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申请/专利权人：北京创和新立科技有限公司

摘要：本发明涉及一种游泳训练设备，包括处理器、人机交互机构、驱动机构、减速机构和牵引机构；驱动机构和人机交互机构分别与处理器相连；牵引机构和驱动机构分别与减速机构相连；用户通过人机交互机构设置训练信息；处理器根据训练信息控制驱动机构运行；驱动机构通过减速机构带动牵引机构运转，以便牵引机构带动运动员进行游泳训练。采用本技术方案，可以通过牵引机构施加与运动员游泳方向相反的拉力为运动员增加阻力，从而锻炼运动员的力量，也可以通过牵引机构施加与运动员游泳方向相同的拉力拖动运动员向前游，从而提高运动员对速度的感知，并且本技术方案对运动员进行训练时是在水中进行的，能够锻炼到游泳时所用到的全部肌肉群。

主权项：1.一种游泳训练设备，其特征在于，包括：处理器、人机交互机构、驱动机构、减速机构和牵引机构；所述驱动机构和所述人机交互机构分别与所述处理器相连；所述牵引机构和所述驱动机构分别与所述减速机构相连；用户通过所述人机交互机构设置训练信息；所述处理器根据所述训练信息控制所述驱动机构运行；所述驱动机构通过所述减速机构带动所述牵引机构运转，以便所述牵引机构带动所述运动员进行游泳训练；所述驱动机构包括：伺服驱动器和伺服电机；所述伺服电机和所述处理器分别与所述伺服驱动器相连；所述伺服电机与所述减速机构相连；所述牵引机构包括：滑轮、第一牵引绳和第二牵引绳；所述滑轮与所述减速机构相连；所述滑轮与所述第一牵引绳相连，所述滑轮带动所述第一牵引绳运动；所述第二牵引绳与所述第一牵引绳相连；所述第二牵引绳带动所述运动员进行游泳训练；所述伺服电机设置有编码器；所述编码器与所述处理器相连；所述编码器记录所述第一牵引绳和所述第二牵引绳的连接部位的第一位置，并向所述处理器发送所述第一位置；所述游泳训练设备还包括安全机构和支撑部件；所述支撑部件与所述滑轮相连；所述安全机构设置在所述支撑部件上，且与所述处理器相连；所述连接部位与所述安全机构接触时，所述安全机构向所述处理器发送所述连接部位的第二位置；所述处理器若检测到所述第一位置与所述第二位置不一致，对所述第一位置进行校准。

全文数据：游泳训练设备技术领域本发明涉及游泳训练技术领域，具体涉及一种游泳训练设备。背景技术游泳训练是在教练指导下运用各种手段对运动员进行游泳技术教学、身体训练、技术训练、战术训练、智力训练、心理训练、恢复训练以及道德品质和意志品质的培养等，为不断提高运动员的游泳成绩而专门组织的一种教育过程。其中，不断提高运动员的游泳技术很重要，但是增强运动员体能、在水中的运动力量以及提高游泳速度也极为重要。现在对运动员体能以及力量的训练一般都是通过陆上的负荷训练，但是由于运动姿态不同，陆上的负荷训练所锻炼的肌肉群并不能涵盖水中训练时所用到的全部肌肉群，而且现如今的训练器械也无法对游泳速度的提升进行训练。发明内容有鉴于此，本发明的目的在于提供一种游泳训练设备，以解决现有技术中陆上的负荷训练所锻炼的肌肉群并不能涵盖水中训练时所用到的全部肌肉群，现如今的训练器械无法对游泳速度的提升进行训练的问题。为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种游泳训练设备，包括：处理器、人机交互机构、驱动机构、减速机构和牵引机构；所述驱动机构和所述人机交互机构分别与所述处理器相连；所述牵引机构和所述驱动机构分别与所述减速机构相连；用户通过所述人机交互机构设置训练信息；所述处理器根据所述训练信息控制所述驱动机构运行；所述驱动机构通过所述减速机构带动所述牵引机构运转，以便所述牵引机构带动所述运动员进行游泳训练。进一步地，上述所述的游泳训练设备，还包括交换机；所述人机交互机构包括触摸显示屏；所述触摸显示屏通过所述交换机与所述处理器相连；用户通过所述触摸显示屏设置所述训练信息。进一步地，上述所述的游泳训练设备，还包括通信部件；所述人机交互机构还包括遥控器；所述遥控器通过所述通信部件与所述处理器相连。进一步地，上述所述的游泳训练设备中，所述驱动机构包括：伺服驱动器和伺服电机；所述伺服电机和所述处理器分别与所述伺服驱动器相连；所述伺服电机与所述减速机构相连。