ES2337912T3 - Dispositivo de medicion de potencia de impacto. - Google Patents

Abstract

Un medio de medición de fuerza de impacto (4) que comprende varias cámaras de medición (24) las cuales se proporcionan en un material elástico y se colocan y diseñan de manera que se puede medir un golpe y el impacto en por lo menos una de las cámaras de medición (24) que cambia el volumen de la misma, una línea de descarga (8) conectada a las cámaras de medición (24) y un sensor (12) colocado en la línea de descarga, caracterizado porque se proporcionan cámaras adicionales (30) que no están conectadas a la línea de descarga (8) que contiene el sensor (12).

Description

Dispositivo de medición de potencia de impacto.

La presente invención se relaciona con un medio de medición de fuerza de impacto que comprende varias cámaras de medición las cuales se proporcionan en un material elástico y se colocan y diseñan de manera que una ventilación o soplido a ser medido y que incide en por lo menos una de las cámaras de medición cambia el volumen de la misma, una línea de descarga conectada con las cámaras de medición y un sensor colocado en la línea de descarga.

La invención se relaciona también con una vestimenta de combate, guantes de boxeo, a un dispositivo de entrenamiento de golpeo y a sistemas de evaluación de competición y/o entrenamiento.

Tal medio de medición de fuerza de impacto, de acuerdo con la reivindicación 1 se conoce a partir del documento EP 1 090 661 A1. Esta publicación describe el suministro de un sensor como un resistor sensible a la temperatura para medir al flujo de una línea de descarga. Los sensores de esta clase tienen diversas desventajas. Por una parte, son relativamente costosos y relativamente voluminosos, en donde estos dos aspectos son una desventaja para la materialización de un medio de medición de fuerza de impacto que sea aceptado en el mercado. Pero lo que es mucho más problemático es la inercia inherente de dichos sensores. En el caso de las artes marciales, por ejemplo taekwondo, los competidores intentan hacer incidir golpes con sus manos o sus pies de acuerdo con ciertas reglas, en donde los golpes o incidencias se cuentan como únicamente la fuerza de impacto específica. No son raros hasta tres o cuatro golpes por segundo, y un medio de medición de fuerza de impacto necesita ser capaz de resolver estos impactos y procesarlos individualmente. Con dicha frecuencia elevada de impactos, no obstante, uno ha alcanzado el límite en el cual pueden aún utilizarse ventajosamente resistores que responden a temperatura y aunque algunos eventos únicos aún se han resuelto individualmente, otros se han fusionado juntos en un único evento de impacto. Tales medios de medición de fuerza de impacto poco confiables no pueden ser utilizados en una aplicación practicable y no son adecuados.

El "sistema abierto" descrito en el documento EP 1090 661 A1, en el cual el fluido contenido en el sistema puede fluir fuera, sustancialmente de una manera sin impedimentos del sistema durante la medición y posteriormente al final de un golpe, fluye de regreso al sistema típicamente a través de una línea de descarga, es un desarrollo del medio de medición de fuerza de impacto del mismo grupo de desarrollo, como se describe en el documento EP 1 033 152 B1, la cual fue abandonada porque se consideró demasiado poco confiable. En particular, dicho documento EP 1 033 152 B1 describe un "sistema cerrado" con un sensor de medición de presión en el cual el fluido de la línea de descarga no puede fluir fuera del sistema, sino que es retenido en el sistema. La línea de descarga también se puede omitir, dado que únicamente sirve para colocar el sensor de presión de una manera espacialmente distante de la región de impacto de manera que se evite daño a los competidores por un sensor duro. La línea de descarga en dicho dispositivo es solo una línea de rama cerrada que no permite el flujo de salida del fluido no impedido. En realidad la publicación sugiere el uso de presión ambiente en el sistema dado que de otro modo la construcción tendría que ser absolutamente hermética a gases. No obstante, tal sistema cerrado es tan hermético a gases que, al incrementar o disminuir la presión ambiente o al calentar el gas por el calor del cuerpo de un deportista, se producen imprecisiones en la medición que no permiten una evaluación reproducible de las señales de medición de presión.

Por lo tanto, un objetivo de la invención es producir un medio de medición de fuerza de impacto en el cual se puedan separar de manera confiable los impactos individuales con una frecuencia de impacto elevada y se puedan evitar las desventajas inherentes al sistema cerrado.

De acuerdo con la invención, este objeto se satisface en que, además de las cámaras de medición, se proporcionan cámaras adicionales que no están conectadas a la línea de descarga que contiene el sensor.

Se ha encontrado sorprendentemente que, con dicha distribución alternativa de cámaras de mediciones y cámaras adicionales, el sensor de presión genera una señal de medición que contiene particularmente mucha información y que permite una evaluación particularmente buena. En particular, dicha distribución permite una resolución de impactos más fina con respecto a la secuencia en tiempo y la fuerza de impacto de los mismos. Las cámaras adicionales se pueden diseñar sustancialmente de la misma manera que las cámaras de medición. No obstante, no están conectadas al sensor de presión vía una línea de descarga. Las cámaras adicionales, por ejemplo, cada una puede estar cerrada en sí misma o puede estar conectada al ambiente por medio de líneas de descarga separadas.

Las cámaras de medición y las cámaras adicionales se pueden proporcionar en un cuerpo de medición similar a placa constituido de un material resilientemente elástico. El cuerpo de medición similar a placa se puede incorporar en la vestimenta de combate, por ejemplo en forma de una capa o se puede incorporar en un dispositivo de entrenamiento. El diseño similar a placa proporciona las ventajas de que el cuerpo de medición puede ser relativamente delgado. Además de esto, dicho cuerpo de medición similar a placa es relativamente fácil de fabricar.

