CN112933539A - 一种全民族体育运动用热身训练装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及体育运动器材技术领域，具体涉及一种全民族体育运动用热身训练装置，包括驱动装置、若干个热身训练架；热身训练架包括热身管、对称设置的两个手摇式升降机，升降机底端为输入端，并埋设在地底，升降机上丝杠具有滑动副，热身管两端与滑动副相连；两个升降机中，有一个升降机具有两个输入端，且其中一个输入端与另一个升降机输入端通过齿轮箱相连，且另一个输入端设有手动传动系统，滑动副底部设有第一测距传感器，驱动装置埋设在地下，并且其上方设有色标传感器，每个齿轮箱上均设有一个检测板；导向管上部设有扶手，扶手上设有停止、启动按钮，本发明可支持热身者在进行热身运动时动作更规范，同时支持热身运动种类较多。

Description

一种全民族体育运动用热身训练装置

技术领域

本发明涉及运动器材技术领域，具体涉及一种全民族体育运动用热身训练装置。

背景技术

一般体育运动前，必须要进行适当的热身训练，目的在于提高随后激烈运动的效率，激烈运动的安全性，同时满足人体在生理和心理上的需要。锻炼之前，人体的机能能力和工作效率不可能在一开始就达到最高水平，因而需要通过热身调整运动状态。

一般的热身运动都有压腿、扭头、手臂伸张等，特别是压腿热身运动一般具有一定要求，即支持物的高度、对于一些新手而言压腿时容易产生左右颤动和滑动等客观因素在内，因此一般的器材众口难调，且支持的热身运动范围窄。

根据上述问题，经检索：中国专利号：CN111054030A的一种体育运动员竞赛热身用压腿设备。要解决的技术问题：提供一种能够使身高不同的人进行压腿，更加方便，并且还能避免腿移动影响压腿的体育运动员竞赛热身用压腿设备。技术方案如下：一种体育运动员竞赛热身用压腿设备，包括有放置块、连接块、升降机构等；放置块底部前后左右两侧均设有连接块，连接块底部设有升降机构，放置块顶部左侧设有固定柱，固定柱顶部中间开有第一凹槽。本发明通过将脚放在放置块上，使得升降板与脚指接触，即可开始进行压腿，并且通过升降机构的作用，能使得身高不同的人进行压腿，更方便人们进行压腿，通过第二螺栓与第二螺纹孔的作用，能使得升降板被固定板，压腿效果更好。

上述技术方案的缺点在于：人工手动调节交叉臂进行调节高度，调节完毕后，还不能立刻就将其固定，必须测试下是否是自己能够接受的高度，最终通过繁琐的步骤将其固定好，才可以进行压腿热身，因此过程十分的繁琐；

另外对于一些身体整体较为僵硬的人而言，会产生左右偏移，上述技术方案中的放置槽较浅，而且是矩形槽，承托脚踝时，仅有极小部分能够被放置槽涵盖，因此难以起到支撑限位；

同时该技术方案中的压腿设备在使用的时候，根据对象不同，需要反复手动调节，增加时间，另外压腿热身运动包含两腿，因此需要一定时间完成，该单位时间内，设备被占用，其他人等待时间非常长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全民族体育运动用热身训练装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种全民族体育运动用热身训练装置，包括控制器、驱动装置、若干个热身训练架；

其中，所有热身训练架结构相同，并沿一直线等距布置；

所述热身训练架包括热身管、对称设置的两个手摇式升降机，手摇式升降机的底端为输入端，并且还埋设在地底，手摇式升降机中的丝杠位于地面上方，并且还固定套设有将丝杠笼罩在内的导向管；

热身管呈水平设置在两个导向管间，手摇式升降机上的丝杠具有与丝杠传动配合的滑动副，并且该丝杠为梯形丝杠，热身管的两端与两个滑动副相连；

两个导向管之间形成一个热身区；

两个手摇式升降机中，有一个手摇式升降机具有两个输入端，并且该手摇式升降机的一个输入端与另一个手摇式升降机的输入端之间通过齿轮箱相连，具有两个输入端的手摇式升降机的另一个输入端加装有手动传动系统，所述手动传动系统延伸至地面上方；

所述导向管内的下方区域固定设置有底板，所述滑动副始终处于底板的正上方，所述滑动副的底部设置有倒置的第一测距传感器，第一测距传感器与控制器电性连接；

所述驱动装置埋设在地下，驱动装置包括有横移滑轨、纵移滑轨，并且该两个滑轨均为电动滑轨，横移滑轨的输出方向与热身训练架排列方向一致，纵移滑轨设置在横移滑轨的行程滑块上，所述齿轮箱的输入端设置有传动盘，纵移滑轨的行程滑块上设置有插接机构，插接机构的旁侧还设置有伺服电机，所述伺服电机与控制器电性连接，插接机构与伺服电机主轴传动连接，所述插接机构用以和传动盘对接，并在伺服电机的驱动作用下、用以驱动传动盘自转，以间接带动齿轮箱工作；

所述插接机构的上方设置有色标传感器，所述色标传感器与控制器电性连接，每个所述齿轮箱的上方分别设有一个不同颜色的检测板；

所述导向管的上部设置有扶手，所述扶手上设置有停止按钮和启动按钮，所述停止按钮和启动按钮均与所述控制器电性连接，所述扶手上还设置有与控制器电性连接的微型显示屏。

进一步地，所述插接机构包括支撑座、花键轴、活动筒、第一齿轮组、插接盘，所述伺服电机固定设置在横移滑轨的一端，并且不伴随横移滑轨的行程滑块运动，所述花键轴与伺服电机的主轴相连，花键轴的轴线与横移滑轨的行程滑块运动方向一致，活动筒滑动套设在花键轴上，支撑座安装在纵移滑轨的行程滑块上，支撑座上开设有圆形槽，圆形槽内设置有能够绕圆形槽的轴线转动的导向环，导向环内设置有导向轴，所述导向轴能够沿导向环的轴线运动，插接盘固定套设在导向轴上，插接盘的外部套设有第一齿环，第一齿轮组位于第一齿环的上方，所述活动筒通过第一齿轮组与第一齿环传动连接，所述活动筒通过支架与支撑座连接，所述导向轴的一端与纵移滑轨的行程滑块固定连接，所述插接盘远离纵移滑轨的一端设置有插接结构，插接结构的旁侧设置有预对准结构，所述传动盘上开设有与插接结构插接配合的对接结构，所述传动盘上还设置有与预对准结构对应的对准孔；

