RU2118194C1 - Dynamometric exerciser for boxing and other kinds of single combat events - Google Patents
Dynamometric exerciser for boxing and other kinds of single combat events Download PDFInfo
- Publication number
- RU2118194C1 RU2118194C1 RU97113726A RU97113726A RU2118194C1 RU 2118194 C1 RU2118194 C1 RU 2118194C1 RU 97113726 A RU97113726 A RU 97113726A RU 97113726 A RU97113726 A RU 97113726A RU 2118194 C1 RU2118194 C1 RU 2118194C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- comparator
- impact
- channel
- Prior art date
Links
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007779 soft material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 6
- XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N Atorvastatin Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1=C(C=2C=CC(F)=CC=2)N(CC[C@@H](O)C[C@@H](O)CC(O)=O)C(C(C)C)=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001821 foam rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000036540 impulse transmission Effects 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к спорту и касается конструкции учебно-тренировочных снарядов для контроля и отработки ударов в боксе и других видах силовых единоборств. Оно может использоваться также при обследовании профессионалов, работающих в силовых структурах. The invention relates to sports and relates to the construction of training apparatus for controlling and practicing strikes in boxing and other types of power martial arts. It can also be used when examining professionals working in law enforcement agencies.
Известен динамометрический тренажер для силовых единоборств, содержащий способную деформироваться упругую подвеску, которая имеет сжимающуюся под воздействием удара область и растягивающиеся области, охватываемые пьезоэлектрической лентой, соединенной с блоком индикации. По периметру платы, реагирующей на прилагаемую к ней силу, проходит пьезоэлектрический датчик, который принимает волны, возникающие при ударном воздействии на плату (патент PCT N 89/10166, A 63 B 69/20). Для измерения и записи общей силы ударов, нанесенных пользователем во время тренировки, тренажер содержит грушу, подвешенную за верхний конец, к которой прикреплен датчик, два видеоканала, и контрольно-измерительную систему на базе компьютера, связанную с датчиком через функциональные преобразователи (патент США N 4941660, A 63 B 69/00, 1990). A known dynamometer simulator for martial arts, containing a flexible suspension capable of deforming, which has a region contracting under the influence of a shock and stretch areas covered by a piezoelectric tape connected to the display unit. A piezoelectric sensor passes along the perimeter of the board, which is responsive to the force applied to it, and it receives waves that occur when it strikes the board (PCT patent N 89/10166, A 63 B 69/20). To measure and record the total force of the blows inflicted by the user during a training session, the simulator contains a punching bag suspended by its upper end, to which a sensor is attached, two video channels, and a computer-based monitoring and measurement system connected to the sensor via functional transducers (US Patent N 4941660, A 63 B 69/00, 1990).
Известен также динамометрический тренажер, включающий укрепленный на подвеске набивной снаряд, внутри которого расположена эластичная капсула с наполнителем, соединенная с индикатором через размещенный в ее центре датчик давления, в частности, пьезоэлемент сферической формы (патент США N 4208048, A 63 B 69/32, 1980; а.с. СССР N 1718994, A 63 B 69/20, 1992). A dynamometer trainer is also known, including a stuffed shell mounted on a suspension, inside of which there is an elastic capsule with a filler connected to the indicator via a pressure sensor located in its center, in particular, a spherical piezoelectric element (US patent N 4208048, A 63 B 69/32, 1980; A.S. USSR N 1718994, A 63 B 69/20, 1992).
Эти устройства сложны, громоздки и обладают низкой точностью из-за нелинейной характеристики датчика, смонтированного на упругой подвеске, особенно пьезоэлектрического. Они подвержены влиянию стоячих волн и демпфирующих свойств наполнителя камеры. Кроме того, выполнение спортивного снаряда на подвеске не позволяет в принципе определять энергетические характеристики ударов. These devices are complex, bulky and have low accuracy due to the non-linear characteristics of the sensor mounted on an elastic suspension, especially piezoelectric. They are affected by standing waves and the damping properties of the chamber filler. In addition, the implementation of a sports projectile on the suspension does not allow, in principle, to determine the energy characteristics of impacts.
