短跑智能阻尼训练器的制作方法

本实用新型属于田径运动员跑步专项力量训练辅助装置技术领域，涉及短跑智能阻尼训练器。

背景技术：

抗阻、牵引跑训练是短跑运动员全周期训练中专项力量和专项能力增长的重要训练手段。

抗阻力跑训练是针对短跑运动员速度和爆发力量的练习。通过对运动员前行跑动施加的一定的阻尼力(也就是朝后面方向的水平力)，达到动态增强运动员腰腹、腿部肌肉力量，提高短跑运动员在高速跑动中的抗阻力能力。进而提高运动训练强度以及提高运动员专项快速奔跑能力。

牵引跑训练是针对短跑运动员速度和身体控制能力的练习。通过外界对运动员施加一定量前行水平牵引力的作用下，运动员跟随奔跑。这样可有效突破限制短跑运动员提高步频的瓶颈，实现以尽可能快的步频完成专项训练。提高短跑专项训练强度负荷，最终提高专项成绩的效果。

由于受各种客观训练条件限制，在目前的短跑训练中，抗阻力跑训练中常用人工跟随跑动拖拽、拖拉重物摩擦跑道、风动阻力伞、绞盘阻力牵引等传统方式。牵引跑训练中则主要采用下坡跑练习法(利用重力作为牵引力)，以及直道牵引设备进行辅助训练。

以上传统的训练方法可以在不同程度上提高运动员抗阻尼能力以及随动跑能力，但同时会产生相应的弊端。在抗阻尼训练中会产生阻力不恒定力，无法进行肌肉快速等动力量训练；阻力方向不稳定，致使运动员跑动技术变形。牵引训练中的下坡跑练习则极易造成运动员膝关节损伤。目前尚无同时适用于直道和弯道练习的辅助训练装置，且部分自制装置极易损伤训练场地。

技术实现要素：

本实用新型针对现有抗阻尼跑与牵引跑训练中出现的不足，提供一种适用于田径场地的短跑智能阻尼训练器。该训练器能够按照训练要求设置并调控阻力或牵引力值的大小，可智能随动(阻尼训练模式)或主动拖拽运行(牵引训练模式)，并且保持恒力。

本实用新型的技术方案：

短跑智能阻尼训练器，包括感应牵引杆1、轨迹跟踪探头2、主动转向轮3、动力轮4、操控面板5、牵引绳索6和训练器车体7；

所述的主动转向轮3和动力轮4安装在训练器车体7上；所述的轨迹跟踪探头2安装在训练器车体7的前端；所述的感应牵引杆1固定在训练器车体7的上表面，通过牵引绳索6将训练器车体7与人体相连；所述的操控面板5安装在训练器车体7的上表面；

所述的感应牵引杆1，是将机械传导到力传感器的连杆，实现阻尼力或牵引力的力学-电信号转换；感应牵引杆1连接的拉力传感器用于感知不同模式下传导的力量信息，通过装置内计算机控制器的处理给出行进驱动增量控制，输出驱动、给出相应的力矩加载到动力轮4上实现速度跟随行进；

所述的轨迹跟踪探头2，是光电成像装置，用于识别行进轨迹；

所述的主动转向轮3是短跑智能阻尼训练器跟踪沿着跑道行进的方向轮，直线行进时负责校准行进轨迹；由于短跑智能阻尼训练器有跟踪能力，因此满足弯道运行训练的需要；

所述的动力轮4是短跑智能阻尼训练器移动行进的驱动力执行轮，提供主动机械动力；

所述的操控面板5是由显示屏和操作按钮组成的人机对话界面；显示屏用于显示装置的状态信息，包括工作模式、各种参数、系统其它状态信息以及设置菜单；操作按钮用于操控装置的总开关、切换工作模式、调整设定参数、运行时的启动停止以及辅助功能的调用，其中，参数包括阻尼或牵引力量大小；

