Устройство для измерения параметров опорного прыжка Советский патент 1982 года по МПК A63B5/00 

Предлагаемое устройство относится к спортивной измерительной аппаратуре и предназначено для измерения параметров опорного прыжка на тренировкак и соревнованиях гимнастов.

Известно устройство для измерения параметров опорного прыжка, содержащее датчик давления толчка о мостик и конь и схему управления, включа- Q ющую мультивибратор, три логические схемы ИЛИ, три логические схемы И, генератор тактовых импульсов, счетчик времени разбега и блок индикации 1.

Недостатком известного устройства i- является низкая эффективность контроля, поскольку оно затрудняет сравнение скоростных показателей гимнастов .

Как показывают исследования, мак- симальную скорость гимнасты набирают к последним 5-6 метрам разбега. Поэтому отмеченный недостаток можно устранить автоматическим измерением скорости на контрольном участке не- 25 посредственно перед мостиком;

Целью настоящего изобретения является повы1«ение эффективности контроля путем автоматического измерения скорости разбега гимнаста.30

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения параметров опорного прыжка содержит два источника света и два фотоэлемента, устанавливаемые соответственно в начальном и конечном пунктах разбега, счетчик скорости разбега, двоичный умножитель, счетчик длины контрольного участка разбега, переключатель длины контрольного участка разбега, триггер деления, второй и1ультивибратор, четвертую логическую схему ИЛИ и четвертую логическую схему И, причем выход первого фотоэлемента через первый мультивибратор соединен с одним из входов счетчика длины контрольного участка разбега, а выход второго фотоэлемента через второй мультивибратор связан с первым входом второй схем1-1 ИЛИ и одним из входов триггера деления, выход которого соединен с первым входом четвертой схемы И, второй вход которой связан с выходом генератора тактовых импульсов. Выход четвертой схемы И соединен со входом счетчика скорости разбега и тактовым входом двоичного умножителя, а выход последнего - со счетным входом счетчика длишл контрольного участка разбега, информационные входы которого подключены к выходам Переключателя длины контрольного участка разбега, причем управляющие входы двоичного умножителя соединены с выходами счетчика времени разбега а -управляющий ВЕЛХОД счетчика длины контрольного участка разбега - с пер вым входом четвертой схемы ИЛИ, выход которой связан со входом тригге ра деления, выходы счетчика скорост разбега соединены со входами блока индикации, выход которого соединен с обнуляющим входом счетчика скорос ти разбега и вторым входом четверто схемы ИЛИ. Структурная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже. Источник света 1, подключенный к шине напряжения питания , и оптически связанный с ним фотоэле мент 2 установлены в начале контрол ного участка разбега по разные стороны дорожки. Выход фотоэлемента 2 через мультивибратор 3 соединен со входом предварительной записи счетчика 4 длины контрольного участка разбега и установочным входом триггера времени разбега 5. Выход триггера 5 связан с первым входом логи ческой схемы И 6, выход которой соединен со счетным входом счетчика времени разбега 7, а выходы последнего - с управляющими входами двоич ,ного умножителя 8, Оптически связан ные источник света 9,, подключенный к шине напряжения питания г и ф тоэлемент 10 установлены в .конце контрольного участка разбега по ра ные стороны дорожки. Выход фотоэлемента 10 через мультивибратор 11 со единен с установочным входом триггера деления 12 и с первым входом схемы ИЛИ 13, выход которой связан со входом обнуления триггера времени разбега 5. Выход триггера деления 12 соединен с первым входом схемы И 14, выход которой соединен с тактовым вхо дом двоичного умножителя С и счетны входом счетчика скорости разбега 15 Выход двоичного умножителя 8 соединен со счетным входом счетчика длины разбега 4, управляющий выход которого связан с перв.