CN103751999A - 激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置 - Google Patents

Abstract

激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，它涉及一种铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，以解决现有铁饼专项缺乏结合在不稳定状态下进行激光式超等长核心力量训练手段及运动信息反馈监控手段的问题，它包括环形轨道、曲柄连杆机构、后驱动机构、带有信息反馈功能的平衡训练装置、压力传感器、两个激光测速仪、多个升降器及与升降器数量相一致的多个弹性固定架；所述曲柄连杆机构包括曲柄、连杆及第一电机；环形轨道的下方布置有带有信息反馈的平衡训练装置，所述平衡训练装置包括踏板、平衡底座、控制电路和三个测距传感器。本发明用于激光测速的超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控。

Description

激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置

技术领域

本发明涉及一种铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，属于体育技术领域。

背景技术

从解剖学的角度来看，人体的核心是脊柱、髋关节和骨盆，它们处于上下肢的结合部位，具有承上启下的枢纽作用，核心力量包含核心稳定性力量和核心动力性力量，核心稳定性力量是指核心部位固定肌或某些即是固定肌又是原动肌的肌内收缩时产生的使身体对抗位移或旋转的力量能力。核心动力性力量是指骨骼肌收缩使身体产生位移或旋转的力量，核心力量不仅是人体核心稳定性形成的主要动力，而且在流动中还能够主动发力。核心力量训练常是在稳定条件下进行，可以使更多的小肌肉群特别是关节周围的辅助肌参加运动，提高运动员在运动中稳定关节和控制重心的能力，核心肌肉训练的姿势由完成比赛的动作决定，现代高水平铁饼专项力量训练是选用接近专项动作的力量练习手段，融入最新的训练理念，利用运动员运动信息对运动员动作技术过程进行监控的能够结合铁饼专项的在不稳定状态下进行激光超等长核心力量训练及运动信息监控装置国内国外还没有出现。

发明内容

本发明是根据运动生物力学、电子学、机械学等原理，为解决现有铁饼专项缺乏结合在不稳定状态下进行激光式超等长核心力量训练手段及运动信息反馈监控手段的问题，进而提供一种激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

本发明的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置包括铁饼用力装置和带有信息反馈功能的平衡训练装置；所述铁饼用力装置包括环形轨道、曲柄连杆机构、后驱动机构、压力传感器、两个激光测速仪、多个升降器及与升降器数量相一致的多个弹性固定架；

每个所述弹性固定架包括上平板、下平板及位于上平板和下平板之间且与二者固接的弹簧，环形轨道倾斜布置，环形轨道的下方设置有呈环形排布的多个升降器，每个升降器的顶端与环形轨道的下表面连接，每个升降器的下端与对应的弹性固定架的上平板连接；

其中一个升降器与曲柄连杆机构相邻设置，所述曲柄连杆机构包括曲柄、连杆及第一电机，第一电机的输出端与曲柄的一端连接，曲柄的另一端与连杆的一端铰接，连杆的另一端与所述其中一个升降器的下端铰接；

所述后驱动机构包括箱体、滑动伸缩杆、飞轮、链条和带有开关的第二电机，带有开关的第二电机安装在穿过环形轨道的箱体内，带有开关的第二电机的输出端安装有飞轮，环形轨道的一个弧段上安装有链条，飞轮与链条啮合，箱体上穿设有滑动伸缩杆，滑动伸缩杆的位于环形轨道外侧的端部安装有限位块，滑动伸缩杆的位于环形轨道内侧的杆段上沿滑动伸缩杆的长度方向加工有多个通孔，铁饼设置在滑动伸缩杆的上表面上，且铁饼通过设置在通孔内的螺栓与滑动伸缩杆可拆卸连接，压力传感器安装在铁饼的上表面上，环形轨道的下方相距一定距离安装有两个激光测速仪，两个激光测速仪的发射光线能对准铁饼；

环形轨道的下方布置有带有信息反馈功能的平衡训练装置，所述平衡训练装置包括踏板、平衡底座、控制电路和三个测距传感器，踏板为平板状，平衡底座位半球形底座，所述半球形底座的平面与踏板的底面固定连接，并且所述半球形底座的平面中线与踏板的中心重合；所述踏板底面上固定有三个测距传感器，分别为参考测距传感器、前测距传感器和左测距传感器，所述三个测距传感器分别固定在踏板底面边缘处，其中前测距传感器和左测距传感器的连线穿过踏板的中心，参考测距传感器与踏板中心的连线垂直于前测距传感器和左测距传感器的连线；参考测距传感器的信号输出端连接控制电路的参考距离信号输入端，前测距传感器的信号输出端连接控制电路的前端距离信号输入端，左测距传感器的信号输出端连接控制电路的左端距离信号输入端；

