Convoy s2+2,8А 390грн -"Первый Фонарик"-ВСЕ ГОРОДА УКРАИНЫ!


Начать новую тему Ответить на тему
Автор Сообщение
СообщениеДобавлено: 19.04.2011 02:40 
Аватара пользователя

Сообщения: 1470
Город: Rivne
Пол: Муж
Возраст: 34
Зарегистрирован:14.12.2009
Остро стоит задача тестирования спортсменов ступенчатый тест мощность-пульс.
За большие деньги наверно можно купить готовые стенды, но даже цены на простые велоэргометры для тренажерных залов слишком высокие.

В моем видении такой девайс можно сделать очень дешевым - под силу в одиночку повторить конструкцию (пока только концепция).

Итак как я вижу "велоэргокрокодила".

--------------
1. Механическая часть строится исключительно на базе велосипеда (меня интересует шоссейный, хотя тип значения не имеет). Это сразу убирает множество работы которую выполнить самому почти невозможно, и гарантирует идентичность стенда реальному велосипеду и гарантирует совместимость со стандартным велооборудованием - спортсмен для тестирования может вцепить своё любимое седло и глагол, вкрутить свои педали, подобрать посадку, несложно заменить шатуны на требуемую длину. Q-фактор реальный, а не удвоенный как у серийных уродцев для тренажерных залов.
Под велосипед (всё кроме переднего колеса) варится станина, с креплением под переднюю вилку и под зажим задней оськи колеса. Можно крепление сделать универсальным - чтобы вообще любой велосипед вставлять (в т.ч. боевой конь спортсмена as is), для этого подставка крепления к вилке должна двигаться по станине.

2. Вся обработка результатов - на обычном Wintel ПК (ноутбуке) через USB порт и микрофонный вход. Считывание мощности и пульса должно передаваться на произвольный (специально за стендом не закрепленный) ПК через стандартные порты.
Для графика мощность-пульс надо три датчика: нагрудный аналоговый пульсомер (от любого серийного пульсомера) и 2 вольтметра (один меряет напряжение генератора, второй меряет ток - перемножением будет заниматься win32 программа). Поскольку пульсомер просто излучает в эфир колебания частотой около 5400 Гц, улавливать их предполагается магнитной стержневой антенной и конденсатором настроенными на резонанс и подключенными на микрофонный вход ПК. Win32 программа должна работать как "beat detector" анализируя оцифрованный микрофонный вход.
Вольтметры считываются через равные промежутки времени, перемножаются и записываются в лог, рядом пишется текущая ЧСС (текущая = средняя за 5-10 секунд).
Вольтметры на базе каких-то серийных микрух вольтметров с COM или USB или COM->USB интерфейсом

3. Самая главная и сложная часть - магнитный тормоз - электрический генератор.
Желательная проектная мощность 1 квт, лучше больше (идеально до 1.5-2 квт). Минимум 0.5 кВт (если меньше, то и затея не нужна).
Тут есть два направления:
- использовать какой-либо готовые серийный генератор (например автомобильный) и как-то придумать передачу (например ременную) к заднему колесу. Идея мне крайне не нравится, но знакомые технари так советуют.
- сделать генератор на базе обычного колеса с ротором из постоянных магнитов и статорными катушками. Кучу магнитов (форма? материал?) закрепить на обычном 622-ом ободе по периметру, вращаться они будут между статорными катушками закрепленными к станине (1, 2, 4, 8... пар катушек, сколько хватит?)
Было бы вообще феерично если бы магниты можно было закрепить не на обод, а в покрышку, тогда для стенда не надо даже выделять колесо, вцепил на любого боевого коня "тормонзую магнитную покрышку" и вперед на тест.
Механические прикидки - тормозная мощность развиваться примерно в диапазоне 150 ... 360 rpm колеса (при цепной трансмиссии 3:1, можно конечно и больше передаточное число, но если сзади меньше 17 зубов начинает ощутимо падать КПД трансмисии и увеличивается погрешность стенда. Идеально где-то 53-19 трансмиссия, что при 90 rpm дает 250 rpm на колесе. Вот под эти обороты желательно и вывести 1 кВт тормозной мощности.

