[go: up one dir, main page]

WO2009035364A1 - Training device - dynamometer for measuring impact dynamic parameters - Google Patents

Training device - dynamometer for measuring impact dynamic parameters Download PDF

Info

Publication number
WO2009035364A1
WO2009035364A1 PCT/RU2007/000585 RU2007000585W WO2009035364A1 WO 2009035364 A1 WO2009035364 A1 WO 2009035364A1 RU 2007000585 W RU2007000585 W RU 2007000585W WO 2009035364 A1 WO2009035364 A1 WO 2009035364A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bag
impact
sensors
sensor
simulator according
Prior art date
Application number
PCT/RU2007/000585
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Vladimir Nikolaevich Savelev
Original Assignee
Vladimir Nikolaevich Savelev
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vladimir Nikolaevich Savelev filed Critical Vladimir Nikolaevich Savelev
Publication of WO2009035364A1 publication Critical patent/WO2009035364A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00Training appliances or apparatus for special sports
    • A63B69/20Punching balls, e.g. for boxing; Other devices for striking used during training of combat sports, e.g. bags
    • A63B69/32Punching balls, e.g. for boxing; Other devices for striking used during training of combat sports, e.g. bags with indicating devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00Training appliances or apparatus for special sports
    • A63B69/20Punching balls, e.g. for boxing; Other devices for striking used during training of combat sports, e.g. bags
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/40Acceleration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/50Force related parameters
    • A63B2220/51Force
    • A63B2220/53Force of an impact, e.g. blow or punch
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2244/00Sports without balls
    • A63B2244/10Combat sports
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2244/00Sports without balls
    • A63B2244/10Combat sports
    • A63B2244/102Boxing

