Устройство для измерения длины прыжка лыжника с трамплина
Полезная модель относится к спортивному инвентарю, а именно, к оборудованию лыжных трамплинов. В устройстве для измерения длины прыжка лыжника с трамплина 12, включающем, по меньшей мере, два ряда приемников 1 сигнала приземления лыжника, установленных вдоль зоны 2 приземления лыжника на горе 9 приземления, усилитель 5 принятых сигналов, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП 6), процессор 7 и средство 8 представления информации, выход АЦП 6 соединен со входом процессора 7, выход которого соединен со входом средства 8 представления информации, использованы приемники 1 акустического сигнала, при этом устройство дополнительно содержит источник 3 тестового акустического сигнала, установленный в зоне 2 приземления лыжника, и аналоговый коммутатор 4, причем выходы приемников 1 акустического сигнала соединены со входом аналогового коммутатора 4, выход которого соединен со входом усилителя 5, выход которого соединен со входом АЦП 6; в качестве источника 3 тестового акустического сигнала использован пьезоакустический излучатель. Повышается точность и надежность измерения длины прыжка лыжника с трамплина 12, а также упрощается устройство.
Полезная модель относится к спортивному инвентарю, а именно, к оборудованию лыжных трамплинов.
Известно устройство для определения длины прыжка, содержащее первую группу N источников излучения и N приемников излучения, установленных по горизонтали с равными интервалами между собой, причем каждый источник излучения оптически связан с соответствующим ему приемником излучения, выходы приемников излучения через первую группу входов блока обработки соединены с индикатором, отличающееся тем, что, с целью повышения удобства использования, первая группа приемников и источников излучения установлена в зоне толчка сектора для прыжков, в устройство введена дополнительная группа источников и приемников излучения, установленная в зоне приземления сектора для прыжков, причем выходы дополнительных приемников излучения подключены ко второй группе входов блока обработки информации, а блок обработки информации содержит пороговый блок, первый селектор сигналов, первый вычислитель, второй селектор сигналов, второй вычислитель, регистр, сумматор, блок разрешения считывания, преобразователь, первую и вторую схемы задержки, логический блок, блок элементов И, блок элементов ИЛИ, причем выходы первого селектора сигналов соединены с входами первого вычислителя, выходы которого подключены к первой группе входов сумматора, а выходы второй группы приемников излучения подсоединены к входам второго селектора сигналов, выходы которого подключены к входам второго вычислителя, к второй группе входов которого подсоединен регистр, причем выходы вычислителя подключены к второй группе входов сумматора, выходы которого подключены к блоку разрешения считывания, выходами подключенного к второму индикатору, выходы которого соединены с первой группой входов блока элементов ИЛИ, выходом соединенных с первым индикатором, причем второй выход первого селектора сигналов подключен к первому входу логического блока, а третий выход первого селектора сигналов через первую схему задержки подключен к второму входу логического блока, при этом второй выход второго селектора подключен к третьему входу логического блока, а третий выход второго селектора подключен через вторую схему задержки к четвертому входу логического блока, причем первый, второй, третий и четвертый входы логического блока подключены соответственно к второму, третьему, четвертому и пятому входам блока разрешения считывания, а выход логического блока подключен к входу блока элементов И, выходами подключенного к второй группе входов блока элементов ИЛИ, SU 1591233.
Недостатком этого устройства является его сложность и низкая точность определения длины прыжка при значительных размерах поверхности контакта, в частности, при прыжках с трамплина. Длина лыжи составляет около 2,5 м, и определить контакт части поверхности лыжи в месте ее креплении к ноге спортсмена с поверхностью горы приземления с достаточной точностью с помощью оптических средств, практически, невозможно. Согласно правилам соревнований местом приземления лыжника является именно место контакта с зоной приземления участка лыжи в области ее крепления к ботинку лыжника, а оптические средства могут вместо этого среагировать на контакт конца лыжи с поверхностью зоны приземления.
Известно устройство для измерения длины прыжка лыжника с трамплина, включающее излучатели света и оптические приемники сигнала приземления лыжника, которым является прерывание светового потока излучателей света. Приемники установлены в два ряда вдоль зоны приземления лыжника; устройство также включает усилитель принятых сигналов, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), процессор и устройство представления информации - монитор. Выход АЦП соединен со входом процессора, выход которого соединен со входом средства представления информации; также имеется средство для определения времени приземления, представляющее собой передатчик, смонтированный на ботинке лыжника, передающий сигнал к приемнику в момент соприкосновения подошвы ботика с лыжей, JP 8117381 (А).
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Это устройство позволяет более точно измерить длину прыжка лыжника с трамплина в сравнении с вышеописанным аналогом благодаря определению времени приземления, однако, оно не обеспечивает необходимые надежность и точность определения этого времени, так как контакт лыжи с подошвой ботинка может произойти при взаимодействии конца лыжи с поверхностью зоны приземления. Следует также отметить, что реализация данного технического решения потребует переоборудования обуви всех участников соревнования, ее значительного усложнения, утяжеления и удорожания, что практически нереально.
