CN112741982B - 一种振动式体能训练器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动式体能训练器，属于体育器械技术领域。该体能训练器的平衡承载板上的脚部踏板，振动底座内设有容纳腔，容纳腔内设有磁流体密封管；磁流体密封管的第一管体，第二管体、第三管体和第四管体均竖直设活塞杆从容纳腔内穿出位于振动底座的上方，且第一管体和第二管体对应的活塞杆分别位于平衡承载板的下方；第三管体和第四管体套设在连接轴的外部；连接轴上设有电磁铁，脚部踏板的底部设有铁质构件，电磁铁和电源电连接。本发明将振动训练，体能训练以及平衡训练集合在同一设备上，能够操作肌肉的调节和反应，提高运动员的抗疲劳能力实现体能训练的目的。

Description

一种振动式体能训练器

技术领域

本发明涉及体育器械技术领域，具体涉及一种振动式体能训练器。

背景技术

体能训练是运动训练的重要组成部分，是结合专项需要并通过合理负荷的动作练习，优秀的运动员必须有强健的体魄，良好的机能能力和整体的运动实力，只有通过体能训练才能打下坚实的基础，承受不断加大的专项训练负荷，完成训练和比赛的要求。体能训练能够促使运动员更好的掌握复杂的、先进的、合理的运动技术和战术，促进系统功能的协调和全面发展。

作为一种较为特别的力量训练手段，振动训练获得了广泛的认可和应用，与传统的体能训练相比，振动式体能训练对爆发力，协调力等指标的改善能力更具有优势，有利于强化运动员的肌肉力量，提高运动员的平衡能力；目前现有的振动式训练器械都是单一的振动训练，通过调整不同的振动频率及振幅实现振动训练目的，无法实现振动方式下对平衡力以及体能进行同时训练的目的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种振动式体能训练器。

本发明提供了一种振动式体能训练器，包括：

振动底座；

平衡训练装置，包括平衡承载板，所述平衡承载板的中部铰接在振动底座上，平衡承载板上与双脚对应位置处均设有能够延伸至振动底座内部的连接轴，连接轴由铁质材料制成；

体能训练装置，包括设在所述平衡承载板上的脚部固定装置，所述振动底座内设有容纳腔，所述容纳腔内设有储存磁流体溶液的磁流体密封管，所述磁流体密封管包括第一管体，第二管体、第三管体、第四管体以及用于连通各管体的连接管，所述第一管体，第二管体、第三管体和第四管体均竖直设置，所述第一管体和第二管体内均密封连接有活塞头，所述活塞头的顶部连接有活塞杆，所述活塞杆从容纳腔内穿出，并位于振动底座上表面与平衡承载板的下表面之间；所述第三管体和第四管体密封套设在连接轴的外部；所述连接轴上设有电磁铁，所述脚部固定装置的底部设有铁质构件，所述电磁铁和电源电连接。

较佳地，所述磁流体溶液为易挥发的环戊烷，所述第一管体和第二管体之间还设有用于使各管体内的磁流体溶液形成循环的循环管，所述循环管上依次设有循环泵、冷凝器和蒸发器，所述容纳腔位于振动底座的振动电机的上方，容纳腔的底部由金属材质制成，且容纳腔和振动电机之间设有导热材料制成的减震垫。

较佳地，循环管为蛇形管。

较佳地，导热材料为泡沫铜或泡沫铁。

较佳地，第一管体，第二管体、第三管体、第四管体以及用于连通各管体的连接管均为双层管结构，磁流体溶液填充在磁流体密封管的双层管形成的间隙中，所述活塞头为环形结构，活塞杆为顶部封口的管状结构且与活塞头连接，所述活塞头设于所述第一管体和第二管体的双层管内，所述连接轴位于所述第三管体和第四管体的内管的中部空腔内。

较佳地，容纳腔内设有用于使磁流体密封管各管体进行水平滑移的水平槽，所述第一管体和第二管体均通过弹簧与水平槽的内壁连接。

较佳地，还包括压力传感器，位于所述活塞杆的顶部，用于检测平衡承载板的端部是否与活塞杆接触，所述压力传感器和电磁铁均与控制器电连接，所述压力传感器还与电源电连接。

较佳地，还包括控制面板，所述控制面板用于调节振动底座的振动频率，振幅以及电磁铁的通电时长，所述控制器还电连接有计时模块，所述振动底座的振动电机与控制器电连接。

较佳地，所述振动底座上设有支撑柱，控制面板设在所述支撑柱的顶部，支撑柱上还设有安全防护环，所述安全防护环包括第一弧形件和第二弧形件，所述第一弧形件和第二弧形件的一端均铰接在支撑柱上，所述第一弧形件和第二弧形件的另一端通过卡接件连接。

