專利名稱：飛輪式抬腿練習機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種構造簡單的體育健身用品，可用于對專業(yè)運動員的訓練和普通體育愛好者的健身。本發(fā)明利用飛輪的加速轉動，帶下肢肌肉超等長收縮(離心收縮后緊接向心收縮)，綜合發(fā)展練習者的下肢肌肉力量、速度、耐力和協調能力，幫助練習者不斷打破自己的運動極限。現有的健身器械雖然能夠鍛煉到下肢的前后肌群，擔都沒有采用超等長收縮練習法。比如說負重深蹲練習，雖然能夠提高大腿肌肉的收縮力量和速度，但卻不能鍛煉到下肢肌肉的協調能力，而且練習的量、強度并不便于操作。跑步機、自行車、高抬腿跑練習、多級蛙跳練習雖然能夠鍛煉到下肢肌肉，但是練習的量和強度以及針對性都大打折扣?，F有的健身器械都是對下肢進行等張練習、等長練習或等動練習。
田徑運動在我國廣泛開展，而我國的田徑運動水平卻并不高，特別是短跑項目。這說明我們的田徑運動訓練水平還不高。如何提高訓練的科學性？如何節(jié)約有效的改善訓練設施？如何使廣大教練員和運動員掌握更科學又相對簡單的訓練方法？本發(fā)明就是為了解決這些問題而誕生的。本發(fā)明對人體的訓練是一種極限訓練，練習者在練習中不斷超越自己的力量、耐力、速度極限。這一訓練手段填補了訓練方法上的一項空白。
如

圖1所示一位練習者在作高抬腿練習時，當練習者在向上抬腿時，如果在練習者有膝關節(jié)上方A點施加一個外力F1，作用方向為抬腿的反方向。那么練習者做抬腿練習的運動量就加大了。當練習者大腿向下壓時，如果在練習者的腳前掌B點施加一個外力F2，作用方向為下壓腿的反方向。那么練習者做下壓腿練習的運動量就加大了。如圖2所示飛輪可繞AB軸轉動。在鐵鏈條CD的帶動下，飛輪可順時針或反時針轉動。當鐵鏈條帶動飛輪反時針轉時，用一個外力突然意圖去改變鐵鏈條和飛輪的轉動方向。由于慣性的作用，鐵鏈條和飛輪的運動方向并不會馬上改變，而是保持原來的運動方向。這樣飛輪的受力方向上反時針變?yōu)榱隧槙r針。這個順時針的力作用在飛輪上一定時間后，飛輪變?yōu)轫槙r針轉動。反復改變鏈條的運動方向，飛輪的轉動方向也就反復改變。如圖3所示A點和B點是外力在本發(fā)明上的作用點。作用于A點的力是E1。作用于B點的力是E2。C、D是兩個滑輪，它們分別繞X軸和Y軸轉動。齒輪H與飛輪I同軸，繞Q軸轉動。外力E1和E2交替作用于本發(fā)明上。當外力E1作用于本發(fā)明上時，飛輪反時針轉動。當時力E2作用于本發(fā)明上時，飛輪變反時針為順時針轉動。E1、E2兩個力不斷的交替作用于本發(fā)明上，飛輪也就不斷的改變轉動方向。M、N是兩個彈簧，當本發(fā)明所受外力發(fā)生變化時，它們起到緩沖作用。當然，彈簧和M、N并不是必要部件，就算安裝到本發(fā)明上，其彈性變形也不能太大，否則將影響本發(fā)明的訓練效果。齒輪H、滑輪C、滑輪D、彈簧M、彈簧N之間用鐵鏈條和鋼絲繩連接在一起(如圖13所示)。圖3中的外力E1的反作用就是圖1中的F1，外力E2的反作用力就是圖1中的F2。