С ободом радиусом 0.31м получается что магнит двигается со скоростью 7.8 м/с, крутящий момент 159 Н*м, 513 ньютонов на ободу или 52 кгс. Если например закрепить 52 магнита, каждый должен в среднем на круге тормозить 1 кгс

Эмпирический расчет генераторов крайне сложный, очень много неизвестных переменных.
Поэтому реальный сценарий - только проверять в бою. Брать парочку магнитов, одну пару катушек статора и тестировать. Потом экстраполировать на большее количество магнитов и пар катушек.
Если допустим хочем на 4 парах катушек и 52 магнитах получить киловат, на 1 паре и 2 магнитах значит надо добиться 10 Ватт.

4. Нагрузка генератора для регулировки тормозного момента. Какое-то активное сопротивление (типа спирали электроплитки) с плавной регулировкой силовым ключем на мощном полевике с контролером скважности.
--------------

Какие есть замечания, идеи к концепции?


Вернуться к началу
shoppage  personalpage P  
 
СообщениеДобавлено: 19.04.2011 08:14 
Аватара пользователя

Сообщения: 15977
Изображения: 3
Город: Харьков
Пол: Муж
Возраст: 37
Зарегистрирован:30.09.2003
а как на счет использовать обычный велотренажер под заднее колесо? ежели его разобрать - там и магниты есть и все что надо - только стоит заменить обычную статическую систему торможения на систему замера (для этого достаточто замерять силу сдвижки магнита и время).
Однако не проще ли закрепить "весы" на педалях? :) И снимать можность на педалях - без потерь фиг знает где и на что? :) И тогда даже на улице без станин можно будет снять - катаясь.

_________________
Изображение


Вернуться к началу
shoppage  personalpage P Персональный альбом  
 
СообщениеДобавлено: 19.04.2011 09:58 

Сообщения: 86
Город: Рыбинск, Ярославская обл.
Пол: Муж
Возраст: 41
Зарегистрирован:22.06.2010
Про эффект Конкони написано в книге "Велосипедный спорт" Д.А,Полищук например на стр. 237 (смотри приложенные скрины) А так же выдержка из Журнала "Лыжный Спорт" Виктор Селуянов: СЕРДЦЕ – НЕ МАШИНА… : "У него начальная прямая графика будет продолжаться до пульса порядка 170-180, а затем начнет даже загибаться вправо от прямой. Выше 180-190 пульс просто не растет. Почему это происходит? Из-за того, что у спортсмена много ОМВ, закисление мышц, которое начинается в оставшихся гликолитических МВ, слишком мало. Сердечно-сосудистая система уже имеет слишком большое возбуждение из-за того, что большая мощность работы выполняется, мышцы сокращаются с очень большой силой. И сердце на такое слабое закисление просто не реагирует. Поэтому рекрутирование дополнительных двигательных единиц не приводит к росту ЧСС. Точку перегиба на таком графике (см. рис. 1, точка B) часто называют точкой Конкони, и связывают с АнП. На самом деле эффект Конкони никакой связи с АнП не имеет и, к сожалению, вошёл в практику спорта безо всяких на то оснований. Дело в том, что Конкони проводил свои исследования на квалифицированных бегунах, у которых подготовка была на уровне КМС и МС. Что такое бегун уровня МС — это человек, у которого неразвитые мышцы, а АнП практически равен МПК. Поэтому, как только он включил все свои ОМВ, а гликолитических у него очень мало, сердце больше не возбуждается, пульс при этом 170 -180 уд/мин. Чтобы сердце вышло на пульс 210-240, нужно очень сильно человека закислить, а эти люди не могут закислиться. Их сердце перестаёт увеличивать ЧСС, они еще две ступеньки лишние отработают и говорят: "всё, отказываюсь от работы, мышцы не тянут". А у спортсменов, имеющих хорошее сердце и неподготовленные мышцы, эффект Конкони не наблюдается, у них нет такого явления. У спортсменов, имеющих много ГМВ, пульс начинает расти вверх, никаких переломов и западений вниз нет. У 80% спортсменов эффект Конкони наблюдается, и точка Конкони даже совпадает с АнП, а у 20% либо она вообще отсутствует, либо нет никакого совпадения. В связи с тем, что на графике теста неподготовленного спортсмена нет эффекта Конкони, а АнП есть, то явление не воспроизводится, а значит, те причины, на которых это явление теоретически основывается, отсутствуют. Логика такая: если есть эффект Конкони, то есть АнП, есть 4 ммоль/л лактата. Где здесь это? Вообще нет никакого перелома, всё идет только вверх (см. рис. 1, красная сплошная линия). Отсюда вывод: эффекта Конкони не существует в природе, есть некто Конкони, который что-то увидел, обозвал это своим именем, приписал несуществующую в природе взаимосвязь. "

Вопрос, зачем нужен такой крокодил, не совсем понятно.
З.Ы. На себе попробовал по методике контроля пульса с увеличением каждую минуту частоты педалирования построить график и.... никакого залома нет, практически прямая идет до моего предельного ЧСС, и все.


