专利名称：游泳水槽动态阻力测量装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种游泳运动员在游泳水槽训练时的动态阻力测量装置。
技术背景游泳是人体在水中凭借肢体动作和水的相互作用力而获得前行的一种技能 活动。在大众健身方面是一项老少皆宜、妇孺皆知、开展广泛的群众体育娱乐 项目，在竞技体育方面因其占比赛中的金牌之多而成为各国争夺优势的重点项 目。在当今日趋激烈的竞技游泳竞争中，依靠"减少阻力或增加推进力"的方 法去赢得比赛的最终胜利， 一直是广大的教练员、运动员、科研人员努力追求 的目标。因此分析影响人体在水中受到的阻力大小、影响因素等等，制定更为 有效的游泳动作技术，从而提高运动员体能的利用率，更是人们关注的热点。游泳中各种阻碍人体在水中前进的力统称为水阻力。游泳中的静态阻力和 动态阻力是按人体在水中是否运动来区分的。所谓静态阻力是指人体在水中处 于某一 固定姿势下滑行或被牵弓I时所受到的阻力；动态阻力是指人体在水中游 进时姿势变化，产生运动而受到的阻力。此外，按阻力性质可将阻力分为摩擦 阻力、压差阻力和波浪阻力三种。静态阻力和动态阻力均可由摩擦阻力、压差 阻力和波浪阻力构成，不同游速下上述阻力成分占总阻力的比例会发生变化。静态阻力的测试研究已经开展得很多，有水中牵引、流动水槽方法等，测 试对象为模型或人体。国内外对静态阻力的研究起步较早。取得了不少有价值 的成果。多数研究认为静态阻力的大小，除了与牵引速度有关系外，还与人体 形态参数、身体浸没在水中的深浅程度、水质水温、环境湿度等许多因素有关。动态阻力除了与上述影响因素均有关之外，更重要的是与人体运动有关， 它既包含了人体某一姿势、某一速度下的静态阻力，又包含了在这一速度下由 于姿势改变所引起的阻力，两项合并在一起统称为动态阻力。动态阻力反映游泳运动中受到的真实阻力。相对静态阻力而言，人们对动 态阻力的认识还存在不同的理解，因此动态阻力的测量形式变得复杂得多，没 有形成相对统一、规范、成熟的测试方法和装置，测试结果的可比程度也受到 影响。目前动态阻力的测试方法和装置有Toussaint等(1988)设计动态阻力测 量系统测试自由泳划水的平均推进力，在25m长水池的水面下方系缚有一根内 部充满空气的PVC塑料长管，管上均布了 15个挡块，管子的一端与传感器相 连接，以便测量运动员作用于挡块上的水平力。实验时用很轻的漂浮物束缚住 双脚以减少腿阻力的影响，要求运动员匀速前进，双手交替拉一推挡块以获得 推进力。由于是匀速运动，运动员所受到的平均合外力应为零，因此通过传感 器采集到的平均推进力就等于平均动态阻力。该动态阻力测量系统局限性在 于 一是如此复杂的实验装备只能测自由泳划水产生的推进力，二是当手向后 推送档块时会造成人体在远端附加一个支撑点，改变了上肢真实的技术动作结 构，使本来产生推进力的运动变成了产生阻力的运动。另外还有Kolmogorov和D叩tisheva (1992)提出的速度扰动法采用自然 游进和附加己知阻力(Fb)的方式让运动员以最大速度游30m，测定两种方式 下的游速V和阻力F。作者假设在没有已知阻力时输出功率(PtQ1)和在有己知 阻力时的输出功率(Pt。2)是相等的即Pt。产Pt。2，忽略游泳时产生的功率的一 部分转化成流体动能的影响，近似认为游速(V2和Vi)的不同是由附加阻力造成的。速度扰动法的实验条件有两个假定 一是假定两次全力游的输出功率相 等；二是假定动态阻力与游速的幂函数关系式中的指数为2，这两个假设前提 对测试结果会有一定的影响。