CN217489694U - 一种体育项目辅助训练装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种体育项目辅助训练装置，包括动力装置、消声装置、推力控制装置、倾角传感器、拉力装置、速度传感器、供电装置和穿戴组件等，运动员通过穿戴组件将辅助训练装置固定在背部，在动力装置的推动下辅助训练；通过设置推力控制装置、倾角传感器、拉力装置和速度传感器，使项目辅助训练装置具有手动控制模式和自动控制模式，手动控制模式下可人为实时的控制辅助训练装置的推力大小和启停，自动控制模式下根据运动员的姿势自动控制辅助训练装置的推力角度、推力大小、启停。本实用新型中辅助训练装置用于陆地和冰上速滑训练中，将传统方法与器械改进相结合，在节省运动员体力的同时，使运动员高效快速地掌握技术要领。

Description

一种体育项目辅助训练装置

技术领域

本实用新型属于体育运动辅助训练器材技术领域，特别涉及一种体育项目辅助训练装置。

背景技术

速度滑冰是一项高速运动，对运动员的身体控制能力要求极高，尤其考验过弯技术。当运动员以超过50km/h的速度过弯时就很容易出现摔出赛道等危险事故，尤其是在关键比赛中，场地条件、运动员身体状态都比日常训练更好，会滑出比平时训练更快的速度，叠加弯道末端肌肉乳酸堆积和心理压力等因素，更容易出现失误。过弯技术的提升主要依靠运动员反复训练，摸索出适合个人的过弯状态。但是如果在平时训练中滑出50km/h以上的高速度，运动员需要付出极大的体力并且要把身体状态始终维持在极高的水平，这对运动员的日常训练的要求无疑是极大的，所以仅凭借运动员的个人体力很难对高速过弯这一技巧进行长时间、高频次的训练，因此更难形成个人经验，容易在比赛中出现失误。

目前，国内对速度滑冰训练工作集中在对运动员过弯姿态和体能规划的研究上，但是缺少对使运动员节省体力、专注过弯训练的相关训练装备的研究。此外对于短道速度滑冰、高山滑雪和越野滑雪等运动中的超速训练，也缺少可用的辅助装置来突破运动员的速度极限。比如：

文献1：席宇.2017.短道速滑优秀运动员弯道技术分析[J].黑龙江科学，利用理论分析和经验总结的方式，介绍了运动员过弯能够采用的多种技术动作，分析了弯道压步的滑跑技术、滑弧动作的技术和折线滑跑的技术等的具体动作细节，为运动员的过弯动作和姿态方面提供了参考。

文献2：代青松.2008.女子短道速滑运动员入弯与出弯躯干角度的运动学研究[J].辽宁体育科技，运用影像测量法，对高水平运动员入弯与出弯蹬冰技术的动作结构规律进行研究，探究了入弯和出弯时的躯干角度变化与运动时间的关系，总结了最佳躯干角的变化范围。

文献3：李勇戈.2017.青少年短道速滑运动员专项体能训练方法的研究[J]. 冰雪运动，基于《速度滑冰青少年训练教学大纲》对运动员竞技能力发展的要求，分析速度滑冰运动员竞技能力构成要素与获得的途径，揭示了专项力量耐力是影响、制约体能和技能能力的主要因素，寻找有效的专项力量训练方法应用于训练实践，可使得二者有效地结合发展，是提高速度滑冰运动员竞技能力的关键；研究设计了专项力量训练方法，将其运用到陆地和冰上的专项力量训练实践中，来强化专项动作过程中的外加阻力负载刺激，以实现不同层次的运动员不断突破专项力量极限水平值。

很明显，以上文献中所提出的训练方法仅仅是按照传统的方式，从技术动作和体能训练角度分析运动员如何提升技术水平，而没有考虑训练装置在运动员技能提升方面的作用。本实用新型通过研究速滑训练，特别是速度滑冰、高山滑雪和越野滑雪训练中运动员依靠速度训练的特点，提供了一种辅助训练装置，为运动员提供适应性推力，在节省运动员体力的同时，使运动员高效快速地形成个人经验，掌握技术要领，提高个人竞技水平。

