專利名稱：反作用力訓(xùn)練法及反作用力發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反作用力訓(xùn)練法及反作用力發(fā)生裝置。
在競技體育訓(xùn)練中，力量訓(xùn)練是非常重要的一個訓(xùn)練項目；力量訓(xùn)練的理論認(rèn)為，當(dāng)肌肉受到的刺激越強則訓(xùn)練的效果就越好，傳統(tǒng)的訓(xùn)練方法是采用砝碼或彈簧、橡皮條等重力或彈性力作為肌肉負(fù)荷，但人體在做訓(xùn)練動作時，由于骨骼的幾何杠桿作用，在動作過程中的幾何位置不同，肌力的發(fā)揮能力也不同，所以它們只能使肌肉負(fù)荷實際為一種平均負(fù)荷，這種平均負(fù)荷對于訓(xùn)練動作的某個環(huán)節(jié)可能是適合的，但大多數(shù)環(huán)節(jié)則是很小的，因此對肌肉的刺激達(dá)不到最強的強度，影響訓(xùn)練效果，然而對于某個環(huán)節(jié)又超過了肌肉的負(fù)荷能力造成超負(fù)荷現(xiàn)象，往往造成運動創(chuàng)傷就是在這個環(huán)節(jié)上。
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種反作用力訓(xùn)練法及反作用力發(fā)生裝置，能夠收到最佳訓(xùn)練效果并且最大限度的杜絕一切運動創(chuàng)傷，同時，反作用力發(fā)生裝置具體涉及體育、健身訓(xùn)練器械的等動阻力控制，實際競技體育項目的阻力過程模擬控制，體育醫(yī)療康復(fù)器械的自動負(fù)荷調(diào)節(jié)控制等領(lǐng)域，并可延伸至卷揚、起重設(shè)備中的自動勻速下降控制以及汽車制動防抱死控制等領(lǐng)域。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種反作用力訓(xùn)練法，其為利用反作用力發(fā)生裝置，使作用于肌肉的阻力能夠自動跟蹤肌肉動力變化而變化，并且時刻保持與之相等的水平上的反作用力的一種訓(xùn)練方法；控制產(chǎn)生反作用力的執(zhí)行元件為磁粉制動器，通過速度檢測器檢測磁粉制動器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的變化來間接反映外作用力大小的變化，并把速度變化的信號經(jīng)電氣控制裝置處理后反饋至磁粉制動器，由此實現(xiàn)等阻力訓(xùn)練。
一種實現(xiàn)上述反作用力訓(xùn)練法的反作用力發(fā)生裝置，其特征在于由電氣控制裝置控制的磁粉制動器通過單向逆止機構(gòu)與卷筒相連接，卷筒再與蓄能式復(fù)位機構(gòu)相連接，卷筒上纏繞柔性繞索，速度檢測器和電氣控制裝置及磁粉制動器連接。
上述電氣控制裝置內(nèi)安裝有電源、整形放大器、信號輸出器、屏幕顯示器、正反識別裝置及取絕對值裝置；電源分別與整形放大器及速度傳感器相連，速度檢測器與正反識別裝置及取絕對值裝置相連，再與整形放大器相連，整形放大器一端與磁粉制動器相連，另一端通過信號輸出器與屏幕顯示器相連。
通過本發(fā)明，無論是在整個訓(xùn)練過程中或是在單個動作中，接受訓(xùn)練部位的肌肉都處于極限負(fù)荷狀態(tài)，使肌肉受到的刺激均達(dá)到最強而收到最佳的訓(xùn)練效果，同時由于是反作用力負(fù)荷，不存在反作用力超出肌肉負(fù)荷能力之上的過負(fù)荷現(xiàn)象的發(fā)生，因此最大限度的杜絕了運動創(chuàng)傷的產(chǎn)生。本發(fā)明反作用力發(fā)生裝置體積小、重量輕、造價低、安裝靈活、使用方便；通過本發(fā)明，能夠真正實現(xiàn)科學(xué)訓(xùn)練，并且能夠適應(yīng)各項競技體育項目的不同要求，同時能夠滿足體育醫(yī)療康復(fù)器械對于負(fù)荷控制的要求。
