CN111467776A - 一种用于肌肉训练的防损伤体育器械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于肌肉训练的防损伤体育器械，属于体育器械技术领域。包括设有杠铃模拟机构，杠铃模拟机构包括推杆，推杆的上方设有气体存储装置，气体存储装置内壁密封连接有第一活塞，第一活塞与推杆连接；气体供应装置与气体存储装置的连接管上设有第一电磁阀，气体存储装置和气体缓存箱的连接管上设有第二电磁阀，气体存储装置内还设有压力传感器，气体存储装置上还通过快速泄压阀与气体缓存箱连接；第一电磁阀、第二电磁阀、压力传感器以及快速泄压阀均与控制器电连接。本发明的防损伤体育器械能提醒处于疲劳状态的训练者休息，通过杠铃模拟机构替代传统的杠铃，避免训练过程中因杠铃失控造成的损伤。

Description

一种用于肌肉训练的防损伤体育器械

技术领域

本发明涉及体育器械技术领域，具体涉及一种用于肌肉训练的防损伤体育器械。

背景技术

众所周知，深蹲是练大腿肌肉的王牌动作。而深蹲恰好是最需要大肺活量和强健心脏的动作，在力量练习中，深蹲是个复合的、全身性的练习动作，它可以训练到大腿、臀部、大腿后肌，同时可以增强骨头、韧带和横贯下半身的肌腱。深蹲被认为是增长腿部和臀部力量和围度，以及发展核心力量必不可少的练习。

负重深蹲是比较常见的深蹲训练之一，主要体现形式是通过负重进行深蹲运动，比较常见的负重工具有哑铃、杠铃等。这样的训练形式在健身房里并不少见，负重深蹲，因为有负重，损伤风险更大一些，因此需要在现有训练器械的基础上做更有效的防损伤设计。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种用于肌肉训练的防损伤体育器械。

本发明提供了一种用于肌肉训练的防损伤体育器械，包括支撑架，所述支撑架上设有杠铃模拟机构，所述杠铃模拟机构包括能沿支撑架高度方向滑动的推杆，所述推杆的上方设有气体存储装置，所述气体存储装置内壁密封连接有第一活塞，所述第一活塞与推杆连接；气体存储装置与支撑架连接；

所述气体存储装置还分别连接有气体供应装置和气体缓存箱，所述气体供应装置与气体存储装置的连接管上设有第一电磁阀，气体存储装置和气体缓存箱的连接管上设有第二电磁阀，所述气体存储装置内还设有压力传感器，所述气体存储装置上还通过快速泄压阀与气体缓存箱连接；所述第一电磁阀、第二电磁阀、压力传感器以及快速泄压阀均与控制器电连接。

较佳地，推杆的下方设有防止推杆跌落的应急支撑装置，所述应急支撑装置为电动伸缩杆，电动伸缩杆的顶端设有用于卡接推杆的弧形卡件，所述电动伸缩杆与控制器电连接。

较佳地，支撑架上设有用于检测推杆速度的速度传感器，所述速度传感器和控制器电连接，所述控制器还电连接有语音提示器。

较佳地，支撑架上设有用于检测推杆速度的速度传感器，支撑架上设置距离感应器，所述距离感应器和速度传感器均与控制器电连接，所述控制器还电连接有语音提示器。

较佳地，气体缓存箱包括第一气体缓存箱和第二气体缓存箱，所述第一气体缓存箱和气体存储装置采用相同规格的箱体，且第一气体缓存箱内也设有能够移动的第二活塞，第一气体缓存箱内的第二活塞与气体存储装置内的第一活塞通过驱动机构驱动能够同步反向运动，所述气体存储装置上的快速泄压阀与第二气体缓存箱连接。

较佳地，第一气体缓存箱和气体存储装置前后平行设置，且位于同一高度，所述第一活塞和第二活塞均包括活塞头和活塞杆，所述第一活塞的活塞头位于气体存储装置内，所述第二活塞的活塞头位于第一气体缓存箱内，第一活塞的活塞杆和第二活塞的活塞杆均沿竖直方向设置，且两个活塞杆上均设有齿条，所述第一活塞的活塞杆和第二活塞的活塞杆之间设有齿轮，所述齿轮与齿条啮合，所述第一活塞的活塞杆的底部与推杆连接，第一气体缓存箱与支撑架连接，齿轮通过连接件与支撑架连接。

