Устройство для регистрации действий спортсмена на дистанции

 

Сущность изобретения: устройство содержит контактный элемент, две дифференцирующие цепочки, два инвертора, генератор тактовых импульсов, сдвиговый регистр, модулятор, передатчик, приемник, детектор, ждущий мультивибратор, линию задержки, RS-триггер, элемент И, регистрирующий блок, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s А 63 В 69/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4875432/12 (22) 02.07.90 (46) 30.12,92. Бюл. й. 48 (72) В,А.Марашов, А.Н.Орехов, B.Ë.Ïëàêèòкин и Е,И.Шабаков (56) Зациорский В.M. и др. Спортивная метрология, M.: ФиС, 1982, с.104-129.

Авторское свидетельство СССР

N. 467745, кл. А 63 В 69/00, 1976.

Фарфель В.С. Управление движениями в спорте. M.: ФиС, 1975, с.38, Авторское свидетельство СССР

N 1284571, кл. А 63 В 69/00, 1985.

Изобретение относится к спортивной технике и может быть использовано для регистрации и анализа действий спортсменов на тренировках и соревнованиях по различным видам спорта, например, в кроссовой подготовке, спортивном ориентировании.

Устройство для регистрации действий спортсмена на дистанции широко известно (см. например, патентный поиск по данной заявке). Чаще всего такие устройства пред; назначены для регистрации скорости продвижения спортсмена или регистрации частоты его шага. Обязательным условием работы таких устройств является обеспече ние прямой видимости. между спортсменом и регистрируЮщей аппаратурой; В том слу.чае, когда невозможно обеспечить прямую видимость между спортсменом и аппаратурой, например, в спортивном ориентировании, охоте на лис, для регистрации действий спортсмена используется радиопередатчик, носимый контролируемым спортсменом.

Высокочастотные колебания от передатчи„„5LI„„1784247 Al (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

ДЕЙСТВИЙ СПОРТСМЕНА НА ДИСТАН;

ЦИИ (57) Сущность изобретения: устройство содержит контактный элемент, две дифференцирующие цепочки, два инвертора, генератор тактовых импульсов, сдвиговый регистр, модулятор, передатчик, приемник, детектор, ждущий мультивибратор, линию задержки, RS-триггер, элемент И, регистри-. рующий блок. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ка принимаются и регистрируются на аппаратуру, размещаемую у тренеров и судей.

Наиболее близким по технической сущ ности к заявляемому устройству является устройство для регистрации действия спортсмена на дистанцйи. Оно содержит размещаемый в обуви спортсмена контактный элемент ; выход которого подключен к 00 управляющему входу высокочастотного мо- Ф дулятора через последовательно соединенные дифференцирующуа цепочку, йервый . ф ждущий мультивибратор и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго ждущего мультивибратора, вход которого через инвертор подключен к выходу дифференцирующей цепочки. Выход высокочастотного модулятора подключен к передатчику с антенной, носимому контролируемым спортсменом. Передатчик излучает высокочастотные колебания через антенну в эфир только в момент начала или конца опоры спортсмена на одну из ног.

Длительность этих генерируемых радиоим1784247 ф пульсов задается первым и вторым ждущи- независимых погрешностей данных имми мультивибраторами и выбрана сущест- пульсов. Если учесть, что наименьшая дливенно различной. Приемная аппаратура, тельность i> должна быть согласована с содержащая последовательно соединен- полосой пропускания радиоканала, то строные радиоприемник, детектор, вторую диф- 5 гое соблюдение условия в наихудших услоференциальную цепочку, второй инвертор,. виях означает увеличение длительности логический элемент И, триггер и регистри- как тз, так и, причем в большей степени, р юще4,у ройство размещается в стацио- длительности г2. Следовательно, носимая н3р 1ых условиях, например, в тренерской . аппаратура должна излучать "излишне" комйате. При этом выход второй диффе- 10 длинный (с учетом наихудших условий) ренцирующей цепочки подключен также к импульс длительйостью Z, что вызывает второму" входу триггера и через ждущий излишний расход энергии носимого источ- . мультивибратор к второму входу элемента ника питания. Увеличение длительности