压力传感器的压力信号输出端连接控制电路的压力信号输入端，控制电路的压力信号输出端连接显示器的显示信号输入端；

控制电路的显示信号输出端连接显示器的显示信号输入端；

控制电路内嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括如下单元：

数据采集单元，用于每间隔采样时间均同时采集三个距离信号输入端输入的参考距离信号、前端距离信号和左端距离信号；

比较单元，用接收到的前端距离信号减去参考距离信号获得前后距离差信号；用接收到的左端距离信号减去参考距离信号获得左右距离差信号；

显示单元，用于将前后距离差信号和左右距离差信号换成数字信息或图形信息发送给显示器显示输出；

电机驱动单元，用于将比较单元获得的信号差发送给第一电机驱动电路，第一电机驱动电路控制第一电机的启停。

当三个测距传感器输出的信号为模拟信号时，所述控制电路3包括三个信号调理电路、A/D转换电路和控制器；所述控制模块嵌入在控制器内，所述三个信号调理电路的信号输入端分别是控制器的参考距离信号输入端、前端距离信号输入端和左端距离信号输入端；所述三个信号调理电路的信号输出端分别连接A/D转换电路的三个模拟信号输入端A1、A2和A3，所述A/D转换电路的数字信号输出端连接控制器的信号采集信号输入端，所述控制器的A/D转换控制信号输出端连接A/D转换电路的转换控制信号输入端，第一电机驱动电路的信号输入端连接控制器的驱动信号输出端，所述控制器的显示驱动信号输出端连接显示器的信号输入端。

上述激光式超等长铁饼专项核心力量训练及信息反馈监控装置的控制电路还可以包括三个调零电路，所述三个调零电路分别与三个信号调理电路相对应，每个调零电路的信号输出端连接一个信号调理电路的调零信号输入端。

本发明所述激光式超等长铁饼专项核心力量训练及信息反馈监控装置还可以包括键盘，所述键盘的信号输出端连接控制器的键盘信号输入端；所述控制模块还包括如下单元：

按键信息采集单元，用于接收键盘输入的按键信息；

按键信息解码单元，用于判断获得按键信息的内容，当按键信息位采样时间信息时，将该采样时间信息作为采样时间信息；当按键信息为输出数字显示信息时，发送数字显示命令给显示单元；当按键信息位图像显示信息时，发送图形显示命令给显示单元；

显示单元，根据接收到的命令发送相应的显示信息给显示器。

本发明所述的激光式超等长铁饼专项核心力量训练及信息反馈监控装置还可以包括通信驱动电路，所述通信驱动电路的信号输入端连接控制器的通信信号输出端，所述控制模块还包括通信单元，所述通信单元用于将比较单元获得的信号差发送给通信驱动电路。

本发明的有益效果是：本发明按照运动生物力学及电学等相关理论，并结合铁饼专项力量练习的特点，利用带有信息反馈的核心力量训练新理论，借助一个不稳定状态的带有信息反馈功能的平衡训练装置，对提高铁饼核心力量训练是有效的。激光测速仪测试练习速度，为了加大训练难度和训练效果设置了后驱动机构，进而实现超等长训练和铁饼核心力量训练相结合。

本发明所述的带有信息反馈功能的平衡训练装置在训练过程中，能够实时显示运动员训练时的身体平衡状态并进行有效量化监控，进而让训练者获知其训练的状态，进而实时调整其姿态。

比较单元对参考测距传感器测量距离地面的距离和前测距传感器测量距离地面的距离进行比较，对参考测距传感器测量距离地面的距离和左测距传感器测量距离地面的距离进行比较，当平衡底座趋于平衡时，前后距离差信号和左右距离差信号相等，电机驱动单元接收距离差信号发送给第一电机驱动电路，第一电机驱动电路控制第一电机启动，环形轨道摆动，实现人在踏板平衡状态下而环形轨道轨迹变化下的有难度的铁饼专项核心力量训练；当平衡底座较大摆动不平衡时，电机驱动单元接收距离差信号发送给第一电机驱动电路，第一电机驱动电路控制第一电机停止，环形轨道静止，实现人在踏板不平衡状态下而环形轨道轨迹静止的铁饼核心力量训练；压力传感器实时检测铁饼最后用力的速度曲线，进而对整个动作技术过程实时有效监控。

