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RUIZ GALLARDO, Pablo (Dpto. Didáctia de la Educación Física, Plástica y MusicalFacultad de Ciencias de la Educació, Campus de Puerto Real Puerto Real, E-11510, ES)
GONZÁLEZ MONSTESINOS, José Luis (Dpto. Didáctia de la Educación Física, Plástica y MusicalFacultad de Ciencias de la Educació, Campus de Puerto Real Puerto Real, E-11510, ES)
RUIZ GALLARDO, Pablo (Dpto. Didáctia de la Educación Física, Plástica y MusicalFacultad de Ciencias de la Educació, Campus de Puerto Real Puerto Real, E-11510, ES)
| REIVINDICACIONES. 1.- Sistema Portátil de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical, para Ia medida y detección de Ia capacidad de salto, caracterizado por comprender: a) un componente lógico (software), que consiste en un conjunto de instrucciones almacenadas en Ia memoria ROM de un microcontrolador, que controla los componentes del dispositivo. b) un elemento de detección compuesto de una abrazadera debe ser colocada en Ia zapatilla que calzará el sujeto a estudiar, y que posee varios contactos eléctricos, los cuales hacen que al apoyar el pie sobre Ia plancha conductora, se cierre el circuito eléctrico. c) un módulo principal (hardware), que se conecta a Ia abrazadera mediante un cable, o de forma inalámbrica y que comprende: o una batería que proporcionará independencia eléctrica en las pruebas o uno o dos microprocesadores (en función del número de sensores acoplados al sistema), para el tratamiento de los pulsos generados por el sujeto al saltar o una memoria temporal para almacenar datos temporalmente. d) una plancha construida de material conductor. 2.- Sistema Portátil de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical, para Ia medida y detección de Ia capacidad de salto, según reivindicación 1 , caracterizado porque para Ia conexión con Ia abrazadera de modo inalámbrico, el módulo principal se complementa con un módulo receptor de radio y un módulo remoto. 3.- Sistema Portátil de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical para Ia medida y detección de Ia capacidad de salto, según reivindicación 1 , caracterizado porque el módulo hardware principal consiste en una unidad física, se puede conectar a un ordenador a través de uno de sus puertos de comunicaciones, al cual transfiere los datos recibidos vía radio, procedentes de los sensores remotos ubicados en Ia abrazadera que se coloca en Ia zapatilla del individuo a estudiar. 4.- Sistema Portátil de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical para Ia medida y detección de Ia capacidad de salto, según reivindicación 1 , caracterizado porque para el tratamiento de los datos generados por el sujeto a estudiar al saltar, el módulo hardware principal contiene dos microprocesadores, uno que funciona como buffer de datos y el otro para el manejo de las interrupciones generadas por las señales de entrada y salida las cuales tienen características TTL filtradas con un optoacoplador para protegerlas del ruido eléctrico. 5.- Sistema Portátil de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical para Ia medida y detección de Ia capacidad de salto, según reivindicación 1 y 4, caracterizado porque el módulo hardware posee una serie de pulsadores en el panel frontal, que proporciona al resto de los elementos del sistema las señales eléctricas de inicio, fin y marcas de prueba. 6.- Sistema Portátil de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical para Ia medida y detección de Ia capacidad de salto, según reivindicación 1 , 4 y 5, caracterizado porque el módulo hardware posee una serie de diodos que, mediante Ia comprobación de señales eléctricas de funcionamiento, proporcionan información sobre el estado de Ia alimentación, de Ia comunicación con el ordenador y de Ia conexión de radio con el módulo remoto. 7.- Sistema de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical para Ia medida y detección de Ia capacidad de salto, según reivindicación 1 , 2, 4, 5 y 6, caracterizado porque, para Ia configuración inalámbrica, el módulo receptor de radio se conecta al módulo hardware principal mediante un cable que nos permite separar este módulo para que no existan interferencias con nuestro ordenador, a través de dicho cable se transfiere Ia señal recibida del módulo remoto. 8.- Sistema de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical para Ia medida y detección de Ia capacidad de salto, según reivindicación 1, 2, 4, 5, 6 y 7, caracterizado porque, para Ia configuración inalámbrica, el módulo receptor de radio está calibrado a 433.92 Mhz, dispone de una antena que mejora Ia recepción de Ia señal, Ia cual una vez recibida es directamente redireccionada al módulo principal. 