WO2019011283A1

WO2019011283A1 - 用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置

Info

Publication number: WO2019011283A1
Application number: PCT/CN2018/095348
Authority: WO
Inventors: 阎东
Original assignee: 阎东
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2019-01-17
Also published as: CN107261458B; CN107261458A

Abstract

一种用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置，滑行运动模拟设备包括脚部支撑装置（1），脚部支撑装置（1）用于供使用者站立，以便支撑使用者的双脚并模拟滑行动作，上身稳定装置（2）的上端连接到使用者的上身，下端连接到脚部支撑装置（1），用于给使用者施加离心力和下坠力以及安全保护。

Description

用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置

技术领域

本发明属于运动器械领域，具体提供一种用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置。

背景技术

滑行运动能够带给人们飞驰的快感以及惊险刺激的感受，同时能使人身心愉悦、放松心情。越来越多的人都加入到了滑行运动的队伍中。但是，每项滑行运动都对运动爱好者有很高的要求，良好的平衡能力以及身体的控制能力是掌握滑行运动的关键，因此，滑行运动存在着较高的难度，初学者会因为技术水平所限容易出现摔倒受伤的情况，给初学者的身心都带来了影响，因此，这项运动需要长时间训练才能掌握运动器材的使用方法，进而感受滑行运动带来的非凡感受。

为了使初学者更安全、更快速地掌握滑行运动的技巧以及提高技术水平，陆续出现了多种模拟设备，如滑雪训练器、滑冰训练器等，这些模拟设备不但能够保证初学者的安全，也能够解决一些滑行运动场地的局限，在室内体验滑行运动的乐趣。

以滑雪为例，运动员在滑雪过程中，以一定速度向前滑行，由于受到外力以及转向时离心力的影响，运动员不仅脚部需要克服外力，同时，腰部和腿部等其他部位也都会受到外力的影响，初学者需要学习的是如何做出反应动作调整重心，进而克服外力影响，因此，对于使用者来说，除了学习专业动作之外，感受以及克服不同场景带来的外力及离心力的影响，以及用正确的重复训练，加快形成肌肉记忆变得尤为重要。但是，现有的模拟设备大多是与初学者的脚部连接，由于模拟设备是固定放置在地面上的，因此初学者的其他身体部位无法感受到真正滑行时外力给予身体的影响。除此之外，现有的一些模拟设备设置了扶手，防止使用者摔倒，但这种保护方式不能识别用户的危险动作，安全保护方面存在一定的不足，同时，对初学者克服心理障碍不利。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即现有技术中存在的滑行运动模拟设备无法让使用者感受到真正滑行时外力给予身体的影响以及保护措施不足的问题。为此目的，本发明提供了一种用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置，所述滑行运动模拟设备包括脚部支撑装置，所述脚部支撑装置用于供使用者站立，以便支撑使用者的双脚并模拟滑行动作，其特征在于，所述上身稳定装置的上端连接到使用者的上身，下端连接到所述脚部支撑装置，用于给使用者施加离心力和下坠力。

在上述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置的优选技术方案中，所述上身稳定装置包括套环和支撑杆，所述套环用于环绕使用者的上身，所述支撑杆的上端与所述套环相连，所述支撑杆的下端固定连接到所述脚部支撑装置上。

在上述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置的优选技术方案中，所述滑行运动模拟设备还包括驱动装置，所述驱动装置包括支撑杆驱动器，所述支撑杆驱动器设置在所述脚部支撑装置上，用于驱动所述支撑杆相对于所述脚部支撑装置枢转，从而给使用者的身体施加离心力和安全保护。

在上述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置的优选技术方案中，所述驱动装置还包括牵引器，所述牵引器设置在所述脚部支撑装置上，用于向下牵引所述套环，从而给使用者施加下坠力和模拟运动负荷变化。

在上述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置的优选技术方案中，所述支撑杆包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆连接到所述套环并且能够相对于所述第二支撑杆伸缩，所述第二支撑杆连接到所述脚部支撑装置。

在上述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置的优选技术方案中，所述支撑杆还包括设置在所述第一支撑杆与所述第二支撑杆之间的偏置构件，所述偏置构件使所述第一支撑杆沿着伸出所述第二支撑杆的方向移动。