所述插接盘朝向导向轴的一端设置有第二测距传感器，所述第二测距传感器与控制器电性连接，所述第二测距传感器的检测端正对预对准结构。

进一步地，所述插接结构包括多个绕插接盘的周向等夹角布置的插接柱所构成，所述对接结构由多个等夹角开设在传动盘上的插接孔所构成，当一个插接柱正对一个插接孔时，其他插接柱与其他插接孔分别能够一一对应；

所述插接盘远离纵移滑轨的一端设置有向外凸出的延伸部，所述延伸部与插接盘同轴，所述延伸部的外端开设有多个绕其周向等夹角布置的通孔，所述通孔沿插接盘的轴线依次贯穿延伸部和插接盘，每个所述通孔内分别设有一个环形片，所述预对准结构包括有若干个检测球头，所有所述检测球头分别设置在一个通孔内，并且还分别通过一个检测弹簧与环形片弹性连接，所述对准孔的数量为多个，并且所有对准孔能够与所有检测球头一一对应，所述检测球头能够进入对准孔内，所述第二测距传感器至少为两个，并且二者的检测端分别与两个环形片的内圈一一对应。

进一步地，所述伺服电机为变频伺服电机。

进一步地，所述热身管上设置有连接筒，所述连接筒处于热身管的一端，所述连接筒的外表面是圆柱面，并且连接筒的外表面至少有半圆的面积部分向连接筒的轴心凹陷，并形成导向槽，导向槽上设置有弧形板，所述弧形板能够绕连接筒的周向活动，弧形板的一端通过拉簧与导向槽的一端弹性连接，所述弧形板的另一端与导向槽的另一端能够卡接配合，所述弧形板远离拉簧的一端底部设有向外延伸的第一压筋板，第一压筋板与弧形板的外侧通过翻转轴铰接配合，所述翻转轴的一端设置有扭簧，并且第一压筋板的另一端为自由端，所述第一压筋板的两侧分别铰接有一个第二压筋板，两个第二压筋板的转动方向是相向或背向 ，两个第一压筋板和一个第一压筋板之间构成一个用以承托热身者脚踝的弧形拖板，所述弧形板的底部铰接有拉手，所述弧形板的下方对称设有两个收紧球头，两个所述收紧球头分别与两个第二压筋板一一对应。

进一步地，所述连接筒的一端开设有弧形槽，所述弧形槽与弧形板活动方向的曲率一致，所述弧形槽内设置有第一内螺纹孔，所述弧形板的外侧设置有固定块，所述固定块与弧形槽活动配合，所述固定块上开设有第二内螺纹孔，所述固定块的外侧设置有把手，所述把手一端与固定块连接，所述把手的另一端为自由端，所述把手与固定块相连接的一端固定设置有螺栓，所述螺栓的螺杆始终处于第二内螺纹孔内，所述螺栓的螺杆前端能够处于第一内螺纹孔内。

进一步地，所述连接筒的顶部设置有柔性垫块，所述热身管的中段处设置有两个能够沿热身管的轴线滑动的握筒，所述握筒外表面具有防滑套。

进一步地，所述手动传动系统包括有第二齿轮组、传动杆和旋动盘，所述传动杆呈竖直设置在手摇式升降机输入端的旁侧，并且该传动杆的顶端延伸至地面上方，所述传动杆的下端通过第二齿轮组与所述手摇式升降机输入端传动连接，所述旋动盘与传动杆的上端连接。

进一步地，所述扶手能够沿导向管的轴线活动，并且导向管的外部设置有限位块，所述限位块用以承托扶手，并限定扶手最低位置，所述滑动副上开设有用以避让限位块的通槽。

一种全民族体育运动用热身训练装置的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

步骤S1：外界触发启动按钮，启动按钮将电信号传递给控制器，控制器指示横移滑轨驱动插接机构移动至对应的热身区下方的齿轮箱输入端位置，并且通过插接机构与传动盘对接，并依靠伺服电机驱动下，以达到传动盘自转以驱使齿轮箱作业；

步骤S2：步骤S1中的伺服电机每次工作量由第一测距传感器检测反馈给控制器的信号值计算，计算过程是：第一测距传感器在滑动副的运动下，位置动态改变，即第一测距传感器与底板之前距离动态变化，第一测距传感器将检测结果传递给控制器，控制器内具有热身管最低位置的参数，根据这个参数，以及由第一测距传感器传输给控制器当前热身管的水平位置后，由这个两个参数计算出位置差，最终根据位置差驱使热身管下降至最低位置；

步骤S3：通过S2步骤，然后继续按压启动按钮，伺服电机开始正转，驱使热身管缓慢上升，以达到当前处于热身区的热身者的实际需要高度，并且伺服电机由热身者根据停止按钮触发停止；

步骤S4：事先将每个热身区位置的齿轮箱上的检测板的不同颜色录入控制器，以代表不同的热身区；步骤S1中外界触发启动按钮时，如果伺服电机以及插接机构正在与其他热身区位置的齿轮箱配合作业，由于色标传感器会将该齿轮箱上的检测板的颜色的检测的结果传递给控制器，控制器根据事先录入的信息计算，根据计算结果，发现伺服电机正在对其他热身区的齿轮箱配合作业，那么会对其他热身区的启动按钮的触发信号进行暂存，并纳入队列等待空闲时执行，同时将等待信号传递到相应的启动按钮处的微型显示屏上。

