Устройство для измерения работы гребца

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (u>883677 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 1Q0430 (21) 29086 37/18-10 с присоединением заявки ¹ —. (23) Приоритет

Опубликовано 23,1181. Бюллетень No 43

Дата опубликоваиияописвиия 2 31181 (5!)М. Кл

G. 01 Ь 5/02

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 531. 781 (08.8. 8) (72) Автор изобретения

А.А. Балабанов

Московский институт электронной техники (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОТЫ

ГРЕБЦА

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для регистрации энергетических затрат гребца во время тренировок и соревнований.

Известно устройство для измерения энергетических затрат велосипедистов, реализованное средствами аналоговой техники (1).

Недостатком известного устройства является то, что оно не обладает достаточной точностью измерения. Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения работы гребца, содержащее датчик усилия на рукоятке весла и 15 блок индикации (2).

Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно имеет ограниченные функциональные возможности, так как позволяет измерять толь- 20 ко полную работу гребца.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, заклю.чающееся в измерении не только полной работы, но и ее полезной составляю- 25 щей, а также в измерении темпа гребли и общего числа гребков.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство введены датчик угла поворота весла, косинусный преобра- 30 зователь, блок дифференцирования, два цифроаналоговых преобразователя, триггер, два аналого-цифровых преобразователя, два накапливающих сум- . матора,два счетчика, регистр и распределитель импульсов,при этом датчик угла поворота соединен с блоком дифференцирования и косинусным преобразователем,выход которого связан с цифровыми входами двух цифроаналоговых преобразователей, вьиеод датчика усиления соединен со входом первого аналого-цифрового преобразователя и аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого связан с аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя, а выход его - со входом второго аналого-цифрового преобразователя, причем выходы аналого-цифровых преобразователей через соответству- ющие накапливающие сумматоры подключены к блоку индикации, первый выход блока дифференцирования связан со входом обнуления триггера, а второй выход этого блока подключен к. тактовым входам двух накапливающих сумматоров и к установочному входу триггера, выход которого соединен со входами двух счетчиков, распреде883677 где F—

С(.—

1 1 АМ (кой усилие на рукоятке весла; расстояние от оси вертлюга до точки приложения силы F; угол между веслом и перпендикуляром к оси лодки; соответственно, начальное и конечное полжение весла при

i. — oì гребке; литель импульсов одним выходом связан со входоМ первого счетчика, а вторым выходом соединен с тактовым входом регистра, информационный вход которого подключен к выходу первого счетчика, причем выходы регистра и второго счетчика соединены с блоком индикации, выход которого связан со входом второго счетчика и двух накапливающих сумматоров.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для измерения работы гребца содержит датчик 1 угла поворота, связанный с косинусным преобразователем 2 и блоком 3 дифференцирования. Преобразователь 2.соединен с цифровыми входами двух цифроаналоговых преобразователей (IIAII) 4 и 5, причем выход первого ЦАП связан с аналоговым входом второго UAII а вы.<од последнего — с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя (MIII) 6, подключенного к информационным входам накапливающего сумматора 7. Выход датчика 8 усилий соединен с аналоговым входом ЦАП 4 и с аналоговым входом AIIII 9, выходы которого соединены с информационными входами накапливающего сумматора 10. Декрементный выход блока 3 дифференцирования связан со входом обнуления триггера 11, причем инкрементный выход блока дифференцирования соединен с установочным входом триггера 11 и тактовыми входами накапливающих сумматоров 7 и 10. Выход триггера 11 подключен к счетным входам счетчиков 12 и 13, а выход счетчика 12 — к информационным входам регистра 14, стробирующий вход которого связан с первым выходом распределителя 15 импульсов, второй выход которого соединен со входом обнуления счетчика 12. ВЫходы накапливающих сумматоров 7 и 10, выходы счетчика 13 и регистра 14 соединены с соответствующими входами блока 16 индикации, выход которого связан со входами обнуления накапливающих сумматоров 7 и 10 и со входом обнуления счетчика 13.

Полная работа гребца А, ее по лезная составляющая А О при активной проводке весла вычисляются на основании формул 1 ((.кон а=.z g, ем, о>„,, 1"-1 KQH

А = 2 1. I- ССОР gpss

" «=, 1 (2)

НИЦ

N — общее количество гребков.

Кроме того, устройство позволяет измерить темп гребли и общее количество гребков.

