Система беспроводной передачи сигналов о нанесении ударов при фехтовании на саблях Российский патент 2017 года по МПК H04H60/76 A63B69/02 

Изобретение относится к технике спортивного инвентаря и используется для регистрации колющих, режущих и рубящих ударов в зоны поражения соперников при фехтовании, в процессе проведения соревнований и тренировок, и определяет соперника первым нанесшим удар по фронту импульса его удара.

Известна система рубящих и колющих ударов при фехтовании на имитаторах холодного оружия (полезная модель 133002 МПК 7 A63B 69/02). Система содержит один или более блоков индикации и два или более имитаторов холодного оружия, каждый блок индикации содержит в себе электронную схему, к входу которой подключен радиоприемник, а к выходу подключены устройство визуального и/или звукового отображения. Каждый из имитаторов холодного оружия содержит в себе электронную схему, к входу которой подключены один или несколько датчиков для раздельной регистрации нанесенных оружием рубящих и колющих ударов, к выходу подключен радиопередатчик.

Система имеет сложную конструкцию, передача сигналов о нанесении ударов производится по проводам, которые стесняют движения спортсменов, соперник первым нанесший удар, определяется визуально - на глаз, что является недостатками прототипа.

Общие признаки аналога и изобретения: два имитатора оружия с датчиками ударов, два датчика колющих и рубящих ударов и два световых индикатора ударов.

Известна система беспроводной передачи сигналов о нанесении уколов при фехтовании на шпагах, принятая за прототип (полезная модель 115137 МПК 7 H04H 60/76). Эта система содержит судейский регистратор, приемное устройство, два индивидуальных аппарата, два оружия с наконечниками-датчиками и электропроводящую фехтовальную дорожку. Для каждого индивидуального аппарата выполнено отдельное приемное устройство. Индивидуальный аппарат снабжен генератором, метящим оружие спортсмена и соединенным с выходом устройства управления, снабжен детектором сигналов генератора, метящего оружие соперника, соединенным с наконечником-датчиком и входом устройства управления, к другому выходу которого присоединен радиопередатчик. Каждое приемное устройство содержит радиоприемник, соединенный с входом электронной схемы, снабженной на выходе реле замыкания, соединенного с одним из сигнальных входов судейского регистратора. К фехтовальной дорожке присоединен генератор, метящий дорожку сигналами для детектора, соединенного с датчиком оружия и входом устройства управления.

Прототип не может регистрировать режущие и рубящие удары, имеет сложную систему мечения соперников, соперник первым нанесший удар определяется визуально - на глаз, что является недостатками прототипа.

Общие признаки прототип и изобретения: два имитатора оружия с контактными датчиками колющего удара, два радиопередатчика, приемное устройство и два индикатора нанесенных ударов.

Технический результат изобретения - электронное определение соперника, первым нанесшего удар, регистрация рубящих, режущих ударов, упрощение конструкции системы.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена блок-схема передающего устройства системы, на которой оцифрованы блоки и устройства: 1 - сабля; 2 - датчик рубящих и режущих ударов; 3 - датчик колющих ударов; 4 - электрический разъем; 5 -радиопередатчик сигналов высокой частоты (ВЧ); 6 - антенна.

На фиг. 2 представлена блок-схема приемного устройства, на которой оцифрованы блоки и устройства: 7 - приемная антенна ВЧ сигналов частоты F1; 8 - приемная антенна ВЧ сигналов частоты F2; 9 и 10 - узкополосные фильтры частот F1 и F2; 11 и 12 - смесители частот; 13 - гетеродин; 14 и 15 - усилители сигналов промежуточной частоты (УПЧ); 16 и 17 - детекторы; 18 - схема (СС), регистрирующая совпадение фронтов импульсных сигналов нанесенных ударов; 19 и 20 - первая пара реле Р1; 21 и 22 - вторая пара реле Р2; 23 - схема (СНФ), срабатывающая от фронт первого импульсного сигнала нанесенных ударов в двух каналах приемного устройства; 24 и 25 -третья пара реле Р3; 26 и 27 - электрокнопки 28 и 29.

