陆上蛙泳学习机

摘要

本发明公开一种陆上蛙泳学习机，包括上肢运动机构、躯干运动机构和下肢运动机构；上肢运动机构包括上肢轨道、划水滑块总成、电机感应开关和下肢止位器感应开关；划水滑块总成沿上肢轨道滑行至划水状态起始位置，电机感应开关发出信号控制躯干运动机构动作；滑行至上肢收手臂位置，下肢止位器感应开关发出信号控制下肢运动机构完成一次蹬腿动作；下肢运动机构包括下肢轨道、蹬腿滑块总成、足部系留板、第一连接件和下肢止位器；第一连接件柔性连接蹬腿滑块总成和足部系留板；蹬腿滑块总成沿下肢轨道滑行至下肢收腿位置，下肢止位器接收下肢止位器感应开关的信号，通过或阻止滑动。本发明保证蛙泳动作姿势的标准性及动作时间的协调性。

权利要求

1.陆上蛙泳学习机，包括上肢运动机构、躯干运动机构和下肢运动机构，其特征在于，上肢运动机构，包括上肢轨道、划水滑块总成、电机感应开关和下肢止位器感应开关；

划水滑块总成沿上肢轨道滑行，在上肢划水状态起始位置处，上肢轨道设置电机感应开关，控制所述躯干运动机构动作；在上肢收手臂位置处，上肢轨道设置下肢止位器感应开关，控制下肢运动机构能够完成一次完整的收腿蹬腿动作；其中，上肢划水状态起始位置位于上肢与下肢伸直成一条线时左右手的外侧；

下肢运动机构，包括下肢轨道、蹬腿滑块总成、足部系留板、第一连接件和下肢止位器；

蹬腿滑块总成沿下肢轨道滑行，第一连接件柔性连接蹬腿滑块总成和足部系留板；在下肢收腿位置处，下肢轨道设置下肢止位器，下肢止位器接收下肢止位器感应开关的信号，通过或阻止蹬腿滑块总成滑动，用于避免不适时机的收腿动作；

所述第一连接件为钢丝绳；所述上肢轨道和所述下肢轨道的轨道形状根据三维软件建立蛙泳的手腕和脚腕的运动轨迹模型，经过运动仿真和实验确定。

2.如权利要求1所述的陆上蛙泳学习机，其特征在于，所述划水滑块总成包括若干轮子、滑块板、十字轴和翻动板，所述上肢轨道为U型槽；

滑块板上板面设置一对间隔设置的第二连接件，翻动板的下板面设置一对间隔设置的第三连接件，十字轴分别贯穿第二连接件和第三连接件上的轴孔从而转动连接滑块板和翻动板，若干轮子设置在滑块板的下板面，在所述上肢轨道的U型槽内运行。

3.如权利要求2所述的陆上蛙泳学习机，其特征在于，所述轮子为万向轮或万向球。

4.如权利要求1所述的陆上蛙泳学习机，其特征在于，所述蹬腿滑块总成包括一对同一轴线并行设置的导轮、一对导轮连接板、第一轴、第二轴、第三轴、带轴承安装座的装衬垫件和轴承；

导轮连接板上设置上轴孔和下轴孔，所述一对导轮连接板分别放置在所述一对同一轴线并行设置的导轮的两侧，第一轴和第二轴分别通过导轮连接板的上轴孔和贴近导轮连接板的导轮的中心轴孔进行连接；置于所述一对导轮连接板之间的所述装衬垫件上设置一通孔，第三轴通过所述一对导轮连接板的下轴孔和所述通孔进行紧固连接；

所述轴承通过所述轴承安装座安装于所述装衬垫件，所述轴承连接所述第一连接件一端，所述第一连接件的另一端连接所述足部系留板；

所述下肢轨道为与所述导轮相配合的双轨道；

所述双轨道之间设置吊装部，用以悬空吊装下肢轨道，使所述足部系留板在所述下肢轨道的下方运动。

5.如权利要求1所述的陆上蛙泳学习机，其特征在于，

所述躯干运动机构，包括承托台板、铰链、翘动板、电机、偏心轮和第四连接件，承托台板固定在台架上，承托台板通过铰链连接翘动板的一端，翘动板的另一端通过所述第四连接件与偏心轮连接，电机接收所述电机感应开关的信号驱动偏心轮带动翘动板上下活动，模拟蛙泳躯干在水面上下起伏的换气动作。