Наиболее близким к заявляемому является динамометрический тренажер для бокса и других видов силовых единоборств, содержащий основание, расположенную на нем сферическую пневмокамеру из эластичного материала с отводным каналом, пьезоэлектрический датчик давления с корпусом в виде полого цилиндра и упругой мембраной, присоединенный к свободному концу отводного канала, и одноканальная измерительная система, связанная с датчиком давления через функциональный преобразователь в виде интегратора, в цепь обратной связи которого параллельно включены конденсатор и механический контакт сброса показаний. При этом вход интегратора соединен с пьезоэлементом, а его выход - с регистрирующим прибором (а.с. СССР N 1261679, A 63 B 69/34, 1985). Closest to the claimed one is a dynamometer simulator for boxing and other types of martial arts, containing a base, a spherical pneumatic chamber on it made of elastic material with a branch channel, a piezoelectric pressure sensor with a body in the form of a hollow cylinder and an elastic membrane attached to the free end of the branch channel, and a single-channel measuring system connected to a pressure sensor through a functional converter in the form of an integrator, in the feedback circuit of which is parallel included a condenser and mechanical contact is reset. The input of the integrator is connected to the piezoelectric element, and its output is connected to a recording device (AS USSR N 1261679, A 63 B 69/34, 1985).
Данное устройство дает наглядное представление об интегральном скоростно-силовом характере усилий, затраченных при проведении боксером серий ударов. Однако оно не позволяет оценивать статические, динамические и временные характеристики каждого из ударов, а именно, силу, резкость, скорость ударов, быстроту реакции единоборца, количество и темп наносимых эффективных ударов и т. п. Отмеченные недостатки обусловлены интегрирующими свойствами цепочки "пьезоэлектрический датчик - интегратор". Кроме того, приемник ударов нетехнологичен из-за сложной конструкции пневмокамеры и отличается от привычных боксерских снарядов в отношении восприятия удара, так как удар наносится непосредственно по амортизирующей пневмокамере. This device gives a visual representation of the integral speed-force nature of the efforts expended during a series of strikes by a boxer. However, it does not allow evaluating the static, dynamic, and temporal characteristics of each of the strokes, namely, the strength, sharpness, speed of strikes, the speed of the martial arts reaction, the number and pace of effective strikes, etc. The noted drawbacks are due to the integrating properties of the piezoelectric sensor chain integrator. " In addition, the shock receiver is not technologically advanced due to the complicated design of the air chamber and differs from the usual boxing shells in terms of perception of the impact, since the blow is delivered directly to the shock-absorbing air chamber.
Задачей предлагаемого технического решения является упрощение устройства и повышение информативности обследования силы, резкости, темпа и эффективности как серии, так и каждого из ударов. The objective of the proposed technical solution is to simplify the device and increase the information content of the examination of the strength, sharpness, pace and effectiveness of both the series and each of the strokes.
Сущность изобретения состоит в том, что в динамометрический тренажер, содержащий ударную подушку, включающую основание, расположенную на нем пневмокамеру со стенками из эластичного материала, снабженную отводным каналом, и измерительную систему, включающую пневмодатчик, присоединенный к свободному концу отводного канала, функциональный преобразователь сигнала пневмодатчика, индикатор и узел сброса показаний, внесены следующие изменения:
1) ударная подушка дополнительно содержит ударную и демпфирующую пластины, эластичное кольцо и кожух, выполненный из мягкого материала;
2) эластичное кольцо расположено между основанием и ударной пластиной с образованием квазизакрытого объема в камере;
3) в качестве пневмодатчика в отводном канале установлен микроэлектронный полупроводниковый тензодатчик.The essence of the invention lies in the fact that in a dynamometer simulator containing a shock pad, including a base, a pneumatic chamber located on it with walls of elastic material, equipped with a branch channel, and a measuring system including a pneumatic sensor attached to the free end of the branch channel, a functional signal transducer of the pneumatic sensor , indicator and reset unit, the following changes have been made:
1) the shock pad further comprises a shock and damping plate, an elastic ring and a casing made of soft material;
2) an elastic ring is located between the base and the shock plate with the formation of a quasi-closed volume in the chamber;
3) a microelectronic semiconductor strain gauge is installed as a pneumatic sensor in the outlet channel.
Принцип действия предлагаемого устройства основан на способности квазизакрытого объема осуществлять импульсную передачу механического воздействия. Этот принцип реализован впервые. The principle of operation of the proposed device is based on the ability of a quasiclosed volume to impulse transmission of mechanical stress. This principle is implemented for the first time.