Выполнение блоков и устройств системы и их функциональные назначения

Сабля 1 имеет рукоятку, клинок и гарду. Рукоятка может быть выполнена из металла или диэлектрика. Клинок-лезвие выполнен из стали с полостью. В полости установлен датчик 2 рубящих, режущих ударов. На острие сабли закреплен датчик колющих ударов 3. В полости клинка проходят провода параллельно соединенных выходов датчиков.

Датчики 2 и 3 предназначены для включения радиопередатчиков 6 при нанесении ударов соперниками.

Датчик 2 фиксирует рубящие, режущие удары и может быть выполнен, например, в виде двух консольных балочек с грузами, которые с внутренней поверхностью клинка образуют нормально открытый (НО) контакт (Авт.св. СССР №1747102), который устанавливают в полости сабли на расстоянии 2/3 ее длины от гарды.

Датчик 3 фиксирует колющие удары и может быть выполнен, например, в виде наконечника острия сабли с НО контактом (Патент РФ №2292933 на изобретение).

Электрический разъем 4 установлен на внутренней стороне гарды сабли и выполнен с двумя гнездами.

Для определения соперника, нанесшего удар, радиопередатчики, электрически соединенные с саблями, работают на разных частотах F1 и F2. Каждый радиопередатчик 5 содержит параллельно включенный источник электропитания, который включается датчиками ударов 2 или 3 при нанесении ударов сопернику в зоне поражающей поверхности экипировки соперника, или дарах саблей о саблю.

При нанесении ударов соперниками датчики включают источники электропитания радиопередатчиков 6 передающих устройств, которые начинают мгновенно генерировать высокочастотные (ВЧ) сигналы с разными частотами, пока не разомкнутся контакты датчиков.

Антенны 6, 7 и 8 могут быть выполнены штыревыми. Антенны 6 служат для излучения ВЧ электромагнитного поля в эфир, а антенны 7 и 8 - для приема излучений антенн 6.

Фильтры 9 и 10 выполнены узкополосными, каждый настроен на частоту F1 или F2 ВЧ сигналов, нанесенных ударов разными соперниками. Фильтры обеспечивают раздельный прием ВЧ сигналов ударов, мечение соперников.

С помощью сигнала гетеродина 13 смесители 11 и 12 частот сигналов преобразуют ВЧ сигналы нанесенных ударов в сигналы промежуточной частоты (ПЧ), выход гетеродина 13 соединен с гетеродинными входами смесителей.

Детекторы 16 и 17 предназначены для преобразования двух полярных сигналов ПЧ в однополярные сигналы.

Система содержит три пары реле: первая пара 19 и 20; вторая пара 21 и 22; третья пара 24 и 25. Сигнал от нанесенного удара, поданный на сигнальный вход любого реле, включает его. Выходы каждого реле - выходы контакта. Сигнал, поданный на управляющий вход реле, меняет нормальное положение его контакта на противоположное: нормально закрытый (НЗ) контакт открывается, а нормально открытый (НО) контакт замыкается.

В первой и второй парах реле Р1 и Р2 реле однотипные и имеют вход и выход сигналов нанесенных ударов, управляющий вход и один НЗ контакт.

В третьей паре реле Р3 имеют вход и выход сигналов от нанесенных ударов, управляющий вход, НО контакт и блок-контакт.

Схема (СС) 18, регистрирующая совпадение фронтов импульсных сигналов нанесенных ударов, имеет два входа сигналов ударов и один выход сигнала управления. Входы схемы СС 18 соединены с выходами детекторов 16 и 17. При совпадении фронтов сигналов на выход схемы СС 18 поступает сигнал управления, который подается на управляющие входы первой пары реле 19 и 20, их НЗ контакты размыкаются, сигналы уколов не проходят на индикаторы 28 и 29 нанесенных ударов и не фиксируются.