本发明的有益效果：其一：采用能够移动的插接机构，配合独立的伺服电机，可以使得插接机构与所有的传动盘均可逐一的传动连接，并且在传动配合之后，可脱离传动盘，以使得传动盘能够由手动传动系统驱动，这样热身者通过手动驱动，可以达到热身效果；

其二：采用伺服电机驱动插接盘转动，同时依靠周向布置的检测球头以及检测弹簧的反作用力弹入对准孔内，弹入过程中检测球头的位移量，被第二测距传感器抓取，并传递给控制器，控制器控制伺服电机暂时停止转动，随后指示纵移滑轨进一步驱动插接盘向传动盘靠近，使得插接柱插入插接孔内，达到对接；这样的好处在于，无论传动盘经过手动传动系统驱动后，转动到什么位置，插接盘始终都可以与其接触，并对接，达到手自一体的自由切换作用；

其三：热身管的可升降，使得热身管的高度变化后，可以支持不同的热身者做较多的热身动作，例如：压腿、引体向上、并拢站直双手后背合拢并分别抓住一个握筒往复平移达到扩胸和手臂的伸张热身、热身者整体绷直同时手握握筒，在握筒导向下，使得臂膀得以张开运动，对肩部有一定的热身作用、在热身管上加装伴有握手的弹性绳，热身者跨步，一手扶腰侧，一手手持握手，拉动弹性绳，做半幅的弧线运动，达到腰與侧部的热身运动；

其四：通过热身管的升降以及配套的握筒，在实现了不同热身运动的支持基础下，也确保了这些热身运动的动作更为规范；

其五：通过热身管的可升降，一般对于一些新人而言，或者身体较为僵硬的人而言，压筋动作时的抬腿可以在热身管处于最低位置的时候摆放上去，然后利用热身管的上升，达到抬腿目的，扶手确保热身者的平衡，停止按钮起到可以随时停止热身管上升动作；

其六；通过配套的第一压筋板、第二压筋板的设置，可以确保压筋的时候，脚踝处具有包覆力，防止一些压筋动作不娴熟的人，脚踝在热身管上左右颤动；

其七：通过伺服电机和可移动的插接机构，可实现不同热身区的热身管的升降，这样支持了更多热身区的建立，防止压筋热身运动由于器材临时被占用，导致长时间等待；

其八：由于热身训练架沿一字排开，汇总成一个总的热身区，这样的话，利于热身运动的人一起热身，并能够及时相互学习；

其九：通过热身管的可升降，可适应不同身高阶段的人群使用，适应性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明位于地面的立体结构示意图；

图2是图1中A处放大图；

图3是本发明的局部立体结构示意图一；

图4是图3中B处放大图；

图5是图3中C处放大图；

图6是本发明的局部立体结构示意图二；

图7是图6中D处放大图；

图8是图6中E处放大图；

图9是本发明的局部立体结构示意图三；

图10是图9中F处放大图；

图11是本发明中插接机构的立体剖面图；

图12是本发明中插接机构的平面示意图；

图13是本发明的局部立体结构示意图四；

图14是本发明中压筋热身运动状态的平面示意图；

图15是本发明中第一压筋板和第二压筋板的立体结构示意图；

图16是本发明的局部立体结构示意图五；

图17是图16中G处放大图；

图18是图16中H处放大图；

图19是本发明控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图19所示的一种全民族体育运动用热身训练装置，包括控制器、驱动装置、若干个热身训练架0；

其中，所有热身训练架0结构相同，并沿一直线等距布置；

所述热身训练架0包括热身管1、对称设置的两个手摇式升降机2，手摇式升降机2的底端为输入端，并且还埋设在地底，手摇式升降机2中的丝杠位于地面上方，并且还固定套设有将丝杠笼罩在内的导向管8；

热身管1呈水平设置在两个导向管8间，手摇式升降机2上的丝杠具有与丝杠传动配合的滑动副3，并且该丝杠为梯形丝杠5，热身管1的两端与两个滑动副3相连；手摇式升降机2可以采用SWL1T型，SWL1T型手摇式升降机2采用梯形丝杠5，丝杠长度可定制，梯形丝杠5具有自锁能力，

两个导向管8之间形成一个热身区14；

两个手摇式升降机2中，有一个手摇式升降机2具有两个输入端，并且该手摇式升降机2的一个输入端与另一个手摇式升降机2的输入端之间通过齿轮箱10相连，具有两个输入端的手摇式升降机2的另一个输入端加装有手动传动系统56，所述手动传动系统56延伸至地面上方；

所述导向管8内的下方区域固定设置有底板9，所述滑动副3始终处于底板9的正上方，所述滑动副3的底部设置有倒置的第一测距传感器4，第一测距传感器4与控制器电性连接；

所述驱动装置埋设在地下，驱动装置包括有横移滑轨6、纵移滑轨7，并且该两个滑轨均为电动滑轨，横移滑轨6的输出方向与热身训练架0排列方向一致，纵移滑轨7设置在横移滑轨6的行程滑块上，所述齿轮箱10的输入端设置有传动盘11，纵移滑轨7的行程滑块上设置有插接机构，插接机构的旁侧还设置有伺服电机15，所述伺服电机15与控制器电性连接，插接机构与伺服电机15主轴传动连接，所述插接机构用以和传动盘11对接，并在伺服电机15的驱动作用下、用以驱动传动盘11自转，以间接带动齿轮箱10工作；

所述插接机构的上方设置有色标传感器16，所述色标传感器16与控制器电性连接，每个所述齿轮箱10的上方分别设有一个不同颜色的检测板17；

所述导向管8的上部设置有扶手18，所述扶手18上设置有停止按钮21和启动按钮22，所述停止按钮21和启动按钮22均与所述控制器电性连接，所述扶手18上还设置有与控制器电性连接的微型显示屏20。

