Способ сравнительной оценки ускорения движущихся объектов и устройство для его реализации



Способ сравнительной оценки ускорения движущихся объектов и устройство для его реализации
Способ сравнительной оценки ускорения движущихся объектов и устройство для его реализации

 


Владельцы патента RU 2530852:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)" (РГУФКСМиТ) (RU)

Изобретение «Способ сравнительной оценки ускорения движущихся объектов и устройство для его реализации» относится к измерительной технике в профессиональном спорте и предназначено для сравнительной оценки ускорения движущихся объектов. Задача изобретения - повышение точности сравнительной оценки ускорения движущихся объектов. Поставленная задача решается путем переноса измерения ускорения на соударяемый с ними шарнирно подвешенный предмет, значительно меньший по массе движущегося объекта и установленный поперек трассы на пути движения объектов. Такая схема измерения позволяет усилить разность сравниваемых по ускорению движущихся объектов. Необходимость в этом возникает особенно там, где разность сравниваемых величин ускорений находится в зоне погрешности измерительной аппаратуры. При сравнительной оценке скольжения испытуемая пара лыж крепится к полозьям обычных детских санок, становясь, таким образом, скользящим их элементом. Заявляемый способ позволяет, по сравнению с известными способами, увеличить разрешающую способность измерительного тракта, не меняя коэффициент усиления измерительного тракта. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике в профессиональном спорте и предназначено для сравнительной оценки ускорения движущихся объектов.

Существует способ сравнительной оценки ускорения движущихся объектов, который заключается в измерении ускорений путем установки датчиков ускорения на самих движущихся объектах и затем вычисляется их разность [1]. Существует также косвенный способ сравнительной оценки ускорения движущихся объектов по времени прохождения отрезков пути определенной длины, а затем по эмпирической формуле рассчитываются значения ускорения, и вычисляется их разность [2].

Общим недостатком существующих способов сравнительной оценки ускорения движущихся объектов является их малая разрешающая способность и, как следствие этого, большой процент недостоверных замеров.

Задача изобретения - повышение точности сравнительной оценки ускорения движущихся объектов.

Поставленная задача решается путем переноса измерения ускорения на соударяемый с ними шарнирно подвешенный предмет, значительно меньший по массе движущегося объекта и установленный поперек трассы на пути движения объектов. Такая схема измерения позволяет усилить разность сравниваемых по ускорению движущихся объектов. Необходимость в этом возникает особенно там, где разность сравниваемых величин ускорений находится в зоне погрешности измерительной аппаратуры.

Примеры конкретного выполнения. При сравнительной оценке скольжения (фиг.1) испытуемая пара лыж 1 крепится к полозьям обычных детских санок 2, становясь, таким образом, скользящим их элементом. На санки садится спортсмен 3 или вместо него помещается эквивалентный по массе груз. В носовой части санок жестко крепится металлический штырь 4 такой длины, который при проходе под воротами 5 задевал бы пластину 6, шарнирно подвешенную к перекладине ворот, установленных поперек трассы скатывания санок. В исходном положении спортсмен, сидя на санках, расположенных на наклонной поверхности, держится руками за стойки, неподвижно установленные по обе стороны санок, которые удерживают его от скатывания вниз. При разжимании кистей рук сани приходят в движение и скатывание началось. Если вместо спортсмена на санки помещен эквивалентный его массе груз, то санки должен держать кто-то, стоящий рядом. Это положение надо выполнять, чтобы все сравниваемые между собой пары лыж при скатывании имели нулевую начальную скорость. Далее, при проходе под воротами штырь, установленный на санках, ударяется о пластину, отчего она приходит в движение с определенным ускорением, которое фиксирует закрепленный на тыльной ее стороне датчик ускорения (не показан).

Выход датчика 7 через коаксиальный кабель 8 подключен к входу 9 спектранализатора (СА) со сменными RC-фильтрами 10 и 11, например, как указано в патенте РФ 2458327 C1, принципиальная схема которого приведена на фиг.2, а к выходу СА 12 подключен вольтметр 13 в качестве индикатора величины ускорения. Сигнал ускорения, поступающий на вход СА, состоит из высокочастотных гармоник, образованных от соударения, и низкочастотных, образованных в результате отклонения пластины. Назначение СА - пропустить на выход максимальную по амплитуде низкочастотную гармонику. Для этой цели и нужны сменные RC-фильтры, путем экспериментального подбора которых определяется низкочастотная гармоника.

Необходимо отметить, что для данного примера лучшей парой по скольжению будет та, с которой вольтметр покажет максимальную величину ускорения.

