Radiotelemetrická a tenzometrická zařízení ve vědeckém výzkumu a sportovní praxi.

Mezi aktuálně používaná zařízení pro technologický výzkum sportovní pohyby, reakce těla sportovci pro určitou zátěž, tenzometry a radiotelemetrické přístroje se osvědčily... V rámci této recenze vám o nich povíme, stejně jako o dalších zajímavých novinkách VISTI a naši zahraniční vědci...

1. Výzkumný ústav VISTI.
2. Elektrický tenzometr.
3. Sportovní tenzometrická zařízení.

Výzkumný ústav VISTI.

Při plánování tohoto článku jsme vám samozřejmě o této organizaci nemohli pomoci, protože její přínos pro naši domácí, sportovní věda prostě obrovský. FSUE "Výzkumný ústav sportovních technických produktů" VISTI ve skutečnosti je to první a jediné úzce zaměřené státní vědecké centrum v Rusku, akreditovat, pověřit, zplnomocnit Ministerstvo školství a vědy Ruské federace pro vývoj sportovního vybavení, vybavení a inventáře, jakož i informačních zařízení pro rozhodčí a specializovaných sportovních zařízení. Od vzhledu této struktury v naší zemi, a to se stalo před více než 65 lety, sport a věda jsou nyní sjednoceny a neoddělitelné. Tato výzkumná instituce je v podstatě vlajkovou lodí nejen domácího, ale i světového sportovního průmyslu. Lví podíl na inovacích popsaných v této části patří autorům a vývojářům tohoto institutu...

Elektrický tenzometr.

Rozsáhlé zkušenosti vědců nasbírané v oblasti využití elektrické tenzometrie v technice využívají výzkumníci v oblasti sportu ke studiu dynamiky a struktury sportovních pohybů, velikosti sil vyvinutých ve statických polohách a v pohybu. Kromě toho se pomocí elektrických tenzometrických metod studuje velikost a charakteristiky rozložení sil působících v bodech opory na gymnastickém náčiní, na zápasnické podložce a v okamžiku vhazování puku hokejisty. Elektrické tenzometry se v závislosti na typu snímacího prvku, který snímá a převádí měřené pnutí, dělí na:

1. aktivní odporové tenzometry,
2. piezoelektrické tenzometry,
3. induktivní,
4. kapacitní,
5. fotovoltaický,
6. a další.

Největší uplatnění bylo nalezeno ve sportovním výzkumu tenzometry, ve kterém se vlivem měřeného přetvoření mění elektrický odpor snímacího prvku. Tenzometry se osvědčily jako přesné a spolehlivé senzory. Nalepením na pevný podklad můžete v průběhu roku provádět několik změn.

Měření se také provádějí pomocí tenzometry, sestavené pomocí můstkového nebo polomůstkového obvodu. Elektrický signál je zesílen a přiveden na vstup přijímacího záznamového zařízení - osciloskopu se světelným paprskem, milivoltmetr nebo miliampérmetr, elektronický osciloskop.

Vlastnosti měření elektrického napětí ve sportu spočívá v tom, že v závislosti na cílech studie je nutné vybrat základnu, na kterou jsou senzory nalepeny. Základem mohou být kovové desky, tyče, trámy, prsteny.

Metody a prostředky elektrického tenzometru se každým rokem zdokonalují a umožňují studovat nejsložitější prvky sportovní techniky a dynamiku svalových kontrakcí, které jsou běžnému zrakovému pozorování nepřístupné. Kombinace měřicího okruhu s počítačovými zařízeními a vstupem dat do počítače zajišťuje vysoce kvalitní výzkum a řízení vzdělávacího a tréninkového procesu sportovců.