9.- Sistema de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical según reivindicación 1, caracterizado porque los contactos del detector de suela tienen forma de chinchetas y están situados en Ia zona posterior de Ia abrazadera del pie, cerrándose Ia misma mediante un sistema velro o similar en Ia parte superior del zapato. 10.- Sistema de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical según reivindicación 1 y 9, caracterizado porque los contactos del detector de suela están conectados mediante finos cables conductores, soldados por dentro de Ia abrazadera. 11.- Sistema de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical según reivindicación 1 , caracterizado porque Ia plancha conductora está construida en material conductor y tendrá las medidas necesarias para que el sujeto realice el test seleccionado. 12.- Sistema de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical, según reivindicación 1 , caracterizado por comprender un módulo lógico (software), que consiste en un programa de ordenador, que mediante su lógica estructurada y haciendo uso de un ¡πterface gráfico, permite al usuario programar las pruebas a realizar -saltos, o test de pulsos - mediante Ia activación de determinadas opciones del programa, Io cual obliga al programa de ordenador a chequear las señales enviadas por unos u otros elementos de detección y haciendo uso de las mismas presentar en Ia pantalla del módulo o de un ordenador estadísticas en tiempo real, así como gráficas de los tiempos activos y desactivos del sensor situado en Ia abrazadera del pie. |
SECTOR DE LA TÉCNICA.
Esta invención se refiere a un instrumento de medida y detección de Ia capacidad de salto vertical siendo de aplicación en el campo deportivo y escolar para Ia valoración de Ia condición física.
ESTADO DE LA TÉCNICA.
Algunos de los métodos utilizados hasta Ia fecha para Ia realización de estudios que requieran Ia medida y detección de Ia capacidad de salto requieren una alta tecnología e instrumentación compleja, mientras que otros utilizan métodos sencillos y con escaso material instrumental.
A continuación se citan algunos de los métodos mas comúnmente utilizados:
Plataformas de contactos: Consisten en plataformas de longitud variable, que contienen múltiples láminas, que entran en contacto cuando el sujeto objeto del estudio pisa sobre ellas. Estas plataformas suelen extenderse sobre Ia pista de atletismo o en el interior de laboratorios, debiendo estar conectadas a un ordenador, que detecta Ia señal generada por el contacto de las láminas de Ia pista, determinándose así los tiempos de vuelo y de suelo que realiza el deportista durante Ia carrera. Su principal inconveniente radica en su baja precisión y el rápido deterioro que sufren las láminas anteriormente mencionadas.
Plataformas de infrarrojos: El principio de funcionamiento es similar al sistema anterior, pero instrumentalmente consisten en el uso de dos barreras de sensores de infrarrojos, separadas a una determinada distancia, entre las cuales discurre el sujeto objeto del estudio. Este método permite cuantificar Ia duración de los apoyos del sujeto al interferir o no interferir las líneas de infrarrojos creadas por Ia barrera. Su principal problema continúa siendo Ia precisión, Ia cual va a depender del número de sensores utilizados, y Ia ubicación de los mismos que obliga al sujeto a discurrir por un espacio determinado.
Plataformas láser: El principio es muy similar al anterior, con Ia diferencia de disponer de emisores y receptores láser en lugar de infrarrojos. Su principal problema es Ia alta carestía del producto, Io cual condiciona un elevado precio de venta final. Sistema de detección de apoyos vía radio: Consiste en un sistema de detección de apoyos realizados durante Ia marcha, Ia carrera y los saltos que se basa igualmente el Ia capacidad de conductividad eléctrica para cuantificar los tiempos de contacto y no contacto. Las diferencias principales entre un sistema de detección de apoyos vía radio y el Sistema de Medición de Ia Capacidad de Salto propuesto radican en que:
- El Sistema de Medición de Ia Capacidad de Salto propuesto únicamente mide saltos y no carrera y marcha por Io que su desarrollo instrumental es mucho más sencillo y, por tanto, económico.
- El Sistema de Medición de Ia Capacidad de Salto propuesto posee como diferencia principal, Ia utilización de una abrazadera con sistema de contactos que colocada en Ia zapatilla del sujeto va a ser Ia encargada de detectar y valorar el tiempo de vuelo y suelo del salto vertical.
