CN104548548A - 激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置 - Google Patents

Abstract

激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置，它涉及一种激光式超等长铁饼专项力量器械振动训练及监控装置，以解决激光式超等长铁饼专项力量训练缺少振动直接强化刺激投掷臂，及快速力量的最佳时间的有效练习和监控手段的问题，它包括铁饼用力装置，它还包括信息监控系统和振动装置；所述铁饼用力装置包括环形轨道、后驱动机构、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；振动装置包括变速轴机构、输出轴机构、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮和安装缸。本发明用于激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控。

Description

激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置

技术领域

本发明涉及一种激光式超等长铁饼专项力量器械振动训练及监控装置，属于体育技术领域。

背景技术

竞技运动训练的最终目标是提高运动员的专项成绩，在比赛中获胜，因此，具备良好的专项力量水平是每一位优秀运动员的共同特点，专项技术与力量练习的密切结合及新的训练理念融入是有效提高专项力量水平的重要途径。

现代高水平铁饼专项力量训练，除常规的抓紧、卧推、卧拉、投掷重物等手段，讲究采用经过专门设计的接近专项动作的力量练习装置及振动训练装置，然而现有的振动专项力量训练装置是运动员站在振动平台上进行练习，振动刺激对运动员下肢、髋、腰部肌肉群较为显著，而相对需要强化刺激训练的投掷臂肌肉群振动刺激明显不足。这是由于振动是经由下肢、髋、腰部及躯干向上传导，到达投掷臂的振动被部分吸收，振动强度衰减，属于间接刺激，训练效果欠佳。

田径投掷项目中快速力量的最佳时间的把握，缺少有效的练习和监控手段。能够结合激光式超等长铁饼专项力量训练，振动直接强化刺激投掷臂，快速力量的最佳时间的有效练习和监控手段的训练装置还没有出现。

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，为解决激光式超等长铁饼专项力量训练缺少振动直接强化刺激投掷臂，及快速力量的最佳时间的有效练习和监控手段的问题，进而提供一种激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置包括铁饼用力装置；所述铁饼用力装置包括环形轨道、后驱动机构、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；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；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；

它还包括信息监控系统和振动装置；

信息监控系统包括握力压力传感器、投影仪、摄像机、终端压力传感器、计算机、语音设备和模/数转换电路；

投影仪和摄像机安装在与环形轨道的高端连接的升降器的顶端上，握力压力传感器安装在铁饼的上表面上，终端压力传感器安装在环形轨道上的铁饼出手处前方；握力压力传感器和终端压力传感器的信号输出端分别通过模/数转换电路连接计算机的第一信号输入端，摄像机的信号输出端连接计算机的第二信号输入端，其中一个激光测速仪的信号输出端连接计算机的第三信号输入端，另一个激光测速仪的信号输出端连接计算机的第四信号输入端，计算机的其中一个信号输出端连接投影仪的信号输入端，计算机的另一个信号输出端连接语音设备的信号输入端；

振动装置包括变速轴机构、输出轴机构、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮和安装缸；变速轴机构包括底座、第一电机、蓄电池、开关、滑道、拉杆和第一轴；输出轴机构包括偏心振动片与第二轴；

铁饼的底面安装有安装缸，安装缸安装在滑动伸缩杆的上表面上，滑道固接在安装缸的内腔底面，底座滑动安装在滑道内，第一电机与蓄电池设置在底座上，开关设置在安装缸的外侧壁上，第一电机的电源线通过开关连接在蓄电池上，安装缸的侧壁沿水平方向开设有长条形通孔，拉杆的一端与底座相固接，拉杆的另一端穿过长条形通孔伸出安装缸的外侧壁，第一轴沿底座滑动方向设置，第一轴转动连接在底座上，第一轴与第一电机的输出端连接，第二轴与第一轴平行设置，第二轴转动安装在安装缸的内腔底面上；第一轴上固装有同轴布置的第一齿轮和第二齿轮，第二轴上固装有同轴布置的第三齿轮和第四齿轮，第一齿轮和第三齿轮啮合，第二齿轮和第四齿轮间距设置，第二轴的邻近第四齿轮的一端安装有偏心振动片。

