CN104474679A - 激光式铁饼器械振动核心力量练习及监控装置 - Google Patents

Abstract

激光式铁饼器械振动核心力量练***台上进行练***衡训练装置；它还包括信息监控装置和振动装置；振动装置包括变速轴机构、输出轴机构、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮和安装缸。本发明用于激光式铁饼器械振动核心力量练习及监控。

Description

激光式铁饼器械振动核心力量练习及监控装置

技术领域

本发明涉及一种激光式铁饼专项力量器械振动核心力量训练及监控装置，属于体育技术领域。

背景技术

现代高水平铁饼专项力量训练，已经有了一些振动组合的练***台上进行练习，振动刺激对运动员下肢、髋、腰部肌肉群较为显著，而相对需要强化刺激训练的投掷臂肌肉群振动刺激明显不足。这是由于振动是经由下肢、髋、腰部及躯干向上传导，到达投掷臂的振动被部分吸收，振动强度衰减，属于间接刺激，训练效果欠佳。

提高专项力量是运动员取得优异成绩的关键因素，能够准确有力协调大发力完成技术动作，需要有一个稳定的身体姿态，提供身体稳定性的力量就是核心力量，他们是相辅相成的，影响竞技水平的两个重要方面融合在一起进行强化训练，将产生1+1大于2的叠加效应。

田径投掷项目中快速力量的最佳时间的把握，缺少有效练习和监控手段，提高训练质量结合专项力量训练的直接刺激投掷臂肌肉群的与激光式核心力量联动的铁饼器械振动核心力量训练及信息监控装置还没有出现。

发明内容

本发明是根据运动生物力学、电子学、机械学等原理，为解决现有铁饼专项力量训练，振动练***台上进行练习，训练效果不理想，以及缺少结合专项力量训练的直接刺激投掷臂肌肉群的与核心力量联动的激光式铁饼器械振动核心力量训练及快速力量最佳时间监控手段的问题，进而提供一种激光式铁饼器械振动核心力量练习及监控装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

激光式铁饼器械振动核心力量练***衡训练装置；所述铁饼用力装置包括环形轨道、滑动伸缩杆、滑体、曲柄连杆机构、两个激光测速仪、多个升降器及与升降器数量相一致的多个弹性固定架；

每个所述弹性固定架包括上平板、下平板及位于上平板和下平板之间且与二者固接的弹簧，环形轨道倾斜布置，环形轨道的下方设置有呈环形排布的多个升降器，每个升降器的顶端与环形轨道的下表面连接，每个升降器的下端与对应的弹性固定架的上平板连接；

其中一个升降器与曲柄连杆机构相邻设置，所述曲柄连杆机构包括曲柄、连杆及第一电机，第一电机的输出端与曲柄的一端连接，曲柄的另一端与连杆的一端铰接，连杆的另一端与所述其中一个升降器的下端铰接；

滑体套设在环形轨道且二者滑动连接，滑体上穿设有滑动伸缩杆，滑动伸缩杆的位于环形轨道外侧的端部安装有限位块，环形轨道的下方相距一定距离设置有两个激光测速仪，两个激光测速仪的发射光线能对准铁饼；

环形轨道的下方布置有带有信息反馈功能的平衡训练装置，所述平衡训练装置包括踏板、平衡底座、控制电路和三个测距传感器，踏板为平板状，平衡底座位半球形底座，所述半球形底座的平面与踏板的底面固定连接，并且所述半球形底座的平面中线与踏板的中心重合；所述踏板底面上固定有三个测距传感器，分别为参考测距传感器、前测距传感器和左测距传感器，所述三个测距传感器分别固定在踏板底面边缘处，其中前测距传感器和左测距传感器的连线穿过踏板的中心，参考测距传感器与踏板中心的连线垂直于前测距传感器和左测距传感器的连线；参考测距传感器的信号输出端连接控制电路的参考距离信号输入端，前测距传感器的信号输出端连接控制电路的前端距离信号输入端，左测距传感器的信号输出端连接控制电路的左端距离信号输入端；

控制电路的显示信号输出端连接显示器的显示信号输入端；

控制电路内嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括如下单元：

数据采集单元，用于每间隔采样时间均同时采集三个距离信号输入端输入的参考距离信号、前端距离信号和左端距离信号；

比较单元，用接收到的前端距离信号减去参考距离信号获得前后距离差信号；用接收到的左端距离信号减去参考距离信号获得左右距离差信号；

显示单元，用于将前后距离差信号和左右距离差信号换成数字信息或图形信息发送给显示器显示输出；

电机驱动单元，用于将比较单元获得的信号差发送给第一电机驱动电路，第一电机驱动电路控制第一电机的启停。

它还包括信息监控装置和振动装置；

信息监控装置包括握力压力传感器、投影仪、摄像机、终端压力传感器、计算机、语音设备和模/数转换电路；

投影仪和摄像机安装在与环形轨道的高端连接的升降器的顶端上，握力压力传感器安装在铁饼的上表面上，终端压力传感器安装在环形轨道上的铁饼出手处前方；握力压力传感器和终端压力传感器的信号输出端分别通过模/数转换电路连接计算机的第一信号输入端，摄像机的信号输出端连接计算机的第二信号输入端，其中一个激光测速仪的信号输出端连接计算机的第三信号输入端，另一个激光测速仪的信号输出端连接计算机的第四信号输入端，计算机的其中一个信号输出端连接投影仪的信号输入端，计算机的另一个信号输出端连接语音设备的信号输入端；