6.如权利要求1所述的陆上蛙泳学习机，其特征在于，

所述躯干运动机构，包括电机、伸缩杆和躯干支撑板；三者顺序连接，电机驱动伸缩杆带动躯干支撑板上下活动，模拟蛙泳躯干在水面上下起伏的换气动作。

7.如权利要求5所述的陆上蛙泳学习机，其特征在于，所述划水滑块总成依上肢划水动作从上肢划水状态起始位置滑到上肢伸直位置的过程中，所述电机驱动所述偏心轮旋转

360°一次，带动翘动板顺序从低至高，再从高至低运动一次，所述电机停机。

8.如权利要求5-7中任一权利要求所述的陆上蛙泳学习机，其特征在于，所述电机为可调速电机。

说明书

陆上蛙泳学习机

技术领域

[0001] 本发明涉及健身器技术领域，尤其涉及一种陆上蛙泳学习机。

背景技术

[0002] 蛙泳是游泳初学者的学习项目。人工教学蛙泳时，由于学习动作的标准性及动作时间的协调性难以在短时间内完全掌握，学习期间特别容易呛水，延长初学者的学习时间，或者造成初学者恐惧心理，放弃学习游泳，费时失事。

[0003] 除了人工教学蛙泳，现有技术的一种游泳学习机，是陆上的柱子连接的配有安全带的吊篮，吊篮固定在人的胸部，把人吊起悬浮在水中，手脚在水中模拟各种游泳动作。该技术方案的缺点是虽然保证了人不至于呛水，但是手脚游泳姿势的标准性正确与否不能快速反馈给自己，从而和人工教学一样，并不能得到有效快速地改善。

[0004] 现有技术的另一种蛙泳学习机，包括着装部和动力转换系统，所述着装部将所述动力转换系统固定在使用者身上，使用者通过蹬腿收腿动作将机械能转化为旋转动力，驱动着装部上连着的螺旋桨，给使用者使用前进动力。该技术方案仅仅与动力系统连接的定位销限制蹬腿收腿动作而达到引导规范使用者的游泳姿势，但是，该技术方案只是对蹬腿收腿动作的校正，初学者在伸臂和收臂动作，与蹬腿收腿动作之间动作时间的协调性上，并没有解决的方案。

发明内容

[0005] 本发明提供一种陆上蛙泳学习机，解决了现有蛙泳模拟训练设备无法保证蛙泳技术动作的标准性及动作时间的协调性问题。

[0006] 本发明提采用的技术方案是：陆上蛙泳学习机，包括上肢运动机构、躯干运动机构和下肢运动机构，其特征在于，

[0007] 上肢运动机构，包括上肢轨道、划水滑块总成、电机感应开关和下肢止位器感应开关；划水滑块总成沿上肢轨道滑行，在上肢划水状态起始位置处，上肢轨道设置电机感应开关，控制所述躯干运动机构动作；在上肢收手臂位置处，上肢轨道设置下肢止位器感应开关，控制下肢运动机构能够完成一次完整的收腿蹬腿动作；其中，上肢划水状态起始位置位于上肢与下肢伸直成一条线时左右手的外侧；

[0008] 下肢运动机构，包括下肢轨道、蹬腿滑块总成、足部系留板、第一连接件和下肢止位器；蹬腿滑块总成沿下肢轨道滑行，第一连接件柔性连接蹬腿滑块总成和足部系留板；在下肢收腿位置处，下肢轨道设置下肢止位器，下肢止位器接收下肢止位器感应开关的信号，通过或阻止蹬腿滑块总成滑动，用于避免不适时机的收腿动作；

[0009] 所述第一连接件为钢丝绳；所述上肢轨道和所述下肢轨道的轨道形状根据三维软件建立蛙泳的手腕和脚腕的运动轨迹模型，经过运动仿真和实验确定。

[0010] 本方案通过电机感应开关和下肢止位器感应开关来规范上肢和下肢蛙泳动作时间的协调性，通过上肢轨道和下肢轨道来规范蛙泳动作姿势的标准型。所述第一连接件为钢丝绳，钢丝绳有一定的硬度可以支撑所述足部系留板，也有一定的韧性来防止蹬腿动作时扭伤脚。所述上肢轨道和所述下肢轨道的轨道形状根据三维软件建立蛙泳的手腕和脚腕的运动轨迹模型，经过运动仿真和实验确定，轨道形状符合人体工程学从而对初学者姿势标准性的矫正更加准确。

[0011] 作为上述方案的改进，所述划水滑块总成包括若干轮子、滑块板、十字轴和翻动板，所述上肢轨道为U型槽；

[0012] 滑块板上板面设置一对间隔设置的第二连接件，翻动板的下板面设置一对间隔设置的第三连接件，十字轴分别贯穿第二连接件和第三连接件上的轴孔从而转动连接滑块板和翻动板，若干轮子设置在滑块板的下板面，在所述上肢轨道的U型槽内运行。十字轴的选择是方便划水滑块总成在弧形轨道上多方向翻动板翻动利于手腕转动划水。

[0013] 优选地，所述轮子为万向轮或万向球。

[0014] 作为上述方案的改进，所述蹬腿滑块总成包括一对同一轴线并行设置的导轮、一对导轮连接板、第一轴、第二轴、第三轴、带轴承安装座的装衬垫件和轴承；

[0015] 导轮连接板上设置上轴孔和下轴孔，所述一对导轮连接板分别放置在所述一对同一轴线并行设置的导轮的两侧，第一轴和第二轴分别通过导轮连接板的上轴孔和贴近导轮连接板的导轮的中心轴孔进行连接；置于所述一对导轮连接板之间的所述装衬垫件上设置一通孔，第三轴通过所述一对导轮连接板的下轴孔和所述通孔进行紧固连接；

[0016] 所述轴承通过所述轴承安装座安装于所述装衬垫件，所述轴承连接所述第一连接件一端，所述第一连接件的另一端连接所述足部系留板；所述轴承释放蹬腿滑块总成在下肢轨道中滑动中产生的转动，和蹬腿滑块总成与足部系留板之间产生的转动差。

[0017] 所述下肢轨道为与所述导轮相配合的双轨道；

[0018] 所述双轨道之间设置吊装部，用以悬空吊装下肢轨道，使所述足部系留板在所述下肢轨道的下方运动。

[0019] 作为上述方案的改进，所述躯干运动机构，包括承托台板、铰链、翘动板、电机、偏心轮和第四连接件，承托台板固定在台架上，承托台板通过铰链连接翘动板的一端，翘动板的另一端通过所述第四连接件与偏心轮连接，电机接收所述电机感应开关的信号驱动偏心轮带动翘动板上下活动，模拟蛙泳躯干在水面上下起伏的换气动作。

[0020] 作为上述方案的改进，所述躯干运动机构的另一种实施方式，其包括电机、伸缩杆和躯干支撑板；三者顺序连接，电机驱动伸缩杆带动躯干支撑板上下活动，模拟蛙泳躯干在水面上下起伏的换气动作。

[0021] 优选地，所述划水滑块总成依上肢划水动作从上肢划水状态起始位置滑到上肢伸直位置的过程中，所述电机驱动所述偏心轮旋转360°一次，带动翘动板顺序从高至低运动一次，所述电机停机。本方案通过电机驱动偏心轮配合蛙泳划水动作，所述划水滑块总成在上肢划水状态起始位置触发电机感应开关，使电机开始运转，依上肢划水动作从上肢划水状态起始位置到上肢伸直位置的过程中，偏心轮带动翘动板或躯干支撑板向上运动，模拟手臂在水中向后划水从而产生推力，将躯干带动头部抬起嘴巴露出水面吸气，然后偏心轮带动翘动板或躯干支撑板向下运动，模拟换气后头部缓缓低下至后脑皮与水面接触的程度，头低到嘴巴至水面时开始呼气。该过程所述偏心轮旋转360°一次，带动翘动板顺序从低至高，再从高至低运动一次，电机停机，等待划水滑块总成触发下一次划水动作。

