Спосіб визначення дотику, переважно визначення дотику у спортивних змаганнях

1. Спосіб визначення дотику, переважно визначення дотику в спортивних змаганнях, що передбачає реєстрацію проходження електричного сигналу через предмети, дотик яких фіксують, та одержання висновку про наявність дотику по реєстрації проходження сигналу, який відрізняється тим, що як електричний сигнал застосовують модульовані імпульси, імпульси формують з частотою модуляції в межах 50-10000 кГц, з тривалістю імпульсу в межах 10-100 мікросекунд, з періодом проходження 30-400 мікросекунд. 2. Спосіб визначення дотику за п. 1, який відрізняється тим, що для кожної зони дотику вибирають свою окрему частоту модуляції. 3. Спосіб визначення дотику за п. 1 та п. 2, який відрізняється тим, що формують по 3 види модульованих імпульсів на кожного спортсмена для зон маска (голова), груди і руки. 4. Спосіб визначення дотику за п. 1, який відрізняється тим, що фіксують проходження імпульсу у момент дотику, потім блокують сигнал проходження імпульсу від другого спортсмена через 100-300 мілісекунд від початку проходження імпульсу. 5. Спосіб визначення дотику за п. 1 та п. 4, який відрізняється тим, що блокування сигналу проходження імпульсу від другого спортсмена здійснюють протягом 2-7 секунд. Спосіб відноситься до способів систем і апаратів для контролю стану систем при виникненні певних умов, зокрема дотику, які можуть бути поєднані з сигнальним пристроям, і які дозволяють здійснювати реєстрацію і індикацію подій. Спосіб може бути застосований для реєстрації процесів торкання різних систем у різних галузях техніки, при проведенні наукових досліджень, а також при проведенні спортивних змагань. Спосіб визначення моменту дотику [див. патент Росії №2042105, МПК G01B7/32, дата публікації 1995.08.20] який передбачає стискання деталей з завданим зусиллям та реєстрацію проходження електричного сигналу через предмети, дотик яких фіксують зокрема через шпиндель та деталь в якому вимірюють електричний опір між точками підключення системи і по зміні його величини судять про наявність та момент дотику. На практиці сила дотику між предметами дотик яких фіксують перемінна що виключає можливість його застосування. Другим недоліком способу є те, що на показники способу суттєво впливають електричні показники між точками підключення та проходження електричного сигналу. Спосіб визначення моменту дотику [див. заявку України на винахід №99031222, МПК B23Q17/22 А, дата публікації 15.09.2000, бюлетень №4] який передбачає реєстрацію проходження електричного сигналу через предмети, дотик яких фіксують в якому вимірюють реактивну складову опору між точками підключення системи і по зміні його величини судять про наявність та момент дотику. Недоліком способу є те, що на показники способу суттєво впливають електричні показники між точками підключення та проходження електричного сигналу. Спосіб визначення дотику у спортивному змаганні [див. заявку Германії на винахід DE №19544364 С2, МПК А63В24/00, дата публікації 18.12.1997] який передбачає вимірювання термографом нагріву поверхні контакту реєстрацію торкання по зміні електричного сигналу якій характеризує рівень нагріву поверхні контакту. Недоліком способу є те, що в значної кількості випадків торкання площини торкання невеликі, ю о> 7251 нагрів незначний, здійснюється предметом з великою тепломісткістю та теплопровідністю наприклад шпагою у спортивному змаганні внаслідок все тепло швидко розповсюджується по цьому предмету що не дозволяє його надійно зареєструвати. Крім того наприклад у випаду зі шпагою або рапірою зона найбільшого тиску закривається тілом зброї та курткою спортсмена, тканина якої під дією тиску кінця шпаги деформується, прогинається затуляючи собою точку торкання. Навіть коли зона торкання має жорстку поверхню і не вигинається між нею і місцем знаходження термографа може тимчасово знаходитися предмети, які закривають від термографа зону торкання що не може гарантувати достовірність показників наявності торкання. Спосіб визначення дотику [див. заявку Росії №2002132301/02, МПК В24В49/10, дата публікації заявки 2004.07.27] який передбачає формування електричного сигналу пов'язаного з торканням шляхом застосування п'єзоелектричного датчику механічних коливань з чутливістю 8мВ/д, при чому величину порогу спрацьовування визначають експериментально. Недоліками способу є те що поряд з механічними коливаннями, які характеризують те торкання, яке досліджується, п'єзоелектричний датчик буде реєструвати безліч інших коливань, наприклад, у випадку спортивного змагання рухи частин тіла спортсменів, не результативні контакти зброї у фехтуванні, внаслідок чого дуже складно визначити який саме сигнал сигналізує про те торкання, яке є метою визначення. Крім того торкання, яке і є метою визначення, у кожному випадку буде мати свій тиск та місце внаслідок чого показуватися різними сигналами різних параметрів. Тому такий спосіб