И, Приемйая аппаратуРа усиливает радио- импульса тз особых затруднений не вызы импульсы, детектирует и селектирует их по 15 вает, так как этот импульс генерируется апдлительности, причем коРоткий входной MM" паратурой, размещаемой в стационарных пульспереводиттриггервединичноесосто- условиях и на которую не накладываются яние. а длинйый, наоборот, обнуляет этот жесткие габаритно-весовые ограничения. триггер. В результате триггер будет нахо-: . Недостаток известного устройства дится в единичном состоянии только в мо-. 20 состоит в излишнем энергопотреблении.: мент опоры спортсмена на ногу. Сигнал с носимой аппаратуры, определяемом необ выхода триггера поступает: на" вход регбист- ходимостью существенного различия длирирующего. прибора, где регистрируется в тельностей генерируемых ждущими любой требуемой форме. Для устойчивой мультивибраторами импульсов, связанном работы устройства необходимо строгое со- 25 с независимой работой в носимой аппаратублюдение условия .: .: . : . : ре этих мультивйбраторов, а также в конструктивной сложности носимого устройства т1, < Гз < 6: . из-за наличия упомянутых мультивибраторов.. где j1 — длительность импульса первого. 30, Цель изобретения.: — уменьшение энер— ждущего мультивибратора; . - . гопотребления и конструктивное упрощет2 — длительность импульса второго we носимой аппаратуры, мультивибратора," .. " ::: . . Поставленная цель достигается тем, что гз — длительйость импульса, ждущего в устройство дополнительно введены генемультивибратора на стацйонарной аппара- Ы ратор тактовых импульсов и сдвиговый ретуре.-: .. -,....: .. -: гистр, содержащий(й+М+1) ячеек хранения

Это условие должно выполняться в ши- информации (N Ф М), выполненных в виде роком диапазоне температур окружающей..триггеров, причем вход установки единичсреды; в которой проводятся соревнования. ного состояния каждого трйггера из первых ..

Минимальная длительность импульса т1 ле- 40 й"- числа триггеров соединен с"выходом жит в пределах единиц миллисекунд, чт дифференцируемой цепочки, а вход устатребует применения в первом ждущем новки единичного состояйия последующих мультивибраторе времязадающего конден-. М вЂ” числа триггеров, начиная с (N+1) соедисатора достаточно большой емкости (десят- нен с выходом инвертора прототипа. Выход ки тысяч пикофарад). Аналогичный 45 генератора тактовых импульсовссинхрониконденсатор во втором ждущем мультивиб- зирующим входом регистра сдвига. Генерараторедолжен иметьещебольшуюемкость, тор тактовых импульсов генерирует

Как известно, конденсаторы большой емко- непрерывную последовательность импульсти имеют весьма низкую температурную сов с периодом T - 1/F, где F — частота стабильность и относительно большие га- 50 последовательности, с которой информа. баритные размеры. Нестабильность дли- ция в сдвиговом регйстре продвигается от тельности кажДого импульса — величина первого триггера к последнему. При случайная, причем в данном устройстве не- опоре спортсмена на ногу контактный стабильность работы каждого ждущего элемент замыкается и на выходе дифмультивибратора. статически независима 55 ференцирующей цепочки генерируется от нЕстабильности другого мультивибра- импульс, который переводит первые N торэ в силу независимости их работы. триггеров регистравединичноесостояние.

Следовательно, условие r1< гз < т2 должно Под воздействием тактовых импульсов пособлюдаться в худших условиях статически следовательность из N единиц начинает

