一种固态游泳机的制作方法

本发明涉及一种健身锻炼用品，特别是涉及一种固态游泳机。

背景技术：

由于人类文明的进步，现代人的生命质量也越来越高，人的平均寿命也越来越长，现代人更注重身体的保养和健身锻炼，游泳是健身锻炼中最有效的项目。游泳可以增强人的心肌功能，增加血管弹性，长期坚持游泳可以锻炼出一颗强有力的心脏，游泳可以加强肺部功能，使人呼吸肌发达，胸围增大，肺活量增加，游泳能预防和治疗关节方面的疾病，游泳运动由于减少了运动时地面对骨骼的冲击性，降低骨骼的老损速率，使骨关节不易变形。现在有许多中老年人喜欢通过跑步或快走来锻炼身体，但长期超负荷跑步或快走锻炼对人的腿关节、髋关节会导致过度性磨损，且这种损伤是不可逆的，还有可能造成腰间盘突出等方面的疾病，由于游泳时人体的各部分包括颈椎、腰椎和腿部关节在垂直方向是不受压力的，这对中老年人的颈椎、腰椎和腿部关节的保护和锻炼非常有利，因此游泳是最有效的健康锻炼方法。

在现有的技术中，已经公布的有关游泳机的文献主要是液态游泳机，是在一个水池或大的水盆中增加一套自动流水循环装置，池中的水按人体游泳前进方向逆向流动，这样人在一个相对较小的池中就可以实现长距离的游泳了，但是这种游泳机的制造成本和技术难度大，使用成本也大，并且需要在特定的环境中才能安装使用，在水中的通电设备还具有一定的安全风险；传统的游泳方法具有一些不可克服的缺点：公共游泳池中的水质可能不干净，游泳可能会感染疾病，到水中游泳可能会产生抽筋溺水，具有一定的安全风险，长时间在水中游泳可能会因水中细菌较多导致中耳炎，身体长时间浸泡在水中可能造成关节炎等问题，另外水中游泳受气候的影响较大，一般在冬天时不宜在室外游泳，而冬天要在室内游泳的成本较大，不利于普及推广。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有液态游泳机和常规水中游泳的缺点，提供一种全天候，不受环境和温度影响的，适合各种人群，特别是适合中老年人养生锻炼的游泳机，尤其是提供一种需要进行颈椎、腰椎和腿关节锻炼的人群使用的，同时可以作为专业游泳人员辅助训练的游泳设备。

本发明是通过以下方式实施的：

所述的固态游泳机采用模拟浮水原理，使人体在不接触水的情况下，实现人体的漂浮，同时人体的两个手臂和两只腿脚具有和在水中游泳时同样的划水、拍打、踢水、蹬水功能，人体在游泳机上时同样具有漂浮感，如果人体四肢停止相应的游泳活动，人体将会下沉，只有在人体四肢及躯体在不停地做拍、打、划水等游泳动作时，人体才能保持一定的水面高度，该游泳机可以进行蛙泳、蝶泳和各种自由泳，由于人体被托在承托系统的托板上，而承托系统是模拟浮水漂浮的，具有根据人体重量自动调节的可变的浮力，模拟浮力略低于人体的重量，需要人体不停地做游泳动作来进一步支撑人体的重量，以保持人体在水中的平衡。在自由泳时，承托系统具有类似人体在水中游泳时一样的左右前后摆动效果，在进行蛙泳或蝶泳时，会产生人在水中一样的大幅冲击的效果。

所述的固态游泳机由机箱、机体、左划手器、右划手器、左拍打器、右拍打器、承托系统以及总控系统组成，所述左划手器、右划手器、左拍打器和右拍打器均为通用浮水器结构，这种通用浮水器分别作为拍打器及划手器使用时，只是尺寸上的区别，而部件的结构和工作原理是相同的。

所述左、右划手器位于固态游泳机的前端左、右侧，所述左、右拍打器位于固态游泳机的后端左、右侧，所述承托系统位于左、右划手器中间位置，所述总控系统位于承托系统的前方，左右划手器、左右拍打器、承托系统、总控系统均设置在机箱内，机箱位于机体上。

所述通用浮水器由浮体总成、前卷绕器、后卷绕器和框架构成，通用浮水器设有1-12个浮体总成，浮体总成位于前、后卷绕器之间，相邻浮体总成之间用布或者用软带连接。所述后卷绕器与前卷绕器的结构相同。

所述浮体总成由触压机构、垂直导轨机构、水平导轨机构和划水阻力模拟机构组成；或者浮体总成由触压机构、水平导轨机构和划水阻力模拟机构组成。

在水平导轨机构的水平滑块上设有速度传感器，速度传感器与总控系统连接，用于检测浮体总成的水平移动速度，当浮体总成向后移动时在失去人的手脚对其的推力后，水平滑块向后的移动速度将很快减小，当向后速度减小到接近零时，将启动水平滑块复位机构(电动)，从而使水平滑块自动复位。

