本發(fā)明涉及機(jī)械技術(shù)和自動化控制技術(shù)，具體是提供一種舉重訓(xùn)練用的智能型輔助機(jī)械。

背景技術(shù)：

舉重是一項(xiàng)發(fā)展力量為主的競技體育運(yùn)動，作為奧運(yùn)會的競技體育項(xiàng)目，運(yùn)動員按規(guī)則，所舉起的重量是唯一驗(yàn)證運(yùn)動員訓(xùn)練效果的指標(biāo)。

舉重訓(xùn)練的目的是使運(yùn)動員具有舉起最高重量杠鈴的體能和技術(shù)，因此、舉重訓(xùn)練成為一個存在問題較多的項(xiàng)目，訓(xùn)練負(fù)荷的累積、運(yùn)動員的身體狀況、技術(shù)發(fā)揮情況、保護(hù)措施等，都是造成訓(xùn)練中、運(yùn)動員創(chuàng)傷的原因，為了避免運(yùn)動員在訓(xùn)練中的運(yùn)動損傷，應(yīng)采取較科學(xué)、系統(tǒng)的訓(xùn)練方法和設(shè)備，現(xiàn)有的舉重訓(xùn)練輔助設(shè)備的技術(shù)尚有待開發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種舉重訓(xùn)練智能輔助機(jī)，能夠按舉重技術(shù)規(guī)則配合運(yùn)動員的動作，輔助教練員和其他工作人員，全過程保護(hù)運(yùn)動員的安全。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題

造成運(yùn)動員安全問題的主要原因是失控的杠鈴，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，對運(yùn)動員手中杠鈴的全程控制和控制過程的自動響應(yīng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

本發(fā)明采用柔性鋼絲繩，聯(lián)接到杠鈴的兩端，在不影響舉重技術(shù)的前提下，將鋼絲繩所反應(yīng)出的、運(yùn)動員舉起杠鈴的動作產(chǎn)生的、反應(yīng)杠鈴受控狀態(tài)的參數(shù)，通過傳感器采集并由控制器處理，進(jìn)而控制高速響應(yīng)的鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)，將杠鈴控制在安全的位置上。

有益效果

由于采用全過程保護(hù)運(yùn)動員安全的方法，既是全過程控制住杠鈴的方法，使得運(yùn)動員在訓(xùn)練過程中，即使嚴(yán)重失誤或?qū)W習(xí)不熟練的舉重技術(shù)，都不會造成運(yùn)動員或其他人員的傷害。

附圖說明

圖1：是本發(fā)明的一個實(shí)施例的正面視圖。

圖2：是圖1的左視圖及局部剖面圖。

在圖1 中

1、杠鈴 2、掛環(huán) 3、隨動輪 4、導(dǎo)軌、絲杠尾座

5、配重 6、驅(qū)動輪 7、導(dǎo)軌 8、鋼絲繩 9、電機(jī)、導(dǎo)軌座

10、操作、顯示、音訊板 11、掛環(huán)保持鉤。

在圖 2中

3、隨動輪 4、導(dǎo)軌、絲杠尾座 5、配重 6、驅(qū)動輪 12、機(jī)架

13、絲母 14、導(dǎo)軌滑塊 15、絲杠 16、絲杠頭座 17、制動器、減速器

18、伺服電機(jī) 19、中間輪 20、擋板 21、前輪箱 22、前輪

23、鋼絲繩檢測箱 24、檢測臂 25、套管。

具體實(shí)施方法

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

機(jī)架（12）為框型、前懸臂結(jié)構(gòu)，懸臂下端為舉重運(yùn)動員舉重訓(xùn)練范圍。

懸臂前端安裝有鋼絲繩輪系的前輪箱（21）及其相關(guān)裝置，鋼絲繩（8）在此下垂通過掛環(huán)（2）與杠鈴聯(lián)接，平時狀態(tài)，掛環(huán)（2）被掛環(huán)保持鉤（11）保持在固定位置上，以防鋼絲繩（8）在自身應(yīng)力作用下脫離設(shè)定位置。