має обмежену зону застосування лише для реєстрації дотику двох певно визначених точок торкання. Спосіб реєстрації дотику у спортивному змаганні [див. патент Росії №2085242, МПК А63В69/02, дата публікації 1997.07.27] який передбачає реєстрацію проходження електричного сигналу через предмети, дотик яких фіксують, та здійснення висновку про наявність дотику по реєстрації проходження сигналу. Недоліком такого способу є те, що для реалізації способу потрібно застосування електричних проводів для формування електричних ланцюгів, які проходять через предмети, торкання яких реєструється, що обмежує довжиною цих проводів зону застосування способу. У випадку участі у процесі людини (наприклад у спортивному змаганні) електричні ланцюги обмежують рухи людини та проходять через людину, її одежу. При порушенні ізоляції, яка можлива як механічним шляхом, так і через інші фактори, наприклад піт людини можливо попадання електричного струму на тіло людини. Також загальновідомо що надійність електромеханічних перемикачів, на яких засновано застосування способу, має обмежений термін служби. Завданням корисної моделі є створення способу визначення дотику, переважно у спортивних змаганнях в якому шляхом застосування нових дій, порядку їх виконання та емпірично підібраних режимів та їх параметрів забезпечується зниження похибок реєстрації дотику, розширення видів дотиків, які можуть бути зареєстровані, підвищення зони застосування приладів, які реалізують спосіб, збільшення терміну їх роботи, зниження можливості негативного впливу на людей які застосовують прилади. Для реалізації цього завдання спосіб визначення дотику, передбачає реєстрацію проходження електричного сигналу через предмети, дотик яких фіксують, та одержання висновку про наявність дотику по реєстрації проходження сигналу. Новим в способі є те, що як електричний сигнал застосовують модульовані імпульси, імпульси формують з частотою модуляції в межах 50ЮОООкГц, з тривалістю імпульсу в межах 10-100 мікросекунд, з періодом проходження 30-400 мікросекунд. Внаслідок реалізації ознак способу електричний сигнал нових параметрів проходить через зону торкання без необхідності гальванічного електроконтактну в зоні торкання і в наслідок застосування такого сигналу не потрібно застосування довгих електричних дротів для формування електричних ланцюгів, які проходять через предмети, торкання яких реєструється, що в зв'язку з відсутністю цих проводів розширює зону застосування способу. У випадку участі у процесі людини (наприклад у спортивному змаганні) зменшується обмеження рухів людини та підвищується безпека застосування приладів. В зв'язку з відсутністю гальванічного контакту та відсутності електромеханічних перемикачів підвищується надійність апаратури, на якої реалізується спосіб, також відсутність електромеханічних перемикачів підвищує термін служби апаратури. При цьому емпіричним шляхом підібрані параметри сигналу дозволяють реєструвати дотик в широкому спектрі практичних випадків необхідності реєстрації дотику в широкому спектрі вологості повітря та реально існуючих розподілених ємностей між предметів дотик яких реєструють та ємностей між цими предметами або особами та підлогою (ґрунтом). Спосіб можливо застосувати не лише для реєстрації дотику двох певно визначених точок торкання з точно визначеними електричними параметрами, а для широкої зони торкання, електричні параметри точок якої мають суттєві відмінності. В конкретних варіантах застосування способу визначення дотику для кожної зони дотику вибирають свою окрему частоту модуляції. Застосування своєї окремої частоти модуляції забезпечує можливість застосовувати спосіб не лише для реєстрації дотику однієї певної зоні торкання, а для кількох різних зон торкання з можливість визначення по частоті сигналу в якої' з можливих зон було здійснено торкання. В конкретних варіантах застосування способу визначення дотику наприклад в спортивних змаганнях формують по 3 види модульовані імпульсів на кожного спортсмена для зони маска (голова), грудь і руки. Застосування зазначених ознак способу відкриє можливість створити більш деталізовані правила проведення спортивних змагань, зокрема 7251 фехтування, з більш деталізованою реєстрацією і відповідно оцінкою результатів змагання. В конкретних варіантах застосування способу визначення дотику в спортивних змаганнях фіксують проходження імпульсу у момент дотику, потім блокують сигнал проходження імпульсу від другого спортсмена через 100-300 мілісекунд від початку проходження імпульсу. Застосування зазначених ознак способу відкриє можливість створити більш деталізовану оцінку спортивного змагання, зокрема фехтування, в якому при наявності двох дотиків здійснених у дуже короткій термін гарантовано визначити якій дотик перший (тобто результативний). В конкретних варіантах застосування способу реєстрації дотику в спортивних змаганнях блокування сигналу проходження імпульсу від другого спортсмена