DE4426302C2

DE4426302C2 - Verfahren zur Messung der Schockkraft für Kampfsportschlagtechniken

Info

Publication number: DE4426302C2
Application number: DE4426302A
Authority: DE
Inventors: Eui-Min Ko; Clemens Roemer
Original assignee: KO EUI MIN
Current assignee: KO EUI MIN
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1994-07-25
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2014-07-26
Also published as: DE4426302A1

Description

Es gibt bereits verschiedene Arten von Schockkraftmeßgeräten für den Kampf sport. Diese basieren jedoch im wesentlichen auf dem Prinzip einer einfachen Kraftmessung, wie sie zum Beispiel durch die Messung einer Federdeformation möglich ist. Es wird nicht die Wirkung einer Kampfsportschlagtechnik ermittelt, sondern ausschließlich die Auftreffkraft gemessen, und diese als quantifizierende Größe verwendet. Die gleichzeitige Berücksichtigung von Kraft, Zeit und Weg (Schlagtiefe) und deren Einflüsse auf die Wirksamkeit einer Kampfsportschlag technik ist nicht die technische Entwicklungsrichtung.

Es soll die Schockkraft und deren Wirkung auf den getroffenen Gegenstand er mittelt werden. Unter Schockkraft versteht man im Kampfsportbereich eine über einen sehr kurzen Zeitraum wirkende sehr hohe Kraft. Damit man durch eine Schlagtechnik diese Schockkraft wirksam auf einen Gegenstand oder Geg ner übertragen kann, ist es außerdem notwendig, daß es durch die einwirkende Schlagkraft während der Kontaktzeit zu einer bestimmten Verschiebung des ge troffenen Teils, der sogenannten Schlagtiefe, kommt; nur dann kann von einer wirkungsvollen Schlagtechnik ausgegangen werden, da nur in diesem Fall Ener gie auf das getroffene Teil übertragen wurde. Um nun eine Quantifizierung der Wirkung einer Kampfsportschlagtechnik vornehmen zu können, ist es somit not wendig, daß alle drei Einflußparameter, Kraft, Zeit und Schlagtiefe (Weg) in die Bildung dieses quantifizierenden Index eingehen.

Bisherige Schlagkraftmesser berücksichtigen diese Zusammenhänge nicht, oder erfassen nur Teilaspekte.

Außerdem erfolgt bei den herkömmlichen Schockkraftmessern die Kraftermitt lung meist durch Messen des statischen Widerstandes. Eine gleichzeitige Berück sichtigung des statischen und des dynamischen Widerstandes ist bisher nicht er folgt.

Dieses Problem wird durch die Verfahren der Ansprüche 1 und 2 gelöst.

Dies wird durch eine Meß- und Auswerteeinrichtung bewerkstelligt. Die Meßein richtung besteht aus einem Beschleunigungsaufnehmer, der fest mit der Treffer fläche verbunden ist. Mit einer Auswerteeinrichtung, die mit dem Beschleuni gungsaufnehmer, beispielsweise über ein Kabel, verbunden ist, wird der Be schleunigungsverlauf der Trefferfläche ermittelt. Aus diesem Beschleunigungs verlauf werden mittels der Auswerteeinrichtung Weg-Zeit-, Kraft-Zeit-, Energie- Zeit- und Leistungs-Zeit-Verlauf bestimmt.

Die Trefferfläche wirkt einem Schlag auf zwei verschiedene Wege entgegen:

