[实用新型]套管式空压跳车

说明书

本实用新型属训练设备技术领域，具体地说是一种套管式空压跳车。

公知的套管式工具为医用针管，也由内外管相套构成。就所依据的原理而言，医用针管依据的是液体的不易被压缩性。结构上医用针管有出入液孔，内外管可以分离。外在结构中医用针管则有针头。

公知的压缩空气工具为打气筒，打气筒压缩空气，使高压空气经输气管压入轮胎，并不利用空气的弹性特征。构造特点是钢片加皮碗，磨擦力大，能量损耗多。

本实用新型的目的在于创制一种结构简洁，重量轻巧，趣味性强的运动器械，以培养人的蹬力、应变、勇敢诸品质，从而形成一种新的运动形式。

本实用新型技术解决方案：

套管式空压跳车主体为套管，套管由内管2套入外管1构成。外管在上部，底口处有芯塞6，芯塞为短圆柱壳体，以连心杆7固定在外管顶截面中心。内管为同样长度的管体，上下管口皆为封闭截面。上端截面用二层钢片相隔一定距离构成，以形成一定厚度，中心有滑孔。由于需套入外管往复伸缩抽动，内管外径近似外管内径，内外管壁严密吻合。芯塞6经连心杆7穿过内管顶截面的中心滑孔置于内管中，芯塞外径近似于内管内径，芯塞管壁与内管管壁严密吻合。连接芯塞的连心杆外径近似于内管顶截面中心滑孔孔径，与滑孔孔壁严密吻合。芯塞的作用之一是使内外管联成一个整体（如图）。套管伸缩抽动时，内管向上压缩外管中的空气，芯塞向下压缩内管中的空气，使外管上段和内管下段形成高压区，芯塞至内管顶截面之间同时形成真空区（零压强）。套管变短的长度等于空气被压缩的长度，同时也是真空区形成的长度。二管的高压区和内管上段的真空区（套管变形时真空区才出现）构成了套管的弹性势能。即：人体在一定高度的势能下落后转化成了套管的弹性势能。上跳时，人的体能（动能）借助套管的弹性势能又转化为人体在一定高度的势能。跳车弹跳的过程就是这二种势能交替转化的过程。

内管底端为车脚3，是跳车的触地部分。

套管往复抽动过程中，里面空气高低压差间歇式地出现，无论以上各管壁吻合得如何严密，难免有少量空气渗入逸出，故外管顶截面、内管底截面、芯塞三处设气门4。二个管截面的气门是为补充逸出的空气之用，芯塞气门则是为了排出芯塞与内管顶截面之间在真空时渗入的空气。在有空气渗入、逸出情况下，三个气门在套管弹伸的惯性中自动开启补充或排出空气。

套管和芯塞通常由无缝钢管制成并磷化处理，内外管相套的壁面、芯塞与内管接触的壁面、连心杆与滑孔接触的壁面均要求较高的精度。在人体冲力作用下，管内空气柱可压缩到十几分之一以下，故外管上段和内管底段均须具有承受十多个大气压的强度。

车座5由钢片压制，联结于外管后顶端，配以束带。跳车原地弹跳，套管与地面保持垂直，无角变。如前行，人腿蹬地时则稍向后用力，使蹬力同高压空气柱的弹力组成一个向上前方的合力，弹跳则成抛物状轨迹。由于人、车同地面存在水平位移，腾空瞬间和着地瞬间跳车都发生纵向角变，这二种角变量值相等，方向相反。着地角变是被动的，是以车脚为轴心的前倾角变；腾空角变是人为的，是以手柄8为轴心回拉跳车，使之恢复原状，指向前下方，如是反复。由于存在角变，跳车采用可变角车座，使人体在运动过程中不致随跳车角变而前俯后仰。手柄8固定于外管前方。

该跳车所依据的原理是：空气的特性之一是可压缩性，而压缩空气又具有弹性特征。在恒温条件下，空气体积V及其压强P的关系式为PV＝P₁V₁，即：就一定量的空气而言，体积V同压强P的乘积等于体积V₁同压强P₁的乘积。

为了充分利用空气的这一特性，并根据人的身高、体重、一定高度下落的冲力诸因素来决定跳车套管的高度和直径。一般地说，套管的高度为90厘米左右（内外管各高50厘米，相套10厘米），直径为6～8厘米。关键在于：套管的弹性变形量（内管在外管中的伸缩长度）必须同人腿蹬地用力的变形量（由曲到伸增加的长度）相近似。

该跳车的优点在于：结构精巧，体积短小，操纵容易。每次弹跳都可以根据人的意志，用双脚以不同的落点和用力的大小，任意改变弹跳角度，或前行、或快慢、或转弯，随意性很大。由于它由内外管和芯塞构成长圆柱管体，充分利用了压缩空气和外部气压对管内真空区的压力所产生的弹性特征。在弹跳过程中，人体下落的冲力等于其压缩空气和真空区内缩的弹力，人的体力仅用于缓冲和克服管壁间的磨擦及空气阻力，如系向前弹跳，还用于向后的蹬力。是一种并不十分吃力，趣味性又强的运动工具。