Definitions

  • the invention relates to simulators for boxing and other types of power martial arts, where it is required to evaluate the strength and energy of an athlete’s blow, his physical form and even the level of boxing skill, and can also be used as an entertainment attraction.
  • the most common sensors used to measure impact force are strain gauges, piezoresistive, and piezoelectric force sensors. All of them are calibrated, have high accuracy and are actively used to measure the impact force in technological processes, since they were developed for these purposes. But blows, as a rule, are not applied to sensors, but to parts or elements used in the technological process. Pressure is transmitted to the sensors through materials or media that have completely different properties. Naturally, having after the impact at the output of the sensors only the shape of the shock pulse, we can talk about the strength of the impact only in some relative units. When performing technological operations, the absolute values of the impact force, as a rule, are not important. Nevertheless, the calibration of measurements, even in cases where the properties, sizes and shape of the colliding bodies does not change, is very complicated.
  • blows are also applied not to hard sensors, but to various damping pads and devices that protect the hands of athletes from possible injuries. And when it is necessary to obtain absolute values of the force of impacts, the task becomes complicated and becomes practically unsolvable even in the case of choosing one target target, since the shock limbs are different, and the shock standard does not exist.
  • the impact force by measuring the impact force using these sensors, they ultimately measure the force arising from the impact and try to interpret it as the desired impact force, and it is determined by the laws of physics by the elastic properties of the target and impact limb, as well as their size, shape and relative speed of movement.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the collision of two bodies (shock limb and target) with certain properties, shape and mass, it is not possible to carry out an unambiguous calibration.
  • the blow is much more complex and long-lasting than a simple collision. Therefore, having only the shape of the shock pulse and not having a full calibration, it is impossible to obtain correct results when measuring the force and energy of the impact using strain gauges, piezoresistive and piezoelectric force and pressure sensors.
  • the simulator contains a suspended impact projectile, inside of which there is an elastic capsule connected to the display unit by means of a pressure sensor installed inside the capsule, and one or more functional transducers of the pressure sensor signal.
  • the elastic capsule is made of a viscoelastic incompressible material, and a membrane type piezoelectric transducer equipped with a sub-membrane chamber is installed as a pressure sensor, while the inputs of the functional transducers are connected directly to the piezoelectric transducer of the piezoelectric transducer directly or through a matching element.
  • Functional converters and display unit are made on the basis of a computer, while the sound card of the computer is used as an input of functional converters.
  • the disadvantage is the inaccuracy of the measurement results for the reasons described above.
  • the basis of the present invention is the task of creating a simple and at the same time high-tech and reliable device that allows you to measure the strength and energy of an athlete’s impact in numerical equivalent, as well as evaluate the athlete’s physical form and level of boxing skill.
  • the technical result consists in increasing the accuracy of measuring the impact strength of athletes using standard boxing bags, eliminating the need for calibration.
  • the problem is solved in that in the treadmill-simulator containing a boxing bag, with at least one sensor located in it
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) connected to the signal processing unit, connected to the display unit, according to the solution, the sensors and the processing unit are fixedly located in a single, rigidly fixed in the bag housing having a rigid structure and a shape similar to the shape of the bag, the thickness of the packing layer is the same in the impact zone, surface material the housing is selected from the condition of providing adhesion to the stuffing material of the bag, and a triaxial accelerometer is selected as the sensor.
  • a single sensor can be used in the simulator, while it is located in the geometric center of the impact zone, which is also the center of gravity of the bag, while the ratio of the length of the bag to its diameter does not exceed 1.7.
  • the number of sensors can be three or more, while they are vertically along the central axis of the bag at the same distance equal to or less than the diameter of the bag, and the ratio of the length of the bag to its diameter is more than 1.7.
  • the simulator may have a second mode of operation, in which the sum of the energies or impact forces (tonnage) for a certain period of time is displayed, which allows us to evaluate not only the physical form of athletes, but also the level of boxing skill.
  • the simulator may further comprise a coin acceptor; connected to the display unit and configured to return coins, provided that the numerical expression of the result of the blow on the indicator will contain two or three identical digits.
  • the simulator may further comprise one or two sensors of angular accelerations located on the housing at the maximum distance from the vertical and horizontal axis of the bag.
  • the invention is illustrated by drawings, where fig.l trainer presented with a single sensor disposed at the center of gravity coinciding with the geometric center of the deposition zone ud 'moat; figure 2 is one of the possible forms of the bag; in Fig.Z - version of the simulator with three sensors located vertically along the central axis of the bag, where 1. a boxing bag (target);
  • the simulator contains a boxing bag 1. All standard boxing bags for our task can be divided into two groups: short if L / D ⁇ 1.7 and long if L / D> 1.7. Short bags can also include all pear-shaped bags, as well as bags having the shape shown in figure 2. In the latter case, only the dimensions of the massive part of the bag are taken into account.
  • the size of the striking zone F is approximately equal to the diameter of the bag D, therefore, placing the sensor in the geometric center of the striking zone coinciding with the center of gravity of the bag, all strokes delivered with the same force in the direction of the sensor at any point in the zone will have the same * value.
  • the acceleration sensor 2 and the signal processing unit 3 are fixedly mounted in a single rigid and massive body 4, rigidly attached to the bag 1.
  • Integrated capacitive three-axis accelerometers can be selected as a sensor, the high linearity and accuracy of which will allow you to do without calibration.
  • the target should be a round, hard, hard ball with a sensor in the center, covered with a soft and light layer of material that protects the limbs of athletes from damage.
  • the entire design development of the simulator is aimed precisely at turning the standard boxing bag into an ideal target for accurate measurements, while preserving the original quality characteristics of the bag.
  • the housing 4 in the presented embodiment is attached to the material of the bag 1 using a disk rigidly fastened to the housing, so that during operation the acceleration sensor 2 does not change its position.
  • the transverse size of the case is selected on the one hand as maximum as possible to increase the accuracy of measurements, on the other hand, the thickness of the packing layer of the bag in the case of a metal case should not be less than 8-12 cm, so that when you hit it does not feel the presence of a case with a sensor.
  • the shape of the case must match
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the shape of the bag, and the thickness of the packing layer should be constant, especially in the area of impact.
  • the material of the surface of the body and its relief are selected from the condition of ensuring maximum adhesion to the stuffing material of the bag. Options are to use a case with a ribbed rubberized surface or simply paste over the case with printed material, which usually includes rubber crumb. Such shape, dimensions and surface properties exclude layer-by-layer displacement of the stuffed bag material during impacts, which would distort the result * of measurements.
  • the housing 4 is made so that when it is placed in the bag 1, the center of gravity of the bag coincides with the geometric center of the impact zone and the location of the sensor 2.
  • the signal processing unit 3 has a wired or wireless connection with the display unit 5 located outside the bag 1.
  • the simulator can be equipped with a coin acceptor 6, which is connected to the display unit 5.
  • the coin acceptor 6 is configured to return the entered coins according to a certain algorithm.
  • Processing unit 3 (for one sensor) analyzes the values of the accelerations of the center of gravity of the boxing bag 1 coming from the acceleration sensor 2.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) On the basis of these data, the beginning and end of the impact are determined (impact time), the maximum value of the target acceleration during the impact, the maximum value of the impact force is calculated, as well as the kinetic energy of the bag after the impact (impact energy). All these data are displayed on display unit 5.
  • the sum of the impact energies is displayed — to determine the physical fitness level, or the sum of the impact forces (the so-called impact tonnage) —to determine the level of boxing skill. Since this mode is used when simulating a boxing match - on the display unit 5 the round number is displayed, the number of strikes inflicted and the time is counted down.
  • the simulator makes a sound similar to the sound of a gong.
  • This simulator allows you to not lose the accuracy of measurements even in the case of applying a quick series of strokes, when the bag sways and does not have time to take its original position.
  • This allows you to summarize the energy or power of strikes with high accuracy and correctly evaluate not only the physical form of an athlete, but also the level of boxing skill. For example, in the mode of determining the physical form of an athlete, a boxing match is imitated with 3 or 12 rounds of three minutes with a one-minute break. Summing up the energy of strokes during the fight, you can easily evaluate the athlete's physical form. Summing up the power of strikes (the so-called tonnage), one can also evaluate the level of boxing skill, since the skill of a boxer lies precisely in striking maximum strength with less energy.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

The invention relates to training devices for strength combats and also can be used as an entertaining attraction. Said invention makes it possible to obtain absolute and highly accurate values of sportsmen impact force while using standard punch bags and does not require calibration. The inventive training device-dynamometer comprises a punch bag (1), an acceleration sensor (2) and a signal processing unit (3) which are fixedly secured in a single rigid and massive body (4) rigidly fastened to the bag (1). Integrated triaxial acceleration gauges can be chosen as a sensor. For short bags, one sensor is used and located in the geometrical center of an impact area, which is also the center of gravity of the bag. For long bags, the optimal option is three sensors which must be located in a vertical position along the central axis of the bag at the same distance which is equal to or less than the small diameter of the bag. The absence of mechanical parts in the device structure and the necessity of calibration thereof and the use of high-quality punch bags make it possible to produce a highly reliable, easily producible and accurate device.