Воспроизведение зависимостей (1) и (2) требует выполнения операции интегрирования. Операция интегрирования проводится в цифровой форме с помощью накапливающего сумматора, на информационные входы которого подается код интегрируемой функции, а на тактовый вход — импульсы элеМентарных приращений Дс(.переменной интегрирования Q. Таким образом, устройство вычисляет полную работу гребца A и ее полезную составляющую

А „ в соответствии с следующими соотношениями: М К

А = У, Р- .1 (3) =1 1=4 3

N К1

Апо„"-. "- .

ПОЛ 1=45=1! 1 где о исаич

dÜ

1 А

Воспроизведение подынтегральной функции 1Р, в соотношении (3) заключается в аналого-цифровом преобразовании с помощью АЦП 9 непрерывного сиг-нала усилия F на выходе датчика 8.Постоянный множитель 1 учитывается соответствующим масштабированием-сигнала датчика 8. Импульсы элементарных приращений дс,получаются в результате дифференцирования блоком 3 кода угла поворота о(.на выходе датчика 1.

Вычисление функции Г СО - (. про9 изводится следующим образом.

Сигнал усилия Г поступает на аналоговый вход преобразователя ЦАП 4, цифровой вход которого подключен к

40 выходу косинусного преобразователя 2. Следовательно, сигнал на выходе ЦАП

4 пропорционален произведению (E, F> )

xcosd . Так как цифровой вход преобразователя UAII также подключен к

4 косинусному преобразователю 2, сигнал на выходе ЦАП 5 пропорционален величине (7.. F> ° cos4>) ° cosd =EF> cosQ .

Преобразователь AIIII 6 осуществляет преобразование величины 2Гсоэ с в

50 цифровую фор у а су атор 7 реализует накопление суммы (4).

Импульсы положительных приращений h oL c выхода блока 3 поступают на установочный вход триггера 11, а импульсы отрицательных приращений

b, *- на выход обнуления триггера 11.

Таким образом, состояние соответствует фазе проводки весла: единичноеактивной фазе, нулевое — пассивной.

Общее количество гребков фиксируетЩ ся счетчиком 13., который осуществляет подсчет числа изменений состояния триггера 11. Счетчик 12 импульсами с распределителями 15 обнуляется с периодом Т, причем перед обнулением содержимое счетчика передает883677

Формула изобретения

Составитель Л. Кожевникова

Техред N Ðåéâeñ Корректор A° - Ференц редактор П. Ортутай

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10209/62

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ся в регистр 14. Следовательно, регистр 14 регистрирует темп гребли— количество гребков за время Т °

Содержимое регистра 14, счетчика 13, накапливающих сумматоров 7. и 10 индицируется блоком 16, который перед началом измерения вырабатывает импульс обнуления счетчика 13, сумматоров 7 и 10.

Устройство измеряет важнейшие характеристики гребли: полную работу гребца, полезную составляющую работы, темп гребли и общее число гребков.

Цифровая форма представления измеренных параметров обеспечивает наглядность и простоту обращения с устройством.

Устройство для измерения работы гребца, .содержащее датчик усилия на рукоятке весла и блок индикации, отличающее с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в устройство введены датчик угла поворота весла, косинусный преобразователь, блок дифференцирования, два цифроаналоговых преобразователя, триггер, два аналого-цифровых преобразователя, два накапливающих сумматора, два счетчика, регистр и распределитель импульсов, при этом датчик угла поворота coe" динен с блоком дифференцирования и косинусным преобразователем, выход которого связан с цифровыми входами двух цифроаналоговых преобразователейй, выход датчика усилия соединен со входом первого аналого-цифрового преобразователя и аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого связан с аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя, а выход его— со входом второго аналого-цифрового преобразователя, причем выходы аналого-цифровых преобразователей через соответствующие накапливающие сумматоры подключены к блоку индикации, первый выход блока дифференцирования связан со входом обнуления триггера, а второй выход этого блока подключен-к тактовым входам двух накапливающих сумматоров и к установочному входу триггера, выход которого соединен с входами двух счетчиков, распределитель импульсов

2Q одним выходом связан со входом первого счетчика, а вторым выходом сое" динен с тактовым входом регистра, информационный вход которого подключен к выходу первого счетчика, причем выходы регистра и второго счетчика соединены с блоком индикации, выход которого связан со входами второго счетчика и двух накапливающих сумматоров.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США Р 4141242, кл. 73117 ° 3 от 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

35 9 574641,кл. G 01 Ь 5/02 от 03.05.76 (прототип).