所述触压机构设有两种方案：方案一是采用横向移动接触副结构，所述横向移动接触副由横架、两个立条、四只导轮、导轮销轴、和回转带构成，串有触块的回转带套在四个导轮上，四个导轮与回转带构成一组横向移动接触副，每个触压机构由1-6组横向移动接触副构成；方案二是采用弹性带结构，由横架、两个立杆、滑套、立杆弹簧、串有触块的弹性带组成，弹性带的两端分别与两个立杆连接，两个立杆和串有触块的弹性带构成一组弹性接触副，每个触压机构由1-6组弹性接触副构成。

所述垂直导轨机构由垂直导轨和垂直滑块构成，该机构为市场现有产品。垂直导轨下端固定在水平导轨机构的滑块上，触压机构与垂直滑块固定联结，垂直导轨机构中垂直滑块的复位机构由拉簧和滑轮构成。

所述水平导轨机构由水平导轨及水平滑块构成，该机构为市场现有产品。水平导轨机构位于框架内，水平导轨的两端分别固定在框架的前后侧面上。

所述水平导轨机构设有水平滑块复位机构。

所述划水阻力模拟机构设有四种方案，可分成两类：

一类是使用水箱及划桨机构，在水箱中放入水，水中加有防冻剂或者直接使用防冻液。另一类是使用液压阻尼器结构。四种方案分别为：

一是采用x型推压机构，该方案由划桨、传力机构和水箱组成：所述划桨由划杆和桨体组成，划杆与水平面垂直进入水箱，在划杆的下端部设有桨体，桨体为在正视和俯视投影均为二维平面的、桨体外表为连续的实体或空心结构，水箱内装有防冻液，所述传力机构一是将触压机构受到的各种手或腿部运动力量传递给水中的桨体，并对水体产生相应的作用力，同时传力机构还具有在垂直方向的减速或减幅的功能，以减小桨体在水中在垂直方向的运动幅度，从而减小水箱或机箱的总体高度。所述传力机构由x型铰接副和两个下连杆组成，传力机构位于触压机构横架与水平滑块之间，传力机构中部设有1-4组x型铰接副，每组x型铰接副结构相同。

二是采用齿轮齿条划水推压机构，该方案的划水阻力模拟机构由划桨、齿轮齿条传力机构和水箱组成，齿轮齿条传力机构由上、下导轮、中间轮、齿形带、齿轮和齿条等部件构成，齿轮与中间轮为同轴，齿条在上、下滑套内可以滑动，齿形带套在上、下导轮和中间轮上，导轮支架固定在水平滑块上。

三是采用单向旋转阻尼器机构，该方案划水阻力模拟机构用旋转阻尼器模拟水的阻力，可以进一步降低整体产品的尺寸，简化产品结构，不需要使用水箱、水或防冻液。该结构由划桨、旋转阻尼传力机构和框架组成，在垂直方向和水平方向各设有一个旋转阻尼器。

四是采用单向直线阻尼器机构，该方案划水阻力模拟机构是在垂直方向和水平方向各使用一只直线阻尼器，直线阻尼器结构简单，但直线阻尼器的长度较长，导致游泳机的机箱高度和长度均较大。

所述承托系统用于承托人体躯体，由托板总成、称重模块、承托机构、平衡机构和锁紧机构组成，托板总成的上方支撑人体、托板总成的下方是称重模块、称重模块的下方是承托机构，承托机构安装在机箱内。

所述称重模块为市场上已有产品，位于托板总成与承托机构之间，用于检测使用者人体的重量，并将检测的数据传递给总控系统。

所述承托机构设有两种方案：

方案一是使用浮水箱结构：由下托板、后托杆、中托杆、前托杆、后浮箱、中浮箱、前浮箱和承托水箱构成，承托水箱中具有防冻液，在承托水箱的前、中、后各有一套浮水箱，其中中间一套浮水箱是可以调节其体积大小的，以适用不同体重人体的浮力或承托力要求，前、后承托箱的体积是固定的，利用这三个承托箱在防冻液或水中产生的浮力承托人体躯体的重量。

方案二是使用气液弹性杆结构，气液弹性杆结构由前、中、后液压缸和气液室构成，气液室为现有技术。在托板总成的下端前、中、后位置各设有一只液压缸，三只液压缸同时支撑托板总成。

所述平衡机构是对承托机构的一种辅助平衡作用，由于承托机构的三只承托箱或者三只承托液压缸均分布在托板总成的纵向中心线上，在支撑人体时易导致人体朝左侧或右侧翻转倾斜，所述平衡机构可以确保托板总成在左右方向受力基本平衡，以防人体朝左、右侧方向翻转倾斜。该机构设有两套方案：

方案一是使用弹簧套筒机构：使用2-6套弹簧套筒总成，在承托水箱两侧，各设有1-3组弹簧套筒总成；方案二是使用气体弹簧代替上述方案一中的弹簧套筒总成。

所述锁紧机构就像人登上小船在开始登船时需要有人将船体稳住一样，防止船体摇晃，锁紧机构的作用就是为游泳者在进入游泳机的开始阶段或者进入游泳机之前，锁住承托机构，防止承托机构摆动和摇晃。

锁紧机构设有承托式和摩擦式结构两种方案：

承托式结构由左、右承托机构组成，左、右承托机构结构相同，左右承托机构均由液压缸和x形铰接副组成，所述x形铰接副由2根相互交叉、长度相等、在各杆的中部相铰接的两铰接杆组成，通过液压缸或气缸控制x形铰接副的开叉高度，从左右两个侧面同时托起承托系统的托板，以确保游泳者在登机时承托系统的稳定性。

