二级缓冲式跨栏架制造技术

发明专利技术名称二级缓冲式跨栏架摘要本发明专利技术涉及一种二级缓冲式跨栏架。旨在保证竞赛的公平、训练的安全，一定程度上减少了运动员因打栏而造成的伤害。该跨栏架包括底座1、底座抬升装置2、底座连杆3、前摆阻力弹簧4、支撑立柱5、支撑立柱旋转轴6、滑动立柱7、开门式挡板8、挡板阻力弹簧9、挡板转轴10、滑动长孔11、挡板门吸装置12。滑动立柱与开门式挡板、底座的连接处各有一阻力弹簧，组成跨栏架的二级缓冲系统。在挡板失去作用力的同时，前摆阻力弹簧与挡板阻力弹簧可使滑动立柱和已打开的开门式挡板自动复位。因而，虽然滑动立柱前摆，但因有底座抬升装置，并未改变摆动后跨栏架的垂直高度。本发明专利技术能改善目前跨栏架的诸多不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及体育运动器械领域，具体涉及跨栏跑项目的器材一跨栏架。
技术介绍
目前世界上广泛使 用的跨栏跑栏架是“L”形跨栏架，为保证竞赛的公平性，国际田联在《田径竞赛规则2012-2013》中明确规定推倒力的量值范围为3. 6 4. Okgo但是，该阻力对于快速奔跑中的运动员来说十分危险，打栏瞬间的作用时间短于人类的反应潜伏期100 120ms，因此，当发生打栏时运动员将难以快速做出反应，容易发生意外伤害事故。而其它相对较为安全的训练用跨栏架，如自动复位安全跨栏架、折叠式安全跨栏架等，因为无法保证运动员不因打栏而获利，背离了竞赛的公平原则，因此无法用于正规的比赛。
技术实现思路
本专利技术针对目前跨栏跑运动中跨栏架存在的安全问题和竞赛公平问题难以同时解决的矛盾局面，提出一种采用二级缓冲模式和基于“维持摆动物体垂直高度恒定方法”的底座前摆抬升装置的跨栏架——二级缓冲式跨栏架。该跨栏架旨在保证竞赛的公平、训练的安全，在一定程度上减少了运动员因打栏而造成的伤害。■技术方案二级缓冲式跨栏架，包括底座，底座抬升装置，底座连杆，前摆阻力弹簧，支撑立柱，支撑立柱旋转轴，滑动立柱，开门式挡板，挡板阻力弹簧，挡板转轴，滑动长孔，挡板门吸装置。其中，开门式挡板为两块可分离的挡板，两挡板相互连接的内端依靠挡板门吸装置连接，门吸装置具有一定的咬合力，可以是磁性吸力或其他物理咬合力；两挡板外端通过旋转轴与滑动立柱上端相连，可垂直于滑动立柱作旋转运动，挡板外端和滑动立柱之间以一挡板阻力弹簧相连；滑动立柱中下端位置有一滑动长孔，它与支撑立柱上端延伸出来的轴销相连，并上下旋转滑动；滑动立柱下端有一固定滑轮，在底座抬升装置的曲面上运动；底座阻力弹簧两端分别与滑动立柱下端、底座前端连接；支撑立柱下端固定连接于底座上，与底座抬升装置毗邻。所述的开门式挡板是指挡板为分离的两块，分别围绕滑动立柱向前方在一平面内外旋打开，开启的角度范围为O 90°。工作过程初始状态时，两挡板通过门吸装置闭合连接，角度为0°，此时，挡板阻力弹簧呈长度最短的初始状态。当挡板受到从后向前的一定量值的外力作用时，门吸装置开启，同时两挡板分别绕两端的滑动立柱向前外旋打开，期间将受到挡板阻力弹簧的持续阻力作用。当外力作用消失时，在挡板阻力弹簧的形变恢复力的牵引下挡板回复原位，重回0°，同时门吸装置重新闭合。所述的门吸装置的相互咬合的两部分分别固定于两挡板上，通过一定量值的咬合力以实现挡板闭合连接。该咬合力可以是磁性吸力、机械摩擦力或其他物理咬合力。当受到一定量值的外力作用时门吸装置将开启。所述的底座抬升装置是基于“维持摆动物体垂直高度恒定方法”的固定在底座上的一具有特定弧度的轨道槽。在初始状态时，设滑动立柱下端到支撑立柱轴的长度为r、滑动立柱上端到支撑立柱轴的长度为R、滑动立柱与垂直面之间夹角为Θ，则抬升高度L为L=(r+R) (1-cos θ ) 0底座抬升装置与支撑立柱、滑动立柱和滑动立柱的滑轮共同构成二级缓冲式跨栏架的“前摆抬升装置”系统。工作过程初始状态时滑动立柱下端滑轮处于底座抬升装置的最低处；底座阻力弹簧未发生形变，处于初始状态；当跨栏架受到由后向前的外力作用时，滑动立柱下端以支撑立柱轴销为支点旋转，并向后上方滑动；同时，下端滑轮反向摆动，并在底座抬升装置的曲面轨道槽中由前下方向后上方抬升，使得跨栏架挡板在摆动结束前始终保持在同一高度。当滑动立柱摆动到一定角度时则停止摆动。