1784247

5 продвигаться в регистре к его выходу, Через ние триггера 15. Выход инвертора 12 падинтервал времени t»q = MT последний ключей к первому входу элемента И 16„ триггер регистра будет переведен в единич- второй вход которого соединен с: выходом ное состояние. Этот триггер будет нахо- ждущего муль гивибратора 13, а выход поддиться в единичном состоянии в течейие 5 ключен к входу установки едийичногососто- . -времени r1 = ЙТ. Выход последнего"трйгге-: яния триггера 15, выходом подключейного к ра управляет работой высокочастотното мо-, . входу регистрирующего блока 17. дулятора. Следовательно, передатчик в - Устройство для pe èñòpàöéè действий этом случае будет излучать радиоимпульс спортсмена на дистанции работает следудлительностьЮ tt, Çàäeð>êàíHÛé ОтнОСи- 10 ющим образом. Установленный в обуви тельно начала опоры на ногу на время Х,дд. спортсмена койтактный элемент 1 вырабаПрй окончаний опоры спортсмена на ногу .. тывает потенциальный сйгнал при опоре импульсгенерирубтсянавыходеинвертора.: спортсмена на одну и3 йог. ПродолжительЭтот импульс переводит в единичное состо- ность сигнала определяется длительностью яние трйггеры сдвигового регистра, с номе- 15 опоры. Этот сигнал" первой дифференрами от N + 1 и кончая N + М. Поэтому" цирующей цепочкой 2 преобразуется в . радиопередатчик будет излучать радиоим- последовательность положительных и отпульс с длительйостью х2= МТ. Для устране- рицательных импульсов, соответствую@их ния погрешности в моменте начвла началу и концу опоры спортсмена на ногу, генерирования импульса t1 мвжДу ВыхО- 20 Положительный импульс переводит в еди дом второйдифференцирующей цепочкии ничное состояние первые N триггеров 8 обнуляющим входом триггера прототййа сдвйгового регистра 5. Отрицательный им- включейа линия задержка с длительно-. пульс инвертируется в инверторе 3 и перестью задержки t = (N.+ М)Т. " :,""" водит в единичное состояние триггеры 8 с

На чертеже показана структурная схе- 25 номерами t = N+1, N+M сдвигового регистра ма устройства, " .: 5. Генератор сдвигoBblx импульсов генериУстройство содержит контактный эле- рует импульсную последовательность с часмент 1 со средствами крепления на обуви татой F» Fm, где FUJ — ыаксимальная спортсмена через дифференциальную це- частота спортсмена. Эта последовательпочку 2 подключенный к входу инвертора 30 ность поступает на синхрьвход сдвигового

3. Кроме того, "на сйортсмене размещены- регистра 5. Поэтому содержимое регистра 5 генератор тактовых импульсов 4, сдвиго-.:с частотой F nðîäaèãàåòÑÿ от"ето начала к вый регистр 5, выходом подключенный че- концу, т,е. от первого триггера 8 к (К+1+1)рез высокочастотный модулятор 6 к входу му триггеру 8. В результате через время радиопередатчика 7; Сдвиговый регистр 5 35 t3 = T(N+1) после начала опоры спортсме-. . из (И+М+1} последовательно соединенных йа на ногу последний (N+ М+ 1)-й триггер ячеек хранения, в качестве которых мо- 8 сдвигового регистра 5 будет переведен гут быть применены 0-триггеры 8. Син- в единичное состояние,"в котором он будет хронизирующие входы всех триггеров 8 находиться интервал времени "х1 -- NT, параллельны и представляют собой сикх- 40. где Т=1fF — периодследования импульсов ронизирующий вход сдвигового регистра 5, генератора тактовых импульсов 4. В случае который подключен к выходу генератора окончания опоры спортсмена на ногу потактовых импульсов 4. Выходом сдвигового следний триггер 8 перебрасываетСя в едирегистра 5 служит выход последнего, ничное состояние с приходом первого (й+М+1) триггера 8. Вход установки еди- 45 текущего импульса с-выхода генераторатакничного состояния каждого триггера 8 из товых импульсов 4 и будет находится в этом первых N — числа триггеров соединен с состоянии время х2 = МТ, Радиоимпульсы выходом дифференцирующей цепочки 2. длительностьюх илих2формируются высоВход установки единичного состояния по- кочастотным модулятором 6 и с помощью следующих M — числа триггеров 8 с номе- 50 передатчика 7 излучаются в эфир. Приемник рами 1 = и + 1, N + М соединен с,выходом 9 принимает колебания из эфира, усиливает инвертора 3. Радиопередатчик 7 через эфир их и подает на вход детектора 10, где выдесоединен с выходом инвертора 3. Радиопе- . ляется огибающая радиоимпульса, На выхоредатчик 7 через эфир соединен с входом де детектора. 10 действует импульсная приемника 9, соединенного через детектор 55 последовательность, состоящая из видео10 и вторую дифференциальную цепочку 11 импульсов длительностью х и хъ, соответстс входом инвертора 12, входом ждущего вующие началу опоры (с задержкой, д) и мультивибратора13ичерезлиниюзадерж- концу опоры спортсмена на ногу. Диффеки 14 с входом установки в нулевое состоя- ренцирующая цепочка 11 выделяет пере7 - 1784247

