Способ определения высоты прыжка

) 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ди 41 АВТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТ редыд- унималмежду опредетутмниов е емени, Фиксируют высо -1)-го прыжка; замеряю промежуток време умами ии и-го прыжк ысоту прыжка по формул1 сминНп =0,5 д ( - Х Рп б т - тмин цию вр щего (и ный максим ляют в 19ской теплофизики ишняк, Н,Н.Кондак тельство СССРВ 5/00, 1983. где Рп - сила при соверше спортсмена, жуток време талкивания высота пред ускорение с табл., 2 ил. альной сильамере иромриложеният опоры допределении средствабыть испсменов;робатов,Недостатком известного способа является невозможность определения высоты непрерывно повторяющихся прыжков, так как формула по известному способу рассчитана для измерения единичных прыжков и включает в себя только промежуток времени от момента приложения общей силы при отталкивании от опоры до момента отрыва от опоры, Определение высоты непрерывно повторяющихся прыжков по известной формуле может привести к грубым ошибкам, так как при этом не учитывается промежуток времени от момента прикосновения к площадке при приземлении спортсмена во время прыжка до момента его остановки перед началом следующего прыжка,Известен способ, ос циональной зависимост спортсмена от времени прыжка. ванныи на функ высоты прыжк езопорной фазь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТЫПРЫЖКА(57) Использование: спортивные соревнования. Сущность изобретения. определяют массу спортсмена, измеряют силу приотталкивании спортсмена от опоры как функетение относится к техническим м спортивной тренировки и может ользовано для подготовки спортолейболистов, баскетболистов, акимнастов и т,д. Однако длительность безопорнои фазы прыжка не может однозначно характеризовать высоту прыжка, так как зависит от положения ног спортсмена при приземлении, т,е., если при приземлении спортсмен подо- гнет ноги, он будет находиться в безопорной фазе более длительное время, чем в случае приземления на прямые ноги, и высоты, замеренные по данному способу, различны, хотя фактически они одинаковы.Известен способ. измерения высоты прыжка, основанный на измерении максипри отталкивании спортсмена нии и-го прыжка, Н, Р - масса кг; смин - минимальный промени между максимумами сил отпи и-го прыжков, с; Нп- ыдущего (и)-го прыжка, м д - вободного падения, м/с . 1 при отталкивании от опоры, жутка времени от момента бщей силы при отталкивании момента отрыва от опоры и ысоты прыжка по формуле.Целью изобретения является исключение ошибки при измерении высоты непрерывноо повторяющихся прыжков.Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения высоты непрерывно повторяющихся прыжков, основанному на определении массы спортсмена и измерении силы при отталкивании спортсмена от опоры как функции времени, фиксируют высоту предыдущего (и)-го прыжка, замеряют общий промежуток времени пребывания спортсмена на площадке от момента прикосновения его к площадке при приземлении до момента отрыва от площадки при прыжке и определяют высоту прыжка по формуле 1 тпл.пНп=0,59 (р ХЕобщ.п С(с - Спл.пог Н. - 1)9где 9 - ускорение свободного падения,м/с;Еобщ,п - сила приложенная спортсменом при отталкивании от площадки, Н;Р - масса спортсмена;спл - общий промежуток времени пребывания спортсмена на площадке от момента прикосновения его к площадке приприземлении до момента отрыва от площадки при прыжке, с;Н,-1 - высота предыдущего (и)-гопрыжка, м.