柔韧性训练装置的制作方法

本技术涉及一种集健身、训练于一体的运动训练健身器材，具体地说，是一种柔韧性训练装置，适用于健身、健美、体育艺术表演项目的训练与教学中使用，可用于进行腿部韧带及腰部肌肉拉伸。

背景技术：

体育艺术表演项目，如健美操、艺术体操、啦啦操、体育舞蹈、芭蕾形体、武术等，对运动员的柔韧性要求很高，尤其是下肢的柔韧性在成套动作中起到决定性的作用。体育艺术表演项目在日常训练中，柔韧性素质的发展是必不可少的，但是往往这又是教练员和运动员最难克服的难点。

目前已有的用于进行腿部韧带拉伸使用的普通健身器械，功能单一，不能同时实现横向、纵向劈腿，且操作繁杂，不能够很方便的为使用者所使用。

即使专业的训练装置，往往结构、形状确定，难于调整，这就造成其有以下缺陷，1：身体姿态无法正确摆放。正确的身体姿态是拓展柔韧的前提，需要教练员持续不断的纠正运动员在拓展柔韧期间的错误动作，如果该项目运动员的数量较多，那么这无形中就浪费了许多的训练时间。2：无法适用于不同身体状态的运动员。不同的运动员，自身的柔韧基础素质有差异。在进行柔韧性拓展练习过程中，教练员会辅助运动员进行柔韧的拉伸，其辅助力度难以精确的把握，往往会造成不必要的运动损伤，导致运动员的运动寿命降低。

技术实现要素：

本技术针对上述问题，提供了一种能够使得运动员无需辅助，自己就能完成柔韧性的练习，且能够完成并腿体前屈、分腿体前屈、纵劈腿、横劈腿等多种训练的柔韧性训练装置。

本技术所述的柔韧性训练装置，包括主机体，在主机体的上部设置坐垫，在主机体后部上方设置靠背，在主机体中部两侧设置扶手，它还包括两个机械臂；所述机械臂包括分腿驱动装置、竖直轴、髋关节驱动装置、大腿支撑臂、膝关节驱动装置、小腿支撑臂；大腿支撑臂的两端分别通过髋关节驱动装置、膝关节驱动装置与竖直轴的上端、小腿支撑臂的一端相连；用于带动大腿支撑臂相对于竖直轴在竖直面内摆动的髋关节驱动装置至少包括髋关节电机；竖直轴下端通过分腿驱动装置设置在主机体上；用于驱动竖直轴相对于主机体在水平面内摆动的分腿驱动装置至少包括分腿驱动电机；用于带动小腿支撑臂相对于大腿支撑臂在竖直面内摆动的膝关节驱动装置至少包括膝关节电机；与小腿支撑臂垂直的脚底支撑板的下部与小腿支撑臂末端相连，脚底支撑板的上部设置有供前脚掌伸入的脚背固定环。

上述的柔韧性训练装置，靠背后部连接在基本在上下方向上延伸的靠背杆上，靠背杆的下部通过靠背驱动关节连接在主机体上；用于带动靠背杆、靠背在竖直面内相对于主机体摆动的靠背驱动关节至少包括靠背驱动电机。

上述的柔韧性训练装置，坐垫底部连接在升降杆上，升降杆下部通过带动升降杆上下移动的升降杆上下驱动装置连接在主机体上。

上述的柔韧性训练装置，坐垫底部通过坐垫驱动关节连接在升降杆的上端；用于带动坐垫相对于升降杆在竖直面内摆动的坐垫驱动关节至少包括坐垫驱动电机。

上述的柔韧性训练装置，它还包括可编程控制器，可编程控制器与分腿驱动电机、髋关节电机、膝关节电机、靠背驱动电机电连接，与可编程控制器电连接的操作按钮设置在扶手上；通过操作按钮可以控制分腿驱动电机、髋关节电机、膝关节电机、靠背驱动电机的动作。

上述的柔韧性训练装置，大腿支撑臂包括通过轴向伸缩机构相连的上段和下段。

上述的柔韧性训练装置，小腿支撑臂包括通过轴向伸缩机构相连的上段和下段。

上述的柔韧性训练装置，在小腿支撑臂的上段上固定小腿肌肉支撑托板，在小腿支撑臂的下段上固定有跟腱及脚踝支撑托板。

上述的柔韧性训练装置，它还包括固定连接在主机体上并支撑在地面、使得本训练装置保持稳定的支撑架。

本技术的有益效果：使用时，运动员坐在坐垫上，大小腿分别放在大腿支撑臂和小腿支撑臂上，脚底与脚底支撑板接触，脚（前脚掌）伸入脚背固定环。分腿驱动装置动作，可以带动竖直轴、大腿支撑臂、膝关节驱动装置、小腿支撑臂等在水平面内摆动，实现腿的分开（分腿）、合并（并腿）。髋关节驱动装置和膝关节驱动装置动作，带动大腿支撑臂、小腿支撑臂等竖直面内摆动，实现劈腿动作。