第一测距传感器4、第二测距传感器38的型号均为BX-LV100N/R激光测距传感器；

色标传感器16的型号为BV-501-RGB；

控制器的型号为：TV55V步进式伺服控制器；

所述插接机构包括支撑座24、花键轴25、活动筒26、第一齿轮组27、插接盘31，所述伺服电机15固定设置在横移滑轨6的一端，并且不伴随横移滑轨6的行程滑块运动，所述花键轴25与伺服电机15的主轴相连，花键轴25的轴线与横移滑轨6的行程滑块运动方向一致，活动筒26滑动套设在花键轴25上，支撑座24安装在纵移滑轨7的行程滑块上，支撑座24上开设有圆形槽，圆形槽内设置有能够绕圆形槽的轴线转动的导向环，导向环内设置有导向轴28，所述导向轴28能够沿导向环的轴线运动，插接盘31固定套设在导向轴28上，插接盘31的外部套设有第一齿环29，第一齿轮组27位于第一齿环29的上方，所述活动筒26通过第一齿轮组27与第一齿环29传动连接，所述活动筒26通过支架30与支撑座24连接，所述导向轴28的一端与纵移滑轨7的行程滑块固定连接，所述插接盘31远离纵移滑轨7的一端设置有插接结构，插接结构的旁侧设置有预对准结构，所述传动盘11上开设有与插接结构插接配合的对接结构，所述传动盘11上还设置有与预对准结构对应的对准孔13；

所述插接盘31朝向导向轴28的一端设置有第二测距传感器38，所述第二测距传感器38与控制器电性连接，所述第二测距传感器38的检测端正对预对准结构。

所述插接结构包括多个绕插接盘31的周向等夹角布置的插接柱35所构成，所述对接结构由多个等夹角开设在传动盘11上的插接孔12所构成，当一个插接柱35正对一个插接孔12时，其他插接柱35与其他插接孔12分别能够一一对应；

所述插接盘31远离纵移滑轨7的一端设置有向外凸出的延伸部32，所述延伸部32与插接盘31同轴，所述延伸部32的外端开设有多个绕其周向等夹角布置的通孔33，所述通孔33沿插接盘31的轴线依次贯穿延伸部32和插接盘31，每个所述通孔33内分别设有一个环形片34，所述预对准结构包括有若干个检测球头36，所有所述检测球头36分别设置在一个通孔33内，并且还分别通过一个检测弹簧37与环形片34弹性连接，所述对准孔13的数量为多个，并且所有对准孔13能够与所有检测球头36一一对应，所述检测球头36能够进入对准孔13内，所述第二测距传感器38至少为两个，并且二者的检测端分别与两个环形片34的内圈一一对应。

所述伺服电机15为变频伺服电机15。

所述热身管1上设置有连接筒39，所述连接筒39处于热身管1的一端，所述连接筒39的外表面是圆柱面，并且连接筒39的外表面至少有半圆的面积部分向连接筒39的轴心凹陷，并形成导向槽40，导向槽40上设置有弧形板41，所述弧形板41能够绕连接筒39的周向活动，弧形板41的一端通过拉簧42与导向槽40的一端弹性连接，所述弧形板41的另一端与导向槽40的另一端能够卡接配合，所述弧形板41远离拉簧42的一端底部设有向外延伸的第一压筋板43，第一压筋板43与弧形板41的外侧通过翻转轴45铰接配合，所述翻转轴45的一端设置有扭簧，并且第一压筋板43的另一端为自由端，所述第一压筋板43的两侧分别铰接有一个第二压筋板46，两个第二压筋板46的转动方向是相向或背向 ，两个第一压筋板43和一个第一压筋板43之间构成一个用以承托热身者脚踝的弧形拖板，所述弧形板41的底部铰接有拉手48，所述弧形板41的下方对称设有两个收紧球头47，两个所述收紧球头47分别与两个第二压筋板46一一对应。

所述连接筒39的一端开设有弧形槽50，所述弧形槽50与弧形板41活动方向的曲率一致，所述弧形槽50内设置有第一内螺纹孔51，所述弧形板41的外侧设置有固定块52，所述固定块52与弧形槽50活动配合，所述固定块52上开设有第二内螺纹孔，所述固定块52的外侧设置有把手49，所述把手49一端与固定块52连接，所述把手49的另一端为自由端，所述把手49与固定块52相连接的一端固定设置有螺栓53，所述螺栓53的螺杆始终处于第二内螺纹孔内，所述螺栓53的螺杆前端能够处于第一内螺纹孔51内。

所述连接筒39的顶部设置有柔性垫块54，所述热身管1的中段处设置有两个能够沿热身管1的轴线滑动的握筒55，所述握筒55外表面具有防滑套。

所述手动传动系统56包括有第二齿轮组57、传动杆58和旋动盘59，所述传动杆58呈竖直设置在手摇式升降机2输入端的旁侧，并且该传动杆58的顶端延伸至地面上方，所述传动杆58的下端通过第二齿轮组57与所述手摇式升降机2输入端传动连接，所述旋动盘59与传动杆58的上端连接。

所述扶手18能够沿导向管8的轴线活动，并且导向管8的外部设置有限位块19，所述限位块19用以承托扶手18，并限定扶手18最低位置，所述滑动副3上开设有用以避让限位块19的通槽。

一种全民族体育运动用热身训练装置的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

步骤S1：外界触发启动按钮22，启动按钮22将电信号传递给控制器，控制器指示横移滑轨6驱动插接机构移动至对应的热身区14下方的齿轮箱10输入端位置，并且通过插接机构与传动盘11对接，并依靠伺服电机15驱动下，以达到传动盘11自转以驱使齿轮箱10作业；

