[实用新型]视频与速度可同步采集的动／阻力牵引训练装置

说明书

技术领域

本实用新型属于体育训练器材技术领域，具体涉及一种跑步力量与速度训练装置。

技术背景

动／阻力牵引训练是全速跑训练的一种重要手段。但是，长期以来还基本停留在拖拉重块，快速跑人通过橡皮筋牵引慢速跑人，甚至使用摩托车、汽车作为牵引装置等比较粗糙的方法完成训练，缺乏定量化的科学依据。同时，也阻碍了对该训练手段的深入研究，以制定合理科学的牵引训练方法，充分发挥其训练效果。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种使用在竞技体育速度项目中训练全速跑专项力量与专项速度素质的装置。 

本实用新型设计的训练全速跑专项力量与专项速度素质的装置，包括：（一）机械传动机构，（二）伺服控制系统，（三）自动排线换向控制系统，以及（四）动作视频与运动速度同步采集系统。其中，伺服控制系统中的伺服电机作为动／阻力双向发生装置，通过程序设置对训练进行控制；排线器自动换向控制系统实现绕线鼔轮双转向情况下的双层排线自动换向，相对于单层排线而言，缩短了卷绳筒的长度以及转动惯量；动作视频与运动速度同步采集系统对运动视频与跑速进行实时的同步采集与监控。

（一）本实用新型的训练装置中，所述的机械传动机构，其结构参看图1.a，b，c，d所示。包括：（1）动／阻力发生装置，（2）绕线鼔轮装置和（3）排线装置。

（1）所述的动阻／力发生装置，由作为动／阻力双向发生器的交流伺服电机1和同步轮6组成，交流伺服电机1通过电机法兰支架2固连在底板上，并借助联轴器3、同步轮轴4、同步轮轴轴承支架5与同步轮6连接。也可将同步轮6直接安装在交流伺服电机1的轴上。伺服电机1与该同步轮6能互相带动旋转。

（2）所述的绕线鼔轮装置，由绕线鼔轮7，鼓轮轴8，鼓轮轴轴承支架9，与动／阻力装置发生传动关系的同步轮10，以及与排线装置发生传动关系的同步轮11所构成。绕线鼔轮装置是将绳子的线运动转换为动∕阻力发生装置合适的角运动（转动）的中间环节。

（3）所述的排线装置，由光杆排线器以及换向传感元件和执行元件组成；其中，光杆排线器由光杆排线器的移动部件15、绳索限偏滚轮16、光杆排线器转轴17、光杆排线器移动部件的防转挡杆18和光杆排线器转轴轴承支架19构成；换向传感元件由正反转传感器12和接近开关24组成；正反转传感器12通过其支架14固定在鼓轮轴左侧轴承支架9上，它通过固定在鼔轮左挡边上的磁钢13的动向，能判断鼔轮是正转（收线）还是反转（放线）；接近开关24通过其支架25固定在排线器光轴右侧的轴承支架19上，接近开关24安放的具体位置应使当它感受到光杆排线器移动部件15运动到它所在位置时，应该发出移动部件15移动换向信号；换向执行元件是微型步进电机22，它与固连在光杆排线器移动部件15底部的步进电机支架21相连接，使步进电机能随光杆排线器移动部件15一起移动，固连在步进电机转轴上的转向摇臂23的两端与位于光杆排线器移动部件15底部的弹簧换向盘相铰接，步进电机22通过转向摇臂23拨动位于移动部件15底部弹簧换向盘，从而实现换向。以上描述的是绕线鼔轮7双转向的自动换向排线机构，它适用于在鼔轮上卷绕双层细绳的情况。如当仅要求在鼔轮上卷绕单层绳索时，可使用合适导程的滚珠丝杠，光杆无牙丝杠或梯形丝杠，将绳索限偏滚轮16安装在对应的丝杠螺母上即可。然而，绳索在鼔轮上单层排列，将使鼔轮长度增加1倍，进而导致整个设备的增大。鼔轮装置同步轮11和排线装置同步轮20之间的传动比，根据绳索直径与采用的排线器的导程确定。

（二）本实用新型的训练装置中，所述的伺服控制系统，由伺服电机1、伺服驱动器26、可编程控制器27、触摸屏28、制动电阻29组成，具体见图2所示。根据使用现场供电情况，推荐使用电源AC220V（含AC220转DC24V电源）给伺服驱动器26供电；伺服电机1上的动力控制线缆（U,V,W,PE）和编码器信号线缆分别与伺服驱动器26上的相应接口连接； DC24V电源除对伺服驱动器26供电外，还对可编程控制器（PLC）27及触摸屏28供电；可编程控制器27与驱动器26以及触摸屏28通过线缆相连接，互相传递控制信息；当伺服电机1作为阻力装置时，它处于发电机工作状态，为了释放电能，需连接有大功率制动电阻29，大功率制动电阻29的电阻值根据伺服驱动器的要求选取，其功率要求1 ~1.2kw。