[实用新型]视频与速度可同步采集的动／阻力牵引训练装置

摘要

本实用新型属于体育训练器材技术领域，具体为一种视频与速度可同步采集的动／阻力牵引训练装置。该装置包括：机械传动机构，伺服控制系统，自动排线换向控制系统，以及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；自动排线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。本实用新型训练器能对训练强度实现定量控制，并可根据视频与速度的分析为制定训练方案提供更为科学的依据。

主权项

一种视频与速度可同步采集的动／阻力牵引训练装置，其特征在于包括：（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：  （一）所述的机械传动机构，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）和第一同步轮（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）与第一同步轮（6）连接；或者第一同步轮（6）直接安装在交流伺服电机（1的轴上； （2）所述的绕线鼔轮装置，由绕线鼔轮（7），绕线鼔轮（7）的鼓轮轴（8），鼓轮轴的轴承支架（9），与动／阻力装置发生传动关系的第二同步轮（10），以及与排线装置发生传动关系的第三同步轮（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，判断绕线鼔轮（7）是正转还是反转；接近开关（24）通过其支架（25）固定在光杆排线器转轴右侧的轴承支架（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；（二）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，由电源AC220V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（27）及触摸屏（28）供电；可编程控制器（27）与伺服驱动器（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），其功率要求1 ~1.2kw；（三）所述的自动排线换向控制系统，除了包括在（一）中已描述的与机械传动机构有直接连接关系的换向传感元件以及执行元件以外，还包括控制单元——可编程步进电机的控制器（33）和步进电机的驱动器（34）；以上各元件都由同一个DC24V电源供电，正反转传感器（12）的正转信号线与反转信号线以及接近开关（24）的接近信号线都各自连接到控制器（33）的输入端口，控制器（33）的输出信号线进入步进电机驱动器（34）的相应接口，步进电机驱动器（34）通过与步进电机（22）之间的连接线向其输出动作信号；（四）所述的动作视频与运动速度同步采集系统，由电脑（30），摄像机（31）和图像采集卡（32）所组成；电脑（30）通过RS232串口与伺服驱动器（26）上的串口接口建立通讯联系，可采集电机编码器的脉冲速率，通过蓝牙串口适配器实现无线数据传输；摄像机（31）的视频信号线与视频采集卡（32）相连，图像采集卡的USB输出接口插入电脑（30）的USB口，通过视频速度同步采集软件实时对运动视频与绳子运动速度进行连续采集，并存入相应的视频文件和数据文件中，供后续的观察分析所用。