在上述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置的优选技术方案中，所述牵引器包括牵引器本体和牵引缆索，所述牵引缆索的一端连接到所述牵引器本体，另一端连接到所述第一支撑杆，以便在需要时克服所述偏置构件的作用力而使所述第一支撑杆沿着缩入所述第二支撑杆的方向移动，从而给使用者施加下坠力。

在上述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置的优选技术方案中，所述脚部支撑装置包括支撑架和滑行模拟组件，所述滑行模拟组件以柔性方式安装在所述支撑架上，所述上身稳定装置的下端连接到所述滑行模拟组件。

在上述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置的优选技术方案中，所述滑行模拟组件包括旋转模拟构件和设置在所述旋转模拟构件上方的滑行模拟构件，所述滑行模拟构件借助所述旋转模拟构件安装在所述支撑架上。

在上述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置的优选技术方案中，所述滑行运动模拟设备是滑雪模拟设备、滑草模拟设备、轮滑模拟设备、滑沙模拟设备、冲浪模拟设备、滑冰模拟设备和划水模拟设备中的一种。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，上身稳定装置用于给使用者施加离心力、下坠力和安全保护，因此，使用者在使用该模拟设备时，能够感受到真实滑行中，运动惯性给身体部位带来的真切感受，例如转向时身体受到的离心力以及转向时离心力对使用者下肢带来的负荷等，为使用者呈现了一个近似真实的滑雪运动体验。

此外，上身稳定装置包括套环和支撑杆，该套环能够环绕使用者的腰部，在保护使用者安全的基础上，该套环借助支撑杆能够给使用者施加离心力，从而让使用者感受到转向或者其他动作时身体的感受，让使用者从模拟设备中感受到与真实滑行运动相似的情形。

附图说明

下面参照附图并结合滑雪模拟设备来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明的滑雪运动模拟设备的结构示意图；

图2是图1所示滑雪运动模拟设备的脚部支撑装置的放大图；

图3是图1所示滑雪运动模拟设备的旋转模拟构件的放大图；

图4是图1所示滑雪运动模拟设备的上身稳定装置的结构图；

图5是图1所示滑雪运动模拟设备的套环的放大图；

图6是图1所示滑雪运动模拟设备的支撑杆的放大图；

图7是图1所示滑雪运动模拟设备的牵引器的放大图。

附图标记列表：

1、脚部支撑装置；2、上身稳定装置；11、支撑架；111、支撑构件；121、旋转模拟构件；122、滑行模拟构件；1211、固定盘；1212、转盘；1213、连接板；1221、中央固定座；1222、第一侧固定座；1223、第二侧固定座；1224、第一侧脚部固定器；12241、第一踏板；12242、脚部的绳带；12243、连接构件；12244、腿部的绳带；1225、第二侧脚部固定器；34、支撑杆驱动器；35、牵引器；21、套环；22、支撑杆；211、腰托；212、背托；213、安全带；214、第一倾角探测器；215、第一压力传感器；216、第一横连杆；217、第二横连杆；218、第一定位销；219、第二倾角探测器；221、第一支撑杆；222、第二支撑杆；223、第三支撑杆；224、第四支撑杆；225、安装架；351、牵引器本体；352、牵引缆索；23、第二压力传感器；24、安装板。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然说明书和附图是以双板滑雪板作为优选实施方式进行描述的，但是很明显滑雪板也可以是单板滑雪板或者其他滑行构件(例如滑轮、滑沙板等等)来替代，以便将本发明的技术方案应用于其他滑行设备，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

首先参阅图1和图2，图1是本发明的滑雪运动模拟设备的结构示意图；图2是图1所示滑雪运动模拟设备的脚部支撑装置的放大图。如图1所示，该滑雪运动模拟设备包括：脚部支撑装置1，其用于供使用者站立，在使用时，使用者可以将双脚放置到脚部支撑装置1中，以便支撑使用者的双脚并模拟滑行动作，例如转向、减速等技术动作；上身稳定装置2，具体地，脚部支撑装置1包括支撑架11和滑行模拟组件(图中未整体标示)，滑行模拟组件以柔性方式安装在支撑架11上，上身稳定装置2的下端连接到滑行模拟组件。众所周知，由于地形及雪的柔软特性，滑雪板在雪地上滑动的过程中，会有轻微的颠簸，为了更好地模拟这一情况，将滑行模拟组件以柔性的方式架设在支撑架11上。可以在支撑架11和滑行模拟组件之间设置四个支撑构件111，可以将该支撑构件111的两端分别通过万向节与支撑架11和滑行模拟组件连接。进一步地，还可以在万向节上设置限位部件来约束滑行模拟部件相对于支撑架11的摆动幅度。作为示例，支撑构件111可以是液压缸、气缸、弹簧等。当然，这并不是限制性的，支撑构件111可以是其他任何柔性支撑构件。