Схема (СНФ) 23, срабатывающая от фронта первого импульсного сигнала нанесенных ударов, имеет два входа и один выход управляющего сигнала. Входы схемы СНФ 23 соединены с выходами второй пары реле 21 и 22, а ее управляющие выходы сигналов ударов перекрестно соединены с управляющими входами тех же реле. При несовпадении фронтов сигналов двух нанесенных ударов, первый по времени сигнал, пришедший, например, с выхода реле 21 на вход схемы СНФ 23 размыкает НЗ контакт реле 22 другого канала, сигнал этого канала отключается. Фронт первого импульсного сигнала нанесенного удара проходит на сигнальный вход реле 24 третьей пары и замыкает НО контакт и блок-контакт. НО контакт реле 24 включает индикатор сигналов 29. Блок-контакт удерживает НО контакт реле 24 в замкнутом положении и при пропадании сигнала на его входе.

Электрокнопки 26 и 27 выполнены с НЗ контактами и предназначены для отключения индикаторов ударов 28 и 29. При нажатии электрокнопки ее НЗ контакт размыкается и отключает блок-контакт реле 24, который удерживал НО контакт реле в закрытом положении.

Описание блок-схемы системы

Система регистрации ударов при фехтовании на имитаторах сабель содержит приемное устройство и два передающих устройства.

Передающие устройства излучают ВЧ сигналы разных частот, приемное устройство имеет два канала преобразования сигналов ударов этих частот соответственно. Каждое передающее устройство включает: саблю 1, два датчика ударов 2 и 3, которые имеют нормально открытые контакты, электрический разъем 4, радиопередатчик 5 и антенну 6 (фиг. 1).

Выходы датчиков 2 и 3 включены параллельно и соединены с входными клеммами разъема 4, выходные клеммы которого соединены с включателем электропитания радиопередатчика 5, выход которого соединен с входом передающей антенны 6.

Приемное устройство (фиг. 2) содержит:

- две антенны 7 и 8, два узкополосных фильтра 9 и 10, два смесителя 11 или 12, гетеродин 13, два усилителя сигналов промежуточной частоты 14 и 15, два детектор 16 и 17;

- схему (СС) 18, регистрирующую совпадение фронтов импульсных сигналов нанесенных ударов, пару первых 19 и 20 и пару вторых 21 и 22 реле, каждое имеет вход и выход сигналов ударов, вход управляющего сигнала и НЗ контакт;

- схему (СНФ) 23 срабатывающую от фронта импульса сигнала первого нанесенного удара, схема имеет два входа сигналов нанесенных ударов и два выхода управляющих сигналов;

- третью пару реле 24 и 25, каждое имеет вход и выход сигналов нанесенных ударов, вход управляющего сигнала, НО контакт и блок-контакт;

- пару электрокнопок 26 и 27 с нормально закрытыми контактами;

- два индикатора 28 и 29 нанесенных ударов.

В каждом канале приемная антенна, фильтр, смеситель, усилитель сигналов промежуточной частоты, детектор, первое, второе, третье реле и индикатор соединены последовательно.

Входы схемы (СС) 18 соединены с выходами детекторов 16 и 17, а ее выход управляющего сигнала соединен с входами управляющих сигналов первой пары реле 19 и 20.

Входы схемы (СНФ) 23 соединены с выходами второй пары реле 21 и 22, а выходы ее управляющих сигналов соединены перекрестно с управляющими входами этих же реле.

НЗ контакты электрокнопок 26 и 27 соединены с управляющими выходами третьей пары реле 24 и 25 соответственно.

Описание работы системы

Система работает в двух режимах.

Первый режим работы, когда соперники ударяют одной саблей по другой, датчики их сабель срабатывают одновременно, в этом случае система работает следующим образом.

