Устройство для определения работы мышц при вертикальном перемещении спортсмена Советский патент 1987 года по МПК A61B5/22 

Изобретение относится к измерительной ехнике и предназначено для определения аботы мышц спортсмена при тестировании вигательных качеств.

Цель изобретения - повышение точости при одновременном сокращении вреени обследования.

На фиг.1 приведена типичная зависи- мость силы реакции опоры от времени при прыжке вверх; на фиг.2 - блок-схема устройства.

Устройство состоит из тензоплатформы 1, усилителя 2, четырех формирователей 3-6 прямоугольных импульсов, трех аналоговых ключей 7-9, трех блоков 10-12 выборки- хранения, регулируемого ждущего мультивибратора 13,- делителя 14 напряжения, компаратора 15, двух элементов ИЛИ 16 и 17, двух интеграторов 18 и 19, триггера 20, алгебраического сумматора 21, двух аналоговых перемножителей-делителей 22 и 23 и индикатора 24.

Работа, соверщаемая спортсменом при вертикальном перемещении тела, численно равна работе сил реакции опоры при перемещении общего центра масс спортсмена. Работу, которую соверщил спортсмен, можно представить через прирост кинетической энергии движения его тела, которая, в свою очередь, может быть определена через импульс силы реакции опоры Р. Зная массу тела спортсмена m и, рассчитав с помощью интегрирования импульс, работу можно вычислить по формуле

А -| Cfri

где А- работа, совершаемая спортсменом;

Р - импульс силы;

m - масса тела спортсмена.

Для определения искомого импульса Р, равного площади фигуры, ограниченной участком кривой ДЕР и отрезком прямой ДЕ на фиг.1, необходимо из площади фигуры ABCДEFN, соответствующей полному импульсу реакции опоры Рг, вычесть площадь прямоугольника ABMN, соответствующего импульсу статического веса тела Рь

Устройство для определения работы мышц при вертикальном перемещении спортсмена работает следующим образом.

Испытуемого устанавливают на тензо- платформу 1. Сигнал, соответствующий статическому весу тела, через усилитель 2 поступает на информационный вход первого аналогового ключа 7 и на вход первого формирователя 3 импульса, сигнал которого одновременно запускает регулируемый ждущий мультивибратор 13 и, пройдя первый элемент ИЛИ 16, устанавливает триггер 20 в состояние «О. Длительность импульса ждущего мультивибратора устанавливают достаточной для запирания первого аналогового ключа 7 на период релаксации колебаний тензоплатфоры, связанных с установкой испытуемого на тензоплатформу 1. Этот же импульс поступает на второй формирователь 4 импульса, где происходит формирование импульса по заднему фронту и его

задержка. Импульс с выхода второго формирователя 4 импульса поступает на вход управления первого блока 10 выборки-хранения, в котором во время действия импульса происходит выборка сигнала, поступающего на информационный вход первого блока 10 выборки-хранения. По окончании действия импульса происходит запоминание сигнала, соответствующего статическому весу тела. Этот сигнал поступает на информационный вход третьего аналогового ключа 9

5 и на делитель 14 напряжения, в котором происходит вычисление удвоенной массы тела. При перемещении испытуемого сигнал с первого аналогового ключа 7 поступает на входы третьего и четвертого формироQ вателей 5 и 6 импульса, сигналы которых, пройдя через второй элемент ИЛИ 17, устанавливают триггер 20 в состояние «1, вследствие чего происходит отпирание второго и третьего аналоговых ключей 8 и 9, сигналы с выходов которых поступают rfa

5 первый и второй интеграторы 18 и 19. Одновременно происходит выборка блоками 11 и 12 выборки-хранения результатов интегрирования, соответствующих импульсам статического веса тела и полного импульса реакции опоры. В момент отрыва испытуемого