摩擦制动机构是在承托系统的左右各设置一套摩擦制动机构，各套摩擦制动机构的结构相同。摩擦制动机构由制动片和制动器两大部分组成，通过制动器中的摩擦片夹住制动片，达到锁紧承托系统的目的，所述制动器为市场现有产品。

所述托板总成由上托板、下托板、左滑块、右滑块、托带、杠杆机构和操控机构组成，通过控制手柄使左、右滑块上的夹板夹住人的躯体，以保证人在游泳机上游泳时人体的相对固定和安全。

为了实现对人体的整体浮水效果，对不同的泳姿需要由机箱整体的前后运动来配合承托系统所产生的前后左右相应的摆动，因此以左右划手器、左右拍打器为单元，在各自的浮体总成上，均设有加速度传感器，在承托系统上也设有加速度传感器，各加速度传感器与总控系统连接，通过控制机箱和机体之间的液压缸以推动机箱的前后运动，从而实现游泳效果的模拟和体现。所述总控系统使用市场现有的plc控制器，速度、加速度传感器以及称重模块数据线分别连接plc控制器，plc控制器控制相应的电磁阀、继电器完成对机体液压缸、水平滑块复位电磁铁、中浮箱、气液室以及托板总成夹板动力机构的控制。

该发明的优点是：克服了普通水中游泳的缺点，在机器上游泳，人的身体无需浸泡在水中，完全避免了水中细菌或病毒的感染和传播，完全避免了水中游泳的溺水安全隐患，尤其对一些不宜入水游泳的人群，例如处于特殊时期的妇女、患有眼部或和肺部疾病的人、患有心脏病、高血压以及下水容易突然晕倒的人等等，这些人可以随时到游泳机上游泳。另外，在水中游泳时，受环境的影响气温较低时需要到人工加温的泳池中才能游泳，这不利于运动的大众化普及，而在机器上游泳具有在水中游泳同样的锻炼效果，这对一般大众特别是中老年人来说是一项很好的运动项目，同时对于专业游泳人员来说，用该机器进行游泳训练，特别是作为力量训练，用机器训练会比到水中训练更方便并便于数据统计。

附图说明

图1：该发明俯视图。

图2：图1中a-a剖视图。

图3：通用浮水器主视图。

图4：通用浮水器俯视图。

图5：前卷绕器支杆固定方案二示意图。

图6：浮体总成(方案一)示意图。

图7：浮体总成(方案二)示意图。

图8：浮体总成左视图(图3中b向视图)。

图9：触压机构主视图(图3中c局部放大图)。

图10：触压机构(方案二)左视图。

图11：浮体总成主视图。

图12：水平滑块复位机构(方案一)示意图。

图13：图12中d放大图。

图14：齿轮齿条划水推压机构(划水阻力模拟机构方案二)示意图。

图15：单向旋转阻尼器机构左视图(划水阻力模拟机构方案三)。

图16：单向直线阻尼器机构左视图(划水阻力模拟机构方案四)。

图17：单向直线阻尼器机构主视图。

图18：承托机构主视图(方案一)。

图19：承托机构左视图。

图20：图18中e放大图。

图21：图20中f-f剖视图。

图22：承托机构主视图(方案二)。

图23：图18中q-q剖视图(平衡机构方案一俯视图)。

图24：平衡机构(方案一)主视图(图23中g-g剖视图)。

图25：锁紧机构主视图(方案一)。

图26：锁紧机构左视图。

图27：锁紧机构主视图(方案二)。

图28：承托系统俯视图。

图29：托板总成俯视图(图28中p-p剖视图)。

图30：图28中g-g剖视图。

图31：操控机构主视图。

图32：图31中k放大图。

图33：操控机构(方案二)主视图。

图34：卷绕器示意图。

图35：机体主视图。

图36：桨体方案二主视图。

图37：桨体方案二俯视图。

图38：动力及总控系统示意图。

具体实施方式

在图1和图2中，所述固态游泳机采用模拟浮水原理，设有机箱1、机体9，按照人的左右手臂、左右腿脚及人的躯体位置，设有左划手器3、右划手器6、左拍打器2、右拍打器8和承托躯体的承托系统7，并设有总控系统5，总控系统采用plc控制器。所述左划手器、右划手器、左拍打器和右拍打器均为通用浮水器结构，设计成通用浮水器结构便于产品的生产。

所述左划手器3位于固态游泳机的前端左侧，所述右划手器6以中心线4为中心与左划手器对称设置，所述左拍打器2位于固态游泳机的后端左侧，所述右拍打器8以中心线4为中心与左拍打器对称设置，所述承托系统7位于左、右划手器中间位置，所述总控系统5位于承托系统7的前方，由于plc控制器为控制显示一体机，设计在前方便于使用者操作和观察。左右划手器、左右拍打器、承托系统、总控系统设置在机箱1内，机箱1位于机体9上。