实用新型内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种体育项目辅助训练装置，该辅助训练装置利用涵道风扇提供推力，通过手动或自动控制实现辅助训练装置的启停和推力大小的调节，该辅助训练装置改变了传统方法中单一从技术动作和体能训练角度分析运动员、提升技术水平的问题，通过辅助训练装置，可以将传统方法与器械改进相结合，在节省运动员体力的同时，使运动员高效快速地形成个人经验，掌握技术要领，且本实用新型装置简单，使用灵活，利于穿戴，便于推广。

本实用新型提供了的技术方案如下：

一种体育项目辅助训练装置，包括动力装置、推力控制装置、供电装置和穿戴组件，其中，

所述动力装置包括涵道风扇和风扇电机，所述风扇电机与所述涵道风扇连接，为涵道风扇的转动提供驱动；

所述推力控制装置用于调整风扇电机的推力大小，并用于控制所述风扇电机的启停；

所述供电装置用于为所述辅助训练装置提供动力；

所述穿戴组件为可穿戴式结构，通过所述穿戴组件使辅助训练装置固定于人体。

进一步地，所述推力控制装置包括控制器、电子调速器和操控器，其中，操控器用于将速度和启停信号发送至控制器；

控制器用于接收操控器发送的速度和启停信号，并将速度和启停信号分别转换为脉冲宽度调制信号及开关量信号后传输至电子调速器；

电子调速器根据该开关量信号接通或者断开供电装置，并根据该脉冲宽度调制信号通过调整交流电频率改变风扇电机转速，以改变推力大小。

进一步地，所述辅助训练装置还包括消声装置，所述消声装置包括消声筒、外壳和吸音材料，消声筒由微穿孔板加工而成，消声筒外围固定有外壳，消声筒和外壳之间填充所述吸音材料；所述动力装置安装于消声筒内部，与消声筒固定连接。优选地，涵道风扇与消声筒共轴。

进一步地，所述穿戴组件通过可拆卸连接件直接与消声装置的外壳连接。

进一步地，所述辅助训练装置还包括安装在穿戴组件上的手动角度调节装置，所述穿戴组件通过手动角度调节装置与消声装置的外壳连接。所述手动角度调节装置包括沿消声装置的轴向排布的第一转动支架和滑动支架，所述第一转动支架通过销轴与消声装置外壳的延伸部转动连接，所述滑动支架上加工有圆弧槽，所述滑动支架通过穿过圆弧槽的螺纹连接件与消声装置外壳的延伸部锁定连接。

进一步地，该辅助训练装置还包括倾角传感器、驱动器和自动角度调节装置，该倾角传感器与涵道风扇的安装位置相对固定，用于测定推力倾角，并将倾角数据实时传输至控制器；

控制器根据当前倾角传感器采集的实际倾角数据与设定的角度进行比较并计算得到差值，并根据该差值控制驱动器驱动自动角度调节装置进行倾角的调节，直到倾角传感器测定的倾角数值与设定值相同，完成推力方向的调节。

进一步地，自动角度调节装置包括销轴、第二转动支架和角度调节电机，所述销轴与消声装置外壳的延伸部连为一体，用于转动连接消声装置外壳的延伸部与第二转动支架，所述第二转动支架的下端与穿戴组件固定连接，所述角度调节电机的输出轴与销轴固定连接，通过驱动器驱动角度调节电机的输出轴转动，带动消声装置外壳俯仰运动，实施倾角角度的自动调节。

进一步地，该辅助训练装置的还包括多个拉力装置，所述拉力装置安装在穿戴组件上对应人体活动剧烈的部位或与体育项目相关的部位处，用于测定训练过程中该部位处受力情况，并将受力数据发送至控制器；

控制器根据拉力装置传输的受力数据，并结合倾角传感器的倾角数据，确定运动员姿态的调整，判定启停，将启停信号传输至电子调速器，电子调速器根据启停信号改变风扇电机的转速，实现该辅助训练装置的自动启停。

进一步地，该辅助训练装置还包括速度传感器，用于实时检测运动速度，并传输运动速度数据至控制器；

控制器根据速度传感器传输的速度数据，并结合设定的目标速度和最大速度阈值，判定增减速或是否停止运作，并将增减速信号或者停止信号传输至电子调速器，电子调速器根据增减速信号或停止信号改变风扇电机的转速，实施该辅助训练装置的自动启停和调速。

