Устройство измерения параметров перемещения спортсмена

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 5 И 4 А 63 В 71/06 3:1 ИИЧд:;.л;,;.; ЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ егового шаг тоты, п ьделени мь овскио пер п вуко з-за перемеще ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский электротехнический институт им. В,И.Ульянова (Ленина)(56) Авторское свидетельство СССРР 986437, кл. А 63 В 21/00, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВПЕРЕМЕЩЕНИЯ СПОРТСМЕНА(57) Изобретение относится к системам контроля и управления тренировочным процессом в спорте и может бытьиспользовано для измерения длины бегового шага и длительностей опорнойи полетной фаз бегового движения.Изобретение позволяет повысить удобство использования устройства засчет измерения времени опорной ибезопорной фаз на большом удаленииот тренера. Измерение длины беговогошага осуществляется путем подсчета четчиком 11 за времямпульсов доплеровсктупающих с выхода соплеровской частотыдвиг частоты ультраатчика 1 возникает ния относительно него ультразвукового приемника 2, закрепленного на спортсмене. Сигнал, принятый ультразвуковым приемником 2, ретранслируется вторым передатчиком 3, принимается приемной антенной 5, соединенной с вторым приемником 4, и поступает на блок 6 вьделения доплеровской частоты, куда одновременно подается опорный сигнал исходной частоты от ультразвукового передатчика 1. Длительность опорной и полетной фаз бегового движения измеряются по : сигналу контактной группы 8,закрепленной на ноге спортсмена. Этот сигнал передается передатчиком 9 и принимается приемником 10, соединенным с блоком 12 измерения временных интервалов. Информация об измеренных параметрах перемещения спортсмена отображается блоком индикации 7,1 ил.50 Устройетво относится к спортивным тренажерам, в частности к устройствам контроля действий спортсмена-бегуна. 5Цель изобретения - повышение удобства использования путем измерения времени опорной и безопорной фаз перемещения на большом удалении от тренера.10На чертеже изображена функциональная схема устройства.Устройство содержит ультразвуковой передатчик 1, ультразвуковой приемник 2, радиопередатчик 3, радио приемник 4, петлевую антенну 5, блок 6 выделения доплеровской частоты, блок 7 индикации, контактное устройство 8, дополнительный передатчик 9, дополнительный приемник 10, счетчик 11, блок 12 измерения временных интервалов.Устройство работает следующим образом.Ультразвуковой передатчик 1 непрерывно излучает акустические колебания ультразвуковой частоты в направлении перемещения спортсмена, принимаемые закрепленным,на спортсмене приемником 2 ультразвука. Сигнал ультразвукового приемника 2 .транслируется радиопередатчиком 3 по индуктивному каналу связи, принимается петлевой приемной антенной 5 и усиливается радиоприемником 10, частота 35 настройки которого совпадает с частотой передатчика 3. При движении спортсмена частота ультразвуковых колебаний, принимаемых приемником 2 ультразвука, отличается от частоты . 40 сигнала, излучаемого передатчиком 1 . ультразвука, на величину доплеровской добавки Ер, определяемой по формуле Ч"ЧэВ 45 где К - частота йзлучаемого колебания,Ч - скорость перемещения спортсмена в направлении передатчика ультразвука,Чз в , скорость распространенияакустической волны в воздухе.Знак доплеровской добавки частотыопределяетсянаправлением перемещения спортсмена относительно передатчика ультразвука.Выходнойсигнал радиоприемника 4, содержащий доплеровскую добавку Еу, ь 1 = Чт = Ч/К , (2) где Ч - скорость спортсмена;Ту - период доплеровской частоты,Учитывая (1), получим(3) 41 = ЧЗВ е э поступает на первый вход блока 6 выделения доплеровской частоты, навторой вход которого подается колебание исходной частоты Ге от передатчика ультразвука. Йь выходе схемы 6 выделения доплеровской частотыпутем сравнения частоты излучаемогои принимаемого сигналов формируютсяпрямоугольные импульсы доплеровскойчастоты. С выхода схемы 6 выделениядоплеровской частоты сигнал поступает на счетный вход счетчика 11.В процессе бега при постановкестопы спортсмена на опорную поверхность замыкается контактная группа8, включая на время опорной фазыдвижения передатчик 9, причем контактная группа 8 и передатчик 9 закрепляются на обеих ногах спортсмена. Частота передатчика 9 отличается от частоты передатчика 3 на величину, необходимую для их надежногоразделения соответствующими приемниками. Сигнал передатчика 9, принимаемый антенной 5, поступает навход приемника 10, частота настройкикоторого соответствует частоте передатчика 9. Сигнал с выхода приемника 1 О подается на вход блока 12измерения временных интервалов ивторой вход счетчика 11. В последнем этот сигнал, используется дляподготовки нового цикла счета и выдачи результата предыдущего цикласчета на блок 7 индикации,Измерение длины бегового шагаосуществляется следующим образом.В момент отрыва ноги спортсменаот опорной поверхности сигналс выхода приемника 10 становится равным нулю. и сбрасываетсчетчик в исходное состояние, подготавливая таким образом счетчик 11 кизмерению. На счетный вход счетчика11 с выхода блока 6 выделения доплеровской частоты поступает последовательность импульсов с частотой Й,За время, равное одному периодудоплеровской частоты Е, спортсменпроходит расстояние, Устройство измерения параметровперемещения спортсмена, содержащееультразвуковой передатчик, ультразвуСоставитель А.Захарченко Техред И.Ходанич Корректор Т, Колб Редактор Е,Копча Заказ 4795(8 Тираж 371 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул, Гагарина,101 150 где Чзф - скорость звука в воздухе,Г, - частота ультразвуковогопередатчика.Таким образом, длина бегового шага может. быть определена по формуле где п - число периодов доплеровской3частоты за время бегового шага.Счетчик 11 показывает число периодов п доплеровской частоты на ино тервале, соответствующем длительности бегового шага, который фиксируется по переходу в нулевое значение сигнала с выхода приемника 10. Из (4) следует, что число п с точностью до постоянного множителя (Чз /Го) равно длине бегового шага 1, т.есчетчик 11 измеряет значение длины каждого шага. Это значение поступает на блок 7 индикации, где отображается в. удобном для человека виде, после чего начинается подсчет параметров следующего бегового шага (при следующем переходе в нуль сигнала с выхода приемника 10). 0327бковой приемник, радиопередатчик,радиоприемник с яетлевой антенной,блок выделения доплеровской частоты,блок индикаци , причем ультразвуковой передатчик связан с первымвходом блока выделения доплеровскойчастоты, второй вход которого соединен с выходом радиоприемника, своимвходом соединенного с петлевой антеннои, выход ультразвукового приемника соединен с входом радиопередатчика, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения удобства использования путем измерения.времени опорной и безопорной фаз набольшом удалении от тренера, оносодержит контактную группу, дополнительный радиопередатчик, дополнитель ный радиоприемник, счетчик, блок измерения временных интервалов, причем контактная группа подключена к .входу дополнительного радиопередатчика и установлена на средстве креп ления на ноге спортсмена, петлеваяантенна соединена с входом дополнительного радиоприемника, выход которого подключен к блоку измерениявременных интервалов и первому входу 30 счетчика, вторым входом соединенногос выходом блока выделения доплеровской частоты, а выходом - с первымвходом блока индикации, к второмувходу которого подключен выход блокаизмерения временных интервалов.