1. Statischer Widerstand: Zur langsamen Bewegung der Trefferfläche in der hierzu senkrechten Achse ist ein Widerstand zu überwinden, der mit der Größe der Bewegung zunimmt, ähnlich einer Briefwaage, die bei unterschiedli chen Gewichten unterschiedliche Wege anzeigt. Dieser Widerstand resultiert aus den verschiedenen Nachgiebigkeiten der gesamten Konstruktion und der Ab stützeinrichtung. Dieser Bewegungs-Kraft- Verlauf der Trefferfläche ist die äquivalente Federkennlinie. Diese äquivalente Federkennlinie kann in einem Versuch bestimmt werden, oder rechnerisch ermittelt werden, z. B. mit der Fini te-Elemente-Methode. Die Kraft, die zur Überwindung dieses statischen Wider standes aufgebracht wird, ist somit der wegabhängige statische Kraft-Zeit- Verlauf F1(t).
2. Dynamischer Widerstand: Wird die Trefferfläche schnell bewegt, so kommt zu dem statischen Widerstand, den die Trefferfläche einer angreifenden Kraft entgegenhält, der dynamische Widerstand. Wirken auf massebelegte, frei bewegliche Teile Kräfte oder Drehmomente, so bewirken diese Kräfte, daß diese Teile beschleunigt werden. Diese Teile setzen den angreifenden Kräften und Drehmomenten gleichgroße, entgegengesetzte Trägheitskräfte und Trägheitsmo mente entgegen. Alle diese Trägheitskräfte und Trägheitsmomente können für die Bewegung der Trefferfläche zu einer äquivalenten Trägheitsmasse zu sammengefaßt werden. Diese äquivalente Trägheitsmasse kann in einem Ver such bestimmt werden, oder rechnerisch mit der Modalanalyse ermittelt wer den. Die Kraft, die zur Überwindung dieses dynamischen Widerstandes aufge bracht wird, ist somit der beschleunigungsabhängige dynamische Kraft-Zeit- Verlauf F2(t).

Der Beschleunigungsverlauf wird gemessen. Aus dem Beschleunigungsverlauf, dem daraus berechneten Weg-Zeit-Verlauf, der äquivalenten Trägheitsmasse und der äquivalenten Federkennlinie lassen sich der statische und dynamische Kraft-Zeit-Verlauf ermitteln. Weiterhin lassen sich daraus die Energie-Zeit-Ver läufe und Leistungs-Zeit-Verläufe ermitteln. Aus all diesen Informationen kön nen durch einfache Programmierung Werte berechnet werden, die das oder die interessierenden Merkmale besonders berücksichtigen. Somit kann das Verfah ren auf Besonderheiten und Erfordernisse verschiedener Kampfsportarten indi viduell angepaßt werden.

Das Schockkraftmeßgerät besteht aus: Trefferfläche mit daran befestigtem Be schleunigungsaufnehmer, Auswerteeinrichtung und Anzeigevorrichtung.

Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß

a) ein Wert für die Schockkraftwirkung einer Kampfsportschlagtechnik er mittelt werden kann,
b) zur Verwendung der Vorrichtung keine Befestigung an feste Vorrichtun gen oder Wände benötigt wird,
c) die Vorrichtung in andere Sportgeräte, wie zum Beispiel Sandsack und Schlagpolster (Coaching-mitt) integrierbar ist, da es wenig Platz benötigt und keine feste Abstützeinrichtung benötigt,
d) beim Integrieren in andere Sportgeräte eine Abstimmung auf diese pro blemlos möglich ist, da die äquivalente Trägheitsmasse und Federkennli nie in einer Versuchsanordnung berechnet werden kann,
e) die Vorrichtung auf die Besonderheiten verschiedener Kampfsportarten individuell angepaßt werden kann.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar

- Fig. 1 das Grundmodell,

- Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit einem Schlagpolster, und

- Fig. 3 den Einbau in eine federnde Vorrichtung zur Befestigung an der Wand oder am Boden.

In den Figuren ist mit 1 die Trefferfläche, mit 2 der Beschleunigungsaufnehmer, mit 3 das Verbindungskabel, mit 4 die Auswerteeinrichtung, mit 5 die Anzeige Vorrichtung, mit 6 ein Schlagpolster und mit 7 die Abstützeinrichtung bezeich net.

