专利名称：力量训练器角位移监测设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种力量训练器角位移监测设备，属于训练辅助设备技术领域。
背景技术：
按现代运动训练理论，力量是运动员的基本素质之一，在体育运动中是首要素质，是许多运动项目取得优异成绩的基础。在体育运动中，没有充沛的体力、缺乏足够的力量，所谓的技术势必成为无源之水，无本之木。因此，力量训练的研究，历来受到人们的重视。
根据一般力量的外部表现形式可将其分为三种类型即绝对力量、速度力量和力量耐力。
在一些运动项目中，有很多不仅对运动员的绝对力量有要求，而且对运动员的速度力量(爆发力)有要求，比如划艇，滑冰。一些运动员通过练习，其绝对力量提高了，但是其相对应的专项成绩却没有提高，究其原因，是因为这些项目对运动员的速度力量要求很高，运动员绝对力量虽然提高了，但是其速度力量没有提高。
要想提高运动员的速度力量，测量运动员的动作速度是必不可少的。目前国内外可以测量运动速度的器械很少，如CYBEX-2、CONCETP II，它们共有的缺点就是价格昂贵、针对性太强，应用面窄，主要是针对赛艇作了一些研究开发，用途不是很广泛，不能满足绝大多数运动项目对此的需要。
发明内容
现有的力量训练器械中，绝大多数是靠克服重力来提供阻力的。这部分训练器械中，又可以分为两部分1.负重沿直线运动，或近似直线，如杠铃、哑铃，以及重块沿垂直轨道运动的训练器械；2.负重沿固定轴作旋转。其中，负重沿轴旋转运动的训练器中，为了保障运动负荷相对稳定，负荷的旋转角度一般小于60度。
本发明的目的在于解决现有训练器缺乏速度测量功能的问题，提出一种力量训练器角位移监测设备，用来测量运动员的训练动作速度参数，主要针对负重沿固定轴旋转的训练器。
本发明提供了一种力量训练器角位移监测设备，其特征在于该角位移监测设备包括固定在力量训练器旋转轴上的扇形齿轮和夹紧件，固定在所述监测设备底座上的与所述扇形齿轮相啮合的齿轮传动机构，固定在所述监测设备底座上角位移传感器，以及与角位移传感器输出端连接的采集信号的A/D采集卡和接收A/D采集卡输出的数字信号的作为信息处理核心并显示分析处理结果的计算机；所述角位移传感器的检测杆与所述齿轮传动机构运动输出端连轴；所述监测设备底座通过底座压板和螺栓固定在力量训练器的支撑结构件上。
本发明所述扇形齿轮和夹紧件之间设有0.5～3mm的间隙。
本发明所述扇形齿轮的扇形角度根据力量训练器的旋转幅度确定，最大为180度。
本发明具有以下优点及有益效果①该设备适应大部分旋转式训练器，即训练动作轨迹为一圆弧。②该设备不会破坏原有的训练器结构。③该设备可以实时地计算并显示训练结果。④该设备可以把数据分组存储于数据库中，可以在需要的时候提取出来供教练员对运动员近一段时间的训练效果进行评估，或在不同运动员之间做出比较。教练员也可以利用数据库中积累的数据进行训练方法的研究和评价。
图1是本发明的扇形齿轮安装图。
图2a是齿轮传动机构和角位移传感器安装图。
图2b是图2a的俯视图。
图3是本发明的底座压板的结构示意图。
图4是本发明的工作流程图。
具体实施例方式
下面结合附图来详细说明本发明。
本发明提供了一种力量训练器角位移监测设备，其特征在于该角位移监测设备包括固定在力量训练器旋转轴上的扇形齿轮和夹紧件，固定在所述监测设备底座上的与所述扇形齿轮相啮合的齿轮传动机构，固定在所述监测设备底座上角位移传感器，以及与角位移传感器输出端连接的采集信号的A/D采集卡和接收A/D采集卡输出的数字信号的作为信息处理核心并显示分析处理结果的计算机；所述角位移传感器的检测杆与所述齿轮传动机构运动输出端连轴；所述监测设备底座通过底座压板和螺栓固定在力量训练器的支撑结构件上。