Квазизакрытый объем в пневмокамере создается за счет свободного прилегания основания и/или жесткой ударной пластины к заключенному между ними кольцу, выполненному из эластичного материала. Образованная внутри кольца камера, является герметичной только в момент передачи импульса удара, после чего принимает исходное состояние под действием эластичного элемента при потере герметичности в статике. Для объединения указанных незакрепленных элементов в конструкцию ударной подушки служит кожух. A quasi-closed volume in the pneumatic chamber is created due to the free fit of the base and / or rigid shock plate to the ring enclosed between them, made of elastic material. The chamber formed inside the ring is sealed only at the moment of transmission of the impact pulse, after which it assumes the initial state under the action of the elastic element in case of loss of tightness in static. To combine these loose elements in the structure of the shock pad serves as a casing.
Установленная в ударной подушке демпфирующая пластина создает привычное для единоборца смягчение удара. The damping plate installed in the shock pad creates a softener familiar to the combatant.
Использование в качестве преобразователя давления микроэлектронного полупроводникового тензодатчика обеспечивает высокую точность определения дифференциальных характеристик принимаемого импульсного воздействия. Наиболее целесообразно использовать микроэлектронный тензодатчик типа УСП-Д32 ТУ25-7262.0011-89, представляющий собой монокристалл кремния со сформированной на нем мембраной путем анизотропного травления и микротензоструктурой, выполненной по планарной интегральной технологии. В отличие от пьезодатчиков, а также от тензодатчиков других типов, микроэлектронный полупроводниковый тензодатчик обладает безинерционностью в диапазоне действующего частотного спектра импульса удара, передаваемого с помощью квазизакрытого объема. Это и позволяет, как пояснено приведенным ниже примером, ввести в каналы измерительной системы пропорциональный и даже дифференцирующий преобразователи, формируя таким образом информацию о силе и резкости отдельных ударов, тогда как в известном устройстве принципиальным было использование интегратора, что не позволяло определять данные характеристики. The use of a microelectronic semiconductor strain gauge as a pressure transducer provides high accuracy in determining the differential characteristics of the received pulse action. It is most advisable to use a microelectronic strain gauge type USP-D32 TU25-7262.0011-89, which is a silicon single crystal with a membrane formed on it by anisotropic etching and a microtensure structure made according to planar integrated technology. Unlike piezoelectric sensors, as well as other types of strain gauges, the microelectronic semiconductor strain gauge has inertia in the range of the effective frequency spectrum of the impact pulse transmitted using a quasi-closed volume. This allows, as explained by the example below, to introduce proportional and even differentiating transducers into the channels of the measuring system, thus forming information about the strength and sharpness of individual impacts, while the use of an integrator was crucial in the known device, which did not allow to determine these characteristics.
Передача сигнала давления из квазизакрытой камеры с достаточной для динамометрического обследования единоборца точностью возможна только с помощью микроэлектронного полупроводникового тензодатчика, причем частотные характеристики этого типа датчиков не дают искажения принимаемого из квазизакрытой камеры сигнала как при проводной, так и при беспроводной (с помощью радиоканала) связи с блоками измерительной системы. The transmission of a pressure signal from a quasiclosed chamber with sufficient accuracy for a dynamometric examination of a martial artist is possible only with the help of a microelectronic semiconductor strain gauge, and the frequency characteristics of this type of sensors do not distort the signal received from the quasiclosed chamber both with wired and wireless (via radio channel) communication with blocks of the measuring system.
Для одновременного определения нескольких характеристик ударов целесообразно многоканальное исполнение измерительной системы тренажера с одним пневмодатчиком, связанным с функциональными преобразователями различных типов (пропорциональным, дифференциальным, интегральным, пороговым и пр.). Такая измерительная система дополнительно содержит задатчик, функциональные преобразователи, пиковые детекторы, аналого-цифровые преобразователи и индикаторы по числу измерительных каналов, а ее узел сброса включает первый компаратор и одновибратор. При этом выходы функциональных преобразователей подключены к информационным входам соответствующих пиковых детекторов, выходы пиковых детекторов подключены к индикаторам через соответствующий аналого-цифровой преобразователь, первый вход первого компаратора подключен к выходу одного из функциональных преобразователей, второй вход первого компаратора подключен к первому выходу задатчика, выход первого компаратора соединен с входом одновибратора, а выход одновибратора связан с входами обнуления пиковых детекторов для автоматического сброса показаний при каждом ударе. For the simultaneous determination of several characteristics of impacts, it is advisable to use the multi-channel version of the measuring system of the simulator with one pneumatic sensor connected to functional transducers of various types (proportional, differential, integral, threshold, etc.). Such a measuring system further comprises a master, functional converters, peak detectors, analog-to-digital converters and indicators according to the number of measuring channels, and its reset unit includes a first comparator and a one-shot. The outputs of the functional converters are connected to the information inputs of the corresponding peak detectors, the outputs of the peak detectors are connected to the indicators through the corresponding analog-to-digital converter, the first input of the first comparator is connected to the output of one of the functional converters, the second input of the first comparator is connected to the first output of the setter, the output of the first the comparator is connected to the input of the single-shot, and the output of the single-shot is connected to the inputs of zeroing the peak detectors for automatic th reset indication at each stroke.