Вложения:
1.jpg
1.jpg [ 150.58 КБ | Просмотров: 470 ]
2.jpg
2.jpg [ 130.44 КБ | Просмотров: 470 ]

Вернуться к началу
shoppage  personalpage P  
 
СообщениеДобавлено: 19.04.2011 12:15 
Аватара пользователя

Сообщения: 1470
Город: Rivne
Пол: Муж
Возраст: 34
Зарегистрирован:14.12.2009
Цитата:
Вопрос, зачем нужен такой крокодил, не совсем понятно.

уж точно не чтобы искать "точку конкони" или АнП

Цитата:
- там и магниты есть и все что надо - только стоит заменить обычную статическую систему торможения на систему замера

вы знаете какая там точно конструкция? что там ротор, что на статоре?


Вернуться к началу
shoppage  personalpage P  
 
СообщениеДобавлено: 19.04.2011 12:41 
Аватара пользователя

Сообщения: 3834
Город: batym, Israel
Пол: Муж
Возраст: 55
Зарегистрирован:10.08.2007
Можно чуть упростить используя мотор/колесо в режиме генератора.


Вернуться к началу
shoppage  personalpage P  
 
СообщениеДобавлено: 19.04.2011 12:44 
Аватара пользователя

Сообщения: 104
Город: Харьков
Пол: Муж
Возраст: 27
Зарегистрирован:17.06.2010
по второму пункту - оптимально использовать "компьютерный осциллограф" http://www.lcard.ru/ например E-154. К нему идет ПО, в котором очень удобно обрабатывать/анализировать полученный результат.

по третьему - делать самодельный генератор, это головняк еще тот...
Надо брать серийный электродвигатель и с ним уже колдовать


Вернуться к началу
shoppage  personalpage P  
 
СообщениеДобавлено: 19.04.2011 12:47 

Сообщения: 86
Город: Рыбинск, Ярославская обл.
Пол: Муж
Возраст: 41
Зарегистрирован:22.06.2010
yurik82 писал(а):
Остро стоит задача тестирования спортсменов ступенчатый тест мощность-пульс.

--------------

Какие есть замечания, идеи к концепции?



Правильно поставленная задача 50% успеха. А что такое ступенчатый тест мощность - пульс? практически тоже самое, что и тест Конкони... Каждый выяснит, что ему важнее, по результатам исследования. Но принцип сбора информации - идентичен.
Идей к концепции будет больше, если писать подробнее, что и зачем хотим.
Так правильное решение советуют, нагружение генератором, с переменной нагрузкой (калиброванной под мощность). Ременная передача на генератор (зубчатым или поликлиновым ремнем) наиболее приемлима в простом самодельном велоэргрметре.
И к слову : КПД передачи от величины редукции не зависит в цепной передаче! На КПД влияет тип передачи, вид опор, количество ступеней, вид муфт.


Вернуться к началу
shoppage  personalpage P  
 
СообщениеДобавлено: 19.04.2011 13:56 
Аватара пользователя

Сообщения: 1470
Город: Rivne
Пол: Муж
Возраст: 34
Зарегистрирован:14.12.2009
Цитата:
И к слову : КПД передачи от величины редукции не зависит в цепной передаче!

Зависит, но не от редукции а от размера задней звездочки. И достаточно ощутимо (больше чем хочется получить точность эргометра) http://www.ihpva.org/HParchive/PDF/hp50-2000.pdf
51-17 выше КПД чем 36-12, при равной редукции

Переход с 21 на 11 звезду независимо от степени редукции дает теоретическую потерю 2.6%, практически измеренную 2.7%

Цитата:
На КПД влияет тип передачи

На КПД любой цепи влияет радиус её изгиба, больше радиус поворота цепи - меньше поворот пинов -меньше фрикционные потери. Подтверждается и ездовой практикой среди шоссеров - двое человек на одинаковых цепях, у одного цепь стабильно в районе 5-6000 км изнашивается, у другого 15-18к. Отличается только любимая передняя звезда, если один ездит 53-17/19/21, второй ездит 39-13/14/15, т.к. ему больше такой чейнлайн нравится