Las cámaras de medición pueden ser alargadas y pueden tener un área en sección transversal sustancialmente constante. Las cámaras adicionales se pueden diseñar de la misma manera.

Las cámaras de medición y las cámaras adicionales pueden estar distribuidas todas en un plano común, por ejemplo sustancialmente a la misma distancia de la superficie del material elástico.

Las cámaras de medición o las cámaras adicionales pueden ser de sección transversal redonda, por ejemplo con un diámetro de aproximadamente 2 a 7 mm, con una separación mutua entre las cámaras de medición o las cámaras adicionales la cual es de aproximadamente 1 a 5 mm y las cámaras de medición o las cámaras adicionales se proporcionan en un cuerpo de medición similar a placa con un espesor de aproximadamente 5 a 15 mm de manera que la distancia del lado de impacto del cuerpo de medición es de por lo menos 0.5 mm y preferiblemente 1 a 3 mm. En vez de presentar una sección transversal redondeada, las cámaras de medición también se pueden proporcionar con una sección transversal ovalada o rectangular. Una sección transversal redonda ha demostrado ser ventajosa en particular por razones de tecnología de fabricación. La línea de descarga preferiblemente se forma con una sección transversal redonda también. La línea de descarga puede tener un diámetro de aproximadamente 2 a 10 mm, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 3 a 5 mm. En el caso de secciones transversales diferentes a las redondas, las medidas indicadas para el diámetro deben entenderse que se llevan a cabo de modo tal que las áreas en sección transversal correspondientes de flujo se conforman con dichas otras secciones transversales no redondas. También es posible proporcionar varias capas de cámaras de medición o cámaras adicionales una sobre otra, por ejemplo, una capa adicional o cámaras adicionales únicamente se pueden proporcionar lo que vuelve posible una atenuación mejorada del impacto. También es posible distribuir cada una de las capas interiores, de las cámaras de medición paralelas y las cámaras adicionales de las diferentes capas en un ángulo, por ejemplo, 90º uno en relación al otro si las cámaras de medición son alargadas.

El sensor puede ser un sensor que compense la temperatura, aceleración o posición, en particular, un sensor de presión. No obstante, también es posible utilizar un anemómetro, por ejemplo un resistor que responda a la temperatura, para medición de flujo. Por medio de la distribución específica de las cámaras de medición y las cámaras adicionales se pueden obtener resultados suficientes también con dicho sensor.

Un problema significativo al utilizar un sensor en un medio de medición de fuerza de impacto consiste en tomar medidas para llevar a cabo las mediciones del sensor únicamente de cambios de presión causados por el impacto y, en particular, aquellos cambios de posición y aceleraciones causadas por actividades de combate tales como golpes, etc., los cuales no tienen un efecto sobre la señal del sensor.

El sensor de presión puede ser un sensor de chip doble, es decir, puede tener dos elementos sensores antiparalelos eléctricamente de los cuales únicamente uno está conectado a las cámaras de medición y se puede proporcionar un elemento semiconductor. El otro elemento sensor que no está conectado a las cámaras de medición se puede conectar al ambiente. Los dos elementos sensores, como gemelos, son de diseño sustancialmente idéntico y en esencia están distribuidos de manera que, presuponiendo la misma causa, se generan señales idénticas. Por medio de la conexión eléctrica antiparalelo de los elementos de sensor individuales, las señales del sensor debido a la posición, aceleración o temperatura se cancelan entre sí, y conforme una señal generada por el sensor existe justo remanente el cambio en el volumen de fluctuación de presión que se debe al golpe. El sensor semiconductor puede tener una membrana semiconductora, con la deformación de la misma bajo la influencia de la presión que es utilizada para la medición de presión. El sensor de presión puede estar un espacio de medición el cual, con una pared del mismo, está constituido por la membrana y el cual tiene un medio de conexión para conectar la línea de descarga, pero que de otra manera está cerrado. En particular, la línea de descarga se abre dentro del espacio de medición de manera que la línea de descarga se cierra por el espacio de medición de la manera a un extremo cerrado. La membrana se puede abrir al ambiente en su lado opuesto al espacio de medición. De esta manera, las fluctuaciones de presión se aplican a la membrana directamente, lo que permite que se mida la presión relativa con respecto al ambiente ("medición de presión dinámica"). En el caso de un sensor de presión con dos elementos sensores conectados antiparalelo, únicamente la membrana de un elemento sensor se conecta a la línea de descarga. La membrana del segundo elemento sensor se puede abrir al ambiente en ambos lados, de manera que la membrana del segundo elemento de sensor detecta únicamente efectos causados por cambios de temperatura, cambios de posición y aceleración y compensa las señales correspondientes del otro elemento sensor. Esta característica, es decir, la utilización de un sensor de presión con dos elementos sensores eléctricamente antiparalelos como sensor de presión para un medio de medición de fuerza de impacto, se considera inventivo por sí mismo, es decir, en la totalidad o solo como parte de las características de la reivindicación 1.

En vez de una medición de presión dinámica, también es posible realizar una medición indirecta de las fluctuaciones de presión por medio de la cantidad de flujo. Para este fin, la caída de presión a través de un medio regulador conocido en la línea de descarga, por ejemplo un diafragma, una construcción, una trayectoria Venturi, etc., es lo que se mide. A partir de la caída de presión, es posible determinar la fluctuación de presión causada por este flujo. El sensor de chip doble compensado puede ser utilizado para esta medición también. Por ejemplo, se puede utilizar un elemento sensor para medir la presión relativa entre un lugar más allá del medio de regulación y un lugar subsecuente al medio de regulación, en donde el otro elemento sensor sirve para compensación. También es posible utilizar un elemento sensor para medir la presión relativa con respecto al ambiente adelante del medio regulador y utilizar el otro elemento sensor para medir la presión relativa con respecto al ambiente subsecuente al medio regulador, pero para este fin es necesario conectar lados opuestos respectivos de la membrana a la línea de descarga.

