蛙泳泳姿模拟训练器的制造方法

蛙泳泳姿模拟训练器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了蛙泳泳姿模拟训练器，包括四连杆机构及分别与四连杆机构连接的上肢运动机构、下肢运动机构和横置板，上肢运动机构、四连杆机构、下肢运动机构和横置板分别铰接在地板上，下肢运动机构与四连杆机构通过活塞装置连接，横置板与四连杆机构通过换气杆连接。本实用新型蛙泳泳姿模拟训练器解决了现有蛙泳模拟训练设备无法保证蛙泳技术动作的准确性与协调性的问题，对于引导学生学习蛙泳，掌握蛙泳协调性，纠正错误动作有很好的实践效果，对于提高游泳教学质量具有很大促进作用。
【专利说明】蛙泳泳姿模拟训练器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于游泳训练器械【技术领域】，具体涉及一种蛙泳泳姿模拟训练器。
【背景技术】
[0002]蛙泳技术是目前很多高校体育必修课，经过调查，我们发现无论大学生还是普通群众，都会因为蛙泳技术难度较大，水中的适应性较差，导致在学习的过程难以领会要领，再加上场地、天气、季节等条件限制，想在短短几节课上学会游泳，确实不易。
[0003]传统的练习方法是在陆上做划臂与蹬腿动作的分解练习，但是在学习蛙泳时动作很难连贯、协调，从而在水中很难掌握身体平衡，也观察不到自己的划臂和蹬腿动作，所以很难让学员真正掌握蛙泳技术，因此我们有必要借助一定的训练设备，可以限制并引导人们完成基本动作，利用这个器材可以在陆地上练习完整的划臂和蹬腿动作，周而复始，随着熟练程度的增加，学员就可以掌握蛙泳了。调查发现，现有蛙泳模拟训练设备无法保证蛙泳技术中划臂、换气、蹬腿、漂浮动作的准确性与协调性，而且价格昂贵，所以均未普及。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种蛙泳泳姿模拟训练器，解决了现有蛙泳模拟训练设备无法保证蛙泳技术动作的准确性与协调性的问题。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:蛙泳泳姿模拟训练器，包括四连杆机构及分别与四连杆机构连接的上肢运动机构、下肢运动机构和横置板，上肢运动机构、四连杆机构、下肢运动机构和横置板分别铰接在地板上，下肢运动机构与四连杆机构通过活塞装置连接，横置板与四连杆机构通过换气杆连接。
[0006]本实用新型的特点还在于，
[0007]四连杆机构包括地板及分别与地板铰接的上肢摇杆和摇杆，上肢摇杆和摇杆通过连杆连接。
[0008]上肢运动机构包括与上肢摇杆相连的上肢杆，上肢杆外套有上肢杆套筒，上肢杆套筒与上肢滑块相连，上肢滑块上设置有扶手，上肢滑块通过滑动副与上肢导轨相连，上肢导轨与上肢导轨支撑杆相连，上肢导轨支撑杆铰接在地板上。
[0009]下肢运动机构包括铰接在地板上的下肢导轨支撑杆，下肢导轨支撑杆与下肢导轨相连，下肢导轨通过滑动副与下肢滑块相连，下肢滑块上设置有脚撑，下肢滑块与下肢杆套筒相连，下肢杆套筒内套有下肢杆，下肢杆与下肢摇杆相连，下肢摇杆与地板铰接。
[0010]活塞装置包括缸连接杆和与缸连接杆相连的活塞缸、以及与活塞缸通过密闭滑动副相连的活塞轴，活塞轴与换气杆、摇杆和连杆铰接在一起，缸连接杆与下肢杆、下肢摇杆铰接在一起，缸连接杆还与回位弹簧的一端相连，回位弹簧的另一端与下肢导轨支撑杆相连。
[0011 ] 活塞缸上设置有单向阀和泄压孔。
[0012]上肢运动机构关于活塞轴对称设置有两组。[0013]下肢运动机构关于活塞轴对称设置有两组。