Для определения быстроты реакции единоборца и темпа эффективных ударов в измерительную систему дополнительно введены ступенчатый импульсный прерыватель (СИП), второй компаратор, RS-триггер, стартовый сигнализатор, таймер, электронный ключ и счетчики импульсов с индикаторами, подключенным к выходам счетчиков, при этом первый вход второго компаратора соединен с выходом одного из функциональных преобразователей, второй вход второго компаратора соединен с вторым выходом задатчика, выход второго компаратора соединен с входом первого счетчика, S-входом триггера и информационным входом электронного ключа, первый выход ступенчатого импульсного прерывателя подключен к R-входу триггера, стартовому сигнализатору и входам обнуления таймера и второго счетчика, второй выход ступенчатого импульсного прерывателя подключен к управляющему входу электронного ключа, выход триггера соединен с входом управления таймера, а выход электронного ключа соединен с информационным входом второго счетчика. To determine the speed of the martial arts reaction and the rate of effective shocks, a step pulse chopper (SIP), a second comparator, an RS-flip-flop, a start signaling device, a timer, an electronic key and pulse counters with indicators connected to the counters outputs are additionally introduced into the measuring system, with the first input the second comparator is connected to the output of one of the functional converters, the second input of the second comparator is connected to the second output of the setter, the output of the second comparator is connected to the input of the first counter IC, with the S-input of the trigger and the information input of the electronic key, the first output of the step-type pulse chopper is connected to the R-input of the trigger, the start signaling device and the inputs of zeroing the timer and the second counter, the second output of the step-type pulse chopper is connected to the control input of the electronic key, the output of the trigger is connected to the timer control input, and the electronic key output is connected to the information input of the second counter.
В качестве СИП может использоваться общеупотребительный командный прибор, задающий циклограмму работы управляемого объекта, например таймер, снабженный формирователями длительности выходных импульсов. As a SIP, a commonly used command device can be used that sets the cyclogram of the operation of a controlled object, for example, a timer equipped with output pulse shapers.
В описанной схеме измерительной системы оригинальными являются решения функциональных узлов запоминания и автоматического сброса информации по каналам определения силы и резкости удара, а также реализация концепции учета эффективных ударов по каналам определения быстроты реакции, количества и начального темпа засчитанных ударов. In the described scheme of the measuring system, the original solutions are the functional units for storing and automatically dumping information on the channels for determining the strength and sharpness of the impact, as well as the implementation of the concept of accounting for effective strokes in the channels for determining the reaction speed, quantity and initial rate of counted strokes.
На фиг. 1 представлена конструкция ударной подушки. In FIG. 1 shows the design of the shock pad.
На фиг. 2 приведена аппаратная схема измерительной системы. In FIG. 2 shows the hardware circuit of the measuring system.
Ударная подушка содержит монтируемое на стене основание 1, эластичное кольцо 2, ударную пластину 3, демпфирующую пластину 4 и наружный диск 5, скрепленные кожухом 6 из мягкого материала (кожи, брезента, ткани типа "болонья" и т.п.). Кожух затянут с помощью шнура (на схеме не показан). Пространство внутри эластичного кольца 2 образует квазизакрытую камеру 7 за счет свободного наложения элементов 1, 2 и 3. В основании 1 выполнен отводной канал 8, сообщающий пневмокамеру 7 с тензодатчиком 9, установленным внутри свободного конца отводного канала 8 (на фиг. 1 тензодатчик 9 для наглядности вынесен за пределы ударной подушки). The shock pad includes a wall mounted base 1, an elastic ring 2, a shock plate 3, a damping plate 4 and an outer disk 5, fastened with a casing 6 made of soft material (leather, tarpaulin, Bologna-type fabric, etc.). The casing is tightened with a cord (not shown in the diagram). The space inside the elastic ring 2 forms a quasi-closed chamber 7 due to the free imposition of elements 1, 2 and 3. At the base 1 there is a branch channel 8, which communicates a pneumatic chamber 7 with a
Основание 1 и ударная пластина 3 выполнены из многослойной фанеры, эластичное кольцо 2 - из резины, демпфирующая пластина 4 - из поролона, а наружный диск 5 - из полипропилена. The base 1 and the impact plate 3 are made of multilayer plywood, the elastic ring 2 is made of rubber, the damping plate 4 is made of foam rubber, and the outer disk 5 is made of polypropylene.
