一种三坐标式蛙泳训练机的制作方法

本发明涉及陆地蛙泳训练设备领域，特别是涉及一种三坐标式蛙泳训练机。

背景技术：

近年来随着社会经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，人民群众中形成了一股体育热潮。特别是在北上广深等发达城市，在物质生活得到极大满足的同时，人民对健康生活的需求也在不断增长，为体育消费市场的发展提供了很大的发展空间。

而蛙泳是一种几乎可以锻炼到所有肌肉群的运动，经常参加蛙泳运动，能够使心脏得到很好的锻炼，如心肌逐渐发达、收缩能力逐渐增强，心脏功能也相应地僧强，从而提高人体的新陈代谢能力。蛙泳运动对呼吸系统的影响很大。运动中的每次呼吸都需吸进大量的氧和呼出二氧化破。经过长期的蛙泳锻炼，呼吸肌将逐渐发达，肺活量将逐渐增加。

中国授权专利cn104399245a公开了一种蛙泳陆地训练器，利用三层式脚踏板引导训练者实现脚部动作训练，但无法实现在陆地上引导训练者实现手部动作训练。中国授权专利cn102380199b公开了一种蛙泳泳姿训练机，采用杆件支撑四肢，达到了同时训练手部和腿部的目的。本发明提供为陆地蛙泳训练设备的设计提供另一种思路。

技术实现要素：

本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种三坐标式蛙泳训练机，能够同时针对手部和腿部进行全面训练。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种三坐标式蛙泳训练机，包括手部训练单元、支撑架和腿部训练单元，

手部训练单元具有左右对称结构，其左右均包括手压板、手部串联铰接机构、手部滑块、手部横向导轨、手部上支撑杆、手部下支撑杆、手部支撑杆滑块和手部纵向导轨，手压板与手部串联铰接机构铰接且可实现三维方向的运动，手部串联铰接机构安装于手部滑块上，左右的手部滑块均滑动连接在手部横向导轨上，手部横向导轨安装于手部上支撑杆的导轨架里，手部下支撑杆固定于手部上支撑杆下方，手部支撑杆滑块固定于手部下支撑杆的底部并滑动连接于手部纵向导轨上，手部纵向导轨安装于底座上；

腿部训练单元具有左右对称结构，其左右均包括脚踏板、脚部串联铰接机构、脚部滑块、脚部横向导轨、脚部上支撑杆、脚部下支撑杆、脚部支撑杆滑块和脚部纵向导轨；脚踏板与脚部串联铰接机构铰接且可实现三维方向的运动，脚部串联铰接机构安装于脚部滑块上，左右的脚部滑块均滑动连接在脚部横向导轨上，脚部横向导轨安装于脚部上支撑杆的导轨架里，脚部下支撑杆固定于脚部上支撑杆的下方，脚部支撑杆滑块固定于脚部下支撑杆的底部并滑动连接于脚部纵向导轨上，脚部纵向导轨安装于底座上。

技术效果：本发明为陆地蛙泳训练提供训练设备，不论是手部还是腿部都能得到训练，而且手部和脚部的运动范围十分广泛，不会受到训练设备的限制，可以很大限度的模拟真实的训练场景。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，手部上支撑杆与手部下支撑杆套合，手部下支撑杆上设有等间距的螺纹孔并安装有用于固定连接两者的紧固螺钉。

