專利名稱：一種偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)及包含該系統(tǒng)的力量平衡訓(xùn)練器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種力量訓(xùn)練裝置，具體涉及一種偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)及包含該系統(tǒng)的力量平衡訓(xùn)練器。
背景技術(shù)：
在體育領(lǐng)域中，對(duì)于大部分運(yùn)動(dòng)員來說，力量訓(xùn)練是日常訓(xùn)練的基礎(chǔ)內(nèi)容，在系統(tǒng)化訓(xùn)練中具有重要的作用。在醫(yī)療康復(fù)中，神經(jīng)受損或者外科手術(shù)后，力量訓(xùn)練可以提高肌肉運(yùn)動(dòng)單位的募集能力，增大肌肉體積，從而防止肌肉萎縮，增強(qiáng)肌肉力量(Dodd，K.J.2002)。雙側(cè)肢體力量、神經(jīng)控制的不平衡(差異)會(huì)在運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)(功能)中有所體現(xiàn)(McElveen, MT2010)，而隨著普通非平衡性力量訓(xùn)練的進(jìn)行，雙側(cè)差異可能被放大(RossClark2005 )。如雙側(cè)肢體同時(shí)完成訓(xùn)練動(dòng)作時(shí)，從動(dòng)作上來說，兩側(cè)肢體是同步的，但由于兩側(cè)力量的差異，在完成負(fù)荷動(dòng)作時(shí)，優(yōu)勢(shì)側(cè)肢體會(huì)承擔(dān)更多的負(fù)荷，而非優(yōu)勢(shì)側(cè)則相反只負(fù)擔(dān)較小的負(fù)荷(Ann M.Simon2008),經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間訓(xùn)練后,優(yōu)勢(shì)側(cè)較非優(yōu)勢(shì)側(cè)可能會(huì)得到更大的收益，從而加劇兩側(cè)肢體的差異；與此同時(shí)，由于兩側(cè)肢體發(fā)力肌群工作的張力長(zhǎng)度曲線有差異，即發(fā)力的優(yōu)勢(shì)段(關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)幅度，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度)不同，同樣會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)者更強(qiáng)的發(fā)展趨勢(shì)，促使肌肉張力長(zhǎng)度曲線不同步(Brocket CL2001)。許多研究表明，下肢兩側(cè)力量的不平衡容易導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生，當(dāng)兩側(cè)力量的差異達(dá)到10%-15%，運(yùn)動(dòng)損傷發(fā)生的概率會(huì)大大增加(Baumhauer JF1995, Croisier JL2002)。下面以股四頭肌力量訓(xùn)練為例進(jìn)行說明，為了增加阻力部分與人體的著力點(diǎn)的面積，防止滑動(dòng)，提高舒適度，在負(fù)荷擋板上加上海綿等物，負(fù)荷擋板一般采用以下兩種方式，其一是一個(gè)從側(cè)面加負(fù)荷的獨(dú)立的海綿圓盤或帶有凹槽的海綿套(圖1);其二是從中間施加負(fù)荷的兩個(gè)海綿圓盤或帶有凹槽的海綿套(圖2)。雖然從表面上看，是雙腿協(xié)同完成訓(xùn)練動(dòng)作，實(shí)際上由于儀器轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的限制(定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圍繞膝關(guān)節(jié)做屈伸運(yùn)動(dòng))，即便是一側(cè)肢體發(fā)力，也同樣可以完成動(dòng)作。研究表明下肢大肌肉群在沒有視覺反饋等信息輔助情況下發(fā)力，中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)兩側(cè)負(fù)荷(力)的感知要弱于對(duì)努力程度的感知，也就是說傾向于用同樣的努力程度而不是同樣的負(fù)荷(力)完成對(duì)稱性動(dòng)作，表現(xiàn)為力量較強(qiáng)的一側(cè)發(fā)出更大的力(AnnM.Simon2008)。