Устройство для исследования динамики силовых движений Советский патент 1983 года по МПК G01L5/02 G01L1/04 

йзобретённе относится к измерительМой технике и может быть использовано при биофизических исследованиях сиЛовЫх движеиий чёлорека, иапример, в практике тренировочного процесса тяжелоатлетов высокой квалификации. Известно устройство для измерения максимального значения усилия, развиваемого человеком, и времени достижения этого максимума, содержащее упругий элемент, изме. деформации упругого элемента, вы полненыый а виде индикатора часового тиПа, ,и тормозное устройство для фиксации што;ка индикатора при достижении максимального значения измеряемого усилия. С целыд ГрпределенИя времени достижения максимального значения усилия, это устройство снабя ено контактной парой, подключенной к цепи электросёкупдомера, один контакт которого расположен на упругом элементе, га другой --на штоке индикатора }. . : - :--. , ,Однако 3to. устройство имеет значительные погрешности измерения времени достижения максимального значения из-за ifaepцнсжнрсти срабатьшания: контактной пары. Известно также устройство для измере ня экстремальных значений усилий и времени их достижения, содержащее блок - Преобразования физического усилия в элек, Трический сигнал, усилитель, согласующий каскад и логический блок, состоящий из : формирователя импульса момента начала приложения усилия и формирователя импульса момента достижен11я экстремального значения усилия, соединенных с входом тригГера, выход которого подключен к выходу цифрового измерителя временных интер:..,еалов.,.; . ,-. / ,,;:,;, ./- .:.--:,; .:/ . ; Кроме того, известное устройство снаб; женр цифровым измерителем значения усилия, измерительншй вход которого соединен с выходом усилителя, и регистри(ующим прибором для 3:аписи результатов изМереиия на ленте (2f. Однако данное устройство позволяет измерить с достаточной точностью лишь эк стрёмальныё значения усилия и время их достижения. Это ограничивает возможности известного устройства особенно при изучении динамики движения когда очень важ и6 знать точнь1е значения усилия в задажше эксггерементатрром моменты врёмени приложения усилия, что необходимо при более глубоком биофизическом исследовании. ; Целью иЗобрё:тениЯ является расширение функциональных возможностей устрой,;ства.;/. /,-. . ,, , Эта цель достигается тем, что в известное -устройство, содержащее блок преобразова, ния усилия в электрический сигнал, усилитель согласующий каскад и логический блок,, состоящий из Tpiirrepa, вглход которого под кЛючен к цифровому измерителю временных интервалов, аналого-цифрового преобра. зователя, измерительный вход которого подключен к выходу усилителя, введены бло программного измерения значений усилия, источник звукового сигнала с динамиком, формирователь импульса начала звукового сигнала, дополнительный триггер, дополнительный цифровой измеритель временных интервалов, формирователь импульса момента начала приложения нагрузки, формирователь импульса момента достижения экстремального значения усилия, регистр и цифровой индикатор, при этом выход согласующего каскада соединен с входами формирователя импуЛьса момента начала приложения нагрузки и формирователя импульса момента достижения экстремального значения, выходы которых подключены к -входам триггера, а выход аналого-цифрового реобразователя подключен через регистр, к цифровому индикатору, при этом регистр связан с выходом формирователя импульса момента достижения экстремального зна- . чения, источник звукового сигнала с ди-. намином связи через формирователь импульса начала звукового сигнала с одним из входов дополнительного триггера, второй вход которого связан с формирователем импульса момента начала приложения нагрузки, а выход дополнительного триггера подключен к дополнительному цифровому измерителю временных интервалов, причем блок программного измерения значений усилия содержит подключенный к выходу формирователя импульса момента начала приложения нагрузки двоичный счетчик с дешифратором, регистр и многопозициоиные переключатели, неподвижные контакты которых соединень с выходными шинами дешифратора, а подвижные - с входами разрешения записи в регистры, информационные входы которых подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя, а выходы- к цифровым индикаторам. Ва фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 -временные диаграммы управляющих сигналов функциональных блоков, поясняющие работу устройства. Устройство содержит блок 1 преобразования физического усилия в электрический, напри.мер тензоплатформу, усилитель 2, согласующий каскад 3, логический блок 4, состоящий из формирователя 5 импульсамомента начала при.йожения усилия, и формирователя б импульса момента достижения экстремального значения усилия, подключенных к входу триггера 7, выход которого соединен с входом цифрового измерителя 8 временных интервалов, быстродействующего аналого-цифрового преобразователя 9 следящего типа, регистра 10, цифрового индикатора П. В состав устройства также входит блок 12 программного измерения значений усилий, состоящий из Цвоичного счетчика 13 с дешифратором. И, многопозуционных переключателей 15i, I5j, ... 15n, регистров 16i, I6j, ... 16n и цифровым индикатором 17(, 172, ... 17п; а источника 18 звукового.сигнала 19, Подключенный через формирователь 20 и триггер 21 к входу дополнительного дифрового измерителя 22 интервалов времени. Устройство работает следующим обраДо начала эксперимента триггера 7 и 21 находятся в 1аком состоянии, при котором цифровые измерители 8 и 22 временных интервалов не производят отсчета времени. В момент подачи экспериментатором звуковогосигнала (фиг. 2 а) на выходе формиро-; вателя 20 формируется импульс (фиг. 2 6)j который поступает на один из входов триггера 21 и передним фронтом перебрасывает его. При этом передний фронт импульса, снимаемого с выхода этого.