Description

ТРЕНАЖЕР-СИЛОМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ SILOMER SIMULATOR FOR MEASURING DYNAMIC PARAMETERS
УДАРА.HIT.
Изобретение относится к тренажерам для бокса и других видов силовых единоборств, там, где требуется оценить силу и энергию удара спортсмена, его физическую форму и даже уровень боксерского мастерства, а также может быть использовано как развлекательный аттракцион.The invention relates to simulators for boxing and other types of power martial arts, where it is required to evaluate the strength and energy of an athlete’s blow, his physical form and even the level of boxing skill, and can also be used as an entertainment attraction.
В настоящее время в мире существует множество различных устройств, от дешевых и простых до дорогих и технически сложных, позволяющих измерить силу удара в боевых единоборствах. Причем у, всех производителей результаты измерений, как правило, существенно отличаются, хотя все они претендуют на корректность измерений.Currently, there are many different devices in the world, from cheap and simple to expensive and technically sophisticated, allowing you to measure the strength of the blow in martial arts. Moreover , for all manufacturers, the measurement results, as a rule, differ significantly, although they all claim to be correct measurements.
Самые распространенные датчики, используемые для измерения силы удара - это тензодатчики, пьезорезистивные и пьезоэлектрические датчики силы. Все они калиброваны, обладают высокой точностью и активно используются для измерения силы ударов в технологических процессах, так как для этих целей и были разработаны. Но удары, как правило, наносятся не по датчикам, а по деталям или элементам, используемым в технологическом процессе. Давление же на датчики передается через материалы или среды, обладающие совершенно различными свойствами. Естественно, что, имея после удара на выходе датчиков только форму ударного импульса, можно говорить о силе удара только в каких-то относительных единицах. При выполнении технологических операций абсолютные значения силы удара, как правило, не важны. Тем не менее, калибровка измерений даже в случаях, когда свойства, размеры и форма соударяющихся тел не меняется, очень сложна.The most common sensors used to measure impact force are strain gauges, piezoresistive, and piezoelectric force sensors. All of them are calibrated, have high accuracy and are actively used to measure the impact force in technological processes, since they were developed for these purposes. But blows, as a rule, are not applied to sensors, but to parts or elements used in the technological process. Pressure is transmitted to the sensors through materials or media that have completely different properties. Naturally, having after the impact at the output of the sensors only the shape of the shock pulse, we can talk about the strength of the impact only in some relative units. When performing technological operations, the absolute values of the impact force, as a rule, are not important. Nevertheless, the calibration of measurements, even in cases where the properties, sizes and shape of the colliding bodies does not change, is very complicated.
При измерениях в спорте удары тоже наносятся не по жестким датчикам, а по различным демпфирующим подушкам и приспособлениям, которые защищают руки спортсменов от возможных травм. И когда необходимо получить абсолютные значения силы ударов задача осложняется и становится практически неразрешимой даже в случае выбора одной мишени-эталона, так как ударные конечности разные, а удара-эталона не существует. Таким образом, измеряя силу удара с помощью этих датчиков, в конечном счете, измеряют силу, возникающую при ударе, и пытаются ее интерпретировать как искомую силу удара, а она по законам физики определяется упругими свойствами мишени и ударной конечности, а также их размерами, формой и относительной скоростью движения. Таким образом, даже рассматривая удар какWhen measuring in sports, blows are also applied not to hard sensors, but to various damping pads and devices that protect the hands of athletes from possible injuries. And when it is necessary to obtain absolute values of the force of impacts, the task becomes complicated and becomes practically unsolvable even in the case of choosing one target target, since the shock limbs are different, and the shock standard does not exist. Thus, by measuring the impact force using these sensors, they ultimately measure the force arising from the impact and try to interpret it as the desired impact force, and it is determined by the laws of physics by the elastic properties of the target and impact limb, as well as their size, shape and relative speed of movement. Thus, even considering the blow as
1one
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) столкновение двух тел (ударной конечности и мишени) обладающих определенными свойствами, формой и массой,, не возможно провести однозначную калибровку. Удар же, гораздо более сложен и продолжителен, чем простое столкновение. Поэтому, имея только форму ударного импульса и не имея полноценной калибровки невозможно получить корректные результаты при измерении силы и энергии удара с помощью тензодатчиков, пьезорезистивных и пьезоэлектрических датчиков силы и давления.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the collision of two bodies (shock limb and target) with certain properties, shape and mass, it is not possible to carry out an unambiguous calibration. The blow is much more complex and long-lasting than a simple collision. Therefore, having only the shape of the shock pulse and not having a full calibration, it is impossible to obtain correct results when measuring the force and energy of the impact using strain gauges, piezoresistive and piezoelectric force and pressure sensors.