所以常用的訓(xùn)練方法導(dǎo)致的結(jié)果是下肢力量較強(qiáng)的一側(cè)在完成力量訓(xùn)練時(shí)，更加主動(dòng)積極地承擔(dān)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，訓(xùn)練后獲得的力量增長(zhǎng)相對(duì)也比力量較弱的一側(cè)要多，即加劇兩側(cè)的不平衡性。無論是運(yùn)動(dòng)員力量增強(qiáng)訓(xùn)練還是病人損傷后的康復(fù)訓(xùn)練，采用單側(cè)獨(dú)立動(dòng)作進(jìn)行分別訓(xùn)練時(shí)，可以確保兩側(cè)所承受負(fù)荷的平衡，但無法完成雙側(cè)協(xié)同動(dòng)作，其神經(jīng)肌肉控制與雙側(cè)協(xié)同動(dòng)作不同，對(duì)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)幅度較難控制，同時(shí)增加了設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，也提高了設(shè)備的成本。因此，有必要提出一種力量訓(xùn)練器，能夠?qū)崿F(xiàn)雙側(cè)協(xié)同動(dòng)作，確保兩側(cè)所承受負(fù)荷的平衡，促進(jìn)兩側(cè)力量平衡發(fā)展，減少運(yùn)動(dòng)損傷，簡(jiǎn)化訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)雙側(cè)協(xié)同動(dòng)作的偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)及包含該系統(tǒng)的力量平衡訓(xùn)練器，根據(jù)控制系統(tǒng)的測(cè)量指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)化訓(xùn)練，以達(dá)到避免或糾正兩側(cè)肢體力量訓(xùn)練的不平衡性，促進(jìn)兩側(cè)力量平衡發(fā)展，減少運(yùn)動(dòng)損傷，同時(shí)簡(jiǎn)化訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本目的。根據(jù)本實(shí)用新型的目的提出的一種偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)，包括:檢測(cè)模塊:用于檢測(cè)物體偏轉(zhuǎn)的角度以及扭轉(zhuǎn)力矩的大小；輸入模塊:通過輸入模塊設(shè)定角度及扭轉(zhuǎn)力矩的最大偏轉(zhuǎn)值；處理模塊:接收所述檢測(cè)模塊的角度及扭轉(zhuǎn)力矩的模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，同時(shí)接收所述輸入模塊的最大偏轉(zhuǎn)值信號(hào)，并將二者進(jìn)行對(duì)比；顯示模塊:用于顯示當(dāng)前的角度偏轉(zhuǎn)值與扭轉(zhuǎn)力矩值；報(bào)警模塊:經(jīng)過所述處理模塊的對(duì)比處理，當(dāng)所述檢測(cè)模塊的信號(hào)值大于最大偏轉(zhuǎn)值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。優(yōu)選的，所述檢測(cè)模塊包括用于檢測(cè)偏轉(zhuǎn)角度的角度傳感器以及用于檢測(cè)扭轉(zhuǎn)力矩大小的力矩傳感器。優(yōu)選的，所述處理模塊包括將所述模擬信號(hào)進(jìn)行放大及處理的處理器，將放大處理后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換器，以及CPU。優(yōu)選的，所述報(bào)警模塊為光電報(bào)警器或蜂鳴報(bào)警器。一種力量平衡訓(xùn)練器，包括傳導(dǎo)軸、轉(zhuǎn)環(huán)、負(fù)荷擋板以及所述的偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于所述傳導(dǎo)軸的前端，所述負(fù)荷擋板對(duì)稱固定于所述轉(zhuǎn)環(huán)的兩側(cè)，所述負(fù)荷擋板能夠隨轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)。優(yōu)選的，所述負(fù)荷擋板包括固定軸與海綿套，所述海綿套轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于所述固定軸上，所述海綿套上開設(shè)有供肢體放入的凹槽。優(yōu)選的，所述角度傳感器設(shè)置于所述傳導(dǎo)軸與所述轉(zhuǎn)環(huán)間。