СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ СИЛЫ ЛЫЖИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК A63C11/00 

Описание патента на изобретение RU2536187C1

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для сравнительной оценки выталкивающей силы лыж и может быть использовано в спорте высших достижений.

Существующий способ определения выталкивающей силы лыж сводится к определению ее резонансной частоты, когда лыжа принимается как балка, защемленная с двух концов [1]. Другим наиболее близким к предлагаемому является способ измерения амплитудно-частотной характеристики лыжи на вибростенде [2].

Однако одним из существенных недостатков этих способов является недопустимо большой коэффициент нелинейных искажений на низких частотах в колебании вибрационного стола, что сказывается на точности определения истинной резонансной частоты лыжи. Другой недостаток этого способа - сложность в измерениях, большие габариты и ограниченные возможности транспортировки вибростенда к месту соревнований.

Задача настоящего изобретения - разработать способ определения выталкивающей силы лыжи в максимальном упрощении измерения.

Поставленная задача решается последовательным измерением амплитуд ускорений гармонических составляющих спектра колебаний лыжи w1, w2, … wn, приводимой в колебательное состояние кратковременным нажатием произвольной силы на ее колодку, в паре с одной постоянно выбранной гармоникой этого же спектра w0 сначала без дополнительного груза, получая пары значений: (a 11, a 21); (,a 22)…(a 1n, a 2n), а затем с дополнительным грузом массой M, получая пары значений (a 11C, a 21C); (a 12C; a 22C), … (a 1nc, a 2nc), по которым рассчитывается вовлеченная масса m2n на каждой гармонике w2n:

и импульс выталкивающей силы лыжи:

На фиг.1 приведено устройство для реализации предлагаемого способа, состоящее из тестируемой лыжи 1, на ее колодке 2 которой установлены два датчика ускорения 3, каждый из которых подключен к своему спектранализатору 4 со сменными RC-цепочками 5, с помощью которых изменяют полосы пропускаемых частот, как, например, по патент) РФ 2458327 C1. К выходам спектранализаторов подключены вольтметры 6 в качестве индикаторов амплитуд ускорения. К устройству прилагается набор компактных грузов с известной массой 7, которые используются в качестве дополнительного груза при измерении вовлекаемой массы.

Работает устройство по следующей схеме. В спектранализаторах подключением соответствующих RC-цепочек устанавливаются две разные полосы пропускаемых частот w1 и w2, которые заведомо присутствуют в спектре колебаний лыжи. Далее лыжа приводится в колебательное состояние кратковременным нажатием произвольной силы на ее колодку сначала без дополнительного груза, получая пару измеренных значений ускорений: (a 11, a 22), а затем - с дополнительным грузом массой M, положенным на колодку лыжи - (a 11C, a 21C). Полученные значения позволяют рассчитать вовлеченную в действие массу m21 одной из измеренной гармоники:

и на этой же гармонике импульс выталкивающей силы лыжи i

На других гармониках спектра колебаний лыжи процесс измерения идентичен: полоса пропускания частот первого спектранализатора остается неизменной, т.е. настроенной на ту же гармонику, что при первом измерении, амплитуда ускорения которой была равно a 11; полоса пропускания другого спектранализатора изменяется под другую гармонику теми же RC-цепочками. В результате последующих измерений без дополнительного груза имеем пары замеров: (a1n, a 2nc) и с дополнительным грузом: (a 1nc, a 2nc). Вовлеченную в действие массу на каждой последующей гармонике в общем виде рассчитывают по формуле 1, а импульс выталкивающей силы лыжи рассчитывают по формуле 2.

В формулах 1-4 амплитуда ускорения с индексом «1» - это постоянно измеряемая гармоника на частоте w1, которая в общем случае при каждом новом возбуждении колебаний лыжи имеет разную амплитуду ускорения, полому к единичке добавляется буква «n».

Амплитуда ускорения с индексом «2» при каждом новом возбуждении колебаний лыжи - это сменяемая гармоника в соответствии с перестроенной полосой пропускания второго спектранализатора. А добавление буквы «n» диктуется порядковым номером.

Предлагаемый способ по сравнению с существующим имеет следующее преимущество: высокую разрешающую способность, простоту измерения, а также не требует дорогостоящего оборудования.