0 от тензоплатформы 1 срабатывает компаратор 15, импульс которого, пройдя первый элемент ИЛИ 16, устанавливает триггер 20 в состояние «О, в результате чего импульс триггера 20 закрывает второй и третий аналоговые ключи 8 и 9. Одновременно происходит запоминание вторым блоком 11 выборки-хранения сигнала, соответствующему импульсу статического веса тела испытуемого, а также третьим блоком 12 выборки- хранения сигнала, соответствующему полНо0 му импульсу реакции опоры. Сигналы, соответствующие обоим импульсам, поступают на входы алгебраического сумматора 21, где происходит вычисление импульса силы Р. Сигнал, соответствующий импульсу Р, поступает на второй аналоговый перемножитель5 делитель 23, где происходит возведение сигнала в квадрат. Сигнал с выхода второго аналогового перемножителя-делителя 23 поступает на первый аналоговый перемножитель-делитель 22, на другой вход которого подается сигнал, соответствующий двойной массе тела испытуемого, вычисленной в де- лиетел 14 напряжения. Здесь происходит вычисление работы мыщц испытуемого при вертикальном перемещении его тела. Результат вычисления выводится на индикатор 24. 5 Применение предлагаемого устройства позволяет интенсифицировать процесс измерения и его точность путем автоматизации и устранения погрешностей, возникающих в

5

результате ручной обработки данных, а также сокращает время обследования спортсменов.

Формула изобретения

Устройство для определения работы мышц при вертикальном перемещении спортсмена, содержащее тензоплатформу, усилитель и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при одновременном сокращении времени обследования, оно дополнительно содержит первый, второй, третий и четвертый формирователи импульса, первый, второй и третий аналоговые ключи, первый, второй и третий блоки выборки-хранения, регулируемый ждущий мультивибратор, делитель напряжения, компаратор, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй интеграторы, триггер, алгебраический сумматор, первый и второй аналоговые перемножители-делители, причем тензоплатформа через усилитель соединена с первым входом первого аналогового ключа и через первый формирователь импульса - с первым входом первого элемента ИЛИ и с входом регулируемого ждущего мультивибратора, выход которого подключен к второму входу первого аналогового ключа и через второй формирователь импульса - к первому входу первого блока выборки-хранения, второй вход которого соединен с выходом первого аналогового ключа, с входами третьего и четвер

того формирователей импульса, с первым входом второго аналогового ключа и первым входом компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с вторым входом первого элемента ИЛИ,

выходы третьего и четвертого формирователей импульса подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, выход первого блока выборки-хранения соединен через делитель напряжения с первым входом первого аналогового перемножителя- делителя и с первым входом третьего аналогового ключа, выход триггера подключен к второму входу второго аналогового ключа, к второму входу третьего аналогового ключа и к первым входам второго и третьего блоков выборки-хранения, выход третьего аналогового ключа через первый интегратор соединен с вторым входом второго блока выборки-хранения, выход которого подключен к первому входу алгебраического сумматора, выход второго аналогового ключа через второй интегратор соединен с вторым входом третьего блока выборки-хранения,

выход которого подключен к второму входу алгебраического сумматора, выход которого через второй аналоговый перемножитель-делитель соединен с вторым входом первого аналогового перемножителя-делителя, выход которого подключен к индикатору.

F П

/1 Фиг.1

/V

t

Изобретение предназначено для определения работы мышц спортсмена при тестировании двигательных качеств и позволяет повысить точность при одновременном сокращении времени обследования. Устройство содержит тензоплатформу 1, усилитель 2, формирователи 3,4,5 и 6, аналоговые ключи 7,8 и 9, блоки 10,11 и 12 выборки-хранения, мультивибратор 13, делитель 14, компаратор 15, элементы ИЛИ 16 и 17, интеграторы 18 и 19, триггер 20, сумматор 21, перемножители-делители 22 и 23 и индикатор 24. Работа, совершаемая спортсменом определяется как прирост кинематической энергии движения его тела через импульс силы Р реакции опоры. Определяется статический вес тела, сигнал поступает на формирователь 3, триггер 20, на формирователь 4 и далее на делитель 14. При перемещении испытуемого сигнал поступает на формирователи 5 и 6 и на блоки 11 и 12, где запоминается сигнал, соответствующий импульсу статического веса тела и полному импульсу реакции опоры. На сумматоре 21 вычисляется импульс силы Р. На перемножитель-делитель 22 поступает сигнал, соответствующий Р, а также сигнал с делителя 14, пропорциональный двойной массе тела, по которым определяется работа мышц при вертикальном перемещении тела испытуемого. 2 ил. г (Л to 00 ел ел

Составитель М. Пластинин

Редактор С. ЛисинаТехред И. ВересКорректор И. Муска

Заказ 7836/4Тираж 616Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва,. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4