一種用於運動員低氧訓練、富氧恢復的體育訓練系統的製作方法

2023-05-25 20:59:01 1

專利名稱：一種用於運動員低氧訓練、富氧恢復的體育訓練系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於運動員低氧訓練、富氧恢復的體育訓練系統，屬於體育訓練 設備技術領域。
背景技術：
半個世紀以來，世界各國的體育科研工作者對高原訓練進行了大量的探索研究。體育 科學研究表明，高原缺氧環境對提高運動員生理機能和運動能力有著積極的作用。自20 世紀90年代以來，高原訓練方法受到世界各國前所未有的重視。美國、俄羅斯、德國、 日本、西班牙等國先後建成高原訓練基地，有的已達到較大的訓練規模和較高的研究水平。 許多國家的運動隊伍在參加世界重大比賽前都有計劃地到高原訓練基地進行強化訓練，使 運動員的運動能力進一步得到提高。 .高原訓練可改善徑賽運動員的有氧能力。此外，對最大速度、爆發力和力量指標均有 提高，300米跑後血乳酸濃度要高於平原時的濃度，肌肉中三磷酸腺苷和磷酸肌酸的濃度， 在高原時也高一些。但是運動員到高原訓練，存在許多不足，主要是往返高原的轉移，費用高和浪費時間， 其次是高原反應，高度單一等，所以從上世紀80年代初，出現了模擬高原訓練，所需的 設施可分為兩大類1、 壓力艙式在一封閉的空間內，用抽氣泵來調節居室內的氣壓及氧分壓，使之達 到相當於所要求的不同海拔高度(可調節高度從海拔1000 4000米)， 一般稱這種小室為 壓力艙。壓力艙的面積從幾十平方米至數百平方米不等，面積小者只能進行運動(跑臺或功率 自行車)，面積大者還可在艙內作為期數周的居住及運動。目前，國際上最大的供訓練用 的壓力艙在德國柏林附近的金寶(Kinbau)基地，艙面積為18X18米，達324平方米(裝 備有4部跑臺、20部功率自行車)，還有一個100平方米的水池供皮划艇選手訓練。日本 在上世紀80年代利用地下的廢棄坑道改裝成幾十平方米的壓力艙供訓練用。2、 面罩式通過低氧儀調節吸入氣的成分，即增加氮氣的比例，使受試者吸入低於 正常氧分壓的低氧混合氣體。正常大氣中氧含量為20.94%，通過低氧儀，可將氧容積的 百分比，調整在20 10%的區域內，作任意選擇(19%時，約800米海拔高度；17%時，約 1700米海拔高度；16%時，約2200米海拔高度；13%時，接近於4000米高度)。此方法實 質上為間歇性低氧訓練，上世紀80年代以來，為俄、英、美等國逐漸發展起來的一種新 的訓練方法，其理論是由高原訓練派生的。低氧訓練是在高原訓練的研究和應用基礎上發展起來的。它利用人工低氧環境進行訓練，以提高運動員體能。低氧訓練既可以通過低氧暴露提高機體氧運輸和利用能力，又可 以通過低氧運動提高心肺功能。它避免了高原訓練時由於缺氧造成的訓練強度和訓練量的 下降、疲勞恢復減慢等弊端，並且在低氧環境下可以獲得有益的生理適應(諸如血紅蛋白 提高)，還可以增大訓練強度和訓練量。因此，低氧訓練不僅能達到高原訓練的效果，而 且避免了高原訓練的不足。模擬高原地區缺氧與真正的高原訓練相比對運動員來說，其特點為機體在較短時間 內接受反覆短暫的低氧剌激，低氧刺激方式為間歇性，使機體在短時間內產生強烈的應激 反應，以調動體內的機能潛力，有利於呼吸循環系統機能的增強；低氧濃度可以人為調節， 以滿足不同個體低氧能力適應能力的需要。在低氧刺激過程中，可隨機體適應情況逐漸加 強低氧刺激程度，避免了持續恆定低氧引起的不足，並防止機體組織受損傷，富氧間歇創 造了再生和生物合成的適宜條件；低氧刺激與運動負荷同步進行，有利於訓練計劃的實施 和訓練質量的保證。