接着参阅图3并继续参阅图1和图2，图3是图1所示滑雪运动模拟设备的旋转模拟构件的放大图。滑行模拟组件包括旋转模拟构件121和设置在旋转模拟构件121上方的滑行模拟构件122，滑行模拟构件122借助旋转模拟构件121安装在支撑架11上。具体地，该旋转模拟构件121包括能够彼此相对旋转的固定盘1211和转盘1212，固定盘1211与支撑架11连接，转盘1212连接到滑行模拟构件122，使得滑行模拟构件122能够通过固定盘1211安装在支撑架11上，并且当转盘1212转动时，会带动滑行模拟构件122相对于支撑架11旋转。优选地，该旋转模拟构件121可以是回转支承。可以理解的是，虽然上文是以回转支承作为旋转模拟机构的优选实施方式进行描述的，但很明显也可以用其他方式替代，例如圆锥滚子轴承等。

继续参阅图2，该滑行模拟构件122包括中央固定座1221(图7中示出)、第一侧固定座1222和第一侧脚部固定器1224以及第二侧固定座1223和第二侧脚部固定器1225。具体地，转盘1212上可以固设一块连接板1213，中央固定座1221固定安装到该连接板1213上，并且上身稳定装置2的下端固定地连接到该中央固定座1221，当转盘1212转动时，能够带动中央固定座1221和上身稳定装置2一起旋转。第一侧固定座1222和第二侧固定座1223分别设置在连接板1213的上表面，并且第一侧固定座1222与第二侧固定座1223的连线经过转盘1212的圆心。在第一侧固定座1222的上端还枢转地连接有第一侧脚部固定器1224，该第一侧脚部固定器1224能够相对于第一侧固定座1222向两侧枢转、前后滑动并且能够带动第一侧固定座1222一起相对于连接板1213绕竖向轴线自转，向两侧枢转可通过任何适当的水平转轴来实现，前后滑动例如可通过图2所示的滑槽结构来实现，而绕竖向轴线自转可通过任何适当的竖向转轴来实现，但是，本发明并不局限于这种具体的枢转结构和滑动结构，该第一侧脚部固定器1224用于固定使用者的左脚。在第二侧固定座1223的上端还枢转地连接有第二侧脚部固定器1225，该第二侧脚部固定器1225能够相对于第二侧固定座1223向两侧枢转、前后滑动并且能够带动第一侧固定座1222一起相对于连接板1213绕竖向轴线自转，向两侧枢转可通过任何适当的水平转轴来实现，前后滑动例如可通过图2所示的滑槽结构来实现，而绕竖向轴线自转可通过任何适当的竖向转轴来实现，但是，本发明并不局限于这种具体的枢转结构和滑动结构，该第二侧脚部固定器1225用于固定使用者的右脚。进一步地，以第一侧脚部固定器1224为例，该第一侧脚部固定器1224还可以包括第一踏板12241以及松紧可调的用于固定使用者脚部的绳带12242，该绳带设置在第一踏板12241上，从而脚部不同尺码的使用者都可以通过绳带进行固定。另一方面，还可以设置腿部的绳带12244。具体地，在第一踏板12241上固设一连接构件12243，腿部的绳带12244 设置在连接构件12243的上端，当使用者把脚放置在第一踏板12241上时，腿部的绳带12244能够可调节地将连接构件12243与使用者的腿部固定。同样地，第二侧腿部固定器也可以设置成与第一侧腿部固定器一样的结构。

接着参阅图4，图4是是图1所示滑雪运动模拟设备的上身稳定装置的结构图。如图4所示，该上身稳定装置2的上端连接到使用者的上身，下端连接到脚部支撑装置1，上身稳定装置2用于给使用者施加离心力和下坠力，因此，使用者能够感受到真实滑雪中，运动惯性给身体部位带来的真切感受，例如转向时身体受到的离心力、转向时做出的技术动作给使用者下肢带来的负荷等，为使用者呈现了一个真实的滑雪感受。