После детекторов 16 и 17 фронты импульсных сигналов ударов сабли о саблю одновременно поступают на входы схемы (СС) 18, она вырабатывает выходной сигнал управления, который поступает на входы первой пары реле 19 и 20, они срабатывают, размыкаются их НЗ контакты, цепь сигналов разрывается, и индикаторы ударов не включаются.

Второй режим работы. При неодновременном нанесении ударов соперниками друг по другу схема совпадения 18 не срабатывает, НЗ контакты первой пары реле 19 и 20 остаются закрытыми.

Сигнал от удара, нанесенного соперником первым, проходит одно реле второй пары, выход которого соединен с вход схемы (СНФ) 23, эта схема вырабатывает управляющий сигнал и отключает НЗ контакт другого реле второй пары, т.к. выходы схемы 23 управляющих сигналов соединены перекрестно. Фронт второго сигнала достигает вход второго реле второй пары позже, когда его НЗ контакт разомкнут и через него сигнал второго нанесенного удара не пройдет.

Первый сигнал прошедший одно реле второй пары проходит на сигнальный вход одного реле третьей пары 24 или 25 и замыкает НО контакт, включается индикатор 28 или 29 нанесенного первого удара. Блок-контакт удерживает НО контакт сработавшего реле третьей пары замкнутым и после окончания прохождения импульса сигнала удара.

Для отключения индикатора необходимо нажать кнопку 26 или 27, которая разорвет цепь блок-контакта и не будет удерживать закрытым НО контакт третьего реле 24 или 25.

Отличительные признаки формулы изобретения

Передающие устройства генерируют высокочастотные сигналы разных частот, а приемное устройство имеет два канала преобразования высокочастотных сигналов разных частот.

Каждое передающее устройство дополнительно включает: два электрических разъема, закрепленные на внутренней стороне гард сабель, два датчика рубящих, режущих ударов, которые включены параллельно с датчиками колющих ударов и соединены с соответствующими клеммами электрического разъема.

Выходы датчиков, через электрический разъем, соединены с включателями электропитания радиопередатчиков, выходы которых соединены с входами передающих антенн.

В приемное устройство введены: вторая антенна, два узкополосных фильтра, два смесителя, гетеродин, два усилителя сигналов промежуточной частоты, два детектора, схема, регистрирующая совпадение фронтов импульсных сигналов нанесенных ударов, первая и вторая пара реле, каждое реле имеет вход и выход сигналов нанесенных ударов, вход управляющего сигнала и нормально закрытый контакт, схема, регистрирующая фронт первого импульсного сигнала нанесенных ударов, имеет два входа сигналов нанесенных ударов и два перекрестных выхода управляющих сигналов, третья пара реле каждое из которых имеет вход и выход сигналов нанесенных ударов, вход управляющего сигнала, нормально открытый контакт и блок-контакт, две электрокнопки с нормально закрытыми контактами.

В каждом канале антенна, фильтр, смеситель, усилитель сигналов промежуточной частоты, детектор, одно реле каждой пары и индикатор соединены последовательно.

Входы схемы, которая регистрирует совпадение фронтов импульсных сигналов нанесенных ударов, соединены с выходами детекторов, а выход управляющего сигнала этой схемы соединен с входами управляющих сигналов первой пары реле.

Входы схемы, срабатывающей от фронта первого импульсного сигнала нанесенных ударов, соединены с выходами второй пары реле, а выходы ее управляющих сигналов перекрестно соединены с управляющими входами реле этой же пары, причем контакты электрокнопок соединены с управляющими выходами третьей пары реле.