进一步地，上述所述的游泳训练设备中，所述牵引机构包括：滑轮、第一牵引绳和第二牵引绳；所述滑轮与所述减速机构相连；所述滑轮与所述第一牵引绳相连，所述滑轮带动所述第一牵引绳运动；所述第二牵引绳与所述第一牵引绳相连；所述第二牵引绳带动所述运动员进行游泳训练。进一步地，上述所述的游泳训练设备中，所述伺服电机设置有编码器；所述编码器与所述处理器相连；所述编码器记录所述第一牵引绳和所述第二牵引绳的连接部位的第一位置，并向所述处理器发送所述第一位置。进一步地，上述所述的游泳训练设备，还包括安全机构和支撑部件；所述支撑部件与所述滑轮相连；所述安全机构设置在所述支撑部件上，且与所述处理器相连；所述连接部位与所述安全机构接触时，所述安全机构向所述处理器发送所述连接部位的第二位置；所述处理器若检测到所述第一位置与所述第二位置不一致，对所述第一位置进行校准。进一步地，上述所述的游泳训练设备中，所述安全机构包括：光电开关和或机械限位机构。进一步地，上述所述的游泳训练设备，还包括身份识别机构和存储器；所述身份识别机构和所述存储器分别与所述处理器相连；所述存储器存储有与每个运动员的身份标识相关联的目标训练信息；所述身份识别机构将获取的当前运动员的身份标识发送给所述处理器；所述处理器从所述存储器获取与所述当前运动员的身份标识相应的当前目标训练信息，以根据所述当前目标训练信息控制所述驱动机构运行。进一步地，上述所述的游泳训练设备中，所述身份识别机构包括人脸识别机构、指纹识别机构和密码识别机构中的至少一种。本发明的游泳训练设备，包括处理器、人机交互机构、驱动机构、减速机构和牵引机构；驱动机构和人机交互机构分别与处理器相连；牵引机构和驱动机构分别与减速机构相连；用户通过人机交互机构设置训练信息；处理器根据训练信息控制驱动机构运行；驱动机构通过减速机构带动牵引机构运转，以便牵引机构带动运动员进行游泳训练。本技术方案可以通过牵引机构施加与运动员游泳方向相反的拉力为运动员增加阻力，从而锻炼运动员的力量，也可以通过牵引机构施加与运动员游泳方向相同的拉力拖动运动员向前游，从而提高运动员对速度的感知，并且本技术方案对运动员进行训练时是在水中进行的，能够锻炼到游泳时所用到的全部肌肉群。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明的游泳训练设备实施例一的结构框图；图2是本发明的游泳训练设备实施例二的结构示意图；图3是本发明的游泳训练设备实施例三的结构示意图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。图1是本发明的游泳训练设备实施例一的结构框图，如图1所示，本实施例的游泳训练设备包括处理器101、驱动机构102、减速机构103、牵引机构104和人机交互机构105。其中，驱动机构102和人机交互机构105分别与处理器101相连；牵引机构104和驱动机构102分别与减速机构103相连；用户通过人机交互机构105设置训练信息；处理器101根据训练信息控制驱动机构102运行；驱动机构102通过减速机构103带动牵引机构104运转，以便牵引机构104带动运动员进行游泳训练。用户可以利用人机交互机构105设置训练信息，其中，用户可以为运动员，也可以为教练；训练信息包括起始位置、分段数、折返延时、训练速度和前进方向等训练参数，还可以包括训练阻力、运动员平均速度和运动员体能情况等训练数据。运动员或者教练可以直接设置训练参数，也可以先设置训练数据，处理器101根据训练数据分析得出合适的训练参数。例如，运动员需要进行力量训练，通过人机交互机构105设置训练阻力、该运动员平时游泳的平均速度以及体能情况，处理器101根据训练阻力与平均速度，分析得出训练速度、前进方向以及折返时间等训练参数，根据运动员体能情况，分析得出适合该运动员训练的分段数等训练参数。这样便可利用处理器101根据训练数据得出适合运动员训练的训练参数，并根据训练参数控制驱动机构102运行；驱动机构102通过减速机构103带动牵引机构104运转，以使牵引机构104带动运动员进行游泳训练。如果驱动机构102直接与牵引机构104连接，驱动机构102直接带动牵引机构运行，那么当训练参数设置的训练速度较小时，驱动机构102的转速也小，带动牵引机构104的力量不够，而如果提高带动牵引机构104的力量，转速就需要提升，因此驱动机构102与牵引机构104之间需要设置有减速机构103，减速机构103可以在提高带动牵引机构104的力量，增加力矩时，降低转速，保证了训练速度。