專利名稱：賽艇專項(xiàng)力量訓(xùn)練器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械類，特別是涉及一種賽艇專項(xiàng)力量訓(xùn)練器，尤指一種運(yùn)用可控電磁阻力并結(jié)合機(jī) 電一體化的可以多人同時(shí)使用的多參數(shù)、多模式的檢測(cè)訓(xùn)練裝置。
背景技術(shù)：
賽艇專項(xiàng)訓(xùn)練器的基本結(jié)構(gòu)包括起支撐作用的基架部分、阻力產(chǎn)生裝置以及手持部分的傳動(dòng)裝置。目 前，基架部分座位由原來的固定式改進(jìn)為滑動(dòng)式，阻力產(chǎn)生裝置也由最初的風(fēng)阻式、液壓阻力式到現(xiàn)在的 電磁阻尼式。同時(shí)由于實(shí)際運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的需要，對(duì)模擬器材的仿真度有了更高的要求，功能單一的器械使用 場(chǎng)合受到限制。風(fēng)阻型牽引式賽艇測(cè)功儀，它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)員在測(cè)功儀上的運(yùn)動(dòng)形式與 賽艇的實(shí)際拉槳運(yùn)動(dòng)軌跡相差較大，因此這種賽艇測(cè)功儀只能幫助賽艇運(yùn)動(dòng)員完成輔助力量訓(xùn)練，而不能 用于改進(jìn)技術(shù)動(dòng)作。液壓等動(dòng)賽艇訓(xùn)練系統(tǒng)由一個(gè)能模仿劃船動(dòng)作的機(jī)械模擬設(shè)備，能模仿水阻力特征的 液壓系統(tǒng)以及能夠?qū)崟r(shí)采集、處理、顯示數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所組成。在測(cè)試程序中它能夠采集到作用在槳 柄上的力矩和劃動(dòng)速度，從而換算出槳頻、最大力矩、最大槳角、出入水角、船速和功率等近十個(gè)指標(biāo)， 還能在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出最佳用力曲線供運(yùn)動(dòng)員參考。但是，由于它采用液壓系統(tǒng)作為阻力源，所以存 在著液壓阻力調(diào)節(jié)不能量化，受橡膠密封圈使用壽命限制而出現(xiàn)液壓油泄漏、污染環(huán)境等問題。以上各種 系統(tǒng)都盡可能地模擬槳手在水上的動(dòng)作，并采集各種運(yùn)動(dòng)參數(shù)和生理參數(shù)，以精確量化運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，有效地 提高運(yùn)動(dòng)員的專項(xiàng)力量專項(xiàng)體能，縮短運(yùn)動(dòng)員培養(yǎng)和出成績(jī)的周期，但是風(fēng)阻式各系統(tǒng)劃槳?jiǎng)幼骱退蟿?dòng) 作有一定差距，液壓等動(dòng)的系統(tǒng)價(jià)格昂貴，難于維護(hù)，都不能滿足賽艇實(shí)際訓(xùn)練的要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)上述賽艇專項(xiàng)力量訓(xùn)練器中存在的問題，依據(jù)本實(shí)用新型的目的，提供一種賽艇專項(xiàng)力量訓(xùn)練器 的結(jié)構(gòu)改良，它由一個(gè)能模仿劃船技術(shù)動(dòng)作的測(cè)試臺(tái)架、能模擬劃船水阻力特征的電控阻力系統(tǒng)以及能夠 實(shí)時(shí)采集、處理、顯示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所組成，其特征是阻力發(fā)生器安裝在訓(xùn)練臺(tái)架兩側(cè)的槳軸處，由磁粉 阻力發(fā)生器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制下產(chǎn)生模擬水阻力，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)連線與磁粉阻力發(fā)生器和滑座 相連。訓(xùn)練臺(tái)架結(jié)構(gòu)類似賽艇單人雙槳艇的槳手艙，為減小整個(gè)設(shè)備的重量，采用鋁合金材料制成?？蚣?部分長(zhǎng)150厘米，寬54厘米，高19厘米；滑軌距地面22厘米；腳踏板與地面成45度，前后位置可調(diào)； 槳軸位于框架兩側(cè)正中，距地面50厘米。槳軸與船舷的距離、滑軌與滑座的安裝以及劃槳內(nèi)柄長(zhǎng)度均與 實(shí)際賽艇尺寸吻合，基本可以保證運(yùn)動(dòng)員陸地訓(xùn)練時(shí)的技術(shù)動(dòng)作與水上實(shí)際動(dòng)作的一致性。腳蹬版固定在 模擬槳手座艙的訓(xùn)練臺(tái)架內(nèi)，滑座的移動(dòng)位置通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)控，阻力發(fā)生器用金屬構(gòu)件固定在訓(xùn) 練臺(tái)架兩側(cè)槳架外端處使槳內(nèi)柄的活動(dòng)空間與實(shí)際賽艇一致，阻力發(fā)生器用數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相 連。上述訓(xùn)練臺(tái)架有很好的可擴(kuò)展性。將幾個(gè)訓(xùn)練臺(tái)架串聯(lián)起來，便可組合成單人雙槳、雙人雙槳、四人 雙槳、雙人單槳、四人單槳和八人單槳形式。