專利名稱：臂力訓練器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及游泳體能訓練用器械。
游泳運動員為了增強體能訓練，加大訓練強度進而提高競賽成績，往往需要借助于輔助訓練器械進行訓練。老式的訓練方法是由手臂聯(lián)接繩子，繩子通過滑輪改變方向與重物聯(lián)接，手臂往返擺動做技術動作帶動重物升降運動，重物的重力轉化為人手臂運動的阻力，手臂肌肉克服阻力使手地運動達到鍛煉的目的。此種模式阻力由重物的重力產生，阻力的數(shù)值在運動的過程中為固定值。
隨著游泳事業(yè)的發(fā)展，為進一步挖掘人的潛能，開發(fā)人體的生理極限，需求一種新訓練模式，即人在陸地上訓練手臂肌肉時手臂受到的阻力規(guī)律與在水中游泳時手臂用力的規(guī)律相近。人在水中游泳時手臂劃水時手臂運動到不同位置同力的程度不同，這是游泳技術決定的，舊模式訓練手臂受到的阻力是不變的，使訓練與“實踐”存在著較大差別，使人的體能不能合理利用，體力不能合理分配于技術動作中，阻礙著運動成績的提高。為此尋求一種新的輔助訓練器材，能提供變化的阻力，阻力的變化規(guī)律與實際游泳時手臂用力規(guī)律接近，做到訓練時該用力的位置用得上力，少用力的位置少用力，最大限度地達到訓練的效果，為我國游泳界專家、教練多年的期求。
國內一些廠家及科研單位曾采用的幾種技術方案；1.利用液壓技術，使人手臂的運動帶動油缸伸縮，通過節(jié)流孔產生對液壓油的阻力，液壓油流動受阻產生壓強，壓強作于手臂，形成阻力。在油缸行程相應位置設置口徑不同的節(jié)流孔來改變壓強，進而改變阻力達到目的。
2.利用機械磨擦原理，由磨擦材料做成轉盤，轉盤間作用一正壓力產生磨擦力矩，磨擦力矩轉化為手臂運動的阻力，由位置伺服機構控制轉盤間的正壓力改變磨擦力矩達到目的。
3.由電動機的電磁力轉化為人手臂的阻力，由位置伺服機構控制電動機的電磁轉矩的改變實現(xiàn)目的。
以上所列舉的器械實例共同的缺點是阻力的變化規(guī)律達不到設計要求，產生的阻力不穩(wěn)定。反應速度跟不上手臂的運動頻率，阻力特性也不好，使用時運動員感覺很不協(xié)調。
本實用新型的目的是提供一種新型的臂力訓練器，采用偏心輪機構設計制成的。本實用新型能夠實現(xiàn)訓練中施加人手臂的阻力變化，滿足游泳運動員手臂體能訓練的要求。
本實用新型根據(jù)杠桿原理設計偏心輪機構，由偏心輪實現(xiàn)變化的杠桿關系達到阻力與位置的變化規(guī)律。偏心輪為一園形的輪子，輪子園周做出輪槽，做容納繩子用。在偏離輪子的形心適當距離設置與輪子園周垂直的軸，稱為偏心軸。使偏心軸水平放置，軸上通過軸承聯(lián)接重物，使重物與偏心輪一起移動，使偏心輪的轉動不帶動重物轉動。繩子的一端固定在機架上，繩子自機架向下繞過偏心輪槽，(由卡子固定繩子在偏心輪槽內使之繩子與輪槽不能滑動。)然后向上返回機架，通過機架上的定滑輪改變方向后連接人的手臂，人手臂牽動繩子，繩子帶動偏心輪作升降運動，并轉動。
