CN100469405C - 一种双腿可同步退让训练的坐式腿部力量训练器 - Google Patents

Abstract

一种双腿可同步退让训练的坐式腿部力量训练器，涉及一种用于运动员腿部专项力量训练的腿部力量训练器。本发明主要包括座椅，左右脚蹬，与左右脚蹬相连的传动机构，两组导轨，固定在底架上的可调阻尼装置，同步换向装置，位置调节装置，张紧机构以及数据采集显示和处理系统。本发明能够实现双腿同步退让训练，满足体育项目中单腿周期性交替和单向负重的负荷形式；提供参数化的训练平台，为腿部力量训练提供更多的参数选择，可以线性调节训练负载，适合不同身高训练者和不同膝关节角度的训练；能够采集、存储并实时显示训练过程中的运动学参数，为运动员训练提供生物反馈信息，为运动员力量训练研究提供数据支持。

Description

一种双腿可同步退让训练的坐式腿部力量训练器

技术领域

本发明涉及一种双腿可同步退让训练的坐式腿部力量训练器，属于体育训练学和训练器械技术领域。

背景技术

对大多数体育项目来说，运动员在比赛时两腿动作是周期性交替的，并且两腿的负重方向是单向的。例如，在滑冰运动中，运动员在蹬腿阶段是用力的，而收腿阶段的负荷是很小的；跑步运动员在蹬地的阶段时用力的，而抬腿的阶段用力很小。因此，要有效提高运动员腿部专项力量水平，必须采用适合这种状态的训练形式进行训练。

目前国内采用的主要是通常被称作“杠铃训练”的负重力量训练，这种训练方式在伸缩腿的过程中都是用同样的力，这种训练的负荷形式不适合比赛当中负荷形式，无法最大限度模拟专项运动的负荷形式。对于国外的一些训练器，如Cybex的Eagle Leg Press，Freemotion公司的EPIC Leg Press和Calf，Hoist公司的VLP等等，这些训练器都是双腿支撑蹬腿，除提供负载的方式不同外，与“杠铃训练”一样存在运动负荷不适当的缺点。Keiser公司的Air300 Leg Press改进了这种训练方式，实现了可单腿分开训练的方式，但是无法满足单向负重的负载形式。因此需要尽快设计和研制满足所需负载形式的训练设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种双腿可同步退让训练的坐式腿部力量训练器，使其可实现单腿分开训练，满足单向负重的负载形式，实现线性调节训练负载的大小。同时还可根据运动员腿部训练的幅度和不同运动员的身高来调整左右脚蹬的位置，为运动员提供更多的参数选择。另外，还可为运动员提供视觉反馈，辅助运动员进行专项力量训练。

本发明的技术方案如下：

一种双腿可同步退让训练的坐式腿部力量训练器，包括座椅，左、右脚蹬，与左右脚蹬相连的传动机构，两组导轨，固定在底架上的可调阻尼装置，所述的传动机构由传动轮和传动绳索组成，所述的左、右脚蹬分别设置在两组导轨上，其特征在于：该训练器还包括同步换向装置，该同步换向装置包括输入轴、换向机构和两根旋转方向相反的输出轴；所述的同步换向装置的输入轴通过联轴器与可调阻尼装置相连接，同步换向装置的两根输出轴分别通过传动机构的传动轮与所述的两根传动绳索相连接。

本发明的技术特征还在于：在所述的右脚蹬或者左脚蹬下边设有一个位置调节机构，该位置调节机构包括固定在箱体上的中心轴、设置在中心轴上的锁紧轮，对称布置在锁紧轮两侧的绕线辊，置于右脚蹬或者左脚蹬底部与锁紧轮相啮合的锁紧槽以及固定在箱体上的两根定位轴，所述的两根传动绳索分别通过两个定位轴定位并固定在绕线辊上。

本发明的另一技术方案是：该训练器还包括两个张紧机构，每个张紧机构含有两个压缩弹簧、前导向轮以及弹簧支座，两个压缩弹簧分别套在导轨上，所述的前导向轮设置在两个压缩弹簧之间并通过旋转轴与弹簧支座连接。

本发明又一优选方案是：该训练器还包括一个数据采集显示和处理系统，该系统包括含有数据处理程序的上位机、下位机和运动参数采集装置，所述的运动参数采集装置的输出端通过下位机和COM端口与上位机的输入端连接；上位机的输出端依次经过COM端口、下位机、D/A转换、可调阻尼装置和联轴器与运动参数采集装置的输入端连接。

