Equipamentos radiotelemétricos e extensômetros na pesquisa científica e na prática esportiva.

Entre os dispositivos atualmente utilizados para pesquisa tecnológica movimentos esportivos, reações corporais atletas para uma determinada carga, dispositivos de extensômetro e radiotelemetria provaram-se bem... Como parte desta revisão, falaremos sobre eles, bem como outros desenvolvimentos interessantes VISTI e nossos pesquisadores estrangeiros...

1. Instituto de Pesquisa VISTI.
2. Medidor de tensão elétrica.
3. Equipamento de extensômetro esportivo.

Instituto de Pesquisa VISTI.

É claro que, ao planejar este artigo, não poderíamos deixar de falar sobre esta organização, pois sua contribuição para o nosso país, Ciência do esporte simplesmente enorme. FSUE "Instituto de Pesquisa de Produtos Técnicos Esportivos" VISTI na verdade, é o primeiro e único centro científico estatal com foco restrito na Rússia, credenciado Ministério da Educação e Ciência da Federação Russa para o desenvolvimento de equipamentos, equipamentos e equipamentos esportivos, bem como dispositivos de informação de árbitros e dispositivos esportivos especializados. Desde o surgimento desta estrutura em nosso país, e isso aconteceu há mais de 65 anos, o desporto e a ciência estão agora unidos e inseparáveis. Esta instituição de investigação é essencialmente o carro-chefe não só da indústria desportiva nacional, mas também global. A maior parte das inovações descritas nesta seção pertence aos autores e desenvolvedores deste instituto...

Medidor de tensão elétrica.

A vasta experiência acumulada por cientistas na utilização da tensometria elétrica em tecnologia é utilizada por pesquisadores da área esportiva para estudar a dinâmica e estrutura dos movimentos esportivos, a magnitude das forças desenvolvidas em posições estáticas e em movimento. Além disso, por meio de métodos de extensômetro elétrico, estuda-se a magnitude e as características da distribuição das forças aplicadas nos pontos de apoio dos equipamentos de ginástica, no tapete de luta livre e no momento do lançamento do disco pelos jogadores de hóquei. Os extensômetros elétricos, dependendo do tipo de elemento sensor que detecta e converte a deformação medida, são divididos em:

1. calibres de tensão ativos da resistência,
2. calibres de tensão piezoelétricos,
3. indutivo,
4. capacidade,
5. fotovoltaico,
6. e outros.

Na pesquisa esportiva, a maior aplicação foi encontrada medidores de tensão, em que a resistência elétrica do elemento sensor muda sob a influência da deformação medida. Os extensômetros provaram ser sensores precisos e confiáveis. Ao colá-los em uma base sólida, você pode fazer várias alterações ao longo do ano.

As medições também são realizadas usando medidores de tensão, montado em circuito de ponte ou meia ponte. O sinal elétrico é amplificado e alimentado na entrada do dispositivo de gravação receptor - um osciloscópio de feixe de luz, um milivoltímetro ou miliamperímetro, um osciloscópio eletrônico.

Recurso medições de tensão elétrica em esportes é que, dependendo dos objetivos do estudo, é necessário selecionar a base sobre a qual serão colados os sensores. A base pode ser placas de metal, hastes, vigas, anéis.

Os métodos e meios de tensometria elétrica são aprimorados a cada ano e permitem estudar os elementos mais complexos da técnica esportiva e da dinâmica das contrações musculares inacessíveis à observação visual comum. A combinação de um circuito de medição com dispositivos computacionais e entrada de dados em um computador garante pesquisa e gerenciamento de alta qualidade do processo educacional e de treinamento de atletas.

A literatura esportiva fornece esquemas e métodos de aplicação tensometria elétrica em vários esportes. A tensometria elétrica é amplamente utilizada em pesquisas científicas na área esportiva, mas ainda não encontrou aplicação adequada na prática de treinadores. Este método é mais amplamente utilizado para medir os esforços desenvolvidos por um atleta durante a realização de exercícios esportivos. No esqui aquático, foi desenvolvido um dispositivo extensômetro utilizando equipamento industrial para registrar as características dinâmicas totais dos movimentos de um atleta. O dispositivo consiste nos seguintes elementos: um medidor de força, um anel elástico de aço com extensômetros colados. A gravação do elemento de medição de força através de um amplificador é feita em um gravador de computador. O medidor de força é articulado em uma extremidade à haste e a outra à adriça de reboque e é orientado para deformações horizontais. Tal dispositivo permite obter características objetivas das forças dinâmicas (na faixa de 0 a 300 kg) de esquiadores aquáticos - saltadores de esqui, slalomistas e patinadores artísticos.