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств для определения параметров удара, заключающийся в измерении давления в момент удара по мишени, в качестве которой используют боксерский мешок (см. патент РФ N°2265470, МПК A63B69/32). Тренажёр содержит подвешиваемый ударный снаряд, внутри которого расположена эластичная капсула, связанная с блоком индикации с помощью датчика давления, установленного внутри капсулы, и одного или нескольких функциональных преобразователей сигнала датчика давления. Эластичная капсула выполнена из вязкоупругого несжимаемого материала, а в качестве датчика давления в нем установлен звуковой пьезоэлектрический излучатель мембранного типа, снабженный подмембранной камерой, при этом входы функциональных преобразователей связаны с пьезоэлектрическим слоем звукового пьезоэлектрического излучателя непосредственно или через согласующий элемент. Функциональные преобразователи и блок индикации выполнены на базе компьютера, при этом в качестве входа функциональных преобразователей использована звуковая карта компьютера.Closest to the proposed device is a dynamometer simulator for boxing and other martial arts for determining impact parameters, which consists in measuring the pressure at the time of impact on a target, which is used as a boxing bag (see RF patent N ° 2265470, IPC A63B69 / 32). The simulator contains a suspended impact projectile, inside of which there is an elastic capsule connected to the display unit by means of a pressure sensor installed inside the capsule, and one or more functional transducers of the pressure sensor signal. The elastic capsule is made of a viscoelastic incompressible material, and a membrane type piezoelectric transducer equipped with a sub-membrane chamber is installed as a pressure sensor, while the inputs of the functional transducers are connected directly to the piezoelectric transducer of the piezoelectric transducer directly or through a matching element. Functional converters and display unit are made on the basis of a computer, while the sound card of the computer is used as an input of functional converters.
Недостатком является недостоверность результатов измерений в силу описанных выше причин.The disadvantage is the inaccuracy of the measurement results for the reasons described above.
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания простого и вместе с тем высокотехнологичного и надежного устройства, позволяющего измерить силу и энергию удара спортсмена в численном эквиваленте, а также оценить физическую форму спортсмена и уровень боксерского мастерства. Технический результат заключается в повышении точности измерений значений силы удара спортсменов при использовании стандартных боксерских мешков при исключении необходимости калибровки.The basis of the present invention is the task of creating a simple and at the same time high-tech and reliable device that allows you to measure the strength and energy of an athlete’s impact in numerical equivalent, as well as evaluate the athlete’s physical form and level of boxing skill. The technical result consists in increasing the accuracy of measuring the impact strength of athletes using standard boxing bags, eliminating the need for calibration.
Поставленная задача решается тем, что в тренажере-силомере, содержащем боксёрский мешок, с расположенным в нем, по крайней мере, одним датчикомThe problem is solved in that in the treadmill-simulator containing a boxing bag, with at least one sensor located in it
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) подключенным к блоку обработки сигнала, соединенного с блоком индикации, согласно решению, датчики и блок обработки неподвижно расположены в едином, жёстко закрепленном в мешке, корпусе, имеющим жесткую конструкцию и форму аналогичную форме мешка, толщина набивочного слоя одинакова в зоне нанесения ударов, материал поверхности корпуса выбран из условия обеспечения сцепления с материалом набивки мешка, а в качестве датчиков выбран трехосный акселерометр.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) connected to the signal processing unit, connected to the display unit, according to the solution, the sensors and the processing unit are fixedly located in a single, rigidly fixed in the bag housing having a rigid structure and a shape similar to the shape of the bag, the thickness of the packing layer is the same in the impact zone, surface material the housing is selected from the condition of providing adhesion to the stuffing material of the bag, and a triaxial accelerometer is selected as the sensor.
В тренажере может быть использован один датчик, при этом он расположен в геометрическом центре зоны нанесения ударов, одновременно являющимся центром тяжести мешка, при этом отношение длины мешка к его диаметру не превышает значение 1,7. Датчиков может быть два, при этом они расположены вдоль центральной оси мешка на краях корпуса или на расстоянии равном или меньшем диаметру мешка. Количество датчиков может быть равно трем и более, при этом они расположены вертикально вдоль центральной оси мешка на одинаковом расстоянии, равном или меньшем диаметру мешка, а отношение длины мешка к его диаметру больше 1,7. Тренажер может иметь второй режим работы, при котором на индикацию выводятся сумма энергий или сил ударов (тоннаж) за определенный промежуток времени, что позволяет оценить не только физическую форму спортсменов, но и уровень боксерского мастерства.A single sensor can be used in the simulator, while it is located in the geometric center of the impact zone, which is also the center of gravity of the bag, while the ratio of the length of the bag to its diameter does not exceed 1.7. There can be two sensors, while they are located along the central axis of the bag at the edges of the housing or at a distance equal to or less than the diameter of the bag. The number of sensors can be three or more, while they are vertically along the central axis of the bag at the same distance equal to or less than the diameter of the bag, and the ratio of the length of the bag to its diameter is more than 1.7. The simulator may have a second mode of operation, in which the sum of the energies or impact forces (tonnage) for a certain period of time is displayed, which allows us to evaluate not only the physical form of athletes, but also the level of boxing skill.
Тренажер может дополнительно содержать монетоприемник; соединенный с блоком индикации и выполненный с возможностью возврата монет при условии, что числовое выражение результата удара на индикаторе будет содержать две или три одинаковые цифры. Тренажер может дополнительно содержать один или два датчика угловых ускорений, расположенных на корпусе на максимальном удалении от вертикальной и горизонтальной оси мешка. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.l представлен тренажёр с одним датчиком, расположенным в центре тяжести, совпадающим с геометрическим центром зоны нанесения уда'ров; на фиг.2 — одна из возможных форм мешка; на фиг.З - вариант тренажера с тремя датчиками, расположенными вертикально вдоль центральной оси мешка, где 1. боксёрский мешок (мишень);The simulator may further comprise a coin acceptor; connected to the display unit and configured to return coins, provided that the numerical expression of the result of the blow on the indicator will contain two or three identical digits. The simulator may further comprise one or two sensors of angular accelerations located on the housing at the maximum distance from the vertical and horizontal axis of the bag. The invention is illustrated by drawings, where fig.l trainer presented with a single sensor disposed at the center of gravity coinciding with the geometric center of the deposition zone ud 'moat; figure 2 is one of the possible forms of the bag; in Fig.Z - version of the simulator with three sensors located vertically along the central axis of the bag, where 1. a boxing bag (target);