系統(tǒng)傳動(dòng)是指槳柄轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)槳軸轉(zhuǎn)動(dòng)及磁粉制動(dòng)器軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。 連接方鐵左側(cè)為一段碳塑槳柄的內(nèi)柄，右側(cè)為與槳軸的連接結(jié)構(gòu)。槳軸直徑3.5厘米，兩側(cè)有鍵，連接結(jié) 構(gòu)下面有與之相匹配的結(jié)構(gòu)形式，劃槳轉(zhuǎn)動(dòng)即可帶動(dòng)槳軸轉(zhuǎn)動(dòng)。劃槳設(shè)計(jì)獨(dú)特，使得槳柄不僅可以圍繞槳 軸轉(zhuǎn)動(dòng)還可以上下移動(dòng)，模擬運(yùn)動(dòng)員提槳和按槳的技術(shù)動(dòng)作。槳軸與磁粉制動(dòng)器軸的機(jī)械傳動(dòng)采用齒輪與 齒輪配合的形式。齒輪是重要的傳動(dòng)件，在各種機(jī)械設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。齒輪傳動(dòng)屬于嚙合傳動(dòng)，它 的主要優(yōu)點(diǎn)是瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定；圓周速度和傳遞功率范圍大；傳動(dòng)效率高(可達(dá)0.99);工作可靠，壽 命長(zhǎng)；結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸小。缺點(diǎn)是制造和安裝精度要求高；精度不高的齒輪，傳動(dòng)時(shí)噪聲、振動(dòng)和 沖擊大。齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足的基本要求1.傳動(dòng)平穩(wěn)，要求瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，以減少?zèng)_擊、振動(dòng)和噪聲。2. 負(fù)載能力大，要求齒輪有足夠的強(qiáng)度和壽命，且盡量做到尺寸小、重量輕。槳軸底部為齒輪，而磁粉制動(dòng) 器軸上有齒輪，通過齒輪嚙合槳軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)磁粉制動(dòng)器軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。磁粉制動(dòng)器通電會(huì)產(chǎn)生阻力矩，從而對(duì) 劃槳產(chǎn)生阻力。賽艇專項(xiàng)力量訓(xùn)練器是一套可視化的訓(xùn)練設(shè)備，在訓(xùn)練過程中它能夠采集到槳柄的劃動(dòng)角度，對(duì)槳桿 的阻力矩進(jìn)行控制，并由此換算出功率、做功量、槳頻等數(shù)據(jù)。每拉一槳可以顯示出用力曲線、槳柄劃動(dòng) 角度變化范圍、做功量、槳頻、功率等，如此基本上反映出一個(gè)運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)水平。訓(xùn)練完畢，能夠給出 以上參數(shù)隨時(shí)間的變化曲線，便可看出運(yùn)動(dòng)員戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用情況。還可以對(duì)同一運(yùn)動(dòng)員在不同時(shí)間或者不同運(yùn) 動(dòng)員的劃槳曲線及各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)值作以對(duì)比，便于掌握訓(xùn)練效果。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了四種訓(xùn)練模式，教練員可以 選擇合適的訓(xùn)練模式進(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練。等張訓(xùn)練對(duì)提高肌肉的絕對(duì)力量比較有效；等動(dòng)訓(xùn)練可以模擬水 阻力特征，是目前應(yīng)用比較普遍的訓(xùn)練方式；程控訓(xùn)練可以預(yù)先設(shè)定優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的用力曲線，便于一般運(yùn) 動(dòng)員模仿借鑒；模板訓(xùn)練則是一種簡(jiǎn)化的程控訓(xùn)練，使用起來更方便。另外，程控訓(xùn)練還可以模擬比賽全 程的情況，包括起航、途中劃和沖刺階段，為運(yùn)動(dòng)員提供一個(gè)比賽的虛擬環(huán)境。同時(shí)，系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)的 保存、回放、打印等功能。
圖1賽艇專項(xiàng)力量訓(xùn)練器俯視示意圖1-1框架1-2滑軌1-3滑座1-4阻力發(fā)生器1-5槳柄1-6腳蹬板 圖2磁粉制動(dòng)器未加電2-1啟動(dòng)器2-2傳動(dòng)單元2-3磁性線圈2-4從動(dòng)單元2-5磁粉2-6輸入軸2-7輸
出軸
圖3磁粉制動(dòng)器加電3-1磁通3-2轉(zhuǎn)距2-3磁性線圈2-5磁粉具體實(shí)施方式