利用本发明的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置进行铁饼核心力量训练，运动员为克服不稳定状态并保持正确的用力姿势，需要通过腰、骨盆、髋关节及下肢配合调动募集激活更多的核心部位的肌肉纤维参与稳定身体平衡及动作的发力。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图，图2是图1中的I处放大图，图3是图2的俯视图，图4是踏板和平衡底座连接结构的仰视图，图5是具体实施方式八的带有信息反馈的平衡装置的结构示意图，图6是具体实施方式九的带有信息反馈功能的平衡训练装置的结构示意图，图7是具体实施方式十的带有信息反馈功能的平衡训练装置的结构示意图，图8是具体实施方式十一的带有信息反馈功能的平衡训练装置的结构示意图，图9是具体实施方式方式十二所述的带有信息反馈功能的平衡训练装置的结构示意图，图10是具体实施方式十二所述的另一种带有信息反馈功能的平衡训练装置的结构示意图，图11是图10的A-A剖面图，是具体实施方式十三所述的一种带有信息反馈功能的平衡训练装置的结构示意图，图12是图11中的限位装置10部分的局部放大图，图13是图12的C-C剖视图，图14是图13的D-D剖视图，图15是具体实施方式六所述的激光式超等长铁饼核心力量训练及监控装置的整体结构示意图，图16是具体实施方式十四所述的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置的整体结构示意图，图17是本发明的电气部分的原理示意图，图18是本发明另一种电气部分的原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图4及图17说明，本实施方式的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置包括铁饼用力装置和带有信息反馈功能的平衡训练装置；所述铁饼用力装置包括环形轨道12、曲柄连杆机构、后驱动机构、压力传感器26、两个激光测速仪28、多个升降器13及与升降器数量相一致的多个弹性固定架；

每个所述弹性固定架包括上平板18、下平板20及位于上平板18和下平板20之间且与二者固接的弹簧19，环形轨道12倾斜布置，环形轨道12的下方设置有呈环形排布的多个升降器13，每个升降器13的顶端与环形轨道12的下表面连接，每个升降器13的下端与对应的弹性固定架的上平板18连接；

其中一个升降器13与曲柄连杆机构相邻设置，所述曲柄连杆机构包括曲柄17、连杆16及第一电机15，第一电机15的输出端与曲柄17的一端连接，曲柄17的另一端与连杆16的一端铰接，连杆16的另一端与所述其中一个升降器13的下端铰接；

所述后驱动机构包括箱体24、滑动伸缩杆25、飞轮22、链条21和带有开关的第二电机23，带有开关的第二电机23安装在穿过环形轨道12的箱体24内，带有开关的第二电机23的输出端安装有飞轮22，环形轨道12的一个弧段上安装有链条21，飞轮22与链条21啮合，箱体24上穿设有滑动伸缩杆25，滑动伸缩杆25的位于环形轨道12外侧的端部安装有限位块25-2，滑动伸缩杆25的位于环形轨道12内侧的杆段上沿滑动伸缩杆25的长度方向加工有多个通孔25-1，铁饼27设置在滑动伸缩杆25的上表面上，且铁饼27通过设置在通孔25-1内的螺栓与滑动伸缩杆25可拆卸连接，压力传感器26安装在铁饼24的上表面上，环形轨道12的下方相距一定距离安装有两个激光测速仪28，两个激光测速仪28的发射光线能对准铁饼24；

环形轨道12的下方布置有带有信息反馈功能的平衡训练装置，所述平衡训练装置包括踏板1、平衡底座2、控制电路3和三个测距传感器，踏板1为平板状，平衡底座2位半球形底座，所述半球形底座的平面与踏板1的底面固定连接，并且所述半球形底座的平面中线与踏板1的中心重合；所述踏板1底面上固定有三个测距传感器，分别为参考测距传感器40、前测距传感器41和左测距传感器42，所述三个测距传感器分别固定在踏板1底面边缘处，其中前测距传感器41和左测距传感器42的连线穿过踏板1的中心，参考测距传感器40与踏板1中心的连线垂直于前测距传感器41和左测距传感器42的连线；参考测距传感器40的信号输出端连接控制电路3的参考距离信号输入端，前测距传感器41的信号输出端连接控制电路3的前端距离信号输入端，左测距传感器42的信号输出端连接控制电路3的左端距离信号输入端；

