一种武术练习站桩用安全防护设备

本发明涉及安全防护设备，具体涉及一种武术练习站桩用安全防护设备。

背景技术：

1、武术练习站桩是通过站在桩上静止不动或进行相应动作来练习身体姿势、提高身体平衡、协调性和柔韧性，武术练习站桩对站桩者的双脚、双手、膝盖、肩和头部等都具有姿势要求，站桩过程中需要站桩者保持放松静止不动，有利于气血调节和充分调动身体自我免疫能力。

2、针对站桩过程中，站桩者可能会因为长时间站立导致重心不稳摔倒时身体后仰，双脚腾空，从而对头部、肌肉、关节等造成伤害，现有的安全防护设备为防止站桩者由于姿势不规范或长时间站立重心不稳而摔倒造成的身体损伤，一部分采取在武术练习站桩场地放置足够厚度的软垫进行摔倒后的缓冲防护,但在厚且软的垫子上进行站桩训练容易使身体重心不稳，从而增加摔倒的可能性并影响站桩的效果,还有一部分采取在练习者的头部，腰部周围戴上护具，以防止头部和腰部撞击而导致意外伤害，但护具使站桩者部分身体活动受限，从而导致站桩姿势不规范而影响武术练习站桩的效果，且对于未佩戴护具的身体部位并不能发挥保护作用。

3、鉴于以上情况，为了克服上述技术问题，本发明设计了一种武术练习站桩用安全防护设备，解决了上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明所要实现的技术目的是：安全防护设备可以通过设置站桩者脚部受力点直接检测站桩者的运动状态和规范站桩者脚部姿势，从而避免身体由于佩戴护具而影响站桩效果的同时，减小了由于脚部站桩动作不规范而造成的重心不稳后身体后仰摔倒的可能性，并且当站桩者由于重心不稳，身体后仰，双脚腾空摔倒时，能够立刻启动释放保护设备，缓冲自身重力，防止站桩过程中由于站桩者摔倒的冲击力对头部、肌肉和关节等造成伤害。

2、为了实现上述技术目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供的一种武术练习站桩用安全防护设备，包括站桩台、加速度传感器和气囊，所述站桩台水平放置在地面上，所述加速度传感器安装在站桩台的上面，加速度传感器用来检测摔倒时两脚同时离地的状态，所述气囊安装在所述站桩台的内部，当站桩者摔倒双脚同时离地，矫正按压机构和旋转启动机构使得储存气囊的电路立即通电，释放气囊缓冲摔倒时的重力，还包括矫正按压机构和旋转启动机构，所述矫正按压机构固定安装在所述站桩台的内部，所述旋转启动机构安装在所述矫正按压机构的一侧，矫正按压机构中的脚掌柱受到站桩者的重力带动下旋件向下运动，下旋件上的转动销在限位套筒的限制作用下，齿条做向下与传动齿轮啮合的旋转运动，双脚同时离地使得脚掌柱同时上升，旋转启动机构在传动齿轮的同步运动下带动做传动蜗轮传动蜗杆单向传动，联动杆被同时运动的传动蜗轮带动转动，联动杆的转动转换为旋转开关的旋转通电，安全防护设备通电气囊迅速充气弹出，从而当一个人摔倒时，形成一个柔软的保护层，从而减缓了身体的撞击速度，并吸收了部分冲击能量，这使得身体受到的冲击力和压力得到分散和减轻，减少了受伤的可能性。

4、所述矫正按压机构包括矫正层、脚掌柱、下旋件、齿条、转动销、限位套筒和弹簧块，所述矫正层固定且对称平行的安装在所述站桩台的上端，对称且平行的安装方式，使得站桩者的双脚竖直分开，避免出现严重的内八和外八，导致站桩姿势不规范，影响站桩的效果，安装在所述站桩台的上端，所述脚掌柱滑动安装在矫正层的内部，所述下旋件转动安装在所述脚掌柱的下端，所述齿条固定安装在所述下旋件上端的一侧，所述转动销固定安装在所述下旋件的中间位置，所述限位套筒固定安装在所述齿条的下方，限位套筒与齿条的初始状态的间隔距离与脚掌柱的最大位移量相等，使得齿条的运动不被限位套筒阻碍，所述弹簧块滑动安装在所述限位套筒的内部，所述脚掌柱的竖直运动通过限位套筒转换为所述下旋件的旋转运动，所述齿条和所转动销的运动轨迹为定轴运动，所述下旋件可绕所述弹簧块做同轴转动，所述矫正层的形状为矩形凹槽状，矩形的凹槽状使得站桩者的双脚摆放角度受限，避免因姿势不规范，影响站桩的效果和造成摔倒。

5、所述矫正层包括稳定垫和掌块槽，所述稳定垫安装在所述矫正层的上端，所述掌块槽开设在矫正层的内部，所述稳定垫的形状为波浪形，波浪形的设计使站桩者踩下脚底垫时，波浪形状的凸起点会逐渐倒向侧面，从而减轻脚部接触地面时产生的冲击力，有助于减少脚、膝和骨骼的受压力，降低受伤风险，且由于波浪形的凸起和凹陷的设计，可以帮助脚部更好地贴合脚底弧度，提供额外的支撑和稳定性，从而减少长时间站立脚部滑动和扭转的可能性，降低扭伤和失衡的风险。

6、所述脚掌柱的形状为扇形，扇形设计更贴近脚前掌的形状，使得站桩者脚前掌作为站桩时的受力点，符合站桩的姿势规范，且脚前掌受力提高了身体的稳定性，脚掌柱的上表面安装有防滑纹，所述防滑纹为不规则形状的凸纹，不规则的凸纹设计增加了脚掌柱与站桩者脚掌的摩擦，使得站桩者站立更稳定的同时，减小了矫正按压机构传动过程中的横向动能损失。

7、所述齿条的形状为“l”形，“l”形的设计使得齿条与下旋件固定连接之间存在一定的间隙，从而不会在运动的过程中被固定的限位套筒影响，齿条与所述转动销水平方向上的夹角为90°，90°度角的限制使得转动销由限位套筒的一侧转到另一侧时，齿条转动刚好能与固定在矫正按压机构另一侧的旋转启动机构配合，从而使得矫正按压机构与旋转启动机构联动，共同实现安全防护设备的防护功能。

8、所述限位套筒包括下旋滑轨、上直滑轨和上旋滑轨，所述下旋滑轨开设在所述限位套筒上方的一侧，所述上直滑轨竖直的一端开设有下旋滑轨的一端，上直滑轨的另一端开设有所述上旋滑轨的一端，所述上旋滑轨的另一端开设有所述下旋滑轨的另一端，所述下旋滑轨的斜率大于所述上旋滑轨的斜率，因为上旋滑轨和下旋滑轨水平方向弧度一致，但是下旋滑轨竖直方向上的高度值大于上旋滑轨竖直方向上的高度值，下旋滑轨竖直方向上的高度值等于上直滑轨与上旋滑轨的高度值之和，因为下旋滑轨竖直方向的高度值为小旋件向下运动的最大位移量，上直滑轨和上旋滑轨为矫正按压结构中上旋件向上复位的轨迹路线，所以高度相等，限位套筒上各滑轨的设计使得脚掌柱施加的竖直方向上的力转变为齿条的旋转运动，从而带动旋转启动机构旋转通电释放气囊，从而实现安全防护。

9、所述旋转启动机构包括传动齿轮、传动蜗杆、传动蜗轮、伸缩杆、联动杆和旋转开关，所述传动齿轮转动安装在所述站桩台的内部，所述传动蜗杆卡接在所述传动齿轮的中心轴位置，使得传动齿轮和传动蜗杆同轴转动，所述传动蜗轮啮合安装在所述传动蜗杆的下方，所述伸缩杆的一端固定安装在所述传动蜗轮的中心轴位置，伸缩杆的另一端转动安装有所述联动杆的一端，伸缩杆在拉伸时与联动杆始终保持转动连接，伸缩杆收缩时与联动杆保证固定卡接，所述旋转开关转动安装在所述联动杆的中间位置，所述传动蜗轮同时转动带动联动杆同向转动，所述联动杆上安装有导电片，所述导电片绕所述旋转开关的中心轴转动。