对于第一个假设，由于肌肉力学的研究已经表明 功率的大小与负荷的变化是有关系的，当运动负荷改变后功率也应随之改变， 假定两次不同负荷下的输出功率相等的正确性或近似性有待进一步验证。DiPramero等(1974)提出的生物能量转换法、Kent和Atha (1975)模 型法和Clarys等(1979)匀速牵引法等，这些方法均是早期的做法，日本水 槽中的设计看上去十分复杂，装置也很庞大；新西兰水槽的设计用绳连接(属 于软连接)，只能测拉力(阻力)，因此设置的水流速度必须高于运动员所能达 到的最高速度，这与运动员实际的游速相差甚远，不能客观反映运动员实际游 泳水平下的水动力变化情况。为了对游泳运动员在水中的动态阻力进行测试，上海体育科学研究所和中 国船舶科学研究中心上海分部于2005年7月8日申请了一种游泳训练测试系统平台实用新型专利，该游泳训练测试系统平台主要包括一游泳水槽，该游泳
水槽为实现运动学和动力学的综合分析，为运动员分析、诊断、优化技术提供 了有效的科研支撑。但游泳训练测试系统平台没有设计测试动态阻力的测量装置，为此上述申 请人之一的上海体育科学研究所自行研发动态阻力测量装置。实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种游泳水槽动态阻力测量装 置，遂装置能够很好地测量出游进方位上的运动约束力，进而后期推算运动员 游进时所受到的水动力变化。为了解决上述技术问题，本实用新型可以采用如下技术方案-游泳水槽动态阻力测量装置，其特征在于包括一小车架；一安装在小车架上的伸縮组件和一驱动伸縮组件水平伸縮的传动装置； 一垂直安装在伸縮组件前端部位的受载装置。在本实用新型中，所述小车架为一框架结构，底部安装有行走轮，后端设 置有小车把手。在本实用新型中，伸縮组件包括伸縮第一组件、伸縮第二组件、第三组件， 所述伸縮第一组件插入伸縮第二组件中，所述伸縮第二组件插入第三组件中， 所述第三组件位于小车架内。所述伸縮第一组件包括第一节伸縮长方管和设置在第一节伸縮长方管前 端的摆动头支承机构以及设置在后端的滑动轴承；所述摆动头支承机构与受载 装置连接，所述滑动轴承可以沿伸縮第二组件滑动；所述摆动头支承机构包括一安装在第一节伸縮长方管前端的轴安装座、通 过轴承安装在轴安装在轴安装座内的法兰轴；所述伸縮第二组件包括第二节伸縮长方管和设置在第二节伸縮长方管前 端的外挂轮组件以及设置在后端的滑动轴承；所述外挂轮组件控制第一节伸縮 长方管平稳伸縮，所述滑动轴承可以沿伸縮第一组件滑动；所述第三组件包括安装在小车架上的第三节长方管；在伸縮第一组件和伸縮第二组件的滑动轴承、外挂轮组件上环绕有驱动伸 縮第一组件作伸縮运动的传动带。当伸縮第二组件做伸縮运动时，通过传动带 可以带动伸縮第一组件同步做伸縮运动。 在本实用新型中，所述传动装置包括 一安装在小车架上的控制箱；一安装在小车架后端的驱动电机，该驱动电机受控制箱所控制；一通过联轴器与驱动电机的输出轴联接的滚珠丝杆；一用以支承滚珠丝杆后端的丝杆固定螺母座；一与滚珠丝杆联接的丝杆游动螺母，该丝杆游动螺母与所述3伸縮组件连 接，特别是与第二伸縮组件的后端固定连接。这样当驱动电机驱动滚珠丝杆转 动时，通过丝杆游动螺母带动伸縮组件，特别是第二伸縮组件进行伸缩运动。所述受载装置包括-一与伸縮组件，特别是伸縮第一组件中的法兰轴连接的长方管； 一通过拉板悬挂在长方管下部的悬浮受载装置；一通过力传感器安装支架安装在所述长方管上的力传感器；在力传感器的 传感头上安装有吊环螺栓；力传感器将所测数据传递给数据分析装置； 一通过直线轴承垂直设置在悬浮受载装置上的长轴； 安装在长轴下端的腰带装置。 