賽艇專項(xiàng)訓(xùn)練器在開機(jī)狀態(tài)下，可以遙控選擇以下幾種練習(xí)模式選用等張訓(xùn)練這種阻力負(fù)荷進(jìn)行練 習(xí)稱為"動(dòng)力性練習(xí)"。它能在整個(gè)動(dòng)作范圍內(nèi)發(fā)展肌肉力量，且力量隨著重量的不斷增加而提高，同時(shí) 能使動(dòng)作涉及的較弱肌群得到鍛煉；等動(dòng)訓(xùn)練模塊可以使人體接受外部負(fù)荷刺激所產(chǎn)生的生理反應(yīng)強(qiáng)度， 在人體動(dòng)作的變化過程中始終保持恒定，并使關(guān)節(jié)各個(gè)角度的肌肉用力表現(xiàn)出最大用力或恒定用力；程控 訓(xùn)練模式是本試驗(yàn)新型系統(tǒng)所獨(dú)有的一種訓(xùn)練方式，它既不像等張訓(xùn)練中阻力負(fù)荷始終保持恒定，也不像 等動(dòng)訓(xùn)練根據(jù)練習(xí)者的動(dòng)作速度來被動(dòng)的調(diào)節(jié)阻力負(fù)荷。程控訓(xùn)練可以人為事先設(shè)定劃槳中每一個(gè)角度的 阻力值，劃槳時(shí)系統(tǒng)根據(jù)槳角施以相應(yīng)的阻力，真正做到了對(duì)劃槳過程中阻力負(fù)荷的全程精細(xì)控制。這種 訓(xùn)練方式可以模擬任何運(yùn)動(dòng)員劃槳的用力特征；模板訓(xùn)練實(shí)質(zhì)是一種簡(jiǎn)化的程控訓(xùn)練模式。它將程控訓(xùn)練 模式時(shí)接收的數(shù)據(jù)固化在單片機(jī)中，使得每次訓(xùn)練可以脫離計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槌炭赜?xùn)練中一旦設(shè)置好用 力曲線后，運(yùn)動(dòng)員可能有一段時(shí)間一直需要用此用力曲線來訓(xùn)練，這種情況下采用模板訓(xùn)練模式就比較方 便。在沒有使用的情況下超過一定時(shí)間，系統(tǒng)可以自動(dòng)關(guān)機(jī)。
權(quán)利要求1. 一種賽艇專項(xiàng)力量訓(xùn)練器，它包括一付訓(xùn)練臺(tái)架、兩套阻力發(fā)生器和一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是阻力發(fā)生器安裝在訓(xùn)練臺(tái)架兩側(cè)的槳軸處，由磁粉阻力發(fā)生器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制下產(chǎn)生模擬水阻力，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)連線與磁粉阻力發(fā)生器和滑座相連。
2. 按照權(quán)利要求1所述的賽艇專項(xiàng)力量訓(xùn)練器，其特征是訓(xùn)練臺(tái)架包括符合國(guó)際賽艇聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的 槳手座艙、滑座、腳蹬板，阻力發(fā)生器包括與實(shí)際賽艇尺寸一致的槳架、槳內(nèi)柄以及電磁阻力發(fā)生器。
3. 按照權(quán)利要求2所述的賽艇專項(xiàng)力量訓(xùn)練器，其特征是腳蹬版固定在模擬槳手座艙的訓(xùn)練臺(tái)架內(nèi)，滑 座的移動(dòng)位置通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)控，阻力發(fā)生器用金屬構(gòu)件固定在訓(xùn)練臺(tái)架兩側(cè)槳架外端處使槳 內(nèi)柄的活動(dòng)空間與實(shí)際賽艇一致，阻力發(fā)生器用數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種運(yùn)用可調(diào)磁阻并結(jié)合機(jī)電一體化的可以多人同時(shí)使用的多參數(shù)多模式的賽艇專項(xiàng)力量檢測(cè)訓(xùn)練裝置。由一個(gè)測(cè)試臺(tái)架、電控阻力系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所組成。上述訓(xùn)練臺(tái)架有很好的可擴(kuò)展性，將幾個(gè)訓(xùn)練臺(tái)架串聯(lián)起來，去掉多余的劃槳部分，便可組合成各種賽艇項(xiàng)目船的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)傳動(dòng)部分是指劃槳轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)槳軸轉(zhuǎn)動(dòng)及磁粉制動(dòng)器軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了四種訓(xùn)練模式，教練員可以選擇合適的訓(xùn)練模式進(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練。等張訓(xùn)練、等動(dòng)訓(xùn)練、程控訓(xùn)練以及模板訓(xùn)練。另外，程控訓(xùn)練還可以模擬比賽全程的情況，包括起航、途中劃和沖刺階段，為運(yùn)動(dòng)員提供一個(gè)比賽的虛擬環(huán)境。同時(shí)，系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)的保存、回放、打印等功能。
文檔編號(hào)A63B69/06GK201267707SQ20082000822
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者王培勇 申請(qǐng)人:王培勇