进一步地，所述辅助训练装置的控制器内设置有训练数据库，其中录入有需要使用辅助训练装置的人员信息，并以训练需求、测试姿态或训练项目为子节点，进行推力角度和推力大小的设定并预先存储在控制器中。

进一步地，所述辅助训练装置还设置有显示屏，通过操控器、显示屏自带触屏操作器、或显示屏自带按键式操作器直接调用运动员训练数据库中的数据，训练开始时，控制器自动按照所需助推器参数进行推力大小和方向的调节。

进一步地，所述操控器、显示屏自带触屏操作器、或显示屏自带按键式操作器设置有手动/自动选项或按钮，用于选择辅助训练装置的控制模式。

根据本实用新型提供的一种体育项目辅助训练装置，具有以下有益效果：

(1)本实用新型中辅助训练装置，利用涵道风扇助力，使运动员在消耗较少体力的前提下加速到高速状态进行训练，使运动员高速下进行特定训练的频次大大增加，更快形成个人经验，掌握技术要领，有效提高运动技巧和比赛成绩；

(2)本实用新型中辅助训练装置，通过设置推力控制装置、倾角传感器、拉力装置和速度传感器，使项目辅助训练装置具有手动控制模式和自动控制模式，手动控制模式下可人为实时的控制辅助训练装置的推力大小和启停，自动控制模式下根据运动员的姿势自动控制辅助训练装置的推力角度、推力大小、启停；运动员可以根据使用习惯和需要任意选择，包容性更强，利于推广使用；

(3)本实用新型中辅助训练装置，可以在控制器中存储运动员训练数据库，录入需要使用辅助训练装置的人员信息，并以运动员的需求、测试姿态或训练项目为子节点进行推力角度和/或推力大小的设定，这样多人可便利的共用一套助推器，只需要调用相关的数据即可，提高了使用便利性；

(4)本实用新型中辅助训练装置通过消声装置的设计和部件的设计，运行噪声低，重量轻，结构简单，运动员安装佩戴方便；

(5)本实用新型中，通过对穿戴组件结构进行设计，运动员可以根据需要，同时佩戴多套辅助训练装置，使适用运动项目范围广。

附图说明

图1示出本实用新型一种优选实施方式中动力装置的连接结构示意图；

图2示出本实用新型一种优选实施方式中消声装置和动力装置的连接结构示意图；

图3示出本实用新型一种优选实施方式中消声筒的结构示意图；

图4示出本实用新型一种优选实施方式中外壳的结构示意图；

图5示出本实用新型一种优选实施方式中手动模式下推力控制装置与动力装置和供电装置的连接结构示意图；

图6示出本实用新型一种优选实施方式中手动角度调节装与消声装置外壳和穿戴组件的连接结构示意图；

图7示出本实用新型一种优选实施方式中自动角度调节装置结构示意图；

图8示出本实用新型一种优选实施方式中手动控制模式和自动控制模式的结构示意图。

附图标号说明

1-涵道风扇；2-风扇电机；3-消声筒；4-外壳；51-第一转动支架；52-第二转动支架；6-滑动支架；7-穿戴组件；8-供电装置；11-控制器；12-电子调速器； 13-操控器；14-倾角传感器；15-拉力装置；16-驱动器；17-角度调节电机；18- 速度传感器。

具体实施方式

下面通过对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本实用新型提供了一种体育项目辅助训练装置，包括动力装置、推力控制装置、供电装置8和穿戴组件7。如图1所示，所述动力装置包括涵道风扇1 和风扇电机2，风扇电机2与所述涵道风扇1连接，为涵道风扇1的转动提供驱动；

所述供电装置8优选为可移动式电源，如锂聚合物电池，用于为所述辅助训练装置提供动力；所述推力控制装置调整风扇电机2的推力大小，并用于控制所述风扇电机2的启停；

所述穿戴组件7为可穿戴式结构，如可为上衣式结构或背带式结构，用于固定辅助训练装置上的其余部件，通过所述穿戴组件7使辅助训练装置固定于人体如运动员背部，使运动员在滑行时能够受到发动机提供的可控的推力。