振动装置包括变速轴机构、输出轴机构、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮和安装缸；变速轴机构包括底座、第二电机、蓄电池、开关、滑道、拉杆和第一轴；输出轴机构包括偏心振动片与第二轴；

铁饼的底面安装有安装缸，安装缸安装在滑动伸缩杆的上表面上，滑道固接在安装缸的内腔底面，底座滑动安装在滑道内，第二电机与蓄电池设置在底座上，开关设置在安装缸的外侧壁上，第二电机的电源线通过开关连接在蓄电池上，安装缸的侧壁沿水平方向开设有长条形通孔，拉杆的一端与底座相固接，拉杆的另一端穿过长条形通孔伸出安装缸的外侧壁，第一轴沿底座滑动方向设置，第一轴转动连接在底座上，第一轴与第二电机的输出端连接，第二轴与第一轴平行设置，第二轴转动安装在安装缸的内腔底面上；第一轴上固装有同轴布置的第一齿轮和第二齿轮，第二轴上固装有同轴布置的第三齿轮和第四齿轮，第一齿轮和第三齿轮啮合，第二齿轮和第四齿轮间距设置，第二轴的邻近第四齿轮的一端安装有偏心振动片。

本发明的有益效果是：本发明是按照运动生物力学及电学等相关理论，并结合铁饼专项力量练***衡训练装置以及振动装置、信息监控装置对提高铁饼核心力量训练是有效的。计算机对信息监控装置各种数据信息储存及传输。1、结合专项动作的专项力量练***衡能力为快速有力的发力提供坚实的基础；4、投掷臂肌肉群与核心力量联动产生叠加效应；5、计算机对终端压力传感器和握力压力传感器测量的数据进行分析处理，并通过语音设备提示和投影仪播放和显示出来，摄像机对运动员的整个训练进行记录，并将记录结果传输给计算机，计算机再将摄像机记录的运动轨迹通过投影仪播放，终端压力传感器、握力压力传感器和摄像机获得的数据均通过计算机进行存储。计算机***对各种数据信息储存并进行处理，根据运动员每次练习的压力值曲线、动作速度、出手点撞击力、运动轨迹等数据找出各项指标的最佳匹配关系，即快速力量的最佳时间。利用本发明的激光式铁饼器械振动训练及信息储存监控装置可以有效地实现快速力量的最佳时间练习和监控。

本发明所述的带有信息反馈功能的平衡训练装置在训练过程中，能够实时显示运动员训练时的身体的平衡状态并进行有效量化监控，进而让训练者获知其训练的状态，进而实时调整其姿态。

比较单元对参考测距传感器测量距离地面的距离和前测距传感器测量距离地面的距离进行比较，对参考测距传感器测量距离地面的距离和左测距传感器测量距离地面的距离进行比较，当平衡底座趋于平衡时，前后距离差信号和左右距离差信号相等，电机驱动单元接收信号差发送给第一电机驱动电路，第一电机驱动电路控制第一电机启动，环形轨道摆动，实现人在踏板平衡状态下而环形轨道轨迹变化下的有难度的铁饼专项核心力量训练；当平衡底座较大摆动不平衡时，电机驱动单元接收信号差发送给第一电机驱动电路，第一电机驱动电路控制第一电机工作停止，环形轨道静止，实现人在踏板不平衡状态下而环形轨道轨迹静止的铁饼专项核心力量训练；压力传感器实时检测铁饼最后用力的速度曲线，进而对整个动作技术过程实时有效监控。

利用本发明的激光式铁饼器械振动核心力量练***衡及动作的发力。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1中的I处放大图，图3是图2的俯视图，图4是振动装置安装在安装缸内的整体结构示意图，图5是图4的局部剖视示意图，图6是偏心振动片的结构示意图，图7是图4的E-E向视图，图8是踏板和平衡底座连接结构的仰视图，图9是具体实施方式十的带有信息反馈功能的平衡训练装置的结构示意图，图10是具体实施方式十的带有信息反馈功能的平衡训练装置的结构示意图，图11是具体实施方式十的带有信息反馈的平衡训练装置的结构示意图，图12是具体实施方式十的带有信息反馈功能的平衡训练装置的结构示意图，图13是具体实施方式方式十所述的带有信息反馈功能的平衡训练装置的结构示意图，图14是具体实施方式十所述的另一种带有信息反馈功能的平衡训练装置的结构示意图，图15是图14的A-A剖面图，图16是图15中的限位装置10部分的局部放大图，图17是图16的C-C剖视图，图18是图17的D-D剖视图，图19是本发明的带有信息反馈功能的平衡训练装置的电气部分的原理示意图，图20是本发明的带有信息反馈功能的平衡训练装置的另一种电气部分的原理示意图，图21是信息监控装置的电气部分原理示意图，图22是具体实施方式五的激光式铁饼器械振动核心力量练习及监控装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图8、图19和图21说明，本实施方式的激光式铁饼器械振动核心力量练***衡训练装置；所述铁饼用力装置包括环形轨道12、滑动伸缩杆25、滑体24、曲柄连杆机构、两个激光测速仪28、多个升降器13及与升降器数量相一致的多个弹性固定架；