[0014]本实用新型的有益效果是:本实用新型蛙泳泳姿模拟训练器，解决了现有蛙泳模拟训练设备无法保证蛙泳技术动作的准确性与协调性的问题，通过导轨建模确定运动轨道保证泳姿的准确性和顺畅性，设立四连杆机构和杠杆机构保证了动作的准确定和协调性，对于引导学生学习蛙泳，掌握蛙泳协调性，纠正错误动作有很好的实践效果，对于提高游泳教学质量具有很大促进作用。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1是本实用新型蛙泳泳姿模拟训练器的结构示意图；
[0016]图2是本实用新型蛙泳泳姿模拟训练器的俯视图；
[0017]图3是本实用新型蛙泳泳姿模拟训练器的四连杆机构的结构示意图；
[0018]图4是本实用新型蛙泳泳姿模拟训练器的活塞装置的剖视图；
[0019]图5是本实用新型蛙泳泳姿模拟训练器的上肢滑块的剖视图。
[0020]图中，1.下肢导轨，2.下肢滑块，3.下肢杆套筒，4.下肢杆，5.换气杆，6.横置板，7.上肢导轨，8.扶手，9.上肢滑块，10.上肢杆套筒，11.上肢杆，12.上肢导轨支撑杆，13.上肢摇杆，14.连杆，15.摇杆，16.活塞轴，17.地板，18.活塞缸，19.单向阀，20.缸连接杆，21.下肢摇杆，22.回位弹簧，23.下肢导轨支撑杆，24.脚撑。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0022]本实用新型蛙泳泳姿模拟训练器，如图1和图2所示，包括四连杆机构及分别与四连杆机构连接的上肢运动机构、下肢运动机构和横置板6，横置板6铰接在地板17上，四连杆机构包括地板17及分别与地板17铰接的上肢摇杆13和摇杆15,上肢摇杆13和摇杆15通过连杆14连接，上肢运动机构包括与上肢摇杆13相连的上肢杆11，上肢杆11外套有上肢杆套筒10，上肢杆套筒10与上肢滑块9相连，上肢滑块9上设置有扶手8，上肢滑块9通过滑动副与上肢导轨7相连，上肢导轨7与上肢导轨支撑杆12相连，上肢导轨支撑杆12铰接在地板17上，下肢运动机构包括铰接在地板17上的下肢导轨支撑杆23，下肢导轨支撑杆23与下肢导轨I相连，下肢导轨I通过滑动副与下肢滑块2相连，下肢滑块2上设置有脚撑24，下肢滑块2与下肢杆套筒3相连，下肢杆套筒3内套有下肢杆4，下肢杆4与下肢摇杆21相连，下肢摇杆21与地板17铰接，下肢运动机构与四连杆机构通过活塞装置连接，活塞装置包括缸连接杆20和与缸连接杆20相连的活塞缸18、以及与活塞缸18通过密闭滑动副相连的活塞轴16,活塞轴16与换气杆5、摇杆15和连杆14铰接在一起,换气杆5与横置板6相连，缸连接杆20与下肢杆4、下肢摇杆21铰接在一起，缸连接杆20还与回位弹簧22的一端相连，回位弹簧22的另一端与下肢导轨支撑杆23相连，活塞缸18上还设置有单向阀19和泄压孔，上肢运动机构关于活塞轴16对称设置有两组，下肢运动机构关于活塞轴16对称设置有两组。
[0023]蛙泳配合动作要领:划手腿不动，收手再收腿，伸手再蹬腿，并拢伸直漂一会。换气动作:划水头部慢抬起，伸手滑行慢呼气。这就要求蛙泳泳姿模拟训练器能满足以下特点:
[0024]划手腿不动:即上肢滑块9向后移动时，下肢滑块2处于自由状态；[0025]收手再收腿:即上肢滑块9向内侧运动时，接着下肢滑块2才开始向前运动；
[0026]伸手再蹬腿:即上肢滑块9继续向前运动，接着下肢滑块2要快速向斜后方运动；
[0027]并拢伸直漂一会:即上肢滑块9位于最前端，下肢滑块2位于最后端；
[0028]划水头部慢抬起:即上肢滑块9向后移动，横置板6慢慢抬起；
[0029]伸手滑行慢呼气:即上肢滑块9向前运动，自然呼气，不需要机构参与。
[0030]首先通过三维软件建立蛙泳的手腕和脚腕的运动轨迹模型，经过运动仿真和实验最终确定轨道的模型，利用滑块导轨机构模拟手腕与脚腕的划水与蹬腿的动作，保证泳姿动作的准确性。
