CN109589622B - 一种能自动复位的跨栏运动用栏架及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能自动复位的跨栏运动用栏架及其使用方法，其中栏架包括两个底板、两个支撑杆、两个滑杆、第一横杆、第二横杆、传动机构、用于使传动机构复位的复位机构和用于使复位机构运作的控制机构，每个支撑杆分别直接或间接转动安装于一个底板上，每个滑杆分别滑动安装于一个支撑杆上，第一横杆的一端连接一个滑杆，第二横杆的一端连接另一个滑杆，第一横杆和第二横杆滑动连接，传动机构直接或间接连接支撑杆和底板，复位机构电连接控制机构并可作用于传动机构上。本发明的栏架可以实现自动复位，不需要人员看守，节省了人力，能够对第一横杆和第二横杆的高度进行调节，同时可以对两个底板之间的距离进行调节，适应不同的使用需求。

Description

一种能自动复位的跨栏运动用栏架及其使用方法

技术领域

本发明涉及栏架技术领域，具体为一种能自动复位的跨栏运动用栏架及其使用方法。

背景技术

跨栏跑是在一定距离内，跨过规定的高度和数量的栏架、技术性较强的短跑项目，属田径运动中径赛的一种，国际比赛男子为110米高栏，栏高106厘米，栏数10个；女子为100米低栏，栏高84厘米，栏数10个，栏架是跨栏运动中必不可少的器材，但是现有的栏架在被碰倒时需要人力将栏架扶起，这就导致栏架旁边需要一直有人看守，给教师和运动员带来了很大的困扰，因此我们提出了一种能自动复位的跨栏运动用栏架，用来解决上述问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种能自动复位的跨栏运动用栏架及其使用方法，该栏架可以有效解决背景技术中栏架在被碰倒时需要人力将栏架扶起，这就导致栏架旁边需要一直有人看守，给教师和运动员带来了很大的困扰的问题，能够实现自动复位，同时可以根据需要进行高度调节。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种能自动复位的跨栏运动用栏架，包括两个底板、两个支撑杆、两个滑杆、第一横杆、第二横杆、传动机构、用于使所述传动机构复位的复位机构和用于使所述复位机构运作的控制机构，每个所述支撑杆分别直接或间接转动安装于一个所述底板上，每个滑杆分别滑动安装于一个支撑杆上，第一横杆的一端连接一个滑杆，第二横杆的一端连接另一个滑杆，第一横杆和第二横杆滑动连接，所述传动机构直接或间接连接支撑杆和底板，所述复位机构电连接所述控制机构并可作用于所述传动机构上。

通过采用上述技术方案，第一横杆和第二横杆倾倒时，通过传动机构的触发作用，使控制机构启动复位机构，对传动机构进行复位，从而使第一横杆和第二横杆进行复位，结构巧妙。

作为本发明一种优选的技术方案，所述传动机构包括第一齿轮、第二齿轮和齿条，所述第一齿轮固定连接于一转动块的一侧，转动块转动安装于底板上，转动块固定连接于支撑杆，第二齿轮转动安装于底板上且与所述第一齿轮相啮合，齿条滑动安装于底板上，且与所述第二齿轮啮合。通过采用上述技术方案，传动机构的结构方案可多种多样，本发明中采用两个齿轮和齿条的传动方案，传动平稳，安装便利。在其他实施例中，若采用一个齿轮以及一个齿轮的方案，也可实现传动目的，也应理解为在本发明保护范围内。

作为本发明一种优选的技术方案，所述复位机构包括伺服电机、螺杆和推动块，伺服电机安装于底板上，伺服电机的输出轴连接螺杆，螺杆与推动块螺纹连接，齿条上与齿面相对的一侧固定有用于与推动块接触的移动块。通过采用上述技术方案，复位机构的设置，使得传动机构的复位可靠且实时，利用螺杆的转动，带动推动块移动，推动块移动以作用于移动块上，从而带动齿条复位，复位精准可靠。