Außerdem wird noch darauf hingewiesen, daß die Erfindung für den Einbau in eine Kampfweste (=Körperschutz bei Wettkämpfen) verwendet werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Messung der Schockkraft für Kampfsportschlagtechniken, dadurch gekennzeichnet, daß

- die äquivalente Federkennlinie und die äquivalente Trägheitsmasse einer auf einer Abstützeinrichtung (7) federnd abgestützten Trefferfläche (1) bestimmt werden;
- ein Beschleunigungsaufnehmer (2) an der Trefferfläche (1) angeordnet ist, der den Beschleunigungsverlauf a(t) der Trefferfläche während des Schlagvorganges mißt;
- aus dem Beschleunigungsverlauf mittels einer Auswerteeinrichtung (4) der Weg-Zeit-Verlauf der Trefferfläche (1) berechnet wird;
- aus dem berechneten Weg-Zeit-Verlauf und der äquivalenten Federkennli nie mittels der Auswerteeinrichtung (4) der statische Kraft-Zeit-Verlauf F1(t) berechnet wird;
- aus dem Beschleunigungsverlauf und der äquivalenten Trägheitsmasse mittels der Auswerteeinrichtung (4) der dynamische Kraft-Zeit-Verlauf F2(t) berechnet wird;
- aus den berechneten Kraft-Zeit-Verläufen F1(t) und F2(t) der Gesamtkraft- Zeit-Verlauf F(t) mittels der Auswerteeinrichtung (4) berechnet wird;
- aus dem berechneten Kraft-Zeit-Verlauf F1(t) und dem berechneten Weg- Zeit-Verlauf mittels der Auswerteeinrichtung (4) der statische Energiever lauf E1(t) berechnet wird;
- aus dem berechneten Kraft-Zeit-Verlauf F2(t) und dem berechneten Weg- Zeit-Verlauf mittels der Auswerteeinrichtung (4) der dynamische Energie verlauf E2(t) berechnet wird;
- aus den berechneten Energieverläufen E1(t) und E2(t) mittels der Auswer teeinrichtung (4) der Gesamtenergieverlauf E(t) berechnet wird;
- aus dem berechneten Gesamtenergieverlauf E(t) mittels der Auswerteein richtung (4) der Leistungs-Zeit-Verlauf P(t) berechnet wird;
- aus den berechneten Verläufen die Größen Maximalkraft, Maximallei stung, Durchschnittsleistung, Schlagtiefe, Gesamtenergie mittels der Aus werteeinrichtung (4) berechnet werden;
- alle berechneten Verläufe über die Anzeigevorrichtung (5) angezeigt wer den können.

2. Verfahren zur Messung der Schockkraft für Kampfsportschlagtechniken, dadurch gekennzeichnet, daß

- die äquivalente Trägheitsmasse einer Trefferfläche (1) bestimmt wird;
- ein Beschleunigungsaufnehmer (2) an der Trefferfläche (1) angeordnet ist, der den Beschleunigungsverlauf a(t) der Trefferfläche (1) während des Schlagvorganges mißt;
- aus dem Beschleunigungsverlauf mittels einer Auswerteeinrichtung (4) der Weg-Zeit-Verlauf berechnet wird;
- aus dem Beschleunigungsverlauf und der äquivalenten Trägheitsmasse mittels der Auswerteeinrichtung (4) der dynamische Kraft-Zeit-Verlauf F2(t) berechnet wird;
- aus dem berechneten Kraft-Zeit-Verlauf F2(t) und dem berechneten Weg- Zeit-Verlauf mittels der Auswerteeinrichtung (4) der dynamische Energie verlauf E2(t) berechnet wird;
- aus dem berechneten Energieverlauf E2(t) mittels der Auswerteeinrich tung (4) der Leistungs-Zeit-Verlauf P(t) berechnet wird;
- aus den berechneten Verläufen die Größen Maximalkraft, Maximallei stung, Durchschnittsleistung, Schlagtiefe, Gesamtenergie mittels der Aus werteeinrichtung (4) berechnet werden;
- alle berechneten Verläufe über die Anzeigevorrichtung (5) angezeigt wer den können.