SU1733026A1 - Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research - Google Patents
Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research Download PDFInfo
- Publication number
- SU1733026A1 SU1733026A1 SU904807424A SU4807424A SU1733026A1 SU 1733026 A1 SU1733026 A1 SU 1733026A1 SU 904807424 A SU904807424 A SU 904807424A SU 4807424 A SU4807424 A SU 4807424A SU 1733026 A1 SU1733026 A1 SU 1733026A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- plate
- supports
- dynamometers
- platform
- force
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/50—Force related parameters
- A63B2220/54—Torque
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Изобретение позвол ет повысить точность измерени усилий отталкивани спортсмена от платформы. Тензоплатформа состоит из жесткой плиты 1, шесть степеней свободы которой ограничены опорами-динамометрами 2-7. Кажда опора представл ет собой консольную балку равного сопротивлени . Опоры жестко креп тс к платформе 8. Реакци опор определ етс при помощи тензорезисторов, наклеенных на балки. Воздействие плиты 1 на динамометры 2, 3,4 осуществл етс через металлические шарики. Воздействие плиты 1 на динамометры 5, 6, 7 осуществл етс через подшипники качени . Точки соприкосновени плиты с динамометрами 2, 3, 4 в плане образуют вершины воображаемого геометрического треугольника, ограничивающего рабочую опорную площадку плиты 1. Расположение опор 2-7 позвол ет определить координаты точки приложени усили и величину этого усили 9 ил. (Л С 1 vj со со о ю о The invention makes it possible to increase the accuracy of measuring the repulsive effort of an athlete from the platform. The tensoplatform consists of a rigid plate 1, six degrees of freedom of which are limited to support-dynamometers 2-7. Each support is a cantilever beam of equal resistance. The supports are rigidly fixed to the platform 8. The reaction of the supports is determined by means of strain gauges glued to the beams. The impact of the plate 1 on the dynamometers 2, 3.4 is carried out through metal balls. The action of plate 1 on dynamometers 5, 6, 7 is carried out through rolling bearings. The points of contact of the plate with dynamometers 2, 3, 4 in the plan form the vertices of an imaginary geometric triangle bounding the working supporting platform of the plate 1. The location of the supports 2-7 allows to determine the coordinates of the point of application of force and the magnitude of this force 9 ill. (L С 1 vj with so about th
Description
фиг.1figure 1
Предлагаема тензоплатформа относитс к устройствам дл измерени усилий методом электротензометрии и может найти основное применение при измерении усилий отталкивани ног легкоатлета при прыжках в длину, высоту, при беге. Результаты исследовани этих усилий могут быть использованы тренером дл совершенствовани методики тренировок.The proposed tensoplatform relates to devices for measuring stresses by the method of electrical tensometry and can find the main use in measuring the repulsive effort of the legs of an athlete during long jumps, height, and running. The results of the study of these efforts can be used by the trainer to improve the training methodology.
Известна конструкци тензоплатформ, которые, однако имеют недостаток, заключающийс в том, что при передаче усилий от плиты динамометром вследствие упругих деформаций в точках контакта возникают касательные силы трени , которые дополнительно нагружают динамометры и увеличивают погрешность измерений. Кроме того, не исключено вли ние различных составл ющих измер емого усили на тензо- датчики, предназначенные дл измерени других составл ющих, что также снижает точность измерений.The known construction of tensoplatforms, which, however, have the disadvantage that during the transfer of forces from the plate by a dynamometer due to elastic deformations at the points of contact, tangential friction forces arise, which additionally load the dynamometers and increase the measurement error. In addition, the influence of various components of the measured force on the strain gauges designed to measure other components is not excluded, which also reduces the accuracy of the measurements.
Цель изобретени - повышение точности измерений.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.
На фиг. 1 изображена тензоплатформа, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема измер емых нагрузок и реакций опор; на фиг. 4(- опора горизонтальных составл ющих нагрузок в аксонометрии; на фиг. 5 - то же, вид сверху; на фиг. 6 - то же, вид сбоку; на фиг. 7 - то же, вид с торца; на фиг. 8 - опора, воспринимающа вертикальные составл ющие нагрузок , вид сбоку; на фиг. 9 - то же, вид сверху.FIG. 1 shows a strain platform, top view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 - diagram of the measured loads and reactions of the supports; in fig. 4 (- support of horizontal component loads in axonometric view; in Fig. 5 - the same, top view; in Fig. 6 - the same, side view; in Fig. 7 - the same, end view; Fig. 8 - the support perceiving the vertical components of the loads, side view; in Fig. 9, the same, top view.