作为本发明一种优选的技术方案，所述控制机构包括第一控制机构和第二控制机构，第一控制机构包括第一导电块、第二导电块、第一控制器和压力传感器，所述第一导电块安装于底板上且处于移动块的移动路径的末端，所述第二导电块安装于移动块上且位于可接触第一导电块的一侧，所述压力传感器安装于底板上，且处于推动块的移动路径上的远离第一导电块的末端，所述第一导电块电连接第一控制器，第一控制器电连接压力传感器，压力传感器电连接第二导电块，第一导电块和第二导电块接触时，第一控制器启动并控制伺服电机反转；

第二控制机构包括第二控制器、发射器和接收器，第二控制器电连接发射器和接收器，所述发射器和接收器安装于底板上，且处于第一导电块和第二导电块相接触的位置的两侧，第一导电块和第二导电块断开时，发射器和接收器连通，第二控制器启动并控制伺服电机正转。通过采用上述技术方案，控制机构的结构和具体方案，使得其控制灵敏，有利于实时复位。

作为本发明一种优选的技术方案，所述底板上开设有限位槽，推动块上设置有限位块，限位块位于限位槽内且限位块与限位槽滑动连接。通过采用上述技术方案，螺杆的转动，能使得推动块沿限位槽移动，且移动平稳。

作为本发明一种优选的技术方案，两个支撑杆的顶部均开设有支撑槽，两个滑杆分别与两个支撑槽的侧壁滑动连接；两个支撑杆的顶部均固定安装有固定块，两个滑杆均位于两个固定块之间，两个固定块上均螺纹安装有螺栓，两个螺栓相互靠近的一端分别与两个滑杆相接触。通过采用上述技术方案，滑杆的高度可调节，且调节方便。

作为本发明一种优选的技术方案，两个滑杆上均连接有指针，两个支撑杆的外侧均焊接有刻度尺，两个指针分别与两个刻度尺相配合。通过采用上述技术方案，滑杆的高度调节可控且精准。

作为本发明一种优选的技术方案，两个底板相互靠近的一侧分别连接有第一连接板和第二连接板，第二连接板靠近第一连接板的一侧固定安装有矩形板，第一连接板的一侧开设有矩形槽，矩形板与矩形槽的侧壁滑动连接，矩形板的顶部开设有多个卡槽，第一连接板的顶部固定安装有顶块，顶块上滑动安装有卡杆，卡杆与对应的卡槽相卡装，卡杆的顶部固定安装有拉环，拉环的底部固定安装有两个承载块，两个承载块相互靠近的一侧均连接有挤压块，顶块的两侧均开设有弹簧槽，每个弹簧槽的顶部内壁上均连接有弹簧的一端，每个弹簧的另一端分别与每个挤压块的顶部相连接。通过采用上述技术方案，两个底板之间的距离可调节且调节后易固定，整体结构更稳定。

作为本发明一种优选的技术方案，所述第一横杆的一侧固定安装有导向杆，第二横杆的一侧开设有导向槽，导向杆与导向槽的侧壁滑动连接。通过采用上述技术方案，第一横杆与第二横杆若相移动时，平稳顺畅。

一种能自动复位的跨栏运动用栏架的使用方法，采用上述任一方案所述的一种能自动复位的跨栏运动用栏架，使用时，

当第一横杆和第二横杆倾倒时，滑杆带动支撑杆倾倒，支撑杆带动转动块转动，转动块带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，第二齿轮带动齿条滑动，齿条带动移动块进行移动，移动块触发控制机构，控制机构控制伺服电机正转，伺服电机带动螺杆转动，使推动块向靠近移动块的方向移动，推动块推动移动块逐渐回到原位，即带动齿条回至原位，齿条通过第二齿轮和第一齿轮的作用，带动支撑杆回至原位，从而使第一横杆和第二横杆复位；