Sportovní literatura poskytuje schémata a způsoby aplikace elektrická tenzometrie v různých sportech. Elektrická tenzometrie je široce využívána ve vědeckém výzkumu v oblasti sportu, ale v praxi trenérů zatím nenašla patřičné uplatnění. Tato metoda se nejvíce používá při měření úsilí vyvinutého sportovcem při provádění sportovních cvičení. Ve vodním lyžování bylo vyvinuto tenzometrické zařízení využívající průmyslové vybavení k zaznamenávání celkových dynamických charakteristik pohybů sportovce. Zařízení se skládá z těchto prvků: siloměr, elastický ocelový kroužek s nalepenými tenzometry. Záznam ze siloměrného prvku přes zesilovač se provádí na počítačovém záznamníku. Siloměr je na jednom konci zavěšen na tyči a na druhém na tažném táhlu a je orientován směrem k horizontálním deformacím. Takové zařízení umožňuje získat objektivní charakteristiky dynamických sil (v rozsahu od 0 do 300 kg) vodních lyžařů - skokanů na lyžích, slalomářů a krasobruslařů.

Sportovní tenzometrická zařízení.

VISTI vyvinulo dvousložkovou tenzometrickou platformu využívající polovodičové tenzometry, která umožňuje získat výstupní napětí signálu 1 V. V tomto případě lze dynamogramy zaznamenávat bez stejnosměrných zesilovačů. Plošina je skládací konstrukce sestávající z vnitřního a vnějšího rámu, mezi nimiž jsou připevněny čtyři tenzometry. Vertikální složka je měřena polovodičovými tenzometry nalepenými na vodorovné roviny a vodorovná složka je měřena senzory nalepenými na svislé roviny.

Tenzodynamická instalace záznam sil se skládá z tenzometru měřícího síly ve třech souřadnicích v prostoru, ovládacího panelu, světelného osciloskopu a zdroje stejnosměrného proudu (6...9 V). Instalace je sestavena na fóliové tenzometry se zvýšeným koeficientem citlivosti, což umožnilo získat proud v měřicí úhlopříčce můstku až 50...200 μA (obvykle se získá proud do 15 μA). Hodnota proudu nad 50 µA je dostatečná k řízení smyčky (galvanometru) osciloskopu se světelným paprskem.

Radiotelemetrie ve sportu používá se ke studiu činnosti kardiovaskulárního systému, dýchacích orgánů, mozkových bioproudů a kosterních svalů. V posledních letech se tato metoda rozšířila při studiu sportovních pohybových technik a rytmické struktury v cyklické a acyklické lokomoci.

Pro záznam radiotelemetrických dat se používají různé třídy osciloskopů s fotografickými zařízeními, dále magnetické zapisovače a ukazovátky. Pro získání urgentních informací v procesu radiotelevizního měření se používají přístroje, které umožňují vizuálně sledovat charakter změn studovaných veličin. Zaznamenané výsledky měření jsou dešifrovány a zpracovány. Výsledky provedeného zpracování jsou prezentovány ve formě tabulek a grafů charakterizujících závislost naměřených hodnot na čase.

Široce používané v tréninkovém procesu radiokardiovodiče. Použití nejnovějších elektronických prvků umožňuje vyrábět taková zařízení v miniaturní podobě, která splňuje specifické požadavky sportovního výzkumu a tréninku (nízká hmotnost a rozměry, soběstačnost napájení). Na Petrohradské univerzitě naši vývojáři navrhli miniaturní autokardioleader s dálkovým ovládáním. Zařízení umožňuje naprogramovat srdeční frekvenci v rozmezí 130…180 tepů/min a telemetricky sledovat fyzickou aktivitu na této frekvenci.

Autokardioleader Vyznačuje se vysokou elektrickou a mechanickou spolehlivostí, odolností proti rušení a tepelnou stabilitou. Obvod zařízení využívá integrální a hybridně-filmové prvky, což umožnilo vytvořit zařízení s minimálními rozměry. Autocardioleader slouží k optimalizaci tréninkového procesu sportovců v atletice, cyklistice, plavání atd.

V současné době se v průběhu probíhajícího vědeckého výzkumu rozšířily systémy, které současně zaznamenávají různé funkce těla a pohybového aparátu. Institut biologického instrumentování Ruska vyvinul čtyřkanálový radiotelemetrický systém pro lékařský a biologický výzkum sportovců. Zařízení je určeno pro přenos elektrokardiogramů, elektromyogramů, dechové frekvence a při použití odpovídajících zařízení pro přenos sfygmogramů a pulsogramů. V praxi zařízení systému namontovaná na těle sportovce umožňují přenos libovolných čtyř signálů ve všech dostupných frekvenčních rozsazích (Wi-Fi, Bluetoth a další).