В качестве тензодатчика 9 в отводном канале 8 установлен тензометрический микроэлектронный интегральный полупроводниковый преобразователь давления типа УСП-Д32 ТУ25-7262.0011-89. As a
Измерительная система (фиг.2) выполнена многоканальной и включает каналы определения силы удара, резкости удара (максимального значения производной силы удара по времени dU/dt), количества эффективных ударов (превышающих заданное пороговое значение по выбранному параметру, например, по силе удара), быстроты реакции (интервала времени от старта до момента фиксации эффективного удара), начального темпа ударов (количества эффективных ударов, нанесенных в течение первой секунды цикла). Количество измерительных каналов при необходимости может быть дополнено параллельным включением соответствующих преобразователей, например интегратора для измерения мощности и энергии ударов, с блоками запоминания и индикации. The measuring system (figure 2) is multi-channel and includes channels for determining the impact force, impact sharpness (the maximum value of the derivative of the impact force with respect to time dU / dt), the number of effective strokes (exceeding a predetermined threshold value for the selected parameter, for example, the strength of the impact), the speed of the reaction (the time interval from the start to the moment of fixing the effective hit), the initial pace of hits (the number of effective hits delivered during the first second of the cycle). The number of measuring channels, if necessary, can be supplemented by parallel switching on of appropriate transducers, for example, an integrator for measuring power and energy of impacts, with memory and indication units.
Канал определения силы удара образован на базе нормирующего преобразователя 10, представляющего собой инструментальный операционный усилитель. В этот канал входят также пиковый детектор 11 для запоминания максимального значения измеряемого параметра, АЦП 12 и жидкий кристаллический индикатор 13 силы удара. Для обнуления показаний данного и других измерительных каналов в системе установлен узел сброса, включающий задатчик 14, первый компаратор 15 и одновибратор 16. Задатчик 14 представляет собой источник опорных напряжений. Информационный вход пикового детектора 11 связан с тензодатчиком 9 через нормирующий преобразователь 10. Выход пикового детектора 11 через АЦП 12 связан с входом индикатора 13 силы удара. Вход обнуления пикового детектора 11 подключен к выходу одновибратора 16. При этом выход нормирующего преобразователя 10, а также выходы других функциональных преобразователей включены с возможностью соединения любого из них с первым входом первого компаратора 15 с помощью переключателя 17; ко второму входу первого компаратора 15 подключен первый выход задатчика 14. The channel for determining the impact force is formed on the basis of the normalizing
Канал определения резкости удара выполнен аналогично и содержит дифференцирующий преобразователь 18 (микросхема К1401УД2 с емкостным входом), пиковый детектор 19, АЦП 20 и индикатор резкости 21. The channel for determining the sharpness of impact is made similarly and contains a differentiating transducer 18 (microcircuit K1401UD2 with capacitive input),
Для управления каналами определения быстроты реакции, количества и начального темпа эффективных ударов в системе установлен второй компаратор 22, первый вход которого выполнен с возможностью соединения его с выходом одного из функциональных преобразователей 10 или 18 с помощью переключателя 17. Второй вход второго компаратора 22 подключен к второму выходу задатчика 14. To control the channels for determining the reaction speed, quantity and initial rate of effective strokes, a
Канал регистрации засчитанных ударов содержит первый декадный счетчик 23 и индикатор 24 засчитанных ударов. При этом информационный вход первого счетчика 23 подключен к выходу второго компаратора 22, а выход первого счетчика 23 подключен к индикатору 24 засчитанных ударов. The channel of registration of counted strokes contains the
Каналы определения быстроты реакции единоборца и начального темпа наносимых ударов выполнены соответственно на базе RS-триггера 25 и СИП 26, задающего циклограмму работы тренажера. Они содержат также стартовый сигнализатор 27, электронный ключ 28, таймер 29, второй декадный счетчик 30 и жидкостные кристаллические индикаторы 31 и 32 для вывода информации о быстроте реакции и начальном темпе ударов соответственно. В качестве стартового сигнализатора 27 установлен светодиод. The channels for determining the reaction speed of the martial artist and the initial pace of delivered strikes are made, respectively, on the basis of the RS-
Тренажер работает следующим образом. The simulator works as follows.