图3是通用浮水器主视图，由图3、图4和图5可知，所述通用浮水器由浮体总成11、前卷绕器12、后卷绕器10和框架13构成，通用浮水器设有1-12个浮体总成11，浮体总成11位于前、后卷绕器之间，相邻浮体总成之间用布11a或者用软带连接，所述后卷绕器10与前卷绕器12的结构相同，前卷绕器12安装在通用浮水器的前端，前卷绕器中的涨布118与通用浮水器中最前端一个浮体总成11连接，前卷绕器支杆122的固定方式设有两种方案：方案一是前卷绕器支杆122的下端直接固定在框架13的前端上侧面上，方案二是前卷绕器支杆122的下端与框架13前端上侧面上的支座13b铰接，支杆122的中部与框架13之间设有拉簧122a。在使用该游泳机开始时，人首先需要躺到承托系统7的承托板上，而人从游泳机外到机内是从机箱侧面的划手器和拍打器之间的空隙中进去，然后从承托系统7的后端躺倒承托板上，上述卷绕器支杆固定方案二的优点是通用浮水器在作为拍打器使用时，具有铰接功能的卷绕器支杆122可以在人要登机时，推动支杆以提供人的脚踏和行走的位置，以便于登机；所述后卷绕器10安装在通用浮水器的后端，后卷绕器中的涨布与通用浮水器中最后端一个浮体总成连接，后卷绕器10支杆的下端固定在框架13的后端上侧面上；

由图6(浮体总成方案一)可知，所述浮体总成11由触压机构19、垂直导轨机构18、水平导轨机构16和划水阻力模拟机构20组成。

由图7(浮体总成方案二)可知，该方案是在方案一中取消了垂直导轨机构18，而其余部分均相同，取消垂直导轨机构18，是因为划水阻力模拟机构20中的x型推压机构本身具有垂直导向功能。

图6、图7中的速度传感器17g设置在水平滑块17上，与总控系统5连接，速度传感器用于检测浮体总成11的移动速度，当浮体总成向后移动时在失去人的手脚对其的推力后，水平滑块向后的移动速度将很快减小，当向后速度接近零时，将启动电动复位机构15，从而使水平滑块自动复位。

图8是图3中b向视图，也是浮体总成左视图，图9是图3中局部c放大图，也是触压机构19的主视图。图8中触压机构19是采用横向移动接触副结构(触压机构方案一)，所述横向移动接触副由横架29、立条i29d、立条ii29f、导轮i25、导轮ii25b、导轮iii25c、导轮iv25d、导轮销轴26、触块27和回转带28构成，在横架29的左端设有立条i29d、在横架的右端设有立条ii29f，立条i和立条ii的下端固定在横架29上，立条i的上端部设有导轮i25、下端部设有导轮iv25d、立条ii的上端部设有导轮ii25b，下端部设有导轮iii25c，串有触块27的回转带28套在导轮i、导轮ii、导轮iii和导轮iv上，导轮i、导轮ii、导轮iii和导轮iv与回转带28构成一组横向移动接触副37(见图9)，每个触压机构19由1-6组横向移动接触副37构成。

图10是触压机构(方案二)左视图。该方案采用弹性带结构，由横架29、立杆i39、立杆ii39b、滑套41、立杆弹簧40、串有触块27的弹性带28b和连接块29g组成，立杆ii39b的下端固定在横架29的左端，立杆ii的上端通过连接块29g与滑块29c的上端固定联结，横架29的左端与滑块29c固定联结，在横架29的右端固定有滑套41，立杆i39插在滑套内，立杆弹簧40套在立杆上，在立杆ii39b的上端连接弹性带28b的一端，在立杆i39的上端连接弹性带的另一端，立杆ii39b、立杆i39和串有触块的弹性带28b构成一组弹性接触副，每个触压机构19由1-6组弹性接触副构成；

从图8、图11可知，所述垂直导轨机构18，由垂直导轨21、垂直导轨ii21b和垂直滑块29c构成，导轨机构是市场现有产品，其中导轨机构中导轨分单导轨和双导轨结构，其功能效果一样，本发明图例中使用的导轨机构均为双导轨结构。垂直导轨的下端固定在水平导轨机构16中的滑块17上，垂直导轨与水平面垂直，触压机构中横架29的左端与垂直滑块29c固定联结，触压机构上端与垂直滑块29c之间通过连接块29g固定联结，垂直导轨的上端设有连接板21c，连接板与垂直导轨上顶部固定联结，垂直导轨机构中垂直滑块29c的复位机构由拉簧24b和滑轮24构成，在连接板21c上安装有滑轮24，拉簧24b的一端固定在滑块29c上，拉簧通过滑轮24改向后，另一端与水平滑块17连接；

由图8、图11可知，所述水平导轨机构16由水平导轨i17a、水平导轨ii17b和水平滑块17构成，水平导轨机构位于框架13内，呈水平设置，水平导轨的两端分别固定在框架13的前后侧面上。水平导轨是通用浮水器中各浮体总成11的公共导轨(参见图3)，但各浮体总成11中均具有独立的水平滑块17。