如圖4所示練習者在本發(fā)明上做練習時，先要選好適應自己的飛輪重量，再將雙手放于本發(fā)明的扶手上面，同時將頭部和胸部靠在扶手上而，身體前傾。練習者單腿站立，另一條腿放到本發(fā)明上，并將膝關節(jié)和腳前掌固定就可開始練習。練習到一定時間后，交換另一條腿練習。以左腳在本發(fā)明上練習為例將腳前掌放入腳前掌定位器(見圖5)，再調節(jié)膝關節(jié)定位器(見圖5)的高度使其剛好從上面蓋住膝關節(jié)。然后用膝關節(jié)定位器上的繩帶把膝關節(jié)綁在膝關節(jié)定位器上面(繩帶只有輔助固定膝關節(jié)的作用)。最后在稍微調節(jié)一下腳前掌的位置，就可以在本發(fā)明上做練習了(練習的初期使用較輕重量的飛輪)。練習時大小腿折疊，用力將膝關節(jié)向上抬起，產生力E1(如圖3所示)使鐵鏈條和飛輪反時針轉動。膝關節(jié)抬起到一定高度后，腳前掌迅速向下蹬腳前掌定位器產生力E2(如圖3所示)。E2產生的初期，由于慣性的作用飛輪只減緩轉動速度而不會改變轉動方向，這個時候下肢后肌群產生超等長收縮中的離心收縮。隨著力E2的加大和作用時間的加長，鐵鏈條和飛輪變?yōu)轫槙r針轉動。這時下肢后肌群產生超等長收縮中的向心收縮，當鏈條順時針轉動到腳前掌定位器撞擊地面或將要撞擊地面時，大腿膝關節(jié)迅速向上抬起膝關節(jié)定位器，產生力E1。E1產生的初期，由于慣性的作用，飛輪只減緩轉動速度而不會改變轉動方向。這個時候下肢前肌群產生超等長收縮中的離心收縮。隨著E1的加大和作用時間的加長，鐵鏈條和飛輪變?yōu)榉磿r針轉動。這時下肢前肌群產生超等長中的向心收縮。膝關節(jié)和腳前掌反復對本發(fā)明加以外力E1和E2，本發(fā)明也給膝關節(jié)和腳前掌反作用力F1和F2。飛輪的的轉動慣性是F1和F1這兩個力的力量來源。飛輪的轉動慣性越大，E1、F1和E2、F2這兩對力也越大，鍛煉效果越明顯。飛輪的轉動慣性大小由飛輪的質量、半徑、形狀.轉速決定。在本發(fā)明上還可以安裝手動剎車裝置來阻止飛輪的轉動。其剎車裝置與自行車的剎車裝置相似。
在現有的健身器械中，還沒有與本發(fā)明功能、結構相似的產品。本發(fā)明極大的尊重了人體的動作規(guī)律，其訓練方法自然、和諧。在短跑運動技術中，腳前掌的蹬地、大小腿的折疊高抬、大腿的積極下壓都是關鍵的技術動作。本發(fā)明將這三個關鍵技術進行統(tǒng)一的針對性練習。通過這種練習后，練習者能夠準確地掌握短跑技術動作。練習者在本發(fā)明上的用力順序與正確的短跑用力順序相吻合，能夠糾正運動員錯誤的用力方法，對于改進運動員的短跑技術有很好的作用。練習者在本發(fā)明上的運動過程就象是在練習高抬腿跑，但其練習的量和強度以及科學性遠遠高于高抬腿跑。本發(fā)明是采有超等長收縮練習法，這與多級蛙跳練習有相似之處，但多級蛙跳在用力時是遠固定，而在本發(fā)明上做力量練習是近固定，鍛煉的效果也就與之不同了。練習者在本發(fā)明上做抬腿練習，其身體狀態(tài)接近于運動員在跑動時的動作狀態(tài)，整個練習過程自然、合理，且身體的前傾幅度可以調節(jié)。本發(fā)明對于發(fā)展下肢前、后肌群的力量、速度、耐力和協調性有極大針對性，而且練習的量和強度可以自由選擇。不同年齡階段，不同練習水平，不同練習目的的練習者的不同要求，本發(fā)明都可以滿足。近固定、超等長肌肉力量練習，是其它健身器械所沒有的。練習者在練習中可不斷超越自己的力量、耐力、速度極限。對于訓練運動員的下肢肌肉爆發(fā)力有良好的作用。在本發(fā)明上做練習時，練習的重量可由小到大，練習的速度可由慢到快，練習者可循序漸進提高練習水平。練習的量和強度無論大小都不會對練習者有負面影響，始終保持其嚴謹的科學性。練習的方法容易掌握，練習的效果容易看到，短期內就可提高運動員的成績。
