专利名称：连杆轨迹约束蛙泳泳姿训练机的制作方法
技术领域：
本发明涉及游泳训练器械，特别涉及蛙泳规范动作的训练器材。
技术背景
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，加上北京奥运会的成功举办，在人民群众当中形成了一股体育热潮。特别是在发达城市，在物质生活得到极大满足的同时，人们对健康生活的需求也在不断增长，形成了多层次、个性化的体育消费需求。为体育消费市场的发展提供了很大的发展空间。
在众多体育运动类型当中，游泳作为一项以增强体质为宗旨、以丰富人们文化生活为目的的体育锻炼，逐渐成为人们喜爱的运动项目之一。坚持游泳锻炼，不但能使神经、 呼吸和血液循环等系统的机能得到改善，而且还能提高肌肉力量、速度、耐力和关节灵活性，使身体得到协调发展。由此而生的以游泳运动为基础的运动锻炼器械，也成为了运动辅助机械研发的一个重要的着眼点。
对于游泳初学者来说，游泳学习有着特殊的困难，在开始学习时，初学者常常因为难以克服怕水心理，并不能自如地学习游泳的技术要领，更不用说在目前游泳馆人多拥挤的条件下学习了。因此在初学游泳时，除了了解水的特性、熟悉水的环境之外，学习者还要在岸上掌握一套完整的游泳技术动作，这样才能使学习者在最短的时间内掌握好最基本的游泳技术动作和要领。在传统的游泳教学中，这样的岸上泳姿训练，是由教练带着学习者从最基础的蛙泳姿势开始学起。但是在所有泳姿中，蛙泳技术动作最为复杂，对身体各部位的协调性要求相对较高，因此游泳对初学者来说难度较大，起步较高。而且这种传统的口传加示范的教学方式，学习者很难做到规范，并且没有器械辅助，双臂双腿悬空，练习起来费力， 学习者很难坚持。但是体育项目的技术动作需要大量重复的练习来实现熟练。因此设计一种岸上蛙泳游泳动作训练器械来引导和帮助人们进行泳姿练习，不仅能够一定程度上缓解游泳馆的需求压力，而且还能帮助初学者很好地掌握正确的游泳姿势，尽快越过游泳学习的第一道门槛。
游泳运动手部的空间动作为很复杂的空间轨迹。已有的一种能实现模拟游泳手部运动的装置，如中国发明专利CN200951304蛙泳陆上练习模拟器，此练习模拟器由桃形的手限位装置、承重台、支撑腿部限位装置等构成。使用时，练习者俯卧在承重台面板上，利用桃形的手限位装置帮助练习者完成正确的划臂动作，练习划臂时手按着桃形纤维装置的轨道运动，蹬腿目标位置杆帮助练习者完成正确的蹬腿动作，蹬腿时脚套在滑槽内滑动，由于有固定轨道故而帮助了练习者掌握正确的游泳姿势。
这种练习器桃形轨道占地面积大，并且采用了平面轨迹来引导人的运动，并不符合专业泳姿；且这种利用导轨实现划水轨迹的装置，并不能实现手脚运动的协调，因而在引导练习者学习蛙泳泳姿时并不理想。发明内容
本发明旨在针对现有技术的不足之处，提供一种连杆轨迹蛙泳泳姿训练机。该发明能够为通过机构实现手部和脚部的运动轨迹，从而带动练习者实现手部和脚部的运动， 帮助练习者重复练习手、脚蛙泳标准动作，且兼备对不同肩宽、臂长的人的广泛适应特性； 可用于动作练习和力量练习，符合人体工程原理。
本发明的技术方案如下
一种连杆轨迹约束蛙泳泳姿训练机，包括基座(1)和俯卧台(3)，所述的基座(1) 为矩形底板，其中间部分设置矩形凸台，在凸台上通过弹簧和铰接轴和俯卧台( 连接，还包括左右对称设置的肘部支撑杆O)、大腿支撑板G)、小腿支撑板(5)、脚部连杆机构(10) 和手部连杆机构(20)，所述的大腿支撑板(4)通过连接合页与俯卧台C3)相连接，所述的肘部支撑杆( 通过球铰副与基座(1)相连接，其特征在于还包括倾斜设置在基座(1)前部的手部连杆机构支撑架(7)，以及设置在基座(1)后部的脚部连杆机构支撑架(6)，所述脚部连杆机构(10)和脚部连杆机构支撑架(6)相连，所述的手部连杆机构00)与手部连杆机构支撑架(7)相连.