压力传感器26的压力信号输出端连接控制电路3的压力信号输入端，控制电路3的压力信号输出端连接显示器6的显示信号输入端，

控制电路3的显示信号输出端连接显示器6的显示信号输入端；

控制电路3内嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括如下单元：

数据采集单元，用于每间隔采样时间均同时采集三个距离信号输入端输入的参考距离信号、前端距离信号和左端距离信号；

比较单元，用接收到的前端距离信号减去参考距离信号获得前后距离差信号；用接收到的左端距离信号减去参考距离信号获得左右距离差信号；

显示单元，用于将前后距离差信号和左右距离差信号换成数字信息或图形信息发送给显示器显示输出；

电机驱动单元，用于将比较单元获得的信号差发送给第一电机驱动电路11，第一电机驱动电路11控制第一电机15的启停。

所述采样时间为0.5秒至3秒之间的任意时间参数。

本实施方式中，所述三个测距传感器的型号相同，输出的信号均为数字信号。

本实施方式的压力传感器输出的信号为数字信号。

本实施方式所述的有信息反馈功能的平衡训练装置在实际应用时，将平衡底座2置于平整的区域中，训练者单脚或双脚站立在踏板1上，训练开始后，当踏板1发生倾斜时，三个测距传感器分别测量距离地面的距离，并输出相应的表示距离的信号给控制电路，嵌入载控制电路中的控制模块对三个距离信号进行处理，获得踏板的平衡状态，并将该平衡状态通过显示器显示输出，同时，控制电路的电机驱动单元对比较单元获得的信号差（前后距离差信号或左右距离差信号）进行处理，前后距离差信号和左右距离差信号相等，表示踏板趋于平衡，电机驱动单元将前后距离差信号或左右距离差信号发送给第一电机驱动电路11，第一电机驱动电路11控制第一电机15启动，环形轨道往复摆动；前后距离差信号大于或小于左右距离差信号，表示踏板摆动，电机驱动单元将前后距离差信号或左右距离差信号发送给第一电机驱动电路11，第一电机驱动电路7控制第一电机15停止。

当以数字形式显示时，可以采用带有正负号的数据表示前后距离差和左右距离差，正负号表示倾斜方向，数字的绝对值表示倾斜度，倾斜越大则对应的数字绝对值越大。

当以图形的形式显示时，可以显示平衡训练装置的整体立体图像，然后根据倾斜度显示所述平衡训练装置的倾斜状态。还可以通过简易的图像，例如仅仅显示踏板的平衡状态。

激光测速仪为现有技术，采用深圳真尚有科技有限公司或其它公司生产制造。

本实施方式采用上平板和下平板便于提高铁饼用力装置的稳定性。

本实施方式的铁饼用力装置还可以包括两个绷带35，两个绷带35连接在铁饼上，绷带用于训练者将手捆绑在铁饼上，使手充分抓握铁饼。

本实施方式的飞轮为手闸式自行车用飞轮。

本实施方式的升降器能调节环形轨道的高度，以适应不同高矮训练者的练习。

具体实施方式二：结合图18说明，本实施方式所述控制电路3包括三个信号调理电路、A/D转换电路和控制器4；所述控制模块嵌入在控制器4内，所述三个信号调理电路的信号输入端分别是控制器4的参考距离信号输入端、前端距离信号输入端和左端距离信号输入端；所述三个信号调理电路的信号输出端分别连接A/D转换电路的三个模拟信号输入端A1、A2和A3，所述A/D转换电路的数字信号输出端连接控制器4的信号采集输入端，所述控制器4的A/D转换控制信号输出端连接A/D转换电路的转换控制信号输入端，所述压力传感器26的信号输出端连接A/D转换电路的模拟信号输入端，第一电机驱动电路11的信号输入端连接控制器4的驱动信号输出端，所述控制器4的显示驱动信号输出端连接显示器6的信号输入端。

本实施方式中的三个测距传感器的输出信号为模拟信号，该模拟信号通过信号调理电路处理之后发送给A/D转换电路，该A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号之后发送给控制器。

本实施方式中的控制器可以采用单片机实现。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图18说明，本实施方式所述控制电路3还包括三个调零电路，所述三个调零电路分别与三个信号调理电路相对应，每个调零电路的信号输出端连接一个信号调理电路的调零信号输入端。

本实施方式增加了调零电路，在实际使用之前，首先将本实施方式所述的带有信息反馈的平衡训练装置放置在平整的地面上，然后保持踏板1处于平稳状态，此时，通过调零电路调整电压驱动显示器的显示值为零。在进行前述工作之后，再开始训练，进而能够保证测量获得的踏板的倾斜度更准确。