Se pueden proporcionar varias líneas de descarga o varios sensores de presión del medio de medición de fuerza de impacto. Preferiblemente, el sensor de presión es altamente sensible y preferiblemente tiene un intervalo de medición de < 100 mbar, preferiblemente 75 mbar como máximo. Es preferible un sensor de presión absoluta. La presente invención, en vez de la cantidad de flujo a través de las líneas de descarga, por lo tanto hace uso de las fluctuaciones de presión en la línea de descarga causadas por un impacto de un golpe, para medir la fuerza del impacto.

Preferiblemente, la línea de descarga está abierta al ambiente subsecuente al sensor de presión. El fluido en el sistema de esta manera puede fluir fuera del ambiente a través de la línea de descarga, por ejemplo en el caso de un golpe pero también en el caso de movimiento del competidor, en el caso de fluctuaciones de presión de aire o en el caso de cambios en el volumen debido a cambios de temperatura. De una manera correspondiente, el fluido también puede fluir de regreso al interior del sistema a través de la línea de descarga. No obstante, también es concebible en general que el fluido, subsecuente al sensor de presión, fluya fuera, a una cámara de volumen grande, cerrada.

El material elásticamente resiliente de manera preferible es un material de plástico espumado con una capacidad de recuperación alta y rápida. En particular, la capacidad de recuperación debe ser suficientemente alta y rápida para adaptarse a la alta frecuencia de impactos. La recuperación casi completa después del impacto preferiblemente se lleva a cabo dentro de un período de menos de 0.45, menos de 0.3 s y de manera preferible dentro de un período de 0.25 s y menos. Un material plástico adecuado es poliuretano, por ejemplo.

La línea de descarga, por lo menos en porciones de la misma, se puede formar de un material elásticamente resiliente. En particular, la línea de descarga se puede formar integralmente con las cámaras de medición o las cámaras adicionales durante la fabricación, de manera que es posible que la misma esté integrada también en el cuerpo de medición similar a placa.

La línea de descarga se puede reforzar de manera que los golpes aplicados a la línea de descarga en la región reforzada correspondiente no suministren impactos o calificaciones indicadas. El refuerzo, por ejemplo, se puede proporcionar de manera que se utilice una manguera sustancialmente resistente a la presión.

El medio de medición de fuerza de impacto puede comprender además un microprocesador al cual se transfieren señales de medición del sensor de presión y el cual está diseñado de manera que puede determinar la calidad de impacto desde el mismo. En particular, el cambio en la presión con respecto al tiempo en la línea de descarga puede ser la medida que se va a evaluar a partir de la cual se puede determinar la calidad del impacto. Por lo tanto, es posible distinguir entre impactos y fuerzas de impacto en base en la pendiente ascendente de la derivada de presión con respecto al tiempo. La calidad de impacto por una parte se relaciona con la fuerza y por otra se relaciona con la velocidad del golpe realizado. En particular, la fuerza de impacto es el criterio pertinente para la determinación, por ejemplo en el caso de taekwondo. La determinación se realiza en particular al asignar puntos en base en la fuerza de impacto de golpes o incidencias llevadas a cabo.

El microprocesador se puede diseñar de manera que identifique señales de medición como golpes únicamente cuando se excede un valor umbral y después someter los mismos a evaluación adicional. Este valor de umbral de microprocesador sirve para eliminar desde el principio las fluctuaciones de presión que se producen debido a un flujo de descarga cuando el deportista se mueve o debido a contactos extremadamente débiles. De esta manera, el microprocesador se coloca en funcionamiento únicamente cuando la presión excede de este valor umbral.

El microprocesador se puede diseñar de manera que sea capaz de clasificar golpes a categorías diferentes de acuerdo con la fuerza aplicada en el golpe. En taekwondo, por ejemplo, los golpes se cuentan únicamente cuando se excede cierto mínimo de fuerza de impacto, lo que típicamente depende de las clases de peso. En consecuencia, el medio de medición de fuerza de impacto del microprocesador ventajosamente se diseña debido a que se obtiene como recompensa un punto únicamente cuando se ha excedido de este valor mínimo. Opcionalmente, también es posible obtener como recompensa varios puntos por cada golpe en caso de que el golpe sea recibido con una fuerza particularmente alta. El medio de medición de fuerza de impacto de esta manera es capaz de asignar objetivamente puntos a cada golpe.

El microprocesador se puede diseñar de manera que tenga una rutina de evaluación que someta las señales de medición a una transformada de Fourier o a una integración. El análisis de Fourier es particularmente favorable dado que permite muy bien analizar la forma de curva de los golpes y derivar ventajas a partir de los mismos en particular para propósitos de entrenamiento. Por lo tanto, es posible en general realizar una distinción entre golpes rápidos, es decir, técnicamente buenos, lentos y de empuje. La medición de la señal abruptamente aumenta después de un golpe y después oscila de manera atenuada alrededor del voltaje de desviación del sensor de presión. La transformada de Fourier es particularmente adecuada para evaluar dicha señal de medición. Para determinar únicamente la fuerza de impacto, es suficiente realizar un cálculo del área después de la rectificación de onda completa de la curva. Son concebibles también otros procedimientos de evaluación. Esta característica sola también se considera inventiva.