[0031]本实用新型蛙泳泳姿模拟训练器无需外力驱动，上肢摇杆13通过上肢杆11与上肢杆套筒10相连，形成杠杆，上肢杆套筒10上端与上肢导轨7上的上肢滑块9连接，这样手放在上肢滑块9上的扶手8内，完成划水动作的同时，通过杠杆驱动后续结构，利用杠杆自驱力驱动，可以使机构的运动速度完全由训练者自身控制，保证安全舒适，而且由于杠杆原理，使得机构省力，运动更加顺畅。同样，下肢摇杆21通过下肢杆4与下肢杆套筒3相连，形成杠杆。
[0032]如图3所示，上肢摇杆13、连杆14、摇杆15与地板17构成四连杆(双摇杆)结构，其中上肢摇杆13是四连杆与杠杆的公用件，四连杆通过换气杆5铰接横置板6，横置板6再与地板17铰接。当学员向后划水时，杠杆向后摆动，上肢摇杆13会成为四连杆的原动件，根据双摇杆的运动特性，换气杆5会推起横置板6的一端上升，也就是蛙泳中抬头换气的动作，在杠杆向前运动时，横置板6随之下降，也就是蛙泳中漂浮的动作，就这样学员只用趴在横置板6上，就可以利用双摇杆特性将划水、换气、漂浮动作协调起来，即满足划水头部慢抬起，伸手滑行慢呼气。
[0033]如图4所示，上肢运动机构与下肢运动机构通过活塞装置相连接。当上肢滑块9向后运动时，即活塞轴16向左移动,此时活塞缸18内气压大于大气压,单向阀19打开,活塞轴16继续向左运动，而活塞缸18不发生位移，保证上肢滑块9向后移动时，下肢滑块2处于自由状态；当上肢滑块9运动到最左端，活塞轴16也位于活塞缸18最左端，然后上肢滑块9向前运动时，活塞轴16将随之向右运动，当活塞缸18内气压小于外界大气压时，单向阀19关闭，在大气压作用下，活塞轴16与活塞缸18将一起向右运动，保证上肢滑块9向前运动时，下肢滑块2跟着向前运动，即收手再收腿；当下肢滑块2运动到下肢导轨I最前端时，由于下肢导轨I长度的限制，活塞缸18不再继续向右运动，而活塞轴16可以随着手臂的力量继续向右运动，一段距离后活塞轴16运动到活塞缸18的泄压孔处，活塞缸18内外连通，活塞缸18在回位弹簧22的作用下，迅速向左运动，从而保证上肢滑块9继续向前运动的同时，下肢滑块2要很快的向后运动，即先伸手臂再蹬腿；当上肢滑块9运动到最前端时，下肢滑块2位于最后端，即并拢伸直漂一会。
[0034]使用时，身体由橫置板6支撑，橫置板6—端与地板17铰接，可以根据身体需要，调节身体角度，增加舒适性和安全性，另一端通过换气杆5与四连杆机构铰接，可实现控制抬头换气的时刻。橫置板6的尺寸由人体结构尺寸决定，符合人机工程。如图5所示，上肢导轨7与上肢滑块9通过滑动副相连，手臂随着上肢滑块9沿上肢导轨7运动，上肢导轨7由与地板17固定连接的上肢导轨支撑杆12支撑，腿部则随着下肢滑块2沿下肢导轨I运动，下肢导轨I由与地板17铰接的下肢导轨支撑杆23支撑；准备姿势做好后，手放在上肢滑块9上的扶手8内，脚放在下肢滑块2上的脚撑24内，进行向后划水动作，自身提供动力，运动由杠杆机构和四连杆机构一方面传递给换气杆5提醒开始换气，另一方面传递给活塞轴16,活塞轴16向后运动,活塞缸18内的气体被压缩,活塞缸18内的气压大于大气压,单向阀19打开，活塞缸18并不运动，便不能带动腿部运动。当手臂完成划水动作后开始收手，收手过程手臂经历两个阶段，先是向外同时向后运动，接着向内同时向前运动，向后的过程活塞轴16继续向后运动，当手臂到达最后端时，活塞轴16也运动到活塞缸18缸内的最深处。手臂向前运动时，活塞轴16随之向前运动，控制参数，使得当收手结束时活塞缸18内的气压小于外界大气压，单向阀19关闭，大气压将活塞轴16与活塞缸18压在一起向前运动，此时运动便传到脚上，开始收腿，满足划手腿不动，收手再收腿的配合要求。收腿结束后，活塞缸18不再继续向前运动，而活塞轴16可以随着手臂的力量继续向前运动，当活塞轴16运动到活塞缸18的泄压孔处，活塞缸18与外界相连通，在与缸连接杆20相连的回位弹簧22的作用下，活塞缸18迅速向后运动，保证上肢滑块9继续向前运动的同时，下肢滑块2要很快的向后运动，即先伸手臂再蹬腿；当上肢滑块9运动到最前端时，下肢滑块2位于最后端，即并拢伸直漂一会，一个完整的蛙泳动作便完成了。如此周而复始，便可增加自己身体的协调性，掌握标准的游泳动作。