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，设计出结合铁饼专项力量的激光式器械振动训练及信息储存监控装置，专项力量练习结合专项动作并结合测速超等长练习，使训练质量更高；振动装置直接刺激投掷臂肌肉群，提高爆发力；募集更多肌纤维来进行肌力训练，使更多的肌肉收缩产生最大力量；环形轨道的出手点的前上方安装终端压力传感器，铁饼撞击终端压力传感器测出撞击力，传输给计算机，语音设备对撞击压力提示播报；计算机接收握力压力传感器数据并经分析处理得到压力值曲线图，传输给投影仪显示；摄像机记录运动员运动图像并经计算机分析处理将运动轨迹图像输出给投影仪显示。计算机采用的软件系统为现有技术。计算机对各种数据信息云储存并进行处理，根据运动员每次练习的压力值曲线、出手点撞击力、运动轨迹等数据找出各项指标的最佳匹配关系，即快速力量的最佳时间。利用本发明的超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置可以有效地实现快速力量的最佳时间练习和监控。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1中的I处放大图，图3是图2的俯视图，图4是振动装置安装在安装缸内的整体结构示意图，图5是图4的局部剖视示意图，图6是偏心振动片的结构示意图，图7是图4的A-A向视图，图8是本发明的电气部分原理示意图，图9是具体实施方式五的激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图8说明，本实施方式的激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置包括铁饼用力装置；所述铁饼用力装置包括环形轨道12、后驱动机构、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；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；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27；

它还包括信息监控系统和振动装置；

信息监控系统包括握力压力传感器80、投影仪81、摄像机82、终端压力传感器83、计算机84、语音设备85和模/数转换电路86；

投影仪81和摄像机82安装在与环形轨道12的高端连接的升降器13的顶端上，握力压力传感器80安装在铁饼27的上表面上，终端压力传感器83安装在环形轨道12上的铁饼出手处前方；握力压力传感器80和终端压力传感器83的信号输出端分别通过模/数转换电路86连接计算机84的第一信号输入端，摄像机82的信号输出端连接计算机84的第二信号输入端，其中一个激光测速仪28的信号输出端连接计算机84的第三信号输入端，另一个激光测速仪28的信号输出端连接计算机84的第四信号输入端，计算机84的其中一个信号输出端连接投影仪81的信号输入端，计算机84的另一个信号输出端连接语音设备85的信号输入端；

振动装置包括变速轴机构、输出轴机构、第一齿轮62、第二齿轮63、第三齿轮64、第四齿轮65和安装缸66；变速轴机构包括底座90、第一电机92、蓄电池93、开关97、滑道94、拉杆98和第一轴95；输出轴机构包括偏心振动片67与第二轴99；

铁饼27的底面安装有安装缸66，安装缸66安装在滑动伸缩杆25的上表面上，滑道94固接在安装缸66的内腔底面，底座90滑动安装在滑道94内，第一电机92与蓄电池93设置在底座90上，开关97设置在安装缸66的外侧壁上，第一电机92的电源线通过开关97连接在蓄电池93上，安装缸66的侧壁沿水平方向开设有长条形通孔66-1，拉杆98的一端与底座91相固接，拉杆98的另一端穿过长条形通孔66-1伸出安装缸66的外侧壁，第一轴95沿底座91滑动方向设置，第一轴95转动连接在底座91上，第一轴95与第一电机92的输出端连接，第二轴99与第一轴95平行设置，第二轴99转动安装在安装缸66的内腔底面上；第一轴95上固装有同轴布置的第一齿轮62和第二齿轮63，第二轴99上固装有同轴布置的第三齿轮64和第四齿轮65，第一齿轮62和第三齿轮64啮合，第二齿轮63和第四齿轮65间距设置，第二轴99的邻近第四齿轮65的一端安装有偏心振动片67。

