CN111729275B - 一种多参数连续可调式脚靶训练系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多参数连续可调式脚靶训练系统，包括：底板、立柱，其特征在于还包括变接触刚度靶叶、弹性连接板和刚度调整滑板，解决目前训练脚靶设施中存在的可调整参数不足、调整方式单一，无法满足训练过程中的训练指标量化需求和动态调控、连续调控和自动调需求的问题。可通过力矩电机调整变接触刚度靶叶中内部弹性网板的张紧程度，以调整靶叶的刚度；同时，通过水平电动缸改变弹性连接板的有效长度，以调整靶叶的回弹刚度；在海绵挡板中安装的加速度传感器，可以用矢量合成的方法获取各点的加速度，获取训练数据，同时为脚靶参数的自动调节提供闭环传感信号。
Description
技术领域
本发明属于运动训练产品领域，具体涉及一种多参数连续可调式脚靶训练系统。
背景技术
在武术及其相关的体育运动项目中，参与者在训练时，一般借助于手靶、脚靶或沙袋等训练辅具进行击打或踢打训练。而脚靶是其中一种常用的训练装备。现有的脚靶训练装备包括手持式和台架式两类，手持式由陪练人员用手握持，台架式则是将脚靶叶片固定在台架上，无需训练人员握持，二者皆由训练人员根据具体情况调节位置，脚靶的功能则主要体现在减少训练人员受到的冲击力、形成合理的运动员与器械间的人机作用力并且保证合理的位置。已公布的专利中披露了脚靶叶片的结构，包括内部弹性网、中空的缓冲结构、外部多层包裹物等部分的设计，以及手持式结构中的人机连接、缓冲方式以及外形构成方式，台架式的台架构造方式、脚靶叶片在其上的位置调整方式以及连接与安装方式，已公布技术方案中涉及到的调整大部分为手动调整，有个别的机械式连续调整，且可调参数单一，只能调整高度参数，无法根据需求进行自动的程控连续调整或者远程操作，限制了这类训练机械的自动化和信息化发展。
发明内容
为了解决目前训练脚靶设施中存在的可调整参数不足、调整方式单一，无法满足训练过程中的训练指标量化需求和动态、连续和自动调控需求的问题，提出了一种多参数连续可调式脚靶训练系统，由底板、立柱、变接触刚度靶叶、弹性连接板和刚度调整滑板构成。可通过力矩电机调整变接触刚度靶叶中内部弹性网板的张紧程度，以调整靶叶的刚度；同时，通过水平电动缸改变弹性连接板的有效长度，以调整靶叶的回弹刚度；在海绵挡板中安装的加速度传感器，可以用矢量合成的方法获取各点的加速度，获取训练数据，同时为脚靶参数的自动调节提供闭环传感信号。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一种多参数连续可调式脚靶训练系统，包括：底板、立柱，变接触刚度靶叶、弹性连接板和刚度调整滑板，利用靶叶中的张紧装置改变内部弹性网的张紧力，以改变人机交互过程中靶叶的接触刚度，以适应不同训练者的肢体刚度；控制水平布置的电动缸，带动刚度调整滑板运动，以改变弹性连接板的支撑条件，以改变靶叶的支撑刚度，以实现靶叶回复刚度的连续可调，其中：所述底板为一金属平板，中心位置安装有所述立柱；所述立柱主体为一矩形截面的立板，在所述立板的窄边上安装有两个圆柱导轨，两个所述圆柱导轨上分别安装有第一滑块和第二滑块，所述立柱远离所述底板的一侧布置有一顶端安装块，所述顶端安装块上布置有一力矩电机，电机上安装有端部带安装孔的拉线转杆，在所述顶端安装块上与拉线转杆端部安装孔对应位置布置有带套管安装孔的套管挡块；所述拉线转杆和套管挡块与所述变接触刚度靶叶通过套索连接；所述变接触刚度靶叶由两个能调整自身表面接触刚度的网板总成安装在中空安装架上，外部布置两片相同结构的填充物包裹材料形成的海绵挡板，最外层套有织物保护套；所述网板总成由外框架和内部弹性网板通过张紧绳索连接，所述张紧绳索的端部与张紧连块连接；所述中空安装架中心布置有安装架通孔，端面上布置安装架沉槽，一端布置有连接法兰盘；所述法兰盘中心布置有套管安装孔，通过所述套索与张紧拉块连接，所述张紧拉块与两个所述网板总成上的张紧连块连接；所述海绵挡板上布置有一与所述外轮廓形状一致的挡板安装槽，在所述挡板安装槽底部均匀分布有不在一条直线上的三个传感器安装槽，所述传感