蛙泳泳姿模擬訓練器的製造方法
2024-04-10 15:34:05
蛙泳泳姿模擬訓練器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了蛙泳泳姿模擬訓練器，包括四連杆機構及分別與四連杆機構連接的上肢運動機構、下肢運動機構和橫置板，上肢運動機構、四連杆機構、下肢運動機構和橫置板分別鉸接在地板上，下肢運動機構與四連杆機構通過活塞裝置連接，橫置板與四連杆機構通過換氣杆連接。本實用新型蛙泳泳姿模擬訓練器解決了現有蛙泳模擬訓練設備無法保證蛙泳技術動作的準確性與協調性的問題，對於引導學生學習蛙泳，掌握蛙泳協調性，糾正錯誤動作有很好的實踐效果，對於提高遊泳教學質量具有很大促進作用。
【專利說明】蛙泳泳姿模擬訓練器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於遊泳訓練器械【技術領域】，具體涉及一種蛙泳泳姿模擬訓練器。
【背景技術】
[0002]蛙泳技術是目前很多高校體育必修課，經過調查，我們發現無論大學生還是普通群眾，都會因為蛙泳技術難度較大，水中的適應性較差，導致在學習的過程難以領會要領，再加上場地、天氣、季節等條件限制，想在短短幾節課上學會遊泳，確實不易。
[0003]傳統的練習方法是在陸上做劃臂與蹬腿動作的分解練習，但是在學習蛙泳時動作很難連貫、協調，從而在水中很難掌握身體平衡，也觀察不到自己的劃臂和蹬腿動作，所以很難讓學員真正掌握蛙泳技術，因此我們有必要藉助一定的訓練設備，可以限制並引導人們完成基本動作，利用這個器材可以在陸地上練習完整的劃臂和蹬腿動作，周而復始，隨著熟練程度的增加，學員就可以掌握蛙泳了。調查發現，現有蛙泳模擬訓練設備無法保證蛙泳技術中劃臂、換氣、蹬腿、漂浮動作的準確性與協調性，而且價格昂貴，所以均未普及。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種蛙泳泳姿模擬訓練器，解決了現有蛙泳模擬訓練設備無法保證蛙泳技術動作的準確性與協調性的問題。
[0005]本實用新型所採用的技術方案是:蛙泳泳姿模擬訓練器，包括四連杆機構及分別與四連杆機構連接的上肢運動機構、下肢運動機構和橫置板，上肢運動機構、四連杆機構、下肢運動機構和橫置板分別鉸接在地板上，下肢運動機構與四連杆機構通過活塞裝置連接，橫置板與四連杆機構通過換氣杆連接。
[0006]本實用新型的特點還在於，
[0007]四連杆機構包括地板及分別與地板鉸接的上肢搖杆和搖杆，上肢搖杆和搖杆通過連杆連接。
[0008]上肢運動機構包括與上肢搖杆相連的上肢杆，上肢杆外套有上肢杆套筒，上肢杆套筒與上肢滑塊相連，上肢滑塊上設置有扶手，上肢滑塊通過滑動副與上肢導軌相連，上肢導軌與上肢導軌支撐杆相連，上肢導軌支撐杆鉸接在地板上。
[0009]下肢運動機構包括鉸接在地板上的下肢導軌支撐杆，下肢導軌支撐杆與下肢導軌相連，下肢導軌通過滑動副與下肢滑塊相連，下肢滑塊上設置有腳撐，下肢滑塊與下肢杆套筒相連，下肢杆套筒內套有下肢杆，下肢杆與下肢搖杆相連，下肢搖杆與地板鉸接。
[0010]活塞裝置包括缸連接杆和與缸連接杆相連的活塞缸、以及與活塞缸通過密閉滑動副相連的活塞軸，活塞軸與換氣杆、搖杆和連杆鉸接在一起，缸連接杆與下肢杆、下肢搖杆鉸接在一起，缸連接杆還與回位彈簧的一端相連，回位彈簧的另一端與下肢導軌支撐杆相連。
[0011 ] 活塞缸上設置有單向閥和洩壓孔。
[0012]上肢運動機構關於活塞軸對稱設置有兩組。[0013]下肢運動機構關於活塞軸對稱設置有兩組。