Equipamento de extensômetro esportivo.

A VISTI desenvolveu uma plataforma de extensômetros de dois componentes utilizando extensômetros semicondutores, que permite obter uma tensão de sinal de saída de 1 V. Neste caso, os dinamogramas podem ser registrados sem amplificadores DC. A plataforma é uma estrutura dobrável composta por uma estrutura interna e externa, entre as quais são fixados quatro extensômetros. A componente vertical é medida por extensômetros semicondutores colados em planos horizontais, e a componente horizontal é medida por sensores colados em planos verticais.

Instalação tensodinamométrica O registro de força consiste em um extensômetro que mede forças em três coordenadas no espaço, um painel de controle, um osciloscópio de feixe de luz e uma fonte de corrente contínua (6...9 V). A instalação é montada em extensômetros de folha com coeficiente de sensibilidade aumentado, o que possibilitou obter uma corrente na diagonal de medição da ponte de até 50...200 μA (normalmente obtém-se uma corrente de até 15 μA). Um valor de corrente acima de 50 µA é suficiente para acionar o circuito (galvanômetro) de um osciloscópio de feixe de luz.

Radiotelemetria no esporte usado para estudar a atividade do sistema cardiovascular, órgãos respiratórios, biocorrentes cerebrais e músculos esqueléticos. Nos últimos anos, este método se difundiu no estudo das técnicas de movimento esportivo e da estrutura rítmica na locomoção cíclica e acíclica.

Para registrar dados de radiotelemetria, são utilizadas diversas classes de osciloscópios com dispositivos fotográficos, além de gravadores magnéticos e gravadores de ponteiro. Para obter informações urgentes no processo de medições de radiotelevisão, são utilizados instrumentos que permitem monitorar visualmente a natureza das alterações nas grandezas estudadas. Os resultados da medição registrados são decifrados e processados. Os resultados do processamento realizado são apresentados em forma de tabelas e gráficos que caracterizam a dependência dos valores medidos com o tempo.

Amplamente utilizado no processo de treinamento radiocardiolíderes. A utilização de elementos eletrônicos de última geração permite que tais dispositivos sejam fabricados em formato miniatura, o que atende às necessidades específicas da pesquisa e treinamento esportivo (baixo peso e tamanho, autossuficiência de alimentação). Na Universidade de São Petersburgo, nossos desenvolvedores projetaram um autocardioleader em miniatura com controle remoto. O dispositivo permite programar sua frequência cardíaca entre 130 e 180 batimentos/min e monitorar telemetricamente a atividade física nessa frequência.

Autocardiolíder É caracterizado por alta confiabilidade elétrica e mecânica, imunidade a ruídos e estabilidade térmica. O circuito do dispositivo utiliza elementos de filme integral e híbrido, o que possibilitou a criação de um dispositivo com dimensões mínimas. O Autocardioleader é utilizado para otimizar o processo de treinamento de atletas de atletismo, ciclismo, natação, etc.

Atualmente, no decorrer da pesquisa científica em andamento, se difundiram sistemas que registram simultaneamente diversas funções do corpo e do sistema musculoesquelético. O Instituto de Instrumentação Biológica da Rússia desenvolveu um sistema de radiotelemetria de quatro canais para pesquisa médica e biológica de atletas. O equipamento é projetado para transmissão de eletrocardiogramas, eletromiogramas, frequência respiratória e na utilização de dispositivos correspondentes para transmissão de esfigmogramas e pulsogramas. Na prática, os dispositivos dos sistemas montados no corpo do atleta permitem a transmissão de quatro sinais quaisquer em todas as faixas de frequência disponíveis (Wi-Fi, Bluetoth e outros).