每个所述弹性固定架包括上平板18、下平板20及位于上平板18和下平板20之间且与二者固接的弹簧19，环形轨道12倾斜布置，环形轨道12的下方设置有呈环形排布的多个升降器13，每个升降器13的顶端与环形轨道12的下表面连接，每个升降器13的下端与对应的弹性固定架的上平板18连接；

其中一个升降器13与曲柄连杆机构相邻设置，所述曲柄连杆机构包括曲柄17、连杆16及第一电机15，第一电机15的输出端与曲柄17的一端连接，曲柄17的另一端与连杆16的一端铰接，连杆16的另一端与所述其中一个升降器13的下端铰接；

滑体24套设在环形轨道12且二者滑动连接，滑体24上穿设有滑动伸缩杆25，滑动伸缩杆25的位于环形轨道12外侧的端部安装有限位块25-2，环形轨道12的下方相距一定距离设置有两个激光测速仪28，两个激光测速仪28的发射光线能对准铁饼27；

环形轨道12的下方布置有带有信息反馈功能的平衡训练装置，所述平衡训练装置包括踏板1、平衡底座2、控制电路3和三个测距传感器，踏板1为平板状，平衡底座(2)位半球形底座，所述半球形底座的平面与踏板1的底面固定连接，并且所述半球形底座的平面中线与踏板1的中心重合；所述踏板1底面上固定有三个测距传感器，分别为参考测距传感器40、前测距传感器41和左测距传感器42，所述三个测距传感器分别固定在踏板1底面边缘处，其中前测距传感器41和左测距传感器42的连线穿过踏板1的中心，参考测距传感器40与踏板1中心的连线垂直于前测距传感器41和左测距传感器42的连线；参考测距传感器40的信号输出端连接控制电路3的参考距离信号输入端，前测距传感器41的信号输出端连接控制电路3的前端距离信号输入端，左测距传感器42的信号输出端连接控制电路3的左端距离信号输入端；

控制电路3的显示信号输出端连接显示器6的显示信号输入端；

控制电路3内嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括如下单元：

数据采集单元，用于每间隔采样时间均同时采集三个距离信号输入端输入的参考距离信号、前端距离信号和左端距离信号；

比较单元，用接收到的前端距离信号减去参考距离信号获得前后距离差信号；用接收到的左端距离信号减去参考距离信号获得左右距离差信号；

显示单元，用于将前后距离差信号和左右距离差信号换成数字信息或图形信息发送给显示器显示输出；

电机驱动单元，用于将比较单元获得的信号差发送给第一电机驱动电路11，第一电机驱动电路11控制第一电机15的启停。

它还包括信息监控装置和振动装置；

信息监控***包括握力压力传感器80、投影仪81、摄像机82、终端压力传感器83、计算机84、语音设备85和模/数转换电路86；

投影仪81和摄像机82安装在与环形轨道12的高端连接的升降器13的顶端上，握力压力传感器80安装在铁饼27的上表面上，终端压力传感器83安装在环形轨道12上的铁饼出手处前方；握力压力传感器80和终端压力传感器83的信号输出端分别通过模/数转换电路86连接计算机84的第一信号输入端，摄像机82的信号输出端连接计算机84的第二信号输入端，其中一个激光测速仪28的信号输出端连接计算机84的第三信号输入端，另一个激光测速仪28的信号输出端连接计算机84的第四信号输入端，计算机84的其中一个信号输出端连接投影仪81的信号输入端，计算机84的另一个信号输出端连接语音设备85的信号输入端；

振动装置包括变速轴机构、输出轴机构、第一齿轮62、第二齿轮63、第三齿轮64、第四齿轮65和安装缸66；变速轴机构包括底座90、第二电机92、蓄电池93、开关97、滑道94、拉杆98和第一轴95；输出轴机构包括偏心振动片67与第二轴99；

铁饼27的底面安装有安装缸66，安装缸66安装在滑动伸缩杆25的上表面上，滑道94固接在安装缸66的内腔底面，底座90滑动安装在滑道94内，第二电机92与蓄电池93设置在底座90上，开关97设置在安装缸66的外侧壁上，第二电机92的电源线通过开关97连接在蓄电池93上，安装缸66的侧壁沿水平方向开设有长条形通孔66-1，拉杆98的一端与底座90相固接，拉杆98的另一端穿过长条形通孔66-1伸出安装缸66的外侧壁，第一轴95沿底座90滑动方向设置，第一轴95转动连接在底座90上，第一轴95与第二电机92的输出端连接，第二轴99与第一轴95平行设置，第二轴99转动安装在安装缸66的内腔底面上；第一轴95上固装有同轴布置的第一齿轮62和第二齿轮63，第二轴99上固装有同轴布置的第三齿轮64和第四齿轮65，第一齿轮62和第三齿轮64啮合，第二齿轮63和第四齿轮65间距设置，第二轴99的邻近第四齿轮65的一端安装有偏心振动片67。

