Устройство регистрации ударов и уколов при фехтовании

 

Устройство содержит балочки с грузами, консольно закрепленные и перпендикулярно расположенные друг к другу с грузами на концах и изолированные контактные поверхности . Электрические цепи, консольная балочка с грузом и контактные поверхности разделены зазором. Кроме того, произведение зазора на квадрат собственной частоты балочки выбирается для одной балочки с грузом ближе к нижнему пределу, а для другой - к верхнему. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 А 63 В 69/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2, 4

j(p2 (лЭ !

О К) фс

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4777608/12 (22) 04.01,90 (46) 15,05.92. Бюл.№18 (71)Научно-исследовательский институт "Поиск" (72) В.Ф.Бендич, А.Н.Ветров, А.В.Косарев, С.А. Рихтман, Л.С. Симонян и А.И.Фетискин, А.Г.Четчуев и Ц.В.Чукалин (53) 685.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 814373, кл, А 63В 69/02, 1979. (54) УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ УДАРОВ

И УКОЛОВ ПРИ ФЕХТОВАНИИ

Изобретение относится к устройствам регистрации уколов и ударов при фехтовании, преимущественно на электросаблях, и может использоваться на соревнованиях и тренировках.

Известно устройство для измерения параметров движения оружия фехтовальщика по авт.св. № 814373, которое содержит блок акселерометров, закрепленных по трем осям на гарде оружия, блок гигроскопических датчиков, блок интеграторов, функциональный блок, сумматор и блок регистрации.

Это устройство не обеспечивает точной регистрации поражающего удара и укола.

Кроме того, оно содержит большое количество элементов, что затрудняет практическую реализацию из-за значительного увеличения массы оружия.

Целью изобретения является повышение точности регистрации ударов и уколов.

Цель достигается введением 2х ортогонально закрепленных на гарде оружия дат(57) Устройство содержит балочки с грузами, консольно закрепленные и перпендикулярно расположенные друг к другу с грузами на концах и изолированные контактные поверхности. Электрические цепи, консольная балочка с грузом и контактные поверхности разделены зазором. Крометого, произведение зазора на квадрат собственной частоты балочки выбирается для одной балочки с грузом ближе к нижнему пределу, а для другой — к верхнему. 3 ил. чиков регистрации, соединенных выходами с формирователем сигнала, выполнением датчиков в виде взаимодействующих между собой консольной балочки с грузом и контактной поверхности, расположенной под углом с зазором к грузу, центр масс которого смещен относительно продольной оси консоли, причем длина балочки, ширина Ь, толщина h, модуль упругости материала балочки Е, масса груза m и величина зазора Л

bh ЕЬ связаны соотношением,, которое

16 7Г З m для одной балочки выбирается равным 1, а для другой 5, На фиг.1 изображена схема соединения устройства, на фиг.2 — конструкция устройства; на фиг,3 — контактные поверхности по отношению к расположению консоли и груза (стрелкой Х показана траектория движения груза).

Устройство регистрации ударов и уколов состоит из двух консольных балочек 1 и

2 с грузами 3 и 4 на концах, контактных

1733024 поверхностей 5 и 6, расположенных напротив грузов в непосредственной близости от них, корпуса 7 и формирователя 8 сигнала, Балочки одним концом закреплены в плоском корпусе 7 и располагаются друг к другу взаимно перпендикулярно, Между грузом и контактными поверхностями образован зазор Л . Консольная балочка с грузом и контактные поверхности образуют нормально разомкнутый контакт, Два таких контакта соединены параллельно, например, контактные поверхности соединены проводами 9 и подключены к формирователю сигнала, а консоли подключены к шине питания. Формирователь сигнала, например, выполнен в виде RC-цепи и усилителя, Конструктивно контактные поверхности могут быть изолированным от корпуса окислом или другим диэлектриком, например, выполнены в виде фольгированного стеклотекстолита (фиг.3).

Формирователь выполняется, например, в виде микросборки и устанавливается на корпусе. Грузы на консолях имеют смещенный центр масс с.на расстояние р относительно продольной оси балочки. Корпус с контактными поверхностями балочки и грузы могут быть выполнены из пластины кремния в виде моноблока по технологии микроэлектроники. В этом случае габариты устройства могут быть минимальными, а характеристики устройства (диаграмма чувствительности и пороги срабатывания) имеют максимальную стабильность, Груз на балочках перемещается в направлении Х наименьшей изгибной жесткости консоли.

Контактные поверхности у груза наклонены под углом а ддррууг г к к ддррууггуу, Каждый груз на балочке имеет определенный предельный порог. срабатывания к механическому импульсу, при достижении которого происходит срабатывание устройства, т,е, замыкание электрической цепи. Экспериментально установлено, что порог(настройка) 5 — 25 g обеспечивает надежную регистрацию ударов и уколов с помощью устройства, установленного на гарде сабли, Меньшая величина настройки может вызвать ложное срабатывание при взмахах и вращениях сабли. Ударное ускорение (механический импульс) От удара или укола -5—

25 g вызывает деформацию грузом балочки на величину зазора Л до касания грузом контактных поверхностей.

