CN1597029A - 帆板摇帆模拟训练装置 - Google Patents

Abstract

一种帆板摇帆模拟训练装置，包括固定在底座一端的由斜立柱及其上端相固定的主立架构成的立架装置、阻力源、固定在底座另一端侧的桅杆装置与其上的摇杆装置、固定在立架装置上的滑轮组及绕在其上的绳索构成的阻力系统并受控于伺服控制器与计算机组成的控制装置。桅杆装置是由竖立的粗管、下端的万向节及上部与粗管相套合的细管组成，该万向节又固定在与粗方管相套合的细方管上，粗方管被固定在底座上而使细管可在其中抽拉并被固定。摇杆装置是由焊接固定在细管上部的横杆及横杆上的拉索固定装置和装有护套的弓形结构组成。上述阻力源为伺服电机阻力源。为训练者提供一种能根据需要，随时满足摇帆过程中平摇、振摇和转摇等基本动作的体能训练。

Description

帆板摇帆模拟训练装置

技术领域

本发明是一种涉及帆板摇帆专项体能和技能训练的器械——帆板摇帆模拟训练装置。

背景技术

作为竞赛项目之一的帆板运动，训练多采取水面实训的方式，但这项运动往往受到环境、天气等诸多条件的限制，因此常常要进行陆上模拟训练以提高训练效率和训练效果。

自从国际帆联放开限制摇帆的规则后，摇帆已成为帆板竞赛中制胜的关键因素。为此，各国帆板运动员都纷纷借助于辅助训练器械，加强摇帆专项体能和专项技能的训练。已有的方法通常是运动员用手臂抓住绳索，绳索经滑轮(改变方向)与重物联接，手臂模拟摇帆的动作，做往返运动，带动重物升降，重物的重力转化为运动员手臂运动的阻力，运动员必须努力使上肢和全身协调运动，才能克服此阻力。此种模式的阻力由重物的重力产生，在运动中为固定值。除此之外，在训练过程中，亦不能对各种运动参数和身体参数进行实时、定量的监测和显示，故无法对摇帆过程进行定量分析和科学训练。

事实上，运动员在实训和比赛摇帆时的阻力随其用力的大小不断变化，是一种顺应性的阻力，近似于一种等动阻力，这与原有的陆上简易训练器械提供的固定阻力差别很大，使运动员感觉不协调不逼真，造成在实训和比赛中不能合理的利用自己的体能，不能充分发挥最佳摇帆效果，影响运动成绩，而且还极易给运动员造成运动伤害。为避免气候、天气的影响，满足科学训练的需要，研发一种智能化、数字化的陆上摇帆模拟训练装置，最大限度的模拟实际帆板的风阻特性，是我国帆板界专家、教练和运动员多年的期求。

发明内容

本发明的目的是为现有技术的不足，为训练者提供了一种能根据需要，随时模拟水上摇帆实况的帆板摇帆训练装置，以满足摇帆过程中平摇、振摇和转摇等基本动作的体能训练。

本发明的基本原理是充分利用受计算机控制的伺服电机阻力源的方便可控性，将运动员的摇帆动作通过模拟桅杆和摇杆转化为绳索的直线运动，再经过拉索带动阻力源，阻力源提供的等动阻力能很好地模拟驶帆时空气动力或摇帆时风帆气动力与风帆行风矢量合成的气动力，从而实现不同风段、不同风速和不同强度的摇帆训练要求，与此同时实现训练过程中运动参数和身体参数的监测和显示。

本发明包括固定在底座一端的由斜立柱及其上端相固定的主立架构成的立架装置、阻力源、固定在底座另一端侧的模拟桅杆装置与其上的模拟摇杆装置、固定在立架装置上的滑轮组及绕在其上的绳索构成的阻力系统并受控于伺服控制器与计算机组成的控制装置。模拟桅杆装置是由竖立的粗管、下端的万向节及上部与粗管相套合的细管组成，该万向节又固定在与粗方管相套合的细方管上，粗方管被固定在底座上而使细管可在其中抽拉并被固定。上述模拟摇杆装置是由焊接固定在细管上部的横杆及横杆上的拉索固定装置和装有护套的弓形结构组成。拉索固定装置是一个与横杆套合且有固定绳索结构的滑动套筒，由螺栓固定在横杆上。上述阻力源为伺服电机式阻力源。

附图说明

图1本发明的总体结构示意图。

图2本发明的模拟桅杆、摇杆装置结构示意图。

图3本发明的阻力源结构示意图。

图4本发明的控制结构示意图。

其中：1、底座  2、阻力源  3、绳索  4、主立架  5、滑轮  6、定滑轮7、摆动滑轮  8、斜立柱  9、调整螺栓  10、滑动套筒  11、弓形结构  12、细管  13、调整螺栓  14、粗管  15、万向节  16、踏板  17、滚筒  18、联轴器  19、电机  20、伺服控制器  21、计算机  22、桅杆装置  23、摇杆装置  24、横杆  25、护套  26、粗方管  27、细方管。

