Радіовимірювальна інформаційна система моніторингу фізичної підготовки та визначення м’язової пам’яті спортсменів – стрілків з лука

Реферат: Радіовимірювальна інформаційна система моніторингу фізичної підготовки та визначення м'язової пам'яті спортсменів - стрілків з лука, яка містить сенсор кутових прискорень та персональний комп'ютер. Введено три сенсори тиску, сенсор кутового нахилу, блок живлення, до якого приєднані блок передачі інформації та всі сенсори, виходи яких попарно сполучені з входами частотних перетворювачів блоку передачі інформації, які виходами попарно з'єднанні з входами мікроконтролерів, виходи яких через шину даних підключені до входу першого мікропроцесора, вихід якого з'єднаний з радіомодулем передачі даних, крім того пристрій містить блок прийому інформації, що складається з радіомодуля прийому даних, вихід якого підключений до другого мікропроцесора, що встановлений з можливістю з’єднання через комунікації USB з персональним комп'ютером. UA 112645 U (12) UA 112645 U UA 112645 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі спорту, а саме до пристроїв визначення рухових дій спортсменів - стрілків з лука. Відомий пристрій для визначення часових рухових параметрів спортсменів-лучників, що складається з датчика, блока індикації, причому датчик виконаний у вигляді контактної групи, один контакт якої розміщений на клікері лука, а другий закріплений на руків'ї лука і додатково обладнаний закріпленою на виносному прицілі, з можливістю поздовжнього переміщення, оптронною парою, що розміщена на спеціальній рамі, де світодіод пари з'єднаний з модулятором, а фотодіод - з приймачем, вихід котрого з'єднаний з входом першого інвертора, вихід котрого з'єднаний через перший перемикач з першим входом першого елемента "І" і контактною групою датчика з входом першого тригера, вихід котрого з'єднаний з входом елемента "ВИКЛЮЧНЕ АБО" і другим входом першого елемента "І", вихід котрого через другий інвертор з'єднаний з входом другого тригера, вихід котрого з'єднаний з другим входом першого тригера і через третій інвертор з входом формувача і входом "скид" лічильника, перший вхід котрого з'єднаний з виходом другого елемента "І", перший вхід котрого з'єднаний з виходом елемента "ВИКЛЮЧНЕ АБО", а другий вхід - через другий перемикач з виходом подільника частоти, вхід якого з'єднаний з блоком індикації [Патент України № 2607Ч, МПК F41B 5/00, опубл. 30.04.1999, бюл. № 2]. Недоліком пристрою є неможливість об'єктивного керування тренувальним процесом через малу кількість даних про стан спортсмена і спортивного засобу. Найбільш близьким аналогом є акселерометричний інформаційно-вимірювальний комплекс контролю кінематичних параметрів системи "лучник-лук", який містить акселерометричні давачі, в подальшому сенсори кутових прискорень, для визначення взаємоперпендикулярних складових вектору прискорення руків'я лука, які з'єднані з узгоджувальними пристроями і разом з ними забезпечують необхідний діапазон вимірювання прискорень та рівень вихідного електричного сигналу, з'єднані з узгоджувальними пристроями послідовно ввімкнені мультиплексор та аналогово-цифровий перетворювач, інтерфейс, персональний комп'ютер, що сполучений з друкуючим пристроєм [Виноградський Б.А. Теоретико-методичні аспекти контролю та аналізу кінематичних параметрів системи "лук-лучник" / Богдан Виноградський // Молода спортивна наука України: зб. наук. пр. з галузі фіз. культури та спорту. - Л., 2001. - Вип. 5, Т. 1. С. 301-305]. Недоліком пристрою є відсутність об'єктивного контролю за підготовленістю спортсменів стрілків з лука, а саме мала кількість контрольованих рухових дій, недостатня точність їх вимірювання. В основу корисної моделі поставлено задачу створення радіовимірювальної інформаційної системи моніторингу фізичної підготовки та визначення м'язової пам'яті спортсменів - стрілків з лука, в якій за рахунок введення нових блоків і зв'язків між ними, відбувається збільшення кількість контрольованих рухових дій спортсменів, перетворення дії тиску на пальці руки, що тягне тятиву, кутового нахилу і кутових прискорень руки спортсмена, в електричний сигнал, в якому підраховується частота, що призводить до підвищення точності вимірювання дії тиску на пальці руки, що тягне тятиву, кутового нахилу і кутових прискорень руки спортсмена, а також покращення м'язової пам'яті спортсменів - стрілків з лука. Поставлена задача вирішується тим, що у радіовимірювальну інформаційну систему моніторингу фізичної підготовки та визначення м'язової пам'яті спортсменів - стрілків з лука, яка містить сенсор кутових прискорень та персональний комп'ютер, введено три сенсори тиску, сенсор кутового нахилу, блок живлення, до якого приєднані блок передачі інформації та всі сенсори, виходи яких попарно сполучені з входами частотних перетворювачів блока передачі інформації, які виходами попарно з'єднанні з входами мікроконтролерів, виходи яких через шину даних підключені до входу першого мікропроцесора, вихід якого з'єднаний з радіомодулем передачі даних, крім того пристрій містить блок прийому інформації, що складається з радіомодуля прийому даних, вихід якого підключений до другого мікропроцесора, що встановлений з можливістю з'єднання через комунікації USB з персональним комп'ютером. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 наведено структурну схему радіовимірювальної інформаційної системи моніторингу фізичної підготовки та визначення м'язової пам'яті спортсменів - стрілків з лука, на Фіг. 2 показано місце кріплення сенсорів та блоку передачі інформації на руці спортсмена-стрілка, що тягне тятиву. Система містить три сенсори тиску 2-4, сенсор кутового нахилу 5, блок живлення 18, до якого приєднані блок передачі інформації 7 та всі сенсори 2-6, виходи яких попарно сполучені з входами частотних перетворювачів 91-95 блоку передачі інформації 7, які виходами попарно з'єднанні з входами мікроконтролерів 101-105, виходи яких через шину даних 13 підключені до входу першого мікропроцесора 11, вихід якого з'єднаний з радіомодулем передачі даних 12, 1 UA 112645 U 5 10 15 20 25 30 35 крім того пристрій містить блок прийому інформації 8, що складається з радіомодуля прийому даних 14, вихід якого підключений до другого мікропроцесора 15, що встановлений з можливістю з'єднання через комунікації USB 16 з персональним комп'ютером 17. Сенсори виконані з можливістю закріплення на напальчнику 1, а блок передачі інформації 7, виконаний з можливістю закріплення на зап'ясті руки, що тягне тятиву. Радіовимірювальна інформаційна система моніторингу фізичної підготовки та визначення м'язової пам'яті спортсменів - стрілків з лука працює наступним чином. В залежності від рухових дій спортсмена-стрілка три сенсори тиску 2-4, сенсор кутового нахилу 5, сенсор кутових прискорень 6 виробляють електричні сигнали, які надходять до блока передачі інформації 7, в якому відбувається зміна частоти вихідного сигналу частотних перетворювачів 91-95 в залежності від значень сенсорів 2-6, яку вимірюють за допомогою мікроконтролерів 101-105. Підраховані значення частоти через шину даних 13 передаються до першого мікропроцесора 11, який підключений до радіомодуля передачі даних 12. Вимірювальна інформація, отримана від сенсорів 2-6, розміщених на напальчнику 1, по радіоканалу передається на частоті 2,4 ГГц до радіомодуля прийому даних 14 блока прийому інформації 8. Інформація, отримана від радіомодуля прийому даних 14, надходить до другого мікропроцесора 15 і через вихід комунікації USB 16 надходить на персональний комп'ютер 17. Безперебійне живлення всіх сенсорів та блока передачі інформації 7 забезпечує блок живлення 18. Персональній комп'ютер 17 оснащений спеціальною програмою, яка при надходженні інформації від блока прийому інформації 8 забезпечує вимірювання та графічне відображення інформації про рухові дії спортсменів - стрілків з лука в будь-який момент часу. Програма проста у використанні та не вимагає особливої підготовки. Дані, отримані з сенсорів 2-6 кожні 10 мс відображаються в цифровій формі та у вигляді графіків у візуальній формі. У програмі передбачений запис всіх показників сенсорів у файл з подальшою можливістю обробки та графічної візуалізації для кожного окремого спортсмена. На основі багатофакторного аналізу шляхом обробки виміряних даних визначається значимість впливу кожного фактора на фізичну підготовку спортсмена - стрілка з лука. За допомогою даної вимірювальної системи можна вимірювати і контролювати перераховані нижче параметри. Визначення розподілу навантаження на пальці руки, що тягне тятиву - 10…25 кг, ± 5 г. Визначення зміни кута положення кисті руки, що тягне тятиву - по трьох осях (х, у, z) ± 0,1. Визначення прискорення або затримки тяги - 0,001g. Визначення м'язової пам'яті спортсмена - стрілка з лука при виконанні 10-20 повторень. Визначення кількості спроб, які збігаються з силою натягу лука спортсменом-стрілком та спроб, які знаходяться в межах ± 10 г, ±20 г, ±30 г, ±40 г, ± 50 г. Час утримання лука в статичному положенні до втрати стабільності і появи тремору. Визначення прискорення і напрямку виходу руки спортсмена-стрілка при пострілі - по трьох осях (х, у, z) ± 0,1°. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 Радіовимірювальна інформаційна система моніторингу фізичної підготовки та визначення м'язової пам'яті спортсменів - стрілків з лука, яка містить сенсор кутових прискорень та персональний комп'ютер, яка відрізняється тим, що в неї введено три сенсори тиску, сенсор кутового нахилу, блок живлення, до якого приєднані блок передачі інформації та всі сенсори, виходи яких попарно сполучені з входами частотних перетворювачів блока передачі інформації, які виходами попарно з'єднані з входами мікроконтролерів, виходи яких через шину даних підключені до входу першого мікропроцесора, вихід якого з'єднаний з радіомодулем передачі даних, крім того пристрій містить блок прийому інформації, що складається з радіомодуля прийому даних, вихід якого підключений до другого мікропроцесора, що встановлений з можливістю з’єднання через комунікації USB з персональним комп'ютером. 2 UA 112645 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3