本实施例的游泳训练设备，用户通过人机交互机构105设置训练信息；处理器101根据训练信息控制驱动机构102运行；驱动机构102通过减速机构103带动牵引机构104运转，以便牵引机构104带动运动员进行游泳训练。这样可以通过牵引机构104施加与运动员游泳方向相反的拉力为运动员增加阻力，从而锻炼运动员的力量，也可以通过牵引机构104施加与运动员游泳方向相同的拉力拖动运动员向前游，从而提高运动员对速度的感知，并且本实施例的游泳训练设备对运动员进行训练时是在水中进行的，能够锻炼到游泳时所用到的全部肌肉群。图2是本发明的游泳训练设备实施例二的结构示意图。如图2所示，在上述实施例的基础上，游泳训练设备还包括交换机106和通信部件107，人机交互机构105包括触摸显示屏1051和遥控器1052。其中，触摸显示屏1051通过交换机106与处理器101相连，用户通过触摸显示屏1051设置训练信息；遥控器1052通过通信部件107与处理器101相连，用户可以通过遥控器1052或者触摸显示屏1051控制处理器101，以使处理器101控制驱动机构102运行。处理器101可以连接多个驱动机构102，从而控制多个驱动机构102运行，每个驱动机构102都连接一个减速机构103和一个牵引机构104。游泳池的每条赛道上方都可设置一个牵引机构，这样用户可以通过触摸显示屏1051设置每条赛道训练的训练信息，通过交换机106将训练信息发送给处理器101，不同运动员可以在不同赛道同时进行训练。进一步地，本实施例的游泳训练设备中，驱动机构102包括伺服驱动器1022和伺服电机1021。其中，伺服电机1021和处理器101分别与伺服驱动器1022相连；伺服电机1021与减速机构103相连。用户通过触摸显示屏1051设置训练信息，通过交换机106将训练信息发送到处理器101，处理器101根据训练信息控制伺服驱动器1022，以使伺服驱动器1022控制伺服电机1021转动，从而通过减速机构103带动牵引机构104运行，帮助运动员进行游泳训练。进一步地，本实施例的游泳训练设备中，牵引机构104包括滑轮1041、第一牵引绳1042和第二牵引绳1043。其中，滑轮1041与减速机构103相连；滑轮1041与第一牵引绳1042相连，滑轮1041带动第一牵引绳1042运动；第二牵引绳1043与第一牵引绳1042相连；第二牵引绳1043带动运动员进行游泳训练。这样，如果训练参数中的训练速度小于运动员的平均速度，第二牵引绳1043便对运动员形成向后的拉力，该拉力便是阻力，可以通过第二牵引绳1043的长度、运动员的平均速度以及训练需要的阻力来计算训练参数中设置的训练速度；还可以通过设置训练参数中的训练速度，使第二牵引绳1043拖动运动员向前游，从而提高运动员对速度的感知。进一步地，本实施例的游泳训练设备中，伺服电机1021设置有编码器10211，编码器10211与处理器101相连；本实施例的游泳训练设备还包括安全机构109和支撑部件108，支撑部件108与滑轮1041相连，安全机构109设置在支撑部件108上，并且安全机构109与处理器101相连。编码器10211记录第一牵引绳1042和第二牵引绳1043的连接部位的第一位置，并向处理器101发送第一位置，以使处理器101记录该第一位置；当第一牵引绳1042和第二牵引绳1043的连接部位与安全机构109接触时，安全机构109向处理器101发送连接部位的第二位置，以使处理器101对第一位置和第二位置进行检测；如果在训练过程中，第一牵引绳1042和第二牵引绳1043的连接部位出现打滑或者误触碰等异常情况，处理器101便会检测到第一位置与第二位置不一致，对第一位置进行较准，即如果此时运动员在起始端，第一位置校准为0米位置，如果此时运动员在终点端，第一位置校准为28米位置根据游泳池赛道长度来设定，这样便能保证控制精度。具体地，安全机构109包括光电开关和或机械限位机构，本实施例中优选采用两个光电开关和两个机械限位机构，其中两端各设置一个光电开关和一个机械限位机构，当光电开关出现故障时，机械限位机构可作为备份装置应用；第一牵引绳1042优选为钢丝绳；第二牵引绳1043与运动员接触的一端优选为书包背带绳，不会对人体造成伤害。