前所述的一种三坐标式蛙泳训练机，手部训练单元还包括手部弹簧，手部弹簧的一端固定于手部上支撑杆的导轨架内侧面，其另一端与手部滑块固定。

前所述的一种三坐标式蛙泳训练机，手部串联铰接机构包括手部连杆一、手部连杆二和手部连杆三，手压板通过手部连杆一、手部连杆二和手部连杆三安装在手部滑块上。

前所述的一种三坐标式蛙泳训练机，脚部上支撑杆与脚部下支撑杆套合，脚部下支撑杆上设有等间距的螺纹孔并安装有固定连接两者的紧固螺钉。

前所述的一种三坐标式蛙泳训练机，腿部训练单元还包括脚部弹簧，脚部弹簧的一端固定于脚部上支撑杆的导轨架内侧面，其另一端与脚部滑块固定。

前所述的一种三坐标式蛙泳训练机，脚部串联铰接机构包括脚部连杆一、脚部连杆二和脚部连杆三，脚压板通过脚部连杆一、脚部连杆二和脚部连杆三安装在脚部滑块上。

前所述的一种三坐标式蛙泳训练机，手部纵向导轨的长度为训练者训练时手部可以触及的长度。

本发明的有益效果是：

（1）本发明中手部串联铰接机构和脚部串联机构用来提高手部和腿部在运动过程中所需的上下俯仰自由度和左右翻转自由度；

（2）本发明中手部滑块、手部横向导轨、脚部滑块、脚部横向导轨用来实现手部和脚部的横向运动，手部支撑架滑块、脚部支撑架滑块、手部纵向导轨、脚部纵向导轨用来实现手部和脚部的纵向移动，手部和脚部的横向移动和纵向移动就可以实现手部和脚部在平面内游泳的轨迹；

（3）本发明中训练者在训练时身体整体基本处于同一平面内，因此可以大幅减少训练者游泳姿势的错误率，纠正错误的泳姿，获得更加标准的泳姿；

（4）本发明中手部上支撑杆、手部下支撑杆、脚部上支撑杆、脚部下支撑杆主要用来调节手压板、脚踏板的高度；

（5）本发明中手部弹簧和脚部弹簧用来给手部和脚部的横向运动提供阻尼，更加真实的模拟实际蛙泳中的环境；

（6）本发明对训练者前方的运动范围有限制作用，由于手部纵向导轨的长度设置为训练者训练时手部可以触及的长度，因此其身体的上半身不会脱离支撑架太多，因而提高了其安全性。

附图说明

图1为本实施例的整体示意图；

图2为本实施例的手部训练单元和腿部训练单元示意图；

其中：1、手部训练单元；101、手压板；102、手部连杆一；103、手部连杆二；104、手部连杆三；105、手部滑块；106、手部横向导轨；107、手部上支撑杆；108、手部下支撑杆；109、手部支撑杆滑块；110、手部纵向导轨；111、手部弹簧；2、支撑架；3、腿部训练单元；301、脚踏板；302、脚部连杆一；303、脚部连杆二；304、脚部连杆三；305、脚部滑块；306、脚部横向导轨；307、脚部上支撑杆；308、脚部下支撑杆；309、脚部支撑杆滑块；310、脚部纵向导轨；311、脚部弹簧；4、底座。

具体实施方式

本实施例提供的一种三坐标式蛙泳训练机，结构如图1-2所示。

该训练机包括手部训练单元1、支撑架2和腿部训练单元3。

手部训练单元1具有左右对称结构，其左右均包括手压板101、手部串联铰接机构、手部滑块105、手部横向导轨106、手部上支撑杆107、手部下支撑杆108、手部支撑杆滑块109、手部弹簧111和手部纵向导轨110。手压板101与手部串联铰接机构铰接且可实现三维方向的运动，手部串联铰接机构包括手部连杆一102、手部连杆二103和手部连杆三104，手压板101通过手部连杆一102、手部连杆二103和手部连杆三104安装在手部滑块105上。左右的手部滑块105均滑动连接在手部横向导轨106上，手部横向导轨106安装于手部上支撑杆107的导轨架里，手部弹簧111的一端固定于手部上支撑杆107的导轨架内侧面，其另一端与手部滑块105固定。手部上支撑杆107与手部下支撑杆108套合，手部下支撑杆108上设有等间距的螺纹孔并安装有用于固定连接两者的紧固螺钉。手部支撑杆滑块109固定于手部下支撑杆108的底部并滑动连接于手部纵向导轨110上，手部纵向导轨110安装于底座4上，手部纵向导轨110的长度为训练者训练时手部可以触及的长度，大约为一只手臂的臂长。

训练者的手部固定在手压板101上；手部连杆一102、手部连杆二103和手部连杆三104的手部串联铰接机构用来提供手部在运动过程中所需的上下俯仰自由度和左右翻转自由度；手部滑块105和手部横向导轨106用来实现手部的横向运动，手部支撑架2滑块和手部纵向导轨110用来实现手部的纵向移动，手部的横向移动和纵向移动就可以实现手部在平面内游泳的轨迹；手部上支撑杆107和手部下支撑杆108主要用来调节手压板101高度；手部弹簧111用来给手部的横向运动提供阻尼。