接着参阅图5并继续参阅图4，图5是图1所示滑雪运动模拟设备的套环的放大图。上身稳定装置2包括套环21和支撑杆22，该套环21用于环绕使用者的上身，支撑杆22的上端与套环21连接，支撑杆22的下端固定连接到脚部支撑装置1。具体地，该套环21具有调节功能，可以设置成类似腰带或者安全带的形式，除了保护使用者以外，设置套环21可以将模拟的离心力直接作用到使用者的腰部，以使得使用者体验到真实滑雪中离心力作用到身体的感受。优选地，该套环21包括腰托211、与腰托211固定连接的背托212以及与腰托211可调节连接的安全带213，该腰托211用于支撑人体腰部，并且通过安全带213环绕人体的腰部，背托212与腰托211垂直放置，用于支撑人体背部。进一步地，还可以在腰托211和背托212上设置第一压力传感器215以及第一倾角探测器214，通过第一压力传感器215和第一倾角探测器214采集腰托211和背托212的角度与压力变化，并将信息传递给控制单元，之后控制单元通过接收到的信息判断使用者的姿态是否处于失去平衡状态，如果判断失去平衡即开启安全保护模式，模拟设备恢复到初始站立状态，使用者的身体也会随之恢复到初始站立的姿态。由于使用者的腰部和脚部已经被固定，因此即便使用者因为动作不当失去平衡也不会摔倒受伤，在不限制使用者做出技术动作的前提下，保证了使用者的安全。

继续参阅图4和图5，套环21还连接有第一横连杆216，第一横连杆216的一端连接到腰托211，其另一端插设到第二横连杆217中，第二横连杆217与支撑杆22连接并且其设置有定位销，该定位销能够锁住第一横连杆216插设到第二横连杆217中的长度。在实际应用中，使用者可以根据自己的身材以及习惯调节腰托211与支撑杆22之间的水平距离。进一步地，第二横连杆217和支撑杆22的连接处可以设置第二倾角探测器219。

接着参阅图6并继续参阅图4，图6是图1所示滑雪运动模拟设备的支撑杆的放大图。如图6所示，支撑杆22可以设置成高度可调节的伸缩杆，使用者能够根据自己的身高以及滑雪习惯调节支撑杆22的高度，从而使套环21能够安装到合适的位置。具体地，该支撑杆22包括第一支撑杆221和第二支撑杆222，第一支撑杆221与第二横连杆217连接，该第一支撑杆221插设到第二支撑杆222内，并且其能够相对于第二支撑杆222伸缩，第二支撑杆222连接到脚部支撑装置1。优选地，在第一支撑杆221和第二支撑杆222之间设置偏置构件(图中未示出)，该偏置构件能够使第一支撑杆221沿着伸出第二支撑杆222的方向移动。在图4和6所示的优选实施方式中，该偏置构件是设置在第二支撑杆222内的弹簧，但很明显这种选择并不是局限性的，也可以用其他方式替代，例如气缸、液压缸等。进一步地，还可以在支撑杆22上设置第二定位销，第二定位销可以阻止第一支撑杆221在偏置构件的作用下向上运动，可以在第一支撑杆221上设置外部凸缘，通过第二定位销阻挡外部凸缘的上表面阻止第一支撑杆221向上运动，从而使用者可以根据自己的身高以及滑雪习惯调节支撑杆22的高度，进而调节了套环21的高度，为使用者提供了便利。

继续参阅图4和图6，该支撑杆22还包括安装架225、第三支撑杆223和第四支撑杆224，安装架225与第二支撑杆222固定连接，第三支撑杆223的两端分别连接安装架225和第四支撑杆224，考虑到支撑杆22不能影响使用者做出技术动作，因此将第三支撑杆223向下倾斜地连接到第四支撑杆224，第四连接杆224与脚部支撑装置1连接，从而第一支撑杆221和第二支撑杆222位于使用者背后，第三支撑杆223处于使用者腿间，从而不会对使用者使用模拟设备造成影响。

接着参阅图7，图7是图1所示滑雪运动模拟设备的牵引器的放大图。第四支撑杆224的下端连接有第二压力传感器23，第二压力传感器23用于检测人体向下的下坠力，该第二压力传感器23固定连接到安装板24上，该安装板24与中央固定座1221枢转地连接。