2. датчик ускорений;2. acceleration sensor;
3. блок обработки сигнала;3. signal processing unit;
4. корпус;4. housing;
5. блок индикации;5. display unit;
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 6. монетоприёмник;SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 6. coin acceptor;
7. D- диаметр мешка;7. D- diameter of the bag;
8. L- высота мешка;8. L- bag height;
9. F-вертикальный размер зоны нанесения ударов. Тренажёр-силомер содержит боксёрский мешок 1. Все стандартные боксерские мешки применительно к нашей задаче можно разбить на две группы: короткие, если L/D <1,7 и длинные при L/D>1,7. К коротким мешкам можно отнести также все мешки грушевидной формы, а также мешки, имеющие форму, изображенную на фиг.2. В последнем случае учитываются только размеры массивной части мешка.9. F-vertical size of the striking zone. The simulator contains a boxing bag 1. All standard boxing bags for our task can be divided into two groups: short if L / D <1.7 and long if L / D> 1.7. Short bags can also include all pear-shaped bags, as well as bags having the shape shown in figure 2. In the latter case, only the dimensions of the massive part of the bag are taken into account.
В случае короткого мешка, размер зоны нанесения ударов F примерно равен диаметру мешка D, поэтому, помещая датчик в геометрический центр зоны нанесения ударов, совпадающим с центром тяжести мешка, все удары, нанесенные с одинаковой силой в направлении датчика по любой точке зоны будут иметь одинаково* значение .In the case of a short bag, the size of the striking zone F is approximately equal to the diameter of the bag D, therefore, placing the sensor in the geometric center of the striking zone coinciding with the center of gravity of the bag, all strokes delivered with the same force in the direction of the sensor at any point in the zone will have the same * value.
Датчик ускорений 2 и блок обработки сигнала 3 неподвижно закреплены в едином жестком и массивном корпусе 4, жестко закрепленном на мешке 1. В качестве датчика могут быть выбраны интегральные емкостные трехосные акселерометры, высокая линейность и точность которых позволит обойтись без калибровки.The acceleration sensor 2 and the signal processing unit 3 are fixedly mounted in a single rigid and massive body 4, rigidly attached to the bag 1. Integrated capacitive three-axis accelerometers can be selected as a sensor, the high linearity and accuracy of which will allow you to do without calibration.
Для измерения силы ударов с высокой точностью в идеале в качестве мишени следует выбрать круглый тяжелый твердый шар с датчиком в центре, покрытый мягким и легким слоем материала, защищающим конечности спортсменов от повреждений. Вся разработка конструкции тренажера направлена как раз на то, чтобы превратить стандартный боксерский мешок в идеальную для точных измерений мишень, сохранив изначальные качественные характеристики мешка.To measure the impact force with high accuracy, ideally, the target should be a round, hard, hard ball with a sensor in the center, covered with a soft and light layer of material that protects the limbs of athletes from damage. The entire design development of the simulator is aimed precisely at turning the standard boxing bag into an ideal target for accurate measurements, while preserving the original quality characteristics of the bag.
Корпус 4 в представленном варианте крепится к материалу мешка 1 с помощью диска, жестко скрепленного с корпусом, для того чтобы в процессе эксплуатации датчик ускорений 2 не менял своего положения. Поперечный размер корпуса выбирается с одной стороны максимальным для повышения точности измерений, с другой стороны толщина набивочного слоя мешка в случае металлического корпуса не должна быть меньше 8-12 см, чтобы при ударе не ощущалось наличие корпуса с датчиком. Форма корпуса должна совпадать сThe housing 4 in the presented embodiment is attached to the material of the bag 1 using a disk rigidly fastened to the housing, so that during operation the acceleration sensor 2 does not change its position. The transverse size of the case is selected on the one hand as maximum as possible to increase the accuracy of measurements, on the other hand, the thickness of the packing layer of the bag in the case of a metal case should not be less than 8-12 cm, so that when you hit it does not feel the presence of a case with a sensor. The shape of the case must match
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) формой мешка, а толщина набивочного слоя должна быть постоянна, особенно в зоне нанесения ударов. Материал поверхности корпуса и его рельеф выбраны из условия обеспечения максимального сцепления с материалом набивки мешка. Варианты - использовать корпус с ребристой обрезиненной поверхностью или просто оклеить корпус набивочным материалом, который, как правило, включает в себя резиновую крошку. Такая форма, размеры и свойства поверхности исключают послойное смещение набивочного материала мешка при ударах, что исказило бы результата* измерений. Корпус 4 изготавливается таким образом, чтобы при помещении его в мешок 1 центр тяжести мешка совпадал с геометрическим центром зоны нанесения ударов и местом расположения датчика 2.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the shape of the bag, and the thickness of the packing layer should be constant, especially in the area of impact. The material of the surface of the body and its relief are selected from the condition of ensuring maximum adhesion to the stuffing material of the bag. Options are to use a case with a ribbed rubberized surface or simply paste over the case with printed material, which usually includes rubber crumb. Such shape, dimensions and surface properties exclude layer-by-layer displacement of the stuffed bag material during impacts, which would distort the result * of measurements. The housing 4 is made so that when it is placed in the bag 1, the center of gravity of the bag coincides with the geometric center of the impact zone and the location of the sensor 2.
Блок обработки сигнала 3 имеет проводную или беспроводную связь с блоком индикации 5, расположенным вне мешка 1. Тренажёр может быть снабжен монетоприемником 6, который подключен к блоку индикации 5. Монетоприемник 6 выполнен с возможностью возвращения введенных монет по определенному алгоритму.The signal processing unit 3 has a wired or wireless connection with the display unit 5 located outside the bag 1. The simulator can be equipped with a coin acceptor 6, which is connected to the display unit 5. The coin acceptor 6 is configured to return the entered coins according to a certain algorithm.