腿部训练单元3具有左右对称结构，其左右均包括脚踏板301、脚部串联铰接机构、脚部滑块305、脚部横向导轨306、脚部上支撑杆307、脚部下支撑杆308、脚部支撑杆滑块309、脚部弹簧311和脚部纵向导轨310。脚踏板301与脚部串联铰接机构铰接且可实现三维方向的运动，脚部串联铰接机构包括脚部连杆一302、脚部连杆二303和脚部连杆三304，脚压板通过脚部连杆一302、脚部连杆二303和脚部连杆三304安装在脚部滑块305上。左右的脚部滑块305均滑动连接在脚部横向导轨306上，脚部横向导轨306安装于脚部上支撑杆307的导轨架里，脚部弹簧311的一端固定于脚部上支撑杆307的导轨架内侧面，其另一端与脚部滑块305固定。脚部上支撑杆307与脚部下支撑杆308套合，脚部下支撑杆308上设有等间距的螺纹孔并安装有固定连接两者的紧固螺钉。脚部支撑杆滑块309固定于脚部下支撑杆308的底部并滑动连接于脚部纵向导轨310上，脚部纵向导轨310安装于底座4上。

训练者的脚部固定在脚踏板301上；脚部连杆一302、脚部连杆二303和脚部连杆三304的脚部串联铰接机构用来提供脚部在运动过程中所需的上下俯仰自由度和左右翻转自由度；脚部滑块305和脚部横向导轨306用来实现脚部的横向运动，脚部支撑架2滑块和脚部纵向导轨310用来实现脚部的纵向移动，脚部的横向移动和纵向移动就可以实现脚部在平面内游泳的轨迹；脚部上支撑杆307和脚部下支撑杆308主要用来调节脚踏板301高度；脚部弹簧311用来给脚部的横向运动提供阻尼。

手部训练单元1的工作原理如下：训练者的手部运动通过手部连杆一102、手部连杆二103和手部连杆三104的手部串联铰接机构带动手部滑块105运动，手部滑块105横向沿着手部横向导轨106运动，手部弹簧111阻尼作用于手部的横向运动；手部滑块105纵向运动通过手部上支撑杆107带动手部下支撑杆108运动，手部下支撑杆108带动手部支撑杆滑块109沿着手部纵向导轨110运动。

脚部训练单元的工作原理如下：训练者的脚部运动通过脚部连杆一302、脚部连杆二303和脚部连杆三304的脚部串联铰接机构带动脚部滑块305运动，脚部滑块305横向沿着脚部横向导轨306运动，脚部弹簧311阻尼作用于脚部的横向运动；脚部滑块305纵向运动通过脚部上支撑杆307带动脚部下支撑杆308运动，脚部下支撑杆308带动脚部支撑杆滑块309沿着脚部纵向导轨310运动。

下面结合蛙泳运动的具体实例介绍本发明的工作原理：

上机准备阶段：首先训练者俯卧在支撑架2顶部，手放在手压板101上并通过绑带固定，脚踏在脚踏板301上并通过绑带固定；通过调节手部上支撑杆107和脚部上支撑杆307的高度使得手和脚能在同一高度伸直，并用紧固螺钉分别将手部上支撑杆107与手部下支撑杆108固定，同时将脚部上支撑杆307与脚部下支撑杆308固定。

躯体伸直阶段：手带动手压板101沿着手部纵向导轨110向前运动，通过手部串联铰接机构使得手部上支撑杆107和手部下支撑杆108带动手部支撑杆滑块109纵向向前运动；同时，脚带动脚踏板301沿着脚部横向导轨306向两边打开，带动脚踏板301沿着脚部纵向导轨310向后运动，通过脚部串联铰接机构使得脚部上支撑杆307和脚部下支撑杆308带动脚部支撑杆滑块309纵向向后运动。

躯体收缩阶段：手带动手压板101沿着手部横向导轨106向两边打开，然后再沿着手部横向导轨106向中间合拢，同时带动手压板101沿着手部纵向导轨110向后运动，通过手部串联铰接机构，手部上支撑杆107和手部下支撑杆108带动手部支撑杆滑块109纵向向后运动；同时，脚带动脚踏板301沿着脚部横向导轨306向中间合拢，并带动脚踏板301沿着脚部纵向导轨310向前运动，通过脚部串联铰接机构，脚部上支撑杆307和脚部下支撑杆308带动脚部支撑杆滑块309纵向向前运动。

本发明有利于帮助训练者在陆地蛙泳训练时进行手部和腿部多方面的训练，模拟真实性强，效果显著，安全性高。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。