移动块回到原位时触发控制机构，控制机构控制伺服电机反转，使推动块反向运动，直到推动块触发控制机构，控制机构控制伺服电机关闭。通过采用上述技术方案，使用方法简单易操作，复位灵敏。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过底板、凹槽、支撑杆、滑杆、第一横杆、第二横杆、转动块、第一齿轮、第二齿轮、移动槽、移动块、齿条、转动槽、推动块、螺杆、电机槽、伺服电机、第二导电块、第一导电块、发射器、接收器、第一控制器和第二控制器相配合，使用时，当第一横杆和第二横杆倾倒时，两个滑杆带动两个支撑杆倾倒，两个支撑杆带动两个转动块转动，转动块带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，第二齿轮带动齿条滑动，齿条带动移动块进行移动，移动块带动第二导电块移动，第二导电块与第一导电块分离，此时发射器与接收器连通并给第二控制器发送信号，第二控制器控制伺服电机正转，伺服电机带动螺杆转动，从而使推动块向靠近移动块的方向移动，推动块可以推动移动块逐渐回到原位，直到第一导电块与第二导电块接触，第一控制器启动并控制伺服电机反转，使推动块回到原位，直到推动块与压力传感器接触，压力传感器将信号传递给第一控制器，第一控制器控制伺服电机关闭，实现第一横杆和第二横杆的自动复位。

通过支撑槽、刻度尺、指针、固定块、螺栓、第一连接板、第二连接板、矩形板、矩形槽、卡槽、顶块和卡杆相配合，通过松紧两个螺栓，从而可以对两个滑杆的位置进行调节，从而可以对第一横杆和第二横杆的高度进行调节，通过将卡杆卡装到不同的卡槽内，可以对两个底板之间的距离进行调节，适应不同的使用需求。

本发明的能自动复位的跨栏运动用栏架可以实现自动复位，不需要人员看守，节省了人力；够对第一横杆和第二横杆的高度进行调节，同时可以对两个底板之间的距离进行调节，适应不同的使用需求。

附图说明

图1为本发明提出的一种能自动复位的跨栏运动用栏架的结构示意图；

图2为本发明提出的一种能自动复位的跨栏运动用栏架的侧视结构示意图；

图3为本发明提出的一种能自动复位的跨栏运动用栏架的A部分的结构示意图；

图4为本发明提出的一种能自动复位的跨栏运动用栏架的B部分的结构示意图；

图5为本发明提出的一种能自动复位的跨栏运动用栏架的C部分的结构示意图；

图6为本发明提出的一种能自动复位的跨栏运动用栏架的第二导电块、第一导电块、第一控制器和压力传感器连接的电路图；

图7为本发明提出的一种能自动复位的跨栏运动用栏架的发射器、接收器、第二控制器和伺服电机连接的电路图。

图中：1-底板、2-凹槽、3-支撑杆、4-滑杆、5-第一横杆、6-第二横杆、7-转动块、8-第一齿轮、9-第二齿轮、10-移动槽、11-移动块、12-齿条、13-转动槽、14-推动块、15-螺杆、16-电机槽、17-伺服电机、18-第二导电块、19-第一导电块、20-发射器、21-接收器、22-第一控制器、23-第二控制器、24-压力传感器、25-支撑槽、26-刻度尺、27-指针、28-固定块、29-螺栓、30-第一连接板、31-第二连接板、32-矩形板、33-矩形槽、34-卡槽、35-顶块、36-卡杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：

一种能自动复位的跨栏运动用栏架，该栏架包括两个底板1：两个底板1的顶部均开设有一侧为开口的凹槽2，两个凹槽2内均转动安装有转动块7，两个转动块7的顶部均焊接有支撑杆3，两个支撑杆3的顶部均滑动安装有滑杆4，两个滑杆4的顶部分别固定安装有第一横杆5和第二横杆6，转动块7的一侧固定安装有第一齿轮8，凹槽2的一侧内壁上转动安装有第二齿轮9，第二齿轮9与第一齿轮8相啮合，凹槽2的底部内壁上开设有移动槽10，移动槽10内滑动安装有移动块11，移动块11的顶部焊接有齿条12，齿条12位于凹槽2内并与第二齿轮9相啮合。

