一种具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置

1.本发明属于运动训练及康复治疗器材领域，具体涉及一种具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置。


背景技术：

2.核心肌群指的是围绕着脊椎和骨盆腔的肌肉，包括了属于骨盆肌群的腹直肌、外斜肌、内斜肌、腹横肌，背部的背直肌、腰方肌、背阔肌、多裂肌，以及髋部的臀大肌、臀中肌和髂腰肌。核心肌群的作用包括保护脊椎、保持运动稳定、维持力量运输等。核心肌群训练是进行运动机能提升、运动功能康复和运动伤情防护所必不可少的内容，在体育训练、康复理疗及军事训练等领域均有重要的应用。常见的核心肌群训练可分为无器械训练和器械训练两类，其中无器械训练包括深蹲、平板支撑、仰卧下压抬腿、俄罗斯转体等，器械训练包括哑铃推举、弹力带拉伸、瑞士球训练等。瑞士球利用充气球体的支撑表面不稳定性，需要使用者辅助才能保持平衡，在辅助过程中使用者需要充分调动核心肌群的力量，瑞士球是目前公认的训练效果较为全面的核心肌群训练装置。
3.潜水员是进行安全排险、军事侦察、水上救援的重要力量，由于其需要长时间工作在低温、水流复杂的环境下，核心肌群对潜水员更为重要，可帮助其在水中保持身体的平衡和稳定，使身体呈良好的流线型，同时为四肢肌肉提供稳固的发力点，是保障其工作安全的关键。瑞士球是潜水员进行核心肌群训练的重要装置，但目前瑞士球的使用是在稳态环境下，主要作用是提升核心肌群力量，但对提升核心肌群协调性以及干扰稳定性效果不明显。为提升训练实效，需要在潜水员训练中尽可能模仿实际水下环境。