图12、图13是水平滑块复位机构方案一，参见图8中图标15。该方案采用螺杆螺母机构：由电机56、传动螺杆57、电磁铁58和拨块59构成，电机56固定在框架13上，电机轴与传动螺杆57为同轴，电机轴的轴端与传动螺杆的一端固定联结，传动螺杆的另一端安装有轴承，轴承安装在框架13上的轴承座13b内，电磁铁58安装在水平滑块17上，拨块59上端部安装在电磁铁58的衔铁上，拨块下端部与传动螺杆的牙槽60配合。在水平导轨机构的水平滑块上设有速度传感器17g，速度传感器与总控系统连接，当浮体总成向后移动时在失去人的手脚对其的推力后，水平滑块向后的移动速度将很快减小，当向后速度减小到接近零时，总控系统的plc控制器将发送信号给电机56，启动水平滑块复位机构，从而使水平滑块自动复位。

水平滑块复位机构方案二是使用拉簧：拉簧的一端与浮体总成11固定，拉簧的另一端连接框架13的前端，使用拉簧的优点是结构简单，缺点是拉力随行程变化，导致划水模拟效果降低。

所述划水阻力模拟机构20设有四种方案：

图8中图标20的方框部分是方案一，该方案为x型推压机构，由划桨、传力机构和水箱14组成：所述划桨由划杆34和桨体35组成，划杆与水平面垂直，划杆的上端与传力机构的输出端33联结，划杆34穿过水平滑块17上的孔17e，通过水箱14盖板上的长条孔14b进入水箱14内，在划杆34的下端部设有桨体35，桨体35为在俯视和正视投影均为二维平面的、桨体外表为连续的实体或空心结构，水箱14内装有防冻液，水箱位于框架13内，水箱为长方形结构，水箱的长度方向与水平导轨机构16的导轨方向一致，水箱上盖板上的长条形孔14b的长度方向与水箱的长度方向一致，水箱14为通用浮水器中各浮体总成11的公共水箱。传力机构由x型铰接副、下连杆i22和下连杆ii22b组成(见图8)，传力机构位于横架29与水平滑块17之间，在最上端一组x型铰接副31中，长杆i30上端部设有滚轮i30c，滚轮i位于右滑座29g的滑槽内，长杆ii30b上端部设有滚轮ii30d，滚轮ii位于左滑座29h的滑槽内，左滑座固定在横架29的下侧左端，右滑座固定在横架29的下侧右端，传力机构下端设有下连杆i22和下连杆ii22b，中部设有1-4组x型铰接副，每组x型铰接副结构相同，第一组x型铰接副31由长杆i30和长杆ii30b组成，长杆i和长杆ii长度相等、相互交叉并在各杆的中部相铰接，长杆i30的下端与第二组x型铰接副31b的一个长杆铰接，长杆ii30b的下端与第二组x型铰接副31b的另一长杆铰接，最下端一组x型铰接副的一个长杆的下端与下连杆i22的上端铰接，最下端一组x型铰接副的另一个长杆的下端与下连杆ii22b的上端铰接，下连杆i22的下端与水平滑块17上的支座17c铰接，下连杆ii的下端与水平滑块17上的支座17d铰接，所述划杆34的上端与最下方一组的x型铰接副的中间铰接点33铰接。

图14是划水阻力模拟机构方案二，为齿轮齿条划水推压机构，由划桨、齿轮齿条传力机构和水箱14组成，齿轮齿条传力机构由上导轮53、下导轮46、中间轮48、齿形带51、齿轮49、齿条52、连接杆55、支架23和连接板54构成，齿轮49与中间轮48为同轴，齿条52在上滑套50及下滑套47内可以上下滑动，齿形带套在上导轮、下导轮和中间轮上，齿形带与横架29之间通过连接板54固定连接，齿条下端与连接杆55的一端固定，连接杆的另一端与划杆34上端固定联结，上导轮53、下导轮46和中间轮48各自的轴销均固定在支架23上，支架23固定在水平滑块17上，划桨的结构和布局与x型推压机构中的划桨结构和布局相同，水箱14的结构和布局与x型推压机构中水箱的结构和布局相同。

图15是划水阻力模拟机构方案三，为单向旋转阻尼器机构，由划桨、阻尼传力机构和框架13组成，在垂直方向旋转阻尼器i20c上设有齿轮i20a，齿轮i与齿条i20b相啮合，齿条i与垂直导轨21平行，齿条i的下端与水平滑块17固定联结，旋转阻尼器i20c固定在垂直滑块29c上或者固定在横架29上，在水平方向旋转阻尼器ii20f上设有齿轮ii20d，齿轮ii与齿条ii20e相啮合，齿条ii与水平导轨17a平行，齿条ii固定在框架13上，旋转阻尼器ii20f固定在水平滑块17上。用旋转阻尼器模拟水的阻力，可以进一步降低整体产品的尺寸，简化产品结构，不需要使用水箱、水或防冻液。

图16、图17是划水阻力模拟机构方案四，为单向直线阻尼器机构，在垂直方向使用与垂直导轨21平行设置的直线阻尼器i，直线阻尼器i的推杆20h头部设有关节轴承座20g，关节轴承座固定在横架29的下侧面上，阻尼筒i20k的底座固定在水平滑块17上，在水平方向使用与水平导轨17a平行设置的直线阻尼器ii，直线阻尼器ii的推杆20n头部设有关节轴承座20m，关节轴承座固定在水平滑块17上，阻尼筒ii20p的底座固定在框架13的侧板上。该方案的优点是结构简单，但由于单向直线阻尼器的长度较长，该方案的缺点是游泳机的机箱高度和长度较大。