Se puede proporcionar una memoria intermedia para almacenar temporalmente señales medidas antes del procesamiento por el microprocesador. Es ventajoso aprovechar también aquellas porciones de la señal medida que son detectadas antes de que se exceda el valor límite del microprocesador. De esta manera, es posible utilizar el incremento completo inmediatamente después del golpe también para evaluación. Tan pronto como el microprocesador, al exceder el valor umbral de microprocesador, ha identificado una señal de medición como un golpe, recuperará valores anteriores de la memoria intermedia e incorporará los mismos también en la evaluación.

La memoria intermedia puede ser una memoria intermedia de anillo.

La invención se relaciona adicionalmente con una vestimenta de combate, guantes de boxeo y un dispositivo de entrenamiento de golpes, respectivamente, por ejemplo, una bolsa de arena o una pera, que comprende un medio de medición de fuerza de impacto de acuerdo con la presente invención. La invención es aplicable en particular a guantes de box. El deporte del boxeo involucra un alto riesgo de daño. Por lo tanto, cada vez se repiten una y otra vez los daños graves a la cabeza debido a los golpes en la cabeza. El uso de guantes de boxeo con un medio de medición de fuerza de impacto permite una evaluación objetiva de un golpe, sin importar el efecto de un golpe en un oponente. De esta manera, el medio de medición de fuerza de impacto se puede considerar es muy cercano a la lucha en los guantes de boxeo, y fuera del medio de medición de fuerza de impacto puede tener un muy buen amortiguamiento que minimice de manera significativa el efecto de los golpes en el oponente.

Además, la invención se relaciona con un dispositivo de evaluación de competencia y/o entrenamiento para uso en vestimentas de combate de acuerdo con la presente invención, para ser utilizado por competidores de artes marciales y una computadora alimentada con los datos de impacto de las dos vestiduras de combate, la computadora se diseña de manera que es adecuada para detectar los datos de impacto, para calcular los puntos de calificación a partir de los datos de impacto y para procesar adicionalmente los puntos de calificación en relación con los competidores individuales y finalmente determinar al ganador. De esta manera, es posible llevar a cabo una clase muy objetiva de determinación de competencia.

La invención y los desarrollos de la invención se describirán en lo siguiente a modo de una modalidad que se muestra en los dibujos, en los cuales:

la figura 1 muestra una vestimenta de combate para un deporte de artes marciales tal como taekwondo;

la figura 2 muestra una ilustración agrandada del medio de medición de fuerza de impacto en la vestimenta de combate de la figura 1;

la figura 3 muestra una sección a través del cuerpo de medición del medio de medición de fuerza de impacto de la figura 2, a lo largo de la línea A-A;

la figura 4 muestra una vista en sección esquemática de un sensor de presión en tecnología de chip doble, y

la figura 5 muestra una vista en sección esquemática de un sensor de presión en tecnología de chip único.

La figura 1 muestra una vestimenta de combate para taekwondo. La vestimenta 2 de combate tiene un medio 4 de medición de fuerza de impacto integrado. El medio 4 de medición de fuerza de impacto consiste, en esencia, de un cuerpo 6 de medición similar a placa o similar a estera que se integra en el material textil de la vestimenta 2 de combate o que se distribuye sobre el material textil en el interior o el exterior de la vestimenta 2 de combate. En la modalidad que se ilustra, el cuerpo 6 de medición similar a placa se distribuye en el material textil de la vestimenta de combate, como se indica por las líneas discontinuas.

El cuerpo 6 de medición similar a placa se conecta a un medio 10 de medición por medio de dos líneas 8 de descarga. En particular, el medio 10 de medición comprende un sensor 12 de presión y un medio 14 procesador o transmisor. El sensor 12 de presión se conecta al ambiente vía una pieza corta de la línea 16. Esto significa que el medio 4 de medición de fuerza de impacto que se muestra en los dibujos es un "sistema abierto", es decir, las cámaras de medición distribuidas en el cuerpo 6 de medición están sustancialmente en comunicación fluida sin obstrucciones con el ambiente, por medio de las líneas 8 de descarga, el sensor 12 de presión y la línea 16 de salida desde el sensor 12 de presión. En esencia, el sensor 12 de presión mide únicamente la fluctuación de presión en el fluido a través de las líneas 8 de descarga, la cual es inducida para que oscile debido al golpe.

Como una alternativa, el sensor 12 de presión termina la línea 8 de descarga y la pieza corta de la línea 16 proporciona un medio de conexión para la presión ambiente de referencia hasta el sensor 12 de presión.

El sensor 12 de presión utilizado es un sensor de presión de alta sensibilidad, preferiblemente un sensor de presión absoluta que tiene un intervalo de medición relativamente bajo, por ejemplo, de hasta menos de 100 mb. Un sensor de baja presión de la serie ACLA de la compañía ASensTec GmbH en tecnología de chip doble con amplificador se ha observado que es particularmente adecuado. Estos sensores satisfacen los requerimientos generales para ser satisfechos por sensores para dichas aplicaciones, es decir, independencia de posición, precisión, estabilidad a largo plazo así como compensación de temperatura. Los sensores se describirán con mayor detalle en lo siguiente con referencia a las figuras 4 y 5.

La compensación electrónica para eliminar efectos ambientales, errores de medición, etc., se pueden proporcionar también en el medio 14 de procesamiento o transmisión.

Las líneas 8 de descarga del cuerpo de medición al sensor 12 de presión son reforzadas, de manera que los golpes en estas líneas 8 de descarga no generan una señal de fluido en el sensor 12 de presión y por lo tanto no se registran.