所述腰带装置包括-一与受载装置中的长轴下端连接的外钳螺丝；与外钳螺丝底部连接的关节轴承；一与关节轴承连接的连结耳片；与连接耳片连接的连接腰带及与连接腰带连接的背带，背带用于绑扎运动员。本实用新型的工作原理是将本实用新型推至游泳水槽边上，启动控制箱 上的开关，通过驱动电机、滚珠丝杆、丝杆游动螺母、传动带使伸縮第一组件、 伸縮第二组件完全伸展出去，使受载装置的长轴垂直于水槽的水面上。然后将连接n^固定在装置上的连接耳片及与运动员身上背带固结，使运动员悬浮于水槽的水中。运动员在水槽的水中采用4种不同泳式，通过力传感器可以测 得前进方向上的水动力数据并将此数据传递个数据分析装置。同时拍摄装置拍 摄到的运动员各种姿势图像并将拍摄的图像传递给数据分析装置，数据分析装 置结合水动力数据和动作图像并对其进行分析就可以进行动态阻力数据处理
分析。每次测量完毕后，可以启动控制箱上的开关，通过驱动电机、滚珠丝杆、 丝杆游动螺母、传动带使伸縮第一组件、伸縮第二组件縮回至第三组件内即可。 推动小车可将装置移至房屋的墙角，不影响平时其他测量和工作。 本实用新型具有结构简单、维修和使用方便的优点。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。图1为本实用新型的游泳水槽动态阻力测量装置伸展时的结构示意图。图2为本实用新型的游泳水槽动态阻力测量装置收拢时的示意图。 图3为本实用新型的游泳水槽动态阻力测量装置伸縮第一组件的结构示 意图。图4为图3的A-A剖示图。 图5为图3的B-B剖视图。图6为图3中所示摆动头支承机构的结构示意图。图7为本实用新型的游泳水槽动态阻力测量装置伸縮第二组件的结构示意图。图8为图7的A-A剖示图。 图9为图7的B-B剖视图。 图10为图7的C-C剖视图。图11为本实用新型的游泳水槽动态阻力测量装置第三组件的结构示意图。图12为图11的A-A剖视图。图13为本实用新型的游泳水槽动态阻力测量装置的传动装置的结构示意图。图14为本实用新型的游泳水槽动态阻力测量装置的小车架的结构示意图。图15为本实用新型的游泳水槽动态阻力测量装置的受载装置的结构示意图。图16为图15的A-A剖示图。 图17为图15的I处放大示意图。
图18为本实用新型的游泳水槽动态阻力测量装置的腰带装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了 解，下面结合具体实施方式
，进一步阐述本实用新型。参看图1和图2、图14，游泳水槽动态阻力测量装置，包括一小车架l; 小车架1为一框架结构，底部安装有行走轮11,后端设置有小车把手12。在 小车架1上安装有伸缩组件2和一驱动伸縮组件2水平伸缩的传动装置3;参看图3、图4和图5，伸縮第一组件21包括第一节伸縮长方管211，在 第一节伸縮长方管211的前端通过紧固件安装有摆动头支承机构212，后端通 过耳片接头213和轴214安装有两组滑动轴承215，两组滑动轴承215成上下 布置。滑动轴承215可以沿伸縮第二组件22滑动。参看图6，摆动头支承机构212包括一通过紧固件安装在第一节伸縮长方管 211内的轴安装座212a，在轴安装座212a内通过轴承212b安装有一法兰轴 212c，转轴212c两端安装有两轴承端盖212d，以防止法兰轴212c轴向串动。参看图7、图8、图9和图10，伸縮第二组件22包括第二节伸縮长方管 221，在第二节伸縮长方管221的前端成上下位置安装有两组外挂轮组件222。 外挂轮组件222包括轴222a、轴承222b、外挂轮222c，轴222a安装在第二节 伸縮长方管221的前端上下位置，轴承222b安装在轴222a上，在每一根轴222a 上安装有三个轴承222b，在外侧的两个轴承222b各包有一个外挂轮组件222。