10、所述传动齿轮与齿条的运动角度被限制为0-180°范围内，下旋件在限位套筒的限制作用下带动齿条进行定轴偏转，初始状态，传动齿轮与齿条角度为180°保证了下旋件在限位套筒的限制下，竖直方向上的位移量，因为转动销与齿条的旋转角度为90°，所以转动销与传动齿轮转动角度为90°，转动销在下旋滑轨内滑动的全过程转动了0-180°，因此齿条被带动转动了0-180°齿条传动齿轮与齿条水平方向上夹角为0°时为啮合状态，因为传动齿轮的安装高度低于齿条的初始安装高度，只有下旋件在转动销的带动下，齿条随之向下转动到与传动齿轮夹角为0°时，齿条旋转到与传动齿轮在同一高度发生啮合，反之齿条因为旋转与传动齿轮发生角度偏移，所以齿条始终在传动齿轮的斜上方转动，传动齿轮和齿条的角度配合，使得矫正按压机构与旋转启动机构相互连接，增加了设备的联动性。

11、所述伸缩杆的侧面环形阵列安装有卡接口，环形阵列的卡接口使得伸缩杆拉伸时，传动齿轮的中心轴与联动杆的卡接更牢固稳定，所述卡接口为等腰梯形，等腰梯形的卡接口设计使得两个轴可以通过两个斜边实现平滑的分离和连接过程，且等腰梯形的多边形状连接减小了轴之间的偏差和运动的不稳定性，可有效减少振动和噪音，伸缩杆和卡接口使得两个传动齿轮可以在站桩者正常站桩或离开时，两个传动齿轮分别运动，伸缩杆拉伸，卡接口分离，站桩者摔倒时双脚离地，两个传动蜗轮同时转动，拉伸杆收缩，卡接口连接，联动杆转动，从而使得旋转启动机构运作释放气囊，对摔倒者进行缓冲保护。

12、所述旋转开关内开设有通电腔，所述通电腔竖直方向的截面形状为圆弧，圆弧形的通电腔可与联动杆的圆柱侧面配合且结构简单易于维护，通电腔的大小与所述导电片相配合，联动杆的旋转带动导电片的转动，导电片旋转进入通电腔内使得气囊通电释放。

13、本发明的有益效果如下：

14、1.本发明设置矫正按压机构和旋转启动机构，可以通过设置站桩者脚部受力点直接检测站桩者的运动状态和规范站桩者脚部姿势，从而在保证站桩者站桩效果的同时降低站桩者摔倒的可能性，当站桩者重心不稳双脚腾空摔倒时立刻释放气囊缓冲自身重力，防止站桩过程中身体因为重心不稳，身体后仰，脚掌腾空造成的头部、肌肉和关节的损伤。

15、2.本发明通过矫正按压机构中波浪形的稳定垫凸起和凹陷的设计，可以帮助脚部更好地贴合脚底弧度，提供额外的支撑和稳定性，从而减少长时间站立脚部滑动和扭转的可能性，扇形脚掌柱的设计规范了站桩者站桩时的脚部受力点，凸起的防滑纹增加了站桩者的脚部摩擦，从而在保证站桩效果的同时，降低站桩者摔倒的可能性。

16、3.本发明通过旋转启动机构中的传动齿轮与矫正按压机构联动，当站桩者双脚腾空发生摔倒后，两个传动齿轮同时转动带动传动蜗杆传动蜗轮同时转动，从而联动杆转动释放安全防护气囊缓冲摔倒带来的冲击力，从而防止直接摔倒造成的身体伤害。