В случае длинных мешков (L/D >1,7), когда датчик один и находится в центре тяжести мешка, точность измерений падает, так как при ударах доходящих 1000 кГс жесткости конструкции становится недостаточно. Так как вес конструкции г ограничен техническими средствами, увеличить жесткость мы не можем. Ввести в расчетные формулы какие-то коэффициенты тоже, так как они должны зависеть от места нанесения удара. Когда устройство содержит два или больше датчиков, подключенных к блоку обработки сигнала, датчики располагают вертикально вдоль центральной оси мешка. Весь мешок как бы делится на части одинаковой массы, причем размер каждой части по вертикали должен быть меньше диаметра мешка. В центре тяжести каждой такой части помещают датчик ускорений. Все это делается для упрощения процедуры расчета силы удара по такой конструкции. В этом случае, анализируя нелинейную зависимость ускорения по вертикали, можно не только точно рассчитать силу удара, а даже определить примерное место нанесенного удара. Как правило, достаточно 3-5 датчиков. Для длинных мешков также возрастают требования к качеству набивочного материала — для точности измерений нежелательны изменения плотности набивочного материала по вертикали в процессе эксплуатации мешка.In the case of long bags (L / D> 1.7), when the sensor is one and is in the center of gravity of the bag, the measurement accuracy decreases, since when the impact reaches 1000 kG, the structural rigidity becomes insufficient. Since the weight of the construction r is limited by technical means, we cannot increase rigidity. Enter some coefficients in the calculation formulas too, since they should depend on the place of the strike. When the device contains two or more sensors connected to the signal processing unit, the sensors are arranged vertically along the central axis of the bag. The whole bag is as if divided into parts of the same mass, and the vertical size of each part should be less than the diameter of the bag. An acceleration sensor is placed at the center of gravity of each such part. All this is done to simplify the procedure for calculating the impact force on this design. In this case, by analyzing the nonlinear dependence of vertical acceleration, one can not only accurately calculate the impact force, but even determine the approximate location of the impact. As a rule, 3-5 sensors are enough. For long bags, the requirements for the quality of the packing material also increase - for the accuracy of measurements, vertical changes in the density of the packing material are undesirable during the operation of the bag.
Блок обработки 3 (для одного датчика) анализирует значения ускорений центра тяжести боксёрского мешка 1, поступающих с датчика ускорений 2. НаProcessing unit 3 (for one sensor) analyzes the values of the accelerations of the center of gravity of the boxing bag 1 coming from the acceleration sensor 2. On
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) основе этих данных определяется начало и конец нанесения удара (время соударения), максимальное значение ускорения мишени во время соударения, рассчитывается максимальное значение силы удара, а также кинетическая энергия мешка после удара (энергия удара). Все эти данные выводятся на блок индикации 5. Во втором режиме работы тренажера на блоке индикации 5 высвечиваются сумма энергий ударов - для определения ур'овня физической подготовки, либо сумма сил ударов (так называемый тоннаж ударов) - для определения уровня боксерского мастерства. Так как этот режим используется при имитации боксерского поединка - на блоке индикации 5 высвечивается номер раунда, количество нанесенных ударов и ведется отсчет времени. В начале и в конце раунда тренажер издает звук похожий на звук гонга.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) On the basis of these data, the beginning and end of the impact are determined (impact time), the maximum value of the target acceleration during the impact, the maximum value of the impact force is calculated, as well as the kinetic energy of the bag after the impact (impact energy). All these data are displayed on display unit 5. In the second simulator operation mode, on display unit 5, the sum of the impact energies is displayed — to determine the physical fitness level, or the sum of the impact forces (the so-called impact tonnage) —to determine the level of boxing skill. Since this mode is used when simulating a boxing match - on the display unit 5 the round number is displayed, the number of strikes inflicted and the time is counted down. At the beginning and at the end of the round, the simulator makes a sound similar to the sound of a gong.
Достоинство этого тренажера заключается в том, что удары по мешку можно наносить не в определенном, а в любом направлении, кроме ударов сверху. Хотя, используя другую конструкцию подвеса мишени, можно измерять силу и таких ударов.The advantage of this simulator is that blows to the bag can be applied not in a specific, but in any direction, except for blows from above. Although, using a different design of the suspension of the target, you can measure the strength and such impacts.
Для увеличения точности измерений^ в случаях, когда удар оказался направлен не в центр тяжести мешка и часть энергии удара ушла на вращение мешка, возможна установка дополнительно одного или двух датчиков угловых ускорений, с помощью которых учитывается сила, вращающая мешок вокруг вертикальной и горизонтальной оси и энергия этого вращения. Датчики в этом случае могут быть расположены на диске, с помощью которого корпус крепиться к мешку. Один датчик расположен в центре диска, а другой — на краю.To increase the accuracy of measurements ^ in cases when the impact was not directed to the center of gravity of the bag and part of the impact energy was spent on the rotation of the bag, it is possible to install an additional one or two sensors of angular accelerations, which take into account the force that rotates the bag around the vertical and horizontal axis and the energy of this rotation. Sensors in this case can be located on the disk with which the housing is attached to the bag. One sensor is located in the center of the disk and the other on the edge.