Задачей настоящей модели является повышение точности и надежности измерения длины прыжка лыжника с трамплина, а также упрощение устройства.
Согласно полезной модели в устройстве для измерения длины прыжка лыжника с трамплина, включающем, по меньшей мере, два ряда приемников сигнала приземления лыжника, установленных вдоль зоны приземления лыжника на горе приземления, усилитель принятых сигналов, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), процессор и средство представления информации, выход АЦП соединен со входом процессора, выход которого соединен со входом средства представления информации, использованы приемники акустического сигнала, при этом устройство дополнительно содержит источник тестового акустического сигнала, установленный в зоне приземления лыжника, и аналоговый коммутатор, причем выходы приемников акустического сигнала соединены со входом аналогового коммутатора, выход которого соединен со входом усилителя, выход которого соединен со входом АЦП; в качестве источника тестового акустического сигнала использован пьезоакустический излучатель.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «Новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:
на фиг.1 - схематическое изображение трамплина и различных стадий прыжка;
на фиг.2 - фрагмент А на фиг.1 в увеличенном масштабе;
на фиг.3 - блок-схема устройства.
Устройство для измерения длины прыжка лыжника с трамплина включает, в конкретном примере, два ряда приемников 1 акустического сигнала приземления, установленных вдоль зоны 2 приземления лыжника на горе 9 приземления, включающих пьезоэлектрические микрофоны НМО 0603 (Россия) и усилители с коэффициентом усиления 100. Возможна установка приемников 1 в три и более рядов в случае большой ширины зоны 2 приземления лыжника. Устройство включает также источник 3 тестового акустического сигнала, в данном примере, пьезоакустический излучатель. Возможно использование в качестве источника тестового акустического сигнала механического устройства, например, вибратора. Аналоговый коммутатор 4 представляет собой электронное коммутирующее устройство, в частности, типа Addab S-Recorder 16b (Россия), поочередно опрашивающее приемники 1 и осуществляющее коммутацию их выходов. Усилитель 5 принятых приемниками 1 сигналов представляет собой усилитель низкой частоты с коэффициентом усиления 1000. Выход коммутатора 4 соединен со входом АЦП 6. АЦП 6 имеет 16 разрядов. Процессор 7 марки AMD DUO 2010 (США) осуществляет математическую обработку сигналов, поступающих с АЦП 6, и осуществляет расчет длины произведенного прыжка. Информация отображается средством представления информации -монитором 8.
Устройство работает следующим образом. Началом отсчета длины прыжка является край 10 стола 11 отрыва лыжника от трамплина 12. Концом отсчета является место 13 контакта участка лыжи 14 в области крепления ее к ботинку 15 лыжника с поверхностью зоны 2 приземления.
Перед началом прыжков определяют скорость распространения акустического сигнала с учетом толщины, плотности и влажности снежного покрова, температуры окружающего воздуха и других физических факторов, влияющих на скорость распространения звука в среде. Это позволяет обеспечить необходимую точность измерений.
От места 13 контакта участка лыжи 14 с поверхностью зоны 2 приземления расходится звуковая волна, которая регистрируется приемниками 1 акустического сигнала, с выхода которых аналоговые электрические сигналы поступают в разные моменты времени, определяемые расстояниями от места 13 до отдельных приемников 1. Аналоговый коммутатор 4 выдает принятые сигналы на усилитель 5, где сигналы усиливаются, после чего поступают в АЦП 6 и затем в цифровом виде подаются в процессор 7. Процессором 7 с учетом предварительно установленной скорости прохождения звука в среде и времени поступления сигналов от места 13 контакта участка лыжи 14 с поверхностью зоны 2 приземления к каждому из приемников 1 определяются координаты места 13 и, соответственно, длину прыжка.
Данное техническое решение позволяет обеспечить повышение точности и надежности измерения длины прыжка, так как позволяет определить координаты места контакта лыжи с зоной приземления именно в области крепления лыжи к ботинку лыжника, поскольку при этом происходит удар и возникает интенсивная акустическая волна, которая может быть идентифицирована на фоне значительно более слабого сигнала, возникающего при касании поверхности зоны приземления концами лыж; кроме того не требуется специальное переоборудование лыжных ботинок, что позволяет упростить и удешевить средства для измерения длины прыжков с трамплина.
1. Устройство для измерения длины прыжка лыжника с трамплина, включающее, по меньшей мере, два ряда приемников сигнала приземления лыжника, установленных вдоль зоны приземления лыжника на горе приземления, усилитель принятых сигналов, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), процессор и средство представления информации, выход АЦП соединен со входом процессора, выход которого соединен со входом средства представления информации, отличающееся тем, что использованы приемники акустического сигнала, при этом устройство дополнительно содержит источник тестового акустического сигнала, установленный в зоне приземления лыжника, и аналоговый коммутатор, причем выходы приемников акустического сигнала соединены со входом аналогового коммутатора, выход которого соединен со входом усилителя, выход которого соединен со входом АЦП.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника тестового акустического сигнала использован пьезоакустический излучатель.