在本实用新型中，所述涵道风扇1是一种新兴的微小型飞行器动力系统，其利用高速旋转的无刷电机带动涵道风扇叶片产生推力，本质上类似于一个安装在机身内的小螺旋桨，由于其尺寸与喷气发动机相仿而系统构成较为简单，为低成本模拟喷气动力系统的最佳方案。本实用新型中，动力装置总重量约为 0.5kg，风扇电机采用无刷电机，最大推力可达30-50N。

运动员在运动过程中受到气动阻力和摩擦阻力的作用，如式1所示：

其中，ρ是空气密度，A_D是气动系数，与运动员姿态有关，v是速度，μ是摩擦系数，m是运动员体重，g是重力系数，f是辅助训练装置提供的最小推力。运动员以15m/s速度过弯时，受到的滑行阻力为气动阻力和摩擦阻力之和，约为31.4N，因此只要运动员获得大于该阻力的推力作用，就可以长时间保持高速状态而不消耗自身体力，在这种条件下进行高速过弯训练可以大大节省体力。

在本实用新型中，如图5所示，所述推力控制装置包括控制器11、电子调速器12和操控器13。可选地，操控器13可以通过手动操作，将速度和启停信号发送至控制器11。

控制器11用于接收操控器13发送的速度和启停信号，并将速度和启停信号分别转换为脉冲宽度调制信号及开关量信号后传输至电子调速器12。

电子调速器12根据该开关量信号接通或者断开供电装置8，并根据该脉冲宽度调制信号将供电装置8输入的直流电转化为交流电，通过调整交流电频率改变风扇电机2的转速，以改变推力大小。通过该推力控制装置，可以在运动员训练进程中，随着运动员所需助推力大小的变化，根据运动员的需求实现助推力大小的调节。其中的速度大小与该脉冲宽度调制信号的占空比相关，因此，可以通过调整该脉冲宽度调制信号的占空比调整速度，以实现推力的可控调节。

进一步地，所述操控器13还可以为遥控式操作装置，或者为安装在穿戴组件7等上的非遥控式操作装置。

优选地，该辅助训练装置还包括消声装置。如图2～图4所示，所述消声装置包括消声筒3、外壳4和吸音材料，消声筒3由微穿孔板加工而成，其为圆柱形结构，圆柱面上均匀设置有通孔；消声筒3外围固定有外壳4，消声筒3 和外壳4之间填充吸音材料，吸音材料可以为玻璃棉、矿棉等多孔吸声材料；动力装置安装于消声筒3内部，通过螺纹连接件等与消声筒3固定连接，为了更好的提升消声效果，涵道风扇1与消声筒3共轴安装。

为了更好地实现消声效果，如图3所示，消声筒3上通孔的开孔面积可以设置为2.5％～6.5％，通孔直径范围为1～1.5mm。

在本实用新型中，穿戴组件7通过可拆卸连接件直接与消声装置的外壳4 连接，可拆卸连接件包括但不限于螺纹连接件。

在本实用新型一种优选的实施方式中，所述穿戴组件7通过手动角度调节装置与消声装置的外壳4连接，以通过手动角度调节装置调整气流方向和运动员背部的夹角，使气流方向始终平行于运动方向或设定的其他任意方向。

具体的，如图6所示，手动角度调节装置的上端与消声装置外壳4的延伸部固定连接，下端与穿戴组件7固定连接。手动角度调节装置包括沿消声装置的轴向排布的第一转动支架51和滑动支架6，所述第一转动支架51通过销轴与消声装置的外壳4的延伸部转动连接；所述滑动支架6上加工有圆弧槽，所述滑动支架6通过穿过圆弧槽的螺纹连接件与消声装置外壳4的延伸部锁定连接；调整推力角度时，螺纹连接件的螺杆在圆弧槽内滑动，调整完毕后拧紧螺帽，锁紧螺杆即可。

通过上述方案可知，该辅助训练装置采用手动控制模式，通过人为操纵操控器，输入指令，可有效、实时控制启停和速度调节。

本发明人继续进行了更为深入的研究，发现该辅助训练装置的推力方向始终保持为所需的方向，如滑冰时的水平前向方向，对运动员动作过程是有利的，该辅助训练装置使用过程中如果不能根据每个运动员的动作进行风向的调节，就会产生推力以外的分解力，对运动员的动作会产生其他方向力的干扰。