本發(fā)明的構造和組成。本發(fā)明由內三角架(見圖6)一個、外三角架(見圖7)一個、扶手(見圖8)一個，滑輪和滑輪定位器(見圖9)兩組每組兩個，30公斤飛輪(見圖2)一個、20公斤飛輪(見圖2)一個、10公斤飛輪一個、5公斤飛輪一個、齒輪(見圖10)一個、膝關節(jié)定位器(見圖11)一副、腳前掌定位器(見圖12)一副、鐵鏈條(見圖2)一條、彈簧(見圖3)二個、鋼絲繩(見圖13)二根、保護鋼條(見圖14)一個組成。
如圖6所示內三角架由圓形鐵管制造。內三角架上可安裝滑輪、齒輪、飛輪、鐵鏈條、鋼絲繩、保護鋼條、彈簧、膝關節(jié)定位器、腳前掌定位器、飛輪定位器、滑輪定位器(如圖13所示)。A、B、C同在一個平面內。A、B、C點處的圓管上都有小孔。A、B處的圓管用于安裝滑輪組。C處的圓管用于安裝齒輪和飛輪。D、E、F、G同在一個平面內。A、B、C所在平而與D、E、F、G所在平面平行。H是內三角架與外三角架的連接點。其連接方法是將H處凸起的圓鐵管放入外三角架(見圖7)上A處的圓孔中，這樣內三角架可以繞H點在外三角架上轉動。通過轉運來調整內三角架相對地面的傾斜度。DF是一段圓弧形鐵管。其所在圓的圓心在H處。DF圓弧上有許多小孔，與之相對應的是外三角架(見圖7)上也有一段圓弧形鐵管DE，DE圓弧上也有許多小孔。另外扶手(見圖8)上也有一段圓弧鐵管FG，FG圓弧上也有許多小孔。內三角架上的圓弧、外三角架上的圓弧、扶手上的圓弧三者的半徑相等，且都以內三角架上的H點為圓心。三者之間可用螺絲連接起來。調節(jié)三者之間的相對位置，再用螺絲固定，就可以調節(jié)內三角架、扶手的高低，練習者在本發(fā)明上做練習時身體的前傾幅度也就改變了。連接好后由左到右(由內到外)分別是內三角架、外三角架、扶手(見圖15)。通過這些連接使內三角架、外三角架和扶手成為一個整體。內三角架上EG的長度要大于兩米，∠DEF＝30°如圖7所示外三角架由圓形鐵管制造。A、B、C同在一個平面內(∠CAB＝45°)。DE是一段圓弧形鐵管。其所在圓的圓心在A處的圓孔內，DE圓弧上有許多小孔。與A處的圓孔一樣，DE圓弧上的小孔有連接內三角架的作用。當然，DE圓弧上的小孔也有連接扶手的作用。F、G是外三角架的兩個穩(wěn)定腳。穩(wěn)定腳在外三角架的底部與地面平行，使外三角架能立在地面上。外三角架有支撐內三角架和扶手的作用。如果將兩臺本發(fā)明一左一右相對焊接組合成雙人式本發(fā)明。其穩(wěn)定性、安全性更好。
如圖8所示扶手是一個由圓形鐵管制造而成的長方體，且有一段圓弧形鐵管連接在長方體上。A、B、C、D、E、F同在一個平面內，BD的延長線通過FG圓弧所在圓的圓心。FG圓弧形鐵管上有許多小孔，用螺絲可將小孔與內三角架或外三角架上的小孔連接起來，使扶手、內三角架、外三角架成為一個整體。
如圖9所示這是一個滑輪組的分解圖，滑輪、滑輪定位器和螺絲。
如圖13所示從圖中我們可以看出滑輪的安裝方法和它在內三角架上的作用。