Отличия предлагаемого техническогорешения от известного представлены в таблице,Отличия, представленные в таблице,обусловлены выводом математической формулы определения высоты непрерывно повторяющихся прыжков, а также анализомэтих непрерывно повторяющихся прыжков,Частным случаем в серии непрерывноповторяющихся прыжков является единичный прыжок, в котором можно выделить трипромежутка времени: промежуток времениотрыва (сотр) - от момента полной остановкиспортсмена при предыдущем прыжке до момента отрыва спортсмена от площадки соскоростью Чнлч, направленной вертикальновверх; промежуток времени полета (спол)(безопорная фаза) - от момента отрываспортсмена от площадки до момента прикосновения к площадке при приземлении;промежуток времени торможения (стфм) - отмомента прикосновения спортсмена к площадке при приземлении со скоростьюЧторм, направленной вертикально вниз, домомента полной остановки при Чт = О.,При определении единичного прыжкаиспользуют только промежуток времени 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сотр (от момента приложения мускульногоусилия спортсмена до его отрыва от площадки), При проведении серии непрерывноповторяющихся прыжков спортсмен находится на площадке гораздо большее время,которое включает в себя промежуток времени торможения спортсменом при предыдущем прыжке и промежуток времени отрываспортсмена при следующем прыжке (сплп=Сторм(п) + Сотрп).На практике осуществить разделениеЭТИХ ДВУХ ПРОМЕжуТКОВ ВРЕМЕНИ (Сторм(п) Исотрп) сложно из-за скоротечности прыжка иневозможности точно зафиксировать момент перехода окончательного торможенияспортсмена при приземлении (Чторм = О) кпоследующему приложению нового мускульного усилия для очередного прыжка,Попытка разделить их может привестик грубым ошибкам при вычислении высотыпрыжка.Взамен разделения промежутка времени отрыва последующего прыжка (сотрп) отпромежутка времени торможения предыдуЩЕГО ПРЫжКа (Сторм(пЧТО ВЕДЕТ К НЕПРЕДСКазуемой, неуловимой ошибке, сознательнопроводится интегрирование в первом слагаемом правой части формулы по всему промежутку времени пребывания спортсмена наплощадке (спл), а не по промежутку сотрпи-го прыжка, на протяжении которого приобретается начальная скорость Чнлч благодаря приложению мускульного усилияспортсменом, Возникающие при интегрировании по Сплзавышение высоты и-гопрыжка (Нп) компенсируется вычитанием вправой части формулы эквивалентного завышению третьего слагаемого. Таким образом,отличительные признаки предлагаемого способа позволяют обойти проблему разделенияпромежутка времени спл и заменить ее решение простым запоминанием высотыпредыдущего прыжка,На фиг, 1 представлена серия непрерывно повторяющихся прыжков и показаназависимость распределения силы, прикладываемой спортсменом при прыжках от времени; на фиг. 2 - блок-схема устройства дляизмерения высоты непрерывно повторяющихся прыжков,На фиг, 1 выделены три промежутка времени, на которые можно разделить каждыйединичный прыжок в серии непрерывно повторяющихся прыжков: это промежутоквремени отрыва (сотр),промежуток времениполета (спол) и промежуток времени торможения (сторм), причем т.А - момент началаприложения общего усилия спортсменомпри прыжке; т,В - момент отрыва спортсмена от площадки; т,С - момент прикосновения спортсмена к площадке, т.Д - момент полной остановки спортсмена при торможении.Предлагаемый способ для измерения высоты непрерывно повторяющихся прыжков может быть реализован устройством для измерения высоты непрерывно повторяющихся прыжков, состоящим из площадки с тензодатчиком 1, фильтрующей емкости С, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2, генератор 3 тактовых импульсов, цифровых частотомеров 4 и 7, цифрового вольтметра 5, усилителя-ограничителя 6, микропроцессора 8, цифрового отсчетного устройства 9 и цифропечатающего устройства 10 (фиг, 2).