科学研究およびスポーツ実践における無線遠隔測定およびひずみゲージ装置。

現在使用されている端末の中には、 技術研究 スポーツの動き、 体の反応 特定の負荷に対するアスリート向けのひずみゲージと無線テレメトリー デバイスは、その効果が十分に証明されています...このレビューの一環として、それらについて、また他の興味深い開発についてもお話します。 ヴィスティ そして外国人研究者も…

1. VISTI研究所
2. 電気ひずみゲージ。
3. スポーツひずみゲージ装置。

VISTI研究所

もちろん、この記事を企画するにあたり、この組織について話さずにはいられませんでした。 スポーツ科学 単純に巨大です。 FSUE「スポーツテクニカルプロダクト研究所」 ヴィスティ 実際、ここはロシアで最初で唯一の、狭い範囲に焦点を絞った国立科学センターです。 認定された ロシア連邦教育科学省は、スポーツ用品、器具、在庫品、審判用情報機器および特殊なスポーツ機器の開発を担当しています。私たちの国にこの構造が出現して以来、これが起こって以来、 65年以上前、スポーツと科学は今や一体となっており、切り離すことはできません。この研究機関は本質的に、国内だけでなく世界のスポーツ産業の旗艦です。このセクションで説明されているイノベーションの大部分は、この研究所の著者と開発者に属します...

電気ひずみゲージ。

技術における電気張力測定の使用において科学者によって蓄積された広範な経験は、スポーツ分野の研究者によってスポーツ動作の力学と構造、静止位置および動作中に発生する力の大きさを研究するために使用されます。さらに、電気ひずみゲージ法を使用して、体操器具、レスリングマット、およびホッケー選手がパックを投げる瞬間の支持点にかかる力の分布の大きさと特性が研究されます。電気ひずみゲージは、測定されたひずみを感知して変換する感知素子の種類に応じて、次のように分類されます。

1. アクティブ抵抗ひずみゲージ,
2. 圧電ひずみゲージ,
3. 誘導的、
4. 容量性、
5. 太陽光発電、
6. その他。

スポーツ研究において最大の応用が見つかった ひずみゲージ、測定されたひずみの影響で検出素子の電気抵抗が変化します。ひずみゲージは、正確で信頼性の高いセンサーであることが証明されています。しっかりとしたベースに接着することで、一年を通して何度も変更を加えることができます。

測定も以下を使用して実行されます。 ひずみゲージ、ブリッジまたはハーフブリッジ回路を使用して組み立てられます。電気信号は増幅され、光ビームオシロスコープ、ミリボルト計またはミリ電流計、電子オシロスコープなどの受信記録装置の入力に供給されます。

特徴 スポーツにおける電気的ひずみの測定 研究の目的に応じて、センサーを接着するベースを選択する必要があるということです。基礎となるのは金属板、ロッド、ビーム、リングです。

電気張力測定の方法と手段は年々改良されており、通常の視覚観察ではアクセスできないスポーツテクニックの最も複雑な要素や筋収縮のダイナミクスを研究することが可能になっています。測定回路とコンピュータ装置およびコンピュータへのデータ入力を組み合わせることで、アスリートの教育およびトレーニングプロセスの高品質な研究と管理が保証されます。

スポーツ文献には、その適用スキームと方法が記載されています。 電気張力測定法 さまざまなスポーツで。電気張力測定はスポーツ分野の科学研究で広く使用されていますが、コーチの実践ではまだ適切な応用が見つかっていません。この方法は、スポーツ運動中にアスリートが発揮した努力を測定する場合に最も広く使用されています。水上スキーでは、アスリートの動きの全体的な動的特性を記録するために、産業用機器を使用したひずみゲージ装置が開発されました。この装置は、力計、ひずみゲージが接着された弾性鋼リングの要素で構成されています。力測定要素からアンプを介してコンピューターレコーダーに記録されます。力計は、一端がロッドに、もう一端が牽引ハリヤードにヒンジで取り付けられており、水平方向に変形する方向に向けられています。このような装置により、水上スキーヤー、つまりスキージャンパー、スラローム選手、フィギュアスケート選手の動的力（0〜300kgの範囲）の客観的な特性を取得することが可能になります。

スポーツひずみゲージ装置。

VISTI は、半導体ひずみゲージを使用した 2 成分ひずみゲージ プラットフォームを開発しました。これにより、1 V の出力信号電圧を得ることができます。この場合、DC アンプなしでダイナモグラムを記録できます。プラットフォームは、内枠と外枠からなる折りたたみ構造で、その間に 4 つのひずみゲージが取り付けられています。垂直成分は水平面に接着された半導体ひずみゲージによって測定され、水平成分は垂直面に接着されたセンサーによって測定されます。

張力学的設置 力の記録は、空間内の 3 つの座標で力を測定するひずみゲージ、コントロール パネル、ライト ビーム オシロスコープ、および直流電源 (6 ～ 9 V) で構成されます。この装置は、感度係数が増加したフォイルひずみゲージ上に組み立てられており、ブリッジの測定対角線で最大 50 ～ 200 μA の電流を得ることが可能になりました (通常、最大 15 μA の電流が得られます)。 50 μA を超える電流値は、光ビーム オシロスコープのループ (検流計) を駆動するのに十分です。

スポーツにおける無線テレメトリー 心血管系、呼吸器、脳の生体電流、骨格筋の活動を研究するために使用されます。近年、この方法はスポーツの動作技術や周期的・非周期的運動のリズム構造の研究に広く普及しています。