移动槽10的底部内壁上开设有转动槽13，转动槽13内滑动安装有推动块14，推动块14的顶部延伸至移动槽10内，且推动块14位于移动块11的一侧，移动槽10靠近推动块14的一侧内壁上固定安装有压力传感器24，压力传感器24位于推动块14远离移动块11的一侧，移动槽10的另一侧内壁上开设有安装槽，安装槽的一侧内壁上固定安装有第一导电块19，移动块11远离推动块14的一侧固定安装有第二导电块18，第二导电块18与第一导电块19相接触，安装槽的顶部内壁与底部内壁上分别固定安装有发射器20和接收器21，第二导电块18与第一导电块19位于发射器20和接收器21之间，底板1的一侧设有第一控制器22和第二控制器23，转动槽13的一侧内壁上开设有电机槽16，电机槽16的一侧内壁上固定安装有伺服电机17，伺服电机17的输出轴上焊接有螺杆15，螺杆15与推动块14螺纹连接，第一控制器22和第二控制器23均与伺服电机17电性连接，第二导电块18、第一导电块19和压力传感器24均与第一控制器22电性连接，发射器20和接收器21均与第二控制器23电性连接，转动槽13的底部内壁上开设有限位槽，推动块14的底部焊接有限位块，限位块与限位槽的侧壁滑动连接，两个支撑杆3的顶部均开设有支撑槽25，两个滑杆4分别与两个支撑槽25的侧壁滑动连接，两个滑杆4上均焊接有指针27，两个支撑杆3的外侧均焊接有刻度尺26，两个指针27分别与两个刻度尺26相配合，两个支撑杆3的顶部均固定安装有固定块28，两个滑杆4均位于两个固定块28之间，两个固定块28上均螺纹安装有螺栓29，两个螺栓29相互靠近的一端分别与两个滑杆4相接触，两个底板1相互靠近的一侧分别焊接有第一连接板30和第二连接板31，第二连接板31靠近第一连接板30的一侧固定安装有矩形板32，第一连接板30的一侧开设有矩形槽33，矩形板32与矩形槽33的侧壁滑动连接，矩形板32的顶部开设有多个卡槽34，第一连接板30的顶部固定安装有顶块35，顶块35上滑动安装有卡杆36，卡杆36与对应的卡槽34相卡装，卡杆36的顶部固定安装有拉环，拉环的底部固定安装有两个承载块，两个承载块相互靠近的一侧均焊接有挤压块，顶块的两侧均开设有弹簧槽，两个弹簧槽的顶部内壁上均焊接有弹簧的一端，两个弹簧的另一端分别与两个挤压块的顶部相焊接，第一横杆5的一侧固定安装有导向杆，第二横杆6的一侧开设有导向槽，导向杆与导向槽的侧壁滑动连接。伺服电机17的型号为42M704l150，第一控制器22和第二控制器23的型号均为FP-XC14T，压力传感器24的型号为YN-2030，发射器20的型号为KYD635N5-T921，接收器21的型号为IRM-H638/TR2。

通过底板1、凹槽2、支撑杆3、滑杆4、第一横杆5、第二横杆6、转动块7、第一齿轮8、第二齿轮9、移动槽10、移动块11、齿条12、转动槽13、推动块14、螺杆15、电机槽16、伺服电机17、第二导电块18、第一导电块19、发射器20、接收器21、第一控制器22和第二控制器23相配合，结构布局合理，本发明中传动机构包括第一齿轮8、第二齿轮9和齿条12；复位机构包括伺服电机17、螺杆15和推动块14；控制机构包括第一控制机构和第二控制机构；第一控制机构包括第一导电块19、第二导电块18、第一控制器22和压力传感器24；第二控制机构包括第二控制器23、发射器20和接收器21。

使用时，当第一横杆5和第二横杆6倾倒时，两个滑杆4带动两个支撑杆3倾倒，两个支撑杆3带动两个转动块7转动，转动块7带动第一齿轮8转动，第一齿轮8带动第二齿轮9转动，第二齿轮9带动齿条12滑动，齿条12带动移动块11进行移动，移动块11带动第二导电块18移动，第二导电块18与第一导电块19分离，此时发射器20与接收器21连通并给第二控制器23发送信号，第二导电块18与第一导电块19可以起到对红外线遮挡的作用，发射器20与接收器21组成对射型光电传感器，发射器20发出红光或红外，接收器21接收，第二控制器23控制伺服电机17正转，伺服电机17带动螺杆15转动，从而使推动块14向靠近移动块11的方向移动，推动块14推动移动块11逐渐回到原位，即带动齿条12回至原位，齿条12通过第二齿轮9和第一齿轮8的作用，带动支撑杆3回至原位，从而使第一横杆5和第二横杆6复位。