運動員在低氧環境中運動，不僅可以保證運動強度，並且不影響訓練 結構的整體安排，使機能潛力得到最大程度的發揮，並利用富氧小環境有利於訓練後體能 的迅速恢復；節省了運動員的寶貴時間，並避免了許多副作用，如高原反應等。實驗結果表明低氧訓練可有效提高呼吸系統功能，提高氣體代謝效率，促進運動能 力提高，是一種科學有效的訓練方法。近幾年該方法在登山隊、飛行員和太空人的耐缺氧 能力訓練中得到應用。而我國在該領域的研究工作剛剛起步。對競技運動員來說，身體的恢復是相當重要的。富氧環境有利於疲勞的恢復，將室內環境空氣的氧濃度由正常的21%，提高至23 28%，處於環境中的人體內血氧含量可提高 5倍以上，起到保健治療、迅速恢復疲勞的作用。運動員一般上高原進行缺氧訓練，不僅需要時間來適應高原環境，浪費了寶貴的訓練 時間，而且在缺氧狀態下會產生睡眠質量差、易疲勞、難恢復等問題，不利於訓練質量的 保證。發明內容本實用新型的目的是提出一種用於運動員低氧訓練、富氧恢復的體育訓練系統，利用 膜分離裝置製取富氧/低氧空氣，產生的低氧空氣進入訓練場館可模擬高原地區的缺氧條 件，根據運動員及運動項目的特點，用本系統可任意模擬所需海拔高度的氧濃度，供運動 員訓練使用；同時，產生的富氧空氣可用於製造富氧恢復室，供運動員迅速恢復疲勞。本實用新型提出的用於運動員低氧訓練、富氧恢復的體育訓練系統，包括空氣過濾器、 風機、膜分離裝置、流量計、真空泵、氣水分離器、富氧室和低氧室。空氣過濾器、風機、 膜分離裝置、真空泵、氣水分離器和富氧室通過管道依次相連。低氧室分別通過管道與流 量計相連及通過帶有低氧回流閥的管道與空氣過濾器相連，流量計另一端與膜分離裝置相 連。富氧室的另一端通過帶有富氧回流閥的管道與空氣過濾器相連，空氣過濾器的進口端 連接有閥門。利用本實用新型提出的用於運動員低氧訓練、富氧恢復的體育訓練系統，即可在平原 地區的訓練基地建設可調節空氣氧濃度(實現不同海拔氧濃度的模擬環境)的低氧訓練場館，即避免了運動員定期去高原地區的旅途疲勞和氣候不適，又節省了大量的物力財力， 更重要的是節省了運動員的寶貴時間，而且隨時隨地可以訓練。體育訓練系統中富氧恢復 室，有利於縮短運動員的恢復時間，提高恢復效率，減少傷病的發生，提高訓練質量和水 平，有利於運動成績的提高。


圖1為本實用新型提出的訓練系統的結構框圖。圖2為本訓練系統中所用的氣水分離器的結構示意圖。圖1和圖2中，l是閥門，2是空氣過濾器，3是風機，4是膜分離裝置，5是流量計， 6是真空泵，7是低氧室，8是氣水分離器，9是富氧室，IO是富氧回流閥，ll是低氧回 流閥，12是排氣閥，13是進氣閥，14是排水閥。
具體實施方式
本實用新型提出的用於運動員低氧訓練、富氧恢復的體育訓練系統，其結構框圖如圖 l所示，包括空氣過濾器2、風機3、膜分離裝置4、流量計5、真空泵6、氣水分離器8、 富氧室9和低氧室7。空氣過濾器2、風機3、膜分離裝置4、真空泵6、氣水分離器8和 富氧室9通過管道依次相連。低氧室7分別通過管道與流量計5相連及通過帶有低氧回流 閥11的管道與空氣過濾器2相連，流量計5另一端與膜分離裝置4相連；且富氧室9的 另一端通過帶有富氧回流閥10的管道與空氣過濾器2相連，空氣過濾器2的進口端連接 有閥門1。上述體育訓練系統中的氣水分離器8，其結構如圖2所示，為一罐狀容器，容器的頂 部設有出氣閥12，容器的下部設有進氣閥13，容器的底部設有排水閥14。 