триггера, запускает цифровой измерител-ь 22 временного интервала, который начинает отсчет времени двигательной реакции, спортсмена 1дв. В момент начала приложения усилия тензоплатфррма деформируется. При этом деформация, пропорциональная прилагаемому усилию, преобразуется блоком i преобразования физического усилия в электрический сигнал, который после усиления усилителем 2 поступает на измерительный вход быстродействующего аналого-цифрового преобразователя 9 и через-.согласующий каскafд 3 (фиг. 2 в) поступает на формирователь 6 имЛульса момента достижения экстремального значения, а также на формирователь 5 импульса момента качала прчложения усилия. В этот момент на выходе формирователя 5 (фиг. 2 г) формируется импульс, который передним фронтом перебрасывает триггеры 7 и 21. При этом передний фронт импульса, снимаемого с выхода триггера 7 (фиг. 2 е), запускает цифровой HSMepHTejib 8 временных интервалов, который начинает отсчет времени tinar Достижения экстрема.льного значения усилия, а задний фронт импульса, снимаемого с выхода триггера 21 (фиг. 2 ж), прекра1цает отсчет времени, зафиксировав время двигательной реакции на табло цифрового измерителя 22 временных интервалов. Од-; новременно запускается двоичный счетчик 13, тактируемый импульсами эталонной частоты, а на выходных шинах дешифратора 14, так же как и на соответствую1;цЯХ иеподвижнь х контактах многопозиционных переключателей 15,, ISj, ... I5n (фиг. 2з, и, к,) начинают появляться импульсы с |эталонными интервалами времени. В зависимости от положения подвижного контакта i-ro(i l,2, ...п|многопозиционного переключателя 15 на вход i-ro регистра поступит сигнал разре1цения записи кода аналогоцифрового преобразователя 9, соответствующего значению усилия через выбранный ингервал t« времени от момента начала приложения усилия. В этот момент на i-M цифРОБОМ индикаторе 17 (фиг; 2л, м, н,) поя вмтся « зафиксируется значение усилия. В момент достижения экстремального уси дия на выходе формирователя 6 (фиг. 2д} формируется импульс, который передним, фронтом перебрасывает триггер 7 в исходное состояние. При этом цифровой измеритель 8 временных интервалов прекращает отсчет времени, зафиксировав время достижения .экстремального значения усилия. Одновременно с этим импульс с выхода фор мирователя 6 поступает на регистр 10, разрешая запись результата измерения экстремального значения усилия. В этот момент на на цифровом индикаторе И (фиг. 2т) пояг вится и зафиксируется результат измерения экстремального значения усилия. Таким образом, устанавливая до начала эксперимента ручки переключателей 55, 15j, ... 15п в соответствующие позиции, проградуированные непосредственно в интервалах времени, можно сразу же после проведения эксперимента определить не только значения экстремального усилия и времени его достижения, но и зафиксировать точные значения усилия в зараиее запрограмированкые моменты времени, а также значение времени двигательной реак НИИ. Устройство .позволяет вести исследования характеристик динамических процессов при силовых движениях, изменяя объем нагрузок и их интенсивность, использовать новые методы текущего контроля за специальной физической подготовленностью спортсменов высокой квалификации, определять уровень специальной физической подготовленности и ее изменении в различные периоды тренировочного ,процесса, экспериментально .проверять эффективность коррекции индивидуальных треннровочных заданий с учетом показателей текущего состояния атлетов и .т. д.

Фиг.1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДО-. ВАНИЯ ДИНАМИКИ СИЛОВЫХ ДВИЖЕНИЙ, содержащее блок преобразования усилия в электрический сигнал, усилитель, согласующий каскад и логический блок, состоящий из триггера, выход которого подключен к цифровому измерителю временных интервалов, аналого-цифрового преобразователя, измерительный вход которого подключен, к выходу усилителя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены блок программного измерения здачений усилия, источник звукового сигнала с динамиком, формирователь импульса начала звукового сигнала, дополнительный триггер, дополнительный цифровой измерИтель временных интервалов, формирователь нмпульса момента начала приложения на-. грузки, формирователь импульса момента достижения экстремального значения усилия, регистр и цифровой индикатор, при этом выход согласующего каскада соединен с входами формирователя импульса момента начала приложения нагрузки и формирователя импульса момеита достижения экстремального значения, выходы которы( подключены к входам триггера, а выход ана-; лого-цифрового преобразователя подключен через регистр к цифровому индикатору, при этом регистр связан с выходом формирователя импульса момента достижения экстремального значения, источник звукового сигнала с динамиком связан через формирователь начала звукового сигнала с одним из входов дополнительного триггера, второй вход которого связан с формирователем i импульса момента начала приложения на(А грузки, а выход дополнительного триггера подключен к дополнительному цифровому измерителю временных интервалов, причем блок программного измерения значений усилия содержит подключенный к выходу формирователя импульса момеита начала приложения нагрузки двоичный счет чин с дешифратором, регистры и многопозиционные, переключатели, неподвижные контакты которых соединены с выходными .4; шинами дешифратора, а подвижные - с. входами разрешения записи в регистры, ин-s3 формационные входы которых подключены О) к выходу аналого-цифрового преобразователя, а выходы - к цифровым индикаоо торам.