здійснюють протягом 2-7 секунд. Застосування зазначених ознак способу відкриє можливість створити більш деталізовану оцінку спортивного змагання, зокрема фехтування, в якому при наявності двох дотиків здійснених у дуже короткій термін гарантовано визначити якій дотик результативний і потім, в автоматичному режимі без переключення апаратури (без додаткових дій з апаратурою, що реалізує спосіб) продовжити змагання. Спосіб ілюструється наведеними нижче прикладами Приклади наведені для достатньо складного виду торкання, зокрема спортивного змагання з фехтування в якому можливо застосування найбільшої кількості варіантів основних та допоміжних ознак запропонованого способу. В таблиці 1 наведені параметри застосованих в прикладах сигналів та параметрів застосування способу а в таблиці 2 отримані в наслідок дослідження результати в цих прикладах. Спосіб засновано на формуванні та обробці сигналів інтервали можливих параметрів яких широко застосовуються в практиці імпульсної техніки та приладобудування. Існує і розроблено безліч схем формування, модулювання сигналів, порогових, логічних елементів, обчислювачів, на яких можливо в практиці реалізувати заявлений спосіб. Для наближення до розповсюджених з зазначених елементів імпульсної техніки у всіх прикладах застосовувався сигнал з амплітудою 9 вольт. Формували сигнал параметрами зазначеними в прикладах таблиці 1. Подавали його на металеву частину зброї спортсмена. В якості зброї використовували шпагу вагою 770г з клинком завдовжки 90см трикутного перетину і круглої гардой діаметром 13,5см. Досліди проводили на фехтувальній доріжці Allstar завдовжки 14м і шириною 1,8м. В якості зони торкання застосовували куртку супротивника, під курткою розміщували футболку з зоною в передньої її частини виконаною з електропровідної тканини. Змінювали термін торкання у межах 0,1-1,Оме. за допомогою додаткового переривача. Вивчали вплив показників зазначених в Таблиці 2 на якість реєстрації проходження сигналу про торкання (наприклад зміною вологості повітря та рівнем розміщення спортсменів над рівнем доріжки і т.п.). Граничні результати дослідів отримані в наслідок проведених досліджень для показників прикладів наведених в Таблиці 1 представлені в Таблиці 2. Таблиця 1 _______^^ Показники Тривалість імпульсу мс Період проходження імпульсу мс Частота модуляції кГц Початок блокування мікросекунд Термін блокування сек. Приклади ___ 1 2 3 4 5 10 ЗО 50 100 2 100 400 1000 200 7 75 70 10000 250 5 50 300 5000 150 4 20 200 100 300 3 Таблиця 2 ______^^ Показники Приклади •———_^^^^ Забезпечується гарантована реєстрація торкання (удару) при тривалості контакту мс 1 2 3 4 5 0,7 0,3 0,2 0,25 0,5 менше 200 відсутній менше 100 відсутній відсутній відсутній Вплів Ємкість спортсмен - доріжка менше 50 Вплів Ємкість куртка спортсмена Вплів Сигнал одного спортсмена - сигнал іншого спортсмена відсутній менше 100 відсутній відсутній відсутній Вплів ізоляції (порушення ізоляції куртки) ОМ Вплів опору між зброєю і курткою супротивника ом Вплив вологості повітря % Вплив генераторів радіохвиль Напруженість електричного поля менше 50 відсутній відсутній менше менше менше менше 50 100 100 200 Більше Більше Більше Більше Більше 500 500 500 500 500 Більше 89 Більше 86 Більше 85 Більше 86 Більше 87 Більше Більше Більше Більше Більше 5В/м 5В/м 5В/м 5В/м 5В/м менше 50 7251 Як показують результати досліджень та загальновідомі переваги імпульсної техніки над електроконтактною внаслідок реалізації ознак способу електричний сигнал нових параметрів за способом проходить через зону торкання без необхідності гальванічного електроконтактну в зоні торкання і в наслідок застосування такого сигналу не потрібно застосування довгих електричних дротів для формування електричних ланцюгів, які проходять через предмети, торкання яких реєструється, що в зв'язку з відсутністю цих проводів розширює зону застосування способу. У спортивному змаганні при застосуванні способу зменшується обмеження рухів людини та підвищується безпека застосування приладів. В зв'язку з відсутністю гальванічного контакту та відсутності електромеханічних перемикачів підвищується надійність апаратури, Комп'ютерна верстка Д. Шеверун на якої реалізується спосіб, також відсутність електромеханічних перемикачів підвищує термін служби апаратури. При цьому емпіричним шляхом підібрані параметри сигналу дозволяють реєструвати дотик в широкому спектрі практичних випадків необхідності реєстрації дотику в широкому спектрі вологості повітря та реально існуючих розподілених ємностей та опорів між предметів дотик яких реєструють та ємностей між цими предметами або особами та підлогою (ґрунтом). Спосіб також можливо застосувати не лише для реєстрації дотику двох певно визначених точок торкання з точно визначеними електричними параметрами, а для широкої зони торкання, електричні параметри точок якої мають суттєві відмінності. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601