较佳地，推杆与人体肩部和背部接触部分均设有海绵包覆层。

较佳地，第一气体缓存箱和气体存储装置的底端还设有用于阻止第一活塞和第二活塞滑脱的限位件

较佳地，气体缓存箱还通过气体循环泵与气体供应装置连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的防损伤体育器械通过杠铃模拟机构模拟杠铃，并非采用真实的杠铃，一方面能够实现和杠铃训练相同的训练效果，另一方面的目的在于能够预防操作不当造成的损伤；本发明通过将推杆和第一活塞连接，第一活塞设在气体存储装置内，当训练者向上推动推杆时，推杆会推动第一活塞上移，当训练者因为力气不足上举失败时，由于推杆重量较小，即便推杆下滑也不会对训练者造成损伤；

本发明的气体供应装置用于给气体存储装置充气，使得气体存储装置内具有一定的压力，训练者想要上举推杆需要克服气体存储装置的气体压力，因此具有气压的气体存储装置相当与负载，且气压的大小可调，满足不同训练者的训练需求；

本发明的压力传感器用于检测气体存储装置内的压力值，当气体存储装置内的压力值达到设定压力时，第一电磁阀关闭，然后训练者进行上举动作，当训练者上举时由于活塞上移，气体存储装置体积减小，气体存储装置内部压力增大，则控制器启动第二电磁阀，使得气体存储装置内的气体缓慢进入气体缓存箱，且通过第二电磁阀的启闭维持气体存储装置内的压力恒定；

当训练者由于体力不支或者操作不当，无法在到达目标位置时松开推杆，则推杆在重力作用下下移，气体存储装置体积增大，压力传感器检测到压力减小，控制器关闭第二电磁阀气压仍下降，则快速泄压阀启动，快速排气，于此同时应急支撑装置启动快速对推杆进行支撑，避免推杆下滑伤害人体。

本发明还通过设计第一气体缓存箱使得气体存储装置在第一活塞上移过程中的体积减小量等于第一气体缓存箱的体积增大量，进一步确保气体存储装置内压力恒定，且当出现气压降低时可以更加迅速的判断为意外情况发生，立即启动应急支撑装置，避免对训练者造成任何损伤。

本发明还可以通过测推杆速度的速度传感器，通过速度传感器来衡量训练者是否到达疲劳状态，当速度传感器检测到推杆上举速度低于设定值时，控制器启动语音提示器发出提醒休息的语音，避免过度的肌肉训练引起的损伤。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明第一气体缓存箱和第二气体缓存箱的连接结构示意图。

附图标记说明：

1.支撑架，2.杠铃模拟机构，3.推杆，4.气体存储装置，5.第一活塞，6.气体供应装置，7.气体缓存箱，8.第一气体缓存箱，9.第二气体缓存箱，10.第二活塞，11.快速泄压阀，12.活塞头，13.活塞杆，14.齿条，15.齿轮，16.连接板。

具体实施方式

下面结合附图1-2，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。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的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。

本发明提供的一种用于肌肉训练的防损伤体育器械，包括支撑架1，所述支撑架1上设有杠铃模拟机构2，所述杠铃模拟机构2包括能沿支撑架1高度方向滑动的推杆3，所述推杆3的上方设有气体存储装置4，所述气体存储装置4内壁密封连接有第一活塞5，所述第一活塞5与推杆3连接；气体存储装置4与支撑架1连接；

所述气体存储装置4还分别连接有气体供应装置6和气体缓存箱7，所述气体供应装置6与气体存储装置4的连接管上设有第一电磁阀，气体存储装置4和气体缓存箱7的连接管上设有第二电磁阀，所述气体存储装置4内还设有压力传感器，所述气体存储装置4上还通过快速泄压阀11与气体缓存箱7连接；所述第一电磁阀、第二电磁阀、压力传感器以及快速泄压阀均与控制器电连接。

本实施例的杠铃模拟机构2与现有技术传统的杠铃相比，由气压产生压力来模拟杠铃的重量，实现负重训练的效果，在安全防护方面更加安全，能有效避免因杠铃失控砸伤训练者的情况。

本实施例的杠铃模拟机构2采用在气体存储装置4内壁密封连接第一活塞5，通过控制气体存储装置4内的压力，实现控制负重的目的，而在训练过程中第一活塞5会随推杆3发生上下位移变化，从而导致气体存储装置4内气压变化，为了使得气体存储装置4内其他均衡，因此在气体供应装置6与气体存储装置4的连接管上设有第一电磁阀，气体存储装置4和气体缓存箱7的连接管上设有第二电磁阀，所述气体存储装置4内还设有压力传感器，所述气体存储装置4上还通过快速泄压阀11与气体缓存箱7连接；所述第一电磁阀、第二电磁阀、压力传感器以及快速泄压阀均与控制器电连接；

