专利名称：飞轮式抬腿练习机的制作方法
技术领域：
本发明是一种构造简单的体育健身用品，可用于对专业运动员的训练和普通体育爱好者的健身。本发明利用飞轮的加速转动，带下肢肌肉超等长收缩(离心收缩后紧接向心收缩)，综合发展练习者的下肢肌肉力量、速度、耐力和协调能力，帮助练习者不断打破自己的运动极限。现有的健身器械虽然能够锻炼到下肢的前后肌群，担都没有采用超等长收缩练习法。比如说负重深蹲练习，虽然能够提高大腿肌肉的收缩力量和速度，但却不能锻炼到下肢肌肉的协调能力，而且练习的量、强度并不便于操作。跑步机、自行车、高抬腿跑练习、多级蛙跳练习虽然能够锻炼到下肢肌肉，但是练习的量和强度以及针对性都大打折扣。现有的健身器械都是对下肢进行等张练习、等长练习或等动练习。
田径运动在我国广泛开展，而我国的田径运动水平却并不高，特别是短跑项目。这说明我们的田径运动训练水平还不高。如何提高训练的科学性？如何节约有效的改善训练设施？如何使广大教练员和运动员掌握更科学又相对简单的训练方法？本发明就是为了解决这些问题而诞生的。本发明对人体的训练是一种极限训练，练习者在练习中不断超越自己的力量、耐力、速度极限。这一训练手段填补了训练方法上的一项空白。
如
图1所示一位练习者在作高抬腿练习时，当练习者在向上抬腿时，如果在练习者有膝关节上方A点施加一个外力F1，作用方向为抬腿的反方向。那么练习者做抬腿练习的运动量就加大了。当练习者大腿向下压时，如果在练习者的脚前掌B点施加一个外力F2，作用方向为下压腿的反方向。那么练习者做下压腿练习的运动量就加大了。如图2所示飞轮可绕AB轴转动。在铁链条CD的带动下，飞轮可顺时针或反时针转动。当铁链条带动飞轮反时针转时，用一个外力突然意图去改变铁链条和飞轮的转动方向。由于惯性的作用，铁链条和飞轮的运动方向并不会马上改变，而是保持原来的运动方向。这样飞轮的受力方向上反时针变为了顺时针。这个顺时针的力作用在飞轮上一定时间后，飞轮变为顺时针转动。反复改变链条的运动方向，飞轮的转动方向也就反复改变。如图3所示A点和B点是外力在本发明上的作用点。作用于A点的力是E1。作用于B点的力是E2。C、D是两个滑轮，它们分别绕X轴和Y轴转动。齿轮H与飞轮I同轴，绕Q轴转动。外力E1和E2交替作用于本发明上。当外力E1作用于本发明上时，飞轮反时针转动。当时力E2作用于本发明上时，飞轮变反时针为顺时针转动。E1、E2两个力不断的交替作用于本发明上，飞轮也就不断的改变转动方向。M、N是两个弹簧，当本发明所受外力发生变化时，它们起到缓冲作用。当然，弹簧和M、N并不是必要部件，就算安装到本发明上，其弹性变形也不能太大，否则将影响本发明的训练效果。齿轮H、滑轮C、滑轮D、弹簧M、弹簧N之间用铁链条和钢丝绳连接在一起(如图13所示)。图3中的外力E1的反作用就是图1中的F1，外力E2的反作用力就是图1中的F2。
如图4所示练习者在本发明上做练习时，先要选好适应自己的飞轮重量，再将双手放于本发明的扶手上面，同时将头部和胸部靠在扶手上而，身体前倾。练习者单腿站立，另一条腿放到本发明上，并将膝关节和脚前掌固定就可开始练习。练习到一定时间后，交换另一条腿练习。以左脚在本发明上练习为例将脚前掌放入脚前掌定位器(见图5)，再调节膝关节定位器(见图5)的高度使其刚好从上面盖住膝关节。然后用膝关节定位器上的绳带把膝关节绑在膝关节定位器上面(绳带只有辅助固定膝关节的作用)。最后在稍微调节一下脚前掌的位置，就可以在本发明上做练习了(练习的初期使用较轻重量的飞轮)。练习时大小腿折叠，用力将膝关节向上抬起，产生力E1(如图3所示)使铁链条和飞轮反时针转动。膝关节抬起到一定高度后，脚前掌迅速向下蹬脚前掌定位器产生力E2(如图3所示)。E2产生的初期，由于惯性的作用飞轮只减缓转动速度而不会改变转动方向，这个时候下肢后肌群产生超等长收缩中的离心收缩。随着力E2的加大和作用时间的加长，铁链条和飞轮变为顺时针转动。这时下肢后肌群产生超等长收缩中的向心收缩，当链条顺时针转动到脚前掌定位器撞击地面或将要撞击地面时，大腿膝关节迅速向上抬起膝关节定位器，产生力E1。