Этот тренажер позволяет не терять точности измерений даже в случае нанесения быстрой серии ударов, когда мешок раскачивается и не успевает принять исходное положение. Это позволяет суммировать энергию или силу ударов с высокой точностью и правильно оценить не только физическую форму спортсмена, но и уровень боксерского мастерства. Например, в режиме определения физической формы спортсмена имитируется боксерский поединок с 3 или 12 раундами по три минуты с одноминутным перерывом. Суммируя энергию ударов за время поединка можно легко оценить физическую форму спортсмена. Суммируя силу ударов (так называемый тоннаж) можно оценить и уровень боксерского мастерства, так как мастерство, боксера как раз и заключается в том, чтобы нанести удар максимальной силы при меньших энергетических затратах.This simulator allows you to not lose the accuracy of measurements even in the case of applying a quick series of strokes, when the bag sways and does not have time to take its original position. This allows you to summarize the energy or power of strikes with high accuracy and correctly evaluate not only the physical form of an athlete, but also the level of boxing skill. For example, in the mode of determining the physical form of an athlete, a boxing match is imitated with 3 or 12 rounds of three minutes with a one-minute break. Summing up the energy of strokes during the fight, you can easily evaluate the athlete's physical form. Summing up the power of strikes (the so-called tonnage), one can also evaluate the level of boxing skill, since the skill of a boxer lies precisely in striking maximum strength with less energy.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Отсутствие в составе устройства механических частей и калибровки, а также использование высококачественных боксерских мешков делает это устройство высоконадежным, технологичным и точным. Тренажер окончательно решает проблему достоверности измерений силы удара в спортивных единоборствах, а также решает немаловажный вопрос об оценке физической формы и уровне боксерского мастерства спортсменов.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The absence of mechanical parts and calibration in the device, as well as the use of high-quality boxing bags makes this device highly reliable, technologically advanced and accurate. The simulator finally solves the problem of reliability of measurements of impact force in martial arts, and also solves the important question of assessing the physical form and level of boxing skill of athletes.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Тренажер-силомер для измерения динамических параметров удара, содержащий боксёрский мешок, с расположенными в нем, по крайней мере, одним датчиком и блоком обработки сигнала с датчика, соединенным с блоком индикации, отличающийся, тем, что датчики и блок обработки неподвижно расположены в едином, жёстко закрепленном в мешке, корпусе, имеющим жесткую конструкцию и форму аналогичную форме мешка, толщина набивочного слоя одинакова в зоне нанесения ударов, материал поверхности корпуса выбран из условия обеспечения сцепления с материалом набивки мешка, а в качестве датчиков выбран трехосный акселерометр.1. A simulator-dynamometer for measuring dynamic parameters of an impact, comprising a boxing bag, with at least one sensor located therein and a signal processing unit from the sensor connected to an indication unit, characterized in that the sensors and the processing unit are stationary a single, rigidly fixed in the bag, body having a rigid structure and shape similar to the shape of the bag, the thickness of the packing layer is the same in the impact zone, the surface material of the body is selected from the condition of adhesion to the material bivki bag, and as selected triaxial accelerometer sensors.
2. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что датчик один и расположен в геометрическом центре зоны нанесения ударов, одновременно являющимся центром тяжести мешка, при этом отношение длины мешка к его диаметру не превышает значение 1,7. 2. The simulator according to claim 1, characterized in that the sensor is one and is located in the geometric center of the impact zone, which is also the center of gravity of the bag, while the ratio of the length of the bag to its diameter does not exceed 1.7.
3. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что количество датчиков равно двум, при этом они расположены вдоль центральной оси мешка на краях корпуса или на расстоянии равном или меньшем диаметру мешка.3. The simulator according to claim 1, characterized in that the number of sensors is two, while they are located along the central axis of the bag at the edges of the body or at a distance equal to or less than the diameter of the bag.
4. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что количество датчиков равно трем и более, они расположены вертикально вдоль центральной оси мешка на одинаковом расстоянии, равном или меньшем диаметру мешка, при этом отношение длины мешка к его диаметру больше 1,7.4. The simulator according to claim 1, characterized in that the number of sensors is three or more, they are located vertically along the central axis of the bag at the same distance equal to or less than the diameter of the bag, while the ratio of the length of the bag to its diameter is more than 1.7.
5. Тренажер по п.l, отличающееся тем, что блок обработки сигнала выполнен с возможностью работы в двух режимах: режиме измерения силы, энергии удара и времени соударения, и режиме измерения суммы энергий или сил ударов за определенный промежуток времени.5. The simulator according to claim 1, wherein the signal processing unit is configured to operate in two modes: a mode for measuring force, impact energy and collision time, and a mode for measuring the sum of energies or impact forces over a certain period of time.
6. Тренажер по п.l, отличающееся тем, что в него введен монетоприемник, выполненный с возможностью возврата монет при условии, что числовое выражение результата удара на индикаторе будет содержать две или три одинаковые цифры. 6. The simulator according to claim 1, characterized in that a coin acceptor is inserted into it, configured to return coins, provided that the numerical expression of the impact result on the indicator contains two or three identical digits.
7. Тренажер по п.l, отличающееся тем, что он дополнительно содержит один или , два датчика угловых ускорений, расположенных на корпусе на максимальном удалении от вертикальной и горизонтальной оси мешка.7. The simulator according to claim 1, characterized in that it further comprises one or two angular acceleration sensors located on the housing at a maximum distance from the vertical and horizontal axis of the bag.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2007/000585 2007-09-13 2007-10-24 Training device - dynamometer for measuring impact dynamic parameters WO2009035364A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007134234/12A RU2359728C2 (en) 2007-09-13 2007-09-13 Training equipment-dynamometre for measurement of dynamic parametres of blow
RU2007134234 2007-09-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009035364A1 true WO2009035364A1 (en) 2009-03-19