Предлагаема тензоплатформа (фиг. 1, 2) состоит из жесткой плиты 1, шесть степеней свободы которой ограничены шестью опорами-динамометрами 2-7. Кажда опора представл ет собой консольную балочку равного сопротивлени и ограничивает одну степень свободы плиты. Опоры-динамометры 2-7 жестко креп тс к платформе 8, сваренной из уголка 65x65x6.The proposed tensoplatform (Fig. 1, 2) consists of a rigid plate 1, six degrees of freedom of which are limited to six support-dynamometers 2-7. Each support is a cantilever beam of equal resistance and limits one degree of freedom of the slab. Support dynamometers 2-7 are rigidly attached to platform 8, welded from a 65x65x6 angle.
Реакции св зей (опор) определ ютс при помощи тензорезисторов , наклеенных на опорные балочки-динамометры.The reactions of the bonds (supports) are determined by means of strain gauges pasted on the supporting beam dynamometers.
Воздействие плиты на динамометры осуществл етс либо через сферические тела - металлические шарики 9 (на опоры 2, 3, 4, воспринимающие вертикальные составл ющие нагрузки), либо через подшипники качени (на опоры 5, 6, 7). Опоры 5, 6, 7 воспринимают горизонтальные составл ющие измер емого усили (фиг. 3),The impact of the plate on the dynamometers is carried out either through spherical bodies - metal balls 9 (on supports 2, 3, 4, perceiving the vertical components of the load), or through rolling bearings (on supports 5, 6, 7). The supports 5, 6, 7 perceive the horizontal components of the measured force (Fig. 3),
На фиг. 2 показан только шарик 9 на опоре 3. Два других шарика на опорах 2 и 4 не показаны.FIG. 2 shows only the ball 9 on the support 3. The other two balls on the supports 2 and 4 are not shown.
Приведенное устройство силоизмери- тельных элементов позвол ет при передаче усилий от плиты к динамометрам исключитьThe above device of force-measuring elements makes it possible, when transferring forces from the plate to the dynamometers, to exclude
силы трени скольжени , внос щие погрешность .slip friction forces contributing to the error.
Это устройство исключает также вли ние составл ющих усилий на тензорезисто- ры, не предназначенные дл измерени этих усилий, что также уменьшает погрешность измерений и позвол ет предельно упростить конструкцию силоизмерительных элементов. Каждый силоизмерительный элемент (балочка-динамометр) в данном случае воспринимает только один силовой фактор: усилие, действующее перпендикул рно оси этого динамометра.This device also eliminates the influence of the component forces on the strain gages, which are not designed to measure these forces, which also reduces the measurement error and allows one to simplify the design of the force-measuring elements to the utmost. Each force-measuring element (beam-dynamometer) in this case perceives only one force factor: the force acting perpendicular to the axis of this dynamometer.
Дл системы сил, действующих на опор- ную плиту, можно составить шесть независимых уравнений равновеси (см. фиг. 3).For the system of forces acting on the support plate, six independent equilibrium equations can be composed (see Fig. 3).
Поскольку реакции св зей определ ют с экспериментально, в эти уравнени вход т шесть неизвестных:Since bond reactions are determined experimentally, six unknowns are included in these equations:
Ру, РХ, PZ - составл ющие равнодействующего усили ;Py, PX, PZ — components of the resultant force;
х, у, z - координаты точки приложени равнодействующего усили .x, y, z are the coordinates of the point of application of the resultant force.
Если пренебречь толщиной плиты, то очевидно, что , и можно обойтись системой п ти уравнений с п тью неизвестными:If we neglect the thickness of the slab, it is obvious that, and it is possible to get along with a system of five equations with five unknowns:
Px-Re 0(1) Px-Re 0 (1)
Py-R4-Rs 0(2) Py-R4-Rs 0 (2)
n -Pz+R 1+R2+R3 0;(3)n -Pz + R 1 + R2 + R3 0; (3)
m0x 0;-Pz y+Ra (4)m0x 0; -Pz y + Ra (4)
4040
Pz x-Ra d-Ra . (5) Pz x-Ra d-Ra. (five)
Поскольку неизвестные раздел ютс , решение этой системы предельно просто:As the unknowns are separated, the solution to this system is extremely simple:
из (1) из (2) Py R4+Rs; 45 из (3) Pz Ri+R2+R3;from (1) from (2) Py R4 + Rs; 45 of (3) Pz Ri + R2 + R3;
R3lR3l
R3IR3i
RzRz
Ri + R2 + Rs Ri + R2 + Rs
из (5) хfrom (5) x
R3 d + R2 f Rs d + R2 fR3 d + R2 f Rs d + R2 f
RR
Ri + R2 +R3Ri + R2 + R3
Зна три составл ющие усили отталкивани РХ, Ру, Pz, можно определить как величину этого усили , так и его направл ющие в пространстве.By knowing the three components of the repulsive force PX, Py, Pz, it is possible to determine both the magnitude of this force and its guides in space.