[0022] 作为上述方案的改进，所述电机为调速电机。本方案根据人与人之间的差异，以及蛙泳动作快慢对电机进行调速，以适应换气动作与划水动作时间的协调性。

附图说明

[0023] 图1是本发明提供的陆上蛙泳学习机的整体结构俯视示意图；

[0024] 图2是图1中划水滑块总成的结构示意图；

[0025] 图3是图1中上肢轨道的结构示意图；

[0026] 图4是图1中躯干运动机构的结构示意图之一；

[0027] 图5是图1中躯干运动机构的结构示意图之二；

[0028] 图6是本发明蹬腿滑块总成、钢丝绳和足部系留板之间连接关系爆炸图；

[0029] 图7是本发明蹬腿滑块总成、下肢轨道和吊装片之间关节关系装配图；

[0030] 图8是蛙泳技术动作分解图。

具体实施方式

[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0032] 参见图1，是本发明提供实施例的陆上蛙泳学习机的结构示意图。

[0033] 该陆上蛙泳学习机，包括上肢运动机构1、躯干运动机构2和下肢运动机构3。

[0034] 其中，上肢运动机构1，包括上肢轨道11、划水滑块总成12、电机感应开关13和下肢止位器感应开关14；划水滑块总成12沿上肢轨道滑行11，在上肢划水状态起始位置处，也即上肢与下肢伸直成一条线时左右手臂的外侧处，上肢轨道11设置电机感应开关13，控制躯干运动机构2动作；在上肢收手臂位置处，上肢轨道11设置下肢止位器感应开关14，控制下肢运动机构能够完成一次完整的蹬腿动作，。划水滑块12总成包括四个万向轮或万向球121、滑块板122、十字轴123和翻动板124，上肢轨道11为U型槽，见图3；滑块板122上板面设置一对间隔设置的L型连接件1221、1222，翻动板124的下板面设置一对间隔设置的L型连接件1241、1242，十字轴123分别贯穿L型连接件1221、1222和L型连接件1241、1242上的轴孔从而转动连接滑块板122和翻动板124，方便手臂划水时，手腕扭转差的释放。四个万向轮或万向球121设置在滑块板122的下板面，在上肢轨道11的U型槽内运行。

[0035] 躯干运动机构2，包括承托台板21、铰链22、翘动板23、调速电机24、偏心轮25和摇杆，承托台板21固定在台架上，承托台板21通过铰链连接翘动板23的一端，翘动板23的另一端通过摇杆与偏心轮25连接；调速电机24位于翘动板23的上方，接收电机感应开关13的信号驱动偏心轮25带动翘动板23上下活动，模拟蛙泳躯干在水面上下起伏的换气动作。

[0036] 翘动板23与偏心轮25的另一种连接方式为：偏心轮25一侧面轴心连接电机24，偏心轮25的另一侧面轮的边缘设有一个与之转动连接的连接块26，一根软绳28穿过连接块26上的通孔27，两端固定连接在翘动板23的另一端上。

[0037] 躯干运动机构2的另一个实施方式为：躯干运动机构2包括可调速电机201、伸缩杆202和躯干支撑板203；三者顺序连接，可调速电机201驱动伸缩杆202带动躯干支撑板203上下活动，模拟蛙泳躯干在水面上下起伏的换气动作。

[0038] 下肢运动机构3，包括下肢轨道31、蹬腿滑块总成32、足部系留板33、钢丝绳34和下肢止位器35；蹬腿滑块总成32通过钢丝绳34柔性连接足部系留板33以释放蹬腿滑块总成32在下肢轨道31中滑动中产生的转动，和蹬腿滑块总成32与足部系留板33之间产生的转动差，蹬腿滑块总成32；在下肢收腿位置处，下肢轨道31设置下肢止位器35，下肢止位器35接收下肢止位器感应开关14的信号，通过或阻止蹬腿滑块总成32滑动，用于避免不适时机的收腿动作。

