CN109224375B - 一种导引健步走测评训练装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导引健步走测评训练装置及其使用方法，属于健身器材领域。该导引健步走测评训练装置包括立柱、转动立轴和横梁；所述转动立轴安装在立柱的上方；所述转动立轴的上端与横梁连接；所述转动立轴能够绕其轴线进行旋转。利用本发明能够很好地辅助练习者进行太极练习，通过步频步速可以了解练习者髋膝踝转换的灵活性平衡性和柔韧性，同时对大脑前庭功能、空间距离感、专注度有较强提升，随意下盘的拧转，上肢以八种独特体位姿势进行以手为轴指向轴心的运动，能更好的解放脊柱，使之配合呼吸，完成律动。对于运动能力受损的病人，本发明能够提供动力带动其运动，帮助其康复。

Description

一种导引健步走测评训练装置及其使用方法

技术领域

本发明属于健身器材领域，具体涉及一种导引健步走测评训练装置及其使用方法。

背景技术

太极拳的练习在脚步上是利用切向用力，对练习者不产生损耗也不会使练习者膝盖收到过多磨损，目前太极拳的练功方式目前都是单人徒手练习，由于不得要领，可能导致练习效果不佳，甚至引起身体的损伤。

另外，航天员处在空间站或航天飞船内时，如果长期不进行锻炼会导致关节肌肉僵硬，回到地球后无法适应地球环境，但是在空间站或航天飞机内由于空间所限，他们无法在如此狭小的空间内进行常规的健身运动，也不适合进行需要大面积区域来练习的动作，所以急需一种占地小，能辅助航天员练习的装置，帮助他们保持关节的灵活度。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种导引健步走测评训练装置及其使用方法，帮助练习者轻松掌握太极的要领，为航天员提供运动帮助。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种导引健步走测评训练装置，包括立柱、转动立轴和横梁；

所述转动立轴安装在立柱的上方；

所述转动立轴的上端与横梁连接；

所述转动立轴能够绕其轴线进行旋转。

所述立柱内设有空腔，在空腔内安装有调速电机，所述调速电机的输出轴从立柱的上端面伸出后与连接套的下端连接；所述连接套的上端与转动立轴的下端连接，转动立轴的上端与立轴套连接；

所述横梁的一端与立轴套固定连接，另一端悬空，为悬空端。

在所述横梁上设有感应开关；所述感应开关连接有无线发射装置，所述感应开关通过所述无线发射装置遥控调速电机的启动或者停止。

优选地，在所述转动立轴上开有多个与其轴线平行的滑槽，在每个滑槽中安装有滑块，滑块能够沿滑槽进行移动；

在每个滑块上连接有摄像头；所述摄像头采用红外摄像头或者3D体感全景摄影头；

在所述转动立轴上设有三个在圆周上均布的摄像头。

所述导引健步走测评训练装置包括底座，所述立柱的底部固定安装在底座上，或者通过吸盘固定在底座上；所述底座的形状为正多边形，固定安装在水平地面上；在底座上设有多个同心的正多边形；在底座的上表面上设置有防滑橡胶；

或者，在所述立柱的外壁上安装有多个在圆周上均布的激光发射装置；每个激光发射装置包括安装板、球绞部件和激光光源；所述安装板的一端与立柱固定连接，所述球绞部件安装在所述安装板上，所述激光光源的端部与球绞部件连接，激光光源发出的激光光束直射到地面上，形成正多边形的各个顶点；在所述立柱的空腔中安装有电源、控制线路板；所述控制线路板与电源连接，同时控制线路板与各个激光光源连接，控制各个激光光源的打开与关闭；所述激光光源发出的激光光束与水平面的夹角的范围为5度-80度。