由图18-21可知，所述承托系统7由托板总成63、称重模块82、承托机构、平衡机构和锁紧机构组成，托板总成63的上方支撑人体、托板总成的下方设有称重模块82，称重模块的下方是承托机构，承托机构的下方安装在机箱1的下底板内侧。

所述称重模块82为市场上已有产品，用于检测使用者人体的重量，并将检测的人体重量数据传递给总控系统的plc控制器，plc控制器根据人体重量控制电磁铁ii，从而控制中浮箱70的体积大小，以达到调节承托力的目的。

所述承托机构设有两种方案，图18、19、20、21是方案一，为浮水箱结构：该机构由下托板81、后托杆62、中托杆65、前托杆67、后浮箱61、中浮箱70、前浮箱69和承托水箱71构成，所述后托杆62与水平面垂直，后托杆的上端与下托板81之间用关节轴承联结，关节轴承安装在关节轴承座62a内，关节轴承座安装在下托板81上，后托杆62下端穿过承托水箱盖板上的导向套i71a进入水箱，在后托杆的下端固定有后浮箱61，后浮箱为内空的外周密封的，外形为柱体、锥体、球体或其他三维体结构，后浮箱或者由密度低于1g/cm³的轻质材料制成的实心的三维体结构。所述中托杆65与水平面垂直，中托杆为空心管，中托杆的上端为球头65b，球头65b与下托板81上的滑动座73组成滑动球座副e，滑动座73的内腔为长条形滑道73b，长条形滑道的横截面内腔为半圆形，球头65b能在长条形滑道73b内转动和滑动，以适应下托板81产生的前后左右各个方向的摆动和倾斜，在中托杆的上部、滑动球座副e的下端设有托板总成摆动限位板64，以控制下托板的最大倾斜角度，确保使用的安全性，中托杆的下端穿过承托水箱盖板上的导向套ii71b进入水箱，中托杆65的下端部与固定架68上端固定连接，固定架68的下端与中浮箱70的下端外侧面固定连接，固定架由竖条68a组成并设在中浮箱的外侧，用以在周向对中浮箱进行限制，中浮箱仅能在固定架内作上下伸缩，中浮箱70为内空的外周密封的柱体结构，中浮箱具有折叠形侧面70a，由总控系统控制的电磁阀ii通过上段皮管66、空心中托杆65和下段皮管66b与中浮箱相连。总控系统接收到称重模块82的人体重量数据后，由plc控制器控制进出气电磁阀ii，以调整中浮箱70的压力和体积，从而控制承托系统总的浮力。所述前托杆67与水平面垂直，前托杆的上端部与下托板81的联接方式，与中托杆65和下托板81的联接方式相同，前托杆67的下端部与后托杆62的下端部结构相同，前浮箱69与后浮箱61的结构相同。在承托水箱71的后端侧面上或者在机箱1的下底板上设有脚踏板71d，使用者在使用时从机箱侧面进入游泳机，然后脚踏在脚踏板上使躯体俯视或仰视躺向托板总成63上。承托水箱71内具有防冻液。

图22是承托机构方案二，该方案采用气液弹性杆结构，由前液压缸67c、中液压缸65c、后液压缸62c和气液室67d构成，气液室中液体通过液压管67f与各液压缸相连，气液室上端设有气管67e，气管67e与受总控系统控制的电磁阀iii相连，液压缸分布在中心线4b的前中后位置，各液压缸底座均安置在机箱1的下底面的内侧，液压缸轴心线与机箱下底面垂直，后液压缸62c的推杆端部与下托板81之间联结关系与后托杆62的上端与下托板81之间的联结关系相同，中液压缸65c的推杆端部与下托板81之间联结关系与中托杆65的上端与下托板81之间的联结关系相同，前液压缸67c的推杆端部与下托板81之间联结关系与前托杆67的上端与下托板81之间的联结关系相同。气液室67d为现有技术，是一个圆形的缸体，在缸体的下端设有液压油，缸体中间设有分隔活塞，缸体的上部为高压气室，高压气体由气泵提供。总控系统接收到称重模块82的人体重量数据后，由plc控制器控制电磁阀iii，以调整气液室67d中高压气室的压力，从而控制各液压缸的推力。

所述平衡机构设有两套方案。平衡机构的作用是对承托机构的一种辅助平衡作用，由于承托机构的三只承托箱或者三只承托液压缸均分布在托板总成的纵向中心线上，在支撑人体时易导致人体朝左侧或右侧翻转倾斜，所述平衡机构可以确保托板总成在左右方向受力基本平衡，以防人体朝左、右侧方向翻转倾斜。

