Устройство для измерения нагрузок на лыже

кл ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ для определения с повышенной надежностью и точностью величин и точекприложения сил воздействия на лыжипри движении по трассе и позволяет повысить точность и надежностьустройства, которое содержит установленные на лыже 1 передйюю и заднюю опоры одинаковой конструкции.Каждая опора выполнена в виде двухкомпонентного динамометра, корпускоторого выполнен в виде жесткихпланок 7, соединенных проушинами8, в которых подвешены измерительные балки, выполненные в видепары упругих пластин 9 с тенэорезисторами 10, которые имеют одинаковоесопротивление и включены в плечи мостовой измерительной схемытак, что они расположены со стороныноска лыжи, включены в одно плечо, а со стороны задника - в смежное плечо, образуя динамометр горизонтальной силы, 5 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Копс К.К., Станишевский И,А.Методика комплексных исследованийлыжника-гонщика. /Лыжный спорт. М.:ФИС, вып, 1, 1973, с. 29.Ермаков В В., Макаров А.А. Сравнительная характеристика передвижения двухшажным ходом на ль 1 жах,Лыжный спорт,/Под ред, Н,И.Кузьмина, И.: ФИС, 1969, с. 126.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕШИ НАГРУЗОК НА ЛЫЖЕ(57) Изобретение относится к лыжному спорту, технике испытаний иизмерений, может быть использовано 801216681 АИзобретение относится к льскному спорту, технике испытания ц измерений и может быть использованодля определения с повьдпецной надежностью и точностью величин и точекприложения сил воздействия спортсмена ца лыжи при движении по трассе.Целью изобретения является повышение точности и надежности,На фиг. 1 представлено устройство, общий вид," на фиг, 2 - динамометрическая опора, продольныйразрез; на фиг. 3 - разрез А-А нафцг, 2," цд фиг, 4 - электрическаясхема соединения тензорезисторовца вертикальных балках; ца Фиг. 5 электрическая схема соединения тензореэистора на горизонтальных балках.Устройство для измерения нагрузок нд лыже содержит установленныеца лыже 1 переднюю 2 (по отношениюк ботинку 3) и заднюю 4 опоры одинаковой конструкции. Ботинок 3 укреплен (цапример, с помощью стандартного крепления 5) ца платформе6, размещенной с зазором относительно лыжи 1. Каждая из опор выполнена в виде двухкомпонентногодинамометраКорпус такого динамометра выполнен в виде закрепленныхна пьявке ц разнесенных относительнодруг друга поперечных жестких планок 7, соединенных по концам вертикальными жесткими проушинами 8,в которых подвешены вертикальныеизмерительные балки, выполненныев виде пары параллельных и разнесенных относительно друг друга упругих пластин 9 с размещенными цдццх тецзорезисторами 10 (индивидуально тецзорезисторы обозначеныбуквдми П 1 т, Бз и т д, приэтом нечетными индексами обозначены тецзорезисторы, размещенные состороны носка лыжи, четными - состороны задника лыжи, тецзорезисторы, указанные в скобках, размещены за тензорезисторами, находящцмцся в плоскости чертежа). Каждаяпара пластин 9 соединена между собой жесткой перемычкой 1, связанной с аналогичной противоположнойперемычкой данной опоры с помощьюгоризонтальной поперечной измерительной балки 12, размещенной впромежутке между плацками 1 корпуса 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 с зазором относительно этих планок и поверхности лыжи. Поперечные балки 2 вблизи мест соединения с перемычкамивыполнены с утоньшениями 13, в зоне которых размещены тецзореэисторы 14, (также ицдивидуальцо обозначенные букВвами В; с соответствующими индексами 3.). Иесткой утолщеццой средней частью каждая поперечная измерительная балка 12 соединена с платформой 6. Тенэорезисторы 10, размещенные на пластинах 9, имеют одинаковое сопротивление и включены в плечи мостовой измерительной схемы (фиг. 4) так, что тензорезисторы, расположенные со стороны носка лыжи, включены в одно плечо, а расположеццые со стороны задника - в смежное плечо. Прц этом указанные пластины и тецзореэисторы образуют дицамометр горизонтальной схемы.