压力控制的工作原理如下：压力传感器用于检测气体存储装置4的内部压力，首先第一电磁阀打开，气体供应装置6向气体存储装置4输送气体，当压力传感器检测到气体存储装置4内的压力值到达设定压力后，关闭第一电磁阀；开始训练，当第一活塞5会随推杆3向上移动时，压力传感器检测到气体存储装置4内增大，并将压力信号传递给控制器，控制器控制第二电磁阀打开，气体进入气体缓存箱7，使得气体存储装置4维持相对稳定的气压。当训练者由于疲乏或操作不当使得推杆3失控，由于推杆3重量较轻，不会对训练者造成较大损伤。

为了进一步提高训练装置的安全防护性，在推杆3的下方设有防止推杆3跌落的应急支撑装置，所述应急支撑装置为电动伸缩杆，电动伸缩杆的顶端设有用于卡接推杆3的弧形卡件，所述电动伸缩杆与控制器电连接。当出现推杆3失控时，推杆3快速下移，第一活塞5也随之快速下移，使得气体存储装置4内体积快速增大，气压迅速降低，当压力传感器检测到的压力信号传递给控制器后，控制器检测到压力下降信号，控制器启动电动伸缩杆向上伸长，并通过顶端的弧形卡件的弧形口接住推杆3，对推杆3进行支撑，避免推杆3继续降低，损伤训练者。

其中，支撑架1上设有用于检测推杆3速度的速度传感器，支撑架1上设置距离感应器，所述距离感应器和速度传感器均与控制器电连接，所述控制器还电连接有语音提示器。距离感应器设在支撑架1上，且位于推杆3最低位置的下方，通过距离感应器检测到的距离信号持续增加判断推杆3处于上升阶段，通过距离感应器检测到的距离信号持续减小判断推杆3处于下降阶段；速度传感器用于检测推杆3上升或下降速度；提前在控制器内预设推杆3上升速度的最小值，当距离感应器检测推杆处于上升状态，速度传感器检测到的速度小于设定的上升速度最小值时，说明训练者已经处于疲劳状态，语音提示器提醒训练者进行休息，避免过度劳累造成的训练损伤；同样，也可以在控制器内设置推杆3下降速度的最大值，当距离感应器检测推杆3处于下降状态，且速度传感器检测到的速度大于预设的下降速度最大值，控制器控制电动伸缩杆启动对推杆3进行支撑，提高安全防护效果。

其中，气体缓存箱7包括第一气体缓存箱8和第二气体缓存箱9，所述第一气体缓存箱8和气体存储装置4采用相同规格的箱体，且第一气体缓存箱8内也设有能够移动的第二活塞10，第一气体缓存箱8内的第二活塞与气体存储装置4内的第一活塞5通过驱动机构驱动能够同步反向运动，所述气体存储装置4上的快速泄压阀11与第二气体缓存箱9连接。

由于第一活塞5上移造成气体存储装置4体积减小，因此设置同规格的第一气体缓存箱8，同时由于第一气体缓存箱8内的第二活塞与气体存储装置4内的第一活塞5通过驱动机构驱动能够同步反向运动，故气体存储装置4减小的体积等于第一气体缓存箱8增大的体积，可以实现即便第一活塞5发生位置变化也能很好的实现气体存储装置4压力稳定目的，压力传感器进一步检测压力实现精准控压的目的。

其中，第一气体缓存箱8和气体存储装置4前后平行设置，且位于同一高度，所述第一活塞5和第二活塞均包括活塞头12和活塞杆13，所述第一活塞5的活塞头12位于气体存储装置4内，所述第二活塞的活塞头12位于第一气体缓存箱8内，第一活塞5的活塞杆13和第二活塞的活塞杆13均沿竖直方向设置，且两个活塞杆13上均设有齿条14，所述第一活塞5的活塞杆13和第二活塞的活塞杆13之间设有齿轮15，所述齿轮15与齿条14啮合，所述第一活塞5的活塞杆13的底部与推杆3连接，第一气体缓存箱8与支撑架1连接，齿轮15通过连接件与支撑架1连接。