步骤S2：步骤S1中的伺服电机15每次工作量由第一测距传感器4检测反馈给控制器的信号值计算，计算过程是：第一测距传感器4在滑动副3的运动下，位置动态改变，即第一测距传感器4与底板9之前距离动态变化，第一测距传感器4将检测结果传递给控制器，控制器内具有热身管1最低位置的参数，根据这个参数，以及由第一测距传感器4传输给控制器当前热身管1的水平位置后，由这个两个参数计算出位置差，最终根据位置差驱使热身管1下降至最低位置；

步骤S3：通过S2步骤，然后继续按压启动按钮22，伺服电机15开始正转，驱使热身管1缓慢上升，以达到当前处于热身区14的热身者的实际需要高度，并且伺服电机15由热身者根据停止按钮21触发停止；

步骤S4：事先将每个热身区14位置的齿轮箱10上的检测板17的不同颜色录入控制器，以代表不同的热身区14；步骤S1中外界触发启动按钮22时，如果伺服电机15以及插接机构正在与其他热身区14位置的齿轮箱10配合作业，由于色标传感器16会将该齿轮箱10上的检测板17的颜色的检测的结果传递给控制器，控制器根据事先录入的信息计算，根据计算结果，发现伺服电机15正在对其他热身区14的齿轮箱10配合作业，那么会对其他热身区14的启动按钮22的触发信号进行暂存，并纳入队列等待空闲时执行，同时将等待信号传递到相应的启动按钮22处的微型显示屏20上。

本发明的工作原理：

参照图1和图5所示，热身者首先到达一个空闲的热身区14，然后按压扶手18上的启动按钮22，启动按钮22将电信号传递给控制器，控制器指示横移滑轨6驱动插接机构移动至对应的热身区14下方的齿轮箱10输入端位置，并且通过插接结构与传动盘11对接，并依靠伺服电机15驱动下，以达到传动盘11自转以驱使齿轮箱10作业；

插接机构与传动盘11对接过程如下：

参照图5、图7所示，横移滑轨6驱动纵移滑轨7带着插接机构位移至对应的被触发的启动按钮22的热身区14处的齿轮箱10上的传动盘11处，在这个过程中，活动筒26沿花键轴25位移，以达到与插接机构保持同步，但是伺服电机15并不产生任何移动；

随后纵移滑轨7的滑块驱使导向轴28水平运动，以达到将插接盘31向传动盘11的盘面驱动靠近；

参照图5、图7、图8、图10、图11、图12所示插接盘31靠近传动盘11后，前部的延伸部32与传动盘11接触后，检测球头36在接触力作用下，被压入通孔33内；

然后伺服电机15工作，驱动花键轴25转动，花键轴25由于花边作用，带着活动筒26一起转动，在第一齿轮组27作用下，驱动第一齿环29，第一齿环29带着插接盘31转动，插接盘31依靠导向轴28转动，导向轴28依靠导向环在圆形槽内转动；

插接盘31转动过程中，检测球头36随插接盘31一起转动；所有检测球头36与所有对准孔13都是环形布置，二者直径相等，因此检测球头36在随插接盘31转动过程中，势必会接触到对准孔13，在检测弹簧37反作用力下，检测球头36挤入对准孔13内，检测弹簧37中，具有检测杆，检测杆与检测球头36固定在一起，当检测球头36受检测弹簧37被弹入对准孔13内后，检测杆势必位移，这样的话，第二测距传感器38检测到检测杆的动态位移，将检测至发送给控制器，控制器根据信号结果，控制伺服电机15停止转动；插接盘31在这个过程中，旋转较慢，同时检测球头36的数量至少是四个，这样减少插接盘31的对孔所需的时间，即只要有一个检测球头36进入对准孔13内，由于等夹角布置，其他检测球头36势必也进入对准孔13内；

对接完毕后，纵移滑轨7驱动导向轴28，使得插接盘31位移，即进一步使得插接柱35插入插接孔12内，所以这里要强调说明，在检测球头36紧触传动盘11的盘面的时候，插接柱35距离传动盘11还是有一定距离，防止产生不必要的摩擦；

当插接柱35进入插接孔12内后，伺服电机15开始驱动导向轴28继续转动，这一次，在插接柱35插入插接孔12内的作用，使得插接盘31被带着旋转，进而使得齿轮箱10的输入端具有扭矩输入，因此，两个手摇式升降机2开始进行升降作业；

参照图16至图18所示，伺服电机15每次工作量由第一测距传感器4检测反馈给控制器的信号值计算，计算过程是：第一测距传感器4在滑动副3的运动下，位置动态改变，即第一测距传感器4与底板9之前距离动态变化，第一测距传感器4将检测结果传递给控制器，控制器内具有热身管1最低位置的参数，根据这个参数，以及由第一测距传感器4传输给控制器当前热身管1的水平位置后，由这个两个参数计算出位置差，最终根据位置差驱使热身管1下降至最低位置；

参照图2所示，热身管1下降至最低位置后，继续按压启动按钮22，伺服电机15开始正转，驱使热身管1缓慢上升，以达到当前处于热身区14的热身者的实际需要高度，并且伺服电机15由热身者根据停止按钮21触发停止；伺服电机15停止工作后，在横移滑轨6，纵移滑轨7相继作用力下插接机构与对应的传动盘11脱离，插接机构转移至空闲区域，使得传动盘11被释放；前述的空闲区域，单独设置有一个色差板，用以和色标传感器16配合，由色标传感器16检测并传递控制器，控制器分析插接机构是否离开热身区14；

先将每个热身区14位置的齿轮箱10上的检测板17的不同颜色录入控制器，以代表不同的热身区14；外界触发启动按钮22时，如果伺服电机15以及插接机构正在与其他热身区14位置的齿轮箱10配合作业，由于色标传感器16会将该齿轮箱10上的检测板17的颜色的检测的结果传递给控制器，控制器根据事先录入的信息计算，根据计算结果，发现伺服电机15正在对其他热身区14的齿轮箱10配合作业，那么会对其他热身区14的启动按钮22的触发信号进行暂存，并纳入队列等待空闲时执行，同时将等待信号传递到相应的启动按钮22处的微型显示屏20上；同时说明，插接机构每次工作完毕后，如果没有等待队列中没有其他指令，插接机构依靠电动滑轨会移动至一个空闲地点，这个空闲地点是程序设定的，该地点不对应任何齿轮箱；

