динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств (варианты)

Формула изобретения

1. Динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств, включающий ударный снаряд с кожухом и наполнителем, внутри которого размещен датчик давления, связанный с устройством индикации с помощью аналого-цифрового преобразователя его сигнала, отличающийся тем, что датчик выполнен в виде, по меньшей мере, двух катушек индуктивности, расположенных вдоль одной оси на расстоянии друг от друга, ограниченном слоями упругого наполнителя, причем на передающую катушку подают переменный электрический ток, а другая, приемная, катушка является приемником электромагнитных колебаний, излучаемых передающей катушкой.

2. Динамометрический тренажер по п.1, отличающийся тем, что наполнитель выполнен из нескольких слоев и содержит слои пружин различной плотности.

3. Динамометрический тренажер по п.1, отличающийся тем, что катушки расположены коаксиально.

4. Динамометрический тренажер по п.1, отличающийся тем, что датчик содержит, по меньшей мере, одну дополнительную компенсационную катушку, расположенную коаксиально приемной или передающей катушке.

5. Динамометрический тренажер по п.1, отличающийся тем, что датчик подключен непосредственно к аналого-цифровому преобразователю.

6. Динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств, включающий ударный снаряд с кожухом и наполнителем, внутри которого размещен датчик давления, связанный с устройством индикации с помощью аналого-цифрового преобразователя его сигнала, отличающийся тем, что датчик выполнен в виде дополнительного электропроводного элемента, имеющего форму замкнутого контура или пластины и, по меньшей мере, двух размещенных на расстоянии от дополнительного элемента катушек индуктивности, расположенных вдоль одной оси на расстоянии друг от друга, ограниченном слоями упругого наполнителя, причем на передающую катушку подают переменный электрический ток, а другая, приемная, катушка является приемником электромагнитных колебаний, излучаемых передающей катушкой.

7. Динамометрический тренажер по п.6, отличающийся тем, что наполнитель выполнен из нескольких слоев и содержит слои пружин различной плотности.

8. Динамометрический тренажер по п.6, отличающийся тем, что катушки расположены коаксиально, а дополнительный элемент размещен непосредственно рядом с одной из катушек датчика.

9. Динамометрический тренажер по п.6, отличающийся тем, что датчик содержит, по меньшей мере, одну дополнительную компенсационную катушку, расположенную рядом с приемной и передающей катушками.

10. Динамометрический тренажер по п.6, отличающийся тем, что датчик содержит, по меньшей мере, одну дополнительную компенсационную катушку, расположенную коаксиально приемной или передающей катушке.

11. Динамометрический тренажер по п.6, отличающийся тем, что пластина датчика выполнена из алюминиевой фольги, ламинированной в пленку.

12. Динамометрический тренажер по п.6, отличающийся тем, что датчик подключен непосредственно к аналого-цифровому преобразователю.

13. Динамометрический тренажер по п.6, отличающийся тем, что дополнительный электропроводный элемент выполнен в виде кольца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спорту и касается конструкции учебно-тренировочных снарядов для контроля и отработки ударов в боксе и других видах силовых единоборств. Оно может использоваться также при оборудовании спортивных аттракционов, компьютерных игр, а также везде, где требуется определение скоростных и силовых характеристик удара или оценка толчковых движений.

Известен динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств, содержащий ударный снаряд с наполнителем, внутри которого расположена упругая капсула с водой, в которой размещен датчик давления, связанный с устройством индикации с помощью одного или нескольких функциональных преобразователей его сигнала (RU 42960, U1, пуб. 27.12.2004, А63В 69/20). Поскольку жидкость почти несжимаема, а капсула выполнена упругой, то при ударах по ударному снаряду давление удара передается на датчик, размещенный в капсуле, а измеренное давление жидкости достаточно точно отражает ударное воздействие на капсулу. Давление жидкости в капсуле можно преобразовать в параметры удара: силу, энергию, резкость.

Однако такому тренажеру присущи следующие недостатки. Упругая капсула, заполненная жидкостью, при ударах вибрирует. Вибрации воспринимаются датчиком давления.

При ударе по ударному снаряду за основным импульсом давления от удара следует еще несколько импульсов от вибрации стенок капсулы. Эти импульсы давления от вибрации в капсуле могут достигать величины, соизмеримой с основным импульсом давления. Второй импульс может быть воспринят устройством индикации как следующий удар по снаряду. Можно придать большую толщину стенкам капсулы, но это не приносит желаемого результата. Кроме того, в ударных снарядах наполнитель обычно насыпной из кусков различных материалов - кожи, резины, поролона, ветоши, шерсти и т.п. Использование такого наполнителя в динамометрическом тренажере приводит к тому, что плотность наполнителя изменяется после многочисленных ударов по ударному снаряду, она становится разной по высоте мешка, что приводит к необъективному отражению параметров удара. Также из-за этого затруднена установка начального давления в капсуле при использовании.