無線テレメトリ データを記録するには、磁気レコーダーやポインター レコーダーだけでなく、写真装置を備えたさまざまなクラスのオシロスコープが使用されます。ラジオテレビの測定の過程で緊急の情報を得るために、研究対象の量の変化の性質を視覚的に監視できる機器が使用されます。記録された測定結果は解読されて処理されます。実行された処理の結果は、測定値の時間依存性を特徴付ける表とグラフの形式で表示されます。

トレーニングプロセスで広く使用されています ラジオ心臓リーダー。最新の電子素子を使用することで、このようなデバイスを小型の形状で製造することができ、スポーツの研究やトレーニングの特定の要件（軽量およびサイズ、電源の自給自足）を満たすことができます。サンクトペテルブルク大学では、開発者がリモコン付きの小型オートカーディオリーダーを設計しました。このデバイスを使用すると、心拍数を 130 ～ 180 ビート/分以内でプログラムし、この周波数での身体活動を遠隔測定で監視できます。

オートカーディリーダー 高い電気的および機械的信頼性、ノイズ耐性、熱安定性が特徴です。デバイス回路には一体型およびハイブリッドフィルム素子が使用されており、これにより最小限の寸法でデバイスを作成することが可能になりました。 Autocardioleader は、陸上競技、サイクリング、水泳などのアスリートのトレーニング プロセスを最適化するために使用されます。

現在、進行中の科学研究の過程で、身体と筋骨格系のさまざまな機能を同時に記録するシステムが普及しています。ロシアの生物学的計測研究所は、アスリートの医学的および生物学的研究のための 4 チャンネル無線テレメトリー システムを開発しました。この装置は、心電図、筋電図、呼吸数を送信するため、また、脈拍図や脈拍図を送信するためのマッチングデバイスを使用する場合に設計されています。実際には、アスリートの体に取り付けられたシステムのデバイスにより、利用可能なすべての周波数範囲 (Wi-Fi、Bluetooth など) で任意の 4 つの信号を送信できます。

スヴェルドロフスク国民経済研究所の人間工学研究室に外呼吸と心電図の主なパラメータを登録するには、 2チャンネル無線テレメトリーシステム。小型ベーン風速計をセンサーとして使用しました。メーターは永久磁化を備えた磁電変換器です。このデバイスは複合搬送波変調を使用します。 ECG 信号は二重周波数変調システムを使用して送信され、呼吸複合情報がサブキャリアに重畳されて振幅が変調されます。 「呼吸」ブロックでは分時換気量と呼吸数が記録され、「脈拍」ブロックでは心拍数と総脈拍値が記録されます。

無線遠隔測定装置を使用して自然条件でのトレーニングプロセスを研究および制御できる機能は、実験室条件でのアスリートのパフォーマンスの包括的な研究を大幅に補完します。したがって、レース状態のサイクリストに対して行われた無線テレメトリ研究では、レース中の心拍数は 60 ～ 120 rpm のペダリング周波数で 140 ～ 220 拍/分の範囲であることが示されました。ペダリング周波数が 50 ～ 80 rpm に低下すると、ルートのプロファイル (平坦、下り坂、上り坂) やギア比に関係なく、心拍数は 150 ～ 160 拍/分に低下します。高度なスキルを持つレーサーにとって、サイクリストの最適なペダリングペースは、さまざまなギア比で 90 ～ 120 rpm 以内であることが確立されています。

ランニングにおいて重要な特性は、サポートフェーズとフライトフェーズの比率です。資格が上がるにつれて、サポート時間は 0.08...0.1 秒に減少します。これは、アスリートのスピードと強さの質の高さを雄弁に物語っています。無線テレメトリーを使用すると、サポート段階と飛行段階の関係に基づいてランニングのリズミカルな構造を研究することも可能です。特に興味深いのは、地面の反応を同時に記録しながら、走行中の支援飛行フェーズを登録することです。この方法は、特に V. K. Balsevich の研究で使用されています。この方法は用途に基づいています 歪みゲージ システムと 遠隔心電計。この場合、送信装置は片方向の通信回線となる。ブリッジの不均衡の結果として生じ、走行中のサポート反応の大きさ、性質、持続時間を反映する電気インパルスは、送信装置のパルス発生器の周波数変調器の入力に供給されます。送信機からの信号は受信機に送信され、増幅されてオシロスコープに記録されます。このような無線テレメトリー システムを使用すると、以下を評価できます。

1. 押す力の垂直成分の性質、大きさ、持続時間。
2. 飛行時間と基準間隔時間。
3. ペース、走行速度。
4. 運動のリズム。

ランニングの支援飛行フェーズを記録するには、市販の「Sport-4」システムに基づいて作成された機器を使用し、時間間隔のデジタルメーターと高速デジタルデバイスでのさらなるデータ処理を接続します。

近年、開発と応用の問題が生じていると言えます。 スポーツにおける技術的手段 体育やスポーツの分野に携わる専門家や労働者にとって、ますます関心が高まっています。同時に、デバイスの大部分はまだ作成されていません。 単一のコピーでそのため、スポーツ実践への広く導入が困難になっているのは間違いありません。さらに、作成された技術的手段およびその適用方法に関する情報は体系化されておらず、多くの場合、実務者はアクセスできません。これらすべては、教育訓練プロセスおよび体育の質的向上と改善を著しく妨げます。

この一連の記事では、「ロシア語でのフィットネスとボディビルディング」というサイトの著者が、この煩わしいギャップをある程度埋めて補うという課題を設定しました。私たちの記事では、シミュレーター、器具、トレーニング デバイスのデザインを提供します。 フィットネス そして ボディービル、だけでなく、資格のあるアスリートのトレーニングや体育やスポーツの幅広い愛好家の両方の他のさまざまなスポーツ分野でも活躍します。