本发明中可支持热身动作如下；

第一项：首先热身者进行上述步骤过程中，由于热身管1首先到最低位置，然后热身者先进行压筋热身，将一只腿放到热身管1上的第一压筋板43、第二压筋板46上，这个过程中，手扶扶手18，然后再次按压启动按钮22，热身管1开始缓慢上升{伺服电机15是变频伺服电机15，当热身管1下降复位的时候，伺服电机15转子输出快，当上升的时候，伺服电机15转子转速变慢}，然后热身者的腿部慢慢被抬起，增过程中，依靠扶手18保持平衡，同时热身者觉得高度适应了，按压停止按钮21，热身管1立即停止上升，此时热身人员进行压筋的热身运动；

第二项：腿部压紧热身动作执行完毕后，热身者开始手动驱动旋动盘59转动，由于一开始压筋运动，需要热身管1自动升降，以使得热身者快速找到自身适应的高度，因此这个过程中，热身管1是自动升降到一定高度，这个高度一定比之前的最低位置要高，这个时候，由于热身管1具有一定高度，在通过手动拨动旋动盘59，通过传动杆58、第二齿轮组57驱使手摇式升降机2的一个输入端工作，具有两个输入端的手摇式升降机2是由一根将其贯穿的主轴的两端所构成，因此在齿轮箱10的联动作用下，另一个手摇式升降机2也开始运作，各自升降机的丝杠开始旋转，并且各自滑动副3开始沿导向管8轴线运动；这个驱动方式是人工介入，旋动盘59可以制作大一点，人工在拨动旋动盘59的时候，整个手臂处于一个有规律的循环动作，整臂也构成一项热身运动，同时降低伺服电机15、插接机构的工作频率，以使其能够在短时间内服务多个其他热身者；

第三项：手动驱使热身管1到达指定位置后{这里的指定位置人工自己判定}，此时人工可以背朝热身管1，双手向后背合拢，并且分别握住一个握筒55，然后两个手相向和背向的循环驱动两个握筒55运动，握筒55沿热身管1轴线运动，构成热身者手臂的导向，使得热身者可以做扩胸以及手臂的拉筋热身运动；

第四项：热身者可以再一次手动驱使热身管1上升至指定位置，然后双腿仍旧着地，手臂向上伸直，整体竖立并笔直站好，手握握筒55，并将两个握筒55往复小幅度拨动，这个动作，一来使得热身者整体绷直，同时两臂可以小幅度运动，使得臂膀得以张开运动，对肩部有一定的热身作用；

第五项：可以依靠热身管1，做小幅度的引体向上运动，达到上肢與胸的热身；

第六项：根据需求，可以在热身管1上加装伴有握手的弹性绳，热身者跨步，一手扶腰侧，一手手持握手，拉动弹性绳，做半幅的弧线运动，达到腰與侧部的热身，同时，这依赖于热身管1的高度，弹性绳作为弧线运动的手臂导向作用，防止运动中，前后偏移，导致动作不规范，热身效果降低；

本发明中腿部配合弧形拖板压筋过程如下：

参照图2、图14、图15所示，首先热身者手持拉手48，将弧形板41拉动沿弧形槽50运动，拉手48铰接的，会转动以匹配弧形板41移动位置；拉动至与导向槽40一端卡接，然后拨动把手49，向下转动，以使得其带着螺栓53在第二内螺纹孔内转动，并轴线位移，效果是部分进入第二内螺纹孔，以配合卡接效果，加强弧形板41在移动后的位置锁定；

热身者将腿放到热身管1上，此时热身管1处于最低水平位置，脚踝以及部分腿部处于第一压筋板43、第二压筋板46中，并且手扶扶手18，然后热身管1缓速上升，达到热身者逐渐能够接受的高度时，脚踝和部分腿部由于压力，会抵触第一压筋板43，使得第一压筋板43转动，第二压紧板随之转动，两个第二压筋板46在收紧球头47抵触作用下，相向翻转，向脚踝转动，形成脚踝的侧边限位，然后热身者通过停止按钮21停止热身管1运动，这样可以开始压筋动作；

需要放下腿部的时候，手动反向拨动把手49，使得螺栓53的螺杆从第二内螺纹孔内旋出，然后手握弧形板41侧部的抽退握把60，往复牵扯下，以使得弧形板41与导向槽40一端卡接作用被释放，弧形板41依靠拉簧42复位运动，这里复位运动是小距离的；

第一压筋板43、第二压筋板46主要适用于一些新手，身体平衡感较差的，第一压筋板43和第二压筋板46构成的弧形托板用以承托和对脚踝侧部限位的，防止由于平衡问题，导致腿部在热身管1上小幅度侧移；

第二压筋板46相向运动，可以对热身者脚踝起到按压作用，第二压筋板46可以采用柔性的材质制成，提高压筋动作的稳定性；

本发明中热身管1上升的时候，热身者并非完全需要将腿部放到热身管1上，随之上升，一般对于一些新手而言，动作不娴熟，对自己适应的热身高度不了解的，可以适用；另外，对于一些身体本身过于僵硬的人，独立抬腿动作难以很好进展的，可以适用与热身管1同步上升，达到间接抬腿的目的。

