用于游泳者的具有定位及移除机构的启动辅助装置的制造方法
【专利说明】用于游泳者的具有定位及移除机构的启动辅助装置
[0001]交叉引用
[0002]US4134583 1979 年 I 月Davidson
[0003]手册2013 年Myrtha Pools
[0004]US5702799 1997 年 12 月Brown 等人
技术领域
[0005]本发明是在启动辅助装置的领域，该启动辅助装置供游泳者在竞技游泳以及训练中使用。
【背景技术】
[0006]仰泳游泳者在水中开始游泳时他们的背对着泳道，他们将脚放在泳池壁上或放在应该安装在壁的前方的计时触板上，并且他们使用水外部的由启动块提供的手柄支撑起其自身。在启动准备阶段期间，他们使其自身立起身来，并且在启动信号发出时，他们松手放开手柄并且用脚将其自身推开。理想的启动为游泳者从水中出来，弓起背并以在水中尽可能小的“孔”潜回到水中，从而获得最小的阻力。在潜入水中之后，在他们重新浮上水面以继续用其手臂及脚游泳之前，他们在水下尽可能地击水。与其他游泳者相比，启动力越强，游泳者启动越快，并且他或她在水下阶段中越领先。
[0007]这个运动顺序生成游泳者朝向前推泳池壁或计时触板的合力。在水平平面中，该力是几乎正交的，并且此外，角度由游泳者控制。然而在竖直平面中，合力和竖直平面存在小于90度的角；典型值可为60-70度。这意味着大部分的力(平行于泳池壁或计时触板的分量)需要施加至泳池壁或计时触板的摩擦力。
[0008]这意味着游泳者在启动期间当准备启动并继而推开时遇到可能的打滑的严重问题。因此，在关键的启动时间情况下，对打滑的恐惧妨碍了许多游泳者在启动期间施加其全部潜力，这有损于在比赛以及训练中的表现。
[0009]如例如在专利US5702799中描述的具有高摩擦系数的材料成功地用于减轻一些恐惧并且改善启动力，但仅起到有限的效果。
[0010]通过如由Davidson在US4134583中描述的用于仰泳游泳者的启动辅助装置已经很好地解决了平行于泳池壁或计时触板的竖直力的问题。该启动辅助装置在游泳启动期间通过脚支撑器件以及用于定位脚支撑器件的器件对游泳者的脚提供支撑，该脚支撑器件以及用于定位脚支撑器件的器件在描述的优选实施方式中为由带保持的基本楔形形式的脚踏板(foot rest)。该脚踏板可定位至游泳者所期望的高度，并且能在在10秒之内被移除。这个装置提供了让竖直平行力通过带进入泳池边(pool deck，泳池沿，泳池岸边)的必要器件，并因此提供用于仰泳启动的稳定平台。
[0011]—旦游泳者已经启动游泳，则重要的是，启动装置在10秒内或更短的时间内被迅速移除，从而移除由脚踏板产生的突出物，当游泳者在泳道中游回来以仰泳转身时该突出物可伤害游泳者，或者该突出物可干扰自动化游泳计时系统的计时触板。
[0012]在当前已知的实施方式中，启动装置由泳池边上的人(游泳比赛的官方人员或助手)用手取走。
[0013]期望高度的调节通过能够控制带的长度的带扣而实现，或者在Myrtha 2013的手册中描述的实施方式的情况下通过将条构件扣在包含几个孔的启动块(starting block)的开口中而实现，以提供离泳池边缘的或近或远的距离，因此使脚踏板的高度在某些限制内是可调节的。
[0014]使用这种实施方式存在一些问题；一些问题列出如下:
[0015]-对于启动辅助装置的移除，需要除游泳者之外的一个人在游泳者已经离开之后将该启动辅助装置移除。如果除游泳者之外无其他人可用，则这使得使用该装置变得不可能，例如在训练期间。即使在有人可用的情况下，如果由于没注意而没有移除该装置，可引起由于突出物所产生的严重问题，如上文所述。
[0016]-在Myrtha实施方式的情况下，在泳池的水中的游泳者能够到的条构件需要定位在启动块上。当缺乏帮助时，游泳者能够可感知地调节在泳池之外的启动辅助装置并且尝试在泳池中进行调节，但这非常麻烦。在
[0017]-Davidson实施方式的情况下，通过带扣，带被延长或缩短，这同样很麻烦。在有许多游泳者的比赛或训练环境中，此时每个游泳者都需要调节位置以满足其个人需要，这是一个严重的问题。