本实施方式可增设通信驱动电路7，所述通信驱动电路7的信号输入端连接控制器的通信信号输出端；本实施方式中增加了通信驱动电路7，能够将控制器获得的测量结果数据通过该通信驱动电路7发送出去，进而实现远程数据传输。其它与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图18说明，本实施方式所述带有信息反馈功能的平衡训练装置还包括键盘5，所述键盘5的信号输出端连接控制器4的键盘信号输入端；所述控制模块还包括如下单元：

按键信息采集单元，用于接收键盘5输入的按键信息；

按键信息解码单元，用于判断获得按键信息的内容，当按键信息位采样时间信息时，将该采样时间信息作为采样时间信息；当按键信息为输出数字显示信息时，发送数字显示命令给显示单元；当按键信息位图像显示信息时，发送图形显示命令给显示单元；

显示单元，根据接收到的命令发送相应的显示信息给显示器6；

本实施方式中增加了键盘5，能够实现对参数的设置，例如可以设置采样间隔的采样时间，或者设定显示信号的种类是数字还是图形等等。

本实施方式可增设通信驱动电路7，所述控制模块还包括通信单元，所述通信单元用于将比较单元获得的信号差发送给通信驱动电路7。控制模块获得的测量结果数据通过该通信驱动电路7发送出去，进而实现远程数据传输。

本实施方式所述的通信驱动电路7可以为现有各种串行通信驱动电路或无线通信驱动电路。所述串行通信驱动电路为USB串行通信驱动电路、RS485串行通信驱动电路、RS232串行通信驱动电路或者网络通信驱动电路。增设能够在训练过程中将测量结果实时发送给远程的设备，进而实现训练状态远程监测的功能。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式五：结合图1说明，本实施方式所述的每个所述升降器13为电动推杆。如此设置，环形轨道高度调节可靠方便，易于控制。其它与具体实施方式一至四任意一实施方式相同。

具体实施方式六：结合图15说明，本实施方式所述的每个所述升降器13包括立柱13-1、套管13-2和顶丝13-3，立柱13-1安装在套管13-2内且二者通过顶丝13-3可拆卸连接，套管13-2的下端面与上平板18连接，连杆16的另一端与所述其中一个升降器13的套管13-2铰接。如此设置，环形轨道高度调节可靠方便，易于控制。其它与具体实施方式一至五任意一实施方式相同。

具体实施方式七：结合图5-图7说明，本实施方式所述带有信息反馈功能的平衡训练装置还包括第一底座8，所述第一底座8上表面设置有与平衡底座2相对应的圆形凹槽81，所述平衡底座2放入在该圆形凹槽81内。

本实施方式增加了带有圆形凹槽81的底座8，在实际使用过程中，将平衡底座2置于并且所述圆形凹槽81内，便于固定位置，并且所述圆形凹槽81的侧壁能够起到限位的作用。可以通过调整圆形凹槽81的宽度或深度来限制平衡底座2的摆动幅度，使其更适用于初学者。其它与具体实施方式六任意一实施方式相同。

具体实施方式八：结合图5说明，本实施方式所述圆形凹槽81的底面为平面与球面的组合，且所述球面与平衡底座2外弧对应的球面，且该球面的半径大于平衡底座2的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座2的高度的0.02至0.1之间。

本实施方式所述的圆形凹槽81底面的形状，更容易使得在将平衡底座2放置在圆形凹槽81内的时候，所述平衡底座2位于圆形凹槽81的中间的位置，使得平衡底座2距离圆形凹槽81侧壁的距离相等，进而使得平衡底座2在圆形凹槽81内摆动的限位角度相等。其它与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图6说明，本实施方式所述圆形凹槽81的底面为平面。所述圆形凹槽81的底面为平面，使其能够适用于不用半径的平衡底座2，通用性更强。可以根据需要设定的踏板1的摆动幅度，设计圆形凹槽81的深度或者高度。在圆形凹槽81的深度不变的条件下，所述圆形凹槽81的半径越大、则踏板1能够摆动的最大角度a越大；同理，当在圆形凹槽81的半径不变的条件下，所述圆形凹槽81的深度越深，则踏板1能够摆动的最大角度a越小。其它与具体实施方式七相同。

具体实施方式十：结合图7说明，本实施方式所述圆形凹槽81的底面为球面，且该球面的半径大于平衡底座2的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座2的高度的0.2至0.6之间。本实施方式中，所述圆形凹槽81的底面为球面，更容易保证平衡底座2位于凹槽81的中间位置，使得其向各方向的摆动幅度相同。其它与具体实施方式七相同。

