技术领域
本实用新型涉及一种铁饼器械振动训练及信息反馈装置，属于体育领域。
背景技术
近年来各运动项目加强了对专项力量的重视，力量在训练中的比例明显增加，而且越 来越认识到专项力量对运动成绩的关键影响作用，结合专项动作引入新的训练理念手段， 优化组合训练产生叠加效应是提高专项力量训练质量的有效方法。
现代高水平铁饼专项力量训练已经有了一些振动组合的力量练习装置，然而现有的振 动专项力量训练装置是运动员站在振动平台上进行练习，振动刺激对运动员下肢，髋、腰 部肌肉群较为显著，而相对需要强化刺激训练的投掷臂肌肉群振动刺激明显不足。这是由 于振动是经下肢、髋、腰部躯干向上传导，到达投掷臂的振动被部分吸收，振动强度衰减， 属于间接刺激，训练效果欠佳，投掷项目中快速力量缺少有效练习和监控手段。
提高训练质量结合专项力量训练、直接刺激投掷臂肌肉群与激光式超等长核心稳定力 量优化组合、快速力量有效练习的激光式超等长铁饼器械振动核心稳定力量训练及信息监 控装置还没有出现。
为解决上述问题：设计出结合铁饼专项力量训练的，由运动员直接握持振动器械，直 接刺激投掷臂肌肉群的，可以有效练习和监控快速力量的激光式超等长铁饼器械振动核心 稳定训练及信息反馈装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种激光式超等长铁饼器械振动核心稳定训练及信息反馈 装置，以解决现有的振动训练器械是经下肢、髋、腰部躯干向上传导，到达投掷臂的振动 被部分吸收，振动强度衰减，属于间接刺激，训练效果欠佳及投掷项目中快速力量缺少有 效的练习和监控手段的问题。
本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：所述激光式超等长铁饼器械振动核心 稳定训练及信息反馈装置包括环形轨道、曲柄连杆机构、平衡训练装置、电机驱动器、后 驱动机构、信息监控装置、两个激光测速仪、多个升降器及与多个升降器数量相一致的多 个弹性固定装置；
每个所述弹性固定装置包括基座和第一弹簧，第一弹簧竖直设置并且下端与基座固 接，多个升降器竖直设置且呈环形排布于环形轨道的下方，每个升降器的顶端与环形轨道 连接，每个升降器下端与第一弹簧的上端固接，其中一个升降器与曲柄连杆机构相邻设置， 所述曲柄连杆机构包括曲柄、连杆及第一电机，第一电机的输出端与曲柄的一端连接，曲 柄的另一端与连杆的一端铰接，连杆的另一端与所述其中一个升降器的下端铰接，所述后 驱动机构包括滑动盒体、活动伸缩杆、铁饼、飞轮、链条和第二电机，滑动盒体为长方体， 第二电机安装在滑动盒体内，第二电机的输出端安装有飞轮，环形轨道的一个弧段上安装 有链条，飞轮与链条啮合，环形轨道上安装有链条的弧段沿滑动盒体的长度方向穿过滑动 盒体，活动伸缩杆的两端沿滑动盒体的宽度方向穿出滑动盒体，活动伸缩杆的位于环形轨 道外侧的端部安装有限位块，活动伸缩杆的位于环形轨道内侧的杆段上沿活动伸缩杆的长 度方向加工有若干个调节安装孔，铁饼设置在活动伸缩杆上；
铁饼底面固接有振动装置安装缸，振动装置包括变速轴机构、输出轴机构、第一对齿 轮与第二对齿轮，变速轴机构包括底座、第四电机、蓄电池、滑道、推杆、第一轴与电源 开关，滑道固接于振动装置安装缸内腔底面，第四电机与蓄电池固接于底座上，底座可拆 卸设置于滑道内，第一轴沿底座滑动方向设置，第一轴与第四电机的输出端相固接，第一 轴通过若干个轴固定耳转动连接于底座上，第四电机的电源线通过开关与蓄电池相连通， 开关设置于振动装置安装缸的外侧壁，推杆的一端与底座固接，振动装置安装缸的侧壁沿 水平方向开设有长条形通孔，推杆的另一端穿过长条形通孔伸出振动装置安装缸外侧壁， 第一对齿轮的一个齿轮与第二对齿轮的一个齿轮依次同轴固接于第一轴，输出轴机构包括 振动片与第二轴，第二轴平行于第一轴设置，第二轴通过若干个轴固定耳与振动装置安装 缸内腔底面转动连接；
第一对齿轮的另一个齿轮与第二对齿轮的另一个齿轮依次同轴固接于第二轴，第二对 齿轮啮合设置，第一对齿轮间距设置，第一对齿轮的传动比小于第二对齿轮的传动比，振 动片固接于第二轴的外端，振动装置安装缸与一个调节安装孔可拆卸连接，环形轨道的下 方设有两个激光测速仪，两个激光测速仪的发射端分别对准环形轨道的相对应弧段位置；