устройство работает следующим образом,К опорной площадке, от которой отталкивается и к которой приземляется спортсмен при выполнении непрерывно повторяющихся прыжков, укрепляется тензодатчик 1. До начала выполнения прыжков спортсмен становится на опорную площадку. При этом на выходе тензодатчика 1 возникает постоянное напряжение, пропорциональное массе спортсмена (Р), Этот сигнал поступает на вход АЦП 2, который преобразовывает постоянное напряжение в цифровой код, а затем передает его в вычислительное устройство микропроцессора 8.При выполнении прыжков с выхода тензодатчика 1 снимается сигнал, состоящий из постоянной составляющей напряжения, пропорциональной массе спортсмена, и импульсной составляющей, характеризующей силу отталкивания спортсмена от опорной плоЩаДки (Еобщ). Еобщ пРеДставлЯет собой массив(Е) размерностью, равной числутактов М в пределах времени пребывания спортсмена на площадке. Импульсная составляющая напряжения поступает на вход цифрового вольтметра 5. При этом постоянная составляющая на него не поступает, так как отфильтровывается емкостью С, Запуск цифрового вольтметра 5 производится импульсами генератора 3 тактовых импульсов, На входе цифрового вольтметра 5 получают ВЫбОРКУ ЗНаЧЕНИй СИЛЫ Еобщ ЧЕРЕЗ ИНтЕРВалы времени Л 1 в цифровом коде (Е 1, Е 2, , Е 1),Импульсная составляющая сигнала стензодатчика 1 поступает также на усилитель-ограничитель 6, на входе которого формируется прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности промежутка времени пребывания спортсмена на площадке - от момента прикосновения спортсмена к площадке при приземлении до момента отрыва его от площадки при последующем прыжке(1 ппп). Длительность этого импульса измеряют цифровым частотомером 7, в результатечего получают закодированную величину5 СпппЦИфрОВЫЕ КОДЫ ВЕЛИЧИН Еобщ И ЬлПОступают в вычислительное устройство микропроцессора 8, программа которогонастроена на решение уравнения10 . 11 плпНп = 0,5 д (-р Х Еобщ, б т - 1 пл,п -о2 Нп - 1 )2дАлгоритм решения уравнения следующий.Вычисление интеграла1 пл.пЯ 1 =Еобщб 1оВычисление выражения (1).Интеграл вычисляется по формуле прямоугольниковм51= , ЕО(1) ОЕ ТАТ25 =1где ОЕ ТАТ - элементарный промежутоквремени, на которые разбивается времяпребывания спортсмена на площадке в п-мпрыжке;30 ЕО 0) - текущее общее вертикальное усилие, приложенное спортсменом к площадкена 1-м элементарном промежутке ОЕ 1 ТАТ;ТМ - время пребывания спортсмена наплощадке;35 М - число элементарных промежутков,вмещающихся в Тй.В свою очередь Тй = М ОЕ ТАТ,Описанный алгоритм можно реализовать, например, на языке ЕОВТЙАИ в виде40 функции НМ,Программа решения уравнения;1, ЕЧМСТОМ НК(М, ЕО, Р, ОЕ ТАТ)2, ОМЕНЯОМ ЕО (М)3. 31=045 4. Тй =05. 0011=1, М6, Я 1 = 31+ ЕО(1)4 ОЕ 1 ТАТ7. ТЛ 3 = ТК + ОЕТАТ8. 1 СОМТ)МЧЕ50, 9. НМ = 5 Х 9,81% (51/Р - ТМ -10, (2+НИ/9,81)н 5)+.х 211. ВЕТРЯК12, ЕМОП р и м е р 1. При выполнении спорт 55 сменам первого прыжка (и) с выхода тензодатчика 1 снимают сигнал, состоящий изпостоянной составляющей напряжения,пропорциональной массе спортсмена Р = 75кгс, и импульсной составляющей, характеризующей силу отталкивания спортсмена отопорной площадки и представляющей собой массив Е; размерностью, равной числу тактов М = 5 в пределах времени пребывания спортсмена на площадке,Постоянное напряжение, пропорциональное массе спортсмена, через АЦП 2 подается на вычислительное устройство микропроцессора 8 в виде цифрового кода,Импульсная составляющая напряжения поступает на вход цифрового вольтметра 5, запуск которого производится импульсами генератора 3 тактовых импульсов. В результате на входе цифрового вольтметра 5 получают выборку значений силы Еобщ (ЕО(1) = 77 кгс; ЕО(2) = 93 кгс; ЕО(3) = 108 кгс; ЕО(4) = 122 кгс; ЕО(5) = 185 кгс через интервалы времени Лт (ОЕ ТАТ = 10 с). Период следования импульсов генератора 3 тактовых импульсов измеряют цифровым частотомером 4.