具体地，伺服电机1021可以采用的型号包括：1FK6042-6AF71-1AH1、1FT6062-6AK71-4AB2-Z-N05、1FT6105-8AF71-4UA0、1FK7063-5AF71-1UA1等；编码器10211可以采用的型号包括：ROD431、ERN1387、ERN1331、ERN1381、EQN1325、ERN1185等；伺服驱动器1022可以采用的型号包括：6SL3210-5FE13-5UF0、6SL3040-0MA00-0AA1、6SL3210-5FB11-0UF1等；处理器101可以采用SMART200系列的PLC，其中包含CPUST30、ST40和ST60等不同型号的CPU；交换机106可以采用的型号包括：S5720S-28P-LI-AC、TL-SG1024T等。另外，本实施例的游泳训练设备，通过触摸显示屏1051将训练速度设置为固定值时，训练模式为精确模式，本实施例还包括变速模式，即在训练前进过程中，速度是改变的，那么在设置训练信息时可以通过设置训练初始速度和训练加速度来实现。这样，可以具备多种控制方案，以适应不同教练的训练方案和风格。本实施例的游泳训练设备，用户通过触摸显示屏1051设置训练信息，并通过交换机106将训练信息传输给处理器101；处理器101根据训练信息通过伺服驱动器1022控制伺服电机1021运行；伺服电机1021通过减速机构103带动滑轮1041运转，滑轮1041带动第一牵引绳1042运动，以便与第一牵引绳1042相连接的第二牵引绳1043带动运动员进行游泳训练；伺服电机1021设置有编码器10211，处理器101通过与编码器10211和安全机构109的连接对第一牵引绳1042和第二牵引绳1043的连接部位的位置信息进行较准。这样，可以通过牵引机构104施加与运动员游泳方向相反的拉力为运动员增加阻力，从而锻炼运动员的力量，也可以通过牵引机构104施加与运动员游泳方向相同的拉力拖动运动员向前游，从而提高运动员对速度的感知，编码器10211和安全机构109的设置能够增强本实施例运行过程中的控制精度，并且本实施例的游泳训练设备对运动员进行训练时是在水中进行的，能够锻炼到游泳时所用到的全部肌肉群。图3是本发明的游泳训练设备实施例三的结构示意图，如图3所示，在上述实施例的基础上，本实施例的游泳训练设备还包括身份识别机构110和存储器111，其中，身份识别机构110和存储器111分别与处理器101相连；存储器111存储有与每个运动员的身份标识相关联的目标训练信息；身份识别机构110将获取的当前运动员的身份标识发送给处理器101；处理器101从存储器111获取与当前运动员的身份标识相应的当前目标训练信息，以根据当前目标训练信息控制驱动机构102运行。具体地，身份识别机构110可以获取用户身份标识，如果用户是教练，那么处理器101从存储器111中获取该教练教导的所有运动员的目标训练信息，教练通过触摸显示屏1051查看，可以检查运动员的目标训练信息以及完成情况，还可以为运动员设置目标训练信息，如果教练因为某些原因无法监督运动员训练时，可以提前通过触摸显示屏1051设置运动员的目标训练信息，这样即使教练不再现场监督，运动员也可以根据教练设置的目标训练信息自行训练，之后教练还可查看运动员的完成情况，了解其是否按照要求进行训练。如果用户是运动员，那么身份识别机构110获取运动员的身份标识，处理器101从存储器111中获取该运动员的身份标识对应的当前目标训练信息，以根据当前目标训练信息控制驱动机构102运行。其中，当前目标训练信息可以是教练提前设置的目标训练信息，如果教练并没有提前设置目标训练信息，也可以是处理器101根据该运动员以往的目标训练信息以及完成情况，分析出的适合运动员的当前目标训练信息。具体地，身体识别机构110包括人脸识别机构、指纹识别机构和密码识别机构中的至少一种。本实施例的游泳训练设备中的处理器101、驱动机构102、减速机构103、滑轮1041均可设置于游泳室外，从而避免受到高湿环境影响。