所述采样时间为0.5秒至3秒之间的任意时间参数。

本实施方式中，所述三个测距传感器的型号相同，输出的信号均为数字信号。

本实施方式的压力传感器输出的信号为数字信号。

本实施方式所述的有信息反馈功能的平衡训练装置在实际应用时，将平衡底座2置于平整的区域中，训练者单脚或双脚站立在踏板1上，训练开始后，当踏板1发生倾斜时，三个测距传感器分别测量距离地面的距离，并输出相应的表示距离的信号给控制电路，嵌入载控制电路中的控制模块对三个距离信号进行处理，获得踏板的平衡状态，并将该平衡状态通过显示器显示输出，同时，控制电路的电机驱动单元对比较单元获得的信号差(前后距离差信号或左右距离差信号)进行处理，前后距离差信号和左右距离差信号相等，表示踏板趋于平衡，电机驱动单元将前后距离差信号或左右距离差信号发送给第一电机驱动电路11，第一电机驱动电路11控制第一电机15启动，环形轨道往复摆动；前后距离差信号大于或小于左右距离差信号，表示踏板摆动，电机驱动单元将前后距离差信号或左右距离差信号发送给第一电机驱动电路11，第一电机驱动电路7控制第一电机15停止，环形轨道停止摆动。

当以数字形式显示时，可以采用带有正负号的数据表示前后距离差和左右距离差，正负号表示倾斜方向，数字的绝对值表示倾斜度，倾斜越大则对应的数字绝对值越大。

当以图形的形式显示时，可以显示平衡训练装置的整体立体图像，然后根据倾斜度显示所述平衡训练装置的倾斜状态。还可以通过简易的图像，例如仅仅显示踏板的平衡状态。

激光测速仪为现有技术，采用深圳真尚有科技有限公司或其它公司生产制造。

本实施方式采用上平板和下平板便于提高铁饼用力装置的稳定性。

本实施方式的升降器能调节环形轨道的高度，以适应不同高矮训练者的练习。

本实施方式的铁饼用力装置还可以包括两个绷带35，两个绷带35连接在铁饼上，绷带用于训练者将手捆绑在铁饼上，使手充分抓握铁饼。本实施方式设计两档输出转速比，第一齿轮和第三齿轮实现第一挡转速，第二齿轮和第四齿轮实现第二档转速。两档转速可实现偏心振动片的不同频率不同幅度的振动。语音设备为喇叭或音响。

本实施方式中终端压力传感器83、握力压力传感器80均与计算机84连接，计算机84与投影仪81连接，计算机84对终端压力传感器83、握力压力传感器80测量的数据进行离散处理，并通过语音设备85提示和投影仪81播放和显示出来，训练装置的上方配有摄像机82，摄像机82对运动员的整个训练进行记录，并将记录结果传输给计算机84，计算机84再将摄像机82记录的运动轨迹通过投影仪81播放出来，激光测速仪28测出的动作速度输出给计算机84存储，语音设备提示播报。终端压力传感器83、握力压力传感器80、摄像机82获得的数据均通过计算机进行云存储，本实施方式中振动机构的振动频率为26Hz-120Hz，振幅小于3mm。

具体实施方式二：结合图4说明，本实施方式的第二齿轮63和第四齿轮65的传动比大于第一齿轮62和第三齿轮64的传动比。如此设置，铁饼能在不同频率下振动，实现不同振幅下强化刺激投掷臂肌肉群，提高爆发力。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图6说明，本实施方式所述振动装置还包括安装杆52与若干个加重块53，每个加重块53开设有通孔53-1，偏心振动片67为扇形振动片，沿偏心振动片67大端的厚度方向开设有长方形通槽67-1，安装杆52的一端与长方形通槽67-1的底面相固接，每个加重块53的通孔53-1与安装杆52相配合，安装杆52的另一端设有螺纹且指向偏心振动片67的大端，第一螺母55旋拧在安装杆52的另一端。如此设置，多个加重块53实现铁饼振动幅度可调，配合第一齿轮和第三齿轮或第二齿轮和第四齿轮的不同输出转速比实现铁饼多振动幅度的调节，刺激投掷臂肌肉群，募集更多肌纤维来进行肌力训练。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图4和图5说明，本实施方式振动装置还包括至少一根固定轴68和多个轴套96，第一轴95通过多个轴套96转动连接在底座90上，第二轴99通过多个轴套96转动连接在安装缸66的内腔底面上，滑动伸缩杆25的位于环形轨道12内侧的杆段上沿滑动伸缩杆25的长度方向加工有多个安装孔25-1，安装缸66的底面固接有竖向布置的至少一根固定轴68，固定轴68的外端设有螺纹，固定轴68的外端穿过安装孔25-1并与第二螺母连接。如此设置，安装缸固定及使用方便。其它与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图22说明，本实施方式的每个所述升降器13包括立柱13-1、套管13-2和顶丝13-3，立柱13-1安装在套管13-2内且二者通过顶丝13-3可拆卸连接，套管13-2的下端面与上平板18连接。如此设置，环形轨道高度调节方便，易于控制。其它与具体实施方式一、二或四相同。