可选的，脚部连杆机构(10)包括脚部球铰副(11)、脚部支撑杆(12)、脚部连接套(13)、脚部直线轴承(14)、连接合页(15)、脚部杆系销轴(16)、脚部曲柄(17)、脚部连杆 (18)和脚部摇杆(19)，所述脚部球铰副(11)通过螺栓连接于基座⑴上，所述脚部支撑杆 (12)与脚部球铰副(11)相连，所述脚部连接套(1 连接于脚部支撑杆(1 的末端，脚部连接套(13)与小腿支撑板(5)连接，所述的脚部直线轴承(14)套于脚部支撑杆(12)上，所述脚部曲柄(17)的一端通过所述脚部杆系销轴(16)连接在脚部连杆支撑架(6)上，所述脚部摇杆(19)的一端通过脚部杆系销轴(16)连接在脚部连杆支撑架(6)上，所述脚部连杆(18)为弯曲的连杆，其中部弯曲处通过脚部杆系销轴(16)连接脚部曲柄(17)的末端， 其一端通过脚部杆系销轴(16)连接脚部摇杆(19)的末端，另一端通过连接合页(1 和脚部直线轴承连接。
可选的，手部连杆机构00)包括手部球铰副(21)、手部支撑杆(22)、手部柔性套(23)、手部直线轴承(M)、连接合页(25)、手部杆系销轴( )、手部曲柄(27)、手部连杆 (28)和手部摇杆( )，所述手部球铰副通过螺栓与基座(1)连接，所述手部支撑杆 (22)固接于手部球铰副的万向球上，所述手部柔性套连接于手部支撑杆02)的末端，所述手部直线轴承04)套接于手部支撑杆0 上，所述手部曲柄(XT)的一端通过所述手部杆系销轴06)连接在手部连杆支撑架(7)上，所述手部摇杆09)的一端通过手部杆系销轴06)连接于手部连杆支撑架(7)上，所述手部连杆08)为一弯曲的连杆，其弯曲的尖端及另外两个杆构成三角形状，其弯曲尖端通过手部杆系销轴06)连接手部曲柄 (27)末端，其三角形短边的杆末端通过手部杆系销轴06)连接手部摇杆09)的末端，其三角形长边的杆末端通过连接合页0 与手部直线轴承(2 相连。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果
本发明不采用电机，减少了训练者在练习中受伤的可能.
通过连杆机构实现手部和脚部的运动轨迹，从而带动练习者实现手部和脚部的运动，帮助练习者重复练习手、脚蛙泳标准动作，动作标准规范，方便省力，结构简单，可靠性高，且兼备对不同肩宽、臂长、腿长的人的广泛适应特性；可用于动作练习，符合人体工程原理。
图1是本发明提供的连杆轨迹约束蛙泳泳姿训练机的一种实施例正面使用示意图。
图2是图1所示实施例的俯视图。
图3是图1所示实施例中脚部连杆机构的正面剖视图。
图4是图3所示脚部连杆机构的俯视图。
图5是图1所示实施例中手部连杆机构的正面剖视图。
图6是图5所示手部连杆机构的俯视图。
附图标记包括
1-基座，2-肘部支撑杆，3-俯卧台，4-大腿支撑板，5-小腿支撑板；6_脚部连杆机构支架，7-手部连杆机构支架，10-脚部连杆机构，11-脚部球铰副，12-脚部支撑杆，13-脚部连接套，14-脚部直线轴承，15-连接合页，16-脚部杆系销轴，17-脚部曲柄，18-脚部连杆，19-脚部摇杆，20-手部连杆机构，21-手部球铰副，22-手部支撑杆，23-手部柔性套， 24-手部直线轴承，25-连接合页，26-手部杆系销轴，27-手部曲柄，28-手部连杆，29-手部摇杆。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步详细介绍本发明的具体结构及工作原理。
本发明所述的连杆轨迹约束蛙泳泳姿训练机的一种实施例，如图1至图6所示，包括基座1、肘部支撑杆2、俯卧台3、大腿支撑板4、小腿支撑板5、脚部连杆机构10和手部连杆机构20 ；所述的基座1为矩形底板，其中间部分用不锈钢管焊接而成的矩形凸台，在凸台上布置了弹簧导杆和铰接轴座；在基座1的前部设有倾角为α的手部连杆机构支撑架7 ； 在基座1的后部，设置脚部连杆机构支撑架6。所述的俯卧台3通过支承轴与支撑弹簧与基座1活动连接；所述的大腿支撑板4通过连接合页与俯卧台3相连接；所述的脚部连杆机构 10和脚部连杆机构支撑6架；所述的手部连杆机构与手部连杆机构支架相连；所述的肘部支撑杆2通过球铰副与基座1相连接；除俯卧台外，该蛙泳泳姿训练机所有机构均左右对称布置。