Импульсная составляющая сигнала с тензодатчика 1 поступает также на усилитель-ограничитель 6, на входе которого формируется прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности промежутка времени пребывания спортсмена на площадке. Длительность этого импульса измеряют цифровым частотомером 7 и получают закодированную величину тпл (Тй = 0,5 с).Цифровые коды величин Еобщ и мапл поступают на вычислительное устройство микропроцессора 8, программа которого настроена на решение уравнения (1). Значение величины ускорения свободного падения 9 = 9,81 м/с заложено в памятьгмикропроцессора 8.5Тогда 31 =,. ЕО) ОЕ 1 ТАТ = 58,7.Высота прыжкаНМ = 0,59 (Я 1/Р - ТМ - ,12 - ) = 0 39 м,9При и =1 и Но=0 Н 1=039 м,П р и м е р 2. При выполнении спортсменом второго прыжка (и = 2) с выхода тензодатчика 1 снимают сигнал, состоящий из постоянной составляющей напряжения, пропорциональной массе спортсмена Р =75 кгс, и импульсной составляющей, характеризующей силу отталкивания спортсмена от опорной площадки и представляющий собой массив Е( размерностью, равной числу тактов М = 12 в пределах времени пребывания спортсмена на площадке(ЕО(1) ) 78 кгс; ЕО(2) = 85 кгс; ЕО(3) = 93 кгс; ЕО(4) = 105 кгс; ЕО(5) =121 кгс; ЕО(6) = 92 кгс; ЕО(7) =83 кгс; ЕО(8) = 97 кгс; ЕО(9) = 103 кгс; ЕО(10) = 124 кгс; ЕО(11) = 171 кгс; ЕО(12) = 205 кгс), ЬОЕ ТАТ) = 10 с,Импульсная составляющая сигнала с тензодатчика 1 поступает также на усилитель-ограничитель 6, на входе которого формируется прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности промежутка времени пребывания спортсмена на площадке, Длительность этого импульса измеряют цифровым частотомером 7 и получают закодированную величину тпрр (ТМ = 1,2 с). 10 Формула изобретения Способ определения высоты прыжка из серии непрерывно повторяющихся прыжков, включающий определение веса спортсмена, измерение силы отталкивания от опоры прыжка как функцию времени,о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения высоты прыжка, измеряют силу отталкивания от опоры при совершении и-го прыжка, вычисляют высоту (и) прыжка, измеряют минимальный промежуток времени между максимумами (и)- го и и-го прыжков и вычисляют высоту прыжков Нп по формуле 50 55 Цифровые коды величин Н, Еобщ и маплпоступают на вычислительное устройство микропроцессора 8, программа ускорения 15 свободного падения 9 = 9,81 м/с.заложенов память микропроцессора 8.Тогда 51 = 135,7.Высота прыжкаНЫ = 050(21/Р - ТН - .2 Н (2-12 = 053 м.20 Нг = 053 мм.В результате решений уравнений иопримерам 1 и 2 на выходе микропроцессора получают цифровой код, пропорциональный высоте прыжка Нп, который поступает 25 в блок памяти микропроцессора и фиксируется в нем, а также на цифровое отсчетное устройство 9 и цифропечатающее устройство 10.Предлагаемый способ по сравнению с 30 известными исключает ошибку при измерении высоты непрерывно повторяющихся прыжков благодаря более подробному изучению и анализу механизма непрерывно повторяющихся прыжков; повышает точность 35 измерения высоты непрерывно повторяющихся прыжков, дает возможность впервые измерять высоту непрерывно повторяющихся прыжков, повышает качество контроля функциональных возможностей 40 спортсменов, дает возможность достаточнообъективно оценить физическую нагрузку в тренировочных занятиях, оптимизировать педагогические параметры и их соотношения в тренировочном цикле.451734785 ИогтиЭ,а иЗкфанчн Кесаслфмскенц 4 Х Ь С 8; -.У8 кОЗ "Ир ъ41 г 4 Составитель Н,КондакТехред М,Моргентал Редактор И,Дерба Корре Кравцо роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 аказ 1764 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5