具体实施方式六：结合图20说明，本实施方式所述控制电路3包括三个信号调理电路、A/D转换电路和控制器4；所述控制模块嵌入在控制器4内，所述三个信号调理电路的信号输入端分别是控制器4的参考距离信号输入端、前端距离信号输入端和左端距离信号输入端；所述三个信号调理电路的信号输出端分别连接A/D转换电路的三个模拟信号输入端A1、A2和A3，所述A/D转换电路的数字信号输出端连接控制器4的信号采集输入端，所述控制器4的A/D转换控制信号输出端连接A/D转换电路的转换控制信号输入端，所述压力传感器26的信号输出端连接A/D转换电路的模拟信号输入端，第一电机驱动电路11的信号输入端连接控制器4的信号输出端，所述控制器4的显示驱动信号输出端连接显示器6的信号输入端。

本实施方式中的三个测距传感器的输出信号为模拟信号，该模拟信号通过信号调理电路处理之后发送给A/D转换电路，该A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号之后发送给控制器。

本实施方式中的控制器可以采用单片机实现。其它与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图20说明，本实施方式所述控制电路3还包括三个调零电路，所述三个调零电路分别与三个信号调理电路相对应，每个调零电路的信号输出端连接一个信号调理电路的调零信号输入端。

本实施方式增加了调零电路，在实际使用之前，首先将本实施方式所述的带有信息反馈功能的平衡训练装置放置在平整的地面上，然后保持踏板1处于平稳状态，此时，通过调零电路调整电压驱动显示器的显示值为零。在进行前述工作之后，再开始训练，进而能够保证测量获得的踏板的倾斜度更准确。

本实施方式可增设通信驱动电路7，所述通信驱动电路7的信号输入端连接控制器的通信信号输出端；本实施方式中增加了通信驱动电路7，能够将控制器获得的测量结果数据通过该通信驱动电路7发送出去，进而实现远程数据传输。其它与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图20说明，本实施方式所述带有信息反馈功能的平衡训练装置还包括键盘5，所述键盘5的信号输出端连接控制器4的键盘信号输入端；所述控制模块还包括如下单元：

按键信息采集单元，用于接收键盘5输入的按键信息；

按键信息解码单元，用于判断获得按键信息的内容，当按键信息为采样时间信息时，将该采样时间信息作为采样时间信息；当按键信息为输出数字显示信息时，发送数字显示命令给显示单元；当按键信息为图像显示信息时，发送图形显示命令给显示单元；

显示单元，根据接收到的命令发送相应的显示信息给显示器6；

本实施方式中增加了键盘5，能够实现对参数的设置，例如可以设置采样间隔的采样时间，或者设定显示信号的种类是数字还是图形等。

本实施方式可增设通信驱动电路7，所述控制模块还包括通信单元，所述通信单元用于将比较单元获得的信号差发送给通信驱动电路7。控制模块获得的测量结果数据通过该通信驱动电路7发送出去，进而实现远程数据传输。

本实施方式所述的通信驱动电路7可以为现有各种串行通信驱动电路或无线通信驱动电路。所述串行通信驱动电路为USB串行通信驱动电路、RS485串行通信驱动电路、RS232串行通信驱动电路或者网络通信驱动电路。增设能够在训练过程中将测量结果实时发送给远程的设备，进而实现训练状态远程监测的功能。其它与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式九：结合图9-图18说明，本实施方式所述带有信息反馈功能的平衡训练装置还包括第一底座8，所述第一底座8上表面设置有与平衡底座2相对应的第一圆形凹槽88，所述平衡底座2放入在该第一圆形凹槽88内；所述多个球面限位板89依次叠加放置在第一圆形凹槽88内，所述多个球面限位板89的半径依次缩小，并且最小的球面限位板89的内径大于平衡底座2的半径，相邻两块球面限位板89相接处的球面半径相等；所述第二底座9的上面带有第二圆形凹槽91，所述平衡底座2嵌入在所述第二圆形凹槽91内，所述多个限位装置10在以所述第二圆形凹槽91的圆心为中心、以大于第二圆形凹槽91的半径的距离为半径的圆周上均匀分布，所述限位装置10用于限制平衡底座2摆动的幅度，所述限位装置10固定在第二底座9的上表面；所述限位装置10由固定套101、可调支撑柱102和插销103组成，所述固定套101为圆筒形结构，所述固定套101嵌入并固定在第二底座9的表面，所述固定套101上设置有定位孔，可调支撑柱102沿其长度方向设置有多个限位通孔104，所述可调支撑柱102从固定套101的上端***，且所述可调支撑柱102的任意一个限位通孔104与固定套101上的定位孔相对应，插销103同时***该限位通孔104和固定套101上的定位孔。

