一种多功能体育训练装置的制作方法

本发明涉及体育锻炼器材领域，尤其涉及一种多功能体育训练装置。

背景技术：

进行体育训练是普通人保持身体健康，运动员保持竞技能力的有效手段，特别是跑步训练，通常训练时会在操场、公路上进行或者在健身房利用跑步机进行。

目前跑步机用于跑步的跑步带往往是水平固定好的，通过调整跑步带的速度来进行锻炼，不能够通过调整跑步带的角度来对地形进行模拟，使得使用者能够在“模拟的起伏地形中”进行锻炼，使用模式单一，而难以达到最佳的锻炼效果。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种能够模拟地形的多功能体育训练装置，给使用者提供贴近现实的跑步体验。

本发明提供一种多功能体育训练装置，包括底座、跑步机和控制台，所述底座的上方设置跑步机，所述跑步机顶面通过支撑架固定控制台，所述控制台的一侧装备有键盘、显示器以及usb插孔，所述控制台的内部设置有控制器，所述控制器电性连接所述跑步机、所述支撑架、所述键盘、所述显示器和所述usb插孔；所述多功能体育训练装置还包括支撑台和感应器，其中，

所述底座一端的两侧沿长度方向设置有凸起滑轨，所述支撑台包括支撑体，两个所述支撑体一侧的底部设置水平的第一滑槽，所述第一滑槽滑动连接于所述凸起滑轨上，另外两个所述支撑体垂直固定于所述底座另一端的两侧，所述支撑体朝向所述底座的一侧设置放置槽，所述放置槽内固定伸缩气缸，所述伸缩气缸的顶部设置连接件，所述连接件轴承连接所述跑步机端部的两侧；

所述支撑体上还设置有竖直的第二滑槽，所述第二滑槽与所述放置槽并排设置，所述第二滑槽滑动连接支撑杆，处于所述底座同一侧的所述支撑杆的顶部连接扶杆，其中一个所述扶杆上通过可伸缩的连接杆连接所述感应器；

所述支撑台与所述感应器连接所述控制器。

优选的，所述支撑台还包括第一驱动电机以及传动螺杆，所述第一驱动电机固定于所述第二滑槽的底部，所述第一驱动电机的输出轴连接所述传动螺杆，所述支撑杆呈板状结构，所述板状结构沿长度方向设置螺孔，所述螺孔螺接于所述传动螺杆，所述控制器电性连接所述第一驱动电机；所述支撑台还包括空气弹簧，所述连接件与所述伸缩气缸之间固定所述空气弹簧。

优选的，滑动的所述支撑台上的所述支撑杆顶部转动连接套筒，固定的所述支撑台上的所述支撑杆顶部转动连接所述扶杆的一端，所述扶杆的另一端滑动套接所述套筒。

优选的，所述支撑架包括第二驱动电机、伸缩架、固定板、滑杆以及套杆，两个所述套杆分别固定于所述跑步机较长的两边，所述套杆内滑动连接所述滑杆，两个所述滑杆固定于所述固定板的一侧，所述第二驱动电机固定于所述固定板上，所述第二驱动电机的输出轴沿所述固定板设置，所述第二驱动电机的输出轴固定所述伸缩架，所述伸缩架的顶部连接所述控制台，所述控制器电性连接所述第二驱动电机和所述伸缩架。

优选的，所述滑杆上设置齿条，所述套杆一端固定第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出轴设置齿轮，所述齿轮齿接所述齿条，所述控制器电性连接所述第三驱动电机。

优选的，所述伸缩架包括伸缩筒、固定槽以及连接轴，所述连接轴转动连接于所述固定板上，所述连接轴的一端设置所述固定槽，所述固定槽呈齿轮状，所述第二驱动电机的输出轴上设置固定件，所述固定件呈齿轮状，所述固定件插接固定于所述固定槽，所述连接轴的侧壁固定所述伸缩筒，所述伸缩筒的顶部转动连接所述控制台。