在所述底座上安装有光学传感器和报警装置，所述光学传感器与报警装置连接；

在所述底座上或者地面上设计有光感应线条，感应激光光束。

所述导引健步走测评训练装置包括梯形丝杆、梯形螺母、直线轴承、小横梁和弧形部件；

所述梯形丝杆与转动立轴平行设置；

在所述连接套上设置有下轴承安装板，在下轴承安装板上安装有端面轴承，所述梯形丝杆的下端与端面轴承连接；

在所述立轴套的一侧连接有上轴承安装板，在上轴承安装板上安装有径向轴承，所述梯形丝杆的上端穿过所述径向轴承后与位于上轴承安装板上方的升降旋钮连接；

所述梯形螺母套在所述梯形丝杆上，所述直线轴承套在所述转动立轴上，所述梯形螺母与直线轴承固定连接；所述小横梁与所述直线轴承固定连接；

所述弧形部件通过连接件安装在小横梁上；

在所述连接件上开有两个相互垂直且连通的孔，其中一个为螺纹孔，另一个为光孔；

所述光孔为通孔，所述小横梁穿过所述光孔，连接件能够沿小横梁的轴线进行移动；

在所述螺纹孔内安装有紧固螺栓，紧固螺栓的一端能够伸入到光孔中，另一端伸出螺纹孔后与紧固旋钮连接；

所述横梁、小横梁均位于转动立轴的同一侧，且均与转动立轴垂直；

在所述横梁的悬空端连接有吊环，在所述吊环上连接有保护带。

所述导引健步走测评训练装置的使用方法，包括：

(1)根据练习者的情况确定调速电机的转速，启动调速电机；

(2)练习者将手部放置在规定的位置处，并保持该手势；

(3)练习者采用太极步伐沿着底座或者地面上的正多边形移动，同时跟随横杆围绕转动立轴的轴线旋转。

在所述步骤(1)之前包括：

通过旋转升降旋钮调整小横梁的高度使得小横梁的高度与练习者的身高相匹配；

松开紧固旋钮，在小横梁上移动弧形部件，使弧形部件位于练习者的腰部位置；旋紧紧固旋钮使得弧形部件固定，将练习者的腰部抵住；

将保护带拴住练习者的肩部。

在所述步骤(3)之后包括：

在练习者的练习过程中通过各个摄像头采集练习者的动作数据；

当练习者的手部与横梁的距离超过设定距离时，所述感应开关通过无线发射装置停止调速电机，当练习者的手部放到规范位置后，感应开关通过无线发射装置启动调速电机；

当练习者遮挡住激光光束时，光学传感器启动报警装置进行报警。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用本发明的装置和方法能够很好地辅助练习者进行太极练习，通过步频步速可以了解练习者髋膝踝转换的灵活性平衡性和柔韧性，同时对大脑前庭功能、空间距离感、专注度有较强提升，随意下盘的拧转，上肢以八种独特体位姿势进行以手为轴指向轴心的运动，能更好的解放脊柱，使之配合呼吸，完成律动。对于运动能力受损的病人，本发明能够提供动力带动其运动，帮助其康复。

附图说明

图1是本发明导引健步走测评训练装置的结构示意图；

图2是图1中的A向视图；

图3是本发明导引健步走测评训练装置的底座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

太极训练要求以单手手臂长为半径转圈，靠近圆心的里腿的膝关节擦着远离圆心的外腿的膝关节过去，过去后里脚摆步落在圈外的切线上，要求脚尖不能翘，全脚掌同时着地，里脚落地后，外脚同时抬起，外腿膝关节擦着左腿膝关节向前迈出同时扣步，落在圈外的切线上。如此重复，六步一圈或者四步一圈。要求是以腰领腿，腿随腰转，里摆外扣，均匀有度。合膝迈步如趟水，放足虚平如顺风。

为了辅助练习者更好地练习太极动作，如图1所示，本发明导引健步走测评训练装置从下往上依次包括立轴套1、转动立轴2、直线轴承3、梯形螺母4、梯形丝杆5、连接套6、调速电机7、立柱8、吸盘9、底座10、横梁11、吊环12、小横梁13、弧形部件14、防滑地胶15。对于正常练习者，可以不使用小横梁和弧形部件，对于运动能力受损的练习者，通过小横梁和弧形部件为其提供动力。

所述立柱8的底部固定安装在底座上，或者通过吸盘9固定在底座上。所述立柱内设有空腔，在空腔内安装有调速电机7，所述调速电机7的输出轴从立柱的上端面伸出后与连接套6的下端连接；所述连接套6的上端与转动立轴2的下端连接，转动立轴2的上端与立轴套1固定连接。

在所述连接套上设置有下轴承安装板，在下轴承安装板上安装有端面轴承。所述梯形丝杆5的下端与端面轴承连接。所述梯形丝杆5与转动立轴2平行设置。在所述立轴套1的一侧连接有上轴承安装板，在上轴承安装板上安装有径向轴承，所述梯形丝杆5的上端穿过所述径向轴承后与升降旋钮连接。在所述梯形丝杆5上套有梯形螺母4，当旋转所述升降旋钮时，梯形丝杆5旋转，梯形螺母4与梯形丝杆5配合，沿梯形丝杆5向上或者向下移动。所述上轴承安装板与横梁11分别位于立轴套1的两侧。当调速电机7的输出轴旋转时，其带动连接套6旋转，连接套6带动所述转动立轴2、梯形丝杆5一起进行旋转。

所述梯形螺母4与直线轴承3固定连接，所述直线轴承3套在所述转动立轴2上，在直线轴承3上固定连接有小横梁13。当梯形螺母4沿梯形丝杆5移动时，梯形螺母4带动直线轴承3移动，直线轴承3进而带动与其固定连接的小横梁13移动。

