CN104835358A - 一种分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具 - Google Patents

一种分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可显示人体举重运动时腰椎受力状态的科研教具，包括底座、压力传感器、人体模型和显示器，底座的上表面固定有球形连接台，在球形连接台的上下表面都分别设置十字支架，两个十字支架端点之间分别竖直固定有压力传感器，人体模型的肩部水平固定有一根旋转轴，旋转轴的两端分别固定大臂轴，大臂轴的另一端固定小臂轴，小臂轴的左右两侧环形圈内固定有杠铃，大臂轴和小臂轴的中间通过轴销固定有第二动力装置，第一动力装置、第二动力装置和压力传感器的连接线连接的显示器；本发明的有益效果是该科研教具可记录或显示出运动过程中腰椎部位的力学参数；整个教具具有方便杠铃调节、设计合理、结构简单、操作方便等优点。

Description

一种分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具
技术领域
本发明涉及一种分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具，属于新型人体运动学科研设备制造技术领域。
背景技术
研究探索人体腰椎在举重运动时的受力状态，可提高人体运动力学的科研水平，防止举重运动员在训练和比赛中身体受伤，并可指导和提高运动员的训练效果，目前虽然有依赖电脑的运动三维模拟软件，但偏向于理论分析，实际应用中，缺少基于机械式的可直接反映举重运动时，人体腰椎在不同方向上受力情况的机械装置，制约了运动力学在运动员实际训练中的及时应用。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种可更换杠铃的、分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具，包括底座、压力传感器、人体模型和显示器，其中：所述底座的上表面水平，所述底座的上表面固定球形连接台，所述球形连接台顶端连接所述的人体模型，所述底座与所述球形连接台之间、所述球形连接台与所述人体模型之间都分别设置十字支架，上下两个十字支架的端点之间分别竖直固定有压力传感器，所述人体模型为人体的腰部以上模型，所述人体模型的肩部水平固定有一根旋转轴，所述旋转轴的中间固定有第一动力装置，所述旋转轴的两端分别固定大臂轴，所述大臂轴的另一端固定小臂轴，所述小臂轴的上端有一个支撑半环，通过左右两侧的支撑半环内固定有杠铃，所述大臂轴和所述小臂轴的中间通过轴销固定有第二动力装置，所述第一动力装置、所述第二动力装置和所述压力传感器的连接线连接所述的显示器。
进一步地，显示器为动作控制及受力参数显示器，用于通过功能按钮，实现举重运动的各种动作，并可显示腰椎在举重运动过程中，各个方向及动作过程中的力学参数。
进一步地，第一动力装置是驱动电机和涡轮减速器，所述涡轮减速器包括涡杆和涡轮，所述驱动电机连接所述涡杆，所述蜗杆连接固定在所述旋转轴上的涡轮。
进一步地，压力传感器固定在弹簧上，所述弹簧的两端连接两个十字支架的端点。
进一步地，第二动力装置是液压缸。
进一步地，人体模型是空心的，外观参考人的样子制成。
本发明使用时，接通设备电源，选择并配置一定数值的重物，操作动作控制及受力参数显示器的相关按钮，该举重运动的科研教具即可模拟出各种举重动作，并通过腰椎部位的弹簧杆及压力传感器向动作控制及受力参数显示器输送的电子信号，即可记录或显示出运动过程中腰椎部位的力学参数，以指导运动员进行科学训练，具有设计合理、结构简单、操作方便等优点；此外，将小臂轴顶端设置为支撑半环，为半个环形状，这样可以比较方便地调整杠铃的重量。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)根据显示器的控制，该举重运动的科研教具可模拟出各种举重动作；
2)该科研教具可记录或显示出运动过程中腰椎部位的力学参数；
3)整个教具具有设计合理、结构简单、操作方便等优点。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