E1产生的初期，由于惯性的作用，飞轮只减缓转动速度而不会改变转动方向。这个时候下肢前肌群产生超等长收缩中的离心收缩。随着E1的加大和作用时间的加长，铁链条和飞轮变为反时针转动。这时下肢前肌群产生超等长中的向心收缩。膝关节和脚前掌反复对本发明加以外力E1和E2，本发明也给膝关节和脚前掌反作用力F1和F2。飞轮的的转动惯性是F1和F1这两个力的力量来源。飞轮的转动惯性越大，E1、F1和E2、F2这两对力也越大，锻炼效果越明显。飞轮的转动惯性大小由飞轮的质量、半径、形状.转速决定。在本发明上还可以安装手动刹车装置来阻止飞轮的转动。其刹车装置与自行车的刹车装置相似。
在现有的健身器械中，还没有与本发明功能、结构相似的产品。本发明极大的尊重了人体的动作规律，其训练方法自然、和谐。在短跑运动技术中，脚前掌的蹬地、大小腿的折叠高抬、大腿的积极下压都是关键的技术动作。本发明将这三个关键技术进行统一的针对性练习。通过这种练习后，练习者能够准确地掌握短跑技术动作。练习者在本发明上的用力顺序与正确的短跑用力顺序相吻合，能够纠正运动员错误的用力方法，对于改进运动员的短跑技术有很好的作用。练习者在本发明上的运动过程就象是在练习高抬腿跑，但其练习的量和强度以及科学性远远高于高抬腿跑。本发明是采有超等长收缩练习法，这与多级蛙跳练习有相似之处，但多级蛙跳在用力时是远固定，而在本发明上做力量练习是近固定，锻炼的效果也就与之不同了。练习者在本发明上做抬腿练习，其身体状态接近于运动员在跑动时的动作状态，整个练习过程自然、合理，且身体的前倾幅度可以调节。本发明对于发展下肢前、后肌群的力量、速度、耐力和协调性有极大针对性，而且练习的量和强度可以自由选择。不同年龄阶段，不同练习水平，不同练习目的的练习者的不同要求，本发明都可以满足。近固定、超等长肌肉力量练习，是其它健身器械所没有的。练习者在练习中可不断超越自己的力量、耐力、速度极限。对于训练运动员的下肢肌肉爆发力有良好的作用。在本发明上做练习时，练习的重量可由小到大，练习的速度可由慢到快，练习者可循序渐进提高练习水平。练习的量和强度无论大小都不会对练习者有负面影响，始终保持其严谨的科学性。练习的方法容易掌握，练习的效果容易看到，短期内就可提高运动员的成绩。
本发明的构造和组成。本发明由内三角架(见图6)一个、外三角架(见图7)一个、扶手(见图8)一个，滑轮和滑轮定位器(见图9)两组每组两个，30公斤飞轮(见图2)一个、20公斤飞轮(见图2)一个、10公斤飞轮一个、5公斤飞轮一个、齿轮(见图10)一个、膝关节定位器(见图11)一副、脚前掌定位器(见图12)一副、铁链条(见图2)一条、弹簧(见图3)二个、钢丝绳(见图13)二根、保护钢条(见图14)一个组成。
如图6所示内三角架由圆形铁管制造。内三角架上可安装滑轮、齿轮、飞轮、铁链条、钢丝绳、保护钢条、弹簧、膝关节定位器、脚前掌定位器、飞轮定位器、滑轮定位器(如图13所示)。A、B、C同在一个平面内。A、B、C点处的圆管上都有小孔。A、B处的圆管用于安装滑轮组。C处的圆管用于安装齿轮和飞轮。D、E、F、G同在一个平面内。A、B、C所在平而与D、E、F、G所在平面平行。H是内三角架与外三角架的连接点。其连接方法是将H处凸起的圆铁管放入外三角架(见图7)上A处的圆孔中，这样内三角架可以绕H点在外三角架上转动。通过转运来调整内三角架相对地面的倾斜度。DF是一段圆弧形铁管。其所在圆的圆心在H处。DF圆弧上有许多小孔，与之相对应的是外三角架(见图7)上也有一段圆弧形铁管DE，DE圆弧上也有许多小孔。另外扶手(见图8)上也有一段圆弧铁管FG，FG圆弧上也有许多小孔。内三角架上的圆弧、外三角架上的圆弧、扶手上的圆弧三者的半径相等，且都以内三角架上的H点为圆心。三者之间可用螺丝连接起来。调节三者之间的相对位置，再用螺丝固定，就可以调节内三角架、扶手的高低，练习者在本发明上做练习时身体的前倾幅度也就改变了。连接好后由左到右(由内到外)分别是内三角架、外三角架、扶手(见图15)。通过这些连接使内三角架、外三角架和扶手成为一个整体。内三角架上EG的长度要大于两米，∠DEF＝30°如图7所示外三角架由圆形铁管制造。A、B、C同在一个平面内(∠CAB＝45°)。DE是一段圆弧形铁管。其所在圆的圆心在A处的圆孔内，DE圆弧上有许多小孔。与A处的圆孔一样，DE圆弧上的小孔有连接内三角架的作用。当然，DE圆弧上的小孔也有连接扶手的作用。F、G是外三角架的两个稳定脚。稳定脚在外三角架的底部与地面平行，使外三角架能立在地面上。外三角架有支撑内三角架和扶手的作用。如果将两台本发明一左一右相对焊接组合成双人式本发明。其稳定性、安全性更好。
