Способ определения выталкивающей силы лыжи и устройство для его осуществления

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 измерительной технике, предназначено для сравнительной оценки выталкивающей силы лыж и может быть использовано в спорте высших достижений.

Существующий способ определения выталкивающей силы лыж сводится к определению ее резонансной частоты, когда лыжа принимается как балка, защемленная с двух концов [1]. Другим наиболее близким к предлагаемому является способ измерения амплитудно-частотной характеристики лыжи на вибростенде [2].

Однако одним из существенных недостатков этих способов является недопустимо большой коэффициент нелинейных искажений на низких частотах в колебании вибрационного стола, что сказывается на точности определения истинной резонансной частоты лыжи. Другой недостаток этого способа - сложность в измерениях, большие габариты и ограниченные возможности транспортировки вибростенда к месту соревнований.

Задача настоящего изобретения - разработать способ определения выталкивающей силы лыжи в максимальном упрощении измерения.

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: (a 11, a 21); (,a 22)…(a 1n, a 2n), а затем с дополнительным грузом массой M, получая пары значений (a 11C, a 21C); (a 12C; a 22C), … (a 1nc, a 2nc), по которым рассчитывается вовлеченная масса m2n на каждой гармонике w2n:

и импульс выталкивающей силы лыжи:

На фиг.1 приведено устройство для реализации предлагаемого способа, состоящее из тестируемой лыжи 1, на ее колодке 2 которой установлены два датчика ускорения 3, каждый из которых подключен к своему спектранализатору 4 со сменными RC-цепочками 5, с помощью которых изменяют полосы пропускаемых частот, как, например, по патент) РФ 2458327 C1. К выходам спектранализаторов подключены вольтметры 6 в качестве индикаторов амплитуд ускорения. К устройству прилагается набор компактных грузов с известной массой 7, которые используются в качестве дополнительного груза при измерении вовлекаемой массы.

Работает устройство по следующей схеме. В спектранализаторах подключением соответствующих RC-цепочек устанавливаются две разные полосы пропускаемых частот w1 и w2, которые заведомо присутствуют в спектре колебаний лыжи. Далее лыжа приводится в колебательное состояние кратковременным нажатием произвольной силы на ее колодку сначала без дополнительного груза, получая пару измеренных значений ускорений: (a 11, a 22), а затем - с дополнительным грузом массой M, положенным на колодку лыжи - (a 11C, a 21C). Полученные значения позволяют рассчитать вовлеченную в действие массу m21 одной из измеренной гармоники:

и на этой же гармонике импульс выталкивающей силы лыжи i

На других гармониках спектра колебаний лыжи процесс измерения идентичен: полоса пропускания частот первого спектранализатора остается неизменной, т.е. настроенной на ту же гармонику, что при первом измерении, амплитуда ускорения которой была равно a 11; полоса пропускания другого спектранализатора изменяется под другую гармонику теми же RC-цепочками. В результате последующих измерений без дополнительного груза имеем пары замеров: (a1n, a 2nc) и с дополнительным грузом: (a 1nc, a 2nc). Вовлеченную в действие массу на каждой последующей гармонике в общем виде рассчитывают по формуле 1, а импульс выталкивающей силы лыжи рассчитывают по формуле 2.

В формулах 1-4 амплитуда ускорения с индексом «1» - это постоянно измеряемая гармоника на частоте w1, которая в общем случае при каждом новом возбуждении колебаний лыжи имеет разную амплитуду ускорения, полому к единичке добавляется буква «n».

Амплитуда ускорения с индексом «2» при каждом новом возбуждении колебаний лыжи - это сменяемая гармоника в соответствии с перестроенной полосой пропускания второго спектранализатора. А добавление буквы «n» диктуется порядковым номером.

Предлагаемый способ по сравнению с существующим имеет следующее преимущество: высокую разрешающую способность, простоту измерения, а также не требует дорогостоящего оборудования.

1. Способ определения импульса выталкивающей силы лыжи, приводимой в колебательное состояние кратковременным нажатием произвольной силы на ее колодку, отличающийся тем, что он заключается в последовательном измерении амплитуд ускорений а 21, а 22, … а 2n гармонических составляющих спектра ее колебаний w21, w22, … w2n вторым, с перестраиваемой под каждую последующую измеряемую гармонику полосой пропускаемых частот, спектранализатором, в паре с одной постоянно выбранной гармоникой из этого же спектра, измеряемой первым, с постоянно настроенным на пропускание этой гармоники, спектранализатором, сначала без дополнительного груза массой М, получая пары значений: (a 11, a 21); (a 12, a 22); … (a 1n, a 2n), a затем - с дополнительным калиброванным грузом массой М, получая значения (a 11C, a 21C); (a 12C, a 22C) … (a 1nc, a 2nc), по которым рассчитываются вовлеченные массы m2n на каждой гармонике w2n:

где М - дополнительный калиброванный груз массой М (кг);
a 2nc - ускорение лыжи на nй гармонике, замеренное на выходе второго спектранализатора с дополнительным калиброванным грузом массой М;
a 1nc - ускорение лыжи на nй гармонике, замеренное на выходе первого спектранализатора с дополнительным калиброванным грузом массой М;
a 2n - ускорение лыжи на nй гармонике, замеренное на выходе второго спектранализатора;
a 1n - ускорение лыжи на nй гармонике, замеренное на выходе первого спектранализатора.

2. Способ определения импульса выталкивающей силы лыжи по п.1 производится по формуле:

3. Устройство для определения импульса выталкивающей силы лыжи, состоящее из датчиков, отличающееся тем, что оно включает в себя два установленных на колодке лыжи датчика ускорения, которые подключены к входам двух спектранализаторов: один - с неизменной полосой пропускаемых частот для постоянно измеряемой гармоники, а другой - с регулируемой полосой пропускания для остального спектра гармоник, к выходам которых подключены вольтметры в качестве индикаторов измеряемых ускорений и набор калиброванных по массе грузов.



 

Похожие патенты:

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.

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 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