Похожие патенты RU2536187C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ГАШЕНИЯ ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ СИЛЫ СЕРДЕЧНОГО ПУЛЬСА БИАТЛОНИСТА ПРИ СТРЕЛЬБЕ ЛЕЖА 2015
  • Баталов Алексей Григорьевич
  • Блеер Александр Николаевич
  • Грушин Александр Алексеевич
  • Передельский Алексей Анатольевич
  • Савохин Валерий Тихонович
  • Стрельцов Александр Алексеевич
RU2606872C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВОВЛЕКАЕМОЙ МАССЫ СПОРТСМЕНА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ИМ ДВИГАТЕЛЬНЫХ ДЕЙСТВИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2013
  • Баталов Алексей Григорьевич
  • Савохин Валерий Тихонович
  • Сошников Никита Николаевич
RU2529760C1
СПОСОБ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ УСКОРЕНИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2013
  • Баталов Алексей Григорьевич
  • Савохин Валерий Тихонович
  • Сошников Никита Николаевич
RU2530852C1
СПОСОБ ПОДБОРА ПАР ЛЫЖ ПО ИХ УПРУГИМ СВОЙСТВАМ 2014
  • Байковский Юрий Викторович
  • Чесноков Николай Николаевич
  • Баталов Алексей Григорьевич
  • Грушин Александр Алексеевич
  • Савохин Валерий Тихонович
  • Сошников Никита Николаевич
RU2555662C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ СИЛЫ УПРУГОГО ОБЪЕКТА МЕТОДОМ ОТСКОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2015
  • Баталов Алексей Григорьевич
  • Блеер Александр Николаевич
  • Грушин Александр Алексеевич
  • Бурдина Марина Евгеньевна
  • Савохин Валерий Тихонович
RU2600508C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДАТЧИКА УСКОРЕНИЯ 2016
  • Баталов Алексей Григорьевич
  • Блеер Александр Николаевич
  • Захарьева Наталья Николаевна
  • Байковский Юрий Викторович
  • Чернов Сергей Семенович
  • Савохин Валерий Тихонович
  • Никонов Владимир Игоревич
RU2618481C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДАТЧИКА УСКОРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ТРЕДБАНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2016
  • Блеер Александр Николаевич
  • Чернов Сергей Семенович
  • Баталов Алексей Григорьевич
  • Байковский Юрий Викторович
  • Стрельцов Александр Алексеевич
  • Савохин Виталий Тихонович
RU2625092C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА УДЕЛЬНОЙ ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ СИЛЫ СПОРТИВНОГО НАПОЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ 2016
  • Баталов Алексей Григорьевич
  • Блеер Александр Николаевич
  • Захарьева Наталья Николаевна
  • Передельский Алексей Анатольевич
  • Чернов Сергей Семенович
  • Савохин Виталий Тихонович
RU2623664C1
СПОСОБ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЭТАЛОННОГО ПОДБРОСА ТЕННИСНОГО МЯЧА ПРИ ПОДАЧЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2018
  • Иванова Татьяна Семеновна
  • Баталов Алексей Григорьевич
  • Байковский Юрий Викторович
  • Савохин Валерий Тихонович
  • Стрельцов Александр Алексеевич
  • Данилин Виктор Иванович
RU2690540C1
СПОСОБ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЭТАЛОННОГО УДАРА ПО МЯЧУ В ФУТБОЛЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2016
  • Передельский Алексей Анатольевич
  • Лексаков Андрей Владимирович
  • Чернов Сергей Семенович
  • Баталов Алексей Григорьевич
  • Байковский Юрий Викторович
  • Савохин Валерий Тихонович
RU2649077C1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ СИЛЫ ЛЫЖИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для сравнительной оценки выталкивающей силы лыж и может быть использовано в спорте высших достижений. Задача изобретения - разработать способ определения выталкивающей силы лыжи в максимальном упрощении измерения c высокой разрешающей способностью. Поставленная задача решается последовательным измерением амплитуд ускорений гармонических составляющих спектра колебаний лыжи w1, w2, … wn, приводимой в колебательное состояние кратковременным нажатием произвольной силы на ее колодку, в паре с одной постоянно выбранной гармоникой этого же спектра w0 сначала без дополнительного груза, получая пары значений: (a11, a21); (,a22)…(a1n, a2n), а затем с дополнительным грузом массой M, получая пары значений (a11C, a21C); (a12C; a22C), … (a1nc, a2nc), по которым рассчитывается вовлеченная масса m2n на каждой гармонике w2n:

m 2 n = M a 2 n c / a 1 n c a 2 n a 1 n a 2 n c / a 1 n c                         ( 1 )

и импульс выталкивающей силы лыжи:

2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 536 187 C1

1. Способ определения импульса выталкивающей силы лыжи, приводимой в колебательное состояние кратковременным нажатием произвольной силы на ее колодку, отличающийся тем, что он заключается в последовательном измерении амплитуд ускорений а 21, а 22, … а 2n гармонических составляющих спектра ее колебаний w21, w22, … w2n вторым, с перестраиваемой под каждую последующую измеряемую гармонику полосой пропускаемых частот, спектранализатором, в паре с одной постоянно выбранной гармоникой из этого же спектра, измеряемой первым, с постоянно настроенным на пропускание этой гармоники, спектранализатором, сначала без дополнительного груза массой М, получая пары значений: (a 11, a 21); (a 12, a 22); … (a 1n, a 2n), a затем - с дополнительным калиброванным грузом массой М, получая значения (a 11C, a 21C); (a 12C, a 22C) … (a 1nc, a 2nc), по которым рассчитываются вовлеченные массы m2n на каждой гармонике w2n:

где М - дополнительный калиброванный груз массой М (кг);
a 2nc - ускорение лыжи на nй гармонике, замеренное на выходе второго спектранализатора с дополнительным калиброванным грузом массой М;
a 1nc - ускорение лыжи на nй гармонике, замеренное на выходе первого спектранализатора с дополнительным калиброванным грузом массой М;
a 2n - ускорение лыжи на nй гармонике, замеренное на выходе второго спектранализатора;
a 1n - ускорение лыжи на nй гармонике, замеренное на выходе первого спектранализатора.

2. Способ определения импульса выталкивающей силы лыжи по п.1 производится по формуле:

3. Устройство для определения импульса выталкивающей силы лыжи, состоящее из датчиков, отличающееся тем, что оно включает в себя два установленных на колодке лыжи датчика ускорения, которые подключены к входам двух спектранализаторов: один - с неизменной полосой пропускаемых частот для постоянно измеряемой гармоники, а другой - с регулируемой полосой пропускания для остального спектра гармоник, к выходам которых подключены вольтметры в качестве индикаторов измеряемых ускорений и набор калиброванных по массе грузов.

RU 2 536 187 C1

Авторы

Байковский Юрий Викторович

Баталов Алексей Григорьевич

Савохин Валерий Тихонович

Сошников Никита Николаевич

Стрельцов Александр Алексеевич

Даты

2014-12-20Публикация

2013-08-27Подача