优选的，所述控制台内设置第四驱动电机，所述第四驱动电机的输出轴固定所述伸缩筒的顶部。

本发明还提供一种多功能体育训练装置的控制方法，应用于所述的多功能体育训练装置，

控制器接收用户通过键盘输出的多功能体育训练装置开启指令以及控制指令，并接收用户通过usb插孔输入的地图信息；

所述控制器根据所述控制指令调控跑步机的速度，且所述控制器接收并存储所述跑步机的速度值，所述控制器根据当前速度值与控制指令需要达到的速度值比较，根据速度的差值控制所述跑步机均匀加速到所述控制指令需要达到的速度值，所述控制器实时将所述跑步机的速度值发送至显示器以显示；

所述控制器接收并储存伸缩气缸自身长度值，所述控制器提取所述地图信息中地图的水平高度值、坡度，并计算地图的水平高度值、坡度与所述伸缩气缸自身长度值、所述伸缩气缸决定的所述跑步机的坡度之间的差值，根据差值计算所述伸缩气缸的充放气量，并根据计算得到的充放气量控制所述伸缩气缸的充放气，使得所述跑步机模拟地图动作，所述控制器控制所述显示器将地图信息显示；

所述控制器接收并储存支撑杆自身的高度信息，所述控制器根据各个所述伸缩气缸的高度变化，控制相应所述伸缩气缸上的所述支撑杆进行相应的移动；

所述控制器接收并储存所述支撑架自身的长度信息、角度信息和位置信息，所述控制器计算当前支撑架的长度信息、角度信息和位置信息与所述控制指令需要达到的所述支撑架的长度信息、角度信息和位置信息的差值，根据差值控制所述支撑架进行调整，所述控制器实时将所述支撑架的长度信息、角度信息和位置信息发送至所述显示器以显示。

所述控制方法还包括：

所述控制器接收感应器感知的用户的步态信息，所述控制器分析所述步态信息；

所述控制器根据步态信息计算出所述跑步机的适宜速度，根据计算出的适宜速度进一步匀速调整所述跑步机的速度，直至达到与所述步态信息对应的跑步机的适宜速度；

所述控制器接收并储存所述感应器的位置信息，所述控制器根据所述感应器传递的步态信息信号强度，发出调整所述感应器位置的指令，所述控制器根据指令给出的所述感应器位置与储存的所述感应器的位置信息比较，按照差值控制所述感应器移动，所述控制器控制所述显示器将地图信息显示。

与相关技术相比较，本发明提供的多功能体育训练装置具有如下有益效果：

本发明提供的多功能体育训练装置，将各种地形图输入到所述控制器中，所述控制器解析地图信息，并将地图信息中的地形坡度转化为一系列用于控制所述支撑台运动的控制指令，利用所述支撑台的变化模拟出地形坡度的变化，使得所述跑步机的坡度能够不断的改变，从而使得使用者在使用所述多功能体育训练装置时能够在模拟的不同体验地形下训练，提升训练的效果；所述感应器将使用者的步态信息传递给所述控制器，所述控制器利用步态信息分析计算出合适的所述跑步机速度，所述控制器控制所述跑步机按照所述合速度运行，能够自动进行速度的调整，方便使用者使用。

另外，所述支撑台上设置的所述空气弹簧使得所述跑步机与所述支撑台之间的连接有一定的弹性，使得使用者使用时更加舒适，所述支撑杆、所述套筒以及所述扶杆的配合使得所述扶杆能够随所述跑步机坡度的变化而进行相应的变化，使得所述扶杆始终平行于所述跑步机，使得所述感应器相对所述跑步机位置变化不大，使得所述扶杆相对使用者手臂位置变化不大，能够始终为使用者提供支撑，所述支撑架能够沿所述跑步机长度方向滑动，所述支撑架的自身角度以及高度能够变化，从而来调整设置于所述支撑架顶部的所述控制台的位置，使得所述跑步机坡度发生变化时，所述控制台与使用者的距离保持合适。

