游泳水槽动态阻力测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术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。将本实用新型专利技术推至游泳水槽边上，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。本实用新型专利技术具有结构简单、维修和使用方便的优点。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术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技术专利，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。
技术实现思路
本技术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，本技术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。在本技术中，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。在本技术中，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。 在本技术中，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：仰红慧，陈森兴，余卫东，朱德祥，魏文仪，陈忠良，徐心浩，李旭鸿，马峥，程鸷，
申请(专利权)人：上海体育科学研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]