一种训练机的开发.pdf

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1、·45·一种训练机的开发杨华，吴白羽(上海大学，上海200072)摘要：介绍了一种适于跨栏运动员进行专项力量的训练器；阐述了训练机的各部分组成、工作原理；分析了在运动实践中常见的力量训练方法，利用IabVIEW程序对其进行编程控制，并通过大量实验选取适当的PID控制参数，达到预期目的，提高训练效果。关键词：训练器劫l练方法~VIEWPID控制中图分类号：TH137文献标识码：文章编号：1002．6886(2010)05~-0045—02DevelopmentofaTraha~MachinefortheHurdleRunnersYANG

2、Hua．ⅥBaiyuAbstract：Introducingatrainingmachineforthehurdlel-annerscarldothespecialtraining；expoundingthepartsandworkingprincipleofthemachine；analyzingtrainingmethodsusedinnormalpractice，programmingbyusingLabVIEWtochoosetheproperPIDparameters，whichcanservestheanticipated

3、purposetoimproveitstrainingefect．Keywords：trainingmachine；trainingⅡthod：LabVIEW：PlDcontrol在竞技体育中，科学的训练方法和专门的训练器材对运上，脚踝被绑定在摆动员的竞技水平的提高起着非常重要的作用。通过分析跨杆上(当仰卧在图1液栏运动的特点，并结合国内外常见的力量训练方法，设计制作示的床架的左半部分柜压站了一台适于提高跨栏运动所需的专项力量的训练机。时，则左腿脚踝被绑定在摆杆上，当仰卧1跨栏运动与常见的训练方法在床架的右半部分时跨栏运动是集速度、力

4、量、柔韧、灵敏和节奏等诸多内部则右腿脚踝被绑定在床架素质于一体的田径项目，也被称之为复杂的快速力量性项目。摆杆上)，其绑定机构图1训练机的总体实物图跨栏运动员的训练，主要是发展腿部力量，增强支撑和蹬地作可根据运动员脚的长用力问题。从提高动作速率来看，还必须增强向心收缩(摆短固定在摆杆上不同位置。当液压缸作伸出运动时，摆杆向动速度)，即加强腰、髋部力量的连接，所以髋关节部位的力量下摆动，而运动员向上发力，即运动员下肢以髋关节为回转中是跨栏运动员所需的一种特殊的力量⋯。心与摆杆一起摆动，当液压缸作缩回运动时，摆杆向上摆动，一般运动员都借助

5、杠铃来提供阻力，而进行力量训练。这个过程为运动员蓄力过程。液压缸作一次伸缩运动为一在运动实践中常见的力量训练方法有一等动训练法，又被称次训练循环。在该液压系统中，采用高性能比例换向阀及带为等速力量训练法，它是借助于专门的等动力量训练器在动位置传感的伺服油缸组成一个位置伺服系统，通过设定在控力状态下完成练习，即利用器械在各关节的各个角度都能保制柜里的电脑上的LabVIEW程序进行PID闭环控制。本训持相同的速度转动，使训练者能够在关节的各个角度都能保练机的控制重点是如何让油缸带动摆杆以设定的角速度摆证最大力量的发力，从而对训练者在不同速

6、度下进行训练。动2训练机系统3训练机特点设计的训练机主要由三部分组成，即如图1所示，从左训练机采用LabVIEW来进行编程及控制。在程序的人至右分别为控制柜、床架和液压站。在训练机中，通过一曲柄机界面中，需要由运动员设定训练的摆杆极限角度及摆杆下连杆机构把液压缸的伸缩运动转换成摆杆的上下摆动，曲柄摆角速度，摆杆上设有力传感器，用来测量运动员的发力过连杆机构及液压缸固定在床架上。运动员训练时仰卧于床架程，将各时刻所发的力显示在电脑上，并以文件形式保存在电作者简介：杨华，上海大学机械电子工程硕士研究生。收稿日期：2010—6—9中国机械采

7、购网·46·脑上，为制定科学的训练方法提供数据依据；在训练过程中运并最终分别取2．5、0．d、1．2时，最后显示的波形如图3所示。动员向上发力时液压系统提供的阻力将带动摆杆向下摆动，其中红色线为设定的余弦曲线，白线为实际测量到的油缸位即运动员发力方向与摆杆的运动方向相反，可以更好地激发置曲线。运动员的潜能；在程序中设定启动力，即在摆杆到达设定的最大极限摆角时，只有在运动员发力大于设定的启动力时摆杆才会向下摆动，大大提供了本训练机的安全}生。4I_~VIEW编程及实验液压位置伺服控制的基本原理是：利用反馈信号与输入信号相比较得出偏差信号

8、，通过一电子放大器输出给比例方向阀，使液压缸运动的结果总是力图减小这个偏差值，直至偏差等于零或足够小，从而使系统的实际输出与希望值相符。PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值r(t)与实际输出值Y(t)构成控制偏差：