El sensor 12 de presión y el medio 14 de procesamiento o transmisión preferiblemente se coloca en la parte trasera, por ejemplo en la región del hombro o el cuello de la vestimenta 2, tan lejos como se pueda de las zonas de impacto o de calificación determinadas para el deporte particular. El intervalo de medición del cuerpo 6 de medición en consecuencia abarca de manera preferible exactamente las zonas de impacto correspondientes. La vestimenta 2 preferiblemente se diseña como una vestimenta protectora con el fin de mitigar los efectos de los golpes en el cuerpo. La vestimenta 2 tiene tiras 18 que permiten al mismo ser usado a través del hombro. Además de esto, tiene tiras 20 de unión que permiten, junto con las piezas 22 contrarias correspondientes, una unión segura de la vestimenta al cuerpo.

En el medio 14 de procesamiento o transmisión, las señales de medición del sensor 12 de presión se transmiten directamente a un circuito de evaluación externa. Adecuado para la transferencia de datos es, por ejemplo, una conexión de radio, por ejemplo, de tecnología Blue-tooth o cualquier otra clase de conexión de radio. Es concebible una conexión cableada así como, en particular cuando, como en la limitación, los movimientos se realizan en una dirección únicamente cuando el medio de medición de fuerza de impacto es utilizado en un dispositivo de entrenamiento instalado de manera fija. También es posible almacenar únicamente los datos de medición y recuperar y evaluar los mismos únicamente después del fin de la prueba. Es posible también evaluar las señales de medición en el medio 14 de procesamiento o transmisión y transmitir únicamente los resultados evaluados. De esta manera, es concebible, por ejemplo que únicamente el vigor de un golpe, por ejemplo, "250 kP" se transmita mientras no exista otra señal transmitida, y por lo tanto se reduce el consumo de potencia del medio de medición de fuerza de impacto. La demanda de potencia del medio 4 de medición de impacto se puede suministrar, por ejemplo, por una batería incluida en el mismo.

Puede ser favorable proporcionar un medio que verifique la confiabilidad de la conexión transmisora, por ejemplo, al numerar los golpes de un combate para cada competidor de una manera ascendente y transmitir este número de índice de los golpes también, por ejemplo en forma de "1 250 kP" y transmitir, además del número total de golpes para cada competidor al final de la competencia. De este modo, es por lo menos posible en el lado del receptor verificar cada golpe si ha dado en el objetivo cada golpe previo. Puede ser ventajoso almacenar la información transmitida en el medio de medición de fuerza de impacto, además de manera que sea posible, de manera definida, después del combate obtener los datos completos.

En particular, el medio 14 de procesamiento o transmisión en esencia puede tener una construcción en la cual, dependiendo del tipo de sensor 12 de presión, las señales de medición en el sensor 12 de presión se suministran vía un amplificador a un convertidor A/D. El amplificador y el convertidor A/D son opcionales y pueden ser suministrables por lo menos cuando el sensor 12 de presión tenga un amplificador por sí mismo o cuando el sensor 12 de presión emita de antemano señales digitales. Las señales de medición digitalizadas son alimentadas a una memoria intermedia, por ejemplo, una memoria intermedia de anillo, y es examinada sustancialmente al mismo tiempo siempre que se exceda un valor umbral predeterminado respecto al cual una señal de medición se identifica como un "golpe". Este valor umbral debe seleccionarse de manera que las fluctuaciones de presión habituales, que resultan por ejemplo debido al movimiento del competidor, no sean percibidas como un "golpe", cuando se excede este valor medido, las señales de medición de un cierto intervalo de medición predeterminado se utilizan para el cálculo y evaluación del golpe. En particular, este intervalo de medición comprende también medir señales desde un período de tiempo antes de exceder el valor umbral con el fin de evaluar la totalidad del ascenso de la señal de medición el cual comprende información esencial respecto al golpe. La evaluación adecuada después se puede realizar, por ejemplo, por medio de un análisis de Fourier o por el cálculo del área después de rectificación de onda completa de la curva, preferiblemente alrededor del voltaje de desviación del sensor 12 de presión como valor cero. Los datos determinados de esta manera son reproducibles y, ante una calibración correspondiente, pueden indicar con exactitud la fuerza de impacto del golpe respectivo, en kP.

Las figuras 2 y 3 ilustran en particular el cuerpo 6 de medición con mayor detalle. El cuerpo 6 de medición se fabrica de un material plástico elástico con buenas propiedades de recuperación, por ejemplo poliuretano PU. Un material plástico espumado, como los que se utilizan también para la producción de materiales de tapicería elástica, por ejemplo en vehículos de motor y la industria de los muebles, ha demostrado ser particularmente adecuado. El material sólido preferiblemente tiene una densidad de 200 a 600 kg/m^{3} y una dureza Shore A de 20 a 50, opcionalmente también de hasta aproximadamente 80 o aproximadamente 90. Un material adecuado es, por ejemplo, Elastofoam I 309/098/OF de la compañía Elastogran, que tiene una densidad de la parte del molde de 200 a 600 kg/m^{3} en el caso de la parte espumado integral elástica. Un material alternativo son materiales similares a caucho reticulados que se pueden utilizar en forma espumada y no espumada. Tal material es, por ejemplo, elastómero termoplástico reticulado, TPE-V. El material puede estar completamente reticulado o reticulado parcialmente, por ejemplo hasta aproximadamente 98 por ciento. Se puede utilizar una aleación de PP-EPDM reticulada como se ofrece, por ejemplo, bajo el nombre comercial Forprene. El cuerpo 6 de medición - ya sea en forma espumada o en forma no espumada - preferiblemente tiene una dureza Shore de aproximadamente 30 a 70, 40 a 60, 45 a 55 o aproximadamente 50. Tal dureza Shore en el caso de materiales espumados se puede alcanzar con diferentes durezas Shore del material inicial. En el caso del material espumado, se puede obtener una gravedad específica de aproximadamente 0,76 kg/dm^{3} del cuerpo 6 de medición, lo cual es de aproximadamente 0,98 kg/dm^{3} en el caso del material sólido.