При нанесении удара в подушку его импульс через ударную пластину 3 сжимает эластичные стенки квазизакрытой камеры 7, которая при этом становится герметичной. Давление в ней повышается пропорционально силе удара и отслеживается тензодатчиком 9. Далее пневмокамера принимает исходное состояние под действием эластичного кольца 2 при потере герметичности в статике и оказывается готовой к передаче очередного удара. Время восстановления атмосферного давления в камере не превышает 10 мс, что обеспечивает ее готовность к передаче очередного удара без искажения. When striking a pillow, its impulse through the shock plate 3 compresses the elastic walls of the quasi-closed chamber 7, which at the same time becomes airtight. The pressure in it rises in proportion to the force of the impact and is monitored by the
Импульс давления, преобразованный в электрический сигнал, поступает с выхода тензодатчика 9 через нормирующий преобразователь 10 на пиковый детектор 11, который выполняет функцию регистра памяти - запоминает максимальное значение напряжения импульса и выводит его через АЦП 12 на индикатор 13. Таким образом, индикатор 13 показывает максимальное значение силы нанесенного удара, сохраняя показание до поступления следующего удара. При нанесении очередного удара его передний фронт, поступив на первый вход первого компаратора 15, сравнивается с пороговым значением, выставленным на первом выходе задатчика 14 из расчета 2-3% от номинальной силы удара, и при превышении порогового значения запускает одновибратор 16, который подает импульс длительностью 10 мкс к контактам сброса пиковых детекторов 11 и 19. The pressure pulse, converted into an electrical signal, comes from the output of the
Канал определения резкости удара работает аналогично. При этом на выходе дифференциатора 18 сигнал пропорционален скорости изменения переднего фронта удара. The channel for determining the sharpness of impact works in a similar way. Moreover, at the output of the
На входе канала учета общего числа эффективных ударов происходит сравнение действующего значения подключенного к первому входу второго компаратора 22 с помощью переключателя 17 сигнала выбранной характеристики удара с поступающим к второму входу этого компаратора заданным от второго выхода задатчика 14 его порогового значения, при превышении которого удар засчитывается как эффективный. В указанном на фиг. 2 положении переключателя 17 эффективность удара задают по его силе. Импульс засчитанного удара с выхода второго компаратора 22 поступает на первый счетчик 23, показания которого выводятся на индикатор 24. At the input of the channel for accounting for the total number of effective strokes, the current value of the
Циклограмма работы СИП 26 предусматривает выдачу по выходу 1 прямоугольных импульсов длительностью 0,1 с через каждые 5-10 с, чем определяется период между сериями ударов. По выходу 2 задается длительность начального периода (1 с) внутри каждого цикла, установленного на выходе 1, для учета начального темпа ударов в цикле. Поэтому СИП 26 настроен таким образом, чтобы передние фронты импульсов по обоим выходам совпадали. The operation cycle of the self-supporting
Как видно из схемы, канал определения начального темпа ударов отличается от канала общего числа засчитанных ударов введением управляемого электронного ключа 28 между выходом второго компаратора 22 и входом второго счетчика 30. По управляющему входу электронного ключа 28 через каждые 5-10 с поступает со 2-го выхода СИП 26 импульс длительностью 1 с, в течение которого второй счетчик 30 суммирует поступившие от компаратора 22 засчитанные удары. As can be seen from the diagram, the channel for determining the initial beat rate differs from the channel for the total number of counted strokes by the introduction of a controlled electronic key 28 between the output of the
Светодиод 27 через каждые 5-10 с дает стартовую вспышку длительностью 0,1 с по команде от импульса с первого выхода СИП 26. Одновременно с включением вспышки передний фронт этого импульса обнуляет таймер 29 и счетчик 30.
Стартовый импульс 1-го выхода СИП 26, поступив на R-вход триггера 25, запускает таймер 29, который начинает отсчет времени реакции единоборца на сигнал старта, выданный светодиодом 27. Отсчет времени реакции прекращается по поступлении на S-вход триггера 25 сигнала с выхода компаратора 22 о нарастании выбранной характеристики удара до заданного порогового значения, которое устанавливают на втором выходе задатчика 14 в зависимости от возрастной группы и степени тренированности единоборца. The start pulse of the 1st output of
В связи с тем, что индикаторы 31 и 32 в данном варианте устройства через каждые 5-10 с автоматически обнуляются по команде от СИП 26, в случае необходимости длительного сохранения результатов по данным каналам выходы блоков 30 и 31 могут быть дополнительно связаны с регистрами памяти (на схеме не показаны). Due to the fact that the
Электронная часть измерительной системы может быть реализована программным способом с использованием универсального или специализированного вычислительного устройства. The electronic part of the measuring system can be implemented in software using a universal or specialized computing device.
