本發明涉及幼兒體育設施技術領域，具體涉及到一種具有安全防護的幼兒體育攀爬裝置。

背景技術：

攀爬訓練是兒童成長過程中必不可少的一部分，通過攀爬，可以使幼兒的四肢得到鍛煉，大腦的平衡能力、協調能力得到進一步發展?，F有爬行隧道玩具通常由一根呈螺旋形圓筒狀的鋼絲骨架支撐軟性材料構成，為起到良好的支撐效果，呈螺旋形圓筒狀的鋼絲骨架分布較密，且整根鋼絲較為粗硬，幼兒在里面爬行時，由于手掌和膝蓋會經常觸碰到螺旋形圓筒狀的鋼絲骨架，容易造成兒童稚嫩手掌和膝蓋的損傷；同時功能單一，智能化程度較低。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種具有安全防護的幼兒體育攀爬裝置。

為達上述目的，本發明的一個實施例中提供了一種具有安全防護的幼兒體育攀爬裝置，包括爬行設備以及設置在爬行設備尾端處的立式攀爬設備；

爬行設備包括爬行隧道，爬行隧道包括隧道入口段、隧道中間段以及隧道出口段；爬行隧道的底部鋪設有軟墊，側壁上開設有透氣窗；

隧道入口段的入口處設置有入口氣囊以及入口計數器，隧道中間段的入口處設置有第一氣囊以及第一計數器，隧道中間段的出口處設置有第二氣囊以及第二計數器，隧道出口段的出口處設置有出口計數器；

入口氣囊配置有入口風機，第一氣囊配置有第一風機，第二氣囊配置有第二風機；

入口計數器、第一計數器、第二計數器以及出口計數器將采集的數據傳輸至控制器，控制器控制入口風機、第一風機以及第二風機的工作狀態；控制器的控制方法為：

s1、采集所有計數器獲得關于總人數的數據；

計算入口計數器以及出口計數器的差值獲得爬行隧道內總人數n；

計算入口計數器以及第一計數器的差值獲得隧道入口段內總人數n1；

計算第一計數器以及第二計數器的差值獲得隧道中間段內總人數n2；

計算第二計數器以及出口計數器的差值獲得隧道出口段內總人數n3；

s2、判斷爬行隧道各個段內的人數是否超過上限值；

判斷總人數n是否大于總上限值m；

判斷隧道入口段內總人數n1是否大于第一上限值m1；

判斷隧道中間段內總人數n2是否大于第二上限值m2；

判斷隧道出口段內總人數n3是否大于第三上限值m3；

s3、根據判斷結果由控制器分別控制風機的工作狀態；

當總人數n大于上限值m時，入口風機工作使入口氣囊膨脹封閉隧道入口段入口；

當隧道入口段內總人數n1大于第一上限值m1時，入口風機工作使入口氣囊膨脹封閉隧道入口段入口；并記錄連續超員時長t1；

當隧道中間段內總人數n2大于第二上限值m2時，第一風機工作使第一氣囊膨脹封閉隧道中間段入口；并記錄連續超員時長t2；

當隧道出口段內總人數n3大于第三上限值m3時，第二風機工作使第二氣囊膨脹封閉隧道中間段入口；并記錄連續超員時長t3；

軟墊下鋪設有震動墊，震動墊配置的震動電機受控制器控制；震動墊包括設置在隧道入口段的入口震動墊、鋪設在在隧道中間段的第一震動墊，鋪設在隧道出口段的第二震動墊；

控制器通過以下方式控制震動墊的工作狀態：

s4、分別獲取隧道入口段、隧道中間段以及隧道出口段各個段中連續超員時長；

s5、分別判斷隧道入口段、隧道中間段以及隧道出口段的連續超員時長是否大于各自段的閾值；

s6、當隧道入口段、隧道中間段以及隧道出口段的連續超員時長大于各自段的震動閾值時，啟動對應段的震動電機以頻率f1震動；當隧道入口段、隧道中間段以及隧道出口段的連續超員時長大于各自段的強化震動閾值時，啟動對應段的震動電機以頻率f2震動；頻率f2大于頻率f1；

立式攀爬設備包括底座以及設置在底座上的墻體，墻體的正面鋪設有軟墊，背面設置有支撐桿；墻體正面鋪設的軟墊設置在隧道的出口段處；

墻體上設置有攀爬凸起、多個插孔組、活動插銷以及活動腳蹬；每個插孔組包括第一插孔、第二插孔；第一插孔用于與活動插銷配合，第二插孔用于與活動腳蹬配合；

墻體內設置有第一輔助系統和第二輔助系統；

第一輔助系統包括供電總線以及并聯在供電總線上的多個電磁鐵，每個電磁鐵配置有開關；每個第一插孔外端面的墻體內部設置有一個電磁鐵，并將該電磁鐵對應的開關設置在第一插孔的內端面處；

活動插銷包括手持部以及插頭部，手持部的內部設置有推桿以及與推桿配合的彈簧，推桿上設置有擋片；手持部的前端為可磁化層；推桿受力后擠壓彈簧并向前伸出插頭部與開關接觸使電磁鐵通電或者斷電；

活動腳蹬包括腳踏板、設置在腳踏板前端用于插入第二插孔的連接板以及設置在腳踏板上的弧形帶；連接板上具有通孔；第二輔助系統包括電動機、受電動機驅動的伸縮桿以及控制電動機的控制器，每個第二插孔的內端面上配置有一個電動機以及伸縮桿；每個第二插孔內布置有壓力傳感器，壓力傳感器與控制器連接用于檢測活動腳蹬的連接板進入后對第二插孔下壁的壓力；

第二輔助系統還包括用于檢測電磁鐵狀態的電流傳感器，控制器接收到的壓力傳感器信號大于閾值時啟動對應的第二插孔處的電動機驅使伸縮桿穿過通孔，并在同組第一插孔內的電磁鐵依次經歷通電和斷電狀態后控制伸縮桿縮回退出通孔。

優選的，爬行隧道的內部設置有手拉器；手拉器包括外筒體以及內筒體；

外筒體包括潤滑腔以及主空腔；潤滑腔內設置有彈簧、帶油的潤滑墊以及含有細孔的薄板；主空腔內設置有第一限位條以及第二限位條，薄板限制在第一限位條外側；

內筒體設置在主空腔內，內筒體設置有與第一限位條配合的第一滑槽以及與第二限位條配合的第二滑槽；第二滑槽與第二限位條配合用于限定內筒體伸出主空腔的最大長度；

內筒體的內部具有副空腔，副空腔內安裝有伸縮手柄以及彈簧；內筒體的外端設置有手扣孔。

優選的，軟墊包括用于設置在地面上的防水墊、鋪設在防水墊上的海綿墊以及鋪設在海綿墊上的泡沫墊。

優選的，底座包括豎直設置的夾持板、水平設置的延長板以及裝夾板，延長板上設置有若干螺釘孔，裝甲板通過螺栓和帽配合將墻體夾緊在兩個夾持板之間。

優選的，支撐桿包括上支撐桿和下支撐桿，上支撐桿用于支撐墻體的上端，下支撐桿用于支撐墻體的下端。

優選的，墻體的上端設置有遮陽傘。

優選的，副空腔內設置有導向滑軌，伸縮手柄上設置有對應的手柄滑槽。

綜上所述，本發明具有以下優點：

本發明的攀爬裝置包括了爬行設備和立式攀爬設備，在經過爬行設備后再進入立式攀爬設備；通過多種形式的攀爬訓練，能夠讓兒童得到更好更安全的鍛煉。

本發明的爬行設備能夠根據爬行隧道內的兒童數量進行調整氣囊的狀態，進而在超員情況時及時關閉相應的隧道通口，避免在爬行隧道內出現擠壓踩踏現象，使用的安全性更高；同時還通過不同震動頻率的震動墊來提示，也能夠提高訓練的效果。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的示意圖；

圖2為本發明一個實施例的爬行設備的示意圖；

圖3為本發明一個實施例中爬行隧道的內部結構示意圖，其中省略了手拉器；

圖4為本發明一個實施例中手拉器的示意圖；

圖5為本發明一個實施例立式攀爬設備的示意圖；

圖6為本發明一個實施例中活動插銷和活動腳蹬安裝的示意圖；

圖7為本發明一個實施例中活動插銷的剖視圖；

圖8為本發明一個實施例中活動腳蹬的示意圖。

其中，1、隧道入口段；2、隧道中間段；3、隧道出口段；4、入口氣囊；5、入口計數器；6、第一氣囊；7、第一計數器；8、第二氣囊；9、第二計數器；10、出口計數器；11、軟墊；12、震動墊；13、通孔；14、風機；15、風管；16、外筒體；17、內筒體；18、潤滑腔；19、主空腔；20、潤滑墊；21、薄板；22、第一限位條；23、第二限位條；24、第一滑槽；25、第二滑槽；26、副空腔；27、伸縮手柄；28、手扣孔；

101、底座；102、墻體；103、軟墊；104、支撐桿；105、攀爬凸起；106、第一插孔；107、第二插孔；108、電磁鐵；109、開關；110、手持部；111、插頭部；112、推桿；113、彈簧；114、擋片；115、可磁化層；116、腳踏板；117、連接板；118、弧形帶；119、通孔；120、電動機；121、伸縮桿；122、壓力傳感器；123、夾持板；124、延長板。

具體實施方式

本發明的一個實施例中提供了一種具有安全防護的幼兒體育攀爬裝置，包括爬行設備以及設置在爬行設備尾端處的立式攀爬設備。

爬行設備包括爬行隧道，爬行隧道包括隧道入口段1、隧道中間段2以及隧道出口段3；爬行隧道的底部鋪設有軟墊11，側壁上開設有透氣窗。爬山隧道優選由軟質聚氯乙烯材料制成，可以呈圓筒狀。

現有技術中的爬行隧道大多為簡易的爬行隧道，在使用時安裝，不使用時收納，雖然便捷，但是功能單一，使用的舒適性和穩定性較差。本發明的爬行隧道材質采用塑料制成，體積較大，穩定性較好，不能夠收納。爬行隧道被分成三個段，每個段可以單獨生產制備，有利于減小生產單件的成本和體積；在使用時將三個分段組裝在一起即可；例如通過螺栓或者固定座等方式將三個段連接為一個整體的爬行隧道。因此，在爬行隧道的底部鋪設軟墊也有利于爬行時不易受傷。

隧道入口段的入口處設置有入口氣囊4以及入口計數器5，隧道中間段的入口處設置有第一氣囊6以及第一計數器7，隧道中間段的出口處設置有第二氣囊8以及第二計數器9，隧道出口段的出口處設置有出口計數器10。入口氣囊配置有入口風機，第一氣囊配置有第一風機，第二氣囊配置有第二風機。

氣囊可以具有一定的彈性，在充氣后膨脹，膨脹后可以將隧道封堵，這種封堵可以不是將隧道通道完全封堵，可以是封堵至不能夠讓人通過即可。氣囊的形態直接收風機影響，風機停止工作后其失去外壓將會快速泄氣，從而使得通道打開。本發明通過氣囊的封堵方式更加溫和，不容易在封堵過程中傷及小孩。

入口計數器、第一計數器、第二計數器以及出口計數器將采集的數據傳輸至控制器，控制器控制入口風機、第一風機以及第二風機的工作狀態；控制器的控制方法為：

s1、采集所有計數器獲得關于總人數的數據；

計算入口計數器以及出口計數器的差值獲得爬行隧道內總人數n；

計算入口計數器以及第一計數器的差值獲得隧道入口段內總人數n1；

計算第一計數器以及第二計數器的差值獲得隧道中間段內總人數n2；

計算第二計數器以及出口計數器的差值獲得隧道出口段內總人數n3；

s2、判斷爬行隧道各個段內的人數是否超過上限值；

判斷總人數n是否大于總上限值m；

判斷隧道入口段內總人數n1是否大于第一上限值m1；

判斷隧道中間段內總人數n2是否大于第二上限值m2；

判斷隧道出口段內總人數n3是否大于第三上限值m3；

s3、根據判斷結果由控制器分別控制風機的工作狀態；

當總人數n大于上限值m時，入口風機工作使入口氣囊膨脹封閉隧道入口段入口；

當隧道入口段內總人數n1大于第一上限值m1時，入口風機工作使入口氣囊膨脹封閉隧道入口段入口；并記錄連續超員時長t1；

當隧道中間段內總人數n2大于第二上限值m2時，第一風機工作使第一氣囊膨脹封閉隧道中間段入口；并記錄連續超員時長t2；

當隧道出口段內總人數n3大于第三上限值m3時，第二風機工作使第二氣囊膨脹封閉隧道中間段入口；并記錄連續超員時長t3；

本發明優選m1/m2/m3的和小于m；n1/n2/n3的和小于n。

風機的電動機可以是變頻電動機，也可以是配置有變頻器；使得控制器能夠通過控制風機的轉速以及關閉。本發明的計數器可以是任意一種能夠計數的傳感器，能夠檢測到進入爬行隧道內部或者爬山隧道某一段內的人員數量。本發明通過計數器獲取總人數以及各個段內的人數后，通過控制器的判斷能夠識別出爬行隧道或者某一段內的人員數量是否超員，當發現超員情況后，即通過控制相應的風機工作，使用氣囊來封堵，避免更多的人員進入超員段內，從而能夠避免在爬行隧道內出現擁擠或者踩踏事件。

軟墊11下鋪設有震動墊12，震動墊配置的震動電機受控制器控制；震動墊包括設置在隧道入口段的入口震動墊、鋪設在在隧道中間段的第一震動墊，鋪設在隧道出口段的第二震動墊；

控制器通過以下方式控制震動墊的工作狀態：

s4、分別獲取隧道入口段、隧道中間段以及隧道出口段各個段中連續超員時長；

s5、分別判斷隧道入口段、隧道中間段以及隧道出口段的連續超員時長是否大于各自段的閾值；

s6、當隧道入口段、隧道中間段以及隧道出口段的連續超員時長大于各自段的震動閾值時，啟動對應段的震動電機以頻率f1震動；當隧道入口段、隧道中間段以及隧道出口段的連續超員時長大于各自段的強化震動閾值時，啟動對應段的震動電機以頻率f2震動；頻率f2大于頻率f1。

爬行隧道內某段發現超員情況后，控制器能夠獲得其處于超員狀態的信號，并從判定為超員狀態后進行計時；當再次進入非超員狀態時即計時結束。在此計時過程中，若某一段內處于超員狀態的時間較長，即連續超員時長較長時，說明該區域內小孩在此段內停留不前。因此通過開啟震動對其進行提醒，同時對于兒童來說，震動墊有利于促使其向外爬行。本發明通過判斷不同的超員時長來控制震動電機的震動頻率，通過判斷不同段內的超員時長進行分別提醒；使得整個爬行隧道的智能化程度更高，更有利于兒童的爬行訓練。

爬行隧道的內部設置有手拉器，手拉器有利于兒童在爬行過程中有抓取的把手。手拉器包括外筒體16以及內筒體17，外筒體可以通過嵌入式過盈配合安裝在爬山隧道的內壁。

外筒體包括潤滑腔18以及主空腔19；潤滑腔內設置有彈簧、帶油的潤滑墊20以及含有細孔的薄板21。主空腔內設置有第一限位條以及第二限位條，薄板限制在第一限位條外側。

內筒體設置在主空腔內，內筒體設置有與第一限位條22配合的第一滑槽24以及與第二限位條23配合的第二滑槽25；第二滑槽與第二限位條配合用于限定內筒體伸出主空腔的最大長度。內筒體的內部具有副空腔，副空腔內安裝有伸縮手柄以及彈簧；內筒體的外端設置有手扣孔。

在收攏內筒體時，可以先將伸縮手柄壓縮至內筒體的副空腔26內，在縮進副空腔的過程中伸縮手柄壓縮彈簧。當伸縮手柄27完全縮入后將內筒體推入外筒體內。內筒體的第二滑槽與第二限位條也起到滑軌和滑槽配合的作用，內筒體在不斷進入主空腔后將與薄板接觸并擠壓其往外側移動，薄板在移動過程中將會擠壓潤滑墊，使得潤滑墊的潤滑油從細孔內溢出涂覆在內筒體外壁，使得內筒體得到潤滑。潤滑完成后撤去外力，讓內筒體外移。此時薄板在第一限位條的阻擋下將會限制在潤滑腔內，內筒體在不斷移動過程中使得潤滑油布滿外壁。由于外筒體的長度可以與內筒體長，使得內筒體可以完全設置在主空腔內，在需要退出時通過手扣孔28將內筒體拉出。同時內筒體外移后將會使得伸縮手柄彈出。因此，這種手拉器能夠在不使用時讓伸縮桿收納起來，減少棱角避免出現傷害，并且具有自潤滑作用。手拉器的外筒體可以通過螺釘固定，外筒體和內筒體均可以作為抓取的部位。

本發明的一個優化實施例中，爬行隧道的側壁上設置有通孔13，入口氣囊、第一氣囊以及第二氣囊的導氣管穿過對應的通孔分別與入口風機、第一風機以及第二風機連接。

本發明的一個優化實施例中，爬山隧道的上部設置有風機14，爬行隧道的內部暗置有風管15，風管上分布的風孔與爬行隧道的內部相通。

本發明的一個優化實施例中，副空腔內設置有導向滑軌，伸縮手柄上設置有對應的手柄滑槽。外筒體的外壁上設置有耐磨墊。

本發明的立式攀爬設備包括底座101以及設置在底座上的墻體102，墻體的正面鋪設有軟墊103，墻體正面鋪設的軟墊設置在隧道的出口段處；背面設置有支撐桿104。墻體一般具有3到10米的高度，需要通過底座和支撐桿的配合來使其穩定的安裝在地面，底座的形狀可以根據墻體底部的形狀和尺寸來設計，軟墊是用于在攀爬時起到防護作用，減輕出現危險情況時對人體的傷害。

墻體上設置有攀爬凸起105、多個插孔組、活動插銷以及活動腳蹬。攀爬凸起可以使用現有技術中攀爬墻上常用的攀爬凸起，便于人員自由選擇攀爬難度和方式。

每個插孔組包括第一插孔106、第二插孔107；第一插孔用于與活動插銷配合，第二插孔用于與活動腳蹬配合。同組的第一插孔和第二插孔是相互關聯的，這種關聯是指使用輔助系統時的信號檢測以及在攀登過程中需要配合使用。具體的，第一插孔位置高于第二插孔，人員手持活動插銷，腳踩活動腳蹬。

墻體內設置有第一輔助系統和第二輔助系統。

第一輔助系統包括供電總線以及并聯在供電總線上的多個電磁鐵108，每個電磁鐵配置有開關109；每個第一插孔外端面的墻體內部設置有一個電磁鐵，并將該電磁鐵對應的開關設置在第一插孔的內端面處。

活動插銷包括手持部110以及插頭部111，手持部的內部設置有推桿112以及與推桿配合的彈簧113，推桿上設置有擋片114；手持部的前端為可磁化層115；推桿受力后擠壓彈簧并向前伸出插頭部與開關接觸使電磁鐵通電或者斷電?？纱呕牧鲜侵改軌虮淮艌鑫牟牧?，例如鐵。

供電總線連接市電，可以適當配置有保護電路、穩壓電路等。供電總線并聯多個電磁鐵后形成多個線路，每個線路配置一個插孔組，具體的是每個線路的電磁鐵安裝在第一插孔附近。第一輔助系統的作用在于，當活動插銷插入后，人員首先手動控制推桿向前使得開關關閉，進而該線路被接通，接通后電磁鐵產生磁場，使得活動插銷的前端被吸合，這樣有利于活動插銷插入后的穩定性，也不會輕易的因震動等外界干擾情況下滑落出第一插孔，使得人手持抓住活動插銷時更加安全可靠。當攀登人員需要繼續攀登時，再次按壓推桿使得開關再次接觸后線路斷開，活動插銷可以取出，取出后可以繼續插入另外一組的第一插孔。這樣攀登人員可以通過不斷的更換活動插銷的插入位置來獲得上升或者移動，實現安全鍛煉。

活動腳蹬包括腳踏板116、設置在腳踏板前端用于插入第二插孔的連接板117以及設置在腳踏板上的弧形帶118；連接板上具有通孔119。腳踏板是人腳踩的主要區域，連接板可以插入第二插孔，其長度和尺寸需要與第二插孔配合，并且能夠在完全進入后讓通孔正對伸縮桿上下伸縮的路徑上。

第二輔助系統包括電動機、受電動機驅動的伸縮桿以及控制電動機的控制器，每個第二插孔的內端面上配置有一個電動機以及伸縮桿，每個第二插孔內布置有壓力傳感器，壓力傳感器與控制器連接用于檢測活動腳蹬的連接板進入后對第二插孔下壁的壓力。在設計實施時，可以讓每個第二插孔后端位置設置一個電動機以及伸縮桿，然后設置一個控制器來分別控制所有的電動機以及接收所有壓力傳感器的信號。

第二輔助系統還包括用于檢測電磁鐵狀態的電流傳感器，控制器接收到的壓力傳感器122信號大于閾值時啟動對應的第二插孔處的電動機120驅使伸縮桿121穿過通孔，并在同組第一插孔內的電磁鐵依次經歷通電和斷電狀態后控制伸縮桿縮回退出通孔。

本發明通過第二輔助系統來控制活動腳蹬的限位，這樣有利于在需要休息時活動腳蹬是穩固的安裝在第二插孔內的，在需要移動時伸縮桿退回，活動腳蹬可以取出。具體的，當人在中途需要休息時，通過活動插銷讓電磁鐵工作使得手持部穩定，并且此時由于腳踏板的受力值遠遠大于閾值，活動腳蹬被伸縮桿貫穿后不可能滑落，穩定性也非常好。當人員需要移動時，關閉活動插銷處的電磁鐵的同時，活動腳蹬也可以退出；并且由于活動腳蹬上設有弧形帶，使得活動腳蹬形成類似拖鞋的結構，能夠便于讓人通過腳帶走活動腳蹬。同時，為了便于安插，可以讓第一插孔為圓形，第二插孔為方形。

本發明的一個優化實施例中，軟墊包括用于設置在地面上的防水墊、鋪設在防水墊上的海綿墊以及鋪設在海綿墊上的泡沫墊。

本發明的一個優化實施例中，底座包括豎直設置的夾持板123、水平設置的延長板124以及裝夾板，延長板上設置有若干螺釘孔，裝甲板通過螺栓和帽配合將墻體夾緊在兩個夾持板之間。夾持板可以為一塊豎直的直板，此時底座形成l形狀，裝夾板可以為u形結構，具有一定的彈性，通過螺栓連接兩塊夾持板和墻體的底部。

本發明的一個優化實施例中，支撐桿包括上支撐桿和下支撐桿，上支撐桿用于支撐墻體的上端，下支撐桿用于支撐墻體的下端。

本發明的一個優化實施例中，墻體的上端設置有遮陽傘。

本發明的一個優化實施例中，攀爬凸起通過螺釘固定在墻體上，攀爬凸起上設置有便于手抓的槽。

本發明的一個優化實施例中，墻體的下部呈梯形，上部呈矩形體，此時夾持板的形狀也需要進行適當變化，可以在上端加設一個有一定傾角的板材，用于與墻體貼合。

雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了詳細地描述，但不應理解為對本專利的保護范圍的限定。在權利要求書所描述的范圍內，本領域技術人員不經創造性勞動即可做出的各種修改和變形仍屬本專利的保護范圍。