Указанные недостатки устранены в изобретении, наиболее близком к заявленному (RU 2292932, С1, 10.02.2007, А63В 69/20). Известный динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств, содержащий ударный снаряд с наполнителем, внутри которого расположен датчик давления, связанный с устройством индикации с помощью одного или нескольких функциональных преобразователей его сигнала, в том числе аналого-цифрового преобразователя выходного напряжения блока датчика давления. Имея значительные преимущества по сравнению с другими известными тренажерами данное устройство, тем не менее, обладает следующими недостатками.

Использование капсулы с жидкостью целесообразно только для больших мишеней, мешков или больших боксерских груш. В небольших капсулах, например в цилиндре объемом в пять кубических дециметров, ударами рукой могут создаваться импульсы давления, превышающие 20 атмосфер. Это требует повышения прочности капсулы, усложняет изготовление уплотнений и значительно удорожает все изделие.

Известен тренировочный снаряд для бокса (SU 1750714, А1, пуб. 30.07.1992, А63В 69/20) с расположенным внутри него датчиком фиксации удара и определения его скорости. Датчик выполнен в виде одной катушки индуктивности с металлическим стержнем внутри. При нанесении удара спортсменом по тренажеру стержень перемещается, вызывая в обмотке катушки фиксируемый электрический сигнал.

Недостатком известного устройства является его низкая информативность, так как такая конструкция датчика позволяет лишь фиксировать удары, не определяя их параметры.

Указанные недостатки устранены в заявленном устройстве, воплощенном в двух вариантах. Оба варианта решают одну техническую задачу и направлены на достижение одного и того же технического результата - повышение эффективности тренировочного процесса за счет повышения информативности и точности обследования удара, производимого спортсменом по тренажеру.

Указанный технический результат достигается за счет того, что по первому варианту:

динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств, включающий ударный снаряд с кожухом и наполнителем, внутри которого размещен датчик давления, связанный с устройством индикации с помощью аналого-цифрового преобразователя его сигнала, характеризуется тем, что датчик выполнен в виде, по меньшей мере, двух катушек индуктивности, расположенных вдоль одной оси на расстоянии друг от друга, ограниченном слоями упругого наполнителя, причем на передающую катушку подают переменный электрический ток, а другая приемная катушка является приемником электромагнитных колебаний, излучаемых передающей катушкой.

Кроме того:

- наполнитель может быть выполнен из нескольких слоев и содержать слои пружин различной плотности,

- катушки могут быть расположены коаксиально,

- датчик может содержать, по меньшей мере, одну дополнительную компенсационную катушку, расположенную коаксиально приемной или передающей катушке,

- датчик подключен непосредственно к аналого-цифровому преобразователю.

В соответствии с другим вариантом указанный технический результат достигается тем, что динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств, включающий ударный снаряд с кожухом и наполнителем, внутри которого размещен датчик давления, связанный с устройством индикации с помощью аналого-цифрового преобразователя его сигнала, характеризуется тем, что датчик выполнен в виде дополнительного электропроводного элемента, имеющего форму замкнутого контура или пластины и, по меньшей мере, двух, размещенных на расстоянии от дополнительного элемента, катушек индуктивности, расположенных вдоль одной оси на расстоянии друг от друга, ограниченном слоями упругого наполнителя, причем на передающую катушку подают переменный электрический ток, а другая приемная катушка является приемником электромагнитных колебаний, излучаемых передающей катушкой.

Кроме того:

- наполнитель может быть выполнен из нескольких слоев и содержать слои пружин различной плотности,

- катушки могут быть расположены коаксиально, а дополнительный элемент или пластина размещены непосредственно рядом с одной из катушек датчика,

- датчик может содержать, по меньшей мере, одну дополнительную компенсационную катушку, расположенную рядом с приемной и/или передающей катушками,

- датчик может содержать, по меньшей мере, одну дополнительную компенсационную катушку, расположенную коаксиально приемной или передающей катушке,

- форма замкнутого контура дополнительного элемента может быть выполнена в виде кольца, витка проводника и т.п., а пластина датчика может быть выполнена из алюминиевой фольги, ламинированной в пленку,

- датчик может быть подключен непосредственно к аналого-цифровому преобразователю.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображено устройство в разрезе в соответствии с первым вариантом с двумя катушками индуктивности, на фиг.2 изображен условный вид второго варианта устройства - с дополнительным электропроводным элементом, имеющим форму замкнутого контура.