ым входом схемы ИЛИ 16, а выход последней - со входом обнуления триггера деления 12. Информационные входы счетчика 4 сое нены с выходами переключателя длины контрольного участка разб€ га 17. Выходы датчиков давления 18-20, установленных иа толчковом мостике в соответствии с зонами недоступ, центр, заступ, соединены с уста - новочными входами соответствующих триггеров регистра 21 зоны толчка о 1остик и входами схемы ИЛИ 22, вы ход которой связан с первм - входом схемы И 23, а выход последней - со счетным выходом счетчика 24 времени толчка о мостик. Выходы датчиков давления 25-29, становленных под об1гавкой коня в соответствии с зонами оценок прыжка в баллах: 10, 9, 8, 9, 10, соединены с установочными входами соответствующих триггеров регистра 30 зоны толчка о коня и входами логической схемы ИЛИ 31. Выход схемы ИЛИ 31 соединен с первым входом схемы И 32, а выход последней - со счетным входом счетчика времени толчка о коня 33, Выход генератора тактовых импульсов 34 соединен со вторым входом схемы И 14 и входом делителя частоты 35, первый выход которого связан со вторым входом схемы И б, а его второй выход - со вторым вхо.дом схемы И 23 и вторым входом схемы И 32. Выходы счетчика скорости разбега 15, регистра 21 зоны толчка о мостик, счетчика 24 времени толчка о мостик, регистра 30 зоны толчка о коня и счетчика 23 времени толчка о коня соединены со входами блока индикации 36, выход которого связан со вторым входом схемы ИЛИ 13, вторым входом схемы ИЛИ 16, входами обнуления триггера регистра 21 зоны толчка о мостик и регистра 30 зоны толчка о коня, обнуляющими входами счетчика времени разбега 7, счетчика скорости разбега 15, счетчика 24 времени толчка о мостик и счетчика 33 времени толчка о коня. Устройство работает следующим образом. Перед измерением параметров прыжка очередного гимнаста, а также после включения устройства происходит его установка в начальное состояние путем подачи сигнала обнуления с выхода блока индикации 36 на входы обнуления триггеров регистров 21, 30, обнуляющие входы счетчиков 7, 15, 24, 33 и через схемы ИЛИ 13, 16 соответственно на входы обнуления триггера времени разбега 5 и триггера деления 12.. , В начале контрольного участка разбега гимнаст прерывает световой поток от источника света 1 к фотоэлементу 2. По заднему фронту сигнала с выхода фотоэлемента 2 мультивибратор 3 вырабатывает импульс, который устанавливает в единичное состояние триггер времени разбега 5 и осуществляет запись кода с выхода переключателя 17 длины участка разбега в счетчик 4. Установка триггера 5 в единичное состояние приводит к подаче счетных импульсов с периодом Т 0,01 сек с первого выхода делителя частоты 35 через схему И б на счетный вход счетчика времени разбега 7.По переднему фронту сигнала с выхода фотоэлемента 10 в момент окончания прохождения гимнастом контрольного участка разбега происходи запуск мультивибратора 11. Импульс с выхода мультивибратора 11 через схему ИЛИ 13 поступает на вход обн ления триггера времени разбега 5, в результате чего отсчет времени р бега прекращается. Одновременно этот же импульс, поступая на установочный вход триггера деления 12, инициирует выполнение операции дел ния кода длины кйнтрольного участк разбега, хранящегося в счетчике 4, на код времени разбега, зафиксированный счетчиком 7. Деление осуществляется следующи образом. Установка триггера делени 12 в единичное состояние приводит к подаче тактовых импульсов с час тотой f с выхода генератора 34 че рез элемент И 14 на счетный счетчика скорости разбега 15 и на счетный вход двоичного умножителя управляющие входы которого связаны с выходами счетчика времени разбега 7. Частота импульсов на выходе двоичного умножителя определяется выражением .. -, И) A J--T t время разбега; максимальное время разбега. Величина определяется разрядностью п счетчика 7 и дискретностью измерения времени -разбега Т в соответствии с выражением - Т , - ц- I Импульсы с выхода двоичного умножителя 8 поступают на вх.од счетчи ка длины участка разбега 4, работакидего на вычитание. В момент, когда содержимое счетчика 4 станет равно нулю, на его выходе появляется сигнал Заем, который через схему ИЛИ 16 поступает на вход обнуления триггера деления 12 и, таким образо блокирует подачу тактовых импульсов на счетчик 15 и двоичный умножитель Время обнуления счетчика длины учас ка разбега 4 определяется формулой где L - длина контрольного участка разбега; nij - масштаб представления длин Число импульсов, поступивших за время на вход счетчика скорости разбега 15, вычисляется по формуле NV ff.TpB(3) , Выражение (3J ,на основании соотношений ( 1 ) и (2) приводится к вид Т .