运动员自己可以控制分腿驱动电机、髋关节电机、膝关节电机、靠背驱动电机等动作，实现自己训练。

靠背可以作为支撑运动员后背所用。靠背驱动关节动作，带动靠背在竖直面内摆动，向前摆动时给予运动员上体前倾的负荷压力，好似后面有人辅助压体前屈一样。

坐垫支撑运动员的体重，同时保证运动员的身体姿态的完整和准确性。升降杆上下驱动装置动作，驱动升降杆、坐垫上下升降；坐垫驱动关节动作，带动坐垫在竖直面内摆动；使得坐垫更加符合不同的身材、不同的姿态，达到科学、准确的训练效果。当然，座椅的调节高低的功能，以及倾斜角度的调节，还可以与靠背倾斜角度的调节相互配合达到运动员平躺的效果。

分腿驱动装置等属于现有技术，如分腿驱动电机的壳体固定在主机体上，分腿驱动电机的转轴与竖直轴相连，分腿驱动电机动作，带动竖直轴转动。髋关节驱动装置、膝关节驱动装置属于现有技术，如髋关节电机的壳体固定在竖直轴上，髋关节电机的转轴与大腿支撑臂相连，髋关节电机动作，带动大腿支撑臂相对于竖直轴转动；如膝关节电机的壳体固定在大腿支撑臂上，膝关节电机的转轴与小腿支撑臂相连，膝关节电机动作，带动小腿支撑臂相对于大腿支撑臂转动。靠背驱动关节属于现有技术，如靠背驱动电机的壳体固定在主机体上，靠背驱动电机的转轴与靠背杆相连，靠背驱动电机动作，带动靠背杆、靠背等相对于主机体转动。分腿驱动电机、髋关节电机、膝关节电机、靠背驱动电机最好为伺服电机。

操作按钮集中设置在扶手上，运动员更加方便自己控制分腿驱动电机、髋关节电机、膝关节电机、靠背驱动电机等不同的电机动作，快捷完成各种姿态的训练。操作按钮、控制器、电机等相互之间的电连接关系，属于现有技术，不再描述。

大腿支撑臂上段和大腿支撑臂下段通过轴向伸缩机构相连，小腿支撑臂上段和大腿支撑臂下段通过轴向伸缩机构相连，可以通过轴向伸缩机构调节大腿支撑臂和小腿支撑臂的长短，以适合不同身材的运动员。轴向伸缩机构属于现有技术。

附图说明

图1是常态时的柔韧性训练装置立体示意图；

图2是靠背前倾、坐垫后倾时的柔韧性训练装置侧视示意图；

图3是平躺状态的柔韧性训练装置侧视示意图；

图4是分腿状态的柔韧性训练装置立体示意图；

图5是靠背放平、劈腿状态的柔韧性训练装置立体示意图；

图6是靠背基本竖直、劈腿状态的柔韧性训练装置立体示意图。

图中，主机体1，架杆11，支撑架12，坐垫2，升降杆21，靠背3，靠背杆31，两个扶手4，两个机械臂5，分腿驱动电机51，竖直轴52，髋关节电机53，大腿支撑臂上段54，伸缩调节螺纹管55，大腿支撑臂下段56，膝关节电机57，小腿支撑臂上段58，小腿支撑臂下段59，脚底支撑板6，脚背固定环7，靠背驱动电机8，小腿肌肉支撑托板9，跟腱及脚踝支撑托板10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。

参见图1-6所示的柔韧性训练装置，包括主机体1，架杆11，坐垫2，靠背3，靠背杆31，两个扶手4，两个机械臂5。脚底支撑板6，脚背固定环7。

所述机械臂包括分腿驱动电机51、竖直轴52、髋关节电机53、大腿支撑臂上段54、伸缩调节螺纹管55、大腿支撑臂下段56、膝关节电机57、小腿支撑臂上段58、小腿支撑臂下段59。

伸缩调节螺纹管55的两端分别通过螺旋方向相反的螺纹与大腿支撑臂上段54和大腿支撑臂下段56形成螺纹副。例如，伸缩调节螺纹管55通过左旋螺纹与大腿支撑臂上段54相连，通过右旋螺纹与大腿支撑臂下段56相连，大腿支撑臂上段54和大腿支撑臂下段56不转动，转动伸缩调节螺纹管55，伸缩调节螺纹管55即可同时旋入大腿支撑臂上段和大腿支撑臂下段内，后者同时从大腿支撑臂上段和大腿支撑臂下段内旋出，大腿支撑臂下段轴向移动，改变了大腿支撑臂下段与大腿支撑臂上段之间的轴向距离，从而调节由大腿支撑臂上段54、伸缩调节螺纹管55、大腿支撑臂下段56组成的整个大腿支撑臂的总长度。

伸缩调节螺纹管55与小腿支撑臂上段和小腿支撑臂下段的连接结构相同，不同描述。

大腿支撑臂上段54通过髋关节电机53与竖直轴52的上端相连；大腿支撑臂下段56通过膝关节电机57与小腿支撑臂上段58相连；竖直轴下端分腿驱动电机与主机体相连。

与小腿支撑臂下段垂直的脚底支撑板6的下部与小腿支撑臂下段末端相连，脚底支撑板的上部设置有供前脚掌伸入的基本呈长方形的脚背固定环7。

靠背3后部连接在基本在上下方向上延伸的靠背杆31上，靠背杆的下部通过靠背驱动电机8连接固定在主机体后部的架杆11上（如，靠背杆固定在靠背驱动电机8的转轴上，靠背驱动电机8的壳体固定在架杆11上）。靠背驱动电机带动靠背杆、靠背在竖直面内相对于架杆、主机体摆动。