優(yōu)選的，所述訓(xùn)練器還包括用于調(diào)整所述轉(zhuǎn)環(huán)繞所述傳導(dǎo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的調(diào)節(jié)裝置，所述轉(zhuǎn)環(huán)上設(shè)置有環(huán)形槽，所述調(diào)節(jié)裝置位于所述環(huán)形槽內(nèi)，所述環(huán)形槽與所述轉(zhuǎn)環(huán)共圓心。優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)裝置包括位于所述環(huán)形槽內(nèi)的至少兩塊弧形擋片與插銷，所述相鄰兩個(gè)弧形擋片相接的一端設(shè)置有供所述插銷插接的多個(gè)銷孔，所述插銷固定于所述轉(zhuǎn)環(huán)上；所述力矩傳感器設(shè)置于所述兩弧形擋板的弧間距處并固定在所述傳導(dǎo)軸上。優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為±5° -±20°。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過將負(fù)荷擋板固定于轉(zhuǎn)環(huán)的兩側(cè)，同時(shí)將轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于傳導(dǎo)軸上，根據(jù)偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度以確定兩側(cè)負(fù)荷擋板的偏轉(zhuǎn)角度，用戶可根據(jù)顯示模塊顯示的當(dāng)前偏轉(zhuǎn)度的情況進(jìn)行自行調(diào)節(jié)，一旦偏轉(zhuǎn)度超過設(shè)定值則進(jìn)行報(bào)警，讓訓(xùn)練人員及時(shí)進(jìn)行左右肢體動(dòng)作及力量的調(diào)整，合理監(jiān)控，避免不平衡訓(xùn)練。實(shí)現(xiàn)科學(xué)化的訓(xùn)練，避免或糾正兩側(cè)肢體力量訓(xùn)練的不平衡性，促進(jìn)兩側(cè)力量平衡發(fā)展，減少運(yùn)動(dòng)損傷，同時(shí)簡(jiǎn)化訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本。
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)示意圖1。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)示意圖2。圖3為本實(shí)用新型公開的一種力量平衡訓(xùn)練器的主視圖。圖4為本實(shí)用新型公開的一種力量平衡訓(xùn)練器的仰視圖。圖5為本實(shí)用新型公開的一種力量平衡訓(xùn)練器中傳導(dǎo)軸與轉(zhuǎn)環(huán)固定的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型公開的一種偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)的控制流程圖。圖中的數(shù)字或字母所代表的相應(yīng)部件的名稱:1、傳導(dǎo)軸2、轉(zhuǎn)環(huán)3、負(fù)荷擋板4、固定軸5、海綿套6、凹槽7、弧形擋片
8、插銷9、銷孔10、角度傳感器11、力矩傳感器12、環(huán)形槽
具體實(shí)施方式
傳統(tǒng)的力量訓(xùn)練器由于儀器轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的限制(定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圍繞膝關(guān)節(jié)做屈伸運(yùn)動(dòng))，即便是一側(cè)肢體發(fā)力，也同樣可以完成動(dòng)作。無論是運(yùn)動(dòng)員力量增強(qiáng)訓(xùn)練還是病人損傷后的康復(fù)訓(xùn)練，采用單側(cè)獨(dú)立動(dòng)作進(jìn)行分別訓(xùn)練時(shí)，可以確保兩側(cè)所承受負(fù)荷的平衡，但存在無法完成雙側(cè)協(xié)同動(dòng)作，且神經(jīng)肌肉控制與雙側(cè)協(xié)同動(dòng)作不同，對(duì)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)幅度較難控制，同時(shí)增加了設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，也提高了設(shè)備的成本等諸多問題與不足。