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。

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。本实施方式设计两档输出转速比，第一齿轮和第三齿轮实现第一轴的第一挡转速，第二齿轮和第四齿轮实现第一轴的第二档转速。两档转速可实现扇形偏心片的不同幅度的摆动，铁饼最终产生不同幅度的振动。

环形轨道12的出手点的前上方安装终端压力传感器83，铁饼27撞击终端压力传感器83测出撞击力，传输给计算机84，语音设备85对撞击压力提示播报；计算机84接收握力压力传感器80数据并经分析处理得到压力值曲线图，传输给投影仪81显示；摄像机82记录运动员运动图像并经计算机84分析处理将运动轨迹图像输出给投影仪82显示。激光测速仪28测出的动作速度输出给计算机84存储，语音设备提示播报。计算机采用的软件系统为现有技术。

具体实施方式二：结合图4说明，本实施方式的第二齿轮63和第四齿轮65的传动比大于第一齿轮62和第三齿轮64的传动比。如此设置，铁饼能在不同频率下振动，实现不同振幅下强化刺激投掷臂肌肉群，提高爆发力。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图6说明，本实施方式所述振动装置还包括安装杆52与若干个加重块53，每个加重块53开设有通孔53-1，偏心振动片67为扇形振动片，沿偏心振动片67大端的厚度方向开设有长方形通槽67-1，安装杆52的一端与长方形通槽67-1的底面相固接，每个加重块53的通孔53-1与安装杆52相配合，安装杆52的另一端设有螺纹且指向偏心振动片67的大端，第一螺母55旋拧在安装杆52的另一端。如此设置，多个加重块53实现铁饼振动幅度可调，配合第一齿轮和第三齿轮或第二齿轮和第四齿轮的不同输出转速比实现铁饼多振动幅度的调节，刺激投掷臂肌肉群，募集更多肌纤维来进行肌力训练。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图5说明，本实施方式振动装置还包括至少一根固定轴68和多个轴套96，第一轴95通过多个轴套96转动连接在底座91上，第二轴99通过多个轴套96转动连接在安装缸66的内腔底面上，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安装孔25-1，安装缸66的底面固接有竖向布置的至少一根固定轴68，固定轴68的外端设有螺纹，固定轴68的外端穿过安装孔25-1并与第二螺母连接。如此设置，安装缸固定及使用方便。其它与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图9说明，本实施方式的每个所述升降器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。如此设置，环形轨道高度调节方便，易于控制。其它与具体实施方式一、二或四相同。

工作原理

进行激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控练习时，运动员站在处于稳定的地面上，并结合经过优化设计的接近铁饼专项力量特点的由环形轨道及升降器等组成的铁饼最后用力装置，用手握住铁饼，进行最后用力练习，此时，振动装置开始工作，偏心振动片的转动带动铁饼振动，振动直接刺激投掷臂肌肉群，提高爆发力，增加练习难度，推动拉杆实现两档转速比的调节以实现铁饼在不同振幅下的振动；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)，练习过程中，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，该弧段的弧长除以该时间差即为铁饼在该弧段上的运动速度；练习过程中，终端压力传感器通过铁饼撞击测出撞击力，经计算机传输，语音设备提示和信息储存，握力压力传感器传输给计算机进分许处理得到压力值曲线，投影仪显示和信息储存，摄像机记录运动员运动图像经计算机分析处理得到运动轨迹图像并给投影仪显示，计算机对数据进行处理并储存。

Claims (5)

1.激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置，它包括铁饼用力装置；所述铁饼用力装置包括环形轨道(12)、后驱动机构、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；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；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(27)；