在第二节伸縮长方管221的后端上下位置通过耳片接头223和轴224安装 有两组滑动轴承225。滑动轴承225可以沿伸縮第三组件23滑动。参见图11、图12，第三组件23包括安装在小车架1上的第三节伸縮长方 管23U安装时，伸缩第一组件21插入伸縮第二组件22中，伸縮第二组件22插 入第三组件23中，第三组件23位于小车架1内。在伸縮第一组件21和伸缩第二组件22的滑动轴承215、 225、外挂轮组件 222上环绕有驱动伸縮第一组件21作伸縮运动的传动带24、 25。当伸縮第二 组件22做伸縮运动时，通过传动带24、 25可以带动伸縮第一组件21同步做
伸缩运动。传动带24、 25。参见图13和图14，传动装置3包括一安装在小车架1上的控制箱31;控 制箱31安装在一控制箱支架32上，控制箱支架32固定在小车架1上。在小 车架1的后端安装有一驱动电机33，该驱动电机33受控制箱31所控制；滚珠 丝杆34的后端通过联轴器35与驱动电机33的输出轴联接；前端与一丝杆游 动螺母36连接，丝杆游动螺母36与第二伸缩组件22的第二节伸縮长方管221 的后端固定连接。这样当滚珠丝杆34转动时，通过丝杆游动螺母36带动第二 伸縮组件22进行伸縮运动，同时通过传动带24、 25带动伸縮第一组件21伸 縮运动。为了解决滚珠丝杆34的支承问题，在小车架1上的后侧位置安装有一支 承滚珠丝杆34后端的丝杆固定螺母座37;驱动电机33 —般采用36V安全电压的驱动电机。参看图15、图16,受载装置4包括长方管41、悬浮受载装置42、力传感 器43、长轴44、腰带装置45:长方管41的上端的后侧面通过紧固件与摆动头 支承机构212中的法兰轴212c固定连接，并使长方管41垂直。悬浮受载装置42包括一能够插入到长方管41内的长方管421，长方管421 的上端通过拉板422、拉轴423、 424与长方管41连接，这样悬浮受载装置42 就可以悬浮于长方管41内。在长方管421内上下各固定有一块轴承支板425， 在每块轴承支板425上各固定有一直线轴承426， 一长轴采集44穿过两直线轴 承426并安装，这样长轴44就可以垂直悬浮于长方管421中。在长轴44的底 部开有螺纹孔44a。力传感器43通过安装支架431安装在长方管41上的侧壁上，在力传感器 43的传感头上安装有吊环螺栓432;吊环螺栓432与拉轴423、 424连接进行 力的测量。力传感器43将所测数据传递给数据分析装置。在力传感器43外罩 有一防水罩433。参看图17和图18，腰带装置45包括一外钳螺丝451、关节轴承452、连 结耳片453、连接腰带454、背带455。外钳螺丝451的上端旋入到长轴44底部的螺纹孔44a，关节轴承452的上 部与外钳螺丝451的底部固定连接，连接耳片453通过连接轴454与关节轴承 452活动连接。在连接耳片453连接有连接腰带454,连接腰带454连接背带
455，背带455绑扎于运动员身上。因为本具体实施方式
的游泳水槽动态阻力测量装置用于潮湿环境，因此各部件中的零件都是采用不锈钢材料制成。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优 点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实 施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神 和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要 求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及 其等同物界定。