为此，本实用新型中该辅助训练装置还设置了推力角度调节功能。具体地，该辅助训练装置还包括倾角传感器14、驱动器16和自动角度调节装置，该倾角传感器14与涵道风扇1的安装位置相对固定，如可以安装在消声装置的外壳 4上，用于测定推力倾角，并将倾角数据实时传输至控制器11。

控制器11根据当前倾角传感器14采集的实际倾角数据与设定的角度进行比较并计算得到差值，并根据该差值通过PID控制算法闭环控制驱动器16驱动自动角度调节装置的角度调节电机17旋转进行倾角的调节，直到倾角传感器 14测定的倾角数值与设定值相同，完成推力方向的调节。

自动角度调节装置包括销轴、第二转动支架52和角度调节电机17，如图7 所示，所述销轴与消声装置外壳4的延伸部连为一体，用于转动连接消声装置外壳4的延伸部与第二转动支架52，所述第二转动支架52的下端与穿戴组件7 固定连接，所述角度调节电机17的输出轴与销轴固定连接，通过驱动器16驱动角度调节电机17的输出轴转动，带动消声装置外壳4俯仰运动，即可实施倾角角度的自动调节。

通过对上述倾角传感器14、驱动器16和自动角度调节装置的设计，能够实现无论运动员的动作如何，控制器都能够将角度调整至水平方向或设定的其他任意方向，使所需推力的方向始终保持为设定方向，并且能够随着运动员姿态的变化实时自动调整。

本发明人考虑到训练中运动员启停的频繁性、以及特殊情况下启停特别是停止的必要性、以及对携带辅助装置的偶然忽视性，本实用新型中还对辅助训练装置的自动启停进行了设计。具体地，该辅助训练装置的还包括多个拉力装置15，所述拉力装置15安装在穿戴组件7上对应人体活动剧烈的部位或与体育项目相关的部位处，用于测定训练过程中该部位处受力情况，并将受力数据发送至控制器11；例如对于速度滑冰来说，与体育项目相关的部位主要包括前后肩部、前后腰部、腋下、背部等，可在穿戴组件7上对应该相关部位处固定拉力装置15。

控制器11根据拉力装置15传输的受力数据控制启停；通过倾角传感器14 的倾角数据确定运动员姿态的调整，将启停信号传输至电子调速器12，电子调速器12根据启停信号改变风扇电机2的转速，实现该辅助训练装置(风扇电机 2)的自动启停。

或者采用另一种方案，该辅助训练装置还包括速度传感器18，该速度传感器18可以安装在消声装置的外壳4上，实时检测运动速度，并传输运动速度数据至控制器11。

控制器11根据速度传感器18传输的速度数据，并结合设定的目标速度和最大速度阈值，判定增减速或是否停止运作，并将增减速信号或者停止信号传输至电子调速器12，电子调速器12根据增减速信号或停止信号改变风扇电机2 的转速，实现该辅助训练装置(风扇电机2)的自动启停和调速。

本实用新型中，通过拉力装置15、倾角传感器14、控制器11、以及执行机构的配合(或者速度传感器18、控制器11、以及执行机构的配合)，实现了自动控制模式，当运动员准备姿势摆好后，辅助训练装置自动根据当前运动员姿态调整好推力角度并自动启动助推功能，当运动员完成训练不需要助推功能时，只需调整姿态后风扇电机自动停止转动，实现助推器的自动停止和关闭。手动控制模式和自动控制模式的结构示意图如图8所示。

在本发明人在研究中发现，实际使用过程中，一套辅助训练装置可能为多人共用的辅助训练设施，每个运动员使用所需求的角度和推力大小都会不同，如果每次更换运动员都要重新进行角度和/或推力的调节则会大大增加操作的非便利性。若控制器能够预先根据每个运动员的需求进行辅助训练装置推力大小的标定并存储在控制器内，则可以每次使用时只需输入运动员的名字后控制器自动将该运动员的所需参数调出，自动完成助推功能与运动员的自适应，操作人员只需简单的进行启停操作即可实现助推功能。

为此，本实用新型中辅助训练装置的控制器11内设置有训练数据库，其中录入有需要使用辅助训练装置的人员信息(如姓名或ID号等)，并以运动员的训练需求、测试姿态或训练项目为子节点，进行推力角度和/或推力大小的设定并预先存储在控制器11中。