附图说明

图1为本发明提供的多功能体育训练装置的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示的支撑台、跑步机的结构示意图；

图3为图2所示的支撑台的结构剖视图；

图4为图1所示的支撑架控制沿所述跑步机移动的部分结构示意图；

图5为图5所示的支撑架控制沿所述跑步机移动的部分结构剖视图；

图6为图1所示的支撑架控制角度变化以及高度变化的部分结构示意图；

图7为所述多功能体育训练装置的控制关系示意图。

图中标号：

1、底座，11、凸起滑轨，

2、跑步机，

3、支撑台，31、支撑杆，32、套筒，33、支撑体，331、放置槽，332、第一滑槽，333、第二滑槽，34、连接件，35、空气弹簧，36、伸缩气缸，37、第一驱动电机，38、传动螺杆，

4、第二驱动电机，41、固定件，

5、伸缩架，51、伸缩筒，52、固定槽，53、连接轴，

6、固定板，61、滑杆，612、转轮，62、套杆，621、支撑轮，63、第三驱动电机，64、齿轮，

7、控制台，71、键盘，72、显示器，73、插孔，

8、感应器，

9、扶杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6以及图7，其中图1为本发明提供的多功能体育训练装置的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的支撑台、跑步机的结构示意图；图3为图2所示的支撑台的结构剖视图；图4为图1所示的支撑架控制沿所述跑步机移动的部分结构示意图；图5为图5所示的支撑架控制沿所述跑步机移动的部分结构剖视图；图6为图1所示的支撑架控制角度变化以及高度变化的部分结构示意图；图7为所述多功能体育训练装置的控制关系示意图。

本发明提供的多功能体育训练装置，包括呈长方形的底座1、设置滚轮、履带的跑步机2，所述底座1一端的两侧沿长度方向设置有凸起滑轨11，所述凸起滑轨11上分别滑动连接一个所述支撑台3，所述底座1的另一端的两侧分别固定一个所述支撑台3，所述支撑台3包括竖直设置的长条状支撑体33，两个所述支撑体33一侧的底部设置水平的第一滑槽332，所述第一滑槽332滑动连接于所述凸起滑轨11上，所述支撑体33朝向所述底座1的一侧设置放置槽331，所述放置槽331内固定竖直设置的伸缩气缸36，所述伸缩气缸36的顶部设置连接件34，所述连接件34上设置有轴承，所述跑步机2的侧壁设置对应的轴承轴，所述连接件34轴承连接所述跑步机2的轴承轴，对所述伸缩气缸36充放气，所述伸缩气缸36长度改变，从而可以调整所述跑步机2两端的高度，使得所述跑步机2的坡度发生变化，在改变所述跑步机2坡度的同时，所述凸起滑轨11上的所述支撑台3做出适当移动，以适应所述跑步机2改变坡度时两端的水平距离的变化，所述支撑台3还包括第一驱动电机37以及传动螺杆38，所述支撑体33上还设置有竖直的第二滑槽333，所述第二滑槽333与所述放置槽331并排设置，所述第二滑槽333滑动连接支撑杆31，所述第一驱动电机37固定于所述第二滑槽333的底部，所述第一驱动电机37的输出轴连接所述传动螺杆38，所述支撑杆31呈板状结构，所述板状结构沿长度方向设置螺孔，所述螺孔螺接于所述传动螺杆38，所述控制器电性连接所述第一驱动电机37，滑动的所述支撑台3上的所述支撑杆31顶部转动连接套筒32，固定的所述支撑台3上的所述支撑杆31顶部转动连接所述扶杆9的一端，所述扶杆9的另一端滑动套接所述套筒32，其中一个所述扶杆9上通过可伸缩的连接杆连接所述感应器8；当所述跑步机2发生坡度变化时，所述控制器控制所述第一驱动电机37运转，使得所述传动螺杆38带动所述支撑杆31做出相应的移动，使得所述扶杆9能够始终与所述跑步机2平行，所述扶杆9上的所述感应器8的位置变化不大，使得所述感应器8能够始终对准使用者的腿部；所述连接件34与所述伸缩气缸36之间固定所述空气弹簧35，所述空气弹簧35的设置，使得使用者踩到所述跑步机2上时，所述空气弹簧35能起到一个缓冲的作用，使得使用者使用时更加舒适。