Por tanto, queda patente Ia necesidad de idear un método alternativo, que utilice una tecnología que elimine las deficiencias presentadas por los métodos empleados en Ia actualidad y que permite conocer en tiempo real Ia capacidad de salto y altura el cual constituye el objeto de Ia presente invención.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN.
Los campos de aplicación del Sistema de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical van desde Ia perspectiva educativa, para su aplicación en Ia evaluación de los escolares hasta su aplicabilidad en centros deportivos, federaciones, clubs, etc, para Ia evaluación del rendimiento deportivo.
Desde el punto de vista del deporte, el Sistema de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical permite el conocimiento de Ia capacidad de salto y frecuencia de los apoyos realizados y va a posibilitar un nuevo nivel de valoración y estudio de Ia condición física del sujeto. Conociendo los tiempos de apoyo y tiempos de vuelo de los pies en el suelo es posible determinar índices tan importantes en el entrenamiento como son:
La duración fase de impulsión de los apoyos durante el salto.
La altura de los saltos: Al conocer el tiempo de vuelo de un salto vertical es posible conocer Ia altura alcanzada.
Test de saltos repetidos: La potencia obtenida al realizar una prueba de saltos verticales a Ia máxima intensidad y altura durante un tiempo determinado.
Test de pulsos. Realizar pulsaciones repetidas y a Ia máxima velocidad con Ia mano o con los pies y así poder valorar su frecuencia de golpeo con las extremidades.
La potencia generada y Ia fuerza aplicada: deducidas a partir del peso del sujeto. El conocimiento de estos datos permitirá Ia elaboración de programas de entrenamiento más eficaces y ajustados a los deportistas y escolares. Se podrá por tanto aumentar el rendimiento de forma más rápida y precisa, disponiendo en todo momento y en tiempo real de información que permitirá un conocimiento inmediato y determinante con el sujeto.
Sistema de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical permitirá Ia creación de nuevos tests de condición física, más ajustados a las necesidades reales de valoración y que midan con total precisión los parámetros a estudio.
Entre las ventajas del sistema destaca el hecho de que es sistema puede ser fabricado como sistema inalámbrico en el que el sujeto a estudio no ha de cargar con cables que Ie unan al ordenador o como sistema alámbrico, de tal forma que Ia fabricación y venta del producto es más económica permitiendo el acceso a mayor número de usuarios.
Además, al obtener los datos en tiempo real, el examinador puede observar Ia evolución del sujeto a Io largo de Ia prueba. Finalmente es interesante mencionar que el sistema posee una alta precisión, ya que posee una frecuencia de muestreo superior a 10000 muestras por segundo.
Sistema de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical comprende componentes de instrumentación (hardware), componentes lógicos de programación (software), un conjunto de elementos de detección y una plataforma conductora (Figura 1).
1.- Componente software.
El módulo software consiste en un programa suministrado en Ia memoria ROM de un microcontrolador que controla los componentes del dispositivo (oscilador, display, botones de selección de prueba, etc) y muestra los resultados en el display tras aplicar los algoritmos dedicados a cada prueba.
En el caso de utilizar el sistema inalámbrico mediante el software, el usuario podrá definir el tipo de prueba - salto con contramovimiento, sin contramovimiento, salto pliométrico o test de pulsos- y el protocolo que desea realizar, duración de Ia prueba, sonidos para marcar inicio y fin de prueba, filtro de ruidos eléctricos, anular determinados eventos, etc. Una vez iniciada Ia prueba es posible visualizar estadísticas en tiempo real, así como gráficas de los tiempos de apoyo y no apoyo del sensor de contacto localizado en el pie del sujeto.
2.- Componentes hardware
Sistema de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical cuenta con un módulo hardware, que se describen a continuación.
