举重训练智能辅助机的制作方法

本发明涉及机械技术和自动化控制技术，具体是提供一种举重训练用的智能型辅助机械。

背景技术：

举重是一项发展力量为主的竞技体育运动，作为奥运会的竞技体育项目，运动员按规则，所举起的重量是唯一验证运动员训练效果的指标。

举重训练的目的是使运动员具有举起最高重量杠铃的体能和技术，因此、举重训练成为一个存在问题较多的项目，训练负荷的累积、运动员的身体状况、技术发挥情况、保护措施等，都是造成训练中、运动员创伤的原因，为了避免运动员在训练中的运动损伤，应采取较科学、系统的训练方法和设备，现有的举重训练辅助设备的技术尚有待开发。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种举重训练智能辅助机，能够按举重技术规则配合运动员的动作，辅助教练员和其他工作人员，全过程保护运动员的安全。

本发明要解决的技术问题

造成运动员安全问题的主要原因是失控的杠铃，本发明要解决的技术问题是，对运动员手中杠铃的全程控制和控制过程的自动响应。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案

本发明采用柔性钢丝绳，联接到杠铃的两端，在不影响举重技术的前提下，将钢丝绳所反应出的、运动员举起杠铃的动作产生的、反应杠铃受控状态的参数，通过传感器采集并由控制器处理，进而控制高速响应的钢丝绳驱动机构，将杠铃控制在安全的位置上。

有益效果

由于采用全过程保护运动员安全的方法，既是全过程控制住杠铃的方法，使得运动员在训练过程中，即使严重失误或学习不熟练的举重技术，都不会造成运动员或其他人员的伤害。

附图说明

图1：是本发明的一个实施例的正面视图。

图2：是图1的左视图及局部剖面图。

在图1 中

1、杠铃 2、挂环 3、随动轮 4、导轨、丝杠尾座

5、配重 6、驱动轮 7、导轨 8、钢丝绳 9、电机、导轨座

10、操作、显示、音讯板 11、挂环保持钩。

在图 2中

3、随动轮 4、导轨、丝杠尾座 5、配重 6、驱动轮 12、机架

13、丝母 14、导轨滑块 15、丝杠 16、丝杠头座 17、制动器、减速器

18、伺服电机 19、中间轮 20、挡板 21、前轮箱 22、前轮

23、钢丝绳检测箱 24、检测臂 25、套管。

具体实施方法

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

机架（12）为框型、前悬臂结构，悬臂下端为举重运动员举重训练范围。

悬臂前端安装有钢丝绳轮系的前轮箱（21）及其相关装置，钢丝绳（8）在此下垂通过挂环（2）与杠铃联接，平时状态，挂环（2）被挂环保持钩（11）保持在固定位置上，以防钢丝绳（8）在自身应力作用下脱离设定位置。

机架（12）的框型架上，安装有钢丝绳轮系的其他装置和钢丝绳驱动机构及操作、显示、音讯板( 10 )。

钢丝绳驱动机构构成关系如下：伺服电机（18）串联联接制动器、减速器（17）、丝杠（15），在机架（12）、电机、导轨座（9）、丝杠头座（16）、导轨、丝杠尾座（4），的支撑下，由丝母（13）连同导轨滑块（14）在导轨（7）上直线运动，构成了钢丝绳驱动机构，该机构具有自锁即制动功能。

伺服电机（18）上安装有码盘，能够检测电机的运转参数，用以控制杠铃的运动速度和运动距离。

钢丝绳轮系构成关系如下：柔性钢丝绳（8）的两端安装有挂环（2），钢丝绳的中部固定在驱动轮（6）上，驱动轮（6）安装在钢丝绳驱动机构上，钢丝绳利用前轮（22）、中间轮（19）、随动轮（3）的支撑，与驱动轮（6）构成运动回路，随动轮（3）可以在水平方向上旋转，所有钢丝绳轮均设置防脱槽装置。

钢丝绳驱动机构中的丝母（13）和钢丝绳轮系中的驱动轮（6）通过驱动轮（6）的安装座固定连接，丝母（13）连同导轨滑块（14）带动并支撑驱动轮（6）做直线运动。

驱动轮（6）的直线运动，带动钢丝绳（8），通过钢丝绳轮系中的其他各轮，收放钢丝绳（8），实现挂环（2）上的杠铃，在机架( 1 ) 的前悬臂下做升降运动。

挂环（2）是一个稀土材料钕铁硼永磁吸环，通过手柄转动，从而改变吸环内部钕铁硼的磁力系统，达到被杠铃杆的吸持或释放的功能，手柄同时兼有机械锁紧杠铃（1）杆的作用，二者同时作用防止杠铃滑脱。