El cuerpo 6 de medición de acuerdo con la presente modalidad tiene una configuración similar a placa o similar a estera y es relativamente plano de manera que puede incorporarse con facilidad en una vestimenta de combate, etc. Se ha demostrado que es útil un espesor de aproximadamente 7 a 9 mm, preferiblemente 8 mm. El cuerpo 6 de medición tiene cámaras 24 de medición formadas en el mismo que se extienden sustancialmente a través de toda la longitud del cuerpo 6 de medición. Las cámaras 24 de medición en el lugar indicado con el número 26, se abren en la porción 28 de la línea 8 de descarga que está distribuida dentro del cuerpo 6 de medición. Se puede proporcionar un medio de regulación en este lugar abierto. No obstante, parece preferible no tener lugares de regulación en el sistema con el fin de permitir un flujo sin interrupciones como se pueda. La porción 28 de la línea 8 de descarga tiene la función de una línea de recolección o múltiple. En la figura 2, ambos extremos de la cámara 24 de medición se abren en la línea 8 de descarga. En general es suficiente tener únicamente un extremo de las cámaras 24 de medición abiertas en la línea 8 de descarga. La figura 2 también muestra que existen cámaras 30 adicionales que se proporcionan en el cuerpo de medición de manera que no se abren dentro de la línea 8 de descarga. Sorprendentemente se ha observado que las señales de medición del sensor 2 de presión son distintivamente mejores cuando no todas las cámaras 24, 30 están conectadas a la línea 8 de descarga. Se ha hecho evidente particularmente ventajoso cuando el número de cámaras 24 de medición es ligeramente mayor que el número de cámaras 30 adicionales. Además, se ha hecho evidente de manera ventajosa proporcionar un ritmo regular entre las distribuciones de las cámaras 24 de medición y las cámaras 30 adicionales. Es particularmente ventajoso proporcionar una secuencia X, Y, X, Y ... en donde X > Y, y X designa las cámaras 24 de medición e Y designa las cámaras 30 adicionales. Parece ser particularmente ventajoso cuando X = 3 e Y = 2, como también se muestra en la figura 2. También es posible conectar las cámaras adicionales a una línea de descarga (no mostrada) y alimentar la misma a un sensor de presión por sí mismo. Por lo tanto, es posible incrementar la redundancia del sistema y materializar una evaluación de impacto mejorada y más precisa.

Las cámaras 24 de medición así como las cámaras 30 adicionales tienen una sección transversal sustancialmente uniforme en dirección longitudinal, por ejemplo, una sección transversal circular que se ha hecho evidente que es preferible en términos de tecnología de fabricación y con respecto a la calidad de la señal de medición. Un diámetro adecuado para las cámaras es de aproximadamente 5 mm y una distancia adecuada entre dos cámaras es de aproximadamente 3 mm.

En el caso de un golpe en el cuerpo 6 de medición, este último se deforma elásticamente y, durante el relajamiento, oscila ligeramente con respecto a su configuración original. Este movimiento dinámico del cuerpo 6 de medición es pasado por el aire en las cámaras 24 de medición a través del sensor 12 de presión vía la línea 8 de descarga. De manera diferente a un sistema "cerrado" en el cual un sensor de presión en una línea de medición mide y evalúa la presión acumulada en el fluido y el aire, respectivamente, la presente invención mide las fluctuaciones de presión que resultan de oscilaciones del cuerpo 6 de medición y mide no solo la acumulación de presión singular medida como en la técnica anterior utilizando los sensores de presión para "sistemas cerrados".

La figura 3 muestra una vista en sección del cuerpo 6 de medición de la figura 2 a lo largo de la línea A-A. La vista en sección de la figura 3 ilustra el cuerpo 6 de medición y las cámaras 26 de medición así como las cámaras adicionales distribuidas en una secuencia regular. El número 32 en los mismos designa a las cámaras en general y el número 34 designa a una membrana entre las dos cámaras 32.

La figura 4 ilustra una vista en sección transversal esquemática de un sensor 12 de presión en tecnología de chip doble. En particular, es posible reconocer un alojamiento que tiene dos mitades 36, 38 de cubierta en ambos lados de un tablero 40 de circuito. El tablero 40 de circuito se puede elaborar de cualquier material adecuado arbitrario, con un material preferido constituido de material cerámico. Extendiéndose desde el tablero 40 de circuito está una línea 42 de conexión para suministrar energía al sensor 12 y también para pasar los datos de medición. El tablero 40 de circuito tiene dos elementos 44, 46 sensores distribuidos sobre el mismo sustancialmente de una manera mutuamente alineada. Además, es posible discernir componentes 48 adicionales los cuales, en particular, pueden comprender un amplificador. Las "ranuras" 50 por medio de las cuales los elementos 44, 46 sensores se unen al tablero 40 de circuito son de un material adhesivo elástico permanentemente a través del cual los elementos 44, 46 sensores se adhieren al tablero 40 de circuito. Los efectos mecánicos de los golpes sobre los elementos 44, 46 sensores de esta manera se pueden atenuar relativamente bien o los elementos 44, 46 sensores se pueden desacoplar de los mismos relativamente bien, lo que incrementa la precisión de medición y proporciona protección adicional para los elementos 44, 46 sensores contra vibraciones demasiado fuertes.