[0014]本實用新型的有益效果是:本實用新型蛙泳泳姿模擬訓練器，解決了現有蛙泳模擬訓練設備無法保證蛙泳技術動作的準確性與協調性的問題，通過導軌建模確定運動軌道保證泳姿的準確性和順暢性，設立四連杆機構和槓桿機構保證了動作的準確定和協調性，對於引導學生學習蛙泳，掌握蛙泳協調性，糾正錯誤動作有很好的實踐效果，對於提高遊泳教學質量具有很大促進作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型蛙泳泳姿模擬訓練器的結構示意圖；
[0016]圖2是本實用新型蛙泳泳姿模擬訓練器的俯視圖；
[0017]圖3是本實用新型蛙泳泳姿模擬訓練器的四連杆機構的結構示意圖；
[0018]圖4是本實用新型蛙泳泳姿模擬訓練器的活塞裝置的剖視圖；
[0019]圖5是本實用新型蛙泳泳姿模擬訓練器的上肢滑塊的剖視圖。
[0020]圖中，1.下肢導軌，2.下肢滑塊，3.下肢杆套筒，4.下肢杆，5.換氣杆，6.橫置板，7.上肢導軌，8.扶手，9.上肢滑塊，10.上肢杆套筒，11.上肢杆，12.上肢導軌支撐杆，13.上肢搖杆，14.連杆，15.搖杆，16.活塞軸，17.地板，18.活塞缸，19.單向閥，20.缸連接杆，21.下肢搖杆，22.回位彈簧，23.下肢導軌支撐杆，24.腳撐。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0022]本實用新型蛙泳泳姿模擬訓練器，如圖1和圖2所示，包括四連杆機構及分別與四連杆機構連接的上肢運動機構、下肢運動機構和橫置板6，橫置板6鉸接在地板17上，四連杆機構包括地板17及分別與地板17鉸接的上肢搖杆13和搖杆15,上肢搖杆13和搖杆15通過連杆14連接，上肢運動機構包括與上肢搖杆13相連的上肢杆11，上肢杆11外套有上肢杆套筒10，上肢杆套筒10與上肢滑塊9相連，上肢滑塊9上設置有扶手8，上肢滑塊9通過滑動副與上肢導軌7相連，上肢導軌7與上肢導軌支撐杆12相連，上肢導軌支撐杆12鉸接在地板17上，下肢運動機構包括鉸接在地板17上的下肢導軌支撐杆23，下肢導軌支撐杆23與下肢導軌I相連，下肢導軌I通過滑動副與下肢滑塊2相連，下肢滑塊2上設置有腳撐24，下肢滑塊2與下肢杆套筒3相連，下肢杆套筒3內套有下肢杆4，下肢杆4與下肢搖杆21相連，下肢搖杆21與地板17鉸接，下肢運動機構與四連杆機構通過活塞裝置連接，活塞裝置包括缸連接杆20和與缸連接杆20相連的活塞缸18、以及與活塞缸18通過密閉滑動副相連的活塞軸16,活塞軸16與換氣杆5、搖杆15和連杆14鉸接在一起,換氣杆5與橫置板6相連，缸連接杆20與下肢杆4、下肢搖杆21鉸接在一起，缸連接杆20還與回位彈簧22的一端相連，回位彈簧22的另一端與下肢導軌支撐杆23相連，活塞缸18上還設置有單向閥19和洩壓孔，上肢運動機構關於活塞軸16對稱設置有兩組，下肢運動機構關於活塞軸16對稱設置有兩組。
[0023]蛙泳配合動作要領:劃手腿不動，收手再收腿，伸手再蹬腿，併攏伸直漂一會。換氣動作:划水頭部慢抬起，伸手滑行慢呼氣。這就要求蛙泳泳姿模擬訓練器能滿足以下特點:
[0024]劃手腿不動:即上肢滑塊9向後移動時，下肢滑塊2處於自由狀態；[0025]收手再收腿:即上肢滑塊9向內側運動時，接著下肢滑塊2才開始向前運動；
[0026]伸手再蹬腿:即上肢滑塊9繼續向前運動，接著下肢滑塊2要快速向斜後方運動；
[0027]併攏伸直漂一會:即上肢滑塊9位於最前端，下肢滑塊2位於最後端；
[0028]划水頭部慢抬起:即上肢滑塊9向後移動，橫置板6慢慢抬起；
[0029]伸手滑行慢呼氣:即上肢滑塊9向前運動，自然呼氣，不需要機構參與。
[0030]首先通過三維軟體建立蛙泳的手腕和腳腕的運動軌跡模型，經過運動仿真和實驗最終確定軌道的模型，利用滑塊導軌機構模擬手腕與腳腕的划水與蹬腿的動作，保證泳姿動作的準確性。