图23、24为平衡机构方案一，该方案使用弹簧套筒机构：弹簧套筒机构使用2-6套弹簧套筒总成77，各套弹簧套筒总成结构相同，弹簧套筒总成设在下底板81与承托水箱71盖板之间，在承托水箱71中心线4b的一侧，设有1-3组弹簧套筒总成77，在中心线4b的另一侧以该中心线为中心，对称设置有数量和结构相同的弹簧套筒总成77，所述弹簧套筒总成由弹簧79、芯杆75、套筒80和关节轴承座75a构成，芯杆外套有弹簧79，弹簧外套有套筒80，芯杆的上端与套筒的下端各设有一个关节轴承座75a，关节轴承座内设有关节轴承，芯杆上端的关节轴承座固定在下底板81上，套筒下端的关节轴承座固定在承托水箱盖板上。

方案二是使用气体弹簧结构：该方案是将方案一的弹簧套筒总成77改换成气体弹簧，气体弹簧是一种标准件，气体弹簧的推杆端部与下底板81的联结方式，以及气体弹簧筒体下端与承托水箱盖板的联结方式与弹簧套筒总成77两端的联结方式相同。

所述锁紧机构设有两种方案。锁紧机构的作用是为游泳者在进入游泳机的开始阶段或者进入游泳机之前，锁住承托机构，防止承托机构摆动和摇晃。

图25、26为锁紧机构方案一，该方案为承托式结构，承托式结构由左、右承托机构组成，左、右承托机构结构相同并以中心线72为中心左右对称设置，左、右承托机构均由液压缸83或气缸、下导条88、上导条87、下导轮86a、上导轮84a和x形铰接副85组成，所述x形铰接副由2根相互交叉、长度相等、在各杆的中部相铰接的铰接杆i86和铰接杆ii84组成，铰接杆i的上端与托板总成下底板81上的支座铰接，铰接杆i的下端设有下导轮86a，下导轮在下导条88的导槽内，下导条88固定在承托水箱71的盖板上，铰接杆ii84的下端与承托水箱71盖板上的支座71a铰接，铰接杆ii的上端设有上导轮84a，上导轮在上导条87的导槽内，上导条87固定在下底板81上，液压缸83的缸筒底座与承托水箱71盖板上的支座71b铰接，液压缸推杆头部与铰接杆i86的下端及下导轮86a为同轴肖铰接。

图27为锁紧机构方案二，该方案为摩擦制动机构，由图可知，以中心线72为对称中心，左右各设置一套摩擦制动机构，各套摩擦制动机构的结构相同，摩擦制动机构由制动片81a、导条81g、制动器81b和支撑杆81e组成，在下底板81的下侧面上设有导条81g，导条上设有水平滑槽，与下底板81垂直的制动片81a的上端设有滑轮81f，滑轮在导条的滑槽内可以左右滑动，制动片81a穿过制动器81b的两片摩擦片81c之间的空隙，管路81d连接电磁阀v(见图38)，制动器的下端设有支撑杆81e，支撑杆的下端固定在机箱1的下底内侧面上。当左右摩擦制动机构同时制动时，左右制动片被制动，从而对下底板81进行制动。由于游泳机使用时下底板在不停地摆动和上下晃动，制动片可以在摩擦片之间的空隙中上下窜动。所述制动器81b为市场现有产品。

由图28、、29、30可知，所述托板总成63由上托板63a、下托板63b、左滑块90、右滑块89、托带92、杠杆机构和操控机构组成，在上托板和下托板之间具有空腔97，左滑块90位于中心线4b左侧，左滑块90从上托板和下托板之间的导向槽63c进入空腔97，左滑块90能在导向槽63c内左右滑动，左夹板位于左滑块的左侧，以中心线4b为中心右滑块89与左滑块对称设置、右夹板与左夹板对称设置，右滑块能在右侧导向槽内左右滑动，在空腔97内设有杠杆机构，杠杆机构由2根长度相同、各杆中部相互铰接的杠杆i100和杠杆ii98构成，在杠杆i的左端和杠杆ii的左端均设有导轮，导轮在左滑块的导槽102内，在杠杆i左侧端部和杠杆ii左侧端部之间，设有拉簧101，杠杆i和杠杆ii中部的铰接轴99的端部安装在上托板63a或下托板63b上，杠杆i右端的结构以中心线4b为中心与杠杆ii左端的结构对称设置，杠杆ii右端的结构以中心线4b为中心与杠杆i左端的结构对称设置，在上托板63a的前端设有两个挡块91，挡块的作用是挡住人体的肩膀，防止人体向前窜动。在上托板的前端左侧设有左支杆94，在上托板的前端右侧设有右支杆95，在左、右支杆上设有托带92，托带的作用是托住人的头部，作为人在游泳机上游泳疲劳时辅助使用。

由图31、32可知，在左、右支杆的下端各安装有一块固定板108，所述操控机构由拉杆103、摇杆i105、摇杆ii104、中轴93、连杆109、手柄107、压杆111、手球106和固定板108组成，拉杆103的后端与杠杆机构中杠杆i或杠杆ii的前端部铰接，拉杆103的前端与摇杆i105的上端铰接，摇杆i的下端与中轴93固定连接，中轴93的两端安装在固定板上，并能以自身轴线为中心自由转动，轴的两端安装有轴承或轴套。摇杆ii104的上端与中轴固定连接，摇杆ii的下端与连杆109后端铰接，连杆的前端与手柄107的中部铰接，手柄的下端与固定板108铰接，手柄的上部为空心管，空心管内设有压簧113，压簧上面的空心管中插有压杆111，压杆的下端设有插销112，插销固定在压杆上，在固定板108上设有与插销配合的插槽110，当按下压杆111时，插销从插槽110中滑到下面的弧形槽110a中，插销可以在弧形槽中左右滑动。压杆的上端部设有手球106。当使用者压下球头并拉动插销和手柄时，通过连杆、摇杆ii、摇杆i，拉动拉杆103，拉动托板总成63内杠杆机构，交叉的杠杆i100和杠杆ii98使左右夹板同时加紧，要松开夹板时按下操作压杆球头，按夹紧时相反的操作步骤进行。