Las dos mitades 36, 38 de cubierta están unidas estrechamente al tablero 40 de circuito de manera que se forma un espacio 52, 54 en ambos lados del tablero 40 de circuito. Los espacios 52, 54 están sellados mutuamente y un medio 56, 58 de conexión, por ejemplo, para la línea 8 de descarga se proporciona para cada espacio 52, 54.

La construcción y el funcionamiento de un elemento 44, 46 sensor se explicará en lo siguiente con referencia a la figura 5. En general, la figura 5 muestra un sensor 12 de presión en tecnología de un chip único. Generalmente es posible también utilizar dicho sensor 12 de presión en tecnología de un solo chip para la presente invención, por ejemplo con una compensación separada por ejemplo de temperatura, aceleración o posición electrónicos. Similar a la representación de la figura 4, el elemento 46 sensor se une a una base firme, por ejemplo un tablero 40 de circuito por medio de un adhesivo elástico permanentemente. El elemento 46 sensor tiene en esencia dos mitades 60, 62 sensoras conectadas mutuamente similares a placa. La mitad 60 de sensor superior, la cual típicamente consiste de un material de cristal único de silicio, tiene un rebajo 64 formado en el mismo por grabado anisotrópico de manera que en la región de este rebajo 64 se encuentra presente únicamente una membrana 66 de medición relativamente delgada la cual, en una vista en planta, típicamente es de sección transversal rectangular o cuadrada. Se proporcionan cuatro resistores sensibles a las tensiones por tensión y compresión, respectivamente, sobre la membrana 66 y se conectan entre sí de la manera a un puente Wheastone. Por lo tanto, es posible medir deformaciones extremadamente pequeñas de la membrana 66. La mitad 62 del sensor inferior protege y estabiliza a la membrana 66. Las dos mitades 60, 62 de sensor se unen firmemente juntas. En el estado ideal, las mitades 60, 62 de sensor inferior y superior se comportan como si consistieran de un cristal único. Por medio de una abertura 68 en la mitad 62 del sensor inferior, el rebajo o el espacio 64 de medición se puede conectar a un medio de conexión (no mostrado). El espacio 72 en el otro lado de la membrana 66 se conecta al ambiente por medio del pasaje 70, de manera que el elemento 46 sensor mide la presión relativa en el espacio 64 de medición con respecto al ambiente ("medición de presión dinámica").

El sensor 12 de chip doble o el elemento 46 sensor de la figura 4 se pueden utilizar para medición de presión dinámica de una manera similar cuando la línea 8 de descarga se conecta al medio 58 de conexión y el medio 56 de conexión está en comunicación con el ambiente, por ejemplo, vía la línea 16. Cuando se produce un golpe en el cuerpo 6 de medición, el elemento 46 sensor es capaz de medir la presión relativa con respecto al ambiente y en particular el incremento de presión y el patrón de presión en términos de tiempo, respectivamente, y es posible utilizar el mismo para evaluación del impacto.

A este respecto, la membrana 66 del segundo elemento 44 sensor está en contacto con el medio 56 de conexión únicamente, de manera que la presión idealmente es la misma en ambos lados de la membrana. No obstante, la membrana 66 del segundo elemento 44 sensor está sustancialmente paralela y alineada en un plano con el plano del primer elemento 46 sensor. En consecuencia, la membrana 66 se somete a todos los otros parámetros de influencia que actúan también en el primer elemento 46 sensor, pero que afectan el resultado de medición y por lo tanto son no deseados, tal como aceleración, cambio de temperatura, cambio de posición, etc. Por medio de una conexión antiparalelo eléctricamente sencilla de ambos elementos sensores, estos factores de interferencia se pueden compensar con facilidad y de manera confiable.

En vez de la presión dinámica, también es posible obtener datos de presión para evaluación de impacto a partir de la cantidad de flujo por medio de un medio de regulación predeterminado en la línea 8 de descarga. Para este fin, los medios 56 y 58 de conexión se conectan a la línea 8 de descarga en un lugar corriente arriba y corriente abajo, respectivamente, del medio de regulación de manera que el elemento 46 sensor mide la presión relativa o la diferencial de presión a través del medio de regulación, respectivamente. A este respecto, el elemento 44 sensor simplemente sirve también para compensación. Es posible la medición de diferencial de presión de una manera similar también con el sensor de la figura 5 vía el medio de regulación fijo.

Los datos transmitidos o transferidos vía cable preferiblemente se pasan, por ejemplo, vía un módulo receptor a una computadora, preferiblemente una computadora personal, convencional y son evaluados en ése lugar. La computadora, por ejemplo, tiene un programa que corre sobre el mismo que contiene las condiciones de marco de una competencia tales como, por ejemplo, los tiempos de cada pelea, los tiempos de descanso, etc., así como las diferentes clases de peso y las determinaciones de los golpes posiblemente también como una función de las clases de peso. Los datos de las vestimentas de combate de los deportistas son procesados por la PC de manera que la PC puede indicar una determinación actual del combate entre dos competidores. Los datos preferiblemente se transfieren en tiempo real a la PC u opcionalmente a varias PC de manera que uno o varios de los jueces pueden comparar un golpe detectado por el medio de medición de fuerza de impacto con el que realmente se observa y se percibe de los competidores. De esta manera, los jueces son capaces de examinar lo plausible de los resultados de medición del medio 4 de medición de fuerza de impacto. Además, el programa en la PC se puede diseñar de manera que se adapte a procesar el protocolo de competencia completo que incluye todas las competencias preliminares, los cuartos de final, las semifinales y las competencias finales, de acuerdo con el modo particular aplicable para las competencias, opcionalmente incluyendo la extracción de los competidores y el establecimiento de las listas de resultados. El medio de procesado o transmisión 14 o la PC, respectivamente, también pueden ser capaces de realizar evaluación de datos técnicos de las características de impacto, por ejemplo, para distinguir entre golpes para control de entrenamiento de acuerdo con golpes rápidos y técnicamente buenos y, respectivamente, golpes lentos y de empuje y de esta manera permiten una retroalimentación muy directa para el deportista que entrena con respecto a la calidad de los golpes y no solo con respecto a la fuerza de impacto máxima o el vigor. Por supuesto, los datos correspondientes se pueden registrar durante una competencia e igualmente se pueden utilizar para control de entrenamiento adicional.