在整個機構的初始狀態(tài)下，偏心軸(圖2)聯(lián)接重物，重物的重力方向朝下，為F1。偏心輪左邊的繩子連接在機架上可以看作杠桿的一個支點。F1與支點的距離P1構成重力矩。繩子通過偏心輪輪槽從右端向上引出連接人的手臂，向手臂施加阻力F2。F2與支點的距離P2構成阻力矩。根據(jù)靜力學平衡方程式P1·F1＝P2·F2(式1)。人手臂拉動繩子使偏心輪與重物提升做功，過程中偏心輪還以形心為軸轉動，使偏心軸繞形心轉動，造成偏心軸與支點的距離P1發(fā)生變化，P2的數(shù)值等于偏心輪的設計直徑無變化，由于F1在過程中為固定值，根據(jù)平衡關系F2必然隨P1變化，由式1可得F2=F1F2·P1]]>F2/P2為常數(shù)，P1為變量，由數(shù)學原理，P1的變化規(guī)律與偏心輪的轉角為余弦規(guī)律。綜上所述通過偏心輪機構能實現(xiàn)變化的阻力特性。
本實用新型的具體實施方案參照附圖詳細說明如下


圖1是臂力訓練器整體示意圖。
圖2是偏心輪結構受力示意圖。
圖3是偏心輪繩固定卡子剖面視圖。
圖4是臂力訓練器支架與導向裝置連接圖。
如圖所示，繩子2的一端固定在機架上，首先繞過偏心輪4，并且繩固定卡5按圖示位置將繩子與輪槽固定使之不能滑動，繩子通過輪槽從偏心輪右面引出向上繞過安裝于機架上的定滑輪3，向下繞過動滑輪8，再向上繞過安裝于機架1上的定滑輪9，與手柄10連接。偏心輪4與動滑輪8安裝在支架6上，支架6上放置產生阻力的重物7，支架6安裝在導向裝置13上，導向裝置13使支架只能向上，下移動，其它方向不能移動。由導軌14和導套15構成的導向裝置13固定安裝在機架1上，機架1安放在地面上。
本實用新型可以省掉定滑輪3，動滑輪8；繩子2從偏心輪4右端直接繞過定滑輪9，聯(lián)接至手柄10。此種方案能得到比較大的阻力與位移的比率。
人手臂拉動手柄進行訓練，機構通過手柄傳遞給手臂阻力。偏心輪的作用圖2已做了說明，動滑輪的作用是為了減小機構的體積。由分析和實驗得出阻力與手柄移動的關系按近余弦曲線的規(guī)律。設計上可以由設置偏心輪初始位置選擇某一線段的特性，以適應需求。偏心輪的偏心程度與阻力與手柄的位移比率成正比，支架上的重物的重量與阻力的平均值成正比。
本實用新型設計合理，成本低，實施的阻力可以由大至逐漸減小的規(guī)律變化，滿足了需求，使我國游泳界專家、教練多年期求得以實現(xiàn)。
本實用新型還可應用于各種臂力訓練，如劃船、鉛球和體操等多種運動項目。
權利要求1.一種臂力訓練器，其特征在于它主要是由機架1、繩子2、偏心輪4、繩子固定卡5、定滑輪3、支架6、重物7、動滑輪8、定滑輪9、手柄10和導向裝置13構成；繩子2一端固定在機架1上，繩子2經設置在偏心輪4上的繩子固定卡5予以固定，然后，再繞過固定在支架6上的偏心輪4，又繞過定滑輪3，再繞過固定在支架6上的動滑輪8，最后繩子2穿過設在機架1上的定滑輪9與手柄10連接；重物7放置在支架6上，支架6連接在導向裝置13上，導向裝置13由導軌14和導套15構成，導向裝置13固定在機架1上；繩子固定卡5固定在偏心輪4上，它由卡片11和螺栓12構成。
專利摘要本實用新型涉及游泳體能訓練用器械。由機架、繩子、偏心輪、定滑輪、動滑輪、固定卡、導向裝置、支架、重物和手柄構成的臂力訓練器,其中,固定在機架上的繩子繞過固定在支架上的偏心輪,再繞過定滑輪、動滑輪和定滑輪后連接一個手柄,支架安裝在固定于機架上的導向裝置。本實用新型能夠實現(xiàn)在臂力體能訓練中施加的阻力變化。本實用新型設計合理。成本低,適用于各種運動項目臂力訓練。
文檔編號A63B21/06GK2294751SQ9721366
公開日1998年10月21日 申請日期1997年4月9日 優(yōu)先權日1997年4月9日
發(fā)明者李永利 申請人:李永利