Family

ID=40452224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2007/000585 WO2009035364A1 (en) 2007-09-13 2007-10-24 Training device - dynamometer for measuring impact dynamic parameters

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2359728C2 (en)
WO (1) WO2009035364A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024064618A3 (en) * 2022-09-21 2024-05-02 Michael Ruggiero Sports tetrahedron and related systems and methods of use

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2529760C1 (en) * 2013-03-20 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)" (РГУФКСМиТ) Method to measure engaged mass of sportsman in process of movement actions and device for its realisation
RU199996U1 (en) * 2018-03-16 2020-10-01 Эдуард Константинович Боголюбов Individual trainer for practicing knockout blow
RU204252U1 (en) * 2020-12-25 2021-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградская государственная академия физической культуры" (ФГБОУ ВО "ВГАФК") EQUIPMENT FOR TRAINING AND TRAINING ATHLETES OF IMPACT MARBLE ARTS

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4941660A (en) * 1988-09-02 1990-07-17 Winn Donald G Impact and speed measuring system
SU1760461A1 (en) * 1990-01-25 1992-09-07 Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Ленинского комсомола Device for measuring acceleration
DE10323348A1 (en) * 2002-07-08 2004-02-12 Beutelschiess, Klaus Punch bag with an acceleration sensor arrangement for measuring the impact forces of kicks or punches together with a computer based force visualization system for viewing the strength, frequency and distribution of impacts
RU58934U1 (en) * 2006-08-28 2006-12-10 Владимир Николаевич Савельев SIMULATOR SIMULOMER WITH GAME FUNCTION

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4941660A (en) * 1988-09-02 1990-07-17 Winn Donald G Impact and speed measuring system
SU1760461A1 (en) * 1990-01-25 1992-09-07 Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Ленинского комсомола Device for measuring acceleration
DE10323348A1 (en) * 2002-07-08 2004-02-12 Beutelschiess, Klaus Punch bag with an acceleration sensor arrangement for measuring the impact forces of kicks or punches together with a computer based force visualization system for viewing the strength, frequency and distribution of impacts
RU58934U1 (en) * 2006-08-28 2006-12-10 Владимир Николаевич Савельев SIMULATOR SIMULOMER WITH GAME FUNCTION

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024064618A3 (en) * 2022-09-21 2024-05-02 Michael Ruggiero Sports tetrahedron and related systems and methods of use

Also Published As

Publication number Publication date
RU2359728C2 (en) 2009-06-27
RU2007134234A (en) 2009-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7235020B1 (en) Gold club speed indicator
Chadli et al. A new instrument for punch analysis in boxing
ES2790592T3 (en) Racket grip force sensor
US20210316202A1 (en) Device for detecting the impact quality in contact sports
KR100818169B1 (en) Golf swing trajectory measuring device and method
US20080131848A1 (en) Tap sensor for weapon simulator
US20160317896A1 (en) Electronic Personal Golf Training System
Buśko et al. Comparison of two boxing training simulators
Tasika Reliability & linearity of an electronic body protector employed in taekwondo games: a preliminary study
RU2359728C2 (en) Training equipment-dynamometre for measurement of dynamic parametres of blow
KR101718870B1 (en) Device for measuring power in target striking
JP2008513745A (en) Impact force measuring means
RU2322278C1 (en) Training device
AU2022360353A1 (en) Impact apparatus with real-time feedback
KR102044903B1 (en) Power measuring device corresponding to a variable striking condition
WO2006075933A2 (en) Dynamometric exercise machine for box and other single combat sports
CN101829423A (en) Boxing force and speed testing target
RU2322279C1 (en) Method of measuring dynamic parameters of strike characterizing power
RU42960U1 (en) DYNOMETRIC SIMULATOR FOR BOXING AND OTHER KINDS
RU83190U1 (en) SIMULATOR FOR TRAINING WITH FIXING FORCE AND NUMBER OF SHOCKS
EP1221333A2 (en) Impact measuring target/ergometer for contact sports
KR101978047B1 (en) Smart hit detecting device
RU2843105C1 (en) Training device-dynamometer for impact dynamic parameters measuring
RU98933U1 (en) DEVICE FOR TRAINING ATHLETES
KR101718872B1 (en) Device for measuring power in target striking

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07872135

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07872135

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1