機(jī)架（12）的框型架上，安裝有鋼絲繩輪系的其他裝置和鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)及操作、顯示、音訊板( 10 )。

鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)構(gòu)成關(guān)系如下：伺服電機(jī)（18）串聯(lián)聯(lián)接制動器、減速器（17）、絲杠（15），在機(jī)架（12）、電機(jī)、導(dǎo)軌座（9）、絲杠頭座（16）、導(dǎo)軌、絲杠尾座（4），的支撐下，由絲母（13）連同導(dǎo)軌滑塊（14）在導(dǎo)軌（7）上直線運(yùn)動，構(gòu)成了鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有自鎖即制動功能。

伺服電機(jī)（18）上安裝有碼盤，能夠檢測電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，用以控制杠鈴的運(yùn)動速度和運(yùn)動距離。

鋼絲繩輪系構(gòu)成關(guān)系如下：柔性鋼絲繩（8）的兩端安裝有掛環(huán)（2），鋼絲繩的中部固定在驅(qū)動輪（6）上，驅(qū)動輪（6）安裝在鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)上，鋼絲繩利用前輪（22）、中間輪（19）、隨動輪（3）的支撐，與驅(qū)動輪（6）構(gòu)成運(yùn)動回路，隨動輪（3）可以在水平方向上旋轉(zhuǎn)，所有鋼絲繩輪均設(shè)置防脫槽裝置。

鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的絲母（13）和鋼絲繩輪系中的驅(qū)動輪（6）通過驅(qū)動輪（6）的安裝座固定連接，絲母（13）連同導(dǎo)軌滑塊（14）帶動并支撐驅(qū)動輪（6）做直線運(yùn)動。

驅(qū)動輪（6）的直線運(yùn)動，帶動鋼絲繩（8），通過鋼絲繩輪系中的其他各輪，收放鋼絲繩（8），實(shí)現(xiàn)掛環(huán)（2）上的杠鈴，在機(jī)架( 1 ) 的前懸臂下做升降運(yùn)動。

掛環(huán)（2）是一個稀土材料釹鐵硼永磁吸環(huán)，通過手柄轉(zhuǎn)動，從而改變吸環(huán)內(nèi)部釹鐵硼的磁力系統(tǒng)，達(dá)到被杠鈴桿的吸持或釋放的功能，手柄同時兼有機(jī)械鎖緊杠鈴（1）桿的作用，二者同時作用防止杠鈴滑脫。

與驅(qū)動輪（6）安裝座固定連接的配重（5），作用是平衡鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)部件的重量及摩擦力對杠鈴動作的影響。

安裝在機(jī)架上、機(jī)械設(shè)備前面的擋板（20），起到隔離機(jī)械設(shè)備和運(yùn)動員的作用，其上安裝有操作、顯示、音訊板（10）裝置，功能是：操作本機(jī)、設(shè)定舉重動作、設(shè)定舉重重量、設(shè)定運(yùn)動員身高等；顯示諸如：計(jì)時、舉重重量和累積重量、練習(xí)次數(shù)等信息；語音提示等。

前輪箱（21）安裝在機(jī)架懸臂的前端，前輪（22）的支撐軸安裝在前輪箱（21）內(nèi)的檢測裝置上，其上設(shè)置有檢測傳感器，用以檢測杠鈴?fù)ㄟ^鋼絲繩傳導(dǎo)到前輪（22）上的重力及鋼絲繩（8）施加給杠鈴拉力的變化，本機(jī)控制器依傳感器采集的參數(shù)，控制鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)做相應(yīng)的動作。

前輪箱（21）內(nèi)設(shè)置一個預(yù)壓機(jī)構(gòu)，與前輪（22）配合，以防鋼絲繩（8）在自身應(yīng)力作用下脫離設(shè)定位置，張緊在鋼絲繩輪系內(nèi)的鋼絲繩（8）。

鋼絲繩檢測箱（23）安裝在前輪箱（21）的下方，其上的旋擺檢測臂（24）與套管（25）連接，鋼絲繩（8）穿過套管（25）。

鋼絲繩檢測箱（23）內(nèi)設(shè)置有檢測傳感器，能夠通過套管（25）檢測到鋼絲繩（8）偏離垂直方向的角度，本機(jī)控制器依傳感器采集的參數(shù)，控制鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)做相應(yīng)的動作。