具体实施方式十一：结合图8说明，本实施方式所述带有信息反馈功能的平衡训练装置还包括多个球面限位板82，所述多个球面限位板82依次叠加放置在圆形凹槽81内，所述多个球面限位板82的半径依次缩小，并且最小的球面限位板82的内径大于平衡底座2的半径，相邻两块球面限位板82相接处的球面半径相等。本实施方式中，增加了球面限位板82，多个球面限位板82的半径不同，参见图9所示，相当于改变了圆形凹槽81深度和宽度，进而实现调整踏板1能够摆动的最大角度α的目的。本实施方式适用于对不用需求的训练者使用。其它与具体实施方式七相同。

具体实施方式十二：结合图9-图14说明，本实施方式所述带有信息反馈功能的平衡训练装置还包括第二底座9和多个限位装置10，所述第二底座9的上面带有圆形凹槽91，所述平衡底座2嵌入在所述圆形凹槽91内，所述多个限位装置10在以所述圆形凹槽91的圆心为中心、以大于第二圆形凹槽91的半径的距离为半径的圆周上均匀分布，所述限位装置10用于限制平衡底座2摆动的幅度，所述限位装置10固定在第二底座9的上表面。本实施方式中，增加了带有圆形凹槽91的底座，并且在底座上设置有限位装置10，实现对踏板1摆动的最大角度的限制的目的。参见图9所示，是有6个限位装置10。参见图10所示，是有4个限位装置。所述圆形凹槽91的底部可为平面、平面与球面的组合或球面。其它与具体实施方式六任意一个实施方式相同。

具体实施方式十三：结合图9-图14说明，本实施方式所述限位装置10的高度可调；所述限位装置10由固定套101、可调支撑柱102和插销103组成，所述固定套101为圆筒形结构，所述固定套101嵌入并固定在第二底座9的表面，所述固定套101上设置有定位孔，可调支撑柱102沿其长度方向设置有多个限位通孔104，所述可调支撑柱102从固定套101的上端插入，且所述可调支撑柱102的任意一个限位通孔104与固定套101上的定位孔相对应，插销103同时插入该限位通孔104和固定套101上的定位孔。本实施方式中，所述限位装置10采用高度可调的结构，进而实现调整踏板1能够摆动的最大角度的限制的目的。同时，本实施方式限定了一中具体的高度可调的结构，该种结构采用插销的方式实现定位，操作方便快捷。其它与具体实施方式十二相同。

具体实施方式十四：结合图16说明，本实施方式的激光式超等长铁饼专项核心力量训练及监控装置采用具体实施方式十所述圆形凹槽81的底面为球面的结构，且该球面的半径大于平衡底座2的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座2的高度的0.2至0.6之间。本实施方式中，所述圆形凹槽81的底面为球面，更容易保证平衡底座2位于凹槽81的中间位置，使得其向各方向的摆动幅度相同，能够保证训练者配合环形轨道的轨迹进行行走，有利于训练者的重心稳定，其它与具体实施方式十相同。

本发明所述的激光式超等长铁饼专项核心力量训练及监控装置的具体结构不局限于上述各种实施方式所描述的具体结构，还可以使上述各个实施方式所记载的技术特征的合理组合。

工作原理

进行激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈时，运动员站在处于不稳定状态下的带有信息反馈功能的平衡训练装置的踏板上，并结合经过优化设计的接近铁饼专项力量特点的主要由环形轨道及升降器等组成的铁饼用力装置，用手握住连接铁饼的滑动伸缩杆，进行最后用力练习，在进行超等长铁饼核心力量练习时，用手握住铁饼及滑动伸缩杆成用力的预备姿势，设计在铁饼环形轨道上的B点（标定为11点）与最高点C点（标定为12点）之间后驱动机构，铁饼在B点（标定为11点），齿轮与齿条啮合，触动第二电机的开关，第二电机在环形轨道上顺时针快速运行至环形轨道上的最高点C点（标定为12点），控制第二电机停止，此时，投掷臂、腰部及相关的肌肉群充分离心拉长，即向心收缩进行最后用力练习（手握铁饼逆时针运动），同时带有带有信息反馈功能的平衡训练装置开始工作，测量踏板摆动的幅度，进行信息的量化处理，对运动员的平衡状态实时监控，随着运动员平衡能力的提高，平衡训练装置在运动员练习时趋于平衡，此时，电机驱动单元将前后距离差信号或左右距离差信号发送给第一电机驱动电路，第一电机驱动电路控制第一电机启动，实现环形轨道的摆动，以增加新的练习难度，前后距离差信号大于或小于左右距离差信号，表示踏板大幅度摆动，电机驱动单元将前后距离差信号或左右距离差信号发送给第一电机驱动电路，第一电机驱动电路控制第一电机停止，环形轨道静止，如此往复，实现超等长铁饼核心力量及信息反馈监控的练习，压力传感器显示力-速度曲线对整个动作过程实时监控，训练过程中，激光测速仪是采用激光测距的原理，是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，取得在此时间间隔内被测物体的距离变化，从而得到该被测物体的移动速度，环形轨道上的某一弧段距离的铁饼运动速度通过两个激光测速仪进行测定，根据两个激光测速仪分别对铁饼接收到的反射信号的时间，作时间差，弧段弧长除以该时间差即为铁饼在该弧段上的运动速度。