脚部连杆机构10包括脚部球铰副11、脚部支撑杆12、脚部连接套13、脚部直线轴承14、连接合页15、脚部杆系销轴16、脚部曲柄17、脚部连杆18和脚部摇杆19，其特征在于所述的脚部球铰副11通过螺栓连接于基座1上，所述的脚部支撑杆12与脚部球铰副11 相连，即所述的脚部支撑杆12通过球铰副11与基座1连接；所述的脚部连接套13连接于脚部支撑杆12的末端，脚部连接套13与小腿支撑板5连接；所述的脚部直线轴承14与套于脚部支撑杆12上，脚部直线轴承14与脚部支撑杆12配合；所述的脚部曲柄17的一端通过所述脚部杆系销轴16连接在基座1的脚部连杆支撑架6上；所述的脚部摇杆19的一端通过脚部杆系销轴16连接于基座1的脚部连杆支撑架上；所述的脚部连杆18为弯曲的连杆，其中部弯曲处通过脚部杆系销轴16连接脚部曲柄17的末端，其一端通过脚部杆系销轴 16连接脚部摇杆19的末端，另一端通过连接合页15和脚部直线轴承连接。基座1的脚部连杆支撑架6、脚部曲柄17、脚部连杆18、脚部摇杆19构成四连杆机构。
手部连杆机构20包括手部球铰副21、手部支撑杆22、手部柔性套23、手部直线轴承对、连接合页25、手部杆系销轴沈、手部曲柄27、手部连杆28和手部摇杆四，其特征在于所述的手部球铰副21通过螺栓连接于基座1，所述的手部支撑杆22固接于手部球铰副 21的万向球上，即所述的手部支撑杆22通过球铰副与基座1连接；所述的手部柔性套23 连接于手部支撑杆22的末端；所述的手部直线轴承M套接于手部支撑杆22上，手部直线轴承M与手部支撑杆22配合；所述的手部曲柄27的一端通过所述手部杆系销轴沈连接在基座1的手部连杆支撑架7上；所述的手部摇杆四的一端通过手部杆系销轴沈连接于手部连杆支撑架7上；所述的手部连杆观为一弯曲的连杆，其弯曲的尖端以及另外两个杆构成三角形状，在其弯曲尖端通过手部杆系销轴26连接手部曲柄27末端，在其三角形短边的杆末端通过手部杆系销轴沈连接手部摇杆四的末端，其三角形长边的杆末端通过连接合页25与手部直线轴承25相连。手部连杆支撑架7、手部曲柄27、手部连杆观、手部摇杆 29构成四连杆机构；由于手部连杆机构支撑架7的倾角为α，上述四连杆机构与水平面也有一个角度α。
练习者在蛙泳动作练习时，俯卧在俯卧台3上，手腕放置在手部柔性套23内，将肘部关节放置在肘部支撑杆末端2的肘部柔性套内，将大腿搁放在大腿支撑板4内，将小腿放置在小腿支撑板5内。
在练习蛙泳泳姿时，由于基座1的手部连杆支撑架、手部曲柄27、手部连杆观、手部摇杆四机构的约束，手部连杆观的连接杆末端将划过一个水滴形轨迹。即手部直线轴承M的运动轨迹为一水滴形的轨迹；由于手部球铰副21、手部直线轴承M和手部支撑杆 22的机构约束，手部支撑杆22末端的手部柔性套23的轨迹为上述水滴形轨迹放大后的轨迹；练习者的手腕只能按照机构规定的连杆曲线轨迹运动，从而实现手部的标准泳姿运动。
在练习蛙泳泳姿时，由于基座1的脚部连杆支撑架、脚部曲柄17、脚部连杆18、脚部摇杆19机构的约束，脚部连杆18的连接杆末端将划过一个半圆形轨迹，即脚部直线轴承 14的运动轨迹为一半圆形的轨迹；由于脚部球铰副11、脚部直线轴承14和脚部支撑杆12 的机构约束，脚部支撑杆12末端的脚部连接套13的轨迹为上述半圆形轨迹放大后的轨迹； 练习者的小腿只能按照机构规定的连杆曲线轨迹运动，从而实现腿部的标准泳姿运动。