Claims (26)

1. Un medio de medición de fuerza de impacto (4) que comprende varias cámaras de medición (24) las cuales se proporcionan en un material elástico y se colocan y diseñan de manera que se puede medir un golpe y el impacto en por lo menos una de las cámaras de medición (24) que cambia el volumen de la misma, una línea de descarga (8) conectada a las cámaras de medición (24) y un sensor (12) colocado en la línea de descarga, caracterizado porque se proporcionan cámaras adicionales (30) que no están conectadas a la línea de descarga (8) que contiene el sensor (12).

2. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en la reivindicación 1, en donde las cámaras de medición (24) y las cámaras adicionales (30) se proporcionan en un cuerpo de medición similar a placa (6).

3. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en la reivindicación 1 ó 2, en donde las cámaras de medición (24) son alargadas y tienen una sección transversal sustancialmente uniforme.

4. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde las cámaras de medición (24) y las cámaras adicionales (30) son de una configuración sustancialmente idéntica.

5. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde las cámaras de medición (24) y las cámaras adicionales (30) están distribuidas sustancialmente en un plano.

6. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde las cámaras de medición (24) y las cámaras adicionales (30) están distribuidas en un ritmo regular.

7. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en la reivindicación 6, en donde las cámaras de medición (24) y las cámaras adicionales (30) están distribuidas en una secuencia X, Y, X, Y, ..., en donde X indica el número de cámara de medición (24) e Y indica el número de cámaras adicionales (30) y donde X > Y.

8. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en la reivindicación 7, en donde X = 3 e Y = 2.

9. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en donde las cámaras de medición (24) o las cámaras adicionales (30) son de sección transversal redonda con un diámetro de aproximadamente 3 a 7 mm, la distancia entre las cámaras de medición (24) y/o entre cámaras adicionales (30) y/o entre cámaras de medición (24) y cámaras adicionales (30) es de aproximadamente 1 a 5 mm y las cámaras de medición (24) o las cámaras adicionales (30) se proporcionan en un cuerpo de medición similar a placa (6) con un espesor de aproximadamente 5 a 15 mm de manera que la distancia del lado de impacto del cuerpo de medición (6) es de aproximadamente 1 a 3 mm.

10. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el sensor es un sensor de presión compensado en temperatura, aceleración y posición (12).

11. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en la reivindicación 10, en donde el sensor de presión (12) tiene dos elementos sensores que están conectados eléctricamente de manera antiparalela.

12. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 9 ó 10, en donde el sensor de presión es un sensor semiconductor.

13. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde la línea de descarga (8) subsecuente al sensor de presión (12) está abierta al ambiente.

14. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde el material elásticamente resiliente es un material plástico espumado con una capacidad de recuperación alta y rápida.

15. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en donde la línea de descarga (8) está por lo menos en porciones formadas del material elásticamente resiliente.

16. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en donde la línea de descarga (8) por lo menos en porciones, está reforzada de manera tal que los impactos sobre la línea de descarga (8) en la región correspondiente no resultan en que se indiquen puntos.

17. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, que comprende además un microprocesador al cual se transfieren las señales de medición del sensor (12) y el cual se diseña de manera que es capaz de determinar la calidad de impacto a partir del mismo.

18. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de la reivindicación 17, en donde el microprocesador está diseñado de manera que identifica y evalúa adicionalmente señales de medición como "impacto" únicamente cuando se excede el valor umbral.

19. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 17 ó 18, en donde el microprocesador se diseña de manera que es capaz de clasificar impactos a categorías diferentes de acuerdo con la fuerza aplicada en la incidencia del golpe.

20. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en donde el microprocesador está diseñado de manera que tiene una rutina de evaluación que somete los resultados de medición a una transformada de Fourier y/o a una integración.

21. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en donde se proporciona una memoria intermedia para almacenamiento temporal de señales de medición antes de ser procesadas por el microprocesador.

22. Medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en la reivindicación 21, en donde la memoria intermedia es una memoria intermedia de anillo.

23. Vestimenta de combate (2) que comprende un medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.

24. Guantes para boxeo que comprenden un medio de medición de fuerza de impacto (4) como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.

25. Dispositivo de entrenamiento de golpeo que comprende un medio de medición de fuerza de impacto (4), como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.

26. Medio de evaluación de competición y/o entrenamiento que comprende dos vestimentas de combate (2), como se describe en la reivindicación 23, para ser vestidas por los competidores y una computadora a la cual se suministran datos de impacto de las dos vestimentas de combate, la computadora está diseñada de manera que es adecuada para detectar datos de impactos, para calcular puntos de calificación a partir de los datos de impacto y para procesar adicionalmente los puntos de calificación en asociación con los competidores individuales y finalmente determinar el ganador.