Claims (10)

1.激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，其特征在于：它包括铁饼用力装置和带有信息反馈功能的平衡训练装置；所述铁饼用力装置包括环形轨道12、曲柄连杆机构、后驱动机构、压力传感器（26）、两个激光测速仪（28）、多个升降器（13）及与升降器数量相一致的多个弹性固定架； 

每个所述弹性固定架包括上平板（18）、下平板（20）及位于上平板（18）和下平板（20）之间且与二者固接的弹簧（19），环形轨道（12）倾斜布置，环形轨道（12）的下方设置有呈环形排布的多个升降器（13），每个升降器（13）的顶端与环形轨道（12）的下表面连接，每个升降器（13）的下端与对应的弹性固定架的上平板（18）连接； 

其中一个升降器（13）与曲柄连杆机构相邻设置，所述曲柄连杆机构包括曲柄（17）、连杆（16）及第一电机（15），第一电机（15）的输出端与曲柄（17）的一端连接，曲柄（17）的另一端与连杆（16）的一端铰接，连杆（16）的另一端与所述其中一个升降器（13）的下端铰接； 

所述后驱动机构包括箱体（24）、滑动伸缩杆（25）、飞轮（22）、链条（21）和带有开关的第二电机（23），带有开关的第二电机（23）安装在穿过环形轨道（12）的箱体（24）内，带有开关的第二电机（23）的输出端安装有飞轮（22），环形轨道（12）的一个弧段上安装有链条（21），飞轮（22）与链条（21）啮合，箱体（24）上穿设有滑动伸缩杆（25），滑动伸缩杆（25）的位于环形轨道（12）外侧的端部安装有限位块（25-2），滑动伸缩杆（25）的位于环形轨道（12）内侧的杆段上沿滑动伸缩杆（25）的长度方向加工有多个通孔（25-1），铁饼（27）设置在滑动伸缩杆（25）的上表面上，且铁饼（27）通过设置在通孔（25-1）内的螺栓与滑动伸缩杆（25）可拆卸连接，压力传感器（26）安装在铁饼（24）的上表面上，环形轨道（12）的下方相距一定距离设置有两个激光测速仪（28），两个激光测速仪（28）的发射光线能对准铁饼（24）； 

环形轨道（12）的下方布置有带有信息反馈功能的平衡训练装置，所述平衡训练装置包括踏板（1）、平衡底座（2）、控制电路（3）和三个测距传感器，踏板（1）为平板状，平衡底座（2）位半球形底座，所述半球形底座的平面与踏板（1）的底面固定连接，并且所述半球形底座的平面中线与踏板（1）的中心重合；所述踏板（1）底面上固定有三个测距传感器，分别为参考测距传感器（40）、前测距传感器（41）和左测距传感器（42），所述三个测距传感器分别固定在踏板（1）底面边缘处，其中前测距传感器（41）和左测距传感器（42）的连线穿过踏板（1）的中心，参考测距传感器（40）与踏板（1）中心的连线垂直于前测距传感器（41）和左测距传感器（42）的连线；参考测距传感器（40）的信号输出端连接控制电路（3）的参考距离信号输入端，前测距传感器（41）的信号输出端连接控制电路（3）的前端 距离信号输入端，左测距传感器（42）的信号输出端连接控制电路（3）的左端距离信号输入端； 