El módulo hardware principal, es una unidad física que se conecta mediante cable o de forma inalámbrica a una abrazadera colocada en el pie del sujeto. El módulo principal contiene una batería que proporcionará independencia eléctrica en las pruebas. Para el tratamiento de los pulsos generados por el sujeto al saltar se utiliza uno o dos microprocesadores (en función del número de sensores acoplados al sistema). Uno de ellos gestiona el acceso al buffer de datos y otro proporciona Ia gestión del reloj interno y el control de las interrupciones de las entradas y salidas digitales, las cuales tienen características TTL filtradas con un optoacoplador para protegerlas del ruido eléctrico. El microprocesador revisa estas entradas a una frecuencia superior a 10Mhz y en caso de detectar un cambio de valor en ese último intervalo, envía Ia información del puerto de entrada, el número de paquete, el tiempo transcurrido desde el inicio de Ia prueba y un valor CRC para comprobar Ia perfecta recepción de los datos. Estos valores son enviados a Ia memoria temporal y posteriormente reenviados al ordenador. Este buffer para almacenar datos temporalmente es muy útil en caso de que se reciba un flujo de datos superior a Ia capacidad de transmisión y proceso.
El módulo hardware principal posee una serie de pulsadores en el panel frontal, cuya misión es Ia de proporcionar al evaluador Ia capacidad de elegir el test que quiere aplicar y encendido del sistema. Cuenta además con diodos led que proporcionan información sobre el estado de Ia alimentación mediante baterías.
Para el sistema inalámbrico, el módulo receptor de radio está directamente conectado al módulo principal a través de un cable que nos permite separar este módulo para que no existan interferencias con el ordenador. Este módulo receptor está calibrado a Ia misma frecuencia que el módulo remoto que lleva el sujeto a estudiar (canal homologado y libre de licencia, especialmente diseñado para telemetría y control). En él se dispone de una antena que mejora Ia recepción de Ia señal. La señal recibida es directamente redireccionada al módulo principal tras aplicar algoritmos de verificación, eliminación de ruidos y/o corrección de errores. Por otro lado, el módulo remoto es el elemento que lleva consigo el individuo a analizar. Este módulo consta de una batería, un microprocesador y un emisor de radio que debe estar calibrado a Ia misma frecuencia que el módulo receptor de radio conectado al módulo principal. El microprocesador proporciona una serie de entradas digitales y está programado para analizar estas entradas con una frecuencia superior a 10Mhz; si cualquiera de estas entradas varía se envía un paquete vía radio al módulo receptor que Io transmitirá a su vez al buffer del módulo principal. La información que proporciona el módulo remoto es el número de paquete, estado del puerto, estado del paquete anterior, tiempo desde inicio de prueba, y código de redundancia cíclico (CRC) para verificación de datos.
Las entradas digitales pueden conectarse a cualquier sensor que funcione como un pulsador y que abra y cierre el circuito a masa. El módulo consta de entradas ampliable en más unidades en caso de necesidad. Los datos son transmitidos utilizando un protocolo de comunicaciones a una velocidad superior a 2400 bits/segundo.
3.- Detector de suela.
El aparato de medida estaría unido mediante un cable a una abrazadera (Figura 2) que se colocaría en el pie del deportista, Ia cual dispone a Ia altura de los metatarsos de dos puntos de contacto que serían los encargados de detectar cuando el sujeto esta en el suelo o en el aire. Estos contactos hacen que al apoyar el pie sobre una superficie conductora, se cierre el circuito eléctrico y se transmita dicho evento al microprocesador.
4.- Plancha conductora.
Consiste en una placa realizada en material conductor, el cual tendrá las medidas necesarias para que el sujeto realice el test seleccionado. Para realizar tests de saltos verticales bastará con que el pasillo tenga una superficie de 1 metro cuadrado.
En caso de realizar un test de pulsos con el dedo o instalar al sujeto un pulsador plantar en su zapatilla no es preciso Ia utilización de Ia plancha conductora.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS.
Figura 1.- Sistema de Valoración de Ia Altura de Salto Vertical
Figura 2.- Detalle abrazadera y contactos para su agarre en Ia zapatilla deportiva MANERA EN QUE LA INVENCIÓN ES SUSCEPTIBLE DE APLICACIÓN INDUSTRIAL.
No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en Ia materia comprenda el alcance de Ia invención y las ventajas que de Ia misma se derivan.
Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación, siempre y cuando ello no suponga una alteración a Ia esencialidad del invento.
Los términos en que se ha descrito esta memoria deberán ser tomados siempre con carácter amplio y no limitativo.