本發明屬于短道速滑，具體涉及一種短道速滑彎道動態訓練模擬系統及方法。

背景技術：

1、短道速滑是一項速度與技巧并重的冰上運動，尤其在彎道技術方面，運動員需要在高速滑行中掌握一系列技巧，克服強大的離心力以保持平衡和速度。短道速滑賽道的周長為111.12米，其中彎道周長為53.42米，彎道半徑為8米，彎道占據大部分，這使得彎道技術的比拼對獲勝至關重要。彎道技術需要運動員左右腿高頻不對稱蹬伸以獲得向心加速度以保持動態平衡，其練習方法主要針對于其平衡性的掌握以及向心力與動力相匹配的合理性。目前主流的短道速滑彎道訓練方法主要有牽引環繞練習法、靜態牽引冰面練習法和陸上模擬訓練方法。

2、牽引環繞練習法是利用一側進行固定的牽引繩或彈力帶，訓練者與其相連接，在冰面上做圓周運動練習彎道技術。此練習方法可以很好的給予運動員冰面真實感受，但這種方法在入彎后過彎半徑幾乎不變，無法選擇不同的過彎路線，無法相應地調整合適的過彎角度和速度來進行彎道滑行。牽引練習控制的半徑往往會小于實際彎道半徑，無法很好地模擬過彎的傾斜角度，且持續進行繞圈訓練會導致運動員頭暈目眩，無法長時間練習彎道技術，影響運動員技術水平的發揮與技術動作的長時間練習。

3、靜態牽引冰面練習法是通過將牽引繩的一側進行固定，另一側與訓練者相連接，訓練者在原地保持彎道過彎的姿勢，進行一定的蹬冰練習，身體上半部分保持相對靜態。此訓練方法可以很好的鍛煉到訓練者的腳踝力量與對抗離心力的能力，但此方法無法模擬出動態過程中的真實離心力的作用效果，也沒有在真正的動態活動中進行練習，缺乏真實的過彎感受，也不能練習到對過彎角度與合適動量相配的選取，影響運動員對過彎時的真實體感和正確反饋。

4、陸上模擬訓練方法是通過彈力帶進行牽引，將練習者與輔助人員進行連接，練習者保持過彎姿勢在粗糙地面上橫向移動來訓練相應肌群和克服離心力對過彎的影響，但這種地面模擬訓練法同樣沒有真實的冰面感受，且只有左右方向運動的力，沒有模擬出向前運動的狀態，還是局限于相對靜態的一中拮抗訓練，對運動員技術水平的提高具有一定限度。

5、綜上所述，目前的彎道訓練方法中無法很好的同時解決在冰面上進行練習、抗暈眩、帶速壓彎且可調節的練習問題，短道速滑彎道技術練習方式的創新性研究和相應的改進方案亟待提出。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種短道速滑彎道動態訓練模擬系統及方法，用于解決現有技術中存在的上述問題。

2、為了實現上述目的，一方面，本發明采用以下技術方案：一種短道速滑彎道動態訓練模擬系統，包括底座、旋轉冰臺、驅動裝置、vr視覺裝置、數據采集裝置、數據分析裝置和控制中心，所述旋轉冰臺轉動設置在底座上，旋轉冰臺上設有用于供運動員訓練的模擬賽道；所述驅動裝置用于驅使旋轉冰臺相對于底座轉動，所述vr視覺裝置用于為運動員提供訓練場景，所述數據采集裝置用于采集運動員的訓練數據；所述數據分析裝置對運動員的訓練數據進行分析并提供反饋，驅動裝置、vr視覺裝置、數據采集裝置和數據分析裝置均與控制中心相連。

3、作為上述技術方案的一種可選實施方式，所述旋轉冰臺包括依次設置的冰面層、制冷層和基礎層，所述制冷層設有制冷管路，所述基礎層連接有支撐座，所述支撐座與底座轉動配合。

4、作為上述技術方案的一種可選實施方式，作為上述技術方案的一種可選實施方式，所述基礎層的底部設有與制冷管路連接的制冷機，所述制冷機與控制中心相連，支撐座上設有與制冷機電性連接的導電滑環。