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)雙側(cè)協(xié)同動(dòng)作的偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)及包含該系統(tǒng)的力量平衡訓(xùn)練器，根據(jù)控制系統(tǒng)的測(cè)量指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)化訓(xùn)練，避免或糾正兩側(cè)肢體力量訓(xùn)練的不平衡性，促進(jìn)兩側(cè)力量平衡發(fā)展，減少運(yùn)動(dòng)損傷，同時(shí)簡(jiǎn)化訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本。請(qǐng)參見圖6，圖6為本實(shí)用新型公開的一種偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)的控制流程圖。如圖6所示，一種偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)，包括:檢測(cè)模塊:用于檢測(cè)物體偏轉(zhuǎn)的角度以及扭轉(zhuǎn)力矩的大??；檢測(cè)模塊包括用于檢測(cè)偏轉(zhuǎn)角度的角度傳感器10以及用于檢測(cè)扭轉(zhuǎn)力矩大小的力矩傳感器11。力矩傳感器在負(fù)荷擋板旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到兩端最大運(yùn)動(dòng)范圍時(shí)開始測(cè)量。輸入模塊:通過輸入模塊設(shè)定角度及扭轉(zhuǎn)力矩的最大偏轉(zhuǎn)值；輸入模塊可為與處理模塊電連接的輸入鍵盤。處理模塊:接收檢測(cè)模塊的角度及扭轉(zhuǎn)力矩的模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，同時(shí)接收輸入模塊的最大偏轉(zhuǎn)值信號(hào)，并將二者進(jìn)行對(duì)比；處理模塊包括將模擬信號(hào)進(jìn)行放大及處理的處理器，將放大處理后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換器，以及CPU。輸入模塊與CPU電連接。顯示模塊:用于顯示當(dāng)前的角度偏轉(zhuǎn)值與扭轉(zhuǎn)力矩值；顯示模塊為電子顯示屏，顯示模塊與CPU電連接。[0040]報(bào)警模塊:經(jīng)過處理模塊的對(duì)比處理，當(dāng)檢測(cè)模塊的信號(hào)值大于最大偏轉(zhuǎn)值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警模塊為光電報(bào)警器或蜂鳴報(bào)警器。當(dāng)扭轉(zhuǎn)角度或力矩超過設(shè)定值時(shí)，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，短音為角度超過設(shè)定值，長(zhǎng)音為角度達(dá)到最大活動(dòng)度情況下扭轉(zhuǎn)力矩超過設(shè)定值，讓訓(xùn)練人員及時(shí)進(jìn)行左右肢體動(dòng)作及力量的調(diào)整，合理監(jiān)控，避免不平衡訓(xùn)練。報(bào)警模塊具體實(shí)施方式
不做限制。報(bào)警方式分兩種情況，第一是角度的報(bào)警，因?yàn)橛行r(shí)候，雖然兩側(cè)肢體用力是平衡的，但存在一定偏轉(zhuǎn)角度，及產(chǎn)生“動(dòng)作不平衡”，維持固定的體位(偏轉(zhuǎn)度)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)若偏轉(zhuǎn)角度超過預(yù)設(shè)值，報(bào)警。第二是扭轉(zhuǎn)力矩的報(bào)警，即在兩側(cè)肢體用力不平衡時(shí)，偏轉(zhuǎn)角度達(dá)到最大活動(dòng)角度，力矩傳感器開始測(cè)量，超過預(yù)設(shè)值報(bào)警。請(qǐng)一并參見圖3-5，圖3為本實(shí)用新型公開的一種力量平衡訓(xùn)練器的主視圖。圖4為本實(shí)用新型公開的一種力量平衡訓(xùn)練器的仰視圖。圖5為本實(shí)用新型公開的一種力量平衡訓(xùn)練器中傳導(dǎo)軸與轉(zhuǎn)環(huán)固定的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，一種力量平衡訓(xùn)練器，包括傳導(dǎo)軸