所述跑步机2顶面通过支撑架固定控制台7，所述支撑架包括第二驱动电机4、伸缩架5、固定板6、滑杆61以及套杆62，两个呈房管状的所述套杆62分别固定于所述跑步机2顶部的两侧，所述套杆62内滑动连接所述滑杆61，两个所述滑杆61的端部固定于所述固定板6的一侧，所述滑杆61的顶面上设置齿条611，所述套杆62一端固定第三驱动电机63，所述第三驱动电机63的输出轴设置齿轮64，所述齿轮64齿接所述齿条611，所述滑杆61在所述套杆62内的一端转动连接有转轮612，所述套杆62内侧的底壁转动连接有支撑轮621，所述转轮612抵触所述套杆62内侧的顶壁，所述支撑轮621抵触所述滑杆61的下滑面，所述转轮612与所述支撑轮621使得所述滑杆61滑动更加流畅，减小摩擦，所述控制器电性连接所述第三驱动电机63；所述第二驱动电机4固定于所述固定板6的一端，所述第二驱动电机4的输出轴沿所述固定板6的长度方向设置，所述第二驱动电机4的输出轴固定所述伸缩架5，所述伸缩架5包括伸缩筒51、固定槽52以及连接轴53，所述连接轴53转动连接于所述固定板6上，所述连接轴53的一端设置所述固定槽52，所述固定槽52呈齿轮状，所述第二驱动电机4的输出轴上设置固定件41，所述固定件41呈齿轮状，所述固定件41插接固定于所述固定槽52，所述连接轴53的侧壁固定所述伸缩筒51，所述伸缩筒51的顶部转动连接所述控制台7，所述控制器电性连接所述第二驱动电机4和所述伸缩筒51，具体的，所述控制台7内设置第四驱动电机，所述第四驱动电机的输出轴固定所述伸缩筒51的顶部。所述控制台7的一侧装备有键盘71、显示器72以及usb插孔73，所述控制台7的内部设置有控制器，所述控制器电性连接所述跑步机2、所述支撑架、所述键盘71、所述显示器72和所述usb插孔73。

本发明还提供一种多功能体育训练装置的控制方法，应用于所述的多功能体育训练装置，

控制器接收用户通过键盘71输出的多功能体育训练装置开启指令以及控制指令，并接收用户通过usb插孔输入的地图信息；

所述控制器根据所述控制指令调控跑步机2的速度，且所述控制器接收并存储所述跑步机的速度值，所述控制器根据当前速度值与控制指令需要达到的速度值比较，根据速度的差值控制所述跑步机2均匀加速到所述控制指令需要达到的速度值，所述控制器实时将所述跑步机的速度值发送至显示器72以显示；

所述控制器接收并储存伸缩气缸36自身长度值，所述控制器提取所述地图信息中地图的水平高度值、坡度，并计算地图的水平高度值、坡度与所述伸缩气缸36自身长度值、所述伸缩气缸36决定的所述跑步机2的坡度之间的差值，根据差值计算所述伸缩气缸36的充放气量，并根据计算得到的充放气量控制所述伸缩气缸36的充放气，使得所述跑步机2模拟地图动作，所述控制器控制所述显示器72将地图信息显示；