本实施方式增加了带有第一圆形凹槽88的底座8，在实际使用过程中，将平衡底座2置于并且所述第一圆形凹槽88内，便于固定位置，并且所述第一圆形凹槽88的侧壁能够起到限位的作用。可以通过调整第一圆形凹槽88的宽度或深度来限制平衡底座2的摆动幅度，使其更适用于初学者。所述第一圆形凹槽88的底面为平面与球面的组合，且所述球面与平衡底座2外弧对应的球面，且该球面的半径大于平衡底座2的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座2的高度的0.02至0.1之间。所述的第一圆形凹槽88底面的形状，更容易使得在将平衡底座2放置在第一圆形凹槽88内的时候，所述平衡底座2位于第一圆形凹槽88的中间的位置，使得平衡底座2距离第一圆形凹槽88侧壁的距离相等，进而使得平衡底座2在第一圆形凹槽88内摆动的限位角度相等。所述第一圆形凹槽88的底面为平面。所述第一圆形凹槽88的底面为平面，使其能够适用于不用半径的平衡底座2，通用性更强。可以根据需要设定的踏板1的摆动幅度，设计第一圆形凹槽88的深度或者高度。在第一圆形凹槽88的深度不变的条件下，所述第一圆形凹槽88的半径越大、则踏板1能够摆动的最大角度a越大；同理，当在第一圆形凹槽88的半径不变的条件下，所述第一圆形凹槽88的深度越深，则踏板1能够摆动的最大角度a越小。所述第一圆形凹槽88的底面为球面，且该球面的半径大于平衡底座2的半径，所述圆弧形的弦高为平衡底座2的高度的0.2至0.6之间。本实施方式中，所述第一圆形凹槽88的底面为球面，更容易保证平衡底座2位于凹槽81的中间位置，使得其向各方向的摆动幅度相同。增加了球面限位板89，多个球面限位板89的半径不同，参见图12所示，相当于改变了第一圆形凹槽88深度和宽度，进而实现调整踏板1能够摆动的最大角度α的目的。本实施方式适用于对不用需求的训练者使用。本实施方式中，增加了带有圆形凹槽91的底座，并且在底座上设置有限位装置10，实现对踏板1摆动的最大角度的限制的目的。参见图13所示，是有6个限位装置10。参见图14所示，是有4个限位装置。所述圆形凹槽91的底部可为平面、平面与球面的组合或球面。本实施方式中，所述限位装置10采用高度可调的结构，进而实现调整踏板1能够摆动的最大角度的限制的目的。同时，本实施方式限定了一中具体的高度可调的结构，该种结构采用插销的方式实现定位，操作方便快捷。其它与具体实施方式一、二、六或七相同。

工作原理

进行激光式铁饼器械振动训练及信息储存监控练习时，运动员站在处于稳定的地面上，并结合经过优化设计的接近铁饼专项力量特点的由环形轨道及升降器等组成的铁饼用力装置，用手握住铁饼，进行最后用力练习，此时，振动装置开始工作，偏心振动片的转动带动铁饼振动，振动直接刺激投掷臂肌肉群，提高爆发力，增加练习难度，练习过程中，推动拉杆实现两档转速比的调节以实现铁饼在不同振幅下的振动；

同时，带有信息反馈功能的平衡训练装置开始工作，测量踏板摆动的幅度，进行信息的量化处理，对运动员的平衡状态实时量化监控，随着运动员平衡能力的提高，平衡训练装置在运动员练***衡，即前后距离差信号和左右距离差信号相等，表示踏板趋于平衡，此时，电机驱动单元将前后距离差信号或左右距离差信号发送给第一电机驱动电路，第一电机驱动电路控制第一电机启动，实现环形轨道的摆动，以增加新的练习难度，前后距离差信号大于或小于左右距离差信号，表示踏板大幅度摆动，电机驱动单元将前后距离差信号或左右距离差信号发送给第一电机驱动电路，第一电机驱动电路控制第一电机停止，进而实现环形轨道的静止；

计算机对数据进行处理并储存。终端压力传感器通过铁饼撞击测出撞击力，语音提示和信息储存，握力压力传感器将压力值传输给计算机并分析处理得到力值曲线图，输给投影仪并显示，摄像机记录运动员运动图像经计算机输出给投影仪将运动轨迹投影显示，激光测速仪是采用激光测距的原理，是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，取得在此时间间隔内被测物体的距离变化，从而得到该被测物体的移动速度，环形轨道上的某一弧段距离的铁饼运动速度通过两个激光测速仪进行测定，根据两个激光测速仪分别对铁饼接收到的反射信号的时间，作时间差，弧段弧长除以该时间差即为铁饼在该弧段上的运动速度，进而达到模拟铁饼专项考核的出手速度。

Claims (9)

1.激光式铁饼器械振动核心力量练***衡训练装置；所述铁饼用力装置包括环形轨道(12)、滑动伸缩杆(25)、滑体(24)、曲柄连杆机构、两个激光测速仪(28)、多个升降器(13)及与升降器数量相一致的多个弹性固定架；

每个所述弹性固定架包括上平板(18)、下平板(20)及位于上平板(18)和下平板(20)之间且与二者固接的弹簧(19)，环形轨道(12)倾斜布置，环形轨道(12)的下方设置有呈环形排布的多个升降器(13)，每个升降器(13)的顶端与环形轨道(12)的下表面连接，每个升降器(13)的下端与对应的弹性固定架的上平板(18)连接；

其中一个升降器(13)与曲柄连杆机构相邻设置，所述曲柄连杆机构包括曲柄(17)、连杆(16)及第一电机(15)，第一电机(15)的输出端与曲柄(17)的一端连接，曲柄(17)的另一端与连杆(16)的一端铰接，连杆(16)的另一端与所述其中一个升降器(13)的下端铰接；