Para registrar os principais parâmetros de respiração externa e ECG no laboratório de ergonomia do Instituto de Economia Nacional de Sverdlovsk, um sistema de radiotelemetria de dois canais. Um anemômetro de palhetas em miniatura foi usado como sensor. O medidor é um conversor magnetoelétrico com magnetização permanente. O dispositivo usa modulação de portadora combinada. O sinal de ECG é transmitido por meio de um sistema de modulação de dupla frequência, e as informações do complexo respiratório são sobrepostas à subportadora, modulando sua amplitude. No bloco “respiração” são registrados o volume minuto e a frequência respiratória, no bloco “pulso” - frequência cardíaca e valor total do pulso.

A capacidade de estudar e controlar o processo de treinamento em condições naturais utilizando equipamentos de radiotelemetria complementa significativamente estudos abrangentes de desempenho de atletas em condições de laboratório. Assim, estudos de radiotelemetria realizados em ciclistas em condições de corrida mostraram que durante uma corrida, a frequência cardíaca varia de 140 a 220 batimentos/min a uma frequência de pedalada de 60 a 120 rpm. Quando a frequência de pedalada é reduzida para 50...80 rpm, independentemente do perfil do percurso (plano, descida, subida) e da relação de transmissão, a frequência cardíaca cai para 150...160 batimentos/min. Foi estabelecido que para pilotos altamente qualificados, o ritmo de pedalada ideal dos ciclistas está na faixa de 90...120 rpm em diferentes relações de transmissão.

Na corrida, características importantes são a relação entre as fases de apoio e voo. Com o aumento das qualificações, o tempo de apoio diminui para 0,08...0,1 s, o que fala eloquentemente do alto nível de qualidades de velocidade e força do atleta. O estudo da estrutura rítmica da corrida a partir da relação entre as fases de apoio e voo também é possível por meio da radiotelemetria. De particular interesse é o registo das fases de voo de apoio em funcionamento com registo simultâneo das reações do solo. Este método, em particular, é utilizado na pesquisa de V. K. Balsevich. O método é baseado no uso medidor de tensão sistemas e teleeletrocardiógrafo. Neste caso, o dispositivo de transmissão é uma linha de comunicação unidirecional. Os impulsos elétricos decorrentes do desequilíbrio da ponte, refletindo a magnitude, natureza e duração das reações de apoio durante o funcionamento, são alimentados na entrada do modulador de frequência do gerador de pulsos do dispositivo transmissor. Os sinais do transmissor são então enviados ao receptor, amplificados e gravados em um osciloscópio. Esse sistema de radiotelemetria permite avaliar:

1. a natureza, magnitude e duração da componente vertical das forças de impulso;
2. tempos de voo e intervalos de referência;
3. ritmo, velocidade de corrida;
4. ritmo dos movimentos locomotores.

Para registrar as fases de voo de apoio da corrida, você pode usar equipamentos criados com base no sistema “Sport-4” produzido comercialmente com a conexão de medidores digitais de intervalos de tempo com posterior processamento de dados em um dispositivo digital de alta velocidade.

Deve-se dizer que nos últimos anos, questões de desenvolvimento e aplicação meios técnicos no esporte interessam cada vez mais a especialistas e trabalhadores da área da educação física e do esporte. Ao mesmo tempo, uma parte significativa dos dispositivos ainda não foi criada em cópias únicas, o que sem dúvida dificulta a sua introdução generalizada na prática desportiva. Além disso, as informações sobre os meios técnicos criados e métodos de sua aplicação não são sistematizadas e muitas vezes inacessíveis aos profissionais. Tudo isso dificulta significativamente a melhoria qualitativa e o aprimoramento do processo educacional e formativo e da educação física.

Nesta série de artigos, os autores do site “fitness e musculação em russo” estabeleceram a tarefa de preencher e compensar até certo ponto essa lacuna irritante. Nossos artigos fornecem projetos de simuladores, instrumentos e dispositivos de treinamento que podem ser usados ​​não apenas em fitness E musculação, mas também noutras modalidades desportivas diversas, tanto na formação de atletas qualificados como de um vasto leque de amantes da educação física e do desporto.