较佳地，所述第一弧形件和第二弧形件上还设有环形滑轨，所述环形滑轨内设有滚珠，所述滚珠与手部把持件连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的体能训练器能够实现振动训练，体能训练以及平衡训练的全方位练习，上述三种训练相结合的方式能够使得神经系统更加灵活，刺激肌肉的调节和反应，从而提升肌肉的爆发力，提高运动员的抗疲劳能力实现体能训练的目的；

本发明通过在振动状态下使运动员站立于平衡承载板上进行平衡训练，当运动员因平衡性掌控不佳导致平衡承载板失衡时，平衡承载板的端部会降低并与活塞杆的顶部接触，此时位于活塞杆顶部的压力传感器检测到压力信号，控制器启动电磁铁，与此同时，磁流体随活塞杆以及活塞头的降低被挤压抬高至连接轴外部的磁流体密封管内，在电磁铁的作用下磁流体中的磁性功能材料会产生磁性并限制连接轴的上下移动，此时运动员开始进行体能训练模式，由于运动员脚部踏板与连接轴连通，因此受电磁铁以及磁流体的磁力影响会增加脚部踏板与平衡承载板之间的分离难度，当运动员做抬腿动作时单腿抬高难度增大，实现体能训练的目的；

本发明还通过在磁流体循环管上设置循环泵、冷凝器和蒸发器，实现降低振动电机的散热量，降低训练器的故障率，延长整个训练器的使用寿命。

本发明的防护装置能够对训练者进行安全防护，避免训练者失衡摔伤。

本发明的训练模式切换随运动员的运动情况进行自动切换，实现根据每个运动员的个体特点进行针对性的训练目的，提高训练效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明振动底座内部结构示意图；

图3为本发明磁流体密封管的布设结构示意图；

图4为本发明磁流体密封管连接循环管的布设结构示意图；

图5为本发明压力传感器与活塞杆的连接结构示意图。

附图标记说明：

1.振动底座，2.平衡训练装置，21.平衡承载板，22.连接轴，3.体能训练装置，31.脚部踏板，32.容纳腔，33.磁流体密封管，331.第一管体，332.第二管体，333.第三管体，334.第四管体，4.活塞头，5.活塞杆，6.压力传感器，7.控制面板，8.支撑柱，9.安全防护环，91.第一弧形件，92.第二弧形件，10.手部把持件，11.循环管，12.循环泵，13.冷凝器，14.蒸发器。

具体实施方式

下面结合附图1-4，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提供的一种振动式体能训练器，包括振动底座1和平衡训练装置2，平衡训练装置2包括平衡承载板21，所述平衡承载板21的中部铰接在振动底座1上，平衡承载板21上与双脚对应位置处均设有能够延伸至振动底座1内部的连接轴22；

还包括体能训练装置3，体能训练装置3包括设在所述平衡承载板21上的脚部固定装置31，所述振动底座1内设有容纳腔32，所述容纳腔32内设有磁流体密封管33，所述磁流体密封管33包括第一管体331，第二管体332、第三管体333、第四管体334以及用于连通各管体的连接管，所述第一管体331，第二管体332、第三管体333和第四管体334均竖直设置，所述第一管体331和第二管体332内均密封连接有活塞头4，所述活塞头4的顶部连接有活塞杆5，所述活塞杆5从容纳腔32内穿出，并位于振动底座1上表面与平衡承载板21的下表面之间；所述第三管体333和第四管体334密封套设在连接轴22的外部；

所述连接轴22上设有电磁铁，所述脚部固定装置31的底部设有铁质构件，所述电磁铁和电源电连接。

本实施例中，振动底座1能够产生设定范围的振幅和振动频率，实现振动训练，平衡训练装置2位于振动底座1上，不仅可以实现平衡训练2的单独训练也可以实现振动模式下的平衡训练，增加平衡训练的难度，本发明的平衡训练通过训练者站立于平衡承载板21上实现，平衡承载板21与振动底座1为铰接方式因此训练者是否能够平稳的站立于平衡承载板21上完全取决于其对平衡性的掌控能力，在振动模式下对此能力的要求会更高。