技术实现要素：

4.本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置，本发明采用了如下技术方案：
5.本发明提供了一种具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置，其特征在于，包括：瑞士球；可倾斜平面模块，用于承托瑞士球，包括硬质平板和四个分别设置在硬质平板四角下方的升降单元；以及微处理器，与升降单元电连接，用于控制升降单元进行升降从而使硬质平板倾斜。其中，升降单元包括电动推杆和驱动电机。
6.本发明提供的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置，还可以具有这样的特征，其中，电动推杆包括套设在一起的第一套筒和第二套筒。第一套筒设置在地面上，第二套筒的上端与硬质平板铰链连接，且与驱动电机电连接。驱动电机驱动第二套筒相对于第一套筒进行上下运动，从而使硬质平板倾斜。
7.本发明提供的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置，还可以具有这样的特征，还包括信息采集模块，设置在硬质平板上，与微处理器电连接，用于采集瑞士球在硬质平板上的压力数据。
8.本发明提供的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置，还可以具有这样
的特征，其中，信息采集模块为平面压力传感阵列，平面压力传感阵列包含多个压力传感器，从而采集多点压力信息，多个压力传感器均匀铺设在硬质平板平面上。
9.本发明提供的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置，还可以具有这样的特征，其中，微处理器通过信息采集模块采集的压力数据，计算得到瑞士球的相对位置并实时计算位置变化量。位置变化量为瑞士球偏离初始位置的位移量。
10.本发明提供的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置，还可以具有这样的特征，还包括扬声器，与微处理器电连接，用于将瑞士球的位置变化量实时反馈给使用者。
11.本发明提供的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置，还可以具有这样的特征，还包括遥控器，与微处理器通讯连接，用于使用者发出控制指令，包括开关按钮、音量调节以及训练模式切换按钮。
12.本发明提供的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置，还可以具有这样的特征，还包括供电模块，与驱动电机、微处理器、信号采集模块以及扬声器电连接，用于发挥供电作用。
13.发明作用与效果
14.根据本发明的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置，包括瑞士球；可倾斜平面模块，用于承托瑞士球，包括硬质平板和四个分别设置在硬质平板四角下方的升降单元；以及微处理器，与升降单元电连接，用于控制升降单元进行升降从而使硬质平板倾斜。其中，升降单元包括电动推杆和驱动电机。
15.本发明的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置具备水下干扰模拟功能，为瑞士球配置多自由度运动硬质平板，通过硬质平板运动向瑞士球施加主动干扰，需要使用者通过核心肌群协调才可保持稳定，可以充分模拟潜水员在水下所受的水流干扰，训练潜水员面对干扰时的核心肌群协同运动能力及反应速度。本发明的装置可显著提升核心肌群训练的精细度和针对性。
附图说明
16.图1是本发明的实施例中具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置的示意图；
17.图2是本发明的实施例中可倾斜平面模块的侧视图；以及
18.图3是本发明的实施例中具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置的工作流程图。
具体实施方式
19.以下结合附图以及实施例来说明本发明的具体实施方式。
20.本实施例提供一种具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置100。
21.图1是本实施例中具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置的示意图。
22.如图1所示，具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置100包括瑞士球10、可倾斜平面模块20、微处理器30、信息采集模块40、扬声器50、遥控器(图中未示出)以及供电模块(图中未示出)。
23.图2使本实施例中可倾斜平面模块的侧视图。
24.如图2所示，可倾斜平面模块20包括硬质平板21和四个升降单元22。升降单元22包括电动推杆221和驱动电机(图中未示出)。
25.四个电动推杆221分别设置在硬质平板21的四角下方。
26.电动推杆221包括套设在一起的第一套筒2211和第二套筒2212。第一套筒2211设置在地面上，第二套筒2212的上端与硬质平板21铰链连接，且与驱动电机电连接。
27.驱动电机驱动第二套筒2212相对于第一套筒2211进行上下运动，从而使硬质平板21倾斜。
28.当各个电动推杆221的伸缩量不同时硬质平板21可产生倾斜，硬质平板21的倾斜角度由各个电动推杆221的伸缩量决定，电动推杆221由微处理器通过驱动电机进行控制，电动推杆221的伸缩量通过内置位移传感器反馈给微处理器30。
29.微处理器30为i76700k芯片，与驱动电机电连接，用于控制驱动电机工作使得第二套筒2212进行升降，从而使硬质平板21倾斜。
30.信息采集模块40为平面压力传感阵列，平面压力传感阵列包含多个压力传感器，从而采集多点压力信息，多个压力传感器均匀铺设在硬质平板21平面上。
31.本实施例的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置在使用前，瑞士球21相对压力传感阵列具备一个初始位置，使用过程中，使用者操控瑞士球21时该位置会发生变化，位置变化量代表瑞士球21偏离初始位置的程度。
32.瑞士球21在运动时与多个压力传感器产生接触，压力传感器可采集接触点的接触力，接触点的受力显著高于非接触点。微处理器30通过信息采集模块40采集的压力数据，计算得到瑞士球10的相对位置并实时计算位置变化量。
33.扬声器50与微处理器30电连接，在微处理器30的控制下，可实时播报瑞士球的位置变化量。
34.遥控器与微处理器30通讯连接，用于使用者发出控制指令，包括开关按钮、音量调节以及训练模式切换按钮。
35.使用者可通过遥控器的开关按钮开启或结束训练过程，也可通过音量调节调节扬声器音量，同时可通过训练模式切换按钮调节训练难度和干扰强度。
36.供电模块为蓄电池，与驱动电机、微处理器30、信号采集模块40以及扬声器50电连接，用于发挥供电作用。
37.图3是本实施例中具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置的工作流程图。
38.如图3所示，本实施例的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置100具有三个工作模式：
39.(1)常规模式
40.硬质平板21不发生倾斜，当训练装置监测到瑞士球21位置偏移时，通过扬声器40播报位置偏移量。工作过程如下：
41.步骤s1，使用者首先将瑞士球10置于硬质平板21上，并调整好训练姿态，利用遥控器将装置进行初始化并设定扬声器40的播报音量和播报频率。
42.步骤s2，利用遥控器设定常规训练模式。
43.步骤s3，信息采集模块20读取压力传感器阵列的压力数据，微处理器30通过压力数据计算瑞士球10的初始位置，将初始位置传送给扬声器并播报。
44.步骤s4，使用者接收到初始位置信息后开始常规训练。
45.步骤s5，信息采集模块20读取压力传感器阵列的压力数据，微处理器30通过压力数据计算瑞士球10的实时位置，将实时位置信息传送给扬声器并播报。
46.步骤s6，扬声器40实时播报瑞士球10位置变化量，使用者根据扬声器40的反馈信息调整瑞士球10位置，达到常规训练效果。
47.(2)增强模式
48.硬质平板21的倾斜角度和方向为固定值。四个电动推杆221进行伸缩，导致硬质平板21产生倾斜，倾斜角度和方向可通过遥控器设定。当训练装置监测到瑞士球21位置偏移时，通过扬声器40播报位置偏移量。工作过程如下：
49.步骤s1，使用者首先将瑞士球10置于硬质平板21上，并调整好训练姿态，利用遥控器将装置进行初始化并设定扬声器40的播报音量和播报频率。
50.步骤s2，利用遥控器设定增强训练模式。
51.步骤s3，利用遥控器设定训练强度，微处理器获得各个电动推杆221的伸缩量与硬质平板21的倾斜方向及倾斜量的关系，并计算增强模式下电动推杆221的伸缩量。计算完毕以后，遥控器发出指令，信息采集模块20读取压力传感器阵列的压力数据，微处理器30通过压力数据计算瑞士球10的初始位置，将初始位置传送给扬声器并播报。
52.步骤s4，微处理器30根据指定训练强度，控制驱动电机使得电动推杆221伸缩到固定量，从而使硬质平板21达到指定的倾斜角度和方向，使用者进行增强训练。
53.步骤s5，信息采集模块20读取压力传感器阵列的压力数据，微处理器30通过压力数据计算瑞士球10的实时位置，将实时位置信息传送给扬声器并播报。
54.步骤s6，扬声器40实时播报瑞士球10位置变化量，使用者根据扬声器40的反馈信息调整瑞士球10位置，达到常规训练效果。
55.(3)扰动模式
56.硬质平板21的倾斜角度和方向按照一定规律变化且变化规律可调。四个电动推杆221进行伸缩，导致硬质平板21的倾斜方向和角度按一定规律变化，变化规律通过遥控器设定。工作过程如下：
57.步骤s1，使用者首先将瑞士球10置于硬质平板21上，并调整好训练姿态，利用遥控器将装置进行初始化并设定扬声器40的播报音量和播报频率。
58.步骤s2，利用遥控器设定扰动训练模式。
59.步骤s3，利用遥控器设定扰动强度，微处理器获得各个电动推杆221的伸缩量与硬质平板21的倾斜方向及倾斜量的关系，并计算扰动模式下电动推杆221的伸缩量的变化规律。计算完毕以后，遥控器发出指令，信息采集模块20读取压力传感器阵列的压力数据，微处理器30通过压力数据计算瑞士球10的初始位置，将初始位置传送给扬声器并播报。
60.步骤s4，微处理器30根据指定扰动训练强度，控制驱动电机使得电动推杆221的伸缩量按照固定规律变化，从而使硬质平板21的倾斜指定角度和方向按照一定规律变化，使用者进行扰动训练。
61.步骤s5，信息采集模块20读取压力传感器阵列的压力数据，微处理器30通过压力
数据计算瑞士球10的实时位置，将实时位置信息传送给扬声器并播报。
62.步骤s6，扬声器40实时播报瑞士球10位置变化量，使用者根据扬声器40的反馈信息调整瑞士球10位置，达到常规训练效果。
63.实施例作用与效果
64.本实施例的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置，包括瑞士球；可倾斜平面模块，用于承托瑞士球，包括硬质平板和四个分别设置在硬质平板四角下方的升降单元；以及微处理器，与升降单元电连接，用于控制升降单元进行升降从而使硬质平板倾斜。其中，升降单元包括电动推杆和驱动电机。
65.本实施例的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置具备水下干扰模拟功能，为瑞士球配置多自由度运动平板，通过平板运动向瑞士球施加主动干扰，干扰频率和幅度可控，需要使用者通过核心肌群协调才可保持稳定，可以充分模拟潜水员在水下所受的水流干扰，训练潜水员面对干扰时的核心肌群协同运动能力及反应速度。本发明的装置可显著提升核心肌群训练的精细度和针对性。
66.此外，多个电动推杆分别配有各自的驱动电机，使得每个电动推杆可以进行自由伸缩，可使瑞士球下的平面产生一定的倾斜角度，增加使用者控制瑞士球的难度，通过倾角不同调节训练强度。并且通过微处理器的控制还可以使得硬质平板的倾斜角度实时变化，提高瑞士球的不稳定性，模拟潜水员在水中受到的水流干扰，训练潜水员面对干扰时的核心肌群协同运动能力及反应速度。
67.此外，本实施例的具备干扰模拟功能的潜水员用核心肌群训练装置具备训练状态实时反馈功能，微处理器通过信息采集模块对瑞士球的姿态进行实时监测，铺设在硬质平板平面上的多个压力传感器提高了瑞士球位置的检测精度。
68.此外，扬声器的设置可对瑞士球的位置偏差或波动进行语音提醒，利用误差放大效应增强使用者的动作稳定性，提升核心肌群功能强度，通过人体感知反馈循环提升干扰敏感性，强化瑞士球训练效果。
69.此外，遥控器为使用者提供了一个对本实施例的装置的简洁友好的控制方式，提高了训练便捷性。