下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1為本發(fā)明反作用力發(fā)生裝置第一實施例示意圖；圖2為本發(fā)明反作用力發(fā)生裝置第二實施例示意圖；圖3為本發(fā)明反作用力發(fā)生裝置第三實施例示意圖；圖4為本發(fā)明反作用力發(fā)生裝置第四實施例示意圖；圖5為本發(fā)明電氣控制裝置的結(jié)構(gòu)連接示意圖本發(fā)明反作用力訓(xùn)練法是采用圖1至圖4所示的反作用力發(fā)生裝置，使作用于肌肉的力不是一個恒定的重力，也不是一個按虎克定律變化的彈性力；而是能夠自動跟蹤肌肉動力變化而變化的并且時刻保持與之相等的水平上的反作用力的一種訓(xùn)練方法。
如圖1所示，由電氣控制裝置6控制的磁粉制動器1通過單向逆止機構(gòu)2與卷筒3相連接，卷筒3再與蓄能式復(fù)位機構(gòu)4相連接，卷筒3上纏繞柔性繞索5，速度檢測器7和電氣控制裝置6及磁粉制動器1連接。電氣控制裝置6接受速度檢測器7給出的卷筒3的速度訊號，并將此信號放大輸出至磁粉制動器1用以控制磁粉制動器1的激磁電流。
電氣控制裝置6內(nèi)安裝有電源12、整形放大器13、信號輸出器14、屏幕顯示器15、正反識別裝置16及取絕對值裝置17，上述各元件都是現(xiàn)有的已知元件。
如圖5所示，電源12分別與整形放大器13及速度傳感器7(現(xiàn)有元件)相連，速度檢測器7與正反識別裝置16及取絕對值裝置17相連，再與整形放大器13相連，整形放大器13一端與磁粉制動器1相連，另一端通過信號輸出器14與屏幕顯示器15相連。
當(dāng)外作用力作用于纏繞在柔性繞索5上時，由于單向逆止機構(gòu)2的作用，卷筒3與磁粉制動器1的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，此時速度檢測器7將此旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為電信號并將此信號反饋至電氣控制裝置6，電氣控制裝置6對此信號進(jìn)行處理和放大，輸出至磁粉制動器1的激磁回路，為磁粉制動器1提供激磁電流，以控制磁粉制動器1產(chǎn)生適當(dāng)?shù)闹苿愚D(zhuǎn)矩，與此同時蓄能式復(fù)位機構(gòu)4也在旋轉(zhuǎn)過程中積蓄能量。
當(dāng)作用于柔性繞索5的外作用力發(fā)生變化時，例如當(dāng)外作用力加大時，卷筒3和磁粉制動器1的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速勢必要提高，速度檢測器7所檢測出的速度信號也將隨之升高，此升高了的信號經(jīng)電氣控制裝置6進(jìn)行放大處理后輸出至磁粉制動器1的激磁電流也隨之有較大幅度的提高，磁粉制動器1產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩迅速增加，迫使卷筒3的旋轉(zhuǎn)速度不可能有明顯變化，反之同樣道理，當(dāng)作用于柔性繞索5上的外作用力減少時，磁粉制動器1的制動轉(zhuǎn)矩也隨之相應(yīng)的減少，以保持運動速度的相對穩(wěn)定，如此就實現(xiàn)了使該系統(tǒng)所產(chǎn)生的反作用力能夠及時的跟蹤外作用力的變化，并時刻保持在與外作用力相等的狀態(tài)之下的目的而顯示出很強的自適應(yīng)能力。
當(dāng)作用于柔性繞索5的外作用力消失時，由于蓄能式復(fù)位機構(gòu)4已經(jīng)積蓄了能量，又由于單向逆止機構(gòu)2的作用，卷筒可以毫無障礙的迅速反向旋轉(zhuǎn)，將柔性繞索5重新卷繞起來，恢復(fù)初始狀態(tài)，如此上述動作可以周而復(fù)始的反復(fù)進(jìn)行。
實施例2與實施例1的工作原理相同，當(dāng)需要有兩個或兩個以上的外作用力同時或交替的發(fā)生作用時，如圖2所示，由于單向逆止機構(gòu)2和2’的作用，此實施例允許外作用力作用于任何一根柔性繞索5或5’，也允許兩個外作用力同時或交替的作用于柔性繞索5或5’上，相互之間不會產(chǎn)生干擾；卷筒3’及蓄能式復(fù)位機構(gòu)4’和上述卷筒3及蓄能式復(fù)位機構(gòu)4連接方式一樣；將此方案加以推廣，則可允許任意個外作用力同時或交替發(fā)生作用。而每個外作用力之間互不干擾，每個卷筒也均能夠自由的復(fù)位。
當(dāng)外作用力非直線運動而為一力偶時，其實施例如圖3所示，當(dāng)外作用力作用于搖把或踏板11產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動時，通過傳動轉(zhuǎn)輪10和傳動轉(zhuǎn)輪9，使磁粉制動器隨之旋轉(zhuǎn)起來，其工作原理與實施例1相同；慣性輪8的作用在于消除死點。
當(dāng)外作用力并非直線運動，而為一摩擦力時，其實施例如圖4所示，使作為外作用力的摩擦力作用于滾筒12’上，其工作原理與上述各實施例相同。
綜上所述，是本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種反作用力訓(xùn)練法，其特征在于其為利用反作用力發(fā)生裝置，使作用于肌肉的阻力能夠自動跟蹤肌肉動力變化而變化，并且時刻保持與之相等的水平上的反作用力的一種訓(xùn)練方法；控制產(chǎn)生反作用力的執(zhí)行元件為磁粉制動器，通過速度檢測器檢測磁粉制動器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的變化開間接反映外作用力大小的變化，并把速度變化的信號經(jīng)電氣控制裝置處理后反饋至磁粉制動器，由此實現(xiàn)等阻力訓(xùn)練。
2.一種實現(xiàn)上述反作用力訓(xùn)練法的反作用力發(fā)生裝置，其特征在于由電氣控制裝置控制的磁粉制動器通過單向逆止機構(gòu)與卷筒相連接，卷筒再與蓄能式復(fù)位機構(gòu)相連接，卷筒上纏繞柔性繞索，速度檢測器和電氣控制裝置及磁粉制動器連接。
3.如權(quán)利要求2所述的反作用力發(fā)生裝置，其特征在于上述電氣控制裝置內(nèi)安裝有電源、整形放大器、信號輸出器、屏幕顯示器、正反識別裝置及取絕對值裝置；電源分別與整形放大器及速度傳感器相連，速度檢測器與正反識別裝置及取絕對值裝置相連，再與整形放大器相連，整形放大器一端與磁粉制動器相連，另一端通過信號輸出器與屏幕顯示器相連。
全文摘要
一種反作用力訓(xùn)練法及反作用力發(fā)生裝置,反作用力訓(xùn)練法為利用反作用力發(fā)生裝置,使作用于肌肉的阻力能自動跟蹤肌肉動力變化而變化,并且時刻保持與之相等的水平上的反作用力的訓(xùn)練方法;反作用力發(fā)生裝置,由電氣控制裝置控制的磁粉制動器通過單向逆止機構(gòu)與卷筒相連接,卷筒再與蓄能式復(fù)位機構(gòu)相連接,卷筒上纏繞柔性繞索,速度檢測器和電氣控制裝置及磁粉制動器連接;因此能夠收到最佳訓(xùn)練效果并且最大限度地杜絕一切運動創(chuàng)傷。
文檔編號A63B21/005GK1256162SQ99127318
公開日2000年6月14日 申請日期1999年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月29日
發(fā)明者丁慧生 申請人:丁慧生