体能训练装置3与平衡训练装置2相互协同，实现更好的体能训练目的，本实施例中当训练者因平衡承载板21掌控不好发生倾斜后，平衡承载板21的倾斜侧会使平衡承载板21的边缘底部与活塞杆5的顶部接触，并对活塞杆5的顶部实施按压，底端的活塞杆5下降使得活塞头4挤压其内部的磁流体向另一方向移动，同时启动电磁铁，在外部磁场的作用下磁流体瞬间产生磁力，其内部的磁性功能材料附着在连接轴22的周臂对其进行限位进而实现对平衡承载板21的限位和固定，同时由于脚部固定装置31底部的铁质构件和连接轴22上的电磁铁相互吸引能够使脚部固定装置31吸附于连接轴22上，此时训练者开始进行抬腿动作，由于脚部被吸引因此抬腿动作难度加大，腿部肌肉力量以及全身的协调能力要求更高，实现更好的体能训练目的，此训练可以通过设定固定的训练时间后结束，继续进行振动平衡训练，也可以在振动模式下进行抬腿训练，难度更大，需训练者有更好的平衡控制能力以及体能，长期训练，体能将会有明显的改善。

实施例2

为了延长本发明的振动式体能训练器的使用寿命，因此本实施例在上述实施例的基础上本实施例的磁流体溶液为易挥发的环戊烷，所述第一管体331和第二管体332之间还设有用于使各管体内的磁流体溶液形成循环的循环管11，所述循环管11上依次设有循环泵12、冷凝器13和蒸发器14，所述容纳腔32位于振动底座1的振动电机的上方，容纳腔32的底部由金属材质制成，且容纳腔32和振动电机之间设有导热材料制成的减震垫。其中，循环管11为蛇形管，导热材料为泡沫铜或泡沫铁。

本实施例中，由于环戊烷容易挥发，因此在吸收由振动电机散发的热量后气化，然后在冷凝器内液化后进入蒸发器，在蒸发器内低压膨胀，吸热制冷，实现降低振动电机温度的目的，本实施例中蒸发器的低压是由于环戊烷蒸汽压下降造成的，以此循环能够实现降低振动电机的散热量减低训练器的故障率，延长整个训练器的使用寿命。可以通过定时启动循环泵12实现磁流体溶液的循环以及对震动电机的散热。循环管11采用蛇形管能够提高热交换效率，优化散热效果。

实施例3

本实施例在上述实施例的基础上，第一管体331，第二管体332、第三管体333、第四管体334以及用于连通各管体的连接管均为双层管结构，磁流体溶液填充在磁流体密封管33的双层管形成的间隙中，所述活塞头4为环形结构，活塞杆5为顶部封口的管状结构且与活塞头4连接，所述活塞头4设于所述第一管体331和第二管体332的双层管内，所述连接轴22位于所述第三管体333和第四管体334的内管的中部空腔内。本实施例中为了减小磁流体溶液的用量以及磁流体在管体内的密封性因此将各管体设计为双层管结构，活塞头4满足在活塞杆5降低时能够挤压磁流体溶液下移。

实施例4

本实施例在上述实施例的基础上，容纳腔32内设有用于使磁流体密封管33各管体进行水平滑移的水平槽，所述第一管体331和第二管体332均通过弹簧与水平槽的内壁连接。

由于平衡承载板21的振动使连接轴22的下端在一定弧度内进行移位变化，为了匹配此变化因此在容纳腔32的底部设置了水平槽，并且通过弹簧将水平槽与管体连接。

实施例5

本实施例在上述实施例的基础上还包括压力传感器6，压力传感器6位于所述活塞杆5的顶部，用于检测平衡承载板21的端部是否发生倾斜并与活塞杆5接触，所述压力传感器6和电磁铁均与控制器电连接，所述压力传感器6还与电源电连接。

当平衡承载板21向某一侧倾斜后与活塞杆5顶部的压力传感器6接触后，压力传感器6检测到压力信号，并将压力信号传递给控制器，控制器控制电磁铁启动，于此同时在活塞杆5的作用下磁流体溶液已经上升至能够包覆连接轴22周臂的位置处，当电磁铁启动后，磁性功能材料能够对连接轴22进行紧固，使平衡承载板21处于固定状态，便于进行抬腿体能训练。

作为更优选的方式，还包括控制面板7，所述控制面板7用于调节振动频率，振幅以及电磁铁的通电时长，所述控制器还电连接有计时模块，所述振动底座1的振动电机与控制器电连接。训练者通过控制面板7调控振动频率，振幅以及电磁铁的通电时长，实现满足不同训练程度训练者的需求。

实施例6

为了提高训练过程中的安全性能，因此在上述实施例的基础上，本实施例的振动底座1上设有支撑柱8，控制面板7设在所述支撑柱8的顶部，支撑柱8上还设有安全防护环9，所述安全防护环9包括第一弧形件91和第二弧形件92，所述第一弧形件91和第二弧形件92的一端均铰接在支撑柱8上，所述第一弧形件91和第二弧形件92的另一端通过卡接件连接。通过第一弧形件91和第二弧形件92的卡接实现对训练者的防护，避免其因失衡造成摔伤。

