Apparecchiature radiotelemetriche ed estensimetriche nella ricerca scientifica e nella pratica sportiva.

Tra i dispositivi attualmente utilizzati per ricerca tecnologica movimenti sportivi, reazioni del corpo gli atleti con un certo carico, gli estensimetri e i dispositivi di radiotelemetria si sono dimostrati efficaci... Nell'ambito di questa recensione, ve ne parleremo, così come altri sviluppi interessanti VISTI e i nostri ricercatori stranieri...

1. Istituto di ricerca VISTI.
2. Estensimetro elettrico.
3. Attrezzature per estensimetri sportivi.

Istituto di ricerca VISTI.

Naturalmente, nel pianificare questo articolo, non potevamo fare a meno di parlarvi di questa organizzazione, perché il suo contributo alla nostra vita domestica, scienza sportiva semplicemente enorme. FSUE "Istituto di ricerca dei prodotti tecnici sportivi" VISTI infatti, è il primo e unico centro scientifico statale strettamente focalizzato in Russia, accreditato Ministero dell'Istruzione e della Scienza della Federazione Russa per lo sviluppo di attrezzature sportive, attrezzature e inventario, nonché dispositivi informativi per arbitri e dispositivi sportivi specializzati. Dall'apparizione di questa struttura nel nostro paese, e questo è successo oltre 65 anni fa, lo sport e la scienza sono ormai uniti e inseparabili. Questo istituto di ricerca è essenzialmente il fiore all'occhiello non solo dell'industria sportiva nazionale ma anche globale. La parte del leone delle innovazioni descritte in questa sezione appartiene agli autori e agli sviluppatori di questo istituto...

Estensimetro elettrico.

La vasta esperienza accumulata dagli scienziati nell'uso della tensometria elettrica nella tecnologia viene utilizzata dai ricercatori nel campo dello sport per studiare la dinamica e la struttura dei movimenti sportivi, l'entità delle forze sviluppate in posizioni statiche e in movimento. Inoltre, utilizzando metodi di estensimetri elettrici, vengono studiate l'entità e le caratteristiche della distribuzione delle forze applicate nei punti di appoggio sull'attrezzatura ginnica, su un tappeto da lotta e al momento dei giocatori di hockey che lanciano il disco. Gli estensimetri elettrici, a seconda del tipo di elemento sensibile che rileva e converte la deformazione misurata, si dividono in:

1. estensimetri a resistenza attiva,
2. estensimetri piezoelettrici,
3. induttivo,
4. capacitivo,
5. fotovoltaico,
6. e altri.

Nella ricerca sportiva è stata trovata la maggiore applicazione estensimetri, in cui la resistenza elettrica dell'elemento sensibile cambia sotto l'influenza della deformazione misurata. Gli estensimetri hanno dimostrato di essere sensori accurati e affidabili. Incollandoli su una base solida, puoi apportare molteplici modifiche durante tutto l'anno.

Le misurazioni vengono eseguite anche utilizzando estensimetri, assemblato utilizzando un circuito a ponte o semiponte. Il segnale elettrico viene amplificato e inviato all'ingresso del dispositivo di registrazione ricevente: un oscilloscopio a raggio luminoso, un millivoltmetro o milliamperometro, un oscilloscopio elettronico.

Caratteristica misurazioni della deformazione elettrica nello sport è che, a seconda degli obiettivi dello studio, è necessario selezionare la base su cui incollare i sensori. La base può essere piastre metalliche, aste, travi, anelli.

I metodi e i mezzi di misurazione della deformazione elettrica vengono migliorati ogni anno e consentono di studiare gli elementi più complessi della tecnica sportiva e la dinamica delle contrazioni muscolari che sono inaccessibili all'osservazione visiva ordinaria. La combinazione di un circuito di misurazione con dispositivi informatici e l'immissione di dati in un computer garantisce una ricerca e una gestione di alta qualità del processo educativo e formativo degli atleti.

La letteratura sportiva fornisce schemi e modalità di applicazione tensometria elettrica in vari sport. La tensometria elettrica è ampiamente utilizzata nella ricerca scientifica nel campo dello sport, ma non ha ancora trovato una corretta applicazione nella pratica degli allenatori. Questo metodo è ampiamente utilizzato quando si misurano gli sforzi sviluppati da un atleta durante l'esecuzione di esercizi sportivi. Nello sci nautico è stato sviluppato un dispositivo estensimetrico che utilizza apparecchiature industriali per registrare le caratteristiche dinamiche totali dei movimenti di un atleta. Il dispositivo è costituito dai seguenti elementi: un dinamometro, un anello elastico in acciaio su cui sono incollati degli estensimetri. La registrazione dall'elemento di misurazione della forza attraverso un amplificatore viene effettuata su un registratore di computer. Il misuratore di forza è incernierato da un lato all'asta e dall'altro alla drizza di traino ed è orientato verso le deformazioni orizzontali. Tale dispositivo consente di ottenere caratteristiche oggettive delle forze dinamiche (nell'intervallo da 0 a 300 kg) degli sciatori d'acqua: saltatori con gli sci, slalomisti e pattinatori artistici.