继续参阅图7，该滑行运动模拟设备还包括驱动装置，该驱动装置包括支撑杆驱动器34，该支撑杆驱动器34设置在连接板1213下方，其能够驱动支撑杆22相对于脚部支撑装置1旋转，当使用者做出转向、立刃等动作时，主控单元通过控制支撑杆驱动器34进而使支撑杆22旋转，由此使用者能够感受到转向时自身受到的离心力，使用者必须通过腰部调整身体平衡来克服离心力的影响，进而大幅度地提高了滑雪运动模拟设备的用户体验。

继续参阅图7，驱动装置还包括牵引器，牵引器设置在脚部支撑装置1上，用于向下牵引套环21，从而给使用者施加下坠力，让使用者腿部感受到运动负荷。具体地，该牵引器包括牵引器本体351和牵引缆索352，该牵引缆索352的一端连接第一支撑杆221，另一端穿过第二支撑杆222和第三支撑杆223的内部连接到牵引器本体351，当使用者转向或者其他需要施加下坠力的情形时，牵引器本体351会拉动牵引缆索352，当牵引器本体351的拉力超过偏置构件向上的偏置力时，第一支撑杆221被向下拉动，从而带动套环21向下运动，由此使用者会受到下坠力，腿部和脚部负荷变大，真切地模拟运动员在转向等情形下，身体受到外力影响时的感受。

最后，本领域技术人员容易理解的是，尽管这里是结合双板滑雪模拟设备描述的，但是，本发明的滑行运动模拟设备既可以应用于双板滑雪设备，也可以应用于单板滑雪设备，还可以应用于模拟其他滑行运动，例如模拟滑草、冲浪以及滑沙等。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

一种用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置，所述滑行运动模拟设备包括脚部支撑装置，所述脚部支撑装置用于供使用者站立，以便支撑使用者的双脚并模拟滑行动作，

其特征在于，所述上身稳定装置的上端连接到使用者的上身，下端连接到所述脚部支撑装置，用于给使用者施加离心力和下坠力。
根据权利要求1所述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置，其特征在于，所述上身稳定装置包括套环和支撑杆，所述套环用于环绕使用者的上身，所述支撑杆的上端与所述套环相连，所述支撑杆的下端固定连接到所述脚部支撑装置。
根据权利要求2所述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置，其特征在于，所述滑行运动模拟设备还包括驱动装置，所述驱动装置包括支撑杆驱动器，所述支撑杆驱动器设置在所述脚部支撑装置上，用于驱动所述支撑杆相对于所述脚部支撑装置枢转，从而给使用者施加离心力和安全保护。
根据权利要求3所述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置，其特征在于，所述驱动装置还包括牵引器，所述牵引器设置在所述脚部支撑装置上，用于向下牵引所述套环，从而给使用者施加下坠力。
根据权利要求4所述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置，其特征在于，所述支撑杆包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆连接到所述套环并且能够相对于所述第二支撑杆伸缩，所述第二支撑杆连接到所述脚部支撑装置。
根据权利要求5所述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置，其特征在于，所述支撑杆还包括设置在所述第一支撑杆与所述第二支撑杆之间的偏置构件，所述偏置构件使所述第一支撑杆沿着伸出所述第二支撑杆的方向移动。
根据权利要求6所述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置，其特征在于，所述牵引器包括牵引器本体和牵引缆索，所述牵引缆索的一端连接到所述牵引器本体，另一端连接到所述第一支撑杆，以便在需要时克服所述偏置构件的作用力而使所述第一支撑杆沿着缩入所述第二支撑杆的方向移动，从而给使用者施加下坠力。
根据权利要求1至7中任一项所述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置，其特征在于，所述脚部支撑装置包括支撑架和滑行模拟组件，所述滑行模拟组件以柔性方式安装在所述支撑架上，所述上身稳定装置的下端连接到所述滑行模拟组件。
根据权利要求8所述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置，其特征在于，所述滑行模拟组件包括旋转模拟构件和设置在所述旋转模拟构件上方的滑行模拟构件，所述滑行模拟构件借助所述旋转模拟构件安装在所述支撑架上。
根据权利要求9所述的用于滑行运动模拟设备的上身稳定装置，其特征在于，所述滑行运动模拟设备是滑雪模拟设备、滑草模拟设备、轮滑模拟设备、滑沙模拟设备、冲浪模拟设备、滑冰模拟设备和划水模拟设备中的一种。