1、轉(zhuǎn)環(huán)2、負(fù)荷擋板3以及偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)環(huán)2轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于傳導(dǎo)軸I的前端，負(fù)荷擋板3對(duì)稱固定于轉(zhuǎn)環(huán)2的兩側(cè)，負(fù)荷擋板3能夠隨轉(zhuǎn)環(huán)2的轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)。負(fù)荷擋板3通過轉(zhuǎn)環(huán)2可以以傳導(dǎo)軸I作為中心進(jìn)行擺動(dòng)，在訓(xùn)練時(shí)，顯示模塊的偏轉(zhuǎn)角度值與扭轉(zhuǎn)力矩值均為0，當(dāng)正常訓(xùn)練，兩側(cè)受力一致時(shí)，數(shù)值仍為0，一旦兩側(cè)用力不平衡，則用力較大一側(cè)的負(fù)荷擋板會(huì)向上擺動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角度及扭轉(zhuǎn)力矩值，偏轉(zhuǎn)角度與扭轉(zhuǎn)力矩值會(huì)通過顯示模塊進(jìn)行顯示，提醒用戶及時(shí)的調(diào)整力度。避免或糾正兩側(cè)肢體力量訓(xùn)練的不平衡性，促進(jìn)兩側(cè)力量平衡發(fā)展，減少運(yùn)動(dòng)損傷，同時(shí)簡(jiǎn)化訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本。負(fù)荷擋板3包括固定軸4與海綿套5，海綿套5轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于固定軸4上，海綿套5上開設(shè)有供肢體放入的凹槽6。海綿套5為高強(qiáng)度壓縮海綿，海綿套可繞固定軸旋轉(zhuǎn)，但不可向兩側(cè)滑動(dòng)，在兩側(cè)海綿套對(duì)稱位置處設(shè)有凹槽6，力量訓(xùn)練時(shí)肢體可以自然滑落于凹槽中，實(shí)現(xiàn)等臂訓(xùn)練，也確保扭轉(zhuǎn)角度和力矩測(cè)量的有效性。角度傳感器10設(shè)置于傳導(dǎo)軸I與轉(zhuǎn)環(huán)2間。角度傳感器可以實(shí)時(shí)測(cè)量左右的偏轉(zhuǎn)角度。右側(cè)力量大于左側(cè)時(shí)旋轉(zhuǎn)角度為正(逆時(shí)針)，反之為負(fù)。訓(xùn)練器還包括用于調(diào)整轉(zhuǎn)環(huán)繞傳導(dǎo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的調(diào)節(jié)裝置，轉(zhuǎn)環(huán)2上設(shè)置有環(huán)形槽12，調(diào)節(jié)裝置位于環(huán)形槽12內(nèi)，環(huán)形槽12與轉(zhuǎn)環(huán)2共圓心。調(diào)節(jié)裝置包括位于環(huán)形槽12內(nèi)的至少兩塊弧形擋片7與插銷8，相鄰兩個(gè)弧形擋片7相接的一端設(shè)置有供插銷8插接的多個(gè)銷孔9，插銷8固定于轉(zhuǎn)環(huán)2上，通過不同銷孔間的重疊固定，實(shí)現(xiàn)弧形擋片間弧間距的調(diào)節(jié)；力矩傳感器11設(shè)置于兩弧形擋板的弧間距處并固定在所述傳導(dǎo)軸I上。力矩傳感器在負(fù)荷擋板旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到兩端最大運(yùn)動(dòng)范圍時(shí)開始測(cè)量。力矩傳感器11設(shè)置于兩弧形擋板7的弧間距處。根據(jù)兩側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)幅度及力量的不平衡程度，選擇相應(yīng)的設(shè)置，對(duì)應(yīng)可以調(diào)節(jié)至的最大活動(dòng)角度(左右旋轉(zhuǎn))為:±5度，± 10度，± 15度，±20度，在設(shè)置好的活動(dòng)范圍內(nèi)，負(fù)荷擋板可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)?；顒?dòng)角度還可為±7、± 12、± 17等，具體角度范圍視情況而定。角度傳感器采用傳統(tǒng)的電位器原理，由于角度位置改變引起轉(zhuǎn)環(huán)環(huán)形電阻值變化，從而改變輸出電壓。扭矩傳感器采用現(xiàn)有用應(yīng)變片電測(cè)技術(shù)，根據(jù)正常人體使用時(shí)的實(shí)際情況，考慮包含最大扭轉(zhuǎn)力矩及測(cè)量精度，選擇0-500Nm(牛*米)量程左右的傳感器。