[0035]本实用新型蛙泳泳姿模拟训练器既经济又具有使用价值，通过三维软件建立蛙泳的运动轨迹模型，经过运动仿真和实验最终确定轨道的模型，保证泳姿的准确性；采用滑道，保证了动作的顺畅性；再配以四连杆机构和杠杆机构，将手脚联系起来模拟真实的手脚配合节奏，保证动作的准确性，能让初学者，特别是对水有恐惧心理的学生更多、更安全的在陆上进行蛙泳动作的模拟练习，对于引导学生学习蛙泳，掌握蛙泳协调性，纠正错误动作有很好的实践效果，对于提高游泳教学质量具有很大促进作用。
【权利要求】
1.蛙泳泳姿模拟训练器，其特征在于，包括四连杆机构及分别与四连杆机构连接的上肢运动机构、下肢运动机构和横置板(6)，所述上肢运动机构、四连杆机构、下肢运动机构和横置板(6)分别铰接在地板(17)上，所述下肢运动机构与所述四连杆机构通过活塞装置连接，所述横置板(6)与所述四连杆机构通过换气杆(5)连接。
2.如权利要求1所述的蛙泳泳姿模拟训练器，其特征在于，所述四连杆机构包括地板(17)及分别与地板(17)铰接的上肢摇杆(13)和摇杆(15)，所述上肢摇杆(13)和所述摇杆(15)通过连杆(14)连接。
3.如权利要求1所述的蛙泳泳姿模拟训练器，其特征在于，所述上肢运动机构包括与所述上肢摇杆(13 )相连的上肢杆(11)，所述上肢杆(11)外套有上肢杆套筒(10 )，所述上肢杆套筒(10)与上肢滑块(9)相连，所述上肢滑块(9)上设置有扶手(8)，所述上肢滑块(9)通过滑动副与上肢导轨(7)相连，所述上肢导轨(7)与上肢导轨支撑杆(12)相连，所述上肢导轨支撑杆(12)铰接在所述地板(17)上。
4.如权利要求1所述的蛙泳泳姿模拟训练器，其特征在于，所述下肢运动机构包括铰接在地板(17)上的下肢导轨支撑杆(23)，所述下肢导轨支撑杆(23)与下肢导轨(I)相连，所述下肢导轨(I)通过滑动副与下肢滑块(2)相连，所述下肢滑块(2)上设置有脚撑(24)，所述下肢滑块(2 )与下肢杆套筒(3 )相连，所述下肢杆套筒(3 )内套有下肢杆(4 )，所述下肢杆(4)与下肢摇杆(21)相连，所述下肢摇杆(21)与地板(17)铰接。
5.如权利要求1所述的蛙泳泳姿模拟训练器，其特征在于，所述活塞装置包括缸连接杆(20)和与所述缸连接杆(20)相连的活塞缸(18)、以及与所述活塞缸(18)通过密闭滑动副相连的活塞轴(16)，所述活塞轴(16)与所述换气杆(5)、摇杆(15)和连杆(14)铰接在一起，所述缸连接杆(20 )与所述下肢杆(4 )、下肢摇杆(21)铰接在一起，所述缸连接杆(20 )还与回位弹簧(22)的一端相连，所述回位弹簧(22)的另一端与所述下肢导轨支撑杆(23)相连。
6.如权利要求5所述的蛙泳泳姿模拟训练器，其特征在于，所述活塞缸(18)上设置有单向阀(19)和泄压孔。
7.如权利要求1或3所述的蛙泳泳姿模拟训练器，其特征在于，所述上肢运动机构关于所述活塞轴(16)对称设置有两组。
8.如权利要求1或4所述的蛙泳泳姿模拟训练器，其特征在于，所述下肢运动机构关于所述活塞轴(16)对称设置有两组。
【文档编号】A63B69/10GK203577279SQ201320668284
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】芮宏斌, 张和平, 魏志强, 王姣, 田晨, 李福泉 申请人:西安理工大学