坐垫2底部通过坐垫驱动电机（未示出）连接在升降杆21的上端（如坐垫驱动电机壳体固定在升降杆上，坐垫驱动电机的转轴与坐垫固定连接），坐垫驱动电机带动坐垫相对于升降杆在竖直面内摆动。坐垫驱动电机等属于现有技术。

升降杆下部通过带动升降杆上下移动的升降杆上下驱动装置（未示出）连接在主机体上。升降杆上下驱动装置属于现有技术，如它包括升降杆驱动电机、螺母丝杠机构等。升降杆驱动电机的壳体固定在主机体上，升降杆驱动电机的转轴与一丝杠固定，丝杠上有与丝杠配合的螺母，螺母与升降杆固定，升降杆位于主机体上的上下延伸的导向孔内。升降杆驱动电机动作，带动丝杠转动，螺母由于与升降杆固定只能轴向移动不能转动，所以螺母就带动升降杆一起沿导向孔上下移动，实现坐垫的升降。

可编程控制器与坐垫驱动电机、升降杆驱动电机、分腿驱动电机、髋关节电机、膝关节电机、靠背驱动电机电连接，与可编程控制器电连接的操作按钮设置在扶手上；通过操作按钮可以控制坐垫驱动电机、升降杆驱动电机、分腿驱动电机、髋关节电机、膝关节电机、靠背驱动电机的动作。

在小腿支撑臂上段上固定小腿肌肉支撑托板9，在小腿支撑臂下段上固定有跟腱及脚踝支撑托板10。

支撑架12固定连接在主机体上并支撑在地面，使得本训练装置保持稳定。

参见图4，在该图所示状态，由运动员坐定在坐垫上，根据运动员自身体分腿前屈柔韧性以及横叉胯部外展的基础能力决定机械臂外展开度，靠背的调节加大运动员柔韧拓展的负荷压力。

参见图5，在该种状态下，该器械用于发展运动员的纵劈腿柔韧。

1, 右腿由右机械臂固定，保证膝关节和脚背伸直。

2，调节靠背及坐垫的倾斜角度，达到和右腿保持水平延长的平躺姿态。

3，由有机械臂固定的右腿被右机械臂缓慢抬起，达到拓展右腿柔韧性的目的，根据运动员自身特点及柔韧性的痛点来科学安全的调节机械臂举起的高度和角度，达到最佳拓展目的。

左右机械臂可以交换发展柔韧性。

下面分别说明各主要零部件的状态和作用。

1、靠背

a、靠背可以作为支撑运动员后背所用，当腿部被机械臂举起，拓展柔韧时，可用于支撑。

b、当进行体前屈柔韧拓展时，靠背可以通过扶手上的操作按钮等调节装置进行靠背前后角度的调节，同时给予运动员上体前倾的负荷压力，好似后面有人辅助压体前屈一样。

2、坐垫

a、坐垫支撑运动员的体重，同时保证运动员的身体姿态的完整和准确性。

b、坐垫有调节高低的功能，以及前后倾斜角度的调节，与靠背倾斜角度的调节相互配合可以达到运动员平躺的效果。

3、扶手

a、扶手具有支撑身体平衡的功能。

b、扶手上的操作按钮可以调节靠背、坐垫的前后倾斜角度，坐垫升降，以及腿部机械臂的屈伸、内收、外展、高度、伸缩，以及前后左右转动等功能的控制。

4、机械臂

a、竖直轴

活动范围很大，类似于人体的股骨头转动原理。保证完成大腿基本的生理转动。

b、大腿支撑臂

根据运动员大腿长度可做伸缩调整。

c、膝关节转动轴

类似于人体的膝关节活动原理，保证膝关节的屈伸。

d、小腿支撑臂

可根据运动员小腿长度进行调节。

e、跟腱及脚踝支撑托板随跟腱及脚踝处形成支撑。

f、脚底支撑板对脚底形成支撑，脚背固定环固定脚背区域

5、主机体

主要电路及可编程控制器等的存放位置。

6、支撑架

保持该器械稳定性的支架，支撑架上固定防滑脚垫。

该装置可以有效的解决运动员的下肢的并腿体前屈、分腿体前屈、纵劈腿、横劈腿柔韧性的拓展；使运动员在独立、安全的环境中，无需辅助，自己就能完成柔韧性的练习，通过器械自身矫正其姿态，通过靠背给予可承受的压力；充分的节省训练时间，保证的运动员的安全，大大提高了训练效率，大大降低了体育艺术表演项目运动训练中，柔韧素质拓展的时间；科学有效的实施因人而异的柔韧拉伸，避免了由人为过失而带来不必要的运动损伤，延长了运动员的运动寿命。