[0049]本實(shí)用新型的工作原理如下:S1:根據(jù)兩側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)幅度及力量的不平衡程度，調(diào)節(jié)兩片弧形擋板的重疊位置，后通過插銷將弧形擋板7固定在轉(zhuǎn)環(huán)2上。S2:設(shè)定角度及扭轉(zhuǎn)力矩的最大偏轉(zhuǎn)值；在設(shè)備上，分別用單側(cè)肢體完成力量訓(xùn)練動(dòng)作，記錄完成過程中最大的力矩，用此力矩的10%作為不平衡的界定指標(biāo)，即扭轉(zhuǎn)力矩的設(shè)定值。S3:雙腿放置于凹槽6內(nèi)進(jìn)行力量訓(xùn)練，力量訓(xùn)練過程中，如轉(zhuǎn)環(huán)不存在偏轉(zhuǎn)，顯示模塊顯示數(shù)值為0，如存在偏轉(zhuǎn)時(shí)，顯示偏轉(zhuǎn)的角度與扭轉(zhuǎn)力矩值；角度傳感器可以實(shí)時(shí)測(cè)量左右的偏轉(zhuǎn)角度，右側(cè)力量大于左側(cè)時(shí)旋轉(zhuǎn)角度為正(逆時(shí)針)，反之為負(fù)；當(dāng)負(fù)荷擋板轉(zhuǎn)動(dòng)角度達(dá)到兩端，受到力矩傳感器的限制，負(fù)荷擋板不再轉(zhuǎn)動(dòng)，力矩傳感器可測(cè)量左右扭轉(zhuǎn)力矩，逆時(shí)針為右側(cè)力矩與左側(cè)力矩差值，順時(shí)針為左側(cè)力矩與右側(cè)力矩差值。S4:—旦偏轉(zhuǎn)角度與扭轉(zhuǎn)力矩值超過設(shè)定最大值時(shí)，報(bào)警模塊開始報(bào)警，短音為偏轉(zhuǎn)角度超過設(shè)定值，長(zhǎng)音為角度達(dá)到最大活動(dòng)度情況下扭轉(zhuǎn)力矩超過設(shè)定值。該力量訓(xùn)練器可以用于大部分人體上肢下肢大關(guān)節(jié)力量訓(xùn)練，如伸腿、勾腿，伸屈肘，蹲起力量訓(xùn)練器中。本實(shí)用新型公開了一種偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)及包含該系統(tǒng)的力量平衡訓(xùn)練器，通過將負(fù)荷擋板固定于轉(zhuǎn)環(huán)的兩側(cè)，同時(shí)將轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于傳導(dǎo)軸上，根據(jù)偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度以確定兩側(cè)負(fù)荷擋板的偏轉(zhuǎn)角度，用戶可根據(jù)顯示模塊顯示的當(dāng)前偏轉(zhuǎn)度的情況進(jìn)行自行調(diào)節(jié)，一旦偏轉(zhuǎn)度超過設(shè)定值則進(jìn)行報(bào)警，讓訓(xùn)練人員及時(shí)進(jìn)行左右肢體動(dòng)作及力量的調(diào)整，合理監(jiān)控，避免不平衡訓(xùn)練。實(shí)現(xiàn)科學(xué)化的訓(xùn)練，避免或糾正兩側(cè)肢體力量訓(xùn)練的不平衡性，促進(jìn)兩側(cè)力量平衡發(fā)展，減少運(yùn)動(dòng)損傷，同時(shí)簡(jiǎn)化訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 檢測(cè)模塊:用于檢測(cè)物體偏轉(zhuǎn)的角度以及扭轉(zhuǎn)力矩的大小； 輸入模塊:通過輸入模塊設(shè)定角度及扭轉(zhuǎn)力矩的最大偏轉(zhuǎn)值； 處理模塊:接收所述檢測(cè)模塊的角度及扭轉(zhuǎn)力矩的模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，同時(shí)接收所述輸入模塊的最大偏轉(zhuǎn)值信號(hào)，并將二者進(jìn)行對(duì)比； 顯示模塊:用于顯示當(dāng)前的角度偏轉(zhuǎn)值與扭轉(zhuǎn)力矩值； 報(bào)警模塊:經(jīng)過所述處理模塊的對(duì)比處理，當(dāng)所述檢測(cè)模塊的信號(hào)值大于最大偏轉(zhuǎn)值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
2.如權(quán)利I所述的偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)模塊包括用于檢測(cè)偏轉(zhuǎn)角度的角度傳感器以及用于檢測(cè)扭轉(zhuǎn)力矩大小的力矩傳感器。