第一测距传感器4、第二测距传感器38的型号均为BX-LV100N/R激光测距传感器；

色标传感器16的型号为BV-501-RGB；

控制器的型号为：TV55V步进式伺服控制器；

手摇式升降机2可以采用SWL1T型，SWL1T型手摇式升降机2采用梯形丝杠5，丝杠长度可定制，梯形丝杠5具有自锁能力，当传动盘11与插接机构失去接触，即伺服电机15不对传动盘11抱死，滑动副3仍旧可以在梯形丝杠5上保持升降后的位置不变；型号SWL1T型的承载能力在100-200KG；并不伴随电机驱动，手摇式驱动；这样的升降机，配合本发明中的伺服电机15、插接机构，可以实现手自一体，并且二者可切换。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (10)

1.一种全民族体育运动用热身训练装置，其特征在于，包括控制器、驱动装置、若干个热身训练架（0）；

其中，所有热身训练架（0）结构相同，并沿一直线等距布置；

所述热身训练架（0）包括热身管（1）、对称设置的两个手摇式升降机（2），手摇式升降机（2）的底端为输入端，并且还埋设在地底，手摇式升降机（2）中的丝杠位于地面上方，并且还固定套设有将丝杠笼罩在内的导向管（8）；

热身管（1）呈水平设置在两个导向管（8）间，手摇式升降机（2）上的丝杠具有与丝杠传动配合的滑动副（3），并且该丝杠为梯形丝杠（5），热身管（1）的两端与两个滑动副（3）相连；

两个导向管（8）之间形成一个热身区（14）；

两个手摇式升降机（2）中，有一个手摇式升降机（2）具有两个输入端，并且该手摇式升降机（2）的一个输入端与另一个手摇式升降机（2）的输入端之间通过齿轮箱（10）相连，具有两个输入端的手摇式升降机（2）的另一个输入端加装有手动传动系统（56），所述手动传动系统（56）延伸至地面上方；

所述导向管（8）内的下方区域固定设置有底板（9），滑动副（3）始终处于底板（9）的正上方，所述滑动副（3）的底部设置有倒置的第一测距传感器（4），第一测距传感器（4）与控制器电性连接；

所述驱动装置埋设在地下，驱动装置包括有横移滑轨（6）、纵移滑轨（7），并且该两个滑轨均为电动滑轨，横移滑轨（6）的输出方向与热身训练架（0）排列方向一致，纵移滑轨（7）设置在横移滑轨（6）的行程滑块上，所述齿轮箱（10）的输入端设置有传动盘（11），纵移滑轨（7）的行程滑块上设置有插接机构，插接机构的旁侧还设置有伺服电机（15），所述伺服电机（15）与控制器电性连接，插接机构与伺服电机（15）主轴传动连接，所述插接机构用以和传动盘（11）对接，并在伺服电机（15）的驱动作用下、用以驱动传动盘（11）自转，以间接带动齿轮箱（10）工作；

所述插接机构的上方设置有色标传感器（16），所述色标传感器（16）与控制器电性连接，每个所述齿轮箱（10）的上方分别设有一个不同颜色的检测板（17）；

所述导向管（8）的上部设置有扶手（18），所述扶手（18）上设置有停止按钮（21）和启动按钮（22），所述停止按钮（21）和启动按钮（22）均与所述控制器电性连接，所述扶手（18）上还设置有与控制器电性连接的微型显示屏（20）。

2.根据权利要求1所述的一种全民族体育运动用热身训练装置，其特征在于，所述插接机构包括支撑座（24）、花键轴（25）、活动筒（26）、第一齿轮组（27）、插接盘（31），所述伺服电机（15）固定设置在横移滑轨（6）的一端，并且不伴随横移滑轨（6）的行程滑块运动，所述花键轴（25）与伺服电机（15）的主轴相连，花键轴（25）的轴线与横移滑轨（6）的行程滑块运动方向一致，活动筒（26）滑动套设在花键轴（25）上，支撑座（24）安装在纵移滑轨（7）的行程滑块上，支撑座（24）上开设有圆形槽，圆形槽内设置有能够绕圆形槽的轴线转动的导向环，导向环内设置有导向轴（28），所述导向轴（28）能够沿导向环的轴线运动，插接盘（31）固定套设在导向轴（28）上，插接盘（31）的外部套设有第一齿环（29），第一齿轮组（27）位于第一齿环（29）的上方，所述活动筒（26）通过第一齿轮组（27）与第一齿环（29）传动连接，所述活动筒（26）通过支架（30）与支撑座（24）连接，所述导向轴（28）的一端与纵移滑轨（7）的行程滑块固定连接，所述插接盘（31）远离纵移滑轨（7）的一端设置有插接结构，插接结构的旁侧设置有预对准结构，所述传动盘（11）上开设有与插接结构插接配合的对接结构，所述传动盘（11）上还设置有与预对准结构对应的对准孔（13）；

所述插接盘（31）朝向导向轴（28）的一端设置有第二测距传感器（38），所述第二测距传感器（38）与控制器电性连接，所述第二测距传感器（38）的检测端正对预对准结构。

3.根据权利要求2所述的一种全民族体育运动用热身训练装置，其特征在于，所述插接结构包括多个绕插接盘（31）的周向等夹角布置的插接柱（35）所构成，所述对接结构由多个等夹角开设在传动盘（11）上的插接孔（12）所构成，当一个插接柱（35）正对一个插接孔（12）时，其他插接柱（35）与其他插接孔（12）分别能够一一对应；

所述插接盘（31）远离纵移滑轨（7）的一端设置有向外凸出的延伸部（32），所述延伸部（32）与插接盘（31）同轴，所述延伸部（32）的外端开设有多个绕其周向等夹角布置的通孔（33），所述通孔（33）沿插接盘（31）的轴线依次贯穿延伸部（32）和插接盘（31），每个所述通孔（33）内分别设有一个环形片（34），所述预对准结构包括有若干个检测球头（36），所有所述检测球头（36）分别设置在一个通孔（33）内，并且还分别通过一个检测弹簧（37）与环形片（34）弹性连接，所述对准孔（13）的数量为多个，并且所有对准孔（13）能够与所有检测球头（36）一一对应，所述检测球头（36）能够进入对准孔（13）内，所述第二测距传感器（38）至少为两个，并且二者的检测端分别与两个环形片（34）的内圈一一对应。

