Kézre erősített nyomás-, és gyorsulásmérő szenzor fejlesztése úszók karcsapási hatékonyságának növelésére
A profi úszók technikájának tökéletesítésére nem létezik tökéletes, univerzális megoldás. Különböző összehasonlító módszerek használata a legelterjedtebb, ahol az etalont a legsikeresebb úszókról felvett adatok alapján alakítják ki. Az úszók érdembeli fejlődéséhez elengedhetetlen a kartempó hatékonyság növelése, amelyet egy szintig edzői szemrevételezéssel lehet javítani, ám a rutinos sportolóknál ennél kifinomultabb megfigyelésekre is szükség lehet. Schumacher Ákos úszóedző felkérésére fejlesztettünk egy mérőeszközt, ami lehetővé teszi a sportolók ciklikus karcsapási mozgásának számszerű rögzítését.
A MOGI Tanszéken történő szárazföldi mozgáselemzési típusokkal szemben a vízben történő mérések újdonságnak számítanak. Az elérhető kutatási területek kibővítéséhez egy teljes mértékben hordozható, vízszigetelt eszközt terveztünk.
A mérőrendszer alapjaként egy kompakt kivitelű Arduino® mikrokontrollert használtunk a méretek és költségek minimalizálása végett. A rögzíteni kívánt mennyiségek a kar (kézfej) pályája és a tenyér alatti víznyomás. Ehhez kiválasztottuk és beszereztük a méréshez szükséges szenzorokat. Az egyik egy nyúlásmérő bélyeg alapú nyomásmérő, amire a mérendő nyomást egy tenyérre erősített, levegővel töltött párnából továbbítjuk egy vékony szilikon csövön keresztül. A másik egy 9 szabadsági fokú gyorsulás-, szögsebesség- és mágneses mező mérő alkatrész, a kéz pontos pályájának felvételéhez. A két mérési mód összehangolásával feltételezésünk szerint elégséges mennyiségű adat nyerhető ki az úszó technikájának számottevő javításához.
A tervezés során komoly kihívást jelentett az elektronika szigetelése, illetve a méretcsökkentés, hogy az eszköz minél kevésbé befolyásolja a mérést. A teljes mobilizáláshoz természetesen tápra és helyi adattárolásra is szükség volt. Az így kiegészült mérőrendszert egy nyitható 3D nyomtatott dobozban helyeztük el. Szoftver szinten elsősorban csak az adatgyűjtés és tárolás megvalósítására törekedtünk. Mivel a mérés egyfajta tipikus ciklikus mozgásra van kiélezve, a kiértékeléséhez elegendőek egyszerű grafikonok is. Ezeken a megfelelő etalonnal történő összehasonlítás során könnyen beazonosíthatók a javítandó területek. Prototípus jellegű összeállításunkkal eleinte szárazföldön, majd vízben végeztünk tesztméréseket.
A dolgozat célja egy egyszerűen felépíthető, könnyen elérhető és viszonylag alacsony költségű mérőrendszer összeállítása volt, amelynek segítségével az úszóedzők személyre szabott fejlődési lehetőséget kínálhatnak amatőr és profi úszók részére egyaránt. Az általunk kidolgozott mérőrendszer még számos helyen tovább fejleszthető, mint például vizuális kép illesztése a grafikonokhoz, kiegészítő szenzorok beépítése, illetve a szoftver fejlesztése.
Irodalom:
1. William P. Geiser, Dallas: METHOD AND APPARATUS FOR ANALYZNG A SWMMER’S SWIM STROKE , US Patent: 5662897 (1996)
2. Cheong Yui WONG, Hong Kong (HK); Wan Ming LAU, Hong Kong (HK); Wing Kit Andrew TSANG, Hong Kong (HK): SYSTEM AND METHOD FOR ANALYZING STROKING MOTIONS IN WATER SPORTS, US Patent: 0043212 (2015)
szerzők
-
Leveles Borbála
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc) -
Iklódi Zsolt
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Petró Bálint
PhD hallgató, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék
