一种用于体育教学的多功能体能训练装置

本发明涉及体育训练设备的，尤其涉及一种用于体育教学的多功能体能训练装置。

背景技术：

1、在体育教学中体能训练是十分必要的，尤其是提升肩关节的力量、稳定性和爆发力构成了一些运动技巧的关键部分，这种情况下一般会使用包括哑铃、壶铃、杠铃、负重袋等体育器械，但是锻炼效率并不高，而目前健身房内流行一种将杠铃一端铰接在支架上并能够上下摆动的地雷杠器械，该器械能用于各种各样的训练中，包括但不限于推举、深蹲、箭步蹲、硬拉和划船，训练过程中调动的肌肉较多，锻炼效率相对较高，主要训练姿势有站姿推举、半跪姿式推举、全跪姿式推举、坐姿式推举等。而我们研究后发现，由于该种器械刚刚兴起，使用范围较小，相关技术并不完善，该器械存在以下问题：其一，支架一般采用固定框架式结构，占地面积大，该固定框架式结构一般是用来进行引体向上、推拉等动作训练，并非专门用于地雷杠，容易在他人在固定框架式结构上进行训练时产生误伤，安全性差，同时由于校内体育教学时学院人数多，而难以满足使用需求；其二，地雷杠的杆体与支架一般采用铰接的方式，仅能够上下摆动，后期难以增加左右摆动以适应性地提高训练难度；其三，地雷杠训练过程中存在较大风险，尤其是多人使用时，容易因为教练难以全时段看护而使得有人过度动作而拉伤。

技术实现思路

1、针对以上现有存在的问题，本发明提供一种用于体育教学的多功能体能训练装置，改进了单根地雷杠的体能训练结构，多根地雷杠能够同时使用，有助于体育教学过程中多人同时进行体能训练，并将单一的上下铰接改为万向连接，训练方式更加多样，尤其是引入陀螺仪作为检测端，喇叭作为响应段，及时对学员进行提醒。

2、本发明的技术方案在于：

3、本发明提供一种用于体育教学的多功能体能训练装置，包括支架、杆体和配重轮，所述支架上铰接有杆体，所述杆体远离支架的端部设有若干个配重轮，所述支架包括底盘、中心立柱、加强腿、下连杆、万向节结构、可调节限位结构、收纳臂、陀螺仪和控制器，所述底盘的中央设有竖直向上延伸的中心立柱，所述底盘上绕着中心立柱均布设有若干个用于伸展开加强底盘稳定性的加强腿，所述中心立柱的底部均布设有若干个下连杆，所述下连杆远离中心立柱的端部设有万向节结构，所述万向节结构远离中心立柱的端部设有向着远离中心立柱的方向延伸的杆体，所述下连杆上设有用于调节万向节结构的可调节限位结构，所述可调节限位结构在靠向万向节结构的状态下用于限制杆体仅能够相对中心立柱上下摆动，所述可调节限位结构在远离万向节结构的状态下用于杆体能够相对中心立柱上下摆动和左右摆动，而所述中心立柱的上部均布设有若干个用于将杆体竖直摆动靠向中心立柱收纳起来的收纳臂，所述杆体上设有用于检测杆体摆动方向和幅度的陀螺仪，所述陀螺仪与底盘上的控制器电性连接，所述控制器还与底盘上的喇叭电性连接。

4、进一步地，所述万向节结构包括第一u形块、第二u形块、中心连块、水平转轴和竖直转轴，所述第一u形块和第二u形块分别呈u字形块状结构，所述第一u形块豁口朝向远离中心立柱的方向且豁口左右贯通，所述第一u形块远离中心立柱的端部嵌入有中心连块，所述第一u形块和中心连块通过竖直延伸的竖直转轴铰接在一起，所述中心连块远离第一u形块的端部通过水平延伸的水平转轴与第二u形块铰接在一起，所述第二u形块豁口朝向中心立柱且豁口上下贯通，所述第一u形块和第二u形块的相向端分别与下连杆和杆体连接在一起。

5、进一步地，所述可调节限位结构包括限位套和限位螺栓，所述限位套呈u字形块状结构且豁口朝向远离中心立柱的方向，所述限位套的豁口上下贯通且左右螺纹贯穿有限位螺栓，所述限位套水平嵌套在下连杆上并能够沿着下连杆水平移动，所述限位套的能够嵌套在第一u形块和中心连块上，所述限位套不与第二u形块接触。

6、进一步地，所述第二u形块远离中心连块的部分设有螺接管，所述螺接管螺纹嵌入在杆体靠近中心立柱的端部，所述陀螺仪可拆卸地设置在螺接管处于杆体内的端部中央。

7、进一步地，所述杆体包括手柄、连接管、第一挡板和第二挡板，所述连接管靠向中心立柱的端部设置在第二u形块上且远离中心立柱的端部的外圆周壁面上设有第一挡板，所述连接管远离中心立柱的端部螺纹嵌入有手柄，所述手柄上嵌套有若干个配重轮，所述手柄的外圆周壁面上设有第二挡板，所述配重轮处于第二挡板与第二挡板之间。

8、进一步地，所述加强腿包括辅助杆、支撑立柱、锁压螺栓、限位板、第一转轴、中心立柱和铰接块，所述底盘上绕着中心立柱均布设有若干个铰接块，所述铰接块上嵌套有辅助杆，所述辅助杆远离中心立柱的端部设有竖直延伸并与地面接触的支撑立柱，所述辅助杆通过第一转轴与铰接块铰接在一起并能够相对铰接块上下摆动，所述辅助杆压靠在底盘上的状态下底盘上在辅助杆的两侧分别设置有限位板，对应同一个辅助杆的两个限位板的上侧之间螺纹贯穿有锁压螺栓，所述锁压螺栓与压靠在底盘上的状态下的辅助杆的上侧接触。

9、进一步地，所述底盘上对应限位通道的部分上竖直贯穿有通孔，在辅助杆处于收纳状态下手柄带着配重轮插入通孔固定住。

10、进一步地，所述中心立柱上设有用于对应卡扣辅助杆的卡槽。

11、进一步地，所述中心立柱上对应杆体设有若干个传感座，所述传感座远离中心立柱的端面上分别设有激光测距传感器和红外传感器，所述激光测距传感器处于红外传感器的下方，所述激光测距传感器正对处于压靠在地面状态下的配重轮的相对面上侧。

12、进一步地，所述收纳臂包括夹块、横向螺栓和上连杆，所述中心立柱的上部对应杆体设有水平延伸的上连杆，所述上连杆远离中心立柱的端部设有夹块，所述夹块呈u字形块状结构且豁口上下贯通，所述夹块远离中心立柱的端部横向贯穿有横向螺栓，所述横向螺栓用于将嵌入在夹块内的杆体封闭限制住而收纳起来。

13、本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具体的积极有益效果为：

14、1、本发明改进了现有地雷杠的支架结构，设计了一个专用支架，且为了使用时的稳定性以及提升使用者数量，特别将该支架设计成了底盘中央竖立中心立柱、多个杆体绕着中心立柱均匀分布的结构。

15、2、本发明考虑到体育教学时体能训练一般会在学校操场进行，需要将器械从器械室转移到操场，并在使用完成后转移回器械室，而非像健身房内那样将器械放在固定位置，在底盘上设置了可锁紧的万向轮，同时为了方便挪移，将杆体和底盘分别设计了收纳结构，也就是为了底盘稳定性，底盘的边沿并非与杆体伸展开时最远离中心立柱的端部重合，而是在底盘上设计了能够翻折收纳到中心立柱上的加强腿结构，而杆体也能够收纳到中心立柱上，这样都收纳起来后，整个装置的重心就在底盘中央的正上方，同时为了降低整体重心，将配重轮通过手柄插在底盘上，有效提高了整个装置的移动稳定性。

16、3、本发明考虑到后期训练难度的升级需要，特别将杆体与中心立柱之间的连接改为能够由可调节限位结构控制的万向节结构，使得可调节限位结构锁住万向节结构时，也就是限位套套在第一u形块和中心连块上，限位套的限位螺栓横向插入第一u形块的豁口时，杆体仅能够相对中心立柱上下翻转，满足了对一般地雷杠的训练需求，而在可调节限位结构未锁住万向节结构时，也就是限位套带着限位螺栓远离第一u形块时，杆体能够相对中心立柱上下翻转和左右翻转，杆体能够在中心立柱前产生一个圆锥形摆动轨迹。

17、4、本发明引入陀螺仪作为检测端，喇叭作为响应段，控制器通过接收陀螺仪的翻转方向和翻转幅度的变化，根据内置指令判断出杆体所处位置，当确认相邻两个杆体可能发生碰撞或交错时，能够及时通过喇叭发出语音对学员进行提醒。

18、5、本发明引入激光测距传感器和红外传感器，控制器与激光测距传感器和红外传感器分别电性连接并接收激光测距传感器和红外传感器的一定检测频率下产生的检测数据，根据内置指令结合红外传感器的检测数据判断对应的杆体是否有人在使用，以及根据内置指令结合激光测距传感器的检测数据来复查陀螺仪的检测数据是否准确，提高了使用安全性。