与驱动轮（6）安装座固定连接的配重（5），作用是平衡钢丝绳驱动机构部件的重量及摩擦力对杠铃动作的影响。

安装在机架上、机械设备前面的挡板（20），起到隔离机械设备和运动员的作用，其上安装有操作、显示、音讯板（10）装置，功能是：操作本机、设定举重动作、设定举重重量、设定运动员身高等；显示诸如：计时、举重重量和累积重量、练习次数等信息；语音提示等。

前轮箱（21）安装在机架悬臂的前端，前轮（22）的支撑轴安装在前轮箱（21）内的检测装置上，其上设置有检测传感器，用以检测杠铃通过钢丝绳传导到前轮（22）上的重力及钢丝绳（8）施加给杠铃拉力的变化，本机控制器依传感器采集的参数，控制钢丝绳驱动机构做相应的动作。

前轮箱（21）内设置一个预压机构，与前轮（22）配合，以防钢丝绳（8）在自身应力作用下脱离设定位置，张紧在钢丝绳轮系内的钢丝绳（8）。

钢丝绳检测箱（23）安装在前轮箱（21）的下方，其上的旋摆检测臂（24）与套管（25）连接，钢丝绳（8）穿过套管（25）。

钢丝绳检测箱（23）内设置有检测传感器，能够通过套管（25）检测到钢丝绳（8）偏离垂直方向的角度，本机控制器依传感器采集的参数，控制钢丝绳驱动机构做相应的动作。

训练时，运动员将处于标定位置上的杠铃穿挂在挂环（2）中后，锁紧杠铃杆，然后在操作、显示、音讯板（10）上设定相关参数并按动开始键，钢丝绳驱动机构动作，带动钢丝绳（8）在 钢丝绳轮系引导下张紧钢丝绳（8），施加给杠铃（1）向上的拉力F。

前轮箱（21）中的传感器通过前轮（22），检测钢丝绳（8）所受的杠铃（1）的重力，本机控制器控制钢丝绳驱动机构的动作，使钢丝绳（8）施加在杠铃（1）的向上拉力F0，相对于杠铃的重量，此力可以忽略不计。

运动员向上抓起杠铃（1）的初始动作，使得拉力F为零，本机控制器依传感器的检测参数，控制钢丝绳驱动机构的动作，保持钢丝绳（8）对杠铃（1）的向上拉力F0。

运动员向上抓起杠铃（1）、在完成动作中途的停顿动作，所引起的前轮（22）的受力变化参数，由传感器检测并传送给本机控制器，控制钢丝绳驱动机构的动作，保持钢丝绳（8）施加给杠铃（1）的向上拉力 F0，并随时自锁钢丝绳驱动机构，以防止杠铃（1）中途坠落。

运动员成功完成举重动作，杠铃（1）达到设定参数中所关联的顶点及举重规则限定的保持时间后，按技术规则，运动员准备向前抛出手中的杠铃（1），此时，控制器控制制动器解脱对钢丝绳驱动机构的制动，以免影响运动员向前抛出手中的杠铃动作，同时保持钢丝绳施加给杠铃的向上拉力 F0。

被运动员抛出的杠铃（1）的下坠轨迹，包括在举重过程中，动作失败造成的杠铃（1）的下坠轨迹，由串套在钢丝绳（8）上的套管（25）转换成检测臂（24）的偏摆角度和偏摆速度，经钢丝绳检测箱（23）上的传感器检测得到的参数，配合前轮箱（21）中的传感器，通过前轮（22）检测钢丝绳（8）所受的杠铃（1）的重力的检测参数，作为本机控制器控制钢丝绳驱动机构，采取防护动作的依据。

运动员正常的前抛动作，钢丝绳检测箱（23）检测出的偏摆角度为逆时针起始的角度，且机架两端悬臂的成对的传感器所检测结果相近。

如果钢丝绳检测箱（23）内传感器检测出的偏摆角度为顺时针起始的角度；或检测出的偏摆角度为杠铃（1）轴线方向上的偏摆角度；或相同功用的一对传感器检测的结果有较大的差别，说明由于疲劳或技术原因，运动员产生了失误，当前运动员的动作可能是后倒、偏移或杠铃失控，本机控制器根据传感器采集的参数，控制钢丝绳驱动机构采取防护动作—制动或提升杠铃（1），并发出警示音讯。

本机控制器为现有技术产品。

本发明采用了上述的结构和工作方式，能够达到按举重技术要领配合运动员的动作，辅助教练员和其他工作人员，全过程保护运动员安全的目的。