平衡训练装置设置于多个升降器中间，平衡训练装置输送摆动信号给电机驱动器，电 机驱动器输送控制信号给第一电机，平衡训练装置包括训练台和控制器，所述训练台包括 框架式底座、平衡台、加速度传感器和四个支撑装置，所述框架式底座由两对长条形钢板 和四个支撑脚组成，所述两对长条形钢板成矩形框架结构，所述矩形框架结构的四个角的 下面分别设置有一个支撑脚，所述矩形框架结构的四个角的外侧均设置有一个支撑装置， 每个支撑装置由一个U型弹簧支架和一个第二弹簧组成，所述U型弹簧支撑架的一个侧壁 与矩形框架固定连接，所述U型弹簧支撑架的另一个侧壁的内侧与第二弹簧的一端固定连 接，平衡台的形状与矩形框架结构的形状相同，平衡台每个角的外侧均设置一个固定块， 所述平衡台的四个固定块分别与四个支撑装置的第二弹簧的另一端固定连接，使得平衡台 悬浮在框架式底座的正上方，加速度传感器固定在平衡台底面的中心位置，控制器包括信 号调理电路和电压驱动显示器，加速度传感器的信号输出端分别连接信号调理电路的信号 输入端和电机驱动器的信号输入端，信号调理电路的信号输出端连接电压驱动显示器的信 号输入端；
信息监控装置包括握力压力传感器、投影仪、摄像机、终端压力传感器、计算机、语 音设备和模/数转换电路；
投影仪和摄像机安装在与环形轨道的高端连接的升降器的顶端上，握力压力传感器安 装在铁饼的上表面上，终端压力传感器安装在环形轨道上的铁饼出手处前方；握力压力传 感器和终端压力传感器的信号输出端分别通过模/数转换电路连接计算机的第一信号输入 端，摄像机的信号输出端连接计算机的第二信号输入端，其中一个激光测速仪的信号输出 端连接计算机的第三信号输入端，另一个激光测速仪的信号输出端连接计算机的第四信号 输入端，计算机的其中一个信号输出端连接投影仪的信号输入端，计算机的另一个信号输 出端连接语音设备的信号输入端。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
专项力量练习结合专项动作，使训练质量更高；振动直接刺激投掷臂肌肉群，提高爆 发力；募集更多纤维来进行肌力训练，使更多的肌肉收缩产生最大力量。
为了加大练习难度和练习效果而设计的激光式超等长训练装置，实现了超等长训练与 核心稳定力量训练的相结合；通过激光测速仪准确测量出运动员最后用力的练习速度。
本实用新型的训练装置使运动员克服不稳定状态并保持正确的用力姿势，需要通过 腰、骨盆、髋关节及下肢配合调动募集激活更多的核心部位的肌肉纤维参与稳定身体平衡 及动作的发力，带有信息反馈的平衡训练装置对运动员的平衡状态进行量化显示，平衡练 习装置与铁饼滑动装置的互动加大了练习难度，产生叠加效应，根据运动信息对整个动作 过程实时监控。
终端压力传感器的使用测试器械撞击的力量，传输给计算机，语音设备对撞击压力 提示播报；计算机接收握力压力传感器数据并经分析处理得到压力值曲线图，传输给投影 仪显示；摄像机记录运动员运动图像并经计算机分析处理将运动轨迹图像输出给投影仪显 示。计算机采用的软件系统为现有技术，计算机对各种数据信息云储存并进行处理。
根据运动员每次练习的压力值曲线图、动作速度、用力时间、冲击力、运动轨迹等 数据找出各项指标的最佳匹配关系，进而实现快速力量的有效练习和监控。
附图说明
图1是本实用新型的主视结构示意图，图2是图1的p处放大图，图3是图1的C 向视图，图4是振动装置安装缸10-08内剖视图，图5是图4的左视图，图6是振动片 12的结构示意图，图7是图4的D-D剖视图，图8是所述的带有信息反馈的平衡训练平 台中的训练台的俯视图，图9是图8的A-A剖视图，图10是图9的仰视图，图11是本实 用新型所述的带有信息反馈的平衡训练平台中的控制原理图，图12是本实用新型的信息 监控装置的电气部分原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图12说明，本实施方式的所述激光式超等长铁饼器械 振动核心稳定训练及信息反馈装置包括环形轨道1、曲柄连杆机构、平衡训练装置9、电 机驱动器9-96、后驱动机构、信息监控装置、两个激光测速仪2、多个升降器3及与多个 升降器3数量相一致的多个弹性固定装置；