Attrezzature per estensimetri sportivi.

VISTI ha sviluppato una piattaforma di estensimetri a due componenti che utilizza estensimetri a semiconduttore, che consente di ottenere una tensione del segnale di uscita di 1 V. In questo caso, i dinamogrammi possono essere registrati senza amplificatori CC. La piattaforma è una struttura pieghevole costituita da un telaio interno ed esterno, tra i quali sono fissati quattro estensimetri. La componente verticale viene misurata da estensimetri a semiconduttore incollati su piani orizzontali, mentre la componente orizzontale viene misurata da sensori incollati su piani verticali.

Installazione tensodinamometrica la registrazione della forza è costituita da un estensimetro che misura le forze in tre coordinate nello spazio, un pannello di controllo, un oscilloscopio a raggio luminoso e una sorgente di corrente continua (6...9 V). L'installazione è assemblata su estensimetri a lamina con un coefficiente di sensibilità aumentato, che ha permesso di ottenere una corrente nella diagonale di misura del ponte fino a 50...200 μA (normalmente si ottiene una corrente fino a 15 μA). Un valore di corrente superiore a 50 µA è sufficiente per pilotare la spira (galvanometro) di un oscilloscopio a fascio luminoso.

Radiotelemetria nello sport utilizzato per studiare l'attività del sistema cardiovascolare, degli organi respiratori, delle biocorrenti cerebrali e dei muscoli scheletrici. Negli ultimi anni questo metodo si è diffuso nello studio delle tecniche di movimento sportivo e della struttura ritmica nella locomozione ciclica e aciclica.

Per registrare i dati della radiotelemetria vengono utilizzate varie classi di oscilloscopi con dispositivi fotografici, nonché registratori magnetici e registratori di puntatori. Per ottenere informazioni urgenti nel processo di misurazioni radiotelevisive, vengono utilizzati strumenti che consentono di monitorare visivamente la natura dei cambiamenti nelle quantità studiate. I risultati della misurazione registrati vengono decifrati ed elaborati. I risultati dell'elaborazione eseguita sono presentati sotto forma di tabelle e grafici che caratterizzano la dipendenza dei valori misurati dal tempo.

Ampiamente utilizzato nel processo di formazione leader radiocardio. L'utilizzo dei più moderni elementi elettronici consente di produrre tali dispositivi in ​​forma miniaturizzata, che soddisfa i requisiti specifici della ricerca e dell'allenamento sportivo (peso e dimensioni ridotte, autosufficienza di alimentazione). All'Università di San Pietroburgo, i nostri sviluppatori hanno progettato un autocardioleader in miniatura con telecomando. Il dispositivo consente di programmare la frequenza cardiaca entro 130…180 battiti/min e di monitorare telemetricamente l'attività fisica a questa frequenza.

Autocardioleader È caratterizzato da elevata affidabilità elettrica e meccanica, immunità al rumore e stabilità termica. Il circuito del dispositivo utilizza elementi integrali e ibridi, che hanno permesso di creare un dispositivo con dimensioni minime. Autocardioleader viene utilizzato per ottimizzare il processo di allenamento degli atleti di atletica leggera, ciclismo, nuoto, ecc.

Attualmente, nel corso della ricerca scientifica in corso, si sono diffusi sistemi che registrano contemporaneamente varie funzioni del corpo e del sistema muscolo-scheletrico. L'Istituto di strumentazione biologica della Russia ha sviluppato un sistema di radiotelemetria a quattro canali per la ricerca medica e biologica sugli atleti. L'apparecchiatura è progettata per la trasmissione di elettrocardiogrammi, elettromiogrammi, frequenza respiratoria e, quando si utilizzano dispositivi di abbinamento, per la trasmissione di sfigmogrammi e pulsogrammi. In pratica, i dispositivi dei sistemi montati sul corpo dell’atleta consentono la trasmissione di quattro segnali qualsiasi in tutte le gamme di frequenza disponibili (Wi-Fi, Bluetoth e altre).