Registrovat hlavní parametry zevního dýchání a EKG v ergonomické laboratoři Sverdlovského institutu národního hospodářství, a. dvoukanálový radiotelemetrický systém. Jako snímač byl použit miniaturní lopatkový anemometr. Elektroměr je magnetoelektrický převodník s permanentní magnetizací. Zařízení využívá kombinovanou modulaci nosné. Signál EKG je přenášen pomocí systému duální frekvenční modulace a informace o respiračním komplexu jsou superponovány na subnosnou, modulující jeho amplitudu. V bloku „dýchání“ se zaznamenává minutový objem a dechová frekvence, v bloku „puls“ srdeční frekvence a celková hodnota pulzu.

Schopnost studovat a řídit tréninkový proces v přírodních podmínkách pomocí radiotelemetrických zařízení významně doplňuje komplexní studie výkonnosti sportovců v laboratorních podmínkách. Radiotelemetrické studie provedené na cyklistech v závodních podmínkách tedy ukázaly, že během závodu se srdeční frekvence pohybuje od 140 do 220 tepů/min při frekvenci šlapání 60…120 ot./min. Při snížení frekvence šlapání na 50...80 ot/min bez ohledu na profil trasy (rovina, z kopce, do kopce) a převodový poměr klesne tep na 150...160 tepů/min. Bylo zjištěno, že pro vysoce kvalifikované závodníky je optimální tempo šlapání cyklistů v rozmezí 90...120 otáček za minutu při různých převodových poměrech.

Při běhu jsou důležité charakteristiky poměr fáze podpory a letu. S rostoucí kvalifikací klesá doba podpory na 0,08...0,1 s, což výmluvně vypovídá o vysoké úrovni rychlostně-silových kvalit sportovce. Studium rytmické struktury běhu na základě vztahu mezi fází podpory a letu je možné také pomocí radiotelemetrie. Zvláště zajímavá je registrace podpůrných letových fází v běhu se současným záznamem pozemních reakcí. Tato metoda se používá zejména ve výzkumu V. K. Balseviche. Metoda je založena na použití tenzometr systémy a teleelektrokardiograf. V tomto případě je vysílacím zařízením jednosměrná komunikační linka. Elektrické impulsy vznikající v důsledku nevyváženosti můstku, odrážející velikost, povahu a dobu trvání podpůrných reakcí při běhu, jsou přiváděny na vstup frekvenčního modulátoru generátoru impulsů vysílacího zařízení. Signály z vysílače jsou poté odeslány do přijímače, zesíleny a zaznamenány na osciloskopu. Takový radiotelemetrický systém umožňuje vyhodnotit:

1. povahu, velikost a trvání vertikální složky tlačných sil;
2. časy letů a referenčních intervalů;
3. tempo, rychlost běhu;
4. rytmus lokomočních pohybů.

Pro záznam podpůrně-letových fází běhu lze využít zařízení vytvořené na bázi komerčně vyráběného systému „Sport-4“ s připojením digitálních měřičů časových intervalů s dalším zpracováním dat na vysokorychlostním digitálním zařízení.

Je třeba říci, že v posledních letech se problémy vývoje a aplikace technické prostředky ve sportu jsou stále více v zájmu odborníků a pracovníků působících v oblasti tělesné výchovy a sportu. Značná část zařízení přitom musí teprve vzniknout v jednotlivých kopiích, což nepochybně komplikuje jejich plošné zavádění do sportovní praxe. Informace o vytvořených technických prostředcích a způsobech jejich aplikace navíc nejsou systematizované a pro odborníky z praxe často nedostupné. To vše výrazně brání kvalitativnímu zkvalitnění a zkvalitnění výchovného a vzdělávacího procesu a tělesné výchovy.

V této sérii článků si autoři webu „fitness a kulturistika v ruštině“ dali za úkol do určité míry vyplnit a kompenzovat tuto nepříjemnou mezeru. Naše články poskytují návrhy simulátorů, přístrojů a výcvikových zařízení, které lze použít nejen v zdatnost A kulturistika, ale i v dalších různých sportovních disciplínách, jak v přípravě kvalifikovaných sportovců, tak širokého okruhu milovníků tělesné výchovy a sportu.