СПОСОБ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЭТАЛОННОГО ПОДБРОСА ТЕННИСНОГО МЯЧА ПРИ ПОДАЧЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2019 года по МПК G01P15/08 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для отработки элемента подачи в большом теннисе. Таким элементом является подброс свободной рукой мяча под удар по нему ракеткой, который должен быть стабилен по высоте. Процент удачных подач зависит от наработанных навыков по стабилизации силы, сообщаемой свободной рукой теннисиста подбрасываемому мячу, которая рассчитывается на основании второго закона Ньютона [Трофимова Т.И. Курс физики: учебное пособие для вузов, М, издательский центр «Академия», 2010-580 с.]:

F_n=m-a_n(1),

где F_n - сила, сообщаемая подбрасываемому мячу свободной рукой теннисиста на частоте гармонической составляющей w_n(кг);

m - масса руки (кг);

a_n - амплитуда ускорения подбрасывающей мяч руки на частоте гармонической составляющей w_n в единицах «g»=9,8 м/с². Так как масса руки - величина постоянная, то как следует из формулы (1) стабилизация силы подброса мяча на гармонической составляющей w_n зависит от постоянства ускорения a_n подбрасывающей мяч руки на гармонической составляющей w_n. Поэтому задачей настоящего изобретения является разработка устройства для измерения ускорения подбрасывающей мяч руки на гармонической составляющей w_n с целью воспроизведения ранее совершенного подброса мяча, относящегося к эталонному. Поставленная задача решается серией подбросов мяча свободной рукой теннисиста с установленным на ее запястье датчиком ускорения, отличающаяся тем, что выход датчика подсоединен ко входу спектранализатора, снабженного перестраиваемым полосовым фильтром с помощью сменяемых RC-цепочек, сопровождаемых после очередных подбрасываний, за которыми следуют удары ракеткой по мячу, признанные как неберущиеся, а следовательно, принимаемые за эталонные, с фиксацией ускорений а_nподбрасывающей мяч руки вольтметром, подключенным к выходу спектранализатора с последующей сменой полосовых фильтров с центральными частотами w_n, и так до тех пор, пока не будет выявлен такой полосовой фильтр с центральной частотой w₀, при котором ускорение подбрасывающей мяч руки будет иметь максимальную величину a_n.макс, что позволяет с максимальной разрешающей способностью измерительного устройства воспроизвести эталонное подбрасывание мяча, установив в спектранализаторе полосовой фильтр с центральной частотой w₀, и добиваясь величины ускорения подбрасывающей мяч руки a_n.макс.

На фиг. 1 приведена схема измерения, реализующая предложенный способ воспроизведения эталонного подброса свободной рукой теннисного мяча при подаче. Спортсмен, у которого в одной руке ракетка, свободной рукой с установленным на ее запястье датчиком ускорения 1 подбрасывает мяч. Сигнал с датчика через коаксиальный кабель 2 поступает на вход спектранализатора 3, в котором с помощью сменных RC-цепочек 4 последовательно устанавливаются полосовые фильтры с центральными частотами w₁; w₂; …, w_n. К выходу спектранализатора подключен вольтметр 5 в качестве индикатора ускорения подбрасывающей мяч руки. Для удобства перемещения спортсмена по корту все измерительное устройство - спектранализатор и вольтметр помещают в заплечный рюкзак. Габаритные размеры спектранализатора, смонтированного вместе с блоком питания в пластмассовом корпусе таковы: 115×75×40 мм³, а цифрового вольтметра 140×70×40 мм³.

Процесс определения параметров эталонного удара, который необходим, чтобы было чего-то воспроизводить, начинается с установления в спектранализаторе полосового фильтра с центральной частотой w₁ с помощью соответствующих RC-цепочек, после чего спортсмен сразу или после нескольких попыток совершает удачный подброс мяча, за которым следует неберущаяся подача. Так как подброс мяча был удачным, то с помощью подключенного к выходу спектранализатора вольтметра замеряется ускорение a₁ подбрасывающей мяч руки, и только после зафиксированной величины ускорения происходит смена полосового фильтра с центральной частотой w₁ на полосовой фильтр с центральной частотой w₂. При этом также в случае удачного подбрасывания мяча вольтметром измеряется ускорение а₂. Далее полосовой фильтр с центральной частотой w₂ меняется на третий - w₃ и при удачном подбросе фиксируется величина ускорения а₃ и так далее, пока не будет выявлен полосовой фильтр с центральной частотой w_n, при котором величина ускорения подбрасывающей мяч руки будет максимальной a_n._max. Чтобы воспроизвести этот удар, достаточно в спектранализаторе с помощью RC-цепочек установить полосовой фильтр с центральной частотой w_n и добиться, регулируя силу подброса мяча, величины ускорения руки a_n._max. Заявляемое изобретение позволяет, по сравнению с существующими методами, повысить процент удачной первой подачи мяча.

Данное устройство имеет отношение к измерительной технике и предназначено для отработки элемента подачи в большом теннисе. Технический эффект, заключающийся в максимальной разрешающей способности измерительного устройства воспроизвести эталонное подбрасывание мяча, достигается за счёт того, что на свободной руке, подбрасывающей мяч, установлен датчик ускорения, где выход датчика подсоединён к входу спектроанализатора, снабжённого перестраиваемым полосовым фильтром с помощью сменяемых RC-цепочек, при этом серия подбрасываний сопровождается после очередных подбрасываний, за которыми следуют удары ракеткой по мячу, признанные как неберущиеся, принимаемые за эталонные, фиксацией ускорений подбрасывающей мяч руки вольтметром, подключённым к выходу спектроанализатора, с последующей сменой полосовых фильтров с центральными частотами, и так до тех пор, пока не будет выявлен такой полосовой фильтр с центральной частотой, при котором ускорение подбрасывающей мяч руки будет иметь максимальную величину. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ воспроизведения эталонного подброса свободной рукой теннисного мяча при подаче, заключающийся в том, что теннисист совершает серию подбросов мяча свободной рукой с установленным на ее запястье датчиком ускорения, отличающийся тем, что выход датчика подсоединен к входу спектранализатора, снабженного перестраиваемым полосовым фильтром с помощью сменяемых RC-цепочек, при этом серия подбрасываний сопровождается после очередных подбрасываний, за которыми следуют удары ракеткой по мячу, признанные как неберущиеся, а следовательно, принимаемые за эталонные, фиксацией ускорений a_n подбрасывающей мяч руки вольтметром, подключенным к выходу спектранализатора, с последующей сменой полосовых фильтров с центральными частотами w_n, и так до тех пор, пока не будет выявлен такой полосовой фильтр с центральной частотой w₀, при котором ускорение подбрасывающей мяч руки будет иметь максимальную величину a_n.max, что позволяет с максимальной разрешающей способностью измерительного устройства воспроизвести эталонное подбрасывание мяча, установив в спектранализаторе полосовой фильтр с центральной частотой w₀ и добиваясь величины ускорения подбрасывающей мяч руки a_n.max.

2. Измерительное устройство для реализации способа по п. 1, состоящее из датчика ускорения, установленного на запястье подбрасывающей мяч руки, выход которого подсоединен к входу спектранализатора с перестраиваемым полосовым фильтром с помощью сменяемых RC-цепочек, к выходу которого, в качестве индикатора ускорения подбрасывающей мяч руки, подключен вольтметр.