图33为操控机构方案二，托板总成63的操控机构使用动力机构114，动力机构为液压缸或气缸或电动推杆，所述动力机构的底座115与固定板108铰接，动力机构的头部116与摇杆ii104的下端铰接，动力机构由总控系统5中plc控制器控制电磁阀iv，实现对托板总成夹板的自动夹紧和松开。

图34是卷绕器示意图，所述卷绕器由壳体121、卷筒117、卷簧120、芯轴119、涨布118和支杆122组成，卷绕器部件排列次序为：芯轴的外侧是卷簧，卷簧的外侧是卷筒，卷筒的外侧是涨布，最外侧是壳体，芯轴的端部与壳体固定，卷簧120一端固定在芯轴119上，另一端固定在卷筒117的内侧，涨布118一端与卷筒固定后，卷绕在卷筒上，另一端通过壳体上的开孔121b延伸出壳体内腔与浮体总成连接，支杆122的上端与壳体121固定连接。前卷绕器的作用是，在划水器中的浮体总成(11)被划向后方时，在划水器前端具有一个空腔，卷绕器的涨布用以遮盖这个空腔，起到美化效果，后卷绕器的作用与此相同。

图35是机体主视图，其特征是：机体9由轮子126、机架129、滑动导向机构、液压缸或电动推杆组成，所述轮子126安装在机架129下端，在机架129和机箱1之间设有滑动导向机构，机箱可以通过滑套和导轨相对于机架129作前后移动，滑动导向机构由滑套124、导轨125和支座127组成，滑套124安装在机箱1上，导轨为水平设置，导轨两端各有一个支座127安装在机架129上，在机架的前、后端各设有一套滑动导向机构，两套滑动导向机构的结构相同，在机架和机箱之间设有液压缸130或电动推杆，液压缸或电动推杆的机体端与机架铰接，液压缸或电动推杆的推杆头部与机箱1下底面铰接。机箱1相对于机架129作相对运动的设计目的，是为了实现对人体的整体浮水效果，对不同的泳姿需要由机箱整体的前后运动来配合承托系统所产生的前后左右相应的摆动，

所述机体9或者采用简易方案，由轮子126、机架129和机箱1组成，取消了滑动导向机构和液压缸或电动推杆，机箱1直接固定在机架129上方。所述机箱1为具有底面和侧面的上侧敞开的长方体，机箱的侧面板与底面板之间为固定连接或者为铰接。

图36、37为桨体方案二，该方案桨体由两组折叶和一个桨体座35d构成，每组折叶有两片，桨体座固定在划杆34的下端，在垂直运动方向设有折叶i35a和折叶ii35f，折叶i与桨体座35d及折叶ii与桨体座均为铰接，折叶i上设有限位块i35b，折叶ii上设有限位块ii35e，在水平运动方向设有折叶iii35c和折叶iv35g，折叶iii与桨体座35d及折叶iv与桨体座均为铰接。以垂直方向的折叶i35a和折叶ii35f为例，说明折叶工作原理如下：当划杆34向下运动时，折叶i35a和折叶ii35f在水平状态时由于有限位块i35b和限位块ii35e的限制，折叶不能再向上翻转，当划杆34向上运动时，折叶i35a和折叶ii35f因受水的阻力作用分别绕各自的铰接轴向下按k1和k2方向转动至图中虚线位置，此时划杆34向上运动的阻力达到最小。

图38为动力及总控系统示意图，总控系统为plc控制器，各速度、加速度传感器以及称重模块82数据线分别连接plc控制器，plc控制器控制的电磁阀i控制液压缸130，实现蛙泳或蝶泳时机箱的前后运动，继电器i控制水平滑块的自动复位电磁铁58，电磁阀ii控制中浮箱70的体积大小，电磁阀iii控制气液室67d的压力，电磁阀iv控制托板总成的人体夹紧动力机构114，电磁阀v控制制动器81b，中浮箱70、气液室67d由气泵供气，机体液压缸130、托板总成夹板动力机构114、制动器81b由液压泵供油。

为了实现对人体的整体浮水效果，对不同的泳姿需要由机箱整体的前后运动来配合承托系统所产生的前后左右相应的摆动，因此以左划手器3、右划手器6、左拍打器2和右拍打器8为单元，在各自的浮体总成上均设有加速度传感器，在承托系统7上设有加速度传感器，各加速度传感器与总控系统的plc控制器连接，通过控制机箱和机体之间的液压缸以推动机箱的前后运动，从而实现游泳效果的模拟和体现。所述总控系统使用市场现有的plc控制器。