所述的牵引绳索6具有缓冲能力，其一端固定在运动员腰部，另一端固定在感应牵引杆1上端的索具；

所述的训练器车体7，其内部设有由轮式行进机构、轨迹跟踪和光电识别控制系统、蓄电池组及辅助电路、动力伺服及阻力阻尼系统、速度传感器、拉力传感器和计算机控制器；所述的轮式行进机构为训练器车体7的机械部分，控制主动转向轮3的转向，并驱动主动转向轮3和动力轮4从而实现训练器车体7向前行进；所述的轨迹跟踪和光电识别控制系统，把轨迹跟踪探头2的信号经过辅助电路和计算机控制器处理得到控制信号，控制信号传给轮式行进机构，驱动主动转向轮3跟踪直线跑道轨迹或实现弯道行进；所述的蓄电池组及辅助电路是整个装置的能源储备和动力来源，具有充电功能电路；所述的动力伺服及阻力阻尼系统，是整个装置保持恒力牵引或抗阻尼训练的核心执行器；阻尼训练或牵引训练中，通过感应牵引杆1获取阻尼力或牵引力信息，经辅助电路处理后送给计算机控制器，计算机控制器处理后给出信号控制动力伺服及阻尼系统驱动力矩，通过动力轮4调整相应的跟随速度保持与运动员之间的拉力保持设定值；所述的速度传感器参与计算机控制器的控制运算；所述的拉力传感器是联动感应牵引杆1的力-电转换器；所述的计算机控制器是整个装置核心控制运算中心，处理输入信息，给出控制信号以及完成装置的所有软件功能和扩展功能。

短跑智能阻尼训练器具有保护性减速停车功能，出现异常状况时及时减速刹车，防止装置跟运动员碰撞；在阻尼或牵引工作模式中，拉力传感器监测拉力的变化，调整跟踪行进速度；如果发现异常，装置识别出特殊状态及时做出刹车减速动作。

跑智能阻尼训练器具有外围辅助功能，由场地外进场时的自有动力行走移位，减少人工搬动。

使用时，短跑智能阻尼训练器的工作模式是以运动员奔跑速度为基准的恒定力抗阻尼训练和恒定力牵引训练；抗阻尼训练时，受训运动员身后拖拽训练器运行；牵引训练时，由训练器在受训运动员前面运行；运动员与装置之间通过牵引索连接到训练器的感应牵引杆上，根据不同的训练需要设定不同的阻尼或牵引负荷。

本实用新型的有益效果：短跑智能阻尼训练器具有抗阻尼和牵引功能，是有效提高短跑运动员动态爆发力练习的辅助训练器。解决了长期因使用传统简易器械做抗阻尼训练和牵引训练施加力量不恒定这一重大不足，同时也解决了现有辅助训练器无法进行弯道训练的缺憾。本实用新型的训练器具有体积小、功能特殊、操控性强、有自主动力、移动便利等优点。

附图说明

图1是本实用新型主视图。

图2是本实用新型的一种使用方式的示意图。

图3是本实用新型的另一种使用方式的示意图。

图中：1感应牵引杆；2轨迹跟踪探头；3主动转向轮；4动力轮；5操控面板；6牵引绳索；7训练器车体。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本实用新型的具体实施方式。

短跑智能阻尼训练器，可在标准田径场跑道上使用，是一种跟随奔跑者身后速度随动恒定阻尼拖拽或者在奔跑者身前恒力牵引跑的训练装置。

根据从事运动训练的教练员常年工作经验，在奔跑训练中需要给运动员施加额外的运动反向阻力，即阻尼训练。这个最大阻力负荷为10Kg足够一般训练使用，阻尼力度可以根据需要设定。本实用新型的训练器行进速度在一定范围内连续随动，最大行进速度可达10米/秒。运行中，训练器行进速度取决于运动员的奔跑速度。训练器本身除了有速度跟随能力外，还有轨迹跟踪能力满足弯道训练需要。训练器除了保证阻力的平稳，还要对受力方向保持尽可能水平方向稳定。

牵引训练模式跟上述阻尼训练类似，只是装置在前，运动员在后跟随跑。

本实用新型的装置采用轨迹跟踪和光电识别控制系统探测并控制转向轮在移动运行中自动跟踪跑道线，实现稳定直线行进，同时也能弯道使用。装置可升级程序进行功能扩展，可与智能设备无线连接以对训练过程进行控制、监控和记录训练数据传输。训练数据包括装置在阻尼训练或牵引训练模式中的行进动态数据，其中有阻尼力、牵引力以及速度分时曲线数据等。装置使用简易、安全可靠，易于维护。