权利要求1、游泳水槽动态阻力测量装置，其特征在于包括一小车架；一安装在小车架上的伸缩组件和一驱动伸缩组件水平伸缩的传动装置；一垂直安装在伸缩组件前端部位的受载装置。
2、 根据权利要求1所述的游泳水槽动态阻力测量装置，其特征在于所 述小车架为一框架结构，底部安装有行走轮，后端设置有小车把手。
3、 根据权利要求1或2所述的游泳水槽动态阻力测量装置，其特征在于: 所述伸縮组件包括伸縮第一组件、伸縮第二组件、第三组件，所述伸縮第一组 件插入伸縮第二组件中，所述伸縮第二组件插入伸縮第三组件中，所述第三组 件位于小车架内。
4、 根据权利要求3所述的游泳水槽动态阻力测量装置，其特征在于所述伸縮第一组件包括第一节伸縮长方管和设置在第一节伸縮长方管前端的摆动头支承机构以及设置在后端的滑动轴承；所述摆动头支承机构与受载装置连 接，所述滑动轴承可以沿伸縮第二组件滑动；所述摆动头支承机构包括一安装在第一节伸縮长方管前端的轴安装座、通 过轴承安装在轴安装座内的法兰轴；所述伸縮第二组件包括第二节伸縮长方管和设置在第二节伸縮长方管前 端的外挂轮组件以及设置在后端的滑动轴承；所述外挂轮组件控制第一节伸縮 长方管平稳伸縮，所述滑动轴承可以沿伸縮第一组件滑动；所述第三组件包括安装在小车架上的第三节长方管；在伸縮第一组件和伸縮第二组件的滑动轴承、外挂轮组件上环绕有驱动伸 縮第一组件作伸縮运动的传动带。
5、 根据权利要求1所述的游泳水槽动态阻力测量装置，其特征在于所 述传动装置包括一安装在小车架上的控制箱；一安装在小车架后端的驱动电机，该驱动电机受控制箱所控制；一通过联轴器与驱动电机的输出轴联接的滚珠丝杆；一用以支承滚珠丝杆后端的丝杆固定螺母座；一与滚珠丝杆联接的丝杆游动螺母，该丝杆游动螺母与所述伸缩组件连 接。.
6、 根据权利要求1所述的游泳水槽动态阻力测量装置，其特征在于所 述受载装置包括一与伸缩组件，特别是伸縮第一组件中的法兰轴连接的长方管；一通过拉板悬挂在长方管下部的悬浮受载装置；一通过力传感器安装支架安装在所述长方管上的力传感器；在力传感器的 传感头上安装有吊环螺栓；力传感器将所测数据传递给数据分析装置； 一通过直线轴承垂直设置在悬浮受载装置上的长轴； 安装在长轴下端的腰带装置。
7、 根据权利要求6所述的游泳水槽动态阻力测量装置，其特征在于所 述腰带装置包括一与受载装置中的长轴下端连接的外钳螺丝； 与外钳螺丝底部连接的关节轴承； 一与关节轴承连接的连结耳片；与连接耳片连接的连接腰带及与连接腰带连接的背带，背带用于绑扎运动员。
专利摘要本实用新型公开的游泳水槽动态阻力测量装置，包括小车架；安装在小车架上的伸缩组件和一驱动伸缩组件水平伸缩的传动装置；一垂直安装在伸缩组件前端部位的受载装置。受载装置包括悬浮受载装置、力传感器；力传感器将所测数据传递给数据分析装置；设置在悬浮受载装置上的长轴；安装在长轴下端的腰带装置。将本实用新型推至游泳水槽边上，然后将腰带和运动员身上的背带固定连接，使运动员悬浮于水槽的水中，只在前后方向受到约束。运动员在水槽中采用不同泳姿运动，通过力传感器可以测得动态阻力或推进力数据并将此数据传递个数据分析装置。本实用新型具有结构简单、维修和使用方便的优点。
文档编号G01M10/00GK201004008SQ20062004328
公开日2008年1月9日 申请日期2006年6月27日 优先权日2006年6月27日
发明者仰红慧, 余卫东, 徐心浩, 朱德祥, 李旭鸿, 鸷 程, 陈忠良, 陈森兴, 峥 马, 魏文仪 申请人:上海体育科学研究所