六自由度磁力驱动振动式肌肉训练平台的制作方法

文档序号:9224981
六自由度磁力驱动振动式肌肉训练平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及的是一种体育装备,主要针对振动训练时,对肌肉的全面振动刺激的一种装置,即六自由度磁力驱动振动式肌肉训练平台。
【背景技术】
[0002]现有的振动训练设备能提供的振动频率和波形较为有限,一般只能控制谐波振动。在现在人们日益重视身体训练的时代,怎样高效的训练已经成为人们关注的热点,振动训练已经比较流行,但是相应的器材却还比较陈旧,达不到理想的效果。

【发明内容】

[0003]发明目的:本发明提供一种六自由度磁力驱动振动式肌肉训练平台,其目的是解决以往的设备所存在的振动训练中肌肉训练不充分的问题。
[0004]技术方案:本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种六自由度磁力驱动振动式肌肉训练平台,其特征在于:该平台包括由自上而下的第一层板、第二层板、第三层板、第四层板和第五层板构成的四层机构;
第一层机构包括第一层板和第二层板,在第二层板上设置有E型硅钢片和设置在E型硅钢片内的电磁铁线圈,电磁铁线圈与设置在永磁体连接法兰底部的永磁体对应,永磁体连接法兰与设置在第一层板底部的万向联轴器活动连接;
第二层机构包括第三层板、设置在第三层板上的直线导轨滑轨和与直线导轨滑轨配合并能在直线导轨滑轨上滑动的直线导轨滑块,直线导轨滑块设置在第二层板底部;
第三层机构包括第四层板、设置在第四层板上的水平驱动电磁铁线圈及与水平驱动电磁铁线圈对应的水平方向永磁体法兰;水平方向永磁体法兰设置在水平方向永磁体法兰侧面,水平方向永磁体法兰设置在第三层板的底部;水平方向永磁体法兰活动的设置在水平方向导轨上并能在水平方向导轨上滑动,水平方向导轨的方向与直线导轨滑轨的方向垂直;第四层板为能以中心为圆心做相对于第五层板水平旋转的结构;
第四层机构包括第五层板、动子和定子,动子设置在第四层板底部,定子设置在第五层板上。
[0005]在第二层板上设置有直线轴承,万向联轴器为能在直线轴承的限位作用下做上下移动的结构。
[0006]在第三层板和第二层板之间设置有安装传感器基座和限制直线导轨滑块的滑动距离的限位装置。
[0007]在第三层板和第四层板之间设置有限制第三层板沿水平方向导轨移动距离的限位装置,该限位装置包括设置在第四层板上的水平空心限位腔和设置在第三层板底部的实心水平限位块,实心水平限位块伸进水平空心限位腔的开口内实现限位。
[0008]第四层板与第五层板之间设置有交叉轴承。
[0009]该训练平台还包括旋转编码器,该旋转编码器的轴端设置在第四层板的中间,大端设置在第五层板中间。
[0010]E型硅钢片、电磁铁线圈、永磁体连接法兰、永磁体及万向联轴器所组成的机构为三套,呈三点均匀分部的形式设置在第一层板和第二层板之间。
[0011]优点及效果:本发明提供一种六自由度磁力驱动振动式肌肉训练平台,本发明所涉及的6自由度磁力驱动振动式肌肉训练平台是完全模拟全身肌肉振动的方案进行设计的,全身肌肉的振动不仅只在一个方向,还应在多个方向都能振动,从而使肌肉训练更加充分有效,鉴于目前存在的振动训练器材大多只能一个方向振动,并且振动的波形单一(只能谐波振动)等问题,基于机械结构和磁悬浮技术,提供一种切实可行的方案来解决振动训练中,振动波形的任意、频率的任意和行程范围内振幅的任意调整,以及肌肉的训练不充分等冋题。
[0012]本发明的目的实现的技术方案是四层结构分别实现不同自由度的振动;第一层机构可实现XY轴转动Z方向平动;第二层机构可实现X方向平动;第三层机构可实现Y方向平动;第四层机构可实现Z轴转动。