[0031]本實用新型蛙泳泳姿模擬訓練器無需外力驅動，上肢搖杆13通過上肢杆11與上肢杆套筒10相連，形成槓桿，上肢杆套筒10上端與上肢導軌7上的上肢滑塊9連接，這樣手放在上肢滑塊9上的扶手8內，完成划水動作的同時，通過槓桿驅動後續結構，利用槓桿自驅力驅動，可以使機構的運動速度完全由訓練者自身控制，保證安全舒適，而且由於槓桿原理，使得機構省力，運動更加順暢。同樣，下肢搖杆21通過下肢杆4與下肢杆套筒3相連，形成槓桿。
[0032]如圖3所示，上肢搖杆13、連杆14、搖杆15與地板17構成四連杆(雙搖杆)結構，其中上肢搖杆13是四連杆與槓桿的公用件，四連杆通過換氣杆5鉸接橫置板6，橫置板6再與地板17鉸接。當學員向後划水時，槓桿向後擺動，上肢搖杆13會成為四連杆的原動件，根據雙搖杆的運動特性，換氣杆5會推起橫置板6的一端上升，也就是蛙泳中抬頭換氣的動作，在槓桿向前運動時，橫置板6隨之下降，也就是蛙泳中漂浮的動作，就這樣學員只用趴在橫置板6上，就可以利用雙搖杆特性將划水、換氣、漂浮動作協調起來，即滿足划水頭部慢抬起，伸手滑行慢呼氣。
[0033]如圖4所示，上肢運動機構與下肢運動機構通過活塞裝置相連接。當上肢滑塊9向後運動時，即活塞軸16向左移動,此時活塞缸18內氣壓大於大氣壓,單向閥19打開,活塞軸16繼續向左運動，而活塞缸18不發生位移，保證上肢滑塊9向後移動時，下肢滑塊2處於自由狀態；當上肢滑塊9運動到最左端，活塞軸16也位於活塞缸18最左端，然後上肢滑塊9向前運動時，活塞軸16將隨之向右運動，當活塞缸18內氣壓小於外界大氣壓時，單向閥19關閉，在大氣壓作用下，活塞軸16與活塞缸18將一起向右運動，保證上肢滑塊9向前運動時，下肢滑塊2跟著向前運動，即收手再收腿；當下肢滑塊2運動到下肢導軌I最前端時，由於下肢導軌I長度的限制，活塞缸18不再繼續向右運動，而活塞軸16可以隨著手臂的力量繼續向右運動，一段距離後活塞軸16運動到活塞缸18的洩壓孔處，活塞缸18內外連通，活塞缸18在回位彈簧22的作用下，迅速向左運動，從而保證上肢滑塊9繼續向前運動的同時，下肢滑塊2要很快的向後運動，即先伸手臂再蹬腿；當上肢滑塊9運動到最前端時，下肢滑塊2位於最後端，即併攏伸直漂一會。
[0034]使用時，身體由橫置板6支撐，橫置板6—端與地板17鉸接，可以根據身體需要，調節身體角度，增加舒適性和安全性，另一端通過換氣杆5與四連杆機構鉸接，可實現控制抬頭換氣的時刻。橫置板6的尺寸由人體結構尺寸決定，符合人機工程。如圖5所示，上肢導軌7與上肢滑塊9通過滑動副相連，手臂隨著上肢滑塊9沿上肢導軌7運動，上肢導軌7由與地板17固定連接的上肢導軌支撐杆12支撐，腿部則隨著下肢滑塊2沿下肢導軌I運動，下肢導軌I由與地板17鉸接的下肢導軌支撐杆23支撐；準備姿勢做好後，手放在上肢滑塊9上的扶手8內，腳放在下肢滑塊2上的腳撐24內，進行向後划水動作，自身提供動力，運動由槓桿機構和四連杆機構一方面傳遞給換氣杆5提醒開始換氣，另一方面傳遞給活塞軸16,活塞軸16向後運動,活塞缸18內的氣體被壓縮,活塞缸18內的氣壓大於大氣壓,單向閥19打開，活塞缸18並不運動，便不能帶動腿部運動。當手臂完成划水動作後開始收手，收手過程手臂經歷兩個階段，先是向外同時向後運動，接著向內同時向前運動，向後的過程活塞軸16繼續向後運動，當手臂到達最後端時，活塞軸16也運動到活塞缸18缸內的最深處。手臂向前運動時，活塞軸16隨之向前運動，控制參數，使得當收手結束時活塞缸18內的氣壓小於外界大氣壓，單向閥19關閉，大氣壓將活塞軸16與活塞缸18壓在一起向前運動，此時運動便傳到腳上，開始收腿，滿足劃手腿不動，收手再收腿的配合要求。收腿結束後，活塞缸18不再繼續向前運動，而活塞軸16可以隨著手臂的力量繼續向前運動，當活塞軸16運動到活塞缸18的洩壓孔處，活塞缸18與外界相連通，在與缸連接杆20相連的回位彈簧22的作用下，活塞缸18迅速向後運動，保證上肢滑塊9繼續向前運動的同時，下肢滑塊2要很快的向後運動，即先伸手臂再蹬腿；當上肢滑塊9運動到最前端時，下肢滑塊2位於最後端，即併攏伸直漂一會，一個完整的蛙泳動作便完成了。如此周而復始，便可增加自己身體的協調性，掌握標準的遊泳動作。
