Оценка качества педалирования велосипедиста

Страницы: 1 2

Для разработки критериев оценки качества педалирования велосипедиста и иллюстрации метода расчета были выполнены предварительные записи крутящих моментов в функции угла α-поворота шатуна для двух специально подобранных гонщиков: гонщика низкой квалификации на обычном велостанке (рис. 1); этого же гонщика на велосипед», нагруженном моментом сопротивления (рис.2); гонщика высокой квалификации на обычном велостанке (рис. 3).

Особенностью представленных на рис. 1— 3 графиков является преднамеренное отсутствие масштаба исследуемых функций, так как в процессе эксперимента перед гонщиками ставилась только одна задача — продемонстрировать характерное для них качество педалирования.

Как видно из графиков, характер педалирования в рассматриваемых трех случаях различен. У гонщика низкой квалификации при форсировании нагрузки наблюдается отрицательный крутящий момент на левом шатуне (см. рис. 2), область которого заштрихована. При увеличении числа оборотов путем снятия нагрузки и перехода на более легкий режим педалирования область отрицательного момента хоть и сужается (см. рис. 1), но остается по-прежнему в каждом цикле педалирования. Кривые результирующего крутящего момента характеризуются существенным перепадом экстремальных значений Mmax и Mmin. Наилучшие показатели крутящего момента наблюдаются у гонщика более высокой квалификации (см. рис. 3).

Полученные экспериментальные данные позволяют продемонстрировать показатели двух критериев К1 и К2 оценки качества педалирования, к которым были предъявлены следующие требования: критерии должны быть безразмерными, эффективными, универсальными и иметь физический смысл:
Рассматриваемые критерии имеют следующий физический смысл:
K1 — неравномерность крутящего момента, определяемого относительно его среднеинтегрального значения;
К2 — относительная скорость изменения отклонения суммарного крутящего момента за цикл педалирования Т.

Обработка полученных результатов содержит ряд последовательных математических операций, связанных с разложением в ряд Фурье функции крутящего момента, выделением функций его отклонения, вычислением ее производной, определением экстремумов, расчетом численных значений критериев качества педалирования и табулирования полученных функций. Нами была разработана специальная программа для ЭЦВМ, которая предназначалась для последующего обсчета экспериментальных исследований, связанных с расчетом корреляционных функций качества педалирования.

Коэффициенты a1 и b1 разложения в ряд Фурье по четырем гармоникам, представленным на рис. 1—3 кривых крутящих моментов, даны в таблице, где высокий отрицательный порядок коэффициентов в четвертых гармониках (а2 и b2; a3 и b3; а4 и b4) свидетельствует о достаточно высокой точности полученных результатов. При табулировании функции суммарного момента, предусмотренного алгоритмом расчета, были получены ее значения, которые сравнивались с экспериментальными данными. Ошибка отклонения не превышала
Анализируя полученные результаты, можно констатировать, что критерии качества педалирования K1 и К2 приведенные в таблице, чувствительны к изменению педалирования. Это хорошо видно на примере критерия K1. Критерий К2 также достаточно чувствителен. При этом надо иметь в виду, что на его численное значение большое влияние оказывает период цикла педалирования, определяющий скорость изменения функции отклонения крутящего момента. Значение критерия К2 для рассматриваемого третьего случая существенно бы снизилось, а для второго случая повысилось при условии равенства периодов педалирования. Из сказанного естественно возникает вопрос, можно ли сравнивать качество педалирования одного и того же гонщика, например, при изменении скорости движения или при изменении передаточного отношения? Это уже является предметом специального анализа, однако можно утверждать, что критерий K1, оставаясь постоянным в сравнительно небольшом диапазоне изменения
передаточного отношения, является наиболее надежным фактором контроля качества педалирования.

Предлагаемая методика оценки качества педалирования может быть использована для оптимального управления тренировочным процессом.

                                      В. П. Любовицкий, доктор технических наук,
                                      О. А. Логинов, инженер, оба мастера спорта СССР, Ленинград