滑体(24)套设在环形轨道(12)且二者滑动连接，滑体(24)上穿设有滑动伸缩杆(25)，滑动伸缩杆(25)的位于环形轨道(12)外侧的端部安装有限位块(25-2)，环形轨道(12)的下方相距一定距离设置有两个激光测速仪(28)，两个激光测速仪(28)的发射光线能对准铁饼(27)；

环形轨道(12)的下方布置有带有信息反馈功能的平衡训练装置，所述平衡训练装置包括踏板(1)、平衡底座(2)、控制电路(3)和三个测距传感器，踏板(1)为平板状，平衡底座(2)位半球形底座，所述半球形底座的平面与踏板(1)的底面固定连接，并且所述半球形底座的平面中线与踏板(1)的中心重合；所述踏板(1)底面上固定有三个测距传感器，分别为参考测距传感器(40)、前测距传感器(41)和左测距传感器(42)，所述三个测距传感器分别固定在踏板(1)底面边缘处，其中前测距传感器(41)和左测距传感器(42)的连线穿过踏板(1)的中心，参考测距传感器(40)与踏板(1)中心的连线垂直于前测距传感器(41)和左测距传感器(42)的连线；参考测距传感器(40)的信号输出端连接控制电路(3)的参考距离信号输入端，前测距传感器(41)的信号输出端连接控制电路(3)的前端距离信号输入端，左测距传感器(42)的信号输出端连接控制电路(3)的左端距离信号输入端；

控制电路(3)的显示信号输出端连接显示器(6)的显示信号输入端；

控制电路(3)内嵌入有软件实现的控制模块，所述控制模块包括如下单元：

数据采集单元，用于每间隔采样时间均同时采集三个距离信号输入端输入的参考距离信号、前端距离信号和左端距离信号；

比较单元，用接收到的前端距离信号减去参考距离信号获得前后距离差信号；用接收到的左端距离信号减去参考距离信号获得左右距离差信号；

显示单元，用于将前后距离差信号和左右距离差信号换成数字信息或图形信息发送给显示器显示输出；

电机驱动单元，用于将比较单元获得的信号差发送给第一电机驱动电路(11)，第一电机驱动电路(11)控制第一电机(15)的启停。

它还包括信息监控装置和振动装置；

信息监控装置包括握力压力传感器(80)、投影仪(81)、摄像机(82)、终端压力传感器(83)、计算机(84)、语音设备(85)和模/数转换电路(86)；

投影仪(81)和摄像机(82)安装在与环形轨道(12)的高端连接的升降器(13)的顶端上，握力压力传感器(80)安装在铁饼(27)的上表面上，终端压力传感器(83)安装在环形轨道(12)上的铁饼出手处前方；握力压力传感器(80)和终端压力传感器(83)的信号输出端分别通过模/数转换电路(86)连接计算机(84)的第一信号输入端，摄像机(82)的信号输出端连接计算机(84)的第二信号输入端，其中一个激光测速仪(28)的信号输出端连接计算机(84)的第三信号输入端，另一个激光测速仪(28)的信号输出端连接计算机(84)的第四信号输入端，计算机(84)的其中一个信号输出端连接投影仪(81)的信号输入端，计算机(84)的另一个信号输出端连接语音设备(85)的信号输入端；

振动装置包括变速轴机构、输出轴机构、第一齿轮(62)、第二齿轮(63)、第三齿轮(64)、第四齿轮(65)和安装缸(66)；变速轴机构包括底座(90)、第二电机(92)、蓄电池(93)、开关(97)、滑道(94)、拉杆(98)和第一轴(95)；输出轴机构包括偏心振动片(67)和第二轴(99)；

铁饼(27)的底面安装有安装缸(66)，安装缸(66)安装在滑动伸缩杆(25)的上表面上，滑道(94)固接在安装缸(66)的内腔底面，底座(90)滑动安装在滑道(94)内，第二电机(92)与蓄电池(93)设置在底座(90)上，开关(97)设置在安装缸(66)的外侧壁上，第二电机(92)的电源线通过开关(97)连接在蓄电池(93)上，安装缸(66)的侧壁沿水平方向开设有长条形通孔(66-1)，拉杆(98)的一端与底座(90)相固接，拉杆(98)的另一端穿过长条形通孔(66-1)伸出安装缸(66)的外侧壁，第一轴(95)沿底座(90)滑动方向设置，第一轴(95)转动连接在底座(90)上，第一轴(95)与第二电机(92)的输出端连接，第二轴(99)与第一轴(95)平行设置，第二轴(99)转动安装在安装缸(66)的内腔底面上；第一轴(95)上固装有同轴布置的第一齿轮(62)和第二齿轮(63)，第二轴(99)上固装有同轴布置的第三齿轮(64)和第四齿轮(65)，第一齿轮(62)和第三齿轮(64) 啮合，第二齿轮(63)和第四齿轮(65)间距设置，第二轴(99)的邻近第四齿轮(65)的一端安装有偏心振动片(67)。

2.根据权利要求1所述的激光式铁饼器械振动核心力量练习及监控装置，其特征在于：第二齿轮(63)和第四齿轮(65)的传动比大于第一齿轮(62)和第三齿轮(64)的传动比。