[0035]本實用新型蛙泳泳姿模擬訓練器既經濟又具有使用價值，通過三維軟體建立蛙泳的運動軌跡模型，經過運動仿真和實驗最終確定軌道的模型，保證泳姿的準確性；採用滑道，保證了動作的順暢性；再配以四連杆機構和槓桿機構，將手腳聯繫起來模擬真實的手腳配合節奏，保證動作的準確性，能讓初學者，特別是對水有恐懼心理的學生更多、更安全的在陸上進行蛙泳動作的模擬練習，對於引導學生學習蛙泳，掌握蛙泳協調性，糾正錯誤動作有很好的實踐效果，對於提高遊泳教學質量具有很大促進作用。
【權利要求】
1.蛙泳泳姿模擬訓練器，其特徵在於，包括四連杆機構及分別與四連杆機構連接的上肢運動機構、下肢運動機構和橫置板(6)，所述上肢運動機構、四連杆機構、下肢運動機構和橫置板(6)分別鉸接在地板(17)上，所述下肢運動機構與所述四連杆機構通過活塞裝置連接，所述橫置板(6)與所述四連杆機構通過換氣杆(5)連接。
2.如權利要求1所述的蛙泳泳姿模擬訓練器，其特徵在於，所述四連杆機構包括地板(17)及分別與地板(17)鉸接的上肢搖杆(13)和搖杆(15)，所述上肢搖杆(13)和所述搖杆(15)通過連杆(14)連接。
3.如權利要求1所述的蛙泳泳姿模擬訓練器，其特徵在於，所述上肢運動機構包括與所述上肢搖杆(13 )相連的上肢杆(11)，所述上肢杆(11)外套有上肢杆套筒(10 )，所述上肢杆套筒(10)與上肢滑塊(9)相連，所述上肢滑塊(9)上設置有扶手(8)，所述上肢滑塊(9)通過滑動副與上肢導軌(7)相連，所述上肢導軌(7)與上肢導軌支撐杆(12)相連，所述上肢導軌支撐杆(12)鉸接在所述地板(17)上。
4.如權利要求1所述的蛙泳泳姿模擬訓練器，其特徵在於，所述下肢運動機構包括鉸接在地板(17)上的下肢導軌支撐杆(23)，所述下肢導軌支撐杆(23)與下肢導軌(I)相連，所述下肢導軌(I)通過滑動副與下肢滑塊(2)相連，所述下肢滑塊(2)上設置有腳撐(24)，所述下肢滑塊(2 )與下肢杆套筒(3 )相連，所述下肢杆套筒(3 )內套有下肢杆(4 )，所述下肢杆(4)與下肢搖杆(21)相連，所述下肢搖杆(21)與地板(17)鉸接。
5.如權利要求1所述的蛙泳泳姿模擬訓練器，其特徵在於，所述活塞裝置包括缸連接杆(20)和與所述缸連接杆(20)相連的活塞缸(18)、以及與所述活塞缸(18)通過密閉滑動副相連的活塞軸(16)，所述活塞軸(16)與所述換氣杆(5)、搖杆(15)和連杆(14)鉸接在一起，所述缸連接杆(20 )與所述下肢杆(4 )、下肢搖杆(21)鉸接在一起，所述缸連接杆(20 )還與回位彈簧(22)的一端相連，所述回位彈簧(22)的另一端與所述下肢導軌支撐杆(23)相連。
6.如權利要求5所述的蛙泳泳姿模擬訓練器，其特徵在於，所述活塞缸(18)上設置有單向閥(19)和洩壓孔。
7.如權利要求1或3所述的蛙泳泳姿模擬訓練器，其特徵在於，所述上肢運動機構關於所述活塞軸(16)對稱設置有兩組。
8.如權利要求1或4所述的蛙泳泳姿模擬訓練器，其特徵在於，所述下肢運動機構關於所述活塞軸(16)對稱設置有兩組。
【文檔編號】A63B69/10GK203577279SQ201320668284
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】芮宏斌, 張和平, 魏志強, 王姣, 田晨, 李福泉 申請人:西安理工大學