所述横梁11的一端与立轴套1固定连接，另一端悬空，为悬空端，所述横梁11与转动立轴2垂直。在所述横梁的悬空端连接有吊环，在所述吊环上可以连接保护带，保护带用于给行动不便的练习者提供向上的拉伸力。

如图2所示，弧形部件14通过连接件安装在小横梁13上，在所述连接件上开有两个相互垂直且连通的通孔，其中一个是螺纹孔，另一个是光孔，所述小横梁13穿过所述光孔，连接件能够沿小横梁的轴线进行移动，在所述螺纹孔内安装有紧固螺栓，紧固螺栓的一端伸出螺纹孔后与紧固旋钮连接，实际使用时，根据练习者的位置，沿着小横梁移动弧形部件到合适位置后，拧紧紧固螺栓使得连接件固定在所述小横梁上。所述横梁11、小横梁13均位于转动立轴2的同一侧，且均与转动立轴2垂直。对于运动能力受损的练习者，调整弧形部件使其抵住练习者的腰背部，用保护带拉住其上半身，当转动立轴2旋转时，转动立轴2提供动力带动练习者围绕转动立轴2旋转。

如图3所示，所述底座10的形状为正六边形或者其它正多边形，固定安装在水平地上。为了防滑，在底座10的上表面上设置有防滑橡胶15。

进一步的，在所述横梁11上设有感应开关，该感应开关配有无线发射装置，能够遥控调速电机7的启动或者停止，当练习者的手部与横梁11的距离超过设定距离时，该感应开关检测到手部变化，遥控调速电机停止，提醒练习者手部不规范，当练习者的手部放到规范位置时，感应开关启动调速电机，继续旋转。感应开关的设置可以根据实际需要进行调整。

根据训练者的不同程度，在底座上需要不同大小的六边形，可以直接在底座上画出多个同心的六边形，如图3所示。也可以在立柱的外壁上安装多个在圆周上均布的激光发射装置，每个激光发射装置包括安装板、球绞部件和激光光源，所述安装板的一端与立柱固定连接，所述球绞部件安装在所述安装板上，所述激光光源的端部与球绞部件连接，激光光源的光能够直射到底座上。所述激光光源发出的激光光束与水平面的夹角的范围为5度-80度。在所述立柱8的空腔中安装有电源、控制线路板；所述控制线路板与电源连接，同时控制线路板与各个激光光源连接，控制各个激光光源的打开与关闭。通过调整球绞部件的角度来调整激光光源的角度，所有激光发射装置发出的光点在底座上围合成正六边形，或者根据需要点亮不同位置的激光光源则可围合成三角形、正方形、六边形或其它形状，所有激光光源可以同时亮，也可以依次亮，依次亮时能够按顺序引导练习者，依次亮的间隔时间可以根据需要进行调节。优化地，可以在底座上安装光学传感器，当练习者的脚部将光挡住时说明练习者的动作不规范，此时可以通过安装在底座上的报警装置对练习者进行提醒。激光光源底座射出的激光光束较细，同时反复击发会耗能，为解决这个问题，可以在底座上或者地面上设计光感应线条，感应激光光束。

进一步，在所述转动立轴2上开有多个滑槽，在每个滑槽中安装有滑块，在每个滑块上连接有摄像头。摄像头采用红外摄像头或者3D体感全景摄影头，优选3个摄像头，在圆周上均布；通过移动滑块，摄像头的升降高度可调，通过摄像头捕捉三维空间中练习者的关节运动，以及追踪眼球运动，识别面部表情等微反应，真正做到对传统武术中“眼到、手到(局部关节)、身到(整体关节)”的追踪识别和身体活动大数据存储与即时分析和纠错，同追踪练习者的“微表情”，属于“面孔微反应”；其次是除了表情以外的，其他能够映射心理状态的身体动作，也就是常说的“小动作”，可以别扭地称为“微动作”，属于“身体微反应”；三是语言信息本身，包括呼吸声的强弱，交流时使用的词汇、语法以及声音特征等的“语言微反应”。

使用本发明的导引健步走测评训练装置进行训练时，先调整调速电机的转速，正常练习者围绕转动立轴进行旋转，采用太极步伐沿着底座上的边线进行移动，同时跟随转动立轴一同旋转，练习者的手部保持规定的手势与横梁接触或者不接触，这样即可练习太极健身操。如果是运动受损的练习者，则首先通过旋转升降旋钮调整小横梁的高度使得小横梁的高度与其自身的身高相匹配，然后松开紧固旋钮，在小横梁上移动弧形部件，调整弧形部件到练习者的腰部位置，旋紧紧固旋钮使得弧形部件固定，这样弧形部件能够将练习者的腰部抵住，如果需要牵引力，则将保护带拴住练习者的肩部，然后调整调速电机的转速，启动调速电机，练习者的手部保持规定的手势与横梁接触，同时采用太极步伐跟随转动立轴一同旋转，当脚部姿势出现问题时，底座上的光学传感器会检测到，并启动底座上的报警装置发出报警。同时，在练习过程中通过各个摄像头采集练习者的动作数据，分析练习者的训练情况。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (9)