5、作為上述技術方案的一種可選實施方式，所述支撐座與底座之間設有角接觸軸承。

6、作為上述技術方案的一種可選實施方式，所述驅動裝置包括變頻驅動電機、減速器和傳動機構，所述變頻驅動電機的輸出端與減速器相連，減速器與支撐座之間通過傳動機構相連。

7、作為上述技術方案的一種可選實施方式，所述傳動機構包括相互嚙合的外齒環和齒輪，所述外齒環設置在支撐座上，所述齒輪設置在減速器的輸出端。

8、作為上述技術方案的一種可選實施方式，還包括安全保護裝置，所述安全保護裝置用于為運動員提供安全保護。

9、作為上述技術方案的一種可選實施方式，所述安全保護裝置包括環梁和牽引繩，所述環梁設置在旋轉冰臺的上方，所述牽引繩的頂端與環梁相連，牽引繩的底端固定在運動員身上。

10、作為上述技術方案的一種可選實施方式，所述牽引繩上設有緊急收緊裝置。

11、作為上述技術方案的一種可選實施方式，所述控制中心連接有冰面監視器、報警器、噴淋裝置和修冰裝置，所述冰面監視器用于監測冰面凹凸狀態，控制器用于基于冰面凹凸狀態控制報警器發出警報；所述噴淋裝置用于向冰面的凹槽噴灑液體，所述修冰裝置用于將所述凹槽內的液體刮平并對凹槽內的液體進行冷凍，以使液體凝固后將所述凹槽填平。

12、另一方面，本發明采用以下技術方案：一種短道速滑彎道動態訓練模擬方法，應用于上述的短道速滑彎道動態訓練模擬系統中，所述短道速滑彎道動態訓練模擬方法包括以下步驟：

13、訓練準備：運動員在進入訓練穿戴好速滑裝備，包括速滑服、護具和速滑鞋，并佩戴vr視覺裝置，運動員通過側入口進入到旋轉冰臺；

14、參數設置：在訓練開始前，教練或運動員通過人機交互界面設定訓練參數，包括旋轉冰臺的旋轉速度、訓練場景的選擇以及虛擬對手的難度；

15、啟動訓練：旋轉冰臺在開始訓練前會進行緩慢的旋轉，讓運動員逐漸適應轉動環境；隨后，根據之前設置的訓練參數，旋轉冰臺按照設定的速度旋轉；運動員在旋轉冰臺上進行彎道滑行，模擬比賽中的彎道動作；在訓練過程中，若冰面監視器監測到冰面出現凹凸不平面，報警器發出警報，旋轉冰臺逐漸停止轉動；

16、動態反饋與調整：教練實時監控運動員的表現，包括運動員的滑行速度和身體傾斜角度，通過人機交互系統進行實時反饋，指導運動員調整滑行姿態和狀態；

17、訓練結束與復盤分析：訓練結束后，旋轉冰臺會緩慢停下來，確保運動員的安全；運動員根據訓練數據，依照自身條件制定下一步的訓練計劃；

18、冰面填平：訓練結束后，利用冰面監視器監測冰面凹凸狀態，若監測到冰面出現凹槽，噴淋裝置向冰面的凹槽噴灑液體，修冰裝置將所述凹槽內的液體刮平并對凹槽內的液體進行冷凍，以使液體凝固后將所述凹槽填平。

19、本發明的有益效果為：

20、本發明設計的短道速滑動態彎道訓練模擬系統對短道速滑訓練者的彎道技術練習具有一定的益處，尤其是對于提升專業運動員的比賽成績、加強彎道技術具有明顯優勢，也為短道速滑的訓練提供了新方法，其為短道速滑事業發展提供了新思路。

技術特征：

1.一種短道速滑彎道動態訓練模擬系統，其特征在于，包括底座(1)、旋轉冰臺(2)、驅動裝置、vr視覺裝置、數據采集裝置、數據分析裝置和控制中心，所述旋轉冰臺(2)轉動設置在底座(1)上，旋轉冰臺(2)上設有用于供運動員訓練的模擬賽道(3)；所述驅動裝置用于驅使旋轉冰臺(2)相對于底座(1)轉動，所述vr視覺裝置用于為運動員提供訓練場景，所述數據采集裝置用于采集運動員的訓練數據；所述數據分析裝置對運動員的訓練數據進行分析并提供反饋，驅動裝置、vr視覺裝置、數據采集裝置和數據分析裝置均與控制中心相連。