作为另一优选方式，第一弧形件91和第二弧形件92上还设有环形滑轨，所述环形滑轨内设有滚珠，所述滚珠与手部把持件10连接。目的在于通过手握手部把持件10提高训练难度，由于手部把持件10为移动件，相对于固定件明显提高了体能训练以及平衡训练的难度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种振动式体能训练器，其特征在于，包括

振动底座（1）；

平衡训练装置（2），包括平衡承载板（21），所述平衡承载板（21）的中部铰接在振动底座（1）上，平衡承载板（21）上与双脚对应位置处均设有能够延伸至振动底座（1）内部的连接轴（22），连接轴（22）由铁质材料制成；

体能训练装置（3），包括设在所述平衡承载板（21）上的脚部固定装置（31），所述振动底座（1）内设有容纳腔（32），所述容纳腔（32）内设有储存磁流体溶液的磁流体密封管（33），所述磁流体密封管（33）包括第一管体（331），第二管体（332）、第三管体（333）、第四管体（334）以及用于连通各管体的连接管，所述第一管体（331），第二管体（332）、第三管体（333）和第四管体（334）均竖直设置，所述第一管体（331）和第二管体（332）内均密封连接有活塞头（4），所述活塞头（4）的顶部连接有活塞杆（5），所述活塞杆（5）从容纳腔（32）内穿出，并位于振动底座（1）上表面与平衡承载板（21）的下表面之间；所述第三管体（333）和第四管体（334）密封套设在连接轴（22）的外部；所述连接轴（22）上设有电磁铁，所述脚部固定装置（31）的底部设有铁质构件，所述电磁铁和电源电连接，还包括压力传感器（6），位于所述活塞杆（5）的顶部，用于检测平衡承载板（21）的端部是否与活塞杆（5）接触，所述压力传感器（6）和电磁铁均与控制器电连接，通过在振动状态下使运动员站立于平衡承载板上进行平衡训练，当运动员因平衡性掌控不佳导致平衡承载板失衡时，平衡承载板的端部会降低并与活塞杆的顶部接触，此时位于活塞杆顶部的压力传感器检测到压力信号，控制器启动电磁铁，所述压力传感器（6）还与电源电连接。

2.如权利要求1所述的振动式体能训练器，其特征在于，所述磁流体溶液为易挥发的环戊烷，所述第一管体（331）和第二管体（332）之间还设有用于使各管体内的磁流体溶液形成循环的循环管（11），所述循环管（11）上依次设有循环泵（12）、冷凝器（13）和蒸发器（14），所述容纳腔（32）位于振动底座（1）的振动电机的上方，容纳腔（32）的底部由金属材质制成，且容纳腔（32）和振动电机之间设有导热材料制成的减震垫。

3.如权利要求2所述的振动式体能训练器，其特征在于，所述循环管（11）为蛇形管。

4.如权利要求2所述的振动式体能训练器，其特征在于，所述导热材料为泡沫铜或泡沫铁。

5.如权利要求2所述的振动式体能训练器，其特征在于，所述第一管体（331），第二管体（332）、第三管体（333）、第四管体（334）以及用于连通各管体的连接管均为双层管结构，磁流体溶液填充在磁流体密封管（33）的双层管形成的间隙中，所述活塞头（4）为环形结构，活塞杆（5）为顶部封口的管状结构且与活塞头（4）连接，所述活塞头（4）设于所述第一管体（331）和第二管体（332）的双层管内，所述连接轴（22）位于所述第三管体（333）和第四管体（334）的内管的中部空腔内。

6.如权利要求1所述的振动式体能训练器，其特征在于，所述容纳腔（32）内设有用于使磁流体密封管（33）各管体进行水平滑移的水平槽，所述第一管体（331）和第二管体（332）均通过弹簧与水平槽的内壁连接。

7.如权利要求1所述的振动式体能训练器，其特征在于，还包括控制面板（7），所述控制面板（7）用于调节振动底座（1）的振动频率，振幅以及电磁铁的通电时长，所述控制器还电连接有计时模块，所述振动底座（1）的振动电机与控制器电连接。

8.如权利要求1所述的振动式体能训练器，其特征在于，所述振动底座（1）上设有支撑柱（8），控制面板（7）设在所述支撑柱（8）的顶部，支撑柱（8）上还设有安全防护环（9），所述安全防护环（9）包括第一弧形件（91）和第二弧形件（92），所述第一弧形件（91）和第二弧形件（92）的一端均铰接在支撑柱（8）上，所述第一弧形件（91）和第二弧形件（92）的另一端通过卡接件连接。

9.如权利要求8所述的振动式体能训练器，其特征在于，所述第一弧形件（91）和第二弧形件（92）上还设有环形滑轨，所述环形滑轨内设有滚珠，所述滚珠与手部把持件（10）连接。

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