сс Следовательно, код, зафиксированный на счетчике 15, пропорционален скорости V гимнаста на контрольном участке разбега. При наскоке гимнаста на мостик сигнал с одного из датчиков давления 18-20 устанавливает в единичное, состояние соответствующий триггер регистра 21 зоны толчка о мостик. Одновременно этот сигнал, пройдя через схему ИЛИ 22 и поступив на первый вход схемы И 23, обеспечивает подачу счетных импульсов с периодом Tj 0,001 сек со второго выхода делителя частоты 35 через схему И 23 на счетный вход счетчика 24 времени толчка о мостик. Счетные импульсы Т и Т образуются в результате деления тактовых импульсов f, поступающих на вход делителя частоты 35 с выхода генератора тактовых импульсов 34. Фиксация положения ; рук при толчке о коня осуществляется путем установки в единичное состояние одного из триггеров регистра 30 зоны толчка о коня сигналом с выхода соответствующего возбужденного датчика давления - одного из 25-29. Сигнал врзбужденного датчика давления, пройдя через схему ИЛИ 31, поступает на первый вход схемы И 32 и таким образом обеспечивает прохождение через последнюю импульсов с периодом Т, 0,001 сек со второго выхода делителя частоты 35 на счетный вход счетчика 33 времени толчки о .коня. Сигналы с выходов счетчиков 15, 24 и 33, регистров 21 и 30 поступают на соответствующие входы блока индикации 36. Описанное устройство автоматически измеряет следующие параметры опорного прыжка; скорость разбега, время и место толчка о мостик, время и место толчка о коня. Длина и положение контрольного участка, на котором осуществляется измерение скорости, могут оперативно изменяться необходимой расстановкой источников светового излучения и оптически связанных с ними фотоэлементов; при этом переключатель длины контрольного участка разбега устанавливается.в положение, соответствующее расстоянию между фотоэлементами. Отмеченное достоинство позволяет измерять скорость гимнаста на любом участке и, что особенно важно, на последних метрах разбега. Автоматическое измерение параметров опорного прыжка существенно овегчает работу тренера и повьыает эффективность тренировок. Формула изобретения Устройство для измерения параметРВ опорного прыжка, содержащее датчики давления толчка о мостик и конь и схему управления, включающую мультивибратор, три логические схемы ИЛИ, три логические схемы И, генератор тактовых импульсов, счетчик времени разбега, делитель частоты и блок индикации, отличающе-, е с я тем, что, с целью повьаиения эффективности контроля, оно имеет два источника света и два фотоэлемента, установленных соответственно в начальном и конечном пунктах разбега, счетчик скорости разбега, двоичный умножитель, счетчик длины контрольного участка разбега, переключатель длины контрольного участка раэбега, триггер деления, второй муль тивибратор, четвертую логическую схему ИЛИ и Ч1етвертую логическую схему И, причем выход первого фотоэлемента через первпый мультивибратор соединен с однимиз входов счетчика длины контрольного участка разбега, а выход второго фотоэлемента через второй мультивиб{)атор связан с первым входом TOpoPi логической схемы ИЛИ и одним из входов триггера деления, выход,которого соединен с первым входом четвертой логической схемы И, второй вход которой связан с выходом генератора тактовых импульсов, выход четвертой логической схемы И соединен с входом счетчика скорости разбега и тактовым входом двоичного умножителя, а выход последнего - со счетным входом счетчика длины контрольного участка разбега, информационные входы которого подключены к выходам переключателя длины

контрольного участка разбега, причем управляющие входы двоичного умножителя соединены с выходами счетчика времени разбега, а управляющий выход счетчика длины контрольного участка

разбега - с первым входом четвертой логической схемы ИЛИ, выход которой связан с входом триггера деления, выходы счетчика скорости разбега соединены с входами блока индикации,

выход которого соединен с обнуляющим входом счетчика скорости разбега и вторым входом четвертой логической схемы

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2594221/12, кл, А 63 В 5/00, 23.03.78.