每个所述弹性固定装置包括基座3-1和第一弹簧3-2，第一弹簧3-2竖直设置并且下 端与基座3-1固接，多个升降器3竖直设置且呈环形排布于环形轨道1的下方，每个升降 器3的顶端与环形轨道1连接，每个升降器3下端与第一弹簧3-2的上端固接，其中一个 升降器3与曲柄连杆机构相邻设置，所述曲柄连杆机构包括曲柄5、连杆4及第一电机6， 第一电机6的输出端与曲柄5的一端连接，曲柄5的另一端与连杆4的一端铰接，连杆4 的另一端与所述其中一个升降器3的下端铰接，所述后驱动机构包括滑动盒体7、活动伸 缩杆7-1、铁饼7-7、飞轮7-2、链条7-3和第二电机7-4，滑动盒体7为长方体，第二电 机7-4安装在滑动盒体7内，第二电机7-4的输出端安装有飞轮7-2，环形轨道1的一个 弧段上安装有链条7-3，飞轮7-2与链条7-3啮合，环形轨道1上安装有链条7-3的弧段 沿滑动盒体7的长度方向穿过滑动盒体7，活动伸缩杆7-1的两端沿滑动盒体7的宽度方 向穿出滑动盒体7，活动伸缩杆7-1的位于环形轨道1外侧的端部安装有限位块7-5，活 动伸缩杆7-1的位于环形轨道1内侧的杆段上沿活动伸缩杆7-1的长度方向加工有若干个 调节安装孔7-6，铁饼7-7设置在活动伸缩杆7-1上；
铁饼7-7底面固接有振动装置安装缸10-08，振动装置包括变速轴机构、输出轴机构、 第一对齿轮10-51与第二对齿轮10-52，变速轴机构包括底座10-91、第四电机10-92、 蓄电池10-93、滑道10-94、推杆10-98、第一轴10-95与电源开关10-97，滑道10-94 固接于振动装置安装缸10-08内腔底面，第四电机10-92与蓄电池10-93固接于底座10-91 上，底座10-91可拆卸设置于滑道10-94内，第一轴10-95沿底座10-91滑动方向设置， 第一轴10-95与第四电机10-92的输出端相固接，第一轴10-95通过若干个轴固定耳10-96 转动连接于底座10-91上，第四电机10-92的电源线通过开关10-97与蓄电池10-93相连 通，开关10-97设置于振动装置安装缸10-08的外侧壁，推杆10-98的一端与底座10-91 固接，振动装置安装缸10-08的侧壁沿水平方向开设有长条形通孔10-81，推杆10-98的 另一端穿过长条形通孔10-81伸出振动装置安装缸10-08外侧壁，第一对齿轮10-51的一 个齿轮与第二对齿轮10-52的一个齿轮依次同轴固接于第一轴10-95，输出轴机构包括振 动片10-12与第二轴10-99，第二轴10-99平行于第一轴10-95设置，第二轴10-99通过 若干个轴固定耳10-96与振动装置安装缸10-08内腔底面转动连接；
第一对齿轮10-51的另一个齿轮与第二对齿轮10-52的另一个齿轮依次同轴固接于第 二轴10-99，第二对齿轮10-52啮合设置，第一对齿轮10-51间距设置，第一对齿轮10-51 的传动比小于第二对齿轮10-52的传动比，振动片10-12固接于第二轴10-99的外端，振 动装置安装缸10-08与一个调节安装孔7-6可拆卸连接，环形轨道1的下方设有两个激光 测速仪2，两个激光测速仪2的发射端分别对准环形轨道1的相对应弧段位置；
平衡训练装置9设置于多个升降器3中间，平衡训练装置9输送摆动信号给电机驱动 器9-96，电机驱动器9-96输送控制信号给第一电机6，平衡训练装置9包括训练台和控 制器9-9，所述训练台包括框架式底座、平衡台9-7、加速度传感器9-8和四个支撑装置， 所述框架式底座由两对长条形钢板9-2和四个支撑脚9-1组成，所述两对长条形钢板9-2 成矩形框架结构，所述矩形框架结构的四个角的下面分别设置有一个支撑脚9-1，所述矩 形框架结构的四个角的外侧均设置有一个支撑装置，每个支撑装置由一个U型弹簧支架 9-4和一个第二弹簧9-6组成，所述U型弹簧支撑架9-4的一个侧壁与矩形框架固定连接， 所述U型弹簧支撑架9-4的另一个侧壁9-5的内侧与第二弹簧9-6的一端固定连接，平衡 台9-7的形状与矩形框架结构的形状相同，平衡台9-7每个角的外侧均设置一个固定块 9-3，所述平衡台9-7的四个固定块9-3分别与四个支撑装置的第二弹簧9-6的另一端固 定连接，使得平衡台9-7悬浮在框架式底座的正上方，加速度传感器9-8固定在平衡台 9-7底面的中心位置，控制器9-9包括信号调理电路9-92和电压驱动显示器9-93，加速 度传感器9-8的信号输出端分别连接信号调理电路9-92的信号输入端和电机驱动器9-96 的信号输入端，信号调理电路9-92的信号输出端连接电压驱动显示器9-93的信号输入端；