■原理说明 (一 )所述的二级缓冲是第一级缓冲(由滑动立柱在前摆过程中底座阻力弹簧给予的阻力)和第二级缓冲(挡板门吸装置开启后挡板外旋打开过程中挡板阻力弹簧给予的阻力)的组合作用。该系统称为二级缓冲系统。相对于“L”型跨栏架，该系统利用二级缓冲过程中作用时间的增加与作用距离的适当延长，使运动员发生打栏时受到的阻力分散，打栏瞬间作用时间趋向于更为安全的100 120ms或以上，从而降低意外伤害事故的发生率，提高跨栏架的安全性能。阻力大小说明阻力可根据竞赛要求调整。例如，可分布为1、滑动立柱前摆过程O 3. 6kg ;2、开门式挡板打开O O. 4kg ;3、挡板门吸装置开启阈值3. 6kg。工作流程运动员打栏一滑动立柱前摆一挡板门吸装置开启一开门式挡板打开一运动员通过跨栏架一跨栏架回复初始状态。工作流程说明打栏时，运动员对跨栏架的作用力首先推动滑动立柱以上的部分前摆，此过程中运动员将受到跨栏架的反作用力，即底座阻力弹簧的阻力，且阻力由小变大。当力量达到预设的最大值时，前摆结束；同时，挡板门吸装置开启，该装置开启的阈值与前摆结束时力的最大值相等；同时，挡板受到运动员施加的作用力向前外旋打开，开启的最大角度为90°，此期间受到挡板阻力弹簧的阻力由小变大；当角度开启到一定程度时，运动员通过该跨栏架；其后，跨栏架自行回复初始状态。( 二)所述的“维持摆动物体垂直高度恒定方法”是指当某物体在摆动过程中，为了使其垂直高度始终不发生变化而对该物体的高度采取相应补偿的一类方法。设一垂直于某一平面的立杆的两端点分别为P、Q，当以立杆PQ之间的某点O为支点旋转时(O的垂直高度和位置固定不变)，则P、Q相对于自身初始状态的垂直高度将会发生相应变化。在初始状态时，设P到O的距离为r、Q到O的距离为R、立杆旋转后与垂直面之间夹角为Θ，则该立杆的高度变化L为L = (r+R) (1-cos θ )。为了使P始终保持在同一高度，本专利技术通过对该物体底部添加具有特定曲面的运动轨道，供Q在该轨道上运动，而轨道对应于Q的位置所给予的高度补偿量为L,则L = (r+R) (1-cos Θ )。如图3所示。因此，当该方法用于跨栏架时，可保证运动员在打栏过程中，跨栏架挡板的垂直高度能恒定于国际田联规定的比赛之数值直至跨栏架挡板开启，从而避免运动员在此期间的不当获利，确保比赛的公平性。附图说明图I为跨栏架上部分(滑动立杆与挡板)三视图2为跨栏架底座部位三视图；图3为保持物体垂直高度恒定方法原理图；图4为二级缓冲工作示意图；图5为二级缓冲式跨栏架三视图。具体实施例方式本专利技术一二级缓冲式跨栏架是为了既减少运动员因打栏而造成的伤害，又保证运动员不因撞栏获利而研发的一种兼顾安全和公平的体育器械。本专利技术的主体结构如图I、图2、图5所示。底座I采用700mm*60mm*40mm的空心 长方体钢材制作而成。现以一侧底座为例，在底座I的上底面35 150mm之间切割出一槽形，其外端固定一支撑立柱5,支撑立柱5采用3O0mm*25mm*25mm的钢管,其上端固定一支撑立柱旋转轴6 ;滑动立柱7的材料与支撑立柱相同，在其中下端250 350mm高度之间的侧面钻一 100mm*8mm的滑动长孔11，将滑动立柱7与支撑立柱旋转轴6相连，滑动立柱7下端固定一滑轮，使其可在底座抬升装置2上运动；底座抬升装置采用具有一定硬度、不易发生形变的金属材料，根据公式L = (r+R) (1-cos Θ )，可计算出底座抬升装置2的曲面弧度，以使滑动立柱7在前摆过程中跨栏架挡板始终处于一恒定高度。在底座I前端O 35mm内固定一前摆阻力弹簧4，其弹力最大值为(3·6*9·8)Ν。该前摆阻力弹簧4与滑动立柱7下端近滑轮处相连，如图2所示。滑动立柱7上端与开门式挡板8相连，挡本文档来自技高网...

【技术保护点】
二级缓冲式跨栏架，包括底座、底座连杆、底座抬升装置、前摆阻力弹簧、支撑立柱、连接挡板的滑动立柱、挡板转轴、挡板阻力弹簧、开门式挡板、挡板门吸装置，其特征是，连接挡板的滑动立柱在底座抬升装置、前摆阻力弹簧、支撑立柱旋转轴的作用下实现第一级缓冲；在滑动立柱摆动至一定角度时，门吸装置开启，开门式挡板向前外旋打开，并在挡板阻力弹簧的缓冲作用下实现第二级缓冲。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王萍，陈伟健，张亚恒，郝龙焱，吴康海，
申请(专利权)人：王萍，陈伟健，
类型：发明
国别省市：