同时，为了便于调用数据库，辅助训练装置还设置有显示屏，通过操控器 13、显示屏自带触屏操作器、或显示屏自带按键式操作器直接调用运动员训练数据库中的数据，训练开始时，控制器11自动按照所需助推器参数进行推力大小和/或方向的调节。

进一步地，该操控器13、显示屏自带触屏操作器、或显示屏自带按键式操作器设置有手动/自动选项或按钮，当需要进行辅助训练装置自动操作时，运动员穿戴好辅助训练装置后，在操作器上选择自己的信息和训练项目，然后选择自动选项或者将该按钮设置在自动状态。当运动员的姿态摆好后，控制器自动根据当前角度进行角度调节，之后自动启动辅助训练装置风扇电机，产生设定方向、设定大小的助推力，同时控制器能够根据倾角传感器或拉力装置的数值变化感知运动员在运动过程中姿态的变化自动实现停止或重新启动。当需要进行辅助训练装置手动操作时，运动员穿戴好辅助训练装置后，在操作器上选择自己的信息和训练项目，然后选择手动选项或者将该按钮设置在手动状态，通过操控器13控制启停和推力大小。

本实用新型提供的体育项目辅助训练装置可用于陆地和冰上速滑训练中，如应用在速度滑冰、高山滑雪或越野滑雪训练中。

使用该辅助训练装置时，将该辅助训练装置通过穿戴组件固定在运动员背部，调整动力装置喷口方向，使运动员能够获得稳定向前的推力；

启动该辅助训练装置，由教练员在场边通过控制装置调节或者运动员运动过程中自己控制助推器的推力大小，使运动员逐渐加速至高速过弯训练或者高速滑行所需要的速度；

调整辅助训练装置，略微减小推力，使得推力与滑行阻力相等，使运动员保持该速度状态，进行高速过弯训练。

实施例

实施例1

一种体育项目辅助训练装置，动力装置、消声装置、推力控制装置、锂聚合物电池和穿戴组件7，如图2所示，动力装置中风扇电机2与涵道风扇1连接后，安装在消声装置的消声筒3内，涵道风扇1与消声筒3共轴，消声筒3 外围固定有外壳4，消声筒3和外壳4之间填充吸音材料玻璃棉。其中，动力装置选用4250 1050KV型电机和JP90EDF涵道风扇；消声筒3通孔的开孔面积为2.5％，通孔直径为1.5mm。

如图6所示，消声装置的外壳4通过手动角度调节装置固定在穿戴组件7 上，运动员穿戴上穿戴组件7后，辅助训练装置位于运动员背部。手动角度调节装置包括沿消声装置的轴向排布的第一转动支架51和滑动支架6，第一转动支架51通过销轴与消声装置外壳4的延伸部转动连接，滑动支架6上加工圆弧槽，通过穿过圆弧槽的螺杆与消声装置外壳4的延伸部锁定连接；穿戴上穿戴组件7后调整推力角度，螺杆在圆弧槽内滑动，调整完毕后拧紧螺帽，锁紧螺杆即可。

如图5所示，推力控制装置包括控制器11、电子调速器12和操控器13，操控器13上有启停按钮、加速按钮和减速按钮；控制器11基于SPM32系列单片机进行开发得到，电子调速器12选取了与风扇电机配套的电子调速器。控制器11用于接收操控器13发送的速度和启停信号，并将速度和启停信号转换为 PWM信号和5V开关量信号后传输至电子调速器12；电子调速器12根据该5V 开关量信号接通或者断开供电装置8，并根据PWM信号将供电装置8输入的直流电转化为交流电，通过调整交流电频率而改变风扇电机转速，改变推力大小。

该实施例中辅助训练装置采用手动控制模式，通过人为操纵操控器，输入指令，可有效、实时控制启停和速度调节。PWM信号控制推力大小，当PWM 占空比为0时，推力为零；当PWM占空比为50％时，推力为2公斤；当PWM 占空比为99％，推力为最大35N。

实施例2

一种体育项目辅助训练装置，动力装置、消声装置、推力控制装置、驱动器16、自动角度调节装置、锂聚合物电池和穿戴组件7，如图2所示，动力装置中风扇电机2与涵道风扇1连接后，安装在消声装置的消声筒3内，涵道风扇1与消声筒3共轴，消声筒3外围固定有外壳4，消声筒3和外壳4之间填充吸音材料玻璃棉。其中，动力装置选用4250 1050KV型电机和JP90EDF涵道风扇；消声筒3通孔的开孔面积为2.5％，通孔直径为1.5mm。