3.根据权利要求1或2所述的激光式铁饼器械振动核心力量练习及监控装置，其特征在于：所述振动装置还包括安装杆(52)与若干个加重块(53)，每个加重块(53)开设有通孔(53-1)，偏心振动片(67)为扇形振动片，沿偏心振动片(67)大端的厚度方向开设有长方形通槽(67-1)，安装杆(52)的一端与长方形通槽(67-1)的底面相固接，每个加重块(53)的通孔(53-1)与安装杆(52)相配合，安装杆(52)的另一端设有螺纹且指向偏心振动片(67)的大端，第一螺母(55)旋拧在安装杆(52)的另一端。

4.根据权利要求3所述的激光式铁饼器械振动核心力量练习及监控装置，其特征在于：振动装置还包括至少一根固定轴(68)和多个轴套(96)，第一轴(95)通过多个轴套(96)转动连接在底座(90)上，第二轴(99)通过多个轴套(96)转动连接在安装缸(66)的内腔底面上，滑动伸缩杆(25)的位于环形轨道(12)内侧的杆段上沿滑动伸缩杆(25)的长度方向加工有多个安装孔(25-1)，安装缸(66)的底面固接有竖向布置的至少一根固定轴(68)，固定轴(68)的外端设有螺纹，固定轴(68)的外端穿过安装孔(25-1)并与第二螺母连接。

5.根据权利要求1、2或4所述的激光式铁饼器械振动核心力量练***板(18)连接。

6.根据权利要求5所述的激光式铁饼器械振动核心力量练习及监控装置，其特征在于：所述控制电路(3)包括三个信号调理电路、A/D转换电路和控制器(4)；所述控制模块嵌入在控制器(4)内，所述三个信号调理电路的信号输入端分别是控制器(4)的参考距离信号输入端、前端距离信号输入端和左端距离信号输入端；所述三个信号调理电路的信号输出端分别连接A/D转换电路的三个模拟信号输入端(A1)、(A2)和(A3)，所述A/D转换电路的数字信号输出端连接控制器(4)的信号采集输入端，所述控制器(4)的A/D转换控制信号输出端连接A/D转换电路的转换控制信号输入端，所述压力传感器(26)的信号输出端连接A/D转换电路的模拟信号输入端，第一电机驱动电路(11)的信号输入端连接控制器(4)的信号输出端，所述控制器(4)的显示驱动信号输出端连接显示器(6)的信号输入端。

7.根据权利要求6所述的激光式铁饼器械振动核心力量练习及监控装置，其特征在于： 所述控制电路(3)还包括三个调零电路，所述三个调零电路分别与三个信号调理电路相对应，每个调零电路的信号输出端连接一个信号调理电路的调零信号输入端。

8.根据权利要求1、2或3所述的激光式铁饼器械振动核心力量练***衡训练装置还包括键盘(5)，所述键盘(5)的信号输出端连接控制器(4)的键盘信号输入端；所述控制模块还包括如下单元：

按键信息采集单元，用于接收键盘(5)输入的按键信息；

按键信息解码单元，用于判断获得按键信息的内容，当按键信息为采样时间信息时，将该采样时间信息作为采样时间信息；当按键信息为输出数字显示信息时，发送数字显示命令给显示单元；当按键信息为图像显示信息时，发送图形显示命令给显示单元；

显示单元，根据接收到的命令发送相应的显示信息给显示器(6)。

9.根据权利要求1、2、6或7所述的激光式铁饼器械振动核心力量练***衡训练装置还包括第一底座(8)、第二底座(9)、多个限位装置(10)和多个球面限位板(89)，所述第一底座(8)上表面设置有与平衡底座(2)相对应的第一圆形凹槽(88)，所述平衡底座(2)放入在该第一圆形凹槽(88)内；所述多个球面限位板(89)依次叠加放置在第一圆形凹槽(88)内，所述多个球面限位板(89)的半径依次缩小，并且最小的球面限位板(89)的内径大于平衡底座(2)的半径，相邻两块球面限位板(89)相接处的球面半径相等；所述第二底座(9)的上面带有第二圆形凹槽(91)，所述平衡底座(2)嵌入在所述第二圆形凹槽(91)内，所述多个限位装置(10)在以所述第二圆形凹槽(91)的圆心为中心、以大于第二圆形凹槽(91)的半径的距离为半径的圆周上均匀分布，所述限位装置(10)用于限制平衡底座(2)摆动的幅度，所述限位装置(10)固定在第二底座(9)的上表面；所述限位装置(10)的高度可调；所述限位装置(10)由固定套(101)、可调支撑柱(102)和插销(103)组成，所述固定套(101)为圆筒形结构，所述固定套(101)嵌入并固定在第二底座(9)的表面，所述固定套(101)上设置有定位孔，可调支撑柱(102)沿其长度方向设置有多个限位通孔(104)，所述可调支撑柱(102)从固定套(101)的上端***，且所述可调支撑柱(102)的任意一个限位通孔(104)与固定套(101)上的定位孔相对应，插销(103)同时***该限位通孔(104)和固定套(101)上的定位孔。