推动块14推动移动块11回到原位时，第一导电块19与第二导电块18接触，第二控制器23停止对伺服电机17的控制，第一控制器22启动并控制伺服电机17反转，使推动块14回到原位，直到推动块14与压力传感器24接触，压力传感器24将信号传递给第一控制器22，第一控制器22控制伺服电机17关闭，实现第一横杆5和第二横杆6的自动复位。

通过支撑槽25、刻度尺26、指针27、固定块28、螺栓29、第一连接板30、第二连接板31、矩形板32、矩形槽33、卡槽34、顶块35和卡杆36相配合，通过松紧两个螺栓29，从而可以对两个滑杆4的位置进行调节，从而可以对第一横杆5和第二横杆6的高度进行调节，通过将卡杆36卡装到不同的卡槽34内，可以对两个底板1之间的距离进行调节，适应不同的使用需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种能自动复位的跨栏运动用栏架，其特征在于，包括两个底板(1)、两个支撑杆(3)、两个滑杆(4)、第一横杆(5)、第二横杆(6)、传动机构、用于使所述传动机构复位的复位机构和用于使所述复位机构运作的控制机构，每个所述支撑杆(3)分别直接或间接转动安装于一个所述底板(1)上，每个滑杆(4)分别滑动安装于一个支撑杆(3)上，第一横杆(5)的一端连接一个滑杆(4)，第二横杆(6)的一端连接另一个滑杆(4)，第一横杆(5)和第二横杆(6)滑动连接，所述传动机构直接或间接连接支撑杆(3)和底板(1)，所述复位机构电连接所述控制机构并可作用于所述传动机构上；所述传动机构包括第一齿轮(8)、第二齿轮(9)和齿条(12)，所述第一齿轮(8)固定连接于一转动块(7)的一侧，转动块(7)转动安装于底板(1)上，转动块(7)固定连接于支撑杆(3)，第二齿轮(9)转动安装于底板(1)上且与所述第一齿轮(8)相啮合，齿条(12)滑动安装于底板(1)上，且与所述第二齿轮(9)啮合；所述复位机构包括伺服电机(17)、螺杆(15)和推动块(14)，伺服电机(17)安装于底板(1)上，伺服电机(17)的输出轴连接螺杆(15)，螺杆(15)与推动块(14)螺纹连接，齿条(12)上与齿面相对的一侧固定有用于与推动块(14)接触的移动块(11)；所述控制机构包括第一控制机构和第二控制机构，第一控制机构包括第一导电块(19)、第二导电块(18)、第一控制器(22)和压力传感器(24)，所述第一导电块(19)安装于底板(1)上且处于移动块(11)的移动路径的末端，所述第二导电块(18)安装于移动块(11)上且位于可接触第一导电块(19)的一侧，所述压力传感器(24)安装于底板上，且处于推动块(14)的移动路径上的远离第一导电块(19)的末端，所述第一导电块(19)电连接第一控制器(22)，第一控制器(22)电连接压力传感器(24)，压力传感器(24)电连接第二导电块(18)，第一导电块(19)和第二导电块(18)接触时，第一控制器(22)启动并控制伺服电机(17)反转；

第二控制机构包括第二控制器(23)、发射器(20)和接收器(21)，第二控制器(23)电连接发射器(20)和接收器(21)，所述发射器(20)和接收器(21)安装于底板(1)上，且处于第一导电块(19)和第二导电块(18)相接触的位置的两侧，第一导电块(19)和第二导电块(18)断开时，发射器(20)和接收器(21)连通，第二控制器(23)启动并控制伺服电机(17)正转。