8 дний и задний фронт каждого импульса.. вес носимой аппаратуры. Укаэанные доСто -

Импульс положительной полярности, со- ийствэ сообщают данному йредложеййа ответствующий йачалу импульса i или технико-экономическую эффективность задерживается в линии задержки 14 и применения в народном хозяйстве для подобнуляет содержймое триггера 15, а также 5 готовки спортсмейов выСокого класса. запускает ждущий мультивибратар 13. Ждущий мультивибратор 13 генерирует импульС Ф о р м у л э и з о б р е т е н и я длительностью тз, причем эта длительность 1;устройстводля регистрациидействий выбирается из условия t1 < f3 < xg (напри-:. спортсмена на дистанции, содержащее конмер, 73=(71+ 72)/2).:;; ;- .. 10 тактный элемент со средствами крепления:

На выходе элемента И 16 будет дейст- на обуви, выходом подключенный через " вовать импульс только в момент совпадения .. первую дифференцирующую цепочку к вхо- импульса мультивибратора 13 и ймпульса дупервогО инвертора, последовательно соотрицательной полярйости на входе инвер- единенные высокочастотный модулятоР и тора 12, т. е; импульс на выходе элемента 15 радиопередатчик, приемник и"детектоР, И 16 соответствует окончанию импульса ц, . вторую дифференцирующую цепочку, втоСигнал с выхода элемента И 16 переводит рой инвертор, элемент И, RS-триггер и реги- триггер 15 в еДйничное состояние, при- стрирующий блок, причем выход второй чем этот перевод осуществляется с за- дифференцирующейцепочкичерезждущий держкой zi - NT относительно начала 20 мультивибраторподключенкаторомувходу первого импульса. Для устранения этой за-, элемента И отл и ч а ю ще е с я тем, что, держки, а также задержки t>a формирова- с целью уменьшения энергопотребления ния импульса х1 время задержки сигнала пРи конструктивном упрощении, дойолнив линии задержки 14 выбрано равным t„тельно введенЫ линия задержки, генератор

- ьд + г = (й+М)Т. Следовательно, со- 25 тактовых импульсов и сдвиговый региСтр, стояние триггера 15 соответствует состоя- пРичем -выходы первой дифференцируюHalo контактного элемента 1 с задержкой tg, We> цепочки и первого инвертора подклюСигнал с выхода триггера 15 поступает на .:. чены к Установочным:входам сдвигового вход регистрирующего блока 17; где регист- .. РегистРа, синхрониэирующие входь1 кото-, рйруется в любой требуемой форме. 30 Рого соединены с генератором тактовых им- :

Предлэгаемое устройство дает возмож- пульсов, выход сдвигового регистра ность регистрировать и анализировать дей- ггодключен к входу высокочаСтотного модуствия, спортсменов в видах спорта, где лятора,авыходвторойдифференцирующей участники состязаний действуют сугубо ин- цепочки через лйнию задержки соединен с дивидуально вне поля зрения тренеров, су- 35 S-входом RS-триггера., дей, зрителей. По сравнению с прототипом 2, Ycrpойство по п.1. о т л и ч а ю щ е епредлагаемое устройство в среднем мень- . c я тем. что сдвиговый регистр содержит ше работает на излучение, радиосигналов, D-триггеры; соединенные последовательно, что позволяет уменьшить потребляемую íî- пРмчем "устййовочные входы О-триггеров, . симой аппаратурой мощность. Это позволя- 40 кроме nîeééíårî, являются установочныгт снйзить. вес зэкрепляемой на спортсмене ми входам РФЙЮРЪ; а синх бнизирующие

ЭППаРатУРЫ За СЧЕТ СНИжЕНИя ВЕСа ИСтОЧНИ- ВХОД О-тРИГГеРОВ ЯвЛЯЮтСЯ ВХбдаМИ СДВИ ков питания. Кроме того, конструкция дан- roaoro Регйстра; прйчем выход последнего ного предложения проще известного 0-триггера является выходом:сдвигового устройства, что так же несколько снижает 45 РегистРэ.

1784247

Составитель В. Марашов

Техред М.Моргентал Корректор 3. Салко

Редактор Т. Горячева

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4325 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5