本訓練系統的工作過程是新鮮空氣經閥門l調節流量進入系統管道，經空氣過濾器2過濾後進入風機3，風機 3將空氣送入膜分離裝置4，在膜分離裝置4中進行空氣分離，低氧空氣經流量計5計量 後排入低氧室7，富氧空氣經真空泵6、從氣水分離器8的進氣閥13進入氣水分離器中。 低氧壘7和富氧室9中的氧氣濃度可以用氧濃度測試器進行監測。氣水分離後的水經排水 閥14排放，氣水分離後的空氣經排氣閥12進入富氧室9。低氧室7和富氧室9的空氣經 管道回流至空氣過濾器2，並通過富氧回流閥IO、低氧回流闊ll調節其回流量。以下介紹本實用新型提出的體育訓練系統的一個實施例-系統中的低氧訓練室7為300立方米的普通房間(層高3米)，內部有訓練器材等； 富氧恢復室9為300立方米的普通房間(層高3米)，內部有按摩床等設施；閥門l、 10、 11、 12、 13為蝶閥(Dg90);閥門14為球閥；管道為PVC管道(Dg90);膜分離裝置4的 型號為UNIS120,由北京紫光生物科技有限公司生產；空氣過濾器2的型號為400X500， 由北京紫光生物科技有限公司生產；氣水分離器8為一個C600X1200的容器，由北京紫 光生物科技有限公司生產，風機3選用DWT-3.2A離心風機；流量計5選用LZB-80型玻璃 轉子流量計；真空泵6選用2BEA202型水環式真空泵；用於監測低氧室7和富氧室9的氧氣濃度的氧氣檢測器選用MB80氧濃度測試器。低氧室7的氧濃度在13 21%的範圍內可 調；富氧室的氧濃度在22 28%的範圍內可調。上述體育訓練系統中使用的膜分離裝置，使用了膜分離技術，其原理是空氣中的主 要成分是氧和氮，它們分別以分子狀態存在。膜分離法製取富氧、低氧氣體是利用空氣中 各組分透過膜(高分子複合膜)時的滲透速率不同，在壓力差驅動下，使氧氣優先通過膜 而得到富氧空氣(氧含量22 45%可調)，導入富氧室，使運動員在富氧條件下恢復；未 透過膜的空氣即為低氧空氣(可模擬不同海拔的高原氧環境，氧含量10 20%可調)導入 低氧室(運動員訓練館)，使運動員在低氧條件下進行訓練，以提高訓練水平。膜法分離 空氣具有設備簡單、操作方便和安全、壽命長(IO年以上)、起動快、投資少、運行費用低等特點。
權利要求1. 一種用於運動員低氧訓練、富氧恢復的體育訓練系統，其特徵在於，該系統包括空氣過濾器、風機、膜分離裝置、流量計、真空泵、氣水分離器、富氧室和低氧室；所述的空氣過濾器、風機、膜分離裝置、真空泵、氣水分離器和富氧室依次通過管道相連；所述的低氧室分別通過管道與流量計相連及通過帶有低氧回流閥的管道與空氣過濾器相連，流量計另一端與膜分離裝置相連；所述的富氧室的另一端通過帶有富氧回流閥的管道與空氣過濾器相連，空氣過濾器的進口端連接有閥門。
專利摘要本實用新型涉及一種用於運動員低氧訓練、富氧恢復的體育訓練系統，屬於體育訓練設備技術領域。該系統包括空氣過濾器、風機、膜分離裝置、流量計、真空泵、氣水分離器、富氧室和低氧室；所述的空氣過濾器、風機、膜分離裝置、真空泵、氣水分離器和富氧室依次通過管道相連；所述的低氧室分別通過管道與流量計相連及通過帶有低氧回流閥的管道與空氣過濾器相連，流量計另一端與膜分離裝置相連；所述的富氧室的另一端通過帶有富氧回流閥的管道與空氣過濾器相連，空氣過濾器的進口端連接有閥門。利用本系統中的富氧恢復室，有利於縮短運動員的恢復時間，提高恢復效率，減少傷病的發生，提高訓練質量和水平。
文檔編號A63B69/00GK201101865SQ20072014939
公開日2008年8月20日 申請日期2007年5月31日 優先權日2007年5月31日
發明者劉進才, 戴素娟, 房詩宏 申請人:北京紫光生物科技有限公司