[0018]本发明的目标为解决一个或多个所述的问题。
【发明内容】
[0019]为了改善上文描述的问题，描述了下文的本发明的优选实施方式。该装置提供了用于脚踏板的定位器件(例如，带)，该定位器件连接至泳池外部(优选地在泳池边上)的设备，该设备允许简单地由游泳者调节至所期望的高度，并且检测到当游泳者已经离开时进而自动地缩短带以便将脚踏板从泳池移除或者延长带以便将脚踏板向下移动至泳池底部。
[0020]一个优选实施方式将卷绕管(winding tube，绕线管)设置在包围件(enclosure，围栏)中，脚踏板的带围绕该包围件卷绕。绕线管包含扭力弹簧并且连接至具有可移动的锁的棘轮。这个设备固定地安装在泳池边上，例如通过紧固至启动块、边槽或者螺栓连接在泳池边中。
[0021]当游泳者使用装置时，他或她打开锁以使棘轮能自由活动，将脚踏板向下拉至个人期望的高度，因此解绕带并且卷绕扭力弹簧。然后，他或她关闭棘轮的锁，同时稳固脚踏板并将他或她的脚放在脚踏板上。棘轮中的锁防止带的任何进一步延伸，因此只要脚的保持力强于扭力弹簧的弹回力，就能将脚踏板保持在位。然后他或她实施启动，在没有从泳池壁竖直地打滑的恐惧的情况下，施加全部的力，他或她由脚踏板支撑，该脚踏板由锁定棘轮固定地保持。在他或她离开脚踏板之后，由于保持力消失并且扭力弹簧的弹回力使绕线管转动，故装置检测到游泳者已经离开，因此卷起带。绕线管以及棘轮转动，锁卡入棘轮齿，因此减缓了卷绕速度，这是所期望的效果。在几秒钟之后，带被全部卷起，脚踏板停止在装置的外部处并且为下一个游泳者做准备。
[0022]预期的设备的其他实施方式包括马达驱动的绞盘，从而控制定位器件的长度。马达连接至电源并且马达控制数据处理系统根据数据输入来控制马达的卷绕、保持以及解绕并因此控制带的长度，进而控制脚踏板的位置。
[0023]数据界面可通过手动输入或通过电子数据界面接受信息，该电子数据界面连接至另一个外部数据处理系统，比如自动化游泳系统或具有满足管理者需求的应用程序的计算机。
[0024]用于检测设备的状态的器件布置并连接至马达数据处理系统。该设备检测游泳者是否在装置上、是否正在启动游泳、是否已经离开装置以及脚踏板的位置。
[0025]用于检测游泳者是否在装置上、是否正在启动游泳或是否已经离开装置的器件可为集成在绞盘中的扭矩测量系统，该扭矩测量系统用于测量保持力、启动力或者游泳者的力是否已经消失。取决于情况，当游泳者在装置上时或当游泳者开始启动游泳时马达保持，并且当装置检测到游泳者已经离开时该马达移动定位器件。用于检测的其他预期的实施方式为在脚支撑器件上或在定位器件上的力检测器，该检测器检测游泳者的脚是否在脚支撑器件上。设备与脚踏板的已知位置一起允许脚踏板在全部使用状态期间的有目的的定位。
[0026]在其他实施方式中，人观察并检测到泳池中的一个、几个或全部游泳者是否已经离开，并且这个观察的人将一个信号或几个信号发送至设备或多个设备，从而一旦当一个、几个或全部游泳者已经离开时改变脚支撑器件的位置。
[0027]其他实施方式使用泳池壁上的计时触板以及游泳计时系统以检测游泳者在何时已经离开。一个实施方式为，计时触板由正交的保持力以及游泳者的启动力按压，这将引起计时触板产生信号。一旦游泳者已经离开，计时触板将停止产生信号并且附接的游泳计时系统可将“游泳者已经离开”的信号发送至设备。由于游泳计时系统已经获知启动信号，所以特别地，游泳计时器系统也产生传输至设备的信号，该信号指示游泳者已经离开并且能够移除脚踏板。
[0028]其他实施方式通过使启动信号进入设备中而推断检测游泳者已经离开。承载该启动信号的外部计时系统通过数据输入连接至马达控制系统，或该用于检测可听到的启动信号的器件和/或用于检测可视的启动信号的器件连接至马达控制数据处理系统。一旦检测到启动信号，在延迟时间(例如，6秒)之后，改变脚踏板的位置。在这些实施方式中需要使用安全器件，例如，如在上文描述的，装置的弱的定位力或附加检测机构，以确保已经错过启动信号并且仍然在脚踏板上的游泳者在延