如图5和图8所示，推力控制装置包括控制器11、电子调速器12、操控器 13、倾角传感器14、拉力装置15和速度传感器18；操控器13上有启停按钮、加速按钮和减速按钮；控制器11为基于SPM32系列单片机进行开发得到，电子调速器12选取了与风扇电机配套的电子调速器，倾角传感器14为SCA100，拉力装置15为CD-611，速度传感器18为hk15。

自动角度调节装置包括销轴和角度调节电机17，如图7所示，销轴与消声装置外壳4的延伸部连为一体，用于转动连接消声装置外壳4的延伸部与第二转动支架52，第二转动支架52下端与穿戴组件7固定连接，角度调节电机17 的输出轴与销轴固定连接，通过驱动器16驱动角度调节电机17的输出轴转动，带动消声装置外壳4俯仰运动。

在手动控制模式下，控制器11用于接收操控器13发送的速度和启停信号，并将速度和启停信号转换为PWM信号和5V开关量信号后传输至电子调速器 12；电子调速器12根据该5V开关量接通或者断开供电装置8，并根据PWM 信号将供电装置8输入的直流电转化为交流电，通过调整交流电频率而改变风扇电机转速，改变推力大小。

在自动控制模式下，倾角传感器14测定辅助训练装置的倾角，将倾角数据实时传输至控制器11；拉力装置15测定训练过程中其安装部位处受力情况，并将受力数据发送至控制器11；速度传感器18实时检测运动速度，并传输运动速度数据至控制器11；

控制器11根据当前倾角传感器14采集的实际倾角数据与设定的角度进行比较并计算出差值，根据该差值通过PID控制算法闭环控制驱动器16的驱动角度调节电机17旋转进行倾角的调节，直到倾角传感器14测定的倾角数值与设定值相同，完成推力方向的调节；

控制器11根据拉力装置15传输的受力数据，并结合倾角传感器14的倾角数据，确定运动员姿态的调整，判定启停，将启停信号传输至电子调速器12；控制器11根据速度传感器18传输的速度数据，并结合设定的目标速度和最大速度阈值，判定增减速或是否停止运作，并将增减速信号或者停止信号传输至电子调速器12，电子调速器12根据启停信号、增减速信号或停止信号改变风扇电机2的转速，实现该辅助训练装置(风扇电机2)的自动启停和调速。

实施例3

一种体育项目辅助训练装置，结构部件如实施例2中所述，控制器11内还存储有运动员训练数据库，其中录入有需要使用辅助训练装置的人员姓名和ID 号，并以运动员的需求、测试姿态或训练项目为子节点，存储有推力角度和推力大小。

辅助训练装置设置带有操作器的显示屏，通过操作器选取显示屏中选项，直接调用运动员训练数据库中的数据，并选定自动控制模式，训练开始时，控制器11自动按照所需助推器参数进行推力大小和方向的调节。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本实用新型进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本实用新型精神和范围的情况下，可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围以所附权利要求为准。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (15)

1.一种体育项目辅助训练装置，其特征在于，包括动力装置、推力控制装置、供电装置(8)和穿戴组件(7)，其中，

所述动力装置包括涵道风扇(1)和风扇电机(2)，所述风扇电机(2)与所述涵道风扇(1)连接，为涵道风扇(1)的转动提供驱动；

所述推力控制装置用于调整风扇电机(2)的推力大小，并用于控制所述风扇电机(2)的启停；

所述供电装置(8)用于为所述辅助训练装置提供动力；

所述穿戴组件(7)为可穿戴式结构，通过所述穿戴组件(7)使辅助训练装置固定于人体。

2.根据权利要求1所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述推力控制装置包括控制器(11)、电子调速器(12)和操控器(13)，其中，操控器(13)用于将速度和启停信号发送至控制器(11)；