訓(xùn)練時，運(yùn)動員將處于標(biāo)定位置上的杠鈴穿掛在掛環(huán)（2）中后，鎖緊杠鈴桿，然后在操作、顯示、音訊板（10）上設(shè)定相關(guān)參數(shù)并按動開始鍵，鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)動作，帶動鋼絲繩（8）在 鋼絲繩輪系引導(dǎo)下張緊鋼絲繩（8），施加給杠鈴（1）向上的拉力F。

前輪箱（21）中的傳感器通過前輪（22），檢測鋼絲繩（8）所受的杠鈴（1）的重力，本機(jī)控制器控制鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動作，使鋼絲繩（8）施加在杠鈴（1）的向上拉力F0，相對于杠鈴的重量，此力可以忽略不計(jì)。

運(yùn)動員向上抓起杠鈴（1）的初始動作，使得拉力F為零，本機(jī)控制器依傳感器的檢測參數(shù)，控制鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動作，保持鋼絲繩（8）對杠鈴（1）的向上拉力F0。

運(yùn)動員向上抓起杠鈴（1）、在完成動作中途的停頓動作，所引起的前輪（22）的受力變化參數(shù)，由傳感器檢測并傳送給本機(jī)控制器，控制鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動作，保持鋼絲繩（8）施加給杠鈴（1）的向上拉力 F0，并隨時自鎖鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)，以防止杠鈴（1）中途墜落。

運(yùn)動員成功完成舉重動作，杠鈴（1）達(dá)到設(shè)定參數(shù)中所關(guān)聯(lián)的頂點(diǎn)及舉重規(guī)則限定的保持時間后，按技術(shù)規(guī)則，運(yùn)動員準(zhǔn)備向前拋出手中的杠鈴（1），此時，控制器控制制動器解脫對鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)的制動，以免影響運(yùn)動員向前拋出手中的杠鈴動作，同時保持鋼絲繩施加給杠鈴的向上拉力 F0。

被運(yùn)動員拋出的杠鈴（1）的下墜軌跡，包括在舉重過程中，動作失敗造成的杠鈴（1）的下墜軌跡，由串套在鋼絲繩（8）上的套管（25）轉(zhuǎn)換成檢測臂（24）的偏擺角度和偏擺速度，經(jīng)鋼絲繩檢測箱（23）上的傳感器檢測得到的參數(shù)，配合前輪箱（21）中的傳感器，通過前輪（22）檢測鋼絲繩（8）所受的杠鈴（1）的重力的檢測參數(shù)，作為本機(jī)控制器控制鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)，采取防護(hù)動作的依據(jù)。

運(yùn)動員正常的前拋動作，鋼絲繩檢測箱（23）檢測出的偏擺角度為逆時針起始的角度，且機(jī)架兩端懸臂的成對的傳感器所檢測結(jié)果相近。

如果鋼絲繩檢測箱（23）內(nèi)傳感器檢測出的偏擺角度為順時針起始的角度；或檢測出的偏擺角度為杠鈴（1）軸線方向上的偏擺角度；或相同功用的一對傳感器檢測的結(jié)果有較大的差別，說明由于疲勞或技術(shù)原因，運(yùn)動員產(chǎn)生了失誤，當(dāng)前運(yùn)動員的動作可能是后倒、偏移或杠鈴失控，本機(jī)控制器根據(jù)傳感器采集的參數(shù)，控制鋼絲繩驅(qū)動機(jī)構(gòu)采取防護(hù)動作—制動或提升杠鈴（1），并發(fā)出警示音訊。

本機(jī)控制器為現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品。

本發(fā)明采用了上述的結(jié)構(gòu)和工作方式，能夠達(dá)到按舉重技術(shù)要領(lǐng)配合運(yùn)動員的動作，輔助教練員和其他工作人員，全過程保護(hù)運(yùn)動員安全的目的。