Desarrollo de un sistema mecatrónico de entrenamiento de patadas al torso y cabeza para toma de datos de impacto, tiempo de reacción y precisión para taekwondistas de alto rendimiento

Abstract

Actualmente, la tecnología no apoya de manera competitiva a los atletas peruanos de alto rendimiento en el deporte de Taekwondo, especialmente en lo que respecta a la recopilación y análisis de los datos de su rendimiento físico como deportista. Así mismo, no existen sistemas que permitan obtener estos datos de manera continua ni herramientas para practicar técnicas específicas de juego de pies, como el desliz, el cual es usado de manera consecutiva en las peleas. Es importante resaltar que la robótica aún tiene poca presencia en el ámbito deportivo, así como también la falta de sistemas de registro y almacenamiento de datos que puedan cuantificar las habilidades de los taekwondistas de alto rendimiento. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo se centra en impulsar el uso de la tecnología para potenciar los entrenamientos de los taekwondistas peruanos y mejorar su rendimiento físico. Para ello, se implementó un sistema de entrenamiento que incluye "dommys" (escudos para patadas) de la marca oficial "JCALICU", los cuales fueron modificados con una placa de madera, celdas de carga y sensores piezoeléctricos con el objetivo de capturar los datos generados por los impactos de las patadas. También se diseñó una paleta que se mueve radialmente el cual permite recibir patadas tipo hacha, y para el desplazamiento lineal, se utiliza un motor con transmisión por cadena. La metodología utilizada en el trabajo es la programación, la comunicación serie I2C, la simulación numérica y el control PID. El resultado es un sistema de entrenamiento capaz de desplazarse linealmente y de mostrar los datos de fuerza, tiempo de reacción y precisión de las patadas de los atletas en una interfaz gráfica.

Currently, technology does not competitively support Peruvian high-performance athletes in the sport of Taekwondo, especially about the collection and analysis of data on their physical performance as athletes. Likewise, there are no systems that allow obtaining this data continuously or tools to practice specific footwork techniques, such as the slip, which is used consecutively in the fights. It is important to highlight that robotics still has little presence in the sports field, as well as the lack of data recording and storage systems that can quantify the skills of high performance taekwondists. Therefore, the objective of this work focuses on promoting the use of technology to enhance the training of Peruvian taekwondists and improve their physical performance. For this, a training system was implemented that includes “dommys” (kicking shields) of the official brand “JCALICU”, which were modified with a wooden plate, load cells and piezoelectric sensors to capture the data generated by the impacts of the kicks. A radially moving paddle was also designed to receive axe kicks, and for linear displacement, a motor with chain transmission is used. The methodology used in the work is programming, I2C serial communication, numerical simulation and PID control. The result is a training system capable of linear scrolling and displaying the force, reaction time and kicking accuracy data of the athletes in a graphical interface.