器安装槽中分别安装有加速度传感器；所述保护套布置在所述靶叶的最外层，开口端布置有带魔术贴的绑带；所述靶叶通过所述法兰盘与所述弹性连接板的第一端连接；所述弹性连接板是一矩形弹性板，两端布置有连接法兰；所述弹性连接板的第二端与所述第一滑块连接，所述第一滑块和第二滑块通过两个滑块连接板连接，每个所述滑块连接板上沿水平方向布置有两个水平导向滑块；所述第二滑块上安装有电动缸连接块，所述电动缸连接块通过垂直电缸与所述顶端安装块连接；在水平方向上，所述电动缸连接块通过水平电动缸与滑板连接块连接；所述滑板连接块上与所述水平电动缸垂直的两个侧面分别安装有结构相同的第一水平挡板和第二水平挡板；所述第一水平挡板是在矩形板上沿水平方向布置两个水平圆柱导轨，且自由端布置一滑台；所述水平圆柱导轨安装在所述水平导向滑块内；所述滑台的表面与所述弹性连接板表面接触或有一小间隙，所述间隙值小于所述连接板的最大变形量。
工作时，底板与地面稳定安装，首先根据训练人身高和训练科目外部输入电信号控制垂直电缸，调到理想的高度，再根据训练者年龄，身体强度等因素判断出训练者适合的人机交互刚度，用力矩电机调整张力以改变人机交互刚度，最后根据训练者的训练强度要求，调整第一水平挡板和第二水平挡板上的滑台与连接板的相对位置，改变支撑条件，以实现靶叶回复刚度的调整。采用加速度传感器可避免传统采用力传感器工作时传感器受到的强外部载荷，提升使用效果。
附图说明
图1是本发明一种多参数连续可调式脚靶训练系统的结构示意图。
图2是本发明一种多参数连续可调式脚靶训练系统各零件与安装关系的示意图。
图3是本发明一种多参数连续可调式脚靶训练系统中变接触刚度靶叶的结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2和图3，本发明一种多参数连续可调式脚靶训练系统是由底板1、立柱2，其特征在于还包括变接触刚度靶叶3、弹性连接板4和刚度调整滑板5构成，其中：
所述底板1为一金属平板，中心位置安装有所述立柱2；所述立柱2主体为一矩形截面的立板21，在所述立板21的窄边上安装有两个圆柱导轨22，两个所述圆柱导轨22上分别安装有第一滑块231和第二滑块232，所述立柱2远离所述底板1的一侧布置有一顶端安装块24，所述顶端安装块24上布置有一力矩电机241，电机上安装有端部带安装孔的拉线转杆242，在所述顶端安装块24上与拉线转杆242端部安装孔对应位置布置有带套管安装孔的套管挡块243；所述拉线转杆242和套管挡块243与所述变接触刚度靶叶3通过套索25连接；所述变接触刚度靶叶3由两个能调整自身表面接触刚度的网板总成31安装在中空安装架32上，外部布置两片相同结构的填充物包裹材料形成的海绵挡板33，最外层套有织物保护套34；所述网板总成31由外框架311和内部弹性网板312通过张紧绳索313连接，所述张紧绳索313的端部与张紧连块314连接；所述中空安装架32中心布置有安装架通孔321，端面上布置安装架沉槽322，一端布置有连接法兰盘323；所述法兰盘323中心布置有套管安装孔，通过所述套索25与张紧拉块324连接，所述张紧拉块324与两个所述网板总成31上的张紧连块314连接；所述海绵挡板33上布置有一与所述31外轮廓形状一致的挡板安装槽331，在所述挡板安装槽331底部均匀分布有不在一条直线上的三个传感器安装槽332，所述传感器安装槽332中分别安装有加速度传感器35；所述保护套34布置在所述靶叶3的最外层，开口端布置有带魔术贴的绑带341；所述靶叶3通过所述法兰盘323与所述弹性连接板4的第一端连接；所述弹性连接板4是一矩形弹性板，两端布置有连接法兰；所述弹性连接板4的第二端与所述第一滑块231连接，所述第一滑块231和第二滑块232通过两个滑块连接板511连接，每个所述滑块连接板511上沿水平方向布置有两个水平导向滑块512；所述第二滑块232上安装有电动缸连接块513，所述电动缸连接块513通过垂直电缸514与所述顶端安装块24连接；在水平方向上，所述电动缸连接块513通过水平电动缸521与滑板连接块522连接；所述滑板连接块522上与所述水平电动缸521垂直的两个侧面分别安装有结构相同的第一水平挡板53和第二水平挡板54；所述第一水平挡板是在矩形板上沿水平方向布置两个水平圆柱导轨531，且自由端布置一滑台532；所述水平圆柱导轨531安装在所述水平导向滑块512内；所述滑台512的表面与所述弹性连接板4表面接触或有一小间隙，所述间隙值小于所述连接板4的最大变形量。