具体实施方式

如图1，本发明包括固定在底座1-端的阻力源2及由斜立柱8及其上端相固定的主立架4构成的立架装置、固定在底座1另一端侧的模拟桅杆装置22与其上的模拟摇杆装置23和固定在立架装置上的滑轮组及绕在其上的绳索3构成的阻力系统并受控于伺服控制器20与计算机21组成的控制装置。模拟桅杆装置22是由竖立的粗管14、下端的万向节15及上部与粗管14相套合的细管12组成，该万向节15又固定在与粗方管26相套合的细方管27上，粗方管26被固定在底座1上并使细方管27可在其中抽拉并被固定。上述模拟摇杆装置23是由焊接固定在细管12上部的横杆24及横杆24上的绳索固定装置和装有护套25的弓形结构11组成。绳索固定装置是一个与横杆24套合且有固定绳索结构A的滑动套筒10，由螺栓9固定在横杆24上。

上述阻力源2为伺服电机式阻力源，由固定在底座1上的电机19、滚筒17、联轴器18以及绳索3组成，其中滚筒17与联轴器18联接并被固定在底座1上，电机19由伺服控制器20和计算机21控制，伺服控制器20与计算机21之间经由A/D或D/A模数转换，通过PID控制算法使它所产生的阻力可随不同个体或同一个个体不同部位肌肉的收缩力的不同而变化。用力愈大，阻力愈大，用力变小(如骨骼杠杆，处于不利地位或病痛失力时)，阻力也变小，能有效地避免损伤，所以是最有效和最安全的阻力负荷。阻力源可以方便地进行下列设置：“等动”与“等张”阻力类型的切换；对等张训练阻力的大小进行预置；对阻力源的速度及在不同速度条件下所需阻力大小进行方便的调节；实现不同风段阻力特性(不同摇帆方式)的切换和预置。

固定在训练器械底座1上竖立的粗管14与其内部套合的细管12作为桅杆装置22；焊接固定在细管12上部的横杆24和横杆24上的拉索固定装置及装有护套25的弓形结构11组成模拟摇杆装置23。拉索固定装置是一个与横杆24套合，且有固定绳索结构的滑动套筒，由螺栓9固定在横杆24上，滑动套筒由调整螺栓固定在横杆的相应位置上，以改变力的作用点，模拟不同风段的摇帆阻力特性，实现平摇、振摇和转摇等不同摇帆方式的训练。模拟摇杆装置23可通过桅杆装置22上的调整螺栓13上下调节，以满足不同身高运动员训练的需要。

凭靠万向节15该模拟桅杆装置22可像绞链一样在平面内转动，以模拟实际摇帆时的平摇，转摇和振摇等动作。另外模拟桅杆装置22亦可以方便地将模拟桅杆装置22安装在训练器械底座1的左右两侧，以模拟左右舷摇帆训练。

立架装置是固定在底座1一端的主立架4和斜立柱8组成的三脚架结构，上端有一个定滑轮6，斜立柱8上装有一个可以上下滑动的摆动滑轮7。立架采用三脚架结构支撑，强度高，刚性好，安全可靠，结构设计符合人机工程学的要求。

通过摆动滑轮7沿着斜立柱8上下滑动，可实现绳索3受力点的上下调节，以模拟风帆气动力作用中心的变化，可同时左右摆动(摆幅达180°)，以适应不同摇帆方式训练时拉索的自由偏摆，而不至于在滑轮槽内脱落。

底座1端部的有一踏板16，可以是固定结构也可以设置成绕回转中心左右回转的转动结构，以便于运动员脚部施力和不同站位的需要。

由已有的伺服控制器20和计算机组成的控制装置，可以方便地进行阻力大小和训练模式的调整和预置，实时的显示训练过程中的各种运动参数和运动员的身体参数，便于运动员、教练员的观察和操作。

Claims (7)

1 帆板摇帆模拟训练装置，其特征在于它包括固定在底座(1)一端的阻力源(2)及由斜立柱(8)及其上端相固定的主立架(4)构成的立架装置、固定在底座(1)另一端侧的模拟桅杆装置(22)与其上的模拟摇杆装置(23)，且上述阻力源(2)与固定在立架装置上的滑轮组及绕在其上的绳索(3)构成的阻力系统并受控于伺服控制器(20)与计算机(21)组成的控制装置。

2 如权利要求1所述的帆板摇帆模拟训练装置，其特征在于上述阻力源(2)为伺服电机阻力源。

3 如权利要求1或2所述的帆板摇帆模拟训练装置，其特征在于上述阻力源(2)由固定在底座(1)上的电机(19)、滚筒(17)、联轴器(18)以及绳索(3)组成，其中滚筒(17)与联轴器(18)联接并被固定在底座(1)上，电机(19)由伺服控制器(20)和计算机(21)控制，且伺服控制器(20)与计算机(21)之间经由A/D或D/A模数转换。

4 如权利要求1所述的帆板摇帆模拟训练装置，其特征在于模拟桅杆装置(22)是由竖立的粗管(14)、下端的万向节(15)及上部与粗管(14)相套合的细管(12)组成，该万向节(15)又固定在与粗方管(26)相套合的细方管(27)上，粗方管(26)被固定在底座(1)上并使细方管(27)可在其中抽拉并被固定。

5 如权利要求1所述的帆板摇帆模拟训练装置，其特征在于上述模拟摇杆装置(23)是由焊接固定在细管(12)上部的横杆(24)及横杆(24)上的绳索固定装置和装有护套(25)的弓形结构(11)组成。

6 如权利要求1所述的帆板摇帆模拟训练装置，其特征在于绳索固定装置是一个与横杆(24)套合且有固定绳索结构的滑动套筒(10)，由螺栓(9)固定在横杆(24)上。

7 如权利要求1所述的帆板摇帆模拟训练装置，其特征在于底座(1)端部的有一踏板(16)。

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