4.根据权利要求3所述的一种全民族体育运动用热身训练装置，其特征在于，所述伺服电机（15）为变频伺服电机（15）。

5.根据权利要求1所述的一种全民族体育运动用热身训练装置，其特征在于，所述热身管（1）上设置有连接筒（39），所述连接筒（39）处于热身管（1）的一端，所述连接筒（39）的外表面是圆柱面，并且连接筒（39）的外表面至少有半圆的面积部分向连接筒（39）的轴心凹陷，并形成导向槽（40），导向槽（40）上设置有弧形板（41），所述弧形板（41）能够绕连接筒（39）的周向活动，弧形板（41）的一端通过拉簧（42）与导向槽（40）的一端弹性连接，所述弧形板（41）的另一端与导向槽（40）的另一端能够卡接配合，所述弧形板（41）远离拉簧（42）的一端底部设有向外延伸的第一压筋板（43），第一压筋板（43）与弧形板（41）的外侧通过翻转轴（45）铰接配合，所述翻转轴（45）的一端设置有扭簧，并且第一压筋板（43）的另一端为自由端，所述第一压筋板（43）的两侧分别铰接有一个第二压筋板（46），两个第二压筋板（46）的转动方向是相向或背向 ，两个第一压筋板（43）和一个第一压筋板（43）之间构成一个用以承托热身者脚踝的弧形拖板，所述弧形板（41）的底部铰接有拉手（48），所述弧形板（41）的下方对称设有两个收紧球头（47），两个所述收紧球头（47）分别与两个第二压筋板（46）一一对应。

6.根据权利要求5所述的一种全民族体育运动用热身训练装置，其特征在于，所述连接筒（39）的一端开设有弧形槽（50），所述弧形槽（50）与弧形板（41）活动方向的曲率一致，所述弧形槽（50）内设置有第一内螺纹孔（51），所述弧形板（41）的外侧设置有固定块（52），所述固定块（52）与弧形槽（50）活动配合，所述固定块（52）上开设有第二内螺纹孔，所述固定块（52）的外侧设置有把手（49），所述把手（49）一端与固定块（52）连接，所述把手（49）的另一端为自由端，所述把手（49）与固定块（52）相连接的一端固定设置有螺栓（53），所述螺栓（53）的螺杆始终处于第二内螺纹孔内，所述螺栓（53）的螺杆前端能够处于第一内螺纹孔（51）内。

7.根据权利要求6所述的一种全民族体育运动用热身训练装置，其特征在于，所述连接筒（39）的顶部设置有柔性垫块（54），所述热身管（1）的中段处设置有两个能够沿热身管（1）的轴线滑动的握筒（55），所述握筒（55）外表面具有防滑套。

8.根据权利要求1所述的一种全民族体育运动用热身训练装置，其特征在于，所述手动传动系统（56）包括有第二齿轮组（57）、传动杆（58）和旋动盘（59），所述传动杆（58）呈竖直设置在手摇式升降机（2）输入端的旁侧，并且该传动杆（58）的顶端延伸至地面上方，所述传动杆（58）的下端通过第二齿轮组（57）与所述手摇式升降机（2）输入端传动连接，所述旋动盘（59）与传动杆（58）的上端连接。

9.根据权利要求1所述的一种全民族体育运动用热身训练装置，其特征在于，所述扶手（18）能够沿导向管（8）的轴线活动，并且导向管（8）的外部设置有限位块（19），所述限位块（19）用以承托扶手（18），并限定扶手（18）最低位置，所述滑动副（3）上开设有用以避让限位块（19）的通槽。

10.一种全民族体育运动用热身训练装置的控制方法，包括如权利要求1至9所述的热身训练装置，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

步骤S1：外界触发启动按钮（22），启动按钮（22）将电信号传递给控制器，控制器指示横移滑轨（6）驱动插接机构移动至对应的热身区（14）下方的齿轮箱（10）输入端位置，并且通过插接机构与传动盘（11）对接，并依靠伺服电机（15）驱动下，以达到传动盘（11）自转以驱使齿轮箱（10）作业；

步骤S2：步骤S1中的伺服电机（15）每次工作量由第一测距传感器（4）检测反馈给控制器的信号值计算，计算过程是：第一测距传感器（4）在滑动副（3）的运动下，位置动态改变，即第一测距传感器（4）与底板（9）之前距离动态变化，第一测距传感器（4）将检测结果传递给控制器，控制器内具有热身管（1）最低位置的参数，根据这个参数，以及由第一测距传感器（4）传输给控制器当前热身管（1）的水平位置后，由这个两个参数计算出位置差，最终根据位置差驱使热身管（1）下降至最低位置；

步骤S3：通过S2步骤，然后继续按压启动按钮（22），伺服电机（15）开始正转，驱使热身管（1）缓慢上升，以达到当前处于热身区（14）的热身者的实际需要高度，并且伺服电机（15）由热身者根据停止按钮（21）触发停止；

步骤S4：事先将每个热身区（14）位置的齿轮箱（10）上的检测板（17）的不同颜色录入控制器，以代表不同的热身区（14）；步骤S1中外界触发启动按钮（22）时，如果伺服电机（15）以及插接机构正在与其他热身区（14）位置的齿轮箱（10）配合作业，由于色标传感器（16）会将该齿轮箱（10）上的检测板（17）的颜色的检测的结果传递给控制器，控制器根据事先录入的信息计算，根据计算结果，发现伺服电机（15）正在对其他热身区（14）的齿轮箱（10）配合作业，那么会对其他热身区（14）的启动按钮（22）的触发信号进行暂存，并纳入队列等待空闲时执行，同时将等待信号传递到相应的启动按钮（22）处的微型显示屏（20）上。

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