[0039] 蹬腿滑块总成32包括一对同一轴线并行设置的导轮321、一对导轮连接板322、轴3231、3232、3233、带轴承安装座的装衬垫件324和轴承325；导轮连接板322上间隔设置上轴孔3221和下轴孔3222，一对导轮连接板322分别放置在一对同一轴线并行设置的导轮321的两侧，轴3231、3232分别通过导轮连接板322的上轴孔3221和贴近导轮连接板322的导轮321的中心轴孔进行连接；置于一对导轮连接板322之间的装衬垫件324上设置一通孔3241，轴
3233通过一对导轮连接板322的下轴孔3222和通孔3241进行紧固连接。轴承325通过轴承安装座安装于装衬垫件324，轴承325连接钢丝绳34一端，钢丝绳34的另一端连接足部系留板
33。下肢轨道31为与导轮321相配合的双导轨；所述双轨道之间焊接吊装片4，用以悬空吊装下肢轨道31，使所述足部系留板在所述下肢轨道的下方运动。

[0040] 蛙泳配合动作要领：划手腿不动，收手再收腿，伸手再蹬腿，并拢伸直漂一会；换气动作：划水头部慢抬起，伸手滑行慢呼气；如图8。本实施例中，

[0041] 蛙泳初学者在使用该设备时，双臂放在上肢轨道11的上方，双腿放在下肢轨道31的下方。手按压在翻动板124上，躯干由翘动板23或躯干支撑板203承托，脚系在足部系留板33上。

[0042] 蛙泳初始准备动作：对应图8中的动作步骤1，双手臂伸直，双腿伸直。

[0043] 划手腿不动：对应图8中的动作步骤2、3，步骤2是上肢划水状态起始位置，上肢向左右手臂的外侧划水，划水滑块总成12触发该位置的电机感应开关13，电机感应开关13发出信号控制驱动调速电机24、201带动翘动板23或躯干支撑板203缓缓向上运动，模拟蛙泳者由水面下向水面上抬头的准备吸气动作。此时，蹬腿滑块总成32处于自由状态。

[0044] 收手再收腿：对应图8中的动作步骤4、5；步骤4是收手动作步骤，即上肢收手臂位置处，对应划水滑块总成12沿上肢轨道11运动至该位置，下肢止位器感应开关14发送信号控制常态为关闭状态的下肢止位器35打开。此时，对应步骤5，蹬腿滑块总成32通过设置有下肢止位器位置处的下肢轨道31，开始收腿，完成一次完整的收腿动作。如果上肢划水动作还未完全到步骤4的收手动作，下肢止位器感应开关14无法控制下肢止位器35打开，蹬腿滑块总成32无法通过设置有下肢止位器35位置处的下肢轨道31，从而限制收腿动作，达到手臂和腿在动作时间的协调性。在上肢收手臂位置处，调速电机24、201带动翘动板23或躯干支撑板203缓缓向下运动，模拟蛙泳者躯干由水面上向水面下缓缓低头的准备呼气动作。伸手再蹬腿：对应图8中的动作步骤6、7，即划水滑块总成12沿上肢导轨11向正前方滑动，由于收手再收腿造成的时间差，从而再进行蹬腿滑块总成32滑动蹬腿动作。

[0045] 并拢伸直漂一会：对应图8中的动作步骤8，双手臂伸直，双腿并拢，划水滑块总成12滑向最前方，蹬腿滑块总成32滑向最后方，使上肢与下肢伸直成一条线，漂浮一会。伸直手臂的位置，调速电机24、201停转，等待下次划水滑块总成12触发电机感应开关13，进行下一次划水动作。

[0046] 上肢轨道11和下肢轨道31运动轨迹可根据三维软件建立蛙泳的手腕和脚腕的运动轨迹模型，经过运动仿真和实验最终确定轨道的形状。利用划水滑块总成12和蹬腿滑块总成32模拟实现手腕和脚腕划水和蹬腿的动作，保证泳姿动作的准确性。

[0047] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。