2.根據權利要求1所述的短道速滑彎道動態訓練模擬系統，其特征在于，所述旋轉冰臺(2)包括依次設置的冰面層、制冷層和基礎層，所述制冷層設有制冷管路(4)，所述基礎層連接有支撐座(5)，所述支撐座(5)與底座(1)轉動配合。

3.根據權利要求2所述的短道速滑彎道動態訓練模擬系統，其特征在于，所述基礎層的底部設有與制冷管路(4)連接的制冷機(6)，所述制冷機(6)與控制中心相連，支撐座(5)上設有與制冷機(6)電性連接的導電滑環(7)。

4.根據權利要求2所述的短道速滑彎道動態訓練模擬系統，其特征在于，所述支撐座(5)與底座(1)之間設有角接觸軸承。

5.根據權利要求2所述的短道速滑彎道動態訓練模擬系統，其特征在于，所述驅動裝置包括變頻驅動電機(8)、減速器(9)和傳動機構，所述變頻驅動電機(8)的輸出端與減速器(9)相連，減速器(9)與支撐座(5)之間通過傳動機構相連。

6.根據權利要求5所述的短道速滑彎道動態訓練模擬系統，其特征在于，所述傳動機構包括相互嚙合的外齒環(10)和齒輪(11)，所述外齒環(10)設置在支撐座(5)上，所述齒輪(11)設置在減速器(9)的輸出端。

7.根據權利要求1所述的短道速滑彎道動態訓練模擬系統，其特征在于，還包括安全保護裝置，所述安全保護裝置用于為運動員提供安全保護；所述安全保護裝置包括環梁(12)和牽引繩(13)，所述環梁(12)設置在旋轉冰臺(2)的上方，所述牽引繩(13)的頂端與環梁(12)相連，牽引繩(13)的底端固定在運動員身上。

8.根據權利要求7所述的短道速滑彎道動態訓練模擬系統，其特征在于，所述牽引繩(13)上設有緊急收緊裝置(14)。

9.根據權利要求8所述的短道速滑彎道動態訓練模擬系統，其特征在于，所述控制中心連接有冰面監視器(15)、報警器、噴淋裝置(16)和修冰裝置(17)，所述冰面監視器(15)用于監測冰面凹凸狀態，控制器用于基于冰面凹凸狀態控制報警器發出警報；所述噴淋裝置(16)用于向冰面的凹槽噴灑液體，所述修冰裝置(17)用于將所述凹槽內的液體刮平并對凹槽內的液體進行冷凍，以使液體凝固后將所述凹槽填平。

10.一種短道速滑彎道動態訓練模擬方法，應用于權利要求1-9任一項所述的短道速滑彎道動態訓練模擬系統中，所述短道速滑彎道動態訓練模擬方法包括以下步驟：

技術總結
本發明公開了一種短道速滑彎道動態訓練模擬系統及方法，該模擬系統包括底座、旋轉冰臺、驅動裝置、VR視覺裝置、數據采集裝置、數據分析裝置和控制中心，旋轉冰臺轉動設置在底座上，旋轉冰臺上設有用于供運動員訓練的模擬賽道；驅動裝置用于驅使旋轉冰臺相對于底座轉動，VR視覺裝置用于為運動員提供訓練場景，驅動裝置、VR視覺裝置、數據采集裝置和數據分析裝置均與控制中心相連。本發明對短道速滑訓練者的彎道技術練習具有一定的益處，尤其是對于提升專業運動員的比賽成績、加強彎道技術具有明顯優勢，也為短道速滑的訓練提供了新方法，其為短道速滑事業發展提供了新思路。

技術研發人員：王靖碩,楊琳,楊寬星,崔斌,陳慶杰,孟杰,任海蓉,何京健
受保護的技術使用者：臨沂大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28