Registrare i principali parametri della respirazione esterna e dell'ECG nel laboratorio di ergonomia dell'Istituto di economia nazionale di Sverdlovsk, a sistema di radiotelemetria a due canali. Come sensore è stato utilizzato un anemometro a elica miniaturizzato. Il contatore è un convertitore magnetoelettrico a magnetizzazione permanente. Il dispositivo utilizza la modulazione della portante combinata. Il segnale ECG viene trasmesso utilizzando un sistema di modulazione a doppia frequenza e le informazioni del complesso respiratorio si sovrappongono alla sottoportante modulandone l'ampiezza. Nel blocco "respirazione" vengono registrati il ​​volume minuto e la frequenza respiratoria, nel blocco "polso" la frequenza cardiaca e il valore totale del polso.

La capacità di studiare e controllare il processo di allenamento in condizioni naturali utilizzando apparecchiature di radiotelemetria integra in modo significativo studi completi sulle prestazioni degli atleti in condizioni di laboratorio. Pertanto, studi di radiotelemetria condotti su ciclisti in condizioni di gara hanno dimostrato che durante una gara, la frequenza cardiaca varia da 140 a 220 battiti/min con una frequenza di pedalata di 60…120 giri al minuto. Quando la frequenza di pedalata viene ridotta a 50...80 giri/min, indipendentemente dal profilo del percorso (pianeggiante, in discesa, in salita) e dal rapporto di trasmissione, la frequenza cardiaca scende a 150...160 battiti/min. È stato stabilito che per i corridori altamente qualificati, il ritmo di pedalata ottimale dei ciclisti è compreso tra 90 e 120 giri al minuto a diversi rapporti di trasmissione.

Nella corsa, caratteristiche importanti sono il rapporto tra le fasi di appoggio e di volo. Con l'aumento delle qualifiche, il tempo di supporto diminuisce a 0,08...0,1 s, il che parla eloquentemente dell'alto livello di qualità di forza-velocità dell'atleta. Lo studio della struttura ritmica della corsa in base al rapporto tra la fase di appoggio e quella di volo è possibile anche utilizzando la radiotelemetria. Di particolare interesse è la registrazione delle fasi di volo di appoggio in corsa con registrazione simultanea delle reazioni al suolo. Questo metodo, in particolare, viene utilizzato nella ricerca di V. K. Balsevich. Il metodo si basa sull'uso estensimetro sistemi e teleelettrocardiografo. In questo caso, il dispositivo trasmittente è una linea di comunicazione unidirezionale. Gli impulsi elettrici derivanti dallo squilibrio del ponte, che riflettono l'entità, la natura e la durata delle reazioni di supporto durante il funzionamento, vengono alimentati all'ingresso del modulatore di frequenza del generatore di impulsi del dispositivo trasmittente. I segnali del trasmettitore vengono quindi inviati al ricevitore, amplificati e registrati su un oscilloscopio. Un tale sistema di radiotelemetria consente di valutare:

1. la natura, l'entità e la durata della componente verticale delle forze di spinta;
2. tempi di volo e intervalli di riferimento;
3. ritmo, velocità di corsa;
4. ritmo dei movimenti locomotori.

Per registrare le fasi di volo di supporto della corsa, è possibile utilizzare l'attrezzatura creata sulla base del sistema "Sport-4" prodotto in commercio con la connessione di contatori digitali degli intervalli di tempo con ulteriore elaborazione dei dati su un dispositivo digitale ad alta velocità.

Va detto che negli ultimi anni sono sorti problemi di sviluppo e applicazione mezzi tecnici nello sport interessano sempre più gli specialisti e gli operatori impegnati nel campo dell'educazione fisica e dello sport. Allo stesso tempo, una parte significativa dei dispositivi deve ancora essere creata in copie singole, il che indubbiamente complica la loro diffusa introduzione nella pratica sportiva. Inoltre, le informazioni sui mezzi tecnici creati e sui metodi della loro applicazione non sono sistematizzate e sono spesso inaccessibili ai professionisti. Tutto ciò ostacola in modo significativo il miglioramento qualitativo e il miglioramento del processo educativo e formativo e dell'educazione fisica.

In questa serie di articoli, gli autori del sito “fitness e bodybuilding in russo” si sono posti il ​​compito di colmare e compensare in una certa misura questa fastidiosa lacuna. I nostri articoli forniscono progetti per simulatori, strumenti e dispositivi di formazione che possono essere utilizzati non solo in fitness E bodybuilding, ma anche in altre diverse discipline sportive, sia nella formazione di atleti qualificati che di una vasta gamma di amanti dell'educazione fisica e dello sport.