信息监控装置包括握力压力传感器11-80、投影仪11-81、摄像机11-82、终端压力 传感器11-83、计算机11-84、语音设备11-85和模/数转换电路11-86；
投影仪11-81和摄像机11-82安装在与环形轨道11-12的高端连接的升降器3的顶端 上，握力压力传感器11-80安装在铁饼7-7的上表面上，终端压力传感器11-83安装在环 形轨道1上的铁饼出手处前方；握力压力传感器11-80和终端压力传感器11-83的信号输 出端分别通过模/数转换电路11-86连接计算机11-84的第一信号输入端，摄像机11-82 的信号输出端连接计算机11-84的第二信号输入端，其中一个激光测速仪2的信号输出端 连接计算机11-84的第三信号输入端，另一个激光测速仪2的信号输出端连接计算机 11-84的第四信号输入端，计算机11-84的其中一个信号输出端连接投影仪11-81的信号 输入端，计算机11-84的另一个信号输出端连接语音设备11-85的信号输入端。
本实施方式中终端压力传感器11-83、握力压力传感器11-80均与计算机11-84连接， 计算机11-84与投影仪11-81连接，计算机11-84对终端压力传感器11-83、握力压力传 感器11-80测量的数据进行分析处理，并通过语音设备11-85和投影仪11-81播放和显示 出来，本实用新型的装置的上方配有摄像机11-82，摄像机11-82对运动员的整个训练过 程及运动轨迹进行记录，并将记录结果传输给计算机11-84，计算机11-84再将摄像机 11-82记录的运动过程及轨迹通过投影仪11-81播放出来，终端压力传感器11-83、握力 压力传感器11-80、摄像机11-82获得的数据均通过计算机11-84进行云端存储，本实施 方式中振动装置的振动频率为26Hz至120Hz，振幅小于3mm。
本实施方式的铁饼用力装置还可以包括两个绷带11-35，两个绷带11-35连接在铁饼 上，绷带用于训练者将手捆绑在铁饼上，使手充分抓握铁饼。语音设备为喇叭或音响。
环形轨道1出手点的前上方安装终端压力传感器11-83，铁饼7-7撞击终端压力传感 器11-83测出撞击力，计算机11-84进行信息存储，语音设备11-85对撞击压力提示播报； 计算机11-84接收握力压力传感器11-80数据存储，投影仪11-81投影显示压力值曲线； 摄像机11-82拍摄运动员运动图像，投影仪11-81投影显示运动员运动轨迹。
激光测速仪为现有技术，采用深圳真尚有科技有限公司或其它公司生产制造。
具体实施方式二：结合图6说明，本实施方式的振动片10-12包括安装杆10-21与若 干个加重块10-23，每个加重块10-23开设有通孔10-24，振动片10-12为扇形振动片， 沿振动片10-12大端的厚度方向开设有长方形通槽10-21，安装杆10-21的一端与长方形 通槽10-21的底面相固接，每个加重块10-23的通孔10-24与安装杆10-21相配合，安装 杆10-21的另一端设有螺纹且指向振动片10-12大端，螺母10-25与安装杆10-21的另一 端相配合。
如此设置，多个加重块10-23实现铁饼7-7振动幅度可调，配合第一对齿轮11-51 与第二对齿轮11-52的不同输出转速比实现铁饼7-7多振动幅度的调节，刺激投掷臂肌肉 群，募集更多肌纤维来进行肌力训练。根据振动训练的需要，设置相应的加重块10-23 数量，灵活调整振动片10-12的振动幅度。
本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图5说明，本实施方式的调节安装孔7-6为通孔，振动装置安 装缸10-08的底面固接有固定轴10-13，固定轴10-13外端设有螺纹，固定轴10-13外端 穿过调节安装孔7-6且与相应螺母相配合。
本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图6说明，本实施方式的振动片10-12的振动频率为26Hz至 120Hz，且振幅小于3mm。
本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图4与图7说明，本实施方式的滑道10-94由两条平行呈间 距设置的滑轨组成，底座10-91的底面设有两个外檐10-15，两个外檐10-15相对设置， 每个外檐10-15与一个滑轨相配合。