本发明所述的换向机构可采用由与同步换向装置的输入轴相连的锥齿轮和与该锥齿轮啮合的另外两个锥齿轮组成，所述的两个锥齿轮分别与同步换向装置的两根输出轴连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本发明由于增加了同步换向装置，该同步换向装置与可调阻尼装置配合后能够实现双腿同步退让训练，满足了很多体育项目中单腿周期性交替和单向负重的负荷形式；提供参数化的训练平台，为腿部力量训练提供更多的参数选择，可调阻尼装置可以线性调节训练负载，位置调节机构可以适合不同身高训练者的训练以及不同膝关节角度的训练；运动参数采集装置与控制显示系统能够实现采集、存储并实时显示训练过程中的运动学参数，为运动员训练提供生物反馈信息，从而为运动员力量训练研究提供数据支持。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明的数据采集显示和处理系统的硬件框图。

图4是同步换向装置实施例的结构示意图。

图5是本发明的位置调节机构结构示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是本发明的张紧机构的结构示意图。

图8是图7的俯视图。

图中：1—张紧机构；2—位置调节机构；3—数据处理和显示系统；4—右脚蹬；5—左脚蹬；6—传动绳索；7—座椅；8—导向轮；9—联轴器；10—同步换向装置；11—底架；12—可调阻尼装置；13—运动参数采集装置；14—导轨；18—手柄；21—箱体；22—锁紧轮；23—旋转轴；24—滑动单元；25—绕线辊；26—定位轴；27—轴承；28—中心轴；31—防护罩；32—前导向轮；33—压缩弹簧；34—弹簧支座；35—传动轮；36—锁紧槽；37—输出轴；38—输入轴；39a—锥齿轮；39b—锥齿轮；41—齿轮箱。

具体实施方式

图1、图2是本发明的总体结构示意图，包括座椅7，左脚蹬5、右脚蹬4，与左右脚蹬相连的传动机构，两组导轨14，固定在底架11上的可调阻尼装置12，同步换向装置10，手柄18，张紧机构1，运动参数采集装置13以及数据处理和显示系统3。传动机构由传动轮35和传动绳索6组成，左、右脚蹬分别设置在两组导轨14上；同步换向装置10包括输入轴38、换向机构和两根旋转方向相反的输出轴37；同步换向装置的输入轴通过联轴器9与可调阻尼装置12相连接，同步换向装置10的两根输出轴分别与两根传动绳索6相连接。同步换向装置10的两个输出轴分别与一个传动轮35相连接；两根传动绳索6分别固定在右脚蹬4和左脚蹬5上，一端分别与两个张紧机构1连接，另一端通过固定在底架11上的导向轮8与同步换向装置10上的传动轮35连接。左脚蹬5、右脚蹬4分别通过两组滑动单元24与导轨14连接。可调阻尼装置12和运动参数采集装置13与数据处理和显示系统3连接，运动采集装置13与传动部件连接。两组导轨14分别固定在底架11上，左脚蹬5、右脚蹬4可以在导轨14上来回移动。座椅7固定在底架11的最上边，数据处理和显示系统3固定在座椅7的正面前方，两个手柄18分别固定在座椅的左右两侧。

本发明还包括一个数据采集显示和处理系统(如图3所述)，该系统包括含有数据处理程序的上位机、下位机和运动参数采集装置13，所述的运动参数采集装置的输出端通过下位机和COM端口与位机的输入端连接；上位机的输出端依次经过COM端口、下位机、D/A转换、可调阻尼装置10和联轴器9与运动参数采集装置13的输入端连接。上位机通过COM端口给下位机控制信号，下位机读取控制信号经过D/A转换可调阻尼装置10的阻尼，可调阻尼装置通过联轴器9与同步换向装置12连接，同步换向装置12将控制信号传递给左右脚蹬；左右脚蹬通过同步换向装置带动联轴器，运动参数采集装置13采集联轴器9上的运动学参数，并将采集的数据传递给下位机，下位机通过COM端口将这些参数传递给上位机，上位机处理存储并显示出运动学参数的曲线，给运动员训练提供视觉反馈。

图4是同步换向装置实施例的结构示意图。该同步换向装置包括输入轴38、换向机构和两根旋转方向相反的输出轴37以及齿轮箱41；所述的换向机构由与同步换向装置的输入轴38相连的锥齿轮39b和与该锥齿轮啮合的另外两个锥齿轮39a组成。两个锥齿轮39a与锥齿轮39b啮合，两个输出轴37分别连接两个传动轮35。当锥齿轮39b转动时，两个锥齿轮39a相互同步反向转动，并通过输出轴37带动两个传动轮35相互同步反向转动，从而实现同步换向功能。