如图8所示扶手是一个由圆形铁管制造而成的长方体，且有一段圆弧形铁管连接在长方体上。A、B、C、D、E、F同在一个平面内，BD的延长线通过FG圆弧所在圆的圆心。FG圆弧形铁管上有许多小孔，用螺丝可将小孔与内三角架或外三角架上的小孔连接起来，使扶手、内三角架、外三角架成为一个整体。
如图9所示这是一个滑轮组的分解图，滑轮、滑轮定位器和螺丝。
如图13所示从图中我们可以看出滑轮的安装方法和它在内三角架上的作用。
如图10所示飞轮上有三个孔，两个小孔一个大孔。齿轮上也有三个孔，两个小孔一个大孔。两个大孔半径相同，四个小孔半径相同。四个小孔到大孔的距离也相同。安装时用螺丝连接飞轮和齿轮，用飞轮定位器和螺丝将飞轮和齿轮定位在内三角架上且不会掉下，飞轮定位器上的螺丝要旋入内三角架上的小孔内。
如图13所示从图中我们可以看出飞轮和齿轮的安装方法和它们在内三角架上的作用。通过改变飞轮或齿轮的半径、形状和质量，都可以改变练习者的运动量和强度。
如图11所示底板、螺丝、圆环、定位套、绳带组成膝关节定位器。
底板、螺丝、圆环、定位套都由铁制。底板上宽下窄，左短右长，底板下端有许多圆孔。定位套呈抛物线形并且向内弯曲成圆弧，定位套上面有一圆环，圆环能安装到螺丝上，绕螺丝转动和滑动。定位套圆弧内有橡胶或棉花，可以减轻定位套对膝关节的撞击和摩擦。定位套上有绳带，可以将膝关节固定到定位套内。
如图4、5、13所示从图中可以看出膝关节定位器的安装方法和它的作用。
如图12所示底板、螺丝、橡胶底、圆环、定位套组成脚前掌定位器。底板、螺丝、圆环由铁制，底板上窄下宽，左长右短，底端上端有许多圆孔。定位套由橡胶制成，其形状就象一只鞋的前半段。定位套上的圆环在定位套的前面。圆环能安装到螺丝上，绕螺丝转动和滑动。向下蹬定位套时，脚自然将定位套踏在底板上。底板下有橡胶底，防止底板与地面撞击。如图5所示脚前掌定位器与膝关节定位器可以用连接螺丝连接到一起。脚前掌定位器与膝关节定位器之间的距离可通过小孔进行调节，从而满足不同腿长的练习者的需要。
如图4、5、13所示从图中可以看出脚前掌定位器的安装方法和它的作用。
如图14所示保护钢条为长方体，上连弹簧下连钢丝绳，有连接的作用。
如图4、13所示保护钢条有防止飞轮空转失控的作用。从而保护了本发明机和练习者。其原理是当飞轮带动铁链条反时针转动失去控制时，保护钢条会随着转动到滑轮处，并撞击滑轮定位器上的螺丝，铁链条就会转动受阻，飞轮停止转动。
权利要求
1.飞轮式抬腿练习机，主要用于对下肢肌肉的锻炼，其特征是在外三角架上安装有扶手，外三角架内安装有内三角架，内三角架上安装有飞轮、齿轮、链条、钢丝绳、膝关节定位器、脚前掌定位器、滑轮、弹簧、保护钢条。
2.根据权利要求1所述的飞轮式抬腿练习机，其特征是链条、钢丝绳、膝关节定位器、脚前掌定位器、弹簧、保护钢条之间是串联关系。
3.根据权利要求1所述的飞轮式抬腿练习机，其特征是内三角架可绕外三角架转动。
4.根据权利要求1所述的飞轮式抬腿练习机，其特征是飞轮、齿轮、滑轮、可以在内三角架上转动。
全文摘要
飞轮式抬练习机是一种构造简单的健身器械,主要用于健身和运动员的训练。近固定、超等长收缩是它锻炼下肢肌肉的基本特征。它利用飞轮的加速转动,带动下肢前肌群和下肢后肌群交替进行超等长收缩练习,综合发展练习者的下肢肌肉力量、速度、耐力和协调能力。特别是对于提高短跑运动员的成绩有立杆见影的效果。
文档编号A63B21/22GK1267560SQ00101429
公开日2000年9月27日 申请日期2000年1月12日 优先权日2000年1月12日
发明者王勇 申请人:王勇