花样滑冰捻转托举动作保护装置的制作方法

本发明涉及一种保护装置，尤其涉及一种花样滑冰捻转托举动作保护装置。

背景技术：

花样滑冰捻转托举(常简称为“捻转”)是双人滑的一种托举方式。表演捻转时，女伴先是被抛向空中，接着转体，再被男伴接住。动作非常华丽，但是在通常训练时总是出现各种各样的失误，致使女伴摔伤的情况屡见不鲜。绳索牵引并联机器人是20世纪80年代发展起来的一种新型机器人。它以工作空间大、运动速度快、承载能力强、轻便灵活等优点，广泛的应用于物料搬运、工业加工、虚拟实现、风洞支撑、天文观测、医学康复治疗等领域。因此设计一种花样滑冰捻转托举动作保护装置既是必要的，也是有可行性的。

技术实现要素：

本发明的目的是为了而提供一种花样滑冰捻转托举动作保护装置，特别是高空旋转落地时，保护训练者不摔伤。

本发明的目的是这样实现的：包括支撑系统框架、移动平台、防止绳索打结的结构，所述支撑系统框架是三角形结构且与花样滑冰场地屋顶固定连接，支撑系统框架的三个角上还设置有力矩电机，每个力矩电机的输出端上缠绕有一号柔性绳索，所述移动平台包括三角形钢板、安装在三角形钢板上的带有编码器的竖直绳索驱动电机，竖直绳索驱动电机的输出端上缠绕有二号柔性绳索，三角形钢板的下端设置有角度传感器，三根一号柔性绳索分别绕过三角形结构上设置的过轮且端部分别与三角形钢板的三个角连接，所述二号柔性绳索的端部与防止绳索打结的结构的上端连接，防止绳索打结的结构还通过三号绳索与训练者连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述防止绳索打结的结构包括金属外壳和设置在金属外壳内的圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承内均匀设置有三个吊耳，三号绳索的上端分成三股分别与三个吊耳固定连接，三号绳索的下端与训练者连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明适用于花样滑冰“捻转托举动作”，并具有保护训练者的作用。本发明的保护装置依附于框架结构，轻便简洁，对环境要求小，使用简单，不影响训练者的正常训练，能够对训练者的摔倒起到保护作用。在传递力较大的同时，可以获得良好的传动柔顺性与安全性，满足目前花样滑冰“捻转托举动作”保护的需求。

本发明的移动平台始终跟随训练者的位置，且仅在水平面内运动，使得训练者与传感器之间的绳索始终保持竖直。当训练者正常训练时，竖直绳索驱动电动机仅产生恒定的向上绳索牵引力；当训练者意外下落距离冰面一定高度时，即跌倒时，移动平台上的竖直绳索驱动电动机会使得竖直绳索按斜坡规律停止下放，提供足够的、向上的缓冲提升力，避免人与冰面发生强烈碰撞，起到保护作用。这种设计结构既保持绳索布置灵活、传递力较大，又具有良好的传动柔顺性与安全性。

附图说明

图1是本发明进行训练时的轴测图；

图2是本发明移动平台结构的轴测图；

图3是本发明防止绳索打结装置的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1-3，本发明是一种花样滑冰“捻转托举动作”的保护装置，此装置由支撑系统框架3、移动平台5、防止绳索打结的结构9、五根柔性绳索以及角度传感器和力矩电机组成,通过固定于支架的三个电机互相配合动作，使移动平台在水平面内随训练者运动，使得训练者与传感器之间的绳索始终保持竖直。支撑系统框架3为三角形与花样滑冰场地屋顶固定联接，也即三角框架构成支撑系统，其上的三个点安装三个力矩电机1。移动平台包括一块钢板，其上装有竖直绳索驱动电机6，钢板通过三根一号柔性绳索4经过安装在支架上的过轮2连接力矩电机1，在钢板的下方安装有角度传感器11。防止绳子打结的结构9由金属外壳和圆锥滚子轴承12组成，轴承内圈均匀焊接三个吊耳，绳索一端连接训练者，另一端分成3股固定在吊耳上。五根绳索中：三根一号绳索4连接支撑框架3与移动平台5，一根二号绳索8将移动平台上的电机6与防止绳子打结的结构9连接，另一根三号绳索10连接训练者与防止绳子打结的结构9。

当训练者移动时，通过角度传感器11检测绳索倾斜，支撑框架3上的三个电机1配合牵引平台5在水平面运动，使得训练者与角度传感器11之间的绳索始终保持竖直。当训练者正常训练时，编码器7检测到绳索长度在设定的允许范围内，竖直绳索驱动电动机6产生恒定的向上绳索牵引力(如5n)；当训练者意外下落距离冰面一定高度时(失稳)，即跌倒时，位置编码器7检测到绳索长度超出设定范围值，竖直绳索驱动电动机6会使竖直的二号绳索8按斜坡规律停止下放，提供足够的、向上的缓冲提升力(例如人体重50kg，则绳索产生按斜坡规律增加的力到达500n)，使训练者避免摔伤，最终起到保护训练者的作用。当训练者高空旋转时，轴承也会旋转以防止绳索打结，本发明引入防止绳子打结的结构9，三号绳索10绕在圆锥滚子轴承12上的三个吊耳，这样就可以防止绳索10打结，这种设计结构既保持绳索布置灵活、传递力较大，又具有良好的传动柔顺性与安全性。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种花样滑冰捻转托举动作保护装置，包括支撑系统框架、移动平台、防止绳索打结的结构，支撑系统框架是三角形结构且与花样滑冰场地屋顶固定连接，支撑系统框架的三个角上还设置有力矩电机，每个力矩电机的输出端上缠绕有一号柔性绳索，移动平台包括三角形钢板、安装在三角形钢板上的竖直绳索驱动电机，竖直绳索驱动电机的输出端上缠绕有二号柔性绳索，三角形钢板的下端设置有角度传感器，三根一号柔性绳索分别绕过三角形结构上设置的过轮且端部分别与三角形钢板的三个角连接，二号柔性绳索的端部与防止绳索打结的结构的上端连接，防止绳索打结的结构还通过三号绳索与训练者连接。本发明不影响训练者正常训练，对训练者摔倒起到保护作用。

技术研发人员：王克义;尹鹏程;杨海鹏;王帅;蒲史鸣;李学敏
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2017.03.22
技术公布日：2017.09.01