加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

冰刀弧度的精确测量计算

(2015-02-26 15:04:02)
标签:

体育

速滑

冰刀弧度

分类: 体育运动

      以往本人发过《冰刀弧度的简单测量计算》,仅用一把直尺测量,就可大致计算出冰刀的弧度(曲率半径R)。

      对于这样简单的测量,我们有充分的理由不满足。直尺目测,十分之几毫米的测量误差是难免的。但这点误差给最后的计算结果带来的是几米的误差。另外,这个方法测量计算出来的是冰刀主体部分的整体平均曲率半径,无法区别冰刀各部位之间曲率差别。

      这样的方法显然不能满足高标准的要求。所以专业队伍就购买和装备专用工具(弧度表)来测量。这样的工具精是精了,但对我们业余爱好者来说,有点昂贵(RMB1000起)。

     其实,精确测量弧线的曲率半径也并不是很复杂的。结构和测量原理草图如下:

http://s2/mw690/0017lqdFzy6QhoztBexa1&690

        结构:很简单,一个量程0-1mm的千分表(中间白色物体),外加一个倒“凹”字型的机加工件(取样框或测架),图中由灰色区域的剖面图表示。图中土黄色的区域,就是一段需要测量的冰刀侧面。当然,为了看图方便,弧面画得很夸张。   

      测架也可以加工成下面的样子

http://s8/mw690/0017lqdFgy6QE41s9Ab97&690
 

      原理:取样框放到要测量的弧面上,AB两点就选定了一个弓形,它的基线长度L是固定的。现在我们只需要用千分表测量这个弓形的高度H,然后按下面的换算表查出这一段刀刃的平均曲率半径R。如果我们选取取样框跨度L=120 ~150MM,一个冰刀我们可以分三四个分段来分别测量。 

http://s10/mw690/0017lqdFzy6QhozV75L29&690

http://s16/mw690/0017lqdFgy6QE4oZ9WT7f&690
 注:“正常”的曲率半径R,大道 20~25米,短道 8 ~ 12米。

 

      换算公式:由于弓形各参数间的几何关系,根据勾股定理,我们有:

                      (R - H)^2 + (L/2)^2 = R^2
由此我们解出R:

                      R = L^2/8H + H/2

由于我们需要的R值为几米到几十米,H/2最大不超过0.5mm,这一项忽略不计,对结果根本没有实际影响,所以

              ~= L^2/8H

L = 120 mm时,

               R = 1800/H (mm)

若 L = 150 mm , 则

               R = 2812.5/H (mm)

按照此公式计算,你也可以列出上面的换算表,甚至扩充它们。

      专业的测量工具,原理和结构也基本上是这个样子的。唯一的区别可能是,专业工具能直接读出弧度或曲率半径。

       如果你有较强的动手能力,你也可以把千分表的面板打开,根据换算公式,重新设计表盘进行更换,你就可以直接读到R(曲率半径)值了。

      该说的基本上说完了。如果你有兴趣去实践的话,下面的事情就全看你的了。不过为了较好的效果,提醒一下:机加工件(取样框)应该选不易变形(内应力小、热膨胀系数小)的材料。另外,对AB两点的使用磨损要有预判和应对办法(比如贴片更换等)。

 

后附:

http://s7/mw690/0017lqdFgy6QAKC18DY66&690
这是美国玛切斯冰刀弧度表,有两款,标价分别约是250 和350美圆,还要外加约5%的消费税。从图片上看,似乎也是不能直接读取曲率半径的。


http://s2/mw690/0017lqdFgy6QAKDGeoF91&690
这是国产0-1mm量程的千分表,网上标价160元人民币。

http://s1/mw690/0017lqdFgy6QHAcj7LG10&690

这是表盘重新设计、划线后的效果图。图中红色的线和字是表针在第一圈时是对应的曲率半径(米),含盖了正常情况下大道应有曲率半径范围;兰色是第二圈的读数,含盖了短道的测量范围。

 

0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
后一篇:速滑训练馆
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有