1.一种导引健步走测评训练装置，其特征在于：所述导引健步走测评训练装置包括立柱、转动立轴和横梁；

所述转动立轴安装在立柱的上方；

所述转动立轴的上端与横梁连接；

所述转动立轴能够绕其轴线进行旋转；

在所述转动立轴上开有多个与其轴线平行的滑槽，在每个滑槽中安装有滑块，滑块能够沿滑槽进行移动；

在每个滑块上连接有摄像头；所述摄像头采用红外摄像头或者3D体感全景摄影头。

2.根据权利要求1所述的导引健步走测评训练装置，其特征在于：所述立柱内设有空腔，在空腔内安装有调速电机，所述调速电机的输出轴从立柱的上端面伸出后与连接套的下端连接；所述连接套的上端与转动立轴的下端连接，转动立轴的上端与立轴套连接；

所述横梁的一端与立轴套固定连接，另一端悬空，为悬空端。

3.根据权利要求1所述的导引健步走测评训练装置，其特征在于：

在所述转动立轴上设有三个在圆周上均布的摄像头。

4.根据权利要求2所述的导引健步走测评训练装置，其特征在于：所述导引健步走测评训练装置包括底座，所述立柱的底部固定安装在底座上，或者通过吸盘固定在底座上；所述底座的形状为正多边形，固定安装在水平地面上；在底座上设有多个同心的正多边形；在底座的上表面上设置有防滑橡胶；

或者，在所述立柱的外壁上安装有多个在圆周上均布的激光发射装置；每个激光发射装置包括安装板、球绞部件和激光光源；所述安装板的一端与立柱固定连接，所述球绞部件安装在所述安装板上，所述激光光源的端部与球绞部件连接，激光光源发出的激光光束直射到地面上，形成正多边形的各个顶点；在所述立柱的空腔中安装有电源、控制线路板；所述控制线路板与电源连接，同时控制线路板与各个激光光源连接，控制各个激光光源的打开与关闭；所述激光光源发出的激光光束与水平面的夹角的范围为5度-80度。

5.根据权利要求4所述的导引健步走测评训练装置，其特征在于：在所述底座上安装有光学传感器和报警装置，所述光学传感器与报警装置连接；

在所述底座上或者地面上设计有光感应线条，感应激光光束。

6.根据权利要求5所述的导引健步走测评训练装置，其特征在于：所述导引健步走测评训练装置包括梯形丝杆、梯形螺母、直线轴承、小横梁和弧形部件；

所述梯形丝杆与转动立轴平行设置；

在所述连接套上设置有下轴承安装板，在下轴承安装板上安装有端面轴承，所述梯形丝杆的下端与端面轴承连接；

在所述立轴套的一侧连接有上轴承安装板，在上轴承安装板上安装有径向轴承，所述梯形丝杆的上端穿过所述径向轴承后与位于上轴承安装板上方的升降旋钮连接；

所述梯形螺母套在所述梯形丝杆上，所述直线轴承套在所述转动立轴上；所述梯形螺母与直线轴承固定连接；所述小横梁与所述直线轴承固定连接；

所述弧形部件通过连接件安装在小横梁上；

在所述连接件上开有两个相互垂直且连通的孔，其中一个为螺纹孔，另一个为光孔；

所述光孔为通孔，所述小横梁穿过所述光孔，连接件能够沿小横梁的轴线进行移动；

在所述螺纹孔内安装有紧固螺栓，紧固螺栓的一端能够伸入到光孔中，另一端伸出螺纹孔后与紧固旋钮连接；

所述横梁、小横梁均位于转动立轴的同一侧，且均与转动立轴垂直；

在所述横梁的悬空端连接有吊环，在所述吊环上连接有保护带。

7.权利要求6所述的导引健步走测评训练装置的使用方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)根据练习者的情况确定调速电机的转速，启动调速电机；

(2)练习者将手部放置在规定的位置处，并保持该手势；

(3)练习者采用太极步伐沿着底座或者地面上的正多边形移动，同时跟随横梁围绕转动立轴的轴线旋转。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在所述步骤(1)之前包括：

通过旋转升降旋钮调整小横梁的高度使得小横梁的高度与练习者的身高相匹配；

松开紧固旋钮，在小横梁上移动弧形部件，使弧形部件位于练习者的腰部位置；旋紧紧固旋钮使得弧形部件固定，将练习者的腰部抵住；

将保护带拴住练习者的肩部。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在所述步骤(3)之后包括：

在练习者的练习过程中通过各个摄像头采集练习者的动作数据；

当练习者遮挡住激光光束时，光学传感器启动报警装置进行报警。