本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图8至图12说明，本实施方式的所述加速度传感器9-8输出 的信号为电压信号。
本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图8至图11说明，本实施方式的所述加速度传感器9-8的频 率为0.5-5Hz。
本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：结合图8至图12说明，本实施方式的所述控制器9-9还包括调零 电路9-91，所述调零电路9-91的信号输出端连接信号调理电路9-92的调零信号输入端。
本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：结合图8至图12说明，本实施方式的所述控制器9-9还包括AD 转换器9-95和通信驱动电路9-94，AD转换器9-95的模拟信号输入端连接信号调理电路 9-92的信号输出端，该AD转换器9-95的数字信号输出端连接通信驱动电路9-94的信号 输入端。
本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：结合图8至图12说明，本实施方式的所述通信驱动电路9-94为有 线通信电路或无线通信电路。
本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式九相同。
工作原理
启动开关10-97，第四电机10-92带动第一轴10-95转动，第二对齿轮10-52相啮合，带 动第二轴10-99转动，第二轴10-99带动振动片10-12转动，振动片10-12振动实现对运动员 的投掷臂肌肉群刺激，当需要变速时，推动推杆10-98，底座10-91沿滑道10-94方向滑动， 第一对齿轮10-51相啮合，第二对齿轮分离，从而实现振动片10-12的振动频率调整。
运动员为克服不稳定状态并保持正确的用力姿势，需要通过腰、骨盆、髋关节及下肢 配合调动募集激活更多的核心部位的肌肉纤维参与稳定身体平衡及动作的发力。
环形轨道1出手点的前上方安装终端压力传感器11-83，铁饼7-7撞击终端压力传感器 11-83测出撞击力，计算机11-84进行信息存储，语音设备11-85对撞击压力提示播报；计算 机11-84接收握力压力传感器11-80数据存储，投影仪11-81投影显示压力值曲线；摄像机 11-82拍摄运动员运动图像，投影仪11-81投影显示运动员运动轨迹。
进行激光式超等长铁饼器械振动核心稳定力量训练时，运动员站在处于能够前后左右 晃动的不稳定状态下的带有信息反馈功能的平衡训练装置的平衡台上，并结合经过优化设 计的接近铁饼核心稳定力量特点的主要由环形轨道及升降器等组成的铁饼最后用力装置， 用手握住铁饼进行练习，成最后用力的预备姿势，触动第二电机开关使第二电机启动，飞 轮与链条相对运动，滑动盒体在环形轨道上顺时针快速运行至十一点，以环形轨道最高点 为十二点，第二电机停止，此时，投掷臂、腰部及相关的肌肉群充分离心拉长——即向心 收缩进行最后用力练习，运动员拉动滑动盒体使飞轮与链条反向相对运动，激光测速仪测 试练习速度，平衡练习装置与后驱动机构的互动加大了练习难度，同时带有信息反馈功能 的平衡训练装置开始工作，测量摆动的幅度，进行信息的量化处理，并据此转换成电信号 与曲柄连杆机构上的第一电机电连接，随着运动员平衡能力的提高，平衡训练装置在运动 员练习时趋于平衡，平衡训练装置发出电信号，启动第一电机，带动连杆往复运动，进而 实现升降器及环形轨道的摆动，以增加新的练习难度。
激光测速仪是采用激光测距的原理，是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测 距，取得在此时间间隔内被测物体的距离变化，从而得到该被测物体的移动速度，环形轨 道上的某一弧段距离的铁饼运动速度通过两个激光测速仪进行测定，根据两个激光测速仪 分别对铁饼接收到的反射信号的时间，作时间差，弧段弧长除以该时间差即为铁饼在该弧 段上的运动速度，进而测试铁饼最后用力动作的速度。