如图1所示，夹紧件1和扇形齿轮2通过螺栓连接形成一个轴孔，夹紧时，夹紧件1产生形变，从而产生夹持力，使扇形齿轮2固定到力量训练器的旋转轴13上。夹紧件1和扇形齿轮2之间设有0.5～3mm的间隙。轴孔与训练器上旋转轴13过渡配合，这样可以避免安装时拆卸或破坏原有训练器，同时又能够保障扇形齿轮与训练器旋转轴的同轴度。扇形齿轮2的扇形角度根据力量训练器的旋转幅度确定，最大为180度。
如图2所示，小齿轮3通过螺母5固定在小齿轮轴4上，小齿轮轴4通过轴承6和轴承端盖11固定在轴承座12上，角位移传感器8固定在传感器支架9上，角位移传感器8和小齿轮轴4通过联轴器10相连，轴承座12和传感器支架9固定在监测设备底座7上。监测设备底座7和底座压板通过螺栓固定在训练器的支撑结构件上。
本发明实施例选用的角位移传感器是昆仑工控集团生产的WDD35系列精密导电塑料电位器WDD35D-4。除螺栓、螺母、轴承等标准件外，都选用材料铝。选择的力量训练器为一部腿部训练器。选用的A/D采集卡为大恒公司的AC1057P通用A/D板。计算机为普通PC机。
如图3所示，底座压板为一矩形板，其上有四个通孔。
如图4所示，训练时，首先，向计算机中输入运动员的姓名、性别等信息，然后输入要训练的动作个数，接着开始测试。运动员使负重随着力量训练器的旋转轴13转动，力量训练器的旋转轴13带动扇形齿轮2旋转，扇形齿轮2和齿轮传动机构中的小齿轮3啮合，带着小齿轮3和小齿轮轴4转动，小齿轮轴4通过联轴器10带动角位移传感器8的轴转动。所述A/D采集卡把角位移传感器轴的转动信息转化为数字量，并通过计算机实时读�。缓蟠沓鼋峁⑾允�、保存。
运动员训练完成后，计算机根据采集到的数据，计算并显示出运动员的动作平均速度、动作的最大功率、完成动作的总时间等参数，最后把原始数据和计算的结果保存到数据库中。
权利要求
1.力量训练器角位移监测设备，其特征在于该角位移监测设备包括固定在力量训练器旋转轴上的扇形齿轮和夹紧件，固定在所述监测设备底座上的与所述扇形齿轮相啮合的齿轮传动机构，固定在所述监测设备底座上角位移传感器，以及与角位移传感器输出端连接的采集信号的A/D采集卡和接收A/D采集卡输出的数字信号的作为信息处理核心并显示分析处理结果的计算机；所述角位移传感器的检测杆与所述齿轮传动机构运动输出端连轴；所述监测设备底座通过底座压板和螺栓固定在力量训练器的支撑结构件上。
2.根据权利要求1中所述的力量训练器角位移监测设备，其特征在于所述扇形齿轮和夹紧件之间设有0.5～3mm的间隙。
3.根据权利要求1中所述的力量训练器角位移监测设备，其特征在于所述扇形齿轮的扇形角度根据力量训练器的旋转幅度确定，最大为180度。
全文摘要
力量训练器角位移监测设备，属于训练辅助设备领域。本发明的目的在于解决现有训练器缺乏速度测量功能的问题，提出了一种力量训练器角位移监测设备，包括固定在力量训练器旋转轴上的扇形齿轮和夹紧件，固定在所述监测设备底座上的与所述扇形齿轮相啮合的齿轮传动机构，固定在所述监测设备底座上角位移传感器，以及与角位移传感器输出端连接的采集信号的A/D采集卡和计算机；所述角位移传感器的检测杆与所述齿轮传动机构运动输出端连轴；所述监测设备底座通过底座压板和螺栓固定在力量训练器的支撑结构件上。本发明可实时测量运动员的训练动作速度，从而计算出运动员的动作速度、加速度、速度下降率等参数，绘制出参数变化曲线，供教练员参考。
文档编号G01B5/24GK1587891SQ20041005732
公开日2005年3月2日 申请日期2004年8月27日 优先权日2004年8月27日
发明者季林红, 郭立云, 王子羲, 陈小平, 曹辉 申请人:清华大学
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