Использование предлагаемого тренажера вместо прототипа повышает информативность динамометрического обследования единоборца, поскольку позволяет определять не только интегральные, но и другие не менее важные характеристики ударов: их силу, резкость, эффективность (превышение порогового значения), интенсивность (общее число эффективных ударов), темп, быстроту реакции на стартовый сигнал и т.п. Using the proposed simulator instead of the prototype increases the information content of the dynamometer examination of a martial artist, since it allows you to determine not only integral, but also other equally important characteristics of strokes: their strength, sharpness, efficiency (exceeding the threshold value), intensity (total number of effective strokes), pace, speed reactions to the start signal, etc.
Как показали стендовые испытания, выполненные в Санкт-Петербургском Центре микроэлектронных технологий и диагностики, точность предлагаемого устройства характеризуется относительной приведенной погрешностью от 4 до 8% по каналам определения силы ударов, резкости, быстроты реакции и энергии ударов. В то же время точность работы прототипного устройства, которая может быть определена лишь по каналу измерения энергии ударов, значительно ниже и составляет 22%. При замене тензодатчика в предлагаемом тренажере на эпитаксиальный, изготовленный путем осаждения кремния на сапфире (типа "Сапфир-22"), точность работы также снижается и составляет 10-14% по указанным измерительным каналам (таблица). As bench tests performed at the St. Petersburg Center for Microelectronic Technologies and Diagnostics showed, the accuracy of the proposed device is characterized by a relative reduced error of 4 to 8% through the channels for determining shock force, sharpness, reaction speed and shock energy. At the same time, the accuracy of the prototype device, which can only be determined by the channel for measuring the energy of impacts, is significantly lower and amounts to 22%. When replacing the strain gauge in the proposed simulator with an epitaxial one made by deposition of silicon on sapphire (type "Sapphire-22"), the accuracy also decreases and amounts to 10-14% through the indicated measuring channels (table).
Как пояснено приведенным примером, в предлагаемом тренажере достигнута полная автоматизация динамометрического контроля наносимых ударов. Конструкция ударной подушки имеет привычные для боксерского снаряда форму и набивку. Она высокотехнологична за счет исключительной простоты технической реализации квазизакрытого объема вместо герметичной пневмокамеры. As explained by the above example, in the proposed simulator, complete automation of the dynamometric control of strikes was achieved. The design of the shock cushion has the usual shape and packing for a boxing shell. It is high-tech due to the exceptional simplicity of the technical implementation of a quasi-closed volume instead of a sealed air chamber.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97113726A RU2118194C1 (en) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | Dynamometric exerciser for boxing and other kinds of single combat events |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97113726A RU2118194C1 (en) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | Dynamometric exerciser for boxing and other kinds of single combat events |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2118194C1 true RU2118194C1 (en) | 1998-08-27 |
| RU97113726A RU97113726A (en) | 1999-01-27 |
Family
ID=20196202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97113726A RU2118194C1 (en) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | Dynamometric exerciser for boxing and other kinds of single combat events |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2118194C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2262971C1 (en) * | 2004-10-25 | 2005-10-27 | Пересекин Константин Алексеевич | Sportive apparatus for exercising of strikes |
| RU2289465C1 (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-20 | Георгий Федорович Печёркин | Sportsmen exercising apparatus |
| RU2310489C1 (en) * | 2006-04-04 | 2007-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная лаборатория прикладной сенсорики" (ООО "НПЛ прикладной сенсорики") | Dynamometric exerciser for boxing and other single combat events |
| RU2322278C1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-04-20 | Абдурашид Исаевич Кардашов | Training device |
| RU188819U1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-04-24 | Валерий Михайлович Зыков | Recorder response time and impact speed |