其中，1、底座，2、球形连接台，3、十字支架，4、压力传感器，5、大臂轴，6、小臂轴，7、液压缸，8、轴销，9、蜗轮减速器，10、驱动电机，11、显示器，12.支撑半环，13.杠铃。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具，包括底座1、压力传感器4、人体模型和显示器11，其中：所述底座1的上表面水平，所述底座1的上表面固定球形连接台2，所述球形连接台2顶端连接所述的人体模型，所述底座1与所述球形连接台2之间、所述球形连接台2与所述人体模型之间都分别设置十字支架3，上下两个十字支架3的端点之间分别竖直固定有压力传感器4，所述人体模型为人体的腰部以上模型，所述人体模型的肩部水平固定有一根旋转轴，所述旋转轴的中间固定有第一动力装置，所述旋转轴的两端分别固定大臂轴5，所述大臂轴5的另一端固定小臂轴6，所述小臂轴6的上端有一个支撑半环12，通过左右两侧的支撑半环12内固定有杠铃13，所述大臂轴5和所述小臂轴6的中间通过轴销8固定有第二动力装置，所述第一动力装置、所述第二动力装置和所述压力传感器4的连接线连接所述的显示器11。
进一步地，显示器11为动作控制及受力参数显示器，用于通过功能按钮，实现举重运动的各种动作，并可显示腰椎在举重运动过程中，各个方向及动作过程中的力学参数。
进一步地，第一动力装置是驱动电机10和涡轮减速器9，所述涡轮减速器9包括涡杆和涡轮，所述驱动电机10连接所述涡杆，所述蜗杆连接固定在所述旋转轴上的涡轮。
进一步地，压力传感器4固定在弹簧上，所述弹簧的两端连接两个十字支架的端点。
进一步地，第二动力装置是液压缸7。
进一步地，人体模型是空心的，外观参考人的样子制成。
将立柱2设置为弹性的，目的是为了配合连接十字支架3的弹簧，在教具做动作时，可以很好地弯曲，真正反应出人在举重中腰部的受力。
十字支架3是一组呈上下排列的十字形刚性结构件，下端的一个与底座连接，上端的一个与上半身人体模型连接，且在十字形支架的四个端点上，设置有弹簧杆及压力传感器。
蜗轮减速器9是一个可实现自动闭锁的传动机构，即驱动电机10可驱动蜗杆带动蜗轮转动，继而通过大臂轴5实现大臂的举升运动，反之蜗轮在重力作用下不可以带动蜗杆转动，确保大臂的举升过程可停止并定位在任一角度上，省略了刹车装置。
动作控制及受力参数显示器是一个与弹簧杆及压力传感器4连接的电子数据处理、显示元件，通过功能按钮，可实现举重运动的各种动作，并可显示腰椎在举重运动过程中，各个方向及动作过程中的力学参数。
本发明使用时，接通设备电源，选择并配置一定数值的重物，操作动作控制及受力参数显示器的相关按钮，该举重运动的科研教具即可模拟出各种举重动作，并通过腰椎部位的弹簧杆及压力传感器向动作控制及受力参数显示器输送的电子信号，即可记录或显示出运动过程中腰椎部位的力学参数，以指导运动员进行科学训练，具有设计合理、结构简单、操作方便等优点；此外，将小臂轴6顶端设置为支撑半环12，为半个环形状，这样可以比较方便地调整杠铃13的重量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具，其特征在于，包括底座、压力传感器、人体模型和显示器，其中：所述底座的上表面水平，所述底座的上表面固定有弹性立柱，所述立柱连接所述的人体模型，所述底座与所述立柱之间、所述立柱与所述人体模型之间都分别设置十字支架，上下两个十字支架的端点之间分别竖直固定有压力传感器，所述人体模型为人体的腰部以上模型，所述人体模型的肩部水平固定有一根旋转轴，所述旋转轴的中间固定有第一动力装置，所述旋转轴的两端分别固定大臂轴，所述大臂轴的另一端固定小臂轴，所述小臂轴的上端有一个支撑半环，通过左右两侧的支撑半环内固定有杠铃，所述大臂轴和所述小臂轴的中间通过轴销固定有第二动力装置，所述第一动力装置、所述第二动力装置和所述压力传感器的连接线连接所述的显示器。
2.如权利要求1所述的一种分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具，其特征在于，所述显示器为动作控制及受力参数显示器，用于通过功能按钮，实现举重运动的各种动作，并可显示腰椎在举重运动过程中，各个方向及动作过程中的力学参数。
3.如权利要求1所述的一种分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具，其特征在于，所述第一动力装置是驱动电机和涡轮减速器，所述涡轮减速器包括涡杆和涡轮，所述驱动电机连接所述涡杆，所述蜗杆连接固定在所述旋转轴上的涡轮。
4.如权利要求1所述的一种分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具，其特征在于，所述压力传感器固定在弹簧上，所述弹簧的两端连接两个十字支架的端点。
5.如权利要求1所述的一种分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具，其特征在于，所述第二动力装置是液压缸。
6.如权利要求1所述的一种分析举重过程中人体腰椎受力的科研教具，其特征在于，所述人体模型是空心的，外观参考人的样子制成。
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