其特征在于：它还包括信息监控系统和振动装置；

信息监控系统包括握力压力传感器(80)、投影仪(81)、摄像机(82)、终端压力传感器(83)、计算机(84)、语音设备(85)和模/数转换电路(86)；

投影仪(81)和摄像机(82)安装在与环形轨道(12)的高端连接的升降器(13)的顶端上，握力压力传感器(80)安装在铁饼(27)的上表面上，终端压力传感器(83)安装在环形轨道(12)上的铁饼出手处前方；握力压力传感器(80)和终端压力传感器(83)的信号输出端分别通过模/数转换电路(86)连接计算机(84)的第一信号输入端，摄像机(82)的信号输出端连接计算机(84)的第二信号输入端，其中一个激光测速仪(28)的信号输出端连接计算机(84)的第三信号输入端，另一个激光测速仪(28)的信号输出端连接计算机(84)的第四信号输入端，计算机(84)的其中一个信号输出端连接投影仪(81)的信号输入端，计算机(84)的另一个信号输出端连接语音设备(85)的信号输入端；

振动装置包括变速轴机构、输出轴机构、第一齿轮(62)、第二齿轮(63)、第三齿轮(64)、第四齿轮(65)和安装缸(66)；变速轴机构包括底座(90)、第一电机(92)、蓄电池(93)、开关(97)、滑道(94)、拉杆(98)和第一轴(95)；输出轴机构包括偏心振动片(67)和第二轴(99)；铁饼(27)的底面安装有安装缸(66)，安装缸(66)安装在滑动伸缩杆(25)的上表面上，滑道(94)固接在安装缸(66)的内腔底面，底座(90)滑动安装在滑道(94)内，第一电机(92)与蓄电池(93)设置在底座(90)上，开关(97)设置在安装缸(66)的外侧壁上，第一电机(92)的电源线通过开关(97)连接在蓄电池(93)上，安装缸(66)的侧壁沿水平方向开设有长条形通孔(66-1)，拉杆(98)的一端与底座(90)相固接，拉杆(98)的另一端穿过长条形通孔(66-1)伸出安装缸(66)的外侧壁，第一轴(95)沿底座(90)滑动方向设置，第一轴(95)转动连接在底座(90)上，第一轴(95)与第一电机(92)的输出端连接，第二轴(99)与第一轴(95)平行设置，第二轴(99)转动安装在安装缸(66)的内腔底面上；第一轴(95)上固装有同轴布置的第一齿轮(62)和第二齿轮(63)，第二轴(99)上固装有同轴布置的第三齿轮(64)和第四齿轮(65)，第一齿轮(62)和第三齿轮(64)啮合，第二齿轮(63)和第四齿轮(65)间距设置，第二轴(99)的邻近第四齿轮(65)的一端安装有偏心振动片(67)。

2.根据权利要求1所述的激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置，其特征在于：第二齿轮(63)和第四齿轮(65)的传动比大于第一齿轮(62)和第三齿轮(64)的传动比。

3.根据权利要求1或2所述的激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置，其特征在于：所述振动装置还包括安装杆(52)与若干个加重块(53)，每个加重块(53)开设有通孔(53-1)，偏心振动片(67)为扇形振动片，沿偏心振动片(67)大端的厚度方向开设有长方形通槽(67-1)，安装杆(52)的一端与长方形通槽(67-1)的底面相固接，每个加重块(53)的通孔(53-1)与安装杆(52)相配合，安装杆(52)的另一端设有螺纹且指向偏心振动片(67)的大端，第一螺母(55)旋拧在安装杆(52)的另一端。

4.根据权利要求3所述的激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置，其特征在于：振动装置还包括至少一根固定轴(68)和多个轴套(96)，第一轴(95)通过多个轴套(96)转动连接在底座(90)上，第二轴(99)通过多个轴套(96)转动连接在安装缸(66)的内腔底面上，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安装孔(25-1)，安装缸(66)的底面固接有竖向布置的至少一根固定轴(68)，固定轴(68)的外端设有螺纹，固定轴(68)的外端穿过安装孔(25-1)并与第二螺母连接。

5.根据权利要求1、2或4所述的激光式超等长铁饼器械振动训练及信息储存监控装置，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。