Например, действительные значения ускорений двух движущихся объектов в единицах напряжения равны соответственно 8,0 мВ и 8,05 мВ и, значит, разность их равна 0,05 мВ. Расчетная погрешность измерений на шкале вольтметра 10 мВ при этом равна ±0,05 мВ. В этом случае можно сделать недостоверный вывод относительно их разности. Понятно, что если усилить величины ускорений, например, в 10 раз, т.е. чтобы вольтметр показывал значения 80 мВ и 85 мВ соответственно, то их разность выйдет из зоны погрешности измеряемой аппаратуры и станет равной 0,5 мВ.

Для любого движущегося объекта из закона сохранения импульса силы действительно равенство

m 1 a 1 w 1 = k m 2 a 2 w 2 ,         ( 1 )

где k=(0,1÷0,8) - коэффициент потери ускорения движущегося объекта при столкновении с соударяемым предметом;

m1 и m2 - массы соответственно движущегося объекта и соударяемого предмета;

a 1 и а 2 - ускорение движущегося объекта до столкновения с соударяемым предметом и ускорение соударяемого предмета, приобретаемого им при столкновении с движущимся объектом;

w1 и w2 - угловые частоты ускорения движущегося объекта и соударяемого предмета.

Из формулы 1 следует:

a 2 = m 1 w 2 m 2 w 1 a 1 k

Заявляемый способ позволяет, по сравнению с известными способами, увеличить разрешающую способность измерительного тракта, не меняя коэффициент усиления измерительного тракта.

Литература

1. Гик Л.Д. Измерение вибраций. Новосибирск, Наука, 1972, 292 с.

2. Асеев В.В., Давыдов В.Ф., Савохин В.Т., Данов Г.А.. Таранова И.Г. «Измеритель толчкового импульса спортсмена». Патент РФ №2458327, МПК G01l 5/00, дата подачи заявки 22.04.2011, дата выдачи патента 10.08.2012.

1. Способ сравнительной оценки ускорения движущихся объектов при помощи датчиков ускорения, отличающийся тем, что измерение ускорений производят при помощи шарнирно подвешенной пластины, значительно меньшей массы движущегося объекта и установленной поперек трассы на пути движения, о которую ударяются выступающим предметом проходящие под ней объекты движения, и по максимальной величине которых определяется лучший.

2. Устройство для сравнительной оценки ускорения движущихся объектов по п.1, состоящее из датчика ускорения, отличающееся тем, что оно состоит из шарнирно подвешенной пластины, к тыльной стороне которой прикреплен датчик ускорения, подключенный через коаксиальный кабель к входу спектроанализатора, а индикатором ускорения является вольтметр.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области спортивного инвентаря и может быть использовано при подборе оптимального инвентаря в таких видах спорта, как беговые и горные лыжи, сноуборд, санный и конькобежный спорт, водный спорт (академическая гребля, байдарки и каноэ и др.).

Изобретение относится к области спортивного инвентаря и может быть использовано при подборе оптимального инвентаря в таких видах спорта, как беговые и горные лыжи, сноуборд, санный и конькобежный спорт, водный спорт (академическая гребля, байдарки и каноэ и др.).

Изобретение относится к устройствам для предотвращения перекрещивания лыж и повышает удобство в пользовании. .