3.如權(quán)利I所述的偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊包括將所述模擬信號(hào)進(jìn)行放大及處理的處理器，將放大處理后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換器，以及CPU。
4.如權(quán)利I所述的偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述報(bào)警模塊為光電報(bào)警器或蜂鳴報(bào)警器。
5.一種力量平衡訓(xùn)練器，其特征在于，包括傳導(dǎo)軸、轉(zhuǎn)環(huán)、負(fù)荷擋板以及權(quán)利要求1所述的偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于所述傳導(dǎo)軸的前端，所述負(fù)荷擋板對(duì)稱固定于所述轉(zhuǎn)環(huán)的兩側(cè)，所述負(fù)荷擋板能夠隨轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的力量平衡訓(xùn)練器，其特征在于，所述負(fù)荷擋板包括固定軸與海綿套，所述海綿套轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于所述固定軸上，所述海綿套上開設(shè)有供肢體放入的凹槽。
7.如權(quán)利要求5所述的力量平衡訓(xùn)練器，其特征在于，所述角度傳感器設(shè)置于所述傳導(dǎo)軸與所述轉(zhuǎn)環(huán)間。
8.如權(quán)利要求5所述的力量平衡訓(xùn)練器，其特征在于，所述訓(xùn)練器還包括用于調(diào)整所述轉(zhuǎn)環(huán)繞所述傳導(dǎo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的調(diào)節(jié)裝置，所述轉(zhuǎn)環(huán)上設(shè)置有環(huán)形槽，所述調(diào)節(jié)裝置位于所述環(huán)形槽內(nèi)，所述環(huán)形槽與所述轉(zhuǎn)環(huán)共圓心。
9.如權(quán)利要求8所述的力量平衡訓(xùn)練器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置包括位于所述環(huán)形槽內(nèi)的至少兩塊弧形擋片與插銷，所述相鄰兩個(gè)弧形擋片相接的一端設(shè)置有供所述插銷插接的多個(gè)銷孔，所述插銷固定于所述轉(zhuǎn)環(huán)上；所述力矩傳感器設(shè)置于所述兩弧形擋板的弧間距處并固定在所述傳導(dǎo)軸上。
10.如權(quán)利要求9所述的力量平衡訓(xùn)練器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為±5° -±20°。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)及包含該系統(tǒng)的力量平衡訓(xùn)練器，通過將負(fù)荷擋板固定于轉(zhuǎn)環(huán)的兩側(cè)，同時(shí)將轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于傳導(dǎo)軸上，根據(jù)偏轉(zhuǎn)度檢測(cè)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度以確定兩側(cè)負(fù)荷擋板的偏轉(zhuǎn)角度及扭轉(zhuǎn)力矩，用戶可根據(jù)顯示模塊顯示的當(dāng)前偏轉(zhuǎn)度的情況進(jìn)行自行調(diào)節(jié)，一旦偏轉(zhuǎn)度超過設(shè)定值則進(jìn)行報(bào)警，讓訓(xùn)練人員及時(shí)進(jìn)行左右肢體動(dòng)作及力量的調(diào)整，合理監(jiān)控，避免不平衡訓(xùn)練。實(shí)現(xiàn)科學(xué)化的訓(xùn)練，避免或糾正兩側(cè)肢體力量訓(xùn)練的不平衡性，促進(jìn)兩側(cè)力量平衡發(fā)展，減少運(yùn)動(dòng)損傷，同時(shí)簡(jiǎn)化訓(xùn)練器的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本。
文檔編號(hào)A63B21/06GK203060758SQ201320043138
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者陸阿明, 王國(guó)棟, 雍明 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)