压力传感器（26）的压力信号输出端连接控制电路（3）的压力信号输入端，控制电路（3）的压力信号输出端连接显示器（6）的显示信号输入端； 

控制电路（3）的显示信号输出端连接显示器（6）的显示信号输入端； 

控制电路（3）内嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括如下单元： 

数据采集单元，用于每间隔采样时间均同时采集三个距离信号输入端输入的参考距离信号、前端距离信号和左端距离信号； 

比较单元，用接收到的前端距离信号减去参考距离信号获得前后距离差信号；用接收到的左端距离信号减去参考距离信号获得左右距离差信号； 

显示单元，用于将前后距离差信号和左右距离差信号换成数字信息或图形信息发送给显示器显示输出； 

电机驱动单元，用于将比较单元获得的信号差发送给第一电机驱动电路（11），第一电机驱动电路（11）控制第一电机（15）的启停。 

2.根据权利要求1所述的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，其特征在于：所述控制电路（3）包括三个信号调理电路、A/D转换电路和控制器（4）；所述控制模块嵌入在控制器（4）内，所述三个信号调理电路的信号输入端分别是控制器（4）的参考距离信号输入端、前端距离信号输入端和左端距离信号输入端；所述三个信号调理电路的信号输出端分别连接A/D转换电路的三个模拟信号输入端（A1）、（A2）和（A3），所述A/D转换电路的数字信号输出端连接控制器（4）的信号采集输入端，所述控制器（4）的A/D转换控制信号输出端连接A/D转换电路的转换控制信号输入端，所述压力传感器（26）的信号输出端连接A/D转换电路的模拟信号输入端，第一电机驱动电路（11）的信号输入端连接控制器（4）的驱动信号输出端，所述控制器（4）的显示驱动信号输出端连接显示器（6）的信号输入端。 

3.根据权利要求2所述的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，其特征在于：所述控制电路（3）还包括三个调零电路，所述三个调零电路分别与三个信号调理电路相对应，每个调零电路的信号输出端连接一个信号调理电路的调零信号输入端。 

4.根据权利要求2所述的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，其特征在于：所述带有信息反馈功能的平衡训练装置还包括键盘（5），所述键盘（5）的信号输出端连接控制器（4）的键盘信号输入端；所述控制模块还包括如下单元： 

按键信息采集单元，用于接收键盘（5）输入的按键信息； 

按键信息解码单元，用于判断获得按键信息的内容，当按键信息为采样时间信息时，将该采样时间信息作为采样时间信息；当按键信息为输出数字显示信息时，发送数字显示命令给显示单元；当按键信息为图像显示信息时，发送图形显示命令给显示单元； 

显示单元，根据接收到的命令发送相应的显示信息给显示器（6）。 

5.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，其特征在于：每个所述升降器（13）为电动推杆。 

6.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，其特征在于：每个所述升降器（13）包括立柱（13-1）、套管（13-2）和顶丝（13-3），立柱（13-1）安装在套管（13-2）内且二者通过顶丝（13-3）可拆卸连接，套管（13-2）的下端面与上平板（18）连接，连杆（16）的另一端与所述其中一个升降器（13）的套管（13-2）铰接。 

7.根据权利要求6任意一项权利要求所述的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，其特征在于：所述带有信息反馈功能的平衡训练装置还包括第一底座（8），所述第一底座（8）上表面设置有与平衡底座（2）相对应的圆形凹槽（81），所述平衡底座（2）放入在该圆形凹槽（81）内。 

8.根据权利要求7所述的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，其特征在于：所述带有信息反馈功能的平衡训练装置还包括多个球面限位板（82），所述多个球面限位板（82）依次叠加放置在圆形凹槽（81）内，所述多个球面限位板（82）的半径依次缩小，并且最小的球面限位板（82）的内径大于平衡底座（2）的半径，相邻两块球面限位板（82）相接处的球面半径相等。 

9.根据权利要求6任意一项权利要求所述的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，其特征在于：所述带有信息反馈功能的平衡训练装置还包括第二底座（9）和多个限位装置（10），所述第二底座（9）的上面带有第二圆形凹槽（91），所述平衡底座2嵌入在所述第二圆形凹槽（91）内，所述多个限位装置（10）在以所述第二圆形凹槽（91）的圆心为中心、以大于第二圆形凹槽（91）的半径的距离为半径的圆周上均匀分布，所述限位装置（10）用于限制平衡底座（2）摆动的幅度，所述限位装置（10）固定在第二底座（9）的上表面。 

10.根据权利要求9所述的激光式超等长铁饼核心力量训练及运动信息反馈监控装置，其特征在于：所述限位装置（10）的高度可调；所述限位装置（10）由固定套（101）、可调支撑柱（102）和插销（103）组成，所述固定套（101）为圆筒形结构，所述固定套（101）嵌入并固定在第二底座（9）的表面，所述固定套（101）上设置有定位孔，可调支撑柱（102） 沿其长度方向设置有多个限位通孔（104），所述可调支撑柱（102）从固定套（101）的上端插入，且所述可调支撑柱（102）的任意一个限位通孔（104）与固定套（101）上的定位孔相对应，插销（103）同时插入该限位通孔（104）和固定套（101）上的定位孔。 

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