本实施例的游泳训练设备，用户通过触摸显示屏1051设置训练信息，并通过交换机106将训练信息传输给处理器101；处理器101根据训练信息通过伺服驱动器1022控制伺服电机1021运行；伺服电机1021通过减速机构103带动滑轮1041运转，滑轮1041带动第一牵引绳1042运动，以便与第一牵引绳1042相连接的第二牵引绳1043带动运动员进行游泳训练；伺服电机1021设置有编码器10211，处理器101通过与编码器10211和安全机构109的连接对第一牵引绳1042和第二牵引绳1043的连接部位的位置信息进行较准；处理器101还可以根据通过身份识别机构110获取的当前运动员的身份标识，从存储器111中获取与该身份标识相应的当前目标训练信息，以根据当前目标训练信息控制驱动机构102运行。这样，可以通过牵引机构104施加与运动员游泳方向相反的拉力为运动员增加阻力，从而锻炼运动员的力量，也可以通过牵引机构104施加与运动员游泳方向相同的拉力拖动运动员向前游，从而提高运动员对速度的感知，本实施例的游泳训练设备对运动员进行训练时是在水中进行的，能够锻炼到游泳时所用到的全部肌肉群，并且本实施例中教练还可以提前为运动员设置目标训练信息，运动员只需通过身份识别机构110识别身份，便可直接按照目标训练信息进行训练，不必再重新设置训练信息，为运动员提供了方便，节约了时间。需要说明的是，上述实施例的游泳训练设备中各结构之间的连接关系，可以根据选取的各结构的型号等进行连接。可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

权利要求：1.一种游泳训练设备，其特征在于，包括：处理器、人机交互机构、驱动机构、减速机构和牵引机构；所述驱动机构和所述人机交互机构分别与所述处理器相连；所述牵引机构和所述驱动机构分别与所述减速机构相连；用户通过所述人机交互机构设置训练信息；所述处理器根据所述训练信息控制所述驱动机构运行；所述驱动机构通过所述减速机构带动所述牵引机构运转，以便所述牵引机构带动所述运动员进行游泳训练。2.根据权利要求1所述的游泳训练设备，其特征在于，还包括交换机；所述人机交互机构包括触摸显示屏；所述触摸显示屏通过所述交换机与所述处理器相连；用户通过所述触摸显示屏设置所述训练信息。3.根据权利要求1所述的游泳训练设备，其特征在于，还包括通信部件；所述人机交互机构还包括遥控器；所述遥控器通过所述通信部件与所述处理器相连。4.根据权利要求1所述的游泳训练设备，其特征在于，所述驱动机构包括：伺服驱动器和伺服电机；所述伺服电机和所述处理器分别与所述伺服驱动器相连；所述伺服电机与所述减速机构相连。5.根据权利要求4所述的游泳训练设备，其特征在于，所述牵引机构包括：滑轮、第一牵引绳和第二牵引绳；所述滑轮与所述减速机构相连；所述滑轮与所述第一牵引绳相连，所述滑轮带动所述第一牵引绳运动；所述第二牵引绳与所述第一牵引绳相连；所述第二牵引绳带动所述运动员进行游泳训练。6.根据权利要求5所述的游泳训练设备，其特征在于，所述伺服电机设置有编码器；所述编码器与所述处理器相连；所述编码器记录所述第一牵引绳和所述第二牵引绳的连接部位的第一位置，并向所述处理器发送所述第一位置。7.根据权利要求6所述的游泳训练设备，其特征在于，还包括安全机构和支撑部件；所述支撑部件与所述滑轮相连；所述安全机构设置在所述支撑部件上，且与所述处理器相连；所述连接部位与所述安全机构接触时，所述安全机构向所述处理器发送所述连接部位的第二位置；所述处理器若检测到所述第一位置与所述第二位置不一致，对所述第一位置进行校准。8.根据权利要求7所述的游泳训练设备，其特征在于，所述安全机构包括：光电开关和或机械限位机构。9.根据权利要求1所述的游泳训练设备，其特征在于，还包括身份识别机构和存储器；所述身份识别机构和所述存储器分别与所述处理器相连；所述存储器存储有与每个运动员的身份标识相关联的目标训练信息；所述身份识别机构将获取的当前运动员的身份标识发送给所述处理器；所述处理器从所述存储器获取与所述当前运动员的身份标识相应的当前目标训练信息，以根据所述当前目标训练信息控制所述驱动机构运行。10.根据权利要求9所述的游泳训练设备，其特征在于，所述身份识别机构包括人脸识别机构、指纹识别机构和密码识别机构中的至少一种。

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