Вернуться к началу
shoppage  personalpage P  
 
СообщениеДобавлено: 19.04.2011 14:51 

Сообщения: 86
Город: Рыбинск, Ярославская обл.
Пол: Муж
Возраст: 41
Зарегистрирован:22.06.2010
Средний КПД цепной передачи 0.97 (Анурьев. Справочник конструктора-машиностроителя. том 2)
Не могу утверждать, что для ВЕЛОЭРГОМЕТРА сотые доли в КПД окажут решающее значение. Тем более что эта величина потерь будет на всех режимах работы присутствовать, и ее влияние будет нивелировано калибровкой самого эргометра.
Ну про радиус изгиба - вообще песня. От того и износ у первого райдера быстрый, что в механике он не рубит. Оба райдера прикладывают одинаковое усилие на педаль, а вот дальше это усилие передается на ролики цепи. И вот тут самое главное - плечо! Плечо на малой передней звезде создает большее усилие на роликах цепи. Контактные напряжения больше, тем самым износ увеличивается в сравнении со вторым райдером. У которого та же мощность при педалировании но с большим плечом на большей передней звезде с той же цепью.
А вообще попадался интересный аппарат, построен по типу спиннера. Добавлен генератор постоянного тока и магазин сопротивлений. Управление осуществляется подключением дополнительной нагрузки по сигналу с PC (лпт порт). Создатель пишет, что с помощью его прогаммы можно создавать любые сценарии, езда в гору, равнина, спуск. Если протарировать, можно получить реальную мощность педалирования. И самое главное, если этот аппарат будет служить для сравнения уровня подготовленности, то и смысл в точной градуировке отпадает. Достаточно задать несколько (по потребности) уровней нагрузки. В последствии следить за пульсом спорцмена при выполнении упражнения.
Либо цель именно на станок поставить шоссер, с переключением передач? Тогда конечно будут и влияния цепи, и звезд. И весьма значительные. Но даже в таком случае, тарировать эргометр надо! Все потери учтутся и будет счастье :smile: Только это бред, эргометр с переключение передач. Лучший способ в этом случае - измерение усилий на педаль. Так делают профики. Можно и педаляж правильный поставить и неравномерность нажима при различном каденсе отследить. И мощность в каждый момент времени высчитать, кривые построить в зависимости от ула наклона шатуна. Наложение кривых мощности и пульса даст интересную картину - подготовленность. Анализируй, сравнивай, выбирай.


Вернуться к началу
shoppage  personalpage P  
 
СообщениеДобавлено: 19.04.2011 20:17 
Аватара пользователя

Сообщения: 1470
Город: Rivne
Пол: Муж
Возраст: 34
Зарегистрирован:14.12.2009
Переключение передач не нужно, про передачу я писал только в том контексте на какие обороты расчитывать генератор. Оптимально на 250 rpm. Если не будет хватать эфективности тормоза можно будет добавить оборотов более низкой передачей, но изначально хочется ориентироваться на 53-17/19

Цитата:
Средний КПД цепной передачи 0.97

Это в машиностроении, где нету задней перекидки и обычно используются звезды больше 15 и натяжения цепи обычно большие из-за огромных мощностей. В статье по линку протестирована реальная велотрансмиссия Dura-ace 2000 года. Получен КПД 91.4% при 52-11 и 95% при 52-21
И то и то значительно меньше 97% и очень ощутимая разница 3.6% только за счет смены звезды.


Вернуться к началу
shoppage  personalpage P  
 
СообщениеДобавлено: 21.04.2011 08:35 

Сообщения: 86
Город: Рыбинск, Ярославская обл.
Пол: Муж
Возраст: 41
Зарегистрирован:22.06.2010
http://www.birota.ru/texts/2005/june/srm-shimano.php
http://www.birota.ru/texts/2005/september/telemetry.php
в качастве пищи для размышлений
и тут еще http://shop.ebay.com/i.html?_nkw=power% ... pos=&gbr=1


Вернуться к началу
shoppage  personalpage P  
 
СообщениеДобавлено: 21.04.2011 11:55 
Аватара пользователя

Сообщения: 1470
Город: Rivne
Пол: Муж
Возраст: 34
Зарегистрирован:14.12.2009
О промышленных измерителях мощности всё известно.
Денег нету и не предвидится.


Вернуться к началу
shoppage  personalpage P  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: yandex bot


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
  © Mishael 2003-2016
forum MAP
Мобильный вид

[ Time : 0.100s | 31 Queries | GZIP : On | Load : 0.83 ]
Reputation System ©'