Кроме того, как видно из решени системы , можно определить координаты точки приложени этого усили х и у, т. е. координаты точки приложени равнодействующей силы давлени стопы на плиту.In addition, as can be seen from the solution of the system, one can determine the coordinates of the point of application of this force and y, i.e. the coordinates of the point of application of the resultant force of the foot pressure on the plate.
Следует отметить, что плита опираетс на сферические тела - шарики, которые в плане образуют вершины воображаемого геометрического треугольника, ограничива- ющего опорную площадку плиты. Поскольку плита опираетс на шарики1 свободно, она будет закреплена геометрически неизмен емо (лишена всех шести степеней свободы) лишь в случае, если измер емое усилие бу- дет приложено внутри этого треугольника. Этот треугольник на поверхности плиты выделен ркой краской. Размеры его могут быть сколь угодно большими, но и при существующих размерах тензоплатформы раз- меры треугольника вполне достаточны, что показало использование тензоплатформы в работе.It should be noted that the plate rests on spherical bodies — balls that, in plan, form the vertices of an imaginary geometric triangle bounding the plate support plate. Since the plate rests on the balls1 freely, it will be fixed geometrically unchanged (deprived of all six degrees of freedom) only if the measured force is applied inside this triangle. This triangle on the surface of the slab is highlighted with bright paint. Its dimensions can be arbitrarily large, but even with existing tensoplatform sizes, the dimensions of a triangle are quite sufficient, which was shown by the use of a tensoplatform in operation.
Размещение плиты на трех шариках, а не на четырех вызвано стремлением пре- дельно упростить конструкцию и расшифровку осциллограмм.Placing the plate on three balls, and not on four, is caused by the desire to simplify the design and interpretation of the oscillograms.
Тензоплатформа предлагаемой конструкции была изготовлена и использована при проведении исследований, она показа- ла надежную и безотказную работу. В комплекте с ней использовались усилительThe tensoplatform of the proposed design was manufactured and used in research, it showed reliable and trouble-free operation. Included with it were used amplifier
посто нного тока Топаз-4 и шлейфовый осциллограф М-041. Эти приборы компактны и имеют небольшой вес, и поскольку вес платформы не более 8 кг, можно проводить измерени не только в спортзале, но и в полевых услови х - спортдагере, на стадионе .Topaz-4 direct current and M-041 loop oscilloscope. These devices are compact and have a small weight, and since the platform weighs no more than 8 kg, it is possible to measure not only in the gym, but also in the field conditions - sportdager, at the stadium.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904807424A SU1733026A1 (en) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904807424A SU1733026A1 (en) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1733026A1 true SU1733026A1 (en) | 1992-05-15 |
Family
ID=21504587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904807424A SU1733026A1 (en) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1733026A1 (en) |
-
1990
- 1990-01-31 SU SU904807424A patent/SU1733026A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Миненков Б. В. Техника и методика тен- зометрических исследований в биологии и медицине. М.: Медицина, 1976. с. 161-163. Авторское свидетельство СССР № 628937, кл. А 63 В 71/06, 1977. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4454770A (en) | Torque-insensitive load cell | |
US3439761A (en) | Strain-gage transducer structures | |
US4493220A (en) | Force measuring platform and load cell therefor using strain gages to measure shear forces | |
US4616511A (en) | Tactile sensor | |
EP0315846B1 (en) | Self-stabilizing rocker pin load cell | |
CN100388906C (en) | Measuring instrument and measuring method for dynamic position of center of gravity of human body | |
US3831687A (en) | Flexure base scale | |
US5090493A (en) | Load cells and scales therefrom | |
US5029483A (en) | Measuring platform | |
US5925832A (en) | Torsional sensing load cell | |
Rowe et al. | A pedal dynamometer for off-road bicycling | |
US3666032A (en) | Flexure base scale | |
US4785896A (en) | Load sensing structure for weighing apparatus | |
US5228527A (en) | Force measurement assembly | |
CA2316660A1 (en) | Double-ended load cell and method for mounting same | |
SU1733026A1 (en) | Strain-gauge platform for measuring propelling effort in sports-related research | |
EP0063220B1 (en) | Device for measuring the unbalance of an object | |
US3877532A (en) | Low profile scale | |
JP2002107207A (en) | Load measuring mechanism | |
RU2247952C2 (en) | Dynamometer | |
JPS6421333A (en) | Center of gravity measuring apparatus | |
RU2037789C1 (en) | Weighing equipment | |
RU2270603C1 (en) | Platform for testing support reactions | |
US6367307B1 (en) | Calibrated stop bolt for longitudinal shock test fixture | |
CN110223573A (en) | Planar assembling truss static structural analysis experimental provision |