 фильтрами 12, 13 нижних частот выделяется низкочастотная составляющая, несущая информацию о величине сил, действующих на платформу. Сигналы датчиков обрабатываются вычислительной схемой и поступают на блок 38 регистрации, а также на компаратор 19, выходной сигнал которого зависит от положения эадатчика 15 начального азимута корпуса.

Этот сигнал, усиленный усилителем 24 мощности, поступает иа привод 8, который отрабатывает заданное перемещение платформы 5. 2 ил.

V =- (F -R) °

1 х. э

V2Ü (F К2) Ф

1 ш

pVÓ

R =- — С-S

2 сила бокового сопро" тивления корпуса, 1 — плоти ос т ь воды;

Ч - — скорость корпуса плавсредства;

S — площадь смоченной поверхности корпуса;

G — гидродинамический коэффициент продольного сопротивления данного корпуса;

С вЂ” гидрадинамический коz эффициент бокового сопротивления данного корпуса, С выхода первого и второго интеграторов 20 и 21, в которых входные сигналы интегрируются по времени, преобразованные сигналы, пропорциональные продольной .Ч „ и боковой Ч 71, скорости корпуса в воде, поступают на первый, второй, третий и четвертый блоки 25, 26, 27 и 28 умножения, где умножаются на сигналы, пропорциональные соответственно синусу и косинусу угла у между продольной осью корпуса и направлением на цель, поступающие

3 151518

Изобретение относится к созданию тренажерных устройств, обеспечивающих повышение качества подготовки, сокращение времени досгижения высо5 кого спортивного мастерства, формирование в короткий период необходимых технических, тактических и фиэичес ких навыков спортсмена.

Цель изобретения — повышение качества тренировочного процесса, обесФ печение эффективного контроля реакции спортсмена на факторы внешней среды путем осуществления непрерывного контроля за параметрами движения плав-15 средства без фактического перемещения его корпуса по отношению к цели.

На фиг. 1 схематично показан предлагаемый тренажер; на фиг. 2 — блоксхема устройства. 20

Тренажер содержит мачту 1, парус

2, гики 3, корпус 4 виндсерфера, платформу 5, датчик 6 азимута корпуса, вертикальную ось 7 платформы, привод 8, пульт 9 управления, первый тензодатчик 10, второй тензодатчик 11, первый фильтр 12 низких частот, второй фильтр 13 низких частот, задатчик 14 азимута цели, эадатчик 15 начального азимута корпуса (платформы), первый сумматор 16, второй сумма тор

17, шестой сумматор 18, компаратор 19, первый интегратор 20, второй интегратор 2 1, блок 22 вычисления синуса, блок 23 вычисления косинуса нелинейности, усилитель 24 мощности, первый блок 25 умножения, второй блок 26 умножения, третий блок 27 умножения, четвертый блок 28 умножения, третий сумматор 29, четвертый сумматор 30, первый блок 31, возведения в квадрат, второй блок 32 возведения в квадрат, третий интегратор 33, четвертый интегратор 34, пятый сумматор 35, блок

36 извлечения квадратного корня, пятый интегратор 37, блок 38 регистрации, реле 39, Тренажер работает следующим образом.

Сила тяги, развиваемая парусным вооружением при действии воздушного потока через рангоут, такелаж и тело спортсмена, представляется на платформу 5, при этом на выходах тензодатчиков 10 и 11, оси чувствительнос55 ти которых взаимно перпендикулярны, и расположены в плоскости платформы, появляются сигналы, пропорциональные продольной Г„ и боковой F силам, 4 4 действующим на платформу 5. Из этих сигналов на выходе фильтров 12 и 14 выделяется низкочастотная составляющая, несущая информацию о величине продольной и -боковой сил, действующих на корпус платформы 5. Эти сигналы на первом и втором сумматорах 16 и

17 сравниваются соответственно с сигналами, пропорциональными силам продольного и бокового сопротивления корпуса плавсредства, которые зависят от конструктивных особенностей плавсредства, плотности воды, квадрата его текущей скорости относительно воды. На выходе первого и второго сумматоров 16 и 17 формируются сигналы, пропорциональные продольному

U „„H 60K0Bo V ускорению корпуса плавсредства, поступающие на входы первого и второго интеграторов

20 и 21. где ш — масса плавсредства;

f V2

R =- — С . S — сила лобового сопрох 2 х тивления корпуса;

5 15151 с выходов блока 22 вычисления синуса и блЬка вычисления косинуса. Смешение сигнала с выходов блоков умножения, сгруппированные определенным образом, поступают на входы третьего 29 и чет5 вертого 30 сумматоров, которые формируют сигналы, пропорциональные скорости корпуса относительно воды в направлении на цель V>, и в направле- 10 нии перпендикулярном к нему Vz.

V„= V„ cos (, — Ч „ sinq;

Ч Чх в1п р + Чр 4 соэv

1 ц

Г 17 лб ° 15 — Ч, at, Igg

tO где t, и с - время начала и окончания тренировочного процесса.