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для сравнительной оценки выталкивающей силы лыж и может быть использовано в спорте высших достижений. Задача изобретения - разработать способ определения выталкивающей силы лыжи в максимальном упрощении измерения c высокой разрешающей способностью. Поставленная задача решается последовательным измерением амплитуд ускорений гармонических составляющих спектра колебаний лыжи w1, w2, … wn, приводимой в колебательное состояние кратковременным нажатием произвольной силы на ее колодку, в паре с одной постоянно выбранной гармоникой этого же спектра w0 сначала без дополнительного груза, получая пары значений: (a11, a21); (,a22)…(a1n, a2n), а затем с дополнительным грузом массой M, получая пары значений (a11C, a21C); (a12C; a22C), … (a1nc, a2nc), по которым рассчитывается вовлеченная масса m2n на каждой гармонике w2n: m 2 n = M   a 2 n c / a 1 n c a 2 n a 1 n − a 2 n c / a 1 n c                               ( 1 ) и импульс выталкивающей силы лыжи: 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к лыжному, коньколыжному и лыжероллерному спорту, а именно к лыжным палкам с регулируемой длиной и жесткостью. Лыжные палки выполнены с возможностью менять разную длину в зависимости от роста пользователя и способа передвижения, смягчать ударные нагрузки от жесткого взаимодействия палок с грунтом путем демпфирования или быть жесткими, например, на снегу, настраивать полки на желаемую деформацию, отслеживать высоту и жесткость палки посредством регулирующих средств, регулировать центр тяжести палки. Лыжная палка содержит стержень, опорное основание палки, полую рукоятку, расположенный в ней трубчатый полый цилиндр, имеющий резьбовые отверстия, амортизирующее средство, рукоятка в нижней части снабжена средством удержания трубчатого полого цилиндра. Лыжная палка содержит рукоятку, выполненную с двумя закрытыми цилиндрическими полостями, в верхней полости которой установлен трубчатый полый цилиндр с отверстиями, эластичная цилиндрическая манжета, шток, средства для заполнения полостей рукоятки сжатым воздухом и жидкостью; кроме того, палка снабжена средствами контроля за величиной длины и жесткости палки, стержень выполнен из двух частей, соединенных между собой талрепом, при этом шток одним концом размещен в полости цилиндра, а второй конец взаимодействует с верхней половиной части стержня. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение «Способ сравнительной оценки качества скольжения лыж» относится к спортивному инвентарю и может быть использовано в области физической культуры для оценки качества скольжения лыж по снегу. Задача изобретения - разработка способа сравнительной оценки качества скольжения лыж с использованием одноканального спектр-анализатора (на основе патента РФ №2458327 С1) и одного вольтметра без какого-либо дополнительного оборудования. Поставленная задача определяется тем, что амплитуду ускорения измеряют на гармонической составляющей (2,43-2,5) Гц, выделяемой спектр-анализатором, а датчик ускорения при этом закреплен на кисти одной из рук спортсмена при одновременном отталкивании с места лыжными палками. Схема измерения, реализующая предложенный способ сравнительной оценки качества скольжения лыж, заключается в том, что спортсмен, стоя на лыжах, отталкивается лыжными палками, а датчик ускорения, закрепленный на кисти одной из рук, вырабатывает сигнал ускорения данной руки, который поступает в спектр-анализатор. В спектр-анализаторе с помощью сменных RC-цепочек устанавливается полосовой фильтр (2,43-2,5) герц. Помещенный в поясную сумку спортсмена, спектр-анализатор фильтрует этот сигнал, пропуская на выход лишь гармонику с частотой следования 2,5 герц. Вольтметр подключен к выходу спектр-анализатора и фиксирует ускорение руки на данной гармонике - чем оно больше, тем лучше скользящие свойства лыж при конкретной смазке. Было проведено сравнение скольжения лыж при трех видах смазки в координатах: ось X - частота (герц); ось Y - ускорение лыж м/сек2, где 1, 2, 3 - различные виды смазок. Заявляемый способ позволяет, по сравнению с существующими способами, более точно измерять скольжение лыж. 2 ил.

Сущность изобретения: лыжные палки и их применение заключается в том, что лыжные палки выполнены с возможностью быть жесткими и трансформироваться в упругодемпфированные, непосредственно во время передвижения, посредством устройств с возможностью катапультогалопирования на желаемом участке передвижения и возможностью контроля посредством индикаторов над перечисленными процессами при использовании их ходами нового поколения ноу-ходом классическим, синусоидальным, гауссоидальным и гауссинусоидальным, а также классическими и коньковыми ходами, при этом с увеличенной скоростью. 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение «Способ подбора пар лыж по их упругим свойствам» относится к измерительной технике, предназначено для подбора пар лыж по их упругим свойствам и может быть использовано в спорте высших достижений. Задача изобретения - повышение точности подбора пар лыж по их упругим свойствам. Поставленная задача решается сравнительным спектральным анализом уровней ускорений отобранной пары лыж при одновременном их возбуждении путем кратковременного нажатия на положенную поперек колодок испытываемой пары лыж доску. Сравнительный спектральный анализ уровней ускорений осуществляется при помощи двухканального спектранализатора, к входам которого подключены датчики ускорения, порознь установленные на колодках лыж, а к выходам - вольтметры в качестве индикаторов уровней ускорений, выраженных в единицах напряжения. Для определения разбаланса коэффициента передачи ускорений по обоим каналам на каждой полосе пропускаемых частот датчики ускорения предварительно устанавливают на колодку одной лыжи и по отношению показаний вольтметров определяют требуемое значение. Степень идентичности упругих свойств пары лыж оценивают по максимально близкому совпадению уровней ускорений на измеряемых полосах пропускаемых частот с учетом их разбаланса. Заявляемый способ позволяет максимально точно подобрать пары лыж с одинаковыми упругими свойствами. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Настоящее изобретение относится к решению проблемы разъемного прикрепления и фиксирования наконечника к лыжной палке, пригодной для ходьбы на лыжах по пересеченной местности, катания на горных лыжах и роликах или для пеших прогулок. Наконечник может иметь форму корзинки с поверхностью, опирающейся на снег, или представлять собой наконечник с заостренным выступом, используемый для пеших прогулок или катания на роликах. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх