本发明涉及训练器械技术领域，更具体地说，它涉及一种电磁阻力帆船训练装置。
背景技术：
帆船是依靠自然风力作用于帆上而推动船只前进的。近年来，帆船比赛备受外界关注，运动员须驾驶帆船在规定的距离内竞速，帆船运动成为热门的水上运动项目。
控帆是竞速环节中关键的因素，控帆熟练的运动员更容易取得好成绩，因此需要对控帆进行专门的训练。一般需要在水面上进行帆船训练，易受天气、时间、地点以及人员等因素的影响，较为不便。控帆训练的过程也较难把控，效率低下，易造成运动员受伤。且相关训练的强度十分有限，强度调节也较为困难繁琐，影响训练体验。接受训练的运动员很难及时了解训练情况。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电磁阻力帆船训练装置，解决上述的一个或多个问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种电磁阻力帆船训练装置，包括：
主架，包括主立架、仪表架以及底架，所述底架设于所述主立架前端的底部，所述仪表架设于所述主立架的上部，所述底架的前端设有若干组定位孔，所述定位孔左右对称设置，所述底架的前端头设有踏板；
电机组件，设于所述底架和所述主立架的连接处，外部设有护罩；
摇杆组件，设于所述底架的其中一个所述定位孔处，位置可调；
数据采集系统，设于所述仪表架的前端，与所述电机组件电连接；
拉绳，一端连接至摇杆组件，另一端连接至电机组件。
进一步地，所述主立架背部设有若干固定板，
所述主立架顶部设有滑轮，所述拉绳经过所述滑轮。
进一步地，所述电机组件包括：
底板，连接至所述底架；
滚筒，可转动地设于所述底板后端，内部中空，与所述拉绳连接；
中轴，穿设于所述滚筒内，与所述滚筒同步转动；
外球面轴承，位于所述滚筒右侧，连接在所述底板上，穿接有所述中轴；
第一同步带轮，位于所述外球面轴承右侧，连接在所述中轴的右端头；
电机，设于所述底板前端，其电机轴向右设置；
第二同步带轮，设于所述电机轴的右端；
同步带，套设在所述第一同步带轮和所述第二同步带轮上；
编码轮，设于所述电机轴的右端头，设有编码器读数头，可读取电机转动的数据；
下控板，设于所述底板上，与所述编码器读数头、数据采集系统电连接；
所述滚筒通过所述中轴、所述第一同步带轮、所述同步带、所述第二同步带轮带动所述电机轴和所述编码轮转动。
进一步地，所述第一同步带轮和所述第二同步带轮之间设有张紧轮机构，所述张紧轮机构将所述同步带张紧。
进一步地，所述滚筒内部的右端设有深沟球轴承，所述滚筒内部的左端设有单向轴承。
进一步地，所述单向轴承的右侧还设有一个深沟球轴承，两个所述深沟球轴承均与所述滚筒的内侧壁连接，所述中轴穿接于所述单向轴承和两个所述深沟球轴承。
进一步地，所述滚筒的左端设有传动轴，
所述滚筒的左侧设有深沟球轴承件，所述深沟球轴承件连接在所述底板上，
所述深沟球轴承件内部的左端设有发条弹簧，
所述传动轴穿过所述深沟球轴承件连接至所述发条弹簧，
所述滚筒带动所述发条弹簧转动。
进一步地，所述摇杆组件包括：
底座，右端开设有若干插接孔，左端设有锁紧销，所述底座与所述底架通过所述锁紧销连接；
摇杆，底部设有万向节，所述万向节插接于其中一个所述插接孔，所述摇杆和所述万向节的位置可调；
扶手，可滑动地设于所述摇杆上，与所述拉绳连接，其末端设有锁紧手柄，所述扶手通过所述锁紧手柄固定于所述摇杆。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、采用磁力作为阻力，以无极调节的方式调节阻力；
2、底架左右侧均设有定位孔，摇杆组件可以选边安装，方便运动员进行换边训练。将摇杆组件插入不同的定位孔、摇杆和万向节插入不同的插接孔，可以调节摇杆组件和踏板之间的距离，方便不同手臂长度的运动员训练；
3、摇杆上设有万向节，可以更加真实地模拟风帆控制场景；
4、显示屏可以选择训练模式、训练阻力等，直观地显示训练次数、频率、消耗等，操作方便。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明无护罩状态下的立体结构示意图；
图3为本发明中主架的立体结构示意图；
图4为本发明中电机组件的俯视图；
图5为图4中a－a处的剖视图；
图6为本发明中摇杆组件的立体结构示意图。
图中：
1、主架；101、主立架；102、仪表架；103、底架；104、滑轮；105、踏板；2、电机组件；201、底板；202、滚筒；203、外球面轴承；204、第一同步带轮；205、张紧轮机构；206、同步带；207、编码器读数头；208、编码轮；209、第二同步带轮；210、电机；211、下控板；212、发条弹簧；213、深沟球轴承件；214、单向轴承；215、深沟球轴承；216、中轴；217、传动轴；3、摇杆组件；301、扶手；302、锁紧手柄；303、摇杆；304、万向节；305、锁紧销；306、底座；4、数据采集系统；5、拉绳。
具体实施方式
实施例：
以下结合附图1－6对本发明作进一步详细说明。
一种电磁阻力帆船训练装置，如图1和图2所示，包括主架1，主架1由主立架101、仪表架102以及底架103组成，底架103设于主立架101前端的底部，仪表架102设于主立架101的上部，主架1和底架103呈l型结构连接设置。底架103的前端设有六组定位孔，每组定位孔有两个，这两个定位孔左右对称地设置在底架103上。底架103的前端头设有踏板105。在底架103和主立架101的连接处设有电机组件2，电机组件2的外部设有护罩，可以保护内部转动的组件和电气元件。在底架103的其中一个定位孔处设有摇杆组件3，摇杆组件3可以通过插入不同定位孔的方式实现位置的调节。在仪表架102的前端设有数据采集系统4，数据采集系统4与电机组件2电连接。摇杆组件3上设有拉绳5，拉绳5的另一端连接至电机组件2。
如图3所示，主立架101的背部设有六块固定板，六块固定板左右对称地设置在主立架101上。主立架101的顶部设有滑轮104，拉绳5从扶手301引出，经过滑轮104变向连接至电机组件2。
如图4和图5所示，电机组件2包括底板201，底板201连接至底架103的后端，靠近主立架101设置。在底板201顶面的后端设有可转动的滚筒202，滚筒202的内部中空，在滚筒202的表面设有螺孔，拉绳5的端头通过螺栓固定在螺孔处。在滚筒202内穿设有中轴216，中轴216从滚筒202的右侧穿出，中轴216与滚筒202同步转动。底板201上还设有外球面轴承203，外球面轴承203位于滚筒202的右侧，中轴216从外球面轴承203的中心穿过。外球面轴承203为带立式座的轴承，对中轴216起到支撑作用，且不影响中轴216的转动。在中轴216的右端头设有第一同步带轮204，第一同步带轮204位于外球面轴承203的右侧。在设于底板201的前端设有电机210，电机210的电机轴向右设置。在电机轴的右端设有第二同步带轮209。在第一同步带轮204和第二同步带轮209上套设有同步带206，两个同步带206轮和同步带206构成完整的传动机构。第一同步带轮204和第二同步带轮209之间设有张紧轮机构205，张紧轮机构205将同步带206张紧，保证同步带206的传动效率。在电机轴的右端头设有编码轮208，编码轮208的安装座上设有编码器读数头207，编码器读数头207可以读取电机210的转速、圈数以及正反转的次数。在设于底板201的左端还设有下控板211，下控板211与编码器读数头207、数据采集系统4电连接，可以控制电机210的输出，以此计算训练次数、训练动作的频率以及消耗的卡路里等。滚筒202内部的右端设有深沟球轴承215。滚筒202内部的左端设有单向轴承214，在单向轴承214的右侧还设有一个深沟球轴承215，两个深沟球轴承215均与滚筒202的内侧壁连接，中轴216穿接于单向轴承214和两个深沟球轴承215。在滚筒202外部的左端设有传动轴217结构，在滚筒202的左侧设有深沟球轴承件213，深沟球轴承件213为带立式座的深沟球轴承215，深沟球轴承件213的立式座连接在底板201上，深沟球轴承件213内部的左端设有发条弹簧212，传动轴217穿过深沟球轴承件213连接至发条弹簧212。滚筒202转动可以带动发条弹簧212转动。滚筒202的转动带动中轴216转动，依次传动给第一同步带轮204、同步带206、第二同步带轮209，最后带动电机轴和编码轮208转动。
如图6所示，摇杆组件3包括底座306，底座306的右端沿竖直方向开设有五个插接孔，底座306的左端底部为安装槽，安装槽可以使底座306左端契合地安装在底架103上，该段底座306上还设有锁紧销305，底座306与底架103通过锁紧销305连接。底座306的位置可以通过将锁紧销305插入不同的定位孔实现调整。底座306上设有摇杆303，摇杆303的底部设有万向节304，万向节304插接于其中一个插接孔，摇杆303和万向节304的位置可以通过插入不同的插接孔进行调整。摇杆303上设有可滑动的扶手301，扶手301与拉绳5连接，扶手301的末端为滑动筒件，滑动筒件穿设在摇杆303上，在滑动筒件的右端设有螺孔，螺孔内设有锁紧手柄302，扶手301可以通过锁紧手柄302固定在摇杆303的某一位置。
数据采集系统4包括显示屏，显示屏设于仪表架102上，显示屏内设有编码器和数据传输线，显示屏具备触屏功能，触屏在显示屏的不同区域代表不同指令，发送给编码器，编码器将指令通过数据传输线发送至下控板211，下控板211对电机210进行控制。可以适当添加控制芯片或电气元件完善数据采集系统4的功能，且数据采集系统4的相关工作结构和工作原理均为现有技术，不做赘述。
工作原理：运动员在显示屏上选择好训练模式，训练模式分为计数模式(以完成的动作总次数为标准)、计时模式(以训练的总时间为标准)、功率模式(以训练的总消耗为标准)，选择需要的模式，再设定好训练阻力，也就是电机210的电磁力，具体为将指令传输到下控板211，调节电机210的电流大小，改变电磁阻力的大小，从而改变训练阻力。然后调节好摇杆303的位置，开始训练。
运动员握住扶手301，拉动摇杆303时，扶手301带动拉绳5运动，拉绳5带动滚筒202转动，在单向轴承214的作用下，带动中轴216一起转动，继而通过同步带206的传动结构，带动电机210电机轴转动，电机轴在电磁作用下，产生阻碍电机轴转动的力，也就是训练阻力，从而达到锻炼的效果。这个过程中滚筒202会带动发条弹簧212转动蓄力。
下控板211可以从编码器读数头207读取电机210转速、圈数以及转动次数等。
运动员握住扶手301，复位摇杆303时，发条弹簧212释放，带动滚筒202反向转动，将拉绳5重新绕道滚筒202上，在单向轴承214作用下，中轴216不会转动，读数不会改变。已知电机转速为rs电，电机旋转圈数为n电，电机阻力为f电，第二同步带轮齿数为z电，第一同步带轮齿数为z筒，滚筒半径为r筒，拉绳移动速度为s绳，拉绳阻力为f绳，拉绳移动距离为d绳，拉绳功率为w绳，可得出：
s绳＝rs电×(z电÷z筒)×2πr筒
f绳＝f电×(z电÷z筒)
d绳＝n电×(z电÷z筒)×2πr筒
w绳＝f绳×d绳＝[f电×(z电÷z筒)]×[n电×(z电÷z筒)×2πr筒]
根据计算可得到更全面的相关数据，优选的，这些运算公式和计算方法可以集成到数据采集系统4中。
需要说明的是，本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
1.一种电磁阻力帆船训练装置，其特征在于：包括：
主架(1)，包括主立架(101)、仪表架(102)以及底架(103)，所述底架(103)设于所述主立架(101)前端的底部，所述仪表架(102)设于所述主立架(101)的上部，所述底架(103)的前端设有若干组定位孔，所述定位孔左右对称设置，所述底架(103)的前端头设有踏板(105)；
电机组件(2)，设于所述底架(103)和所述主立架(101)的连接处，外部设有护罩；
摇杆组件(3)，设于所述底架(103)的其中一个所述定位孔处，位置可调；
数据采集系统(4)，设于所述仪表架(102)的前端，与所述电机组件(2)电连接；
拉绳(5)，一端连接至摇杆组件(3)，另一端连接至电机组件(2)。
2.根据权利要求1所述的电磁阻力帆船训练装置，其特征在于：所述主立架(101)背部设有若干固定板，
所述主立架(101)顶部设有滑轮(104)，所述拉绳(5)经过所述滑轮(104)。
3.根据权利要求1所述的电磁阻力帆船训练装置，其特征在于：所述电机组件(2)包括：
底板(201)，连接至所述底架(103)；
滚筒(202)，可转动地设于所述底板(201)后端，内部中空，与所述拉绳(5)连接；
中轴(216)，穿设于所述滚筒(202)内，与所述滚筒(202)同步转动；
外球面轴承(203)，位于所述滚筒(202)右侧，连接在所述底板(201)上，穿接有所述中轴(216)；
第一同步带轮(204)，位于所述外球面轴承(203)右侧，连接在所述中轴(216)的右端头；
电机(210)，设于所述底板(201)前端，其电机轴向右设置；
第二同步带轮(209)，设于所述电机轴的右端；
同步带(206)，套设在所述第一同步带轮(204)和所述第二同步带轮(209)上；
编码轮(208)，设于所述电机轴的右端头，设有编码器读数头(207)，可读取电机转动的数据；
下控板(211)，设于所述底板(201)上，与所述编码器读数头(207)、数据采集系统(4)电连接；
所述滚筒(202)通过所述中轴(216)、所述第一同步带轮(204)、所述同步带(206)、所述第二同步带轮(209)带动所述电机轴和所述编码轮(208)转动。
4.根据权利要求3所述的电磁阻力帆船训练装置，其特征在于：所述第一同步带轮(204)和所述第二同步带轮(209)之间设有张紧轮机构(205)，所述张紧轮机构(205)将所述同步带(206)张紧。
5.根据权利要求3所述的电磁阻力帆船训练装置，其特征在于：所述滚筒(202)内部的右端设有深沟球轴承(215)，所述滚筒(202)内部的左端设有单向轴承(214)。
6.根据权利要求5所述的电磁阻力帆船训练装置，其特征在于：所述单向轴承(214)的右侧还设有一个深沟球轴承(215)，两个所述深沟球轴承(215)均与所述滚筒(202)的内侧壁连接，所述中轴(216)穿接于所述单向轴承(214)和两个所述深沟球轴承(215)。
7.根据权利要求3所述的电磁阻力帆船训练装置，其特征在于：所述滚筒(202)的左端设有传动轴(217)，
所述滚筒(202)的左侧设有深沟球轴承件(213)，所述深沟球轴承件(213)连接在所述底板(201)上，
所述深沟球轴承件(213)内部的左端设有发条弹簧(212)，
所述传动轴(217)穿过所述深沟球轴承件(213)连接至所述发条弹簧(212)，
所述滚筒(202)带动所述发条弹簧(212)转动。
8.根据权利要求1所述的电磁阻力帆船训练装置，其特征在于：所述摇杆组件(3)包括：
底座(306)，右端开设有若干插接孔，左端设有锁紧销(305)，所述底座(306)与所述底架(103)通过所述锁紧销(305)连接；
摇杆(303)，底部设有万向节(304)，所述万向节(304)插接于其中一个所述插接孔，所述摇杆(303)和所述万向节(304)的位置可调；
扶手(301)，可滑动地设于所述摇杆(303)上，与所述拉绳(5)连接，其末端设有锁紧手柄(302)，所述扶手(301)通过所述锁紧手柄(302)固定于所述摇杆(303)。
技术总结