2.根据权利要求1所述的一种能自动复位的跨栏运动用栏架，其特征在于，所述底板(1)上开设有限位槽，推动块(14)上设置有限位块，限位块位于限位槽内且限位块与限位槽滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种能自动复位的跨栏运动用栏架，其特征在于，两个支撑杆(3)的顶部均开设有支撑槽(25)，两个滑杆(4)分别与两个支撑槽(25)的侧壁滑动连接；两个支撑杆(3)的顶部均固定安装有固定块(28)，两个滑杆(4)均位于两个固定块(28)之间，两个固定块(28)上均螺纹安装有螺栓(29)，两个螺栓(29)相互靠近的一端分别与两个滑杆(4)相接触。

4.根据权利要求1所述的一种能自动复位的跨栏运动用栏架，其特征在于，两个滑杆(4)上均连接有指针(27)，两个支撑杆(3)的外侧均焊接有刻度尺(26)，两个指针(27)分别与两个刻度尺(26)相配合。

5.根据权利要求1所述的一种能自动复位的跨栏运动用栏架，其特征在于，两个底板(1)相互靠近的一侧分别连接有第一连接板(30)和第二连接板(31)，第二连接板(31)靠近第一连接板(30)的一侧固定安装有矩形板(32)，第一连接板(30)的一侧开设有矩形槽(33)，矩形板(32)与矩形槽(33)的侧壁滑动连接，矩形板(32)的顶部开设有多个卡槽(34)，第一连接板(30)的顶部固定安装有顶块(35)，顶块(35)上滑动安装有卡杆(36)，卡杆(36)与对应的卡槽(34)相卡装，卡杆(36)的顶部固定安装有拉环，拉环的底部固定安装有两个承载块，两个承载块相互靠近的一侧均连接有挤压块，顶块(35)的两侧均开设有弹簧槽，每个弹簧槽的顶部内壁上均连接有弹簧的一端，每个弹簧的另一端分别与每个挤压块的顶部相连接。

6.根据权利要求1所述的一种能自动复位的跨栏运动用栏架，其特征在于，所述第一横杆(5)的一侧固定安装有导向杆，第二横杆(6)的一侧开设有导向槽，导向杆与导向槽的侧壁滑动连接。

7.一种能自动复位的跨栏运动用栏架的使用方法，采用如权利要求1所述的一种能自动复位的跨栏运动用栏架，传动机构包括第一齿轮(8)、第二齿轮(9)和齿条(12)，第一齿轮(8)固定连接于一转动块(7)的一侧，转动块(7)转动安装于底板(1)上，转动块(7)固定连接于支撑杆(3)，第二齿轮(9)转动安装于底板(1)上且与第一齿轮(8)相啮合，齿条(12)滑动安装于底板(1)上，且与第二齿轮(9)啮合；复位机构包括伺服电机(17)、螺杆(15)和推动块(14)，伺服电机(17)安装于底板(1)上，伺服电机(17)的输出轴连接螺杆(15)，螺杆(15)与推动块(14)螺纹连接，齿条(12)上与齿面相对的一侧固定有用于与推动块(14)接触的移动块(11)，其特征在于，使用时，

当第一横杆(5)和第二横杆(6)倾倒时，滑杆(4)带动支撑杆(3)倾倒，支撑杆(3)带动转动块(7)转动，转动块(7)带动第一齿轮(8)转动，第一齿轮(8)带动第二齿轮(9)转动，第二齿轮(9)带动齿条(12)滑动，齿条(12)带动移动块(11)进行移动，移动块(11)触发控制机构，控制机构控制伺服电机(17)正转，伺服电机(17)带动螺杆(15)转动，使推动块(14)向靠近移动块(11)的方向移动，推动块(14)推动移动块(11)逐渐回到原位，即带动齿条(12)回至原位，齿条(12)通过第二齿轮(9)和第一齿轮(8)的作用，带动支撑杆(3)回至原位，从而使第一横杆(5)和第二横杆(6)复位；

移动块(11)回到原位时触发控制机构，控制机构控制伺服电机(17)反转，使推动块(14)反向运动，直到推动块(14)触发控制机构，控制机构控制伺服电机(17)关闭。

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