[0013]在设计本装置时,是根据被实验者站在平台上,平台振动进而带动被实验者受迫振动的原则进行设计的。第一层机构包括第一层板、第二层板、万向联轴器、直线导轨、电磁线圈、永磁体、永磁体安装法兰、螺栓、电涡流传感器等构件构成。第二层机构包括第三层板、电磁线圈、永磁体、安装永磁体装置、水平限位块、螺栓、线性导轨、电涡流传感器等构件构成。第三层机构包括第四层板、电磁线圈、永磁体、安装永磁体装置、水平限位块、螺栓、线性导轨、电涡流传感器等构件构成。第四层机构包括第五层板、交叉轴承、旋转编码器、电磁线圈、永磁体、安装旋转编码器法兰、螺栓等构件构成。被实验者进行肌肉振动训练的时候,在平台上站好,通过逐层的电磁铁和永磁体之间的斥力进行驱动,并由电涡流传感器和旋转编码器进行位置检测与控制。
[0014]所述的6自由度磁力驱动振动式肌肉训练平台中,各层板使用的材料为铝,电磁绕组线圈材料选用铜,其余材料用45钢。
[0015]六自由度磁力驱动振动式肌肉训练平台在医疗体系、肌肉训练等方面具有广泛的应用前景。本申请属于基础体育装备,其对振动训练中肌肉的全面刺激有直接的影响。从现有的体育装备可知,振动训练器材主要还集中在单自由度,个别设备可实现3自由度,唯独没有6自由度的全方位刺激肌肉的振动训练器材;并且现在还没有将磁悬浮技术应用到振动训练器材中的报道,磁悬浮技术应用到振动训练器材中的一个优势就是可以根据需要任意调整振动的波形、频率和行程范围内的任意振幅。而且振动肌肉训练对于肌肉萎缩等疾病的物理振动疗法也有积极的作用。本发明通过逐层实现不同方向的运动,然后通过磁悬浮技术,进行控制,使这些运动可任意联动,从而成功的解决了振动训练中肌肉训练不充分的问题。
[0016]本发明结构简单,巧妙的将磁悬浮技术和机械原理等结合,实现了机电一体化,振动训练结果更好。
[0017]【附图说明】:
图1是本发明的整体装配示意图图2是本发明Z轴转动的驱动机构示意图
图中第五层板2外箱壁3交叉轴承4第四层板5螺栓6水平限位块(空心)7水平限位块(实心)8第三层板9圆形垫片10第二层板11销12E型硅钢片13电磁铁线圈14永磁体连接法兰15永磁体16万向联轴器17连接万向联轴器法兰18第一层板19水平方向永磁体法兰20水平方向永磁体21直线导轨滑块22直线导轨滑轨23上盖板24地脚支撑底座25地脚支撑螺母26地脚支撑螺杆27定子28转子29旋转编码器大端固定法兰30旋转编码器31旋转编码器小端固定法兰32固定转子法兰33安装传感器基座,34直线轴承,35水平驱动电磁铁线圈,36水平方向导轨,37限位装置。
[0018]【具体实施方式】:下面结合附图对本发明做进一步的说明:
如图1所示,本发明提供一种六自由度磁力驱动振动式肌肉训练平台,该平台包括由自上而下的第一层板18、第二层板10、第三层板8、第四层板4和第五层板18构成的四层机构;
第一层机构包括第一层板18和第二层板10,在第二层板10上设置有E型硅钢片12和设置在E型硅钢片12内的电磁铁线圈13,电磁铁线圈13与设置在永磁体连接法兰14底部的永磁体15对应,永磁体连接法兰14与设置在第一层板18底部的万向联轴器16活动连接;
第二层机构包括第三层板8、设置在第三层板8上的直线导轨滑轨22和与直线导轨滑轨22配合并能在直线导轨滑轨22上滑动的直线导轨滑块21,直线导轨滑块21设置在第二层板10底部;
第三层机构包括第四层板4、设置在第四层板4上的水平驱动电磁铁线圈35及与水平驱动电磁铁线圈35对应的水平方向永磁体法兰20 ;水平方向永磁体法兰20设置在水平方向永磁体法兰19侧面,水平方向永磁体法兰19设置在第三层板8的底部;水平方向永磁体法兰19活动的设置在水平方向导轨36上并能在水平方向导轨36上滑动,水平方向导轨36的方向与直线导轨滑轨22的方向垂直;第四层板4为能以中心为圆心做相对于第五层板I水平旋转的结构;
第四层机构包括第五层板1、动子27和定子28,动子27设置在第四层板4底部,定子28设置在第五层板I上。
[0019]第一层机构可实现Z方向平动,或实现与X、Y轴所在平面呈一夹角的反转运动;第二层机构可实现X方向平动机构;第三层机构可实现Y方向平动机构;第四层机构可实现以Z轴为轴的转动机构。逐层实现不同方向的运动。所述的6自由度是Χ、Υ、Ζ方向的平动和Χ、Υ、Ζ轴的转动。所述的驱动力是指用磁力对该设备进行驱动。所述的磁悬浮控
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