目的在于实现第一活塞5的活塞杆13和第二活塞的活塞杆13反向运动，且沿高度方向的位移变化相等，且两个活塞杆13由同一动力驱动，降低能耗。

为了提高推杆3与人体接触部分的舒适性，所述推杆3与人体肩部和背部接触部分均设有海绵包覆层。

为了避免活塞头从第一气体缓存箱8和气体存储装置4内滑脱，所述第一气体缓存箱8和气体存储装置4的底端还设有用于阻止第一活塞5和第二活塞滑脱的限位件。

其中，气体缓存箱7还通过气体循环泵与气体供应装置6连接。目的在于实现气体循环利用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于肌肉训练的防损伤体育器械，其特征在于，包括支撑架(1)，所述支撑架(1)上设有杠铃模拟机构(2)，所述杠铃模拟机构(2)包括能沿支撑架(1)高度方向滑动的推杆(3)，所述推杆(3)的上方设有气体存储装置(4)，所述气体存储装置(4)内壁密封连接有第一活塞(5)，所述第一活塞(5)与推杆(3)连接，气体存储装置(4)与支撑架(1)连接；

所述气体存储装置(4)还分别连接有气体供应装置(6)和气体缓存箱(7)，所述气体供应装置(6)与气体存储装置(4)的连接管上设有第一电磁阀，气体存储装置(4)和气体缓存箱(7)的连接管上设有第二电磁阀，所述气体存储装置(4)内还设有压力传感器，所述气体存储装置(4)上还通过快速泄压阀(11)与气体缓存箱(7)连接；所述第一电磁阀、第二电磁阀、压力传感器以及快速泄压阀均与控制器电连接。

2.如权利要求1所述的用于肌肉训练的防损伤体育器械，其特征在于，所述推杆(3)的下方设有防止推杆(3)跌落的应急支撑装置，所述应急支撑装置为电动伸缩杆，电动伸缩杆的顶端设有用于卡接推杆(3)的弧形卡件，所述电动伸缩杆与控制器电连接。

3.如权利要求1所述的用于肌肉训练的防损伤体育器械，其特征在于，所述支撑架(1)上设有用于检测推杆(3)速度的速度传感器，支撑架(1)上设置距离感应器，所述距离感应器和速度传感器均与控制器电连接，所述控制器还电连接有语音提示器。

4.如权利要求1所述的用于肌肉训练的防损伤体育器械，其特征在于，所述气体缓存箱(7)包括第一气体缓存箱(8)和第二气体缓存箱(9)，所述第一气体缓存箱(8)和气体存储装置(4)采用相同规格的箱体，且第一气体缓存箱(8)内也设有能够移动的第二活塞(10)，第一气体缓存箱(8)内的第二活塞与气体存储装置(4)内的第一活塞(5)通过驱动机构驱动能够同步反向运动，所述气体存储装置(4)上的快速泄压阀(11)与第二气体缓存箱(9)连接。

5.如权利要求4所述的用于肌肉训练的防损伤体育器械，其特征在于，所述第一气体缓存箱(8)和气体存储装置(4)前后平行设置，且位于同一高度，所述第一活塞(5)和第二活塞均包括活塞头(12)和活塞杆(13)，所述第一活塞(5)的活塞头(12)位于气体存储装置(4)内，所述第二活塞的活塞头(12)位于第一气体缓存箱(8)内，第一活塞(5)的活塞杆(13)和第二活塞的活塞杆(13)均沿竖直方向设置，且两个活塞杆(13)上均设有齿条(14)，所述第一活塞(5)的活塞杆(13)和第二活塞的活塞杆(13)之间设有齿轮(15)，所述齿轮(15)与齿条(14)啮合，所述第一活塞(5)的活塞杆(13)的底部与推杆(3)连接，第一气体缓存箱(8)与支撑架(1)连接，齿轮(15)通过连接件与支撑架(1)连接。

6.如权利要求1所述的用于肌肉训练的防损伤体育器械，其特征在于，所述推杆(3)与人体肩部和背部接触部分均设有海绵包覆层。

7.如权利要求1所述的用于肌肉训练的防损伤体育器械，其特征在于，所述第一气体缓存箱(8)和气体存储装置(4)的底端还设有用于阻止第一活塞(5)和第二活塞滑脱的限位件。

8.如权利要求1所述的用于肌肉训练的防损伤体育器械，其特征在于，所述气体缓存箱(7)还通过气体循环泵与气体供应装置(6)连接。

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