Далее эти сигналы поступают на третий и четвертый интеграторы 33 и 20

34, на выходе которых формируются сигналы, пропорциональные пройденному пути в направлении на цель и перпендикулярном к нему S . Сигналы, 2 пропорциональные скоростям Ч„ и V 25 после прохождения первого и второго блоков 31 и 32 возведения в квадрат и суммирования в пятом сумматоре 35, поступают на блок 36 извлечения квадратного корня, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный модулю скорости корпуса относительно воды Н = з Нз + V, которап затем поступает на вход пятого интегратора

37, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный пройденному пути S, Сигнал с выхода пятого сумматора

35р пропорциональный квадрату скорости, поступает на вторые входы пер- 4О вого и второго сумматоров 16 и 17, в которых с учетом постоянного по величине произведения параметров

f С „ . S и р С S, формируются сигналы, пропорциональные соответственно силам продольного R „R сопротивления.

Сигнал о начальном требуемом азимуте корпуса, задаваемом тренером с помощью задатчика 15 азимута корпуса, сравнивается в компараторе 19 с сигналом о фактическом азимуте корпуса, поступающем с датчика 6 азимутального разворота. Разностный сигнал с выхода компаратора 19 поступает одновременно на обмотку реле и усилитель

24 мощности, имеющий двухполярную характеристику с зоной нечувствительности. В случае, если разностный сиг84 6 нал компаратора 19 превышает величину зоны нечувствительности, а на выходе нелинейного блока 24 формируется сигнал управления, поступающий через замкнутые контакты реле на привод

8, который разворачивает корпус в сторону уменьшения сигнала рассогласования на выходе компаратора 19. После уменьшения этого рассогласования до величины зоны нечувствительности элемента 24 электрический привод 8 выключается.

Сигнал о фактическом азимуте корпуса у с выхода датчика 6 разворота поступает также на шестой сумматор

18, в котором он складывается с сигналом, пропорциональным азимуту цели б, формируемом тренером с помощью задатчика 14 угла цели. На выходе шестого сумматора 18 формируется сигнал, пропорциональный углу у между продольной осью корпуса 5 и направлением на цель, который, проходя через блок 22 вычисления синуса и блок 23 вычисления косинуса, преобраэовывается в сигналы, пропорциональные соответственно синусу и косинусу угла, поступающие соответственно на второй, третий, первый и четвертый блоки (26, 27, 25 и 28) умножения.

Выходы третьего, четвертого, шестого сумматоров 29, 30 и 18 третьего, четвертого и пятого интеграторов 33, 34 и 37 блока 36 извлечения квадратного корня, датчика 6 азимута корпуса, задатчиков 14 и 15 азимутов цели и корпуса подключены к соответствующим измерительным и регистрирующим приборам блока 38 регистрации и непрерывно контролируются тренером. формула изобретения

Тренажер для подготовки яхтсменов, содержащий корпус виндсерфера с парусным вооружением, привод, горизонтальную платформу, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества тренировочного процесса, обеспечения эффективного контроля реакции спортсмена на факторы внешней среды путем обеспечения непрерывного контроля за параметрами движения плавсредств беэ фактического перемещения его корпуса по отношению к цели, платформа снабжена двумя тензодатчиками и выполнена с возможностью вращения ее вокруг вертикаль1515184 ной оси, на платформе закреплен корпус виндсерфера, нижний конец вертикальной оси платформы является осью вращения привода, жестко закреп5 ленного на неподвижном основании, на вертикальной оси установлен датчик азимута корпуса, оси чувствительности тензодатчиков платформы расположены взаимно перпендикулярно в ее плоскости, причем ось чувствительности одного из датчиков направлена вдоль диаметральной оси корпуса плавсредств, введены последовательно соединенные с выходом первого теыводатчика, первый фильтр нижних частот, первый сумматор, первый интегратор, первый блок умножения, третий сумматор, первый блок возведения в квадрат, пятый сумматор, gp блок извлечения квадратного корня, выход которого соединен с первым входом блока регистрации, последовательно соединенные с выходом второго тенэодатчика, второй фильтр ниж- 25 них частот, второй сумматор, второй интегратор, четвертый блок умножения, четвертый сумматор и четвертый интегратор, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации, 3() последовательно соединенные с выходом датчика азимута корпуса шестой сумматор, блок вычисления синуса и третий блок умножения, выход которого соединен с вторым выходом третьего сумматора, последовательно соединенные задатчик начального азимута корпуса, компаратор и усилитель мощности, а также реле, блок вычисления косинуса, задатчик азимута цели, второй блок умножения, второй блок возведения в квадрат, третий интегратор, причем обмотка реле подключена параллельно входу усилителя мощности,,выход которого через замыкающий контакт реле соединен с входом привода, задатчик азимута цели соединен с третьим входом блока регистрации и вторым входом шестого сумматора, первый вход которого соединен с вторым входом компаратора и четвертым входом блока регистрации, пятый вход которого соединен с выходом эадатчика начального азимута корпуса, выход шестого сумматора соединен с шестым выходом блока регистрации и входом блока вычисления косинуса, выход которого соединен с вторыми входами первого и четвертого сумматоров, второй вход третьего блока умножения соединен с выходом второго интегратора, первые входы первого и третьего блоков умножения соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока умножения, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход которого соединен седьмым входом блока регистрации и через второй блок возведения в квадрат — с вторым входом пятого сумматора, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго сумматоров, выход третьего сумматора соединен напрямую с восьмым входом блока регистрации и через третий интегратор — с девятым его входом, а десятый вход блока регистрации соединен с выходом блока извлечения квадратного корня.

1515184

Составитель В. Зеленский

Техред Л.Олийнык Корректор Н. Король

Редактор Ю. Середа

Заказ 6279/47 Тирах 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагарина, 101