所述控制器接收并储存支撑杆31自身的高度信息，所述控制器根据各个所述伸缩气缸36的高度变化，控制相应所述伸缩气缸36上的所述支撑杆31进行相应的移动；

所述控制器接收并储存所述支撑架自身的长度信息、角度信息和位置信息，具体的为伸缩筒51的长度信息，滑杆61相对于套杆62的位置信息和所述伸缩筒51与所述滑杆61之间的夹角信息，所述控制器计算当前支撑架的长度信息、角度信息和位置信息与所述控制指令需要达到的所述支撑架的长度信息、角度信息和位置信息的差值，根据差值控制所述支撑架进行调整，所述控制器实时将所述支撑架的长度信息、角度信息和位置信息发送至所述显示器72以显示。

所述控制方法还包括：

所述控制器接收感应器8感知的用户的步态信息，具体的为步幅与步频信息，所述控制器分析步幅大小、步频快慢以及变化趋势；

所述控制器根据步态信息计算出所述跑步机2的适宜速度，根据计算出的适宜速度进一步匀速调整所述跑步机2的速度，直至达到与所述步态信息对应的跑步机的适宜速度；

所述控制器接收并储存所述感应器8的位置信息，所述感应器8位置不能获取完整的步态信息时，即步态信息较弱，所述控制器根据所述感应器8传递的步态信息强度，发出调整所述感应器8位置的指令，所述控制器根据指令给出的所述感应器8位置与储存的所述感应器8的位置信息比较，按照差值控制所述感应器8移动，直至步态信息强度合适，所述控制器控制所述显示器72将地图信息显示。

本发明提供的多功能体育训练装置的使用原理如下：

所述多功能体育训练装置使用时，可以通过所述键盘71将所述多功能体育训练装置开启或者关闭，利用所述usb插孔73将地图信息导入控制器中，所述控制器分析地图地形的起伏，并根据地图地形的起伏转化出一系列控制所述伸缩气缸36充放气的指令，通过对所述伸缩气缸36充放气改变所述伸缩气缸36的高度来实现所述跑步机2坡度的变化从而模拟地形的变化；所述感应器8的设置能够感应使用者的步态信息，步态信息传递到所述控制器后，所述控制器对步态信息进行分析计算，得到适合的所述跑步机2速度，所述控制器根据得到的速度值控制所述跑步机2的运转。

而在所述跑步机2发生位置变换时，所述多功能体育训练装置上与人交互的控制台7、感应器8以及扶杆9的位置都自动跟随变化，从而使得所述控制台7、扶杆9位置适宜，方便使用者使用，所述感应器8位置适宜，能够充分获取使用者步态信息。

本发明提供的多功能体育训练装置，将各种地形图输入到所述控制器中，所述控制器解析地图信息，并将地图信息中的地形坡度转化为一系列用于控制所述支撑台3运动的控制指令，利用所述支撑台3的变化模拟出地形坡度的变化，使得所述跑步机2的坡度能够不断的改变，从而使得使用者在使用所述多功能体育训练装置时能够在模拟的不同体验地形下训练，提升训练的效果；所述感应器8将使用者的步态信息传递给所述控制器，所述控制器利用步态信息分析计算出合适的所述跑步机2速度，所述控制器控制所述跑步机2按照所述合速度运行，能够自动进行速度的调整，方便使用者使用。

另外，所述支撑台3上设置的所述空气弹簧35使得所述跑步机2与所述支撑台3之间的连接有一定的弹性，使得使用者使用时更加舒适，所述支撑杆31、所述套筒32以及所述扶杆9的配合使得所述扶杆9能够随所述跑步机2坡度的变化而进行相应的变化，使得所述扶杆9始终平行于所述跑步机2，使得所述感应器8相对所述跑步机2位置变化不大，使得所述扶杆9相对使用者手臂位置变化不大，能够始终为使用者提供支撑，所述支撑架能够沿所述跑步机2长度方向滑动，所述支撑架的自身角度以及高度能够变化，从而来调整设置于所述支撑架顶部的所述控制台7的位置，使得所述跑步机2坡度发生变化时，所述控制台7与使用者的距离保持合适。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。