Х. Для измерения,этой силы могут быть задействованы пластины и тензорезцсторы одной опоры цли обеих опор, при этом тецзорезисторы, расположенные со стороны носка, могут быть включены в то же плечо ( при полу- мостовой схеме измерений) или в противоположное плечо (при полной мостовой схеме измерений), соответственно включаются и тецзореэисторы; расположенные со стороны задника лыжи. Тенэореэисторы 14 каждой горизонтальной поперечной измерительной балки 12 также имеют одинаковое сопротивление и включены в плечи мостовой измерительной схемы согласно фиг. 5 и обеспечивают измерение вертикальной нагрузки У (ца передней опоре У ца задней - Уг, ).При действии на лыжу (цд платФорму 6) силы толчка, имеющей вертикальную и горизонтальную составляющие, происходит деформация упругих пластин 9 и тецзореэисторов О (растяжение от вертикальной составляющей и изгиб от горизонтальной). При этом, поскольку пары тензорезисторов с каждой пластины включены в смежные плечи мостовой схемы, измерительная схема ца вертикдльцую составляющую силы не реагирует (даже в тех случаях, когда пластины растянуты по разному цз-засущественно несимметричного по отношению к каждой паре пластин мес 1216681 4,510 та приложения силы). Горизонтальная составляющая Х вызывает изгиб пластин и растяжение-сжатие тензорезисторов в смежных плечах измерительной схемы и появление соответствующего электрического сигнала пропорционального величине Х. Вертикальная составляющая силы вызывает реакции опор У 1 (на передней опоре 2 ) и Уб (на задней опоре 4), Под действием этой силы происходит изгиб утоньшенных частей балок 12, соответствующее сжатие-растяжение тензорезисторов 14 и появление электрических сигналов в измерительных цепях, пропорциональных величинам Уу и Уц . На силу Х измерительные цепи с тензорезисторами 14 практически не реагируют, так как, во-первых, измерительные балки 12 имеют значительную жесткость в направле ии действия силы Х, и, во-вторых, действие этой силы вызывает одинаковую деформацию тензорезисторов, включенных в смежные плечи мостовых схем, и не приводит к появлению электрических сигналов. По результатам измерений Уу и У может быть определена величина вертикальной составляющей У, равная сумме У 2 и У . Точка приложения суммарной силы толчка может.уь быть определена пп Еармуле Хе-у,+у где 1. - расстояние между динамо- метрами (фиг. 1), а направление этой силы определяется иэ отношения МХ.Конструктивные особенности предлагаемого устройства позволяют существенно (в 3-5 раз) повысить точность измерения составляющих приложенной силы, особенно с учетом их динамического характера. Этому, а также повышению надежности, способствуют повышенная (эа снет компоновки) жесткость конструкции, отсутствие люфтов и снижение потерь на15 20 25 30 35 40 45 трение, пониженное (за счет компо- .новки) взаимное влияние измеряемыхнагрузок. При этом обеспечиваетсяопределение и точки приложения силы. Уменьшенные зазоры между платформой и лыжей способствуют уменьшению габаритов (и веса) устройства и, тем самым, повышению точностирезультатов испытаний (за счет создания условий, близких к условиямреальной эксплуатации лыж). Формула изобретения Устройство для измерения нагрузок на лыже, содержащее платформу, кинематически связанную с лыжей с помощью двух динамометрических опор, и четыре пары тенэорезисторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его точности и надежности, в него введены восемь пар тензореэисторов, а каждая динамо- метрическая опора выполнена в виде балки с двумя парами тензорезисторов на ее противоположных сторонах и расположенной поперек продольной оси лыжи параллельно ее поверхности, при этом средняя утолщенная часть балки жестко связана с платформой, а каждая крайняя часть - с одними концами расположенных перпендикулярно поверхности лыжи двух параллель" ных пластин, другие концы которых закреплены с помощью рам на лыже, при этом на каждой пластине на противоположных ее сторонах размещена пара тензорезисторов, причем тензорезисторы на сторонах пластин, обращенных к носку лыжи, включены в одно плечо, а на противоположных сторонах пластин - в другое плечо первой полумостовой схемы, тензорезисторы на стороне балки, обращенной к лыже, включены в одно плечо,а на противоположной стороне балки - в другое плечо второй полумостовой схе- Мые