| RU189754U1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-06-03 | Ярослав Валерьевич Голуб | DEVICE EVALUATION AND TRAINING REACTIONS |
| CN112516561A (en) * | 2020-12-17 | 2021-03-19 | 梅林琦 | Martial arts teaching is with beating exercise and temper explosive power's device |
| WO2021211009A1 (en) * | 2020-04-14 | 2021-10-21 | Павел Николаевич ПОЛОВНИКОВ | Method for organizing a training process and system for the implementation thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4955602A (en) * | 1988-04-25 | 1990-09-11 | Gerard Rastelli | Method and apparatus for training in the martial arts |
| US5462503A (en) * | 1993-02-02 | 1995-10-31 | Cybergear, Inc. | Interactive exercise apparatus |
| US5605336A (en) * | 1995-06-06 | 1997-02-25 | Gaoiran; Albert A. | Devices and methods for evaluating athletic performance |
| RU2084256C1 (en) * | 1993-06-21 | 1997-07-20 | Александр Оникович Акопян | Training-modelling apparatus for sportsman |
-
1997
- 1997-08-21 RU RU97113726A patent/RU2118194C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4955602A (en) * | 1988-04-25 | 1990-09-11 | Gerard Rastelli | Method and apparatus for training in the martial arts |
| US5462503A (en) * | 1993-02-02 | 1995-10-31 | Cybergear, Inc. | Interactive exercise apparatus |
| RU2084256C1 (en) * | 1993-06-21 | 1997-07-20 | Александр Оникович Акопян | Training-modelling apparatus for sportsman |
| US5605336A (en) * | 1995-06-06 | 1997-02-25 | Gaoiran; Albert A. | Devices and methods for evaluating athletic performance |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2262971C1 (en) * | 2004-10-25 | 2005-10-27 | Пересекин Константин Алексеевич | Sportive apparatus for exercising of strikes |
| RU2289465C1 (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-20 | Георгий Федорович Печёркин | Sportsmen exercising apparatus |
| RU2310489C1 (en) * | 2006-04-04 | 2007-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная лаборатория прикладной сенсорики" (ООО "НПЛ прикладной сенсорики") | Dynamometric exerciser for boxing and other single combat events |
| RU2322278C1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-04-20 | Абдурашид Исаевич Кардашов | Training device |
| RU189754U1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-06-03 | Ярослав Валерьевич Голуб | DEVICE EVALUATION AND TRAINING REACTIONS |
| RU188819U1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-04-24 | Валерий Михайлович Зыков | Recorder response time and impact speed |
| WO2021211009A1 (en) * | 2020-04-14 | 2021-10-21 | Павел Николаевич ПОЛОВНИКОВ | Method for organizing a training process and system for the implementation thereof |
| CN112516561A (en) * | 2020-12-17 | 2021-03-19 | 梅林琦 | Martial arts teaching is with beating exercise and temper explosive power's device |
| CN112516561B (en) * | 2020-12-17 | 2022-05-13 | 湖北大学 | Martial arts teaching is with beating exercise and temper explosive power's device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4534557A (en) | Reaction time and applied force feedback | |
| EP0356482B1 (en) | A sensor and transducer apparatus | |
| RU2118194C1 (en) | Dynamometric exerciser for boxing and other kinds of single combat events | |
| US5741970A (en) | Impact measuring apparatus | |
| KR880003650A (en) | Sports scoring system and method | |
| US20210316202A1 (en) | Device for detecting the impact quality in contact sports | |
| US20160030815A1 (en) | Method and device for detecting under-inflated game balls during a football game | |
| WO1999010052A1 (en) | Boxing monitoring device | |
| RU97113726A (en) | DYNOMETRIC SIMULATOR FOR BOXING AND OTHER KINDS OF POWER COMBAT | |
| RU2265470C1 (en) | Dynamometric exerciser for box and other single combat events | |
| RU42960U1 (en) | DYNOMETRIC SIMULATOR FOR BOXING AND OTHER KINDS | |
| SU1718994A1 (en) | Training appliance for boxers | |
| EP0377007A1 (en) | Sports impact measuring apparatus | |
| RU2322278C1 (en) | Training device | |
| RU2359728C2 (en) | Training equipment-dynamometre for measurement of dynamic parametres of blow | |
| RU54798U1 (en) | TRAINING DEVICE | |
| RU83190U1 (en) | SIMULATOR FOR TRAINING WITH FIXING FORCE AND NUMBER OF SHOCKS | |
| RU62836U1 (en) | DYNOMETRIC SIMULATOR FOR BOXING AND OTHER KINDS | |
| RU2155623C1 (en) | Blow parameter controlling apparatus | |
| GB2328605A (en) | Boxing Monitoring Device | |
| RU30601U1 (en) | Device for determining the impact force | |
| RU2310489C1 (en) | Dynamometric exerciser for boxing and other single combat events | |
| RU2323024C1 (en) | Dynamometric exerciser for boxing and other combat events (versions) | |
| CA2283554A1 (en) | Sports impact estimating apparatus | |
| HU188031B (en) | Boxer knock measuring device |