图5、图6为位置调节机构的结构示意图。位置调节机构2设置在左脚蹬或者由脚蹬下，主要包括固定在箱体21上的中心轴28、设置在中心轴上的锁紧轮22，对称布置在锁紧轮两侧的绕线辊25、置于右脚蹬4或者左脚蹬5底部与锁紧轮相啮合的锁紧槽36以及固定在箱体上的两根定位轴26，传动绳索6进入箱体21后分别通过两个定位轴26缠绕并固定在绕线辊25上。滑动单元24固定在箱体21的侧壁并与导轨14滑动配合；在训练过程中，锁紧槽36卡住锁紧轮22，使得中心轴28以及其上边固定的绕线辊25固定。调节位置时，将脚蹬绕旋转轴23旋转，松开锁紧轮22。这时，中心轴28以及固定其上边的绕线辊25可以转动，调节整个箱体在导轨14上的位置。调整好位置后，用锁紧槽36卡住锁紧轮22，然后训练器可以进行工作。

图7、图8为张紧机构的示意图。该训练器包括两个张紧机构1，每个张紧机构1由两根套在导轨14上的压缩弹簧33、两个弹簧支座34、一个前导向轮32以及固定在前架上的防护罩31组成，弹簧支座34套在导轨14上，并与压缩弹簧33配合，前导向轮32设置在两个压缩弹簧33之间并通过旋转轴与弹簧支座34连接；传动绳索6进入防护罩31后绕在前导向轮32上。当左脚蹬5或者右脚蹬4向前用力蹬时，张紧机构1与脚蹬之间的传动绳索6被放松，压缩弹簧33伸长可以张紧传动绳索6。

Claims (5)

1.一种双腿可同步退让训练的坐式腿部力量训练器，包括座椅(7)，左、右脚蹬(4、5)，与左右脚蹬相连的传动机构，两组导轨(14)，固定在底架(11)上的可调阻尼装置(12)，所述的传动机构由传动轮(35)和两根传动绳索(6)组成，所述的左、右脚蹬分别设置在两组导轨(14)上，其特征在于：该训练器还包括同步换向装置(10)，该同步换向装置包括输入轴(38)、换向机构和两根旋转方向相反的输出轴(37)；所述的同步换向装置的输入轴通过联轴器(9)与可调阻尼装置(12)相连接，同步换向装置(10)的两根输出轴分别通过传动机构的传动轮(35)与所述的两根传动绳索(6)相连接。

2.按照权利要求1中所述的双腿可同步退让训练的坐式腿部力量训练器，其特征在于：在所述的右脚蹬(4)或者左脚蹬(5)下边设有一个位置调节机构(2)，该位置调节机构包括固定在箱体上的中心轴(28)，设置在中心轴上的锁紧轮(22)，对称布置在锁紧轮两侧的绕线辊(25)，置于右脚蹬(4)或者左脚蹬(5)底部与锁紧轮(22)相啮合的锁紧槽(36)以及固定在箱体上的两根定位轴(26)，所述的两根传动绳索分别通过两根定位轴定位并固定在绕线辊(25)上。

3.按照权利要求1或2中所述的双腿可同步退让训练的坐式腿部力量训练器，其特征在于：该训练器还包括两个张紧机构(1)，每个张紧机构含有两个压缩弹簧(33)、前导向轮(32)以及弹簧支座(34)，两个压缩弹簧分别套在导轨(14)上，所述的前导向轮(32)设置在两个压缩弹簧之间并通过旋转轴与弹簧支座(34)连接。

4.按照权利要求3所述的双腿可同步退让训练的坐式腿部力量训练器，其特征在于：该训练器还包括一个数据采集显示和处理系统，该系统包括含有数据处理程序的上位机、下位机和运动参数采集装置(13)，所述的运动参数采集装置的输出端通过下位机和COM端口与上位机的输入端连接；上位机的输出端依次经过COM端口、下位机、D/A转换、可调阻尼装置(10)和联轴器与运动参数采集装置的输入端连接。

5.按照权利要求1所述的双腿可同步退让训练的坐式腿部力量训练器，其特征在于：所述的换向机构由与同步换向装置的输入轴(38)相连的第一锥齿轮(39b)和与该第一锥齿轮啮合的另外两个第二锥齿轮(39a)组成，所述的两个第二锥齿轮(39a)分别与同步换向装置(10)的两根输出轴连接。

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