控制器(11)用于接收操控器(13)发送的速度和启停信号，并将速度和启停信号分别转换为脉冲宽度调制信号及开关量信号后传输至电子调速器(12)；

电子调速器(12)根据该开关量信号接通或者断开供电装置(8)，并根据该脉冲宽度调制信号通过调整交流电频率改变风扇电机(2)的转速，以改变推力大小。

3.根据权利要求1所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述辅助训练装置还包括消声装置。

4.根据权利要求3所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述消声装置包括消声筒(3)、外壳(4)和吸音材料，消声筒(3)由微穿孔板加工而成，消声筒(3)外围固定有外壳(4)，消声筒(3)和外壳(4)之间填充所述吸音材料；所述动力装置安装于消声筒(3)内部，与消声筒(3)固定连接。

5.根据权利要求4所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述涵道风扇(1)与所述消声筒(3)共轴。

6.根据权利要求4所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述穿戴组件(7)通过可拆卸连接件直接与消声装置的外壳(4)连接。

7.根据权利要求4所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，还包括安装在穿戴组件(7)上的手动角度调节装置，所述穿戴组件(7)通过所述手动角度调节装置与消声装置的外壳(4)连接。

8.根据权利要求7所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述手动角度调节装置包括沿消声装置的轴向排布的第一转动支架(51)和滑动支架(6)；所述第一转动支架(51)通过销轴与消声装置的外壳(4)的延伸部转动连接；所述滑动支架(6)上加工有圆弧槽，所述滑动支架(6)通过穿过所述圆弧槽的螺纹连接件与消声装置外壳(4)的延伸部锁定连接。

9.根据权利要求1所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述辅助训练装置还包括倾角传感器(14)、驱动器(16)和自动角度调节装置，该倾角传感器(14)与涵道风扇(1)的安装位置相对固定，用于测定推力倾角，并将倾角数据实时传输至控制器(11)；

控制器(11)根据当前倾角传感器(14)采集的实际倾角数据与设定的角度进行比较并计算得到差值，并根据该差值控制驱动器(16)驱动自动角度调节装置进行倾角的调节。

10.根据权利要求9所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述自动角度调节装置包括销轴、第二转动支架(52)和角度调节电机(17)，所述销轴与消声装置外壳(4)的延伸部连为一体，用于转动连接消声装置外壳(4)的延伸部与第二转动支架(52)，所述第二转动支架(52)的下端与穿戴组件(7)固定连接，所述角度调节电机(17)的输出轴与销轴固定连接，通过驱动器(16)驱动角度调节电机(17)的输出轴转动，带动消声装置外壳(4)俯仰运动，实施倾角角度的自动调节。

11.根据权利要求2所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述辅助训练装置的还包括多个拉力装置(15)，所述拉力装置(15)安装在穿戴组件(7)上对应人体活动剧烈的部位或与体育项目相关的部位处，用于测定训练过程中该部位处受力情况，并将受力数据发送至控制器(11)；

控制器(11)根据拉力装置(15)传输的受力数据，并结合倾角传感器(14)的倾角数据，确定运动员姿态的调整，判定启停，将启停信号传输至电子调速器(12)，电子调速器(12)根据启停信号改变风扇电机(2)的转速，实现该辅助训练装置的自动启停。

12.根据权利要求2所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述辅助训练装置还包括速度传感器(18)，用于实时检测运动速度，并传输运动速度数据至控制器(11)；

控制器(11)根据速度传感器(18)传输的速度数据，并结合设定的目标速度和最大速度阈值，判定增减速或是否停止运作，并将增减速信号或者停止信号传输至电子调速器(12)，电子调速器(12)根据减速信号或者停止信号改变风扇电机(2)的转速，实施该辅助训练装置的自动启停和调速。

13.根据权利要求2至12之一所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述辅助训练装置的控制器(11)内设置有训练数据库，其中录入有需要使用辅助训练装置的人员信息，并以训练需求、测试姿态或训练项目为子节点，进行推力角度和/或推力大小的设定并预先存储在控制器(11)中。

14.根据权利要求13所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述辅助训练装置还设置有显示屏，通过操控器(13)、显示屏自带触屏操作器或显示屏自带按键式操作器直接调用运动员训练数据库中的数据，训练开始时，控制器(11)自动按照所需助推器参数进行推力大小和/或方向的调节。

15.根据权利要求14所述的体育项目辅助训练装置，其特征在于，所述操控器(13)、显示屏自带触屏操作器或显示屏自带按键式操作器设置有手动/自动选项或按钮，用于选择辅助训练装置的控制模式。

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