工作时，底板1与地面稳定安装，首先根据训练人身高和训练科目外部输入电信号控制垂直电缸514，调到理想的高度，再根据训练者年龄，身体强度等因素判断出训练者适合的人机交互刚度，用力矩电机241调整张力以改变人机交互刚度，最后根据训练者的训练强度要求，调整第一水平挡板53和第二水平挡板54上的滑台532与连接板4的相对位置，改变支撑条件，以实现靶叶回复刚度的调整。采用加速度传感器可避免传统采用力传感器工作时传感器受到的强外部载荷，提升使用效果。
Claims (1)
1.一种多参数连续可调式脚靶训练系统，包括：底板(1)、立柱(2)，其特征在于还包括变接触刚度靶叶(3)、弹性连接板(4)和刚度调整滑板(5)，其中：
所述底板(1)为一金属平板，中心位置安装有所述立柱(2)；所述立柱(2)主体为一矩形截面的立板(21)，在所述立板(21)的窄边上安装有两个圆柱导轨(22)，两个所述圆柱导轨(22)上分别安装有第一滑块(231)和第二滑块(232)，所述立柱(2)远离所述底板(1)的一侧布置有一顶端安装块(24)，所述顶端安装块(24)上布置有一力矩电机(241)，电机上安装有端部带安装孔的拉线转杆(242)，在所述顶端安装块(24)上与拉线转杆(242)端部安装孔对应位置布置有带套管安装孔的套管挡块(243)；所述拉线转杆(242)和套管挡块(243)与所述变接触刚度靶叶(3)通过套索(25)连接；所述变接触刚度靶叶(3)由两个能调整自身表面接触刚度的网板总成(31)安装在中空安装架(32)上，外部布置两片相同结构的填充物包裹材料形成的海绵挡板(33)，最外层套有织物保护套(34)；所述网板总成(31)由外框架(311)和内部弹性网板(312)通过张紧绳索(313)连接，所述张紧绳索(313)的端部与张紧连块(314)连接；所述中空安装架(32)中心布置有安装架通孔(321)，两端面上分别布置安装架沉槽(322)，一端布置有连接法兰盘(323)；所述法兰盘(323)中心布置有套管安装孔，通过所述套索(25)与张紧拉块(324)连接，所述张紧拉块(324)与两个所述网板总成(31)上的张紧连块(314)连接；所述海绵挡板(33)上布置有一与所述网板总成(31)外轮廓形状一致的挡板安装槽(331)，在所述挡板安装槽(331)底部均匀分布有不在一条直线上的三个传感器安装槽(332)，所述传感器安装槽(332)中分别安装有加速度传感器(35)；所述保护套(34)布置在所述靶叶(3)的最外层，开口端布置有带魔术贴的绑带(341)；所述靶叶(3)通过所述法兰盘(323)与所述弹性连接板(4)的第一端连接；所述弹性连接板(4)是一矩形弹性板，两端布置有连接法兰；所述弹性连接板(4)的第二端与所述第一滑块(231)连接，所述第一滑块(231)和第二滑块(232)通过两个滑块连接板(511)连接，每个所述滑块连接板(511)上沿水平方向布置有两个水平导向滑块(512)；所述第二滑块(232)上安装有电动缸连接块(513)，所述电动缸连接块(513)通过垂直电缸(514)与所述顶端安装块(24)连接；在水平方向上，所述电动缸连接块(513)通过水平电动缸(521)与滑板连接块(522)连接；所述滑板连接块(522)上与所述水平电动缸(521)垂直的两个侧面分别安装有结构相同的第一水平挡板(53)和第二水平挡板(54)；所述第一水平挡板上在矩形板上沿水平方向布置两个水平圆柱导轨(531)，且自由端布置一滑台(532)；所述水平圆柱导轨(531)安装在所述水平导向滑块(512)内；所述滑台(532)的表面与所述弹性连接板(4)表面接触或有一小间隙，所述间隙值小于所述连接板(4)的最大变形量。
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