Для срабатывания устройства при настройке п = 5 — 25 необходимо обеспечить, соотношение

Ьh ЕЛ

16# m

Это вытекает из рассмотрения зависимостей, которые определяют собственную частоту груза на консоли f, зазор Л и порог срабатывания и;

5 1 1/ с

f2 m

1,2 с Л и m

n — или Л—

m g 1,2 с

10 где с — жесткость консоли (определяется ее геометрическими размерами и материалом с= );

ЗЕ!

m — масса груза;

1,2 — коэффициент, учитывающий дополнительное усилие в точке контакта;

g — ускорение свободного падения.

Отсюда р, 1 с nmg g

4д2 е 1,2с 48ä2

Таким образом произведение f Л однозначно определяет порог срабатывания

25 Устроиства, При этом

f ° Л = > (5 — 25) =1 — 5г т 9,8

4,8 3,14

С учетом параметров датчиков зависимость f Л представляется в следующем ви2

30 де

f Ë=

1 с 1 ЗЕI

Л— Л=

4л™ 4.тР 9 m

3 Е з

1 12 > bh ЕЛ

4 с m 16л з m

Точная фиксация ударов и уколов обеспечивается при соотношении

bh ЕЛ

16д P m

Соотношение выбирается равным 1 для балочки, устанавливаемой перпендикулярно продольной оси сабли а для балочки, устанавливаемой вдоль оси сабли, соотношение выбирается равным 5, Это обеспечивает надежную и точную регистрацию уколов, имеющих меньший механический импульс, и исключает ложные срабатывания от взмахов саблей, Устройство работает следующим образом, Устанавливается устройство в гарде сабли так, чтобы продольная ось балочки с меньшей настройкой располагалась перпендикулярно оси сабли, и соединяется через разъем с регистрирующим аппаратом; сигнализирующим световым индикатором об ударах (уколах), При ударе (уколе) по поражающей поверхности клинком электро1733024 сабли силы инерции действуют на грузы, которые изгибают балочки в направлении меньшей жесткости и замыкают электрическую цепь консоль — груз — контактная поверхность, В зависимости от направления удара (укола) может сработать один или два контакта. При этом питание, подаваемое через разъем на нормально разомкнутые контакты, поступает на формирователь. В результате кратковременного замыкания контактов при ударе формируется электрический импульс на выходе формирователя, регистрируемый аппаратом (не показан).

Благодаря двум взаимно перпендикулярным балочкам с грузами со смещенным центром масс удается получить сферическую диаграмму направленности, т.е, чувствительность к удару в любом направлении.

При действии ударного ускорения вдоль балочки 1 (фиг.2) замыкается цепь балочки 2, и наоборот, при действии ускорения вдоль балочки 2 срабатывает балочка 1. Ускорения в направлении, перпендикулярном рисунку, от силы nmg, приложенной к центру масс на расстоянии р от оси балочки, вызывают скручивание последней и замыкание электрической цепи по наклонной поверхности, Из фиг.2 видно, что действие ускорений на грузы в любом направлении приводит к срабатыванию устройства. Обычно уровень ускорений, действующих на устройство, при уколах несколько меньше, чем при ударах, поэтому одна консольная балочка с грузом, имеющая наименьшую настройку, но не меньше 5 (соотношение 1), устанавливается перпендикулярно оси сабли. Повышение надежности срабатывания достигается введением двух дублированных контактов с самозачищающимися поверхностями благодаря наклону контактных поверхностей. Малые размеры устройства (балочка .-1 — 2 мм, груз 5мг) на замыкание цепи и определенный порог сраЬатывания от механического импульса исключают случайные

5 срабатывания устройства от вращений и взмахов саблей при фехтовании и обеспечивают точную регистрацию нанесенного сопернику удара и укола. Размеры всего устройства с разъемом: диаметр 12 мм, вы10 сота 18 мм, Изготовленная опытная партия устройства регистрации удара и укола прошла предварительные испытания в реальных условиях и показала высокую надежность при

15 фехтовании на саблях, Формула изобретения

Устройство регистрации ударов и уколов при фехтовании, содержащее оружие фехтовальщика, на гарде которого ортого20 нально закреплены два датчика регистрации, выходами соединенные с формирователем сигнала, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности регистрации, каждый датчик регистрации

25 выполнен в виде взаимодействующих между собой электропроводной консольной балочки с грузом, со смещенным центром массы относительно продольной оси консоли и контактной поверхности, расположен30 ной под углом с зазором к грузу, причем длина балочки, ширина Ь, толщина h, модуль упругости материала балочки Е, масса груза m и величина зазора Л связаны соотношением

16 P m и при этом для одной консольной балочки соотношение равно 1, а для другой 5.

1733024

Составитель О. Чукалин

Техред М,Моргентал Корректор С. Шевкун

Редактор М. Циткина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1617 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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