На фиг.1 изображен динамометрический тренажер для бокса и других видов единоборств, включающий ударный снаряд (1) с кожухом (2), слоями наполнителя (3, 4), датчиком давления, выполненным в виде двух катушек индуктивности (5, 6), расположенных вдоль одной оси на расстоянии друг от друга, ограниченном слоями (4) упругого наполнителя. Кроме того, на фиг.1 показаны слои пружин различной плотности (7, 8, 9) и условный блок системы управления (10).

Система управления (10) состоит из:

1. Функционального преобразователя, состоящего из:

- блока датчика приемника и генератора;

- математического логического блока;

- блока аналого-цифрового преобразования выходного напряжения;

- блока датчика давления;

- блока установки нулевого значения показаний;

- блока включения и выключения.

2. Электронного блока индикации и управления, состоящего из:

- математического логического блока;

- блока индикации;

- блока управления;

- блока режимов;

- блока включения и выключения.

На фиг.2 условно изображены ударный снаряд (11), катушки индуктивности (5, 6) и дополнительный электропроводный элемент 12, имеющий форму замкнутого контура или пластины, например металлической или из алюминиевой фольги, ламинированной в полимерную пленку.

Устройство работает следующим образом. Тренажер состоит из ударного снаряда (1) с упругим чувствительным элементом - упругим наполнителем и датчика. Датчиком служит устройство из двух катушек индуктивности (5, 6), расположенных вдоль одной оси на расстоянии друг от друга, ограниченном упругим наполнителем (4). На передающую катушку подается переменный электрический ток. Вторая катушка является приемником электромагнитных колебаний, излучаемых первой - передающей катушкой. При силовом воздействии на ударный снаряд - ударе спортсмена - происходит сближение катушек. В катушке-приемнике амплитуда электромагнитных колебаний возрастает. Изменения этой амплитуды в катушке приемнике преобразуются аналого-цифровым преобразователем в сигнал, изменение амплитуды и длительности которого будут соответствовать характеристике силового воздействия.

При необходимости изменения толщины снаряда - его упругой части, можно использовать дополнительную (одну или несколько) компенсационную катушку (не показана), расположенную, например, в той же плоскости (коаксиально), что и одна из вышеупомянутых катушек (5, 6). Это позволит регулировать настройки датчика.

В соответствии со вторым вариантом устройства датчик включает катушки индуктивности (5, 6) и дополнительный электропроводный элемент, имеющий форму замкнутого контура или пластины. Элемент 12 может быть расположен на расстоянии от катушек и между элементом и катушками может находиться слой наполнителя. Движение элемента под действием удара относительно катушек приводит к изменению взаимной индуктивности катушек, что изменяет электросопротивление приемной катушки и выходной ток в ней.

Изменения амплитуды в катушке-приемнике преобразуются аналого-цифровым преобразователем в сигнал, изменение амплитуды и длительности которого будут соответствовать характеристике силового воздействия, т.е. ударное воздействие преобразуется в показания силы, резкости и энергии удара. Кроме того, данное устройство с помощью функционального преобразователя регистрирует количество ударов в различные отрезки времени. Упругий наполнитель может состоять из нескольких слоев (пластин) материалов разной плотности, например, слоев пружин (7, 8, 9), что позволяет расширить диапазон измерения воздействий на снаряд до необходимых значений.

Существенным преимуществом заявленного устройства является то, что в отличие от известных устройств, чувствительный элемент с датчиком может иметь широкий диапазон измерения силовых характеристик ударов, при этом может быть выполнен в виде плоской (2-3 см толщиной) «таблетки», удобной для размещения в корпус, или в чехол традиционных спортивных снарядов, и иных устройств, используемых для тренировки ударов, а также непосредственно на внешние поверхности этих снарядов или устройств. При этом можно использовать несколько «таблеток», размещенных в определенные зоны одного снаряда или устройства.

Еще одним существенным преимуществом заявленного устройства является то, что в отличие от известных устройств конструкция данного тренажера выполнена без жестких элементов. Даже пластина выполнена, по второму варианту, из алюминиевой фольги. Итак, конструкция заявленного устройство (его варианты) позволяет наглядно демонстрировать и достоверно отражать характеристики ударов по любым видам плоских подушек, лапам, макиварам и подобным снарядам, применяемым в боксе и иных видах спорта.