本发明不采用电机，减少了训练者在练习中受伤的可能；通过连杆机构实现手部和脚部的运动轨迹，从而带动练习者实现手部和脚部的运动，帮助练习者重复练习手、脚蛙泳标准动作，动作标准规范，方便省力，结构简单，可靠性高，且兼备对不同肩宽、臂长、腿长的人的广泛适应特性；可用于动作练习，符合人体工程原理，操控容易，成本低廉，装配维护便利，非常适合蛙泳初学者的泳姿动作练习。
权利要求
1.一种连杆轨迹约束蛙泳泳姿训练机，包括基座(1)和俯卧台(3)，所述的基座(1)为矩形底板，其中间部分设置矩形凸台，在凸台上通过弹簧和铰接轴和俯卧台( 连接，还包括左右对称设置的肘部支撑杆( 、大腿支撑板(4)、小腿支撑板( 、脚部连杆机构(10)和手部连杆机构(20)，所述的大腿支撑板(4)通过连接合页与俯卧台C3)相连接，所述的肘部支撑杆( 通过球铰副与基座(1)相连接，其特征在于还包括倾斜设置在基座(1)前部的手部连杆机构支撑架(7)，以及设置在基座(1)后部的脚部连杆机构支撑架(6)，所述脚部连杆机构(10)和脚部连杆机构支撑架(6)相连，所述的手部连杆机构00)与手部连杆机构支撑架(7)相连。
2.如权利要求1所述一种连杆轨迹约束蛙泳泳姿训练机，其特征在于脚部连杆机构 (10)包括脚部球铰副(11)、脚部支撑杆(12)、脚部连接套(13)、脚部直线轴承(14)、连接合页(15)、脚部杆系销轴(16)、脚部曲柄(17)、脚部连杆(18)和脚部摇杆(19)，所述脚部球铰副(11)通过螺栓连接于基座⑴上，所述脚部支撑杆(12)与脚部球铰副(11)相连， 所述脚部连接套(1 连接于脚部支撑杆(1 的末端，脚部连接套(1 与小腿支撑板(5) 连接，所述的脚部直线轴承(14)套于脚部支撑杆(1 上，所述脚部曲柄(17)的一端通过所述脚部杆系销轴(16)连接在脚部连杆支撑架(6)上，所述脚部摇杆(19)的一端通过脚部杆系销轴(16)连接在脚部连杆支撑架(6)上，所述脚部连杆(18)为弯曲的连杆，其中部弯曲处通过脚部杆系销轴(16)连接脚部曲柄(17)的末端，其一端通过脚部杆系销轴(16) 连接脚部摇杆(19)的末端，另一端通过连接合页(1 和脚部直线轴承连接。
3.如权利要求1所述一种连杆轨迹约束蛙泳泳姿训练机，其特征在于手部连杆机构 (20)包括手部球铰副(21)、手部支撑杆(22)、手部柔性套(23)、手部直线轴承(M)、连接合页(25)、手部杆系销轴( )、手部曲柄(27)、手部连杆08)和手部摇杆( )，所述手部球铰副通过螺栓与基座(1)连接，所述手部支撑杆02)固接于手部球铰副的万向球上，所述手部柔性套连接于手部支撑杆0 的末端，所述手部直线轴承04)套接于手部支撑杆0 上，所述手部曲柄(XT)的一端通过所述手部杆系销轴06)连接在手部连杆支撑架(7)上，所述手部摇杆09)的一端通过手部杆系销轴06)连接于手部连杆支撑架(7)上，所述手部连杆08)为一弯曲的连杆，其弯曲的尖端及另外两个杆构成三角形状，其弯曲尖端通过手部杆系销轴06)连接手部曲柄(XT)末端，其三角形短边的杆末端通过手部杆系销轴06)连接手部摇杆09)的末端，其三角形长边的杆末端通过连接合页 (25)与手部直线轴承05)相连。
全文摘要
一种连杆轨迹约束蛙泳泳姿训练机，属运动器械领域，采用四连杆机构约束蛙泳手部和脚部轨迹，不采用电机，减少了训练者在练习中受伤的可能；采用支撑杆件实现手腕部、脚踝部的支撑，结构简单、紧凑，实现轨迹准确规范，并且可实现手部接近在球面上的轨迹，与平面轨迹相比更加吻合标准蛙泳动作；可以适应不同身高、臂长的练习者使用，操控容易，成本低廉，装配维护便利，非常适合蛙泳初学者的泳姿动作练习。
文档编号A63B69/10GK102489015SQ20111035828
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者周蕾, 张中杰, 张泽明, 许淑惠, 郝雷 申请人:北京建筑工程学院