如圖10所示飛輪上有三個孔，兩個小孔一個大孔。齒輪上也有三個孔，兩個小孔一個大孔。兩個大孔半徑相同，四個小孔半徑相同。四個小孔到大孔的距離也相同。安裝時用螺絲連接飛輪和齒輪，用飛輪定位器和螺絲將飛輪和齒輪定位在內三角架上且不會掉下，飛輪定位器上的螺絲要旋入內三角架上的小孔內。
如圖13所示從圖中我們可以看出飛輪和齒輪的安裝方法和它們在內三角架上的作用。通過改變飛輪或齒輪的半徑、形狀和質量，都可以改變練習者的運動量和強度。
如圖11所示底板、螺絲、圓環(huán)、定位套、繩帶組成膝關節(jié)定位器。
底板、螺絲、圓環(huán)、定位套都由鐵制。底板上寬下窄，左短右長，底板下端有許多圓孔。定位套呈拋物線形并且向內彎曲成圓弧，定位套上面有一圓環(huán)，圓環(huán)能安裝到螺絲上，繞螺絲轉動和滑動。定位套圓弧內有橡膠或棉花，可以減輕定位套對膝關節(jié)的撞擊和摩擦。定位套上有繩帶，可以將膝關節(jié)固定到定位套內。
如圖4、5、13所示從圖中可以看出膝關節(jié)定位器的安裝方法和它的作用。
如圖12所示底板、螺絲、橡膠底、圓環(huán)、定位套組成腳前掌定位器。底板、螺絲、圓環(huán)由鐵制，底板上窄下寬，左長右短，底端上端有許多圓孔。定位套由橡膠制成，其形狀就象一只鞋的前半段。定位套上的圓環(huán)在定位套的前面。圓環(huán)能安裝到螺絲上，繞螺絲轉動和滑動。向下蹬定位套時，腳自然將定位套踏在底板上。底板下有橡膠底，防止底板與地面撞擊。如圖5所示腳前掌定位器與膝關節(jié)定位器可以用連接螺絲連接到一起。腳前掌定位器與膝關節(jié)定位器之間的距離可通過小孔進行調節(jié)，從而滿足不同腿長的練習者的需要。
如圖4、5、13所示從圖中可以看出腳前掌定位器的安裝方法和它的作用。
如圖14所示保護鋼條為長方體，上連彈簧下連鋼絲繩，有連接的作用。
如圖4、13所示保護鋼條有防止飛輪空轉失控的作用。從而保護了本發(fā)明機和練習者。其原理是當飛輪帶動鐵鏈條反時針轉動失去控制時，保護鋼條會隨著轉動到滑輪處，并撞擊滑輪定位器上的螺絲，鐵鏈條就會轉動受阻，飛輪停止轉動。
權利要求
1.飛輪式抬腿練習機，主要用于對下肢肌肉的鍛煉，其特征是在外三角架上安裝有扶手，外三角架內安裝有內三角架，內三角架上安裝有飛輪、齒輪、鏈條、鋼絲繩、膝關節(jié)定位器、腳前掌定位器、滑輪、彈簧、保護鋼條。
2.根據權利要求1所述的飛輪式抬腿練習機，其特征是鏈條、鋼絲繩、膝關節(jié)定位器、腳前掌定位器、彈簧、保護鋼條之間是串聯關系。
3.根據權利要求1所述的飛輪式抬腿練習機，其特征是內三角架可繞外三角架轉動。
4.根據權利要求1所述的飛輪式抬腿練習機，其特征是飛輪、齒輪、滑輪、可以在內三角架上轉動。
全文摘要
飛輪式抬練習機是一種構造簡單的健身器械,主要用于健身和運動員的訓練。近固定、超等長收縮是它鍛煉下肢肌肉的基本特征。它利用飛輪的加速轉動,帶動下肢前肌群和下肢后肌群交替進行超等長收縮練習,綜合發(fā)展練習者的下肢肌肉力量、速度、耐力和協調能力。特別是對于提高短跑運動員的成績有立桿見影的效果。
文檔編號A63B21/22GK1267560SQ00101429
公開日2000年9月27日 申請日期2000年1月12日 優(yōu)先權日2000年1月12日
發(fā)明者王勇 申請人:王勇