智能1.0橄榄球司克兰机的研发设计

【作者】 郑刚； 宋龙基； 白焱坤； 沈钧钰； 樊月；

【机构】 沈阳体育学院；

【摘要】 研究目的:橄榄球项目被列入奥运会及全运会正式比赛项6年来,橄榄球运动如雨后春笋得到迅猛发展,但同时也暴露出橄榄球科研领域,尤其是橄榄球专业训练仪器器械设备研发领域,无法适应现阶段市场发展需要,给我国橄榄球竞技能力水平以及普及发展带来一定的制约。司克兰是比赛双方各3名或8名队员相互夹扎争顶的一项身体接触的技术动作,在该系列技术动作状态下,其一无法掌握技术动作过程等一系列量化指标,其二往往会出现许多意外损伤高风险因素等,需要有专业仪器器械作为专业训练的必要辅助,从而提高技术技能和技战术水平。设计一部具有可诊断技术指标的多功能性橄榄球专项仪器器械设备,满足市场发展的需求就显得尤为重要。研究方法:1.试验求解设计参数。采用司克兰—Ⅰ型橄榄球专项训练器作为代用试验设备,为智能1.0橄榄球司克兰机设计提供前期参考数据。2.数理统计方法。将实验获得的数据用minitab软件求解回归方程和争顶力应用范围,为机械部件设计提供依据。3.CAD设计与SolidWorks三维设计。应用CAD和SolidWorks机械设计软件,对机器的总体结构三大部分的机架结构、嵌入撞击垫与推动杆机构和传感器机构等进行结构图、零件图、装配图、工程图、三维立体图等设计。研究结果:1.设计试验测算,获得争顶力的回归方程,得X 2,X3系数的P值均小于0.05即P<0.05,说明回归方程的各项的回归系数是合理的,残差S=5.22(前锋)S=1.338(后锋)说明回归方程中各数值距标准方程误差较小,其中复相关系数的平方R-Sq(前锋)=79.5%,R-Sq(后锋)=95.9%,修正复相关系数R-S q(adj)(前锋)=72.7%,R-Sq(adj)(后锋)=94.6%,其中各相关系数均大于50%以上,相关程度较高,而各项的系数的P值均小于或等于0.05,说明方程式中系数是可靠的,其概率可大于95%以上。2.将获得争顶力的取值输入计算机minitab软件,前锋顶力范围为(79-90.3)Kg,后锋顶力范围(76-87)Kg,明示了在一定条件下前后锋所达到争顶力的范围,其一在训练中可以掌握队员技术水平,其二为力学计算机械设计提供了原始资料,为传感器负荷选取的设置提供了理论参考依据,为推杆材料的强度选取设定提供了参考帮助。3.机体设计分为三个部分:1.机架机构,2.嵌入撞击推体和推动杆机构,3.传感器机构。机架机构由前后两对充气轮,机身底板和以充气轮中心为机架支点的四杆机构组成。嵌入撞击垫和推动杆,是由四只肩触软体和推动杆组成。当运动员进肩触击软体发力时,肩触软体和推动杆前行压缩弹簧,经可调支架,推动传感器机构中的联合触动板,触动传感器触动杆,使传感器处于受力状态。传感器测力系统,当四只推动杆受力前行,推动触动板,触动触动杆,压缩触动弹簧,联动触头,触发传感器,经由数据输出电揽将电信号输入监视器,显示力值动态变化并储存,仪器通过组合置于安装平台上。4.测试操作与处理分析。将传感器连接到限位块上,通过串口连接线同传感器显示器和电脑建立联接,打开软件选择好对应串口项,单击交互控制区的"联机"键,显示区将显示相应参数。点击曲线控制区的"新建测试"将弹出一个对话框用于对此次测试做相应描述。点击"开始测试"之后,正式开始曲线描点。在曲线测试中,可"暂停测试"、"结束测试"、"保存测试"和"取消测试",其数据将在曲线数据存储区显示。打开系统,曲线数据存储区将显示原有保存数据条目选择相应保存数据拦,将提供查看图表、重绘图表、查看数据、统计数据、导出数据和删除数据功能。研究结论:1.智能1.0橄榄球司克兰机研发设计,为我国缺乏橄榄球司克兰专项技术训练仪器器械设备提供了研制的解决方法。技术设计拥有独立的自主知识产权,其全套56件机械加工设计零件图,为进一步实施生产加工制造提供了良好的生产准备工作。2.机器测试功能能够获取的整个技术动作发力的全过程,从而为教练员科学指导技术、改进训练水平提供了有效的解决方法。为我国橄榄球项目的竞技水平的提高提供科学有效的帮助。3.机器训练功能可监控技术发力的阶段变化,通过技术数据量化指标掌握队员的力量水平能力,有针对性的加强训练,并掌控系统阶段训练水平的效果和实施战术布局,为技术训练提供参考。4.机器可匹配任何人力组合,替代双方力量不均衡和不对称等带来的诸多弊端和问题,以及双方队员架构中易发生崩塌的危险,防止了意外受伤事故的发生,避免非比赛性减员的发生,进而提升全队综合训练效果和实力。5.机器使用上具有双重应用功效,即可作为监控仪器系统发挥其应用,也可以作为常规一般训练器械使用。机器可移动功能,解决了全方位地点使用的问题,使得机器可针对技术地点需求,模拟强化技战术训练,替代补充人员位置不足等问题。6.在使用对象上,肩部调节器使仪器具有适合各式年龄结构的队员使用,从而满足的不同年龄结构的需要。更多还原