Система беспроводной передачи сигналов о нанесении ударов при фехтовании на саблях содержит: приемное устройство и два передающих устройства. Каждое предающее устройство содержит: саблю с датчиками рубящих, режущих и колющих ударов, два передатчика и две антенны. Приемное устройство содержит: две антенны, два узкополосных фильтра, два смесителя, гетеродин, два усилителя сигналов промежуточной частоты, два детектора, схему, регистрирующую совпадение фронтов импульсных сигналов нанесенных ударов, первая и вторая пара реле, каждое реле имеет вход и выход сигналов нанесенных ударов, вход управляющего сигнала и нормально закрытый контакт, схему, регистрирующую фронт первого импульсного сигнала нанесенных ударов, имеет два входа сигналов нанесенных ударов и два перекрестных выхода управляющих сигналов, третья пара реле, каждое из которых имеет вход и выход сигналов нанесенных ударов, вход управляющего сигнала, нормально открытый контакт и блок-контакт, две электрокнопки с нормально закрытыми контактами. В каждом канале антенна, фильтр, смеситель, усилитель сигналов промежуточной частоты, детектор, одно реле каждой пары и индикатор соединены последовательно. Входы схемы, которая регистрирует совпадение фронтов импульсных сигналов нанесенных ударов, соединены с выходами детекторов, а выход управляющего сигнала этой схемы соединен с входами управляющих сигналов первой пары реле. Входы схемы, регистрирующей фронт первого импульсного сигнала нанесенных ударов, соединены с выходами второй пары реле, а выходы ее управляющих сигналов перекрестно соединены с управляющими входами реле этой же пары, причем контакты электрокнопок соединены с управляющими выходами третьей пары реле. Технический результат изобретения - электронное определение соперника, первым нанесшего удар, регистрация рубящих и режущих ударов, упрощение конструкции системы. 2 ил.

Система беспроводной передачи сигналов о нанесении ударов при фехтовании на саблях, содержащая: приемное устройство, антенну, два передающих устройства, каждый имеет передатчик, антенну и саблю с датчиком колющих ударов и два индикатора нанесенных ударов, отличающаяся тем, что передающие устройства генерируют высокочастотные сигналы разных частот, а приемное устройство имеет два канала преобразования высокочастотных сигналов, причем каждое передающее устройство дополнительно включает: электрический разъем, который закреплен на внутренней стороне гарды сабли, датчик рубящих, режущих ударов, который размещен в полости гарды на расстоянии 2/3 длины сабли от гарды, контакты датчика включены параллельно контактам датчика колющих ударов и соединены с входом клемм электрического разъема, кроме того, выходы датчиков, через электрические разъемы, соединены с включателями электропитания радиопередатчиков, выходы которых соединены с входами передающих антенн, причем в приемное устройство введены: вторая антенна, два узкополосных фильтра, два смесителя, гетеродин, два усилителя сигналов промежуточной частоты, два детектора, схема, регистрирующая совпадение фронтов импульсных сигналов нанесенных ударов, первая и вторая пара реле, каждое реле имеет вход и выход сигналов нанесенных ударов, вход управляющего сигнала и нормально закрытый контакт, схема, регистрирующая фронт первого импульсного сигнала нанесенных ударов, которая имеет два входа сигналов нанесенных ударов и два перекрестных выхода управляющих сигналов, третья пара реле, каждое из которых имеет вход и выход сигналов нанесенных ударов, вход управляющего сигнала, нормально открытый контакт и блок-контакт, две электрокнопки с нормально закрытыми контактами, причем в каждом канале антенна, фильтр, смеситель, усилитель сигналов промежуточной частоты, детектор, одно реле каждой пары и индикатор соединены последовательно, кроме того, входы схемы, которая регистрирует совпадение фронтов импульсных сигналов нанесенных ударов, соединены с выходами детекторов, а выход управляющего сигнала этой схемы соединен с входами управляющих сигналов первой пары реле, причем входы схемы, срабатывающей от фронта первого импульсного сигнала нанесенных ударов, соединены с выходами второй пары реле, а выходы ее управляющих сигналов перекрестно соединены с управляющими входами реле этой же пары, кроме того, контакты электрокнопок соединены с управляющими выходами третьей пары реле.