一种阻力可调的健身器材的制作方法

1.本实用新型涉及健身器材技术领域，特别涉及一种阻力可调的健身器材。


背景技术：

2.目前常见的通过扭转提供弹力的零件有发条弹簧、涡卷弹簧以及其他由预张紧的金属带制成的零件等，已经被广泛应用于工业和生活场景。这类零件的特点是在扭矩作用下材料产生弯曲弹性变形，使其在平面内产生扭转，其变形角的大小与扭矩成正比，并且在发生形变后撤去外力可以回到初始状态。在力量训练上，使用这类通过扭转提供弹力的零件可以有效缩小器材的自身重量和占地面积。
3.像发条弹簧、涡卷弹簧等这类通过扭转提供弹力的零件，最大的缺点在于其阻力调节不方便。基于此，我们提出了一种阻力可调的健身器材。


技术实现要素：

4.本实用新型解决了相关技术中通过扭转提供弹力的健身器材阻力调节不方便的问题，提出一种阻力可调的健身器材，通过外力驱动直线驱动机构对棘爪施加斜向推力，使得棘爪与棘轮脱开，以实现阻力的调节。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种阻力可调的健身器材，包括：
6.阻力单元，所述阻力单元为弹性元件且外部形成棘轮结构，所述阻力单元用于提供训练阻力；
7.绕线单元，所述绕线单元与阻力单元相连；
8.阻力调节单元，所述阻力调节单元包括直线驱动机构、棘爪和扭簧，所述棘爪与棘轮结构相啮合，所述棘爪和扭簧安装于轴上。
9.作为优选方案，所述阻力单元包括发条弹簧、若干个发条盒、发条盒盖和传动轴，所述传动轴的两端通过轴承安装于支撑板上；所述发条弹簧安装于发条盒内，所述发条盒的两端通过轴承与传动轴相连，且所述发条盒的外部形成棘轮结构，所述发条盒通过外表的棘轮结构和棘爪的配合保持与支撑板的相对静止，所述发条盒与发条盒盖之间通过沉头螺钉连接。
10.作为优选方案，所述传动轴的一端为花键状，另一端为圆柱状并开有狭缝，所述发条弹簧的内端通过狭缝与传动轴相连。
11.作为优选方案，所述绕线单元包括绕线轮、螺母套、柔性绳和外部施力源，所述绕线轮安装于传动轴的一端，所述绕线轮包括锥形绕线部和圆柱螺杆部，所述锥形绕线部表面开设有螺旋凹槽，所述圆柱螺杆部外螺纹连接有螺母套；所述柔性绳绕于锥形绕线部上且与外部施力源相连。
12.作为优选方案，所述绕线轮内部开设有花键槽，所述绕线轮通过花键槽与传动轴上花键状的一端进行连接；所述螺母套的两端通过螺钉连接固定于支撑板上。
13.作为优选方案，所述直线驱动机构包括驱动机构、相啮合的齿轮和齿条，所述齿轮通过驱动机构驱动，所述齿轮上方固定有止退环，下方固定有挡圈，所述齿条通过固定块进行安装且所述齿条的两端设有限位槽。
14.作为优选方案，所述直线驱动机构包括驱动机构、螺纹连接的丝杆和螺母。
15.作为优选方案，所述直线驱动机构包括驱动机构、直线运动杆和凸轮，所述直线运动杆上开设有若干凹槽。
16.作为优选方案，所述直线驱动机构包括驱动机构、滑动相连的导轨和推杆，所述推杆上设置有凸台，所述驱动机构驱动凸台从而推动推杆在导轨上做直线运动。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过外力驱动直线驱动机构对棘爪施加斜向推力，使得棘爪与棘轮脱开，以实现阻力的调节；另外，对阻力的调节精度取决于每个通过扭转提供弹力的弹性元件所能提供的阻力大小；可以通过控制弹性元件的尺寸对其阻力曲线进行限制，以保证力量训练过程中不会感受到明显的力的变化。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例1的整体结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例1的整体结构示意图；
20.图3是本实用新型实施例1的整体结构示意图；
21.图4是本实用新型实施例1的主视图；
22.图5是本实用新型阻力单元的结构示意图；
23.图6是本实用新型传动轴的结构示意图；
24.图7是本实用新型绕线轮的结构示意图；
25.图8是本实用新型实施例2的局部结构示意图；
26.图9是本实用新型实施例5的结构示意图；
27.图10是本实用新型实施例7的整体结构示意图；
28.图11是本实用新型实施例7的导轨、推杆以及凸台的连接关系示意图；
29.图12是本实用新型实施例7的导轨、推杆以及凸台的连接关系示意图。
30.图中：
31.1、固定支架，101、支撑板，102、固定块，103、框体，2、阻力单元，201、发条弹簧，202、发条盒，203、发条盒盖，204、传动轴，3、绕线单元，301、绕线轮，3011、锥形绕线部，3012、圆柱螺杆部，302、螺母套，303、柔性绳，304、外部施力源，4、阻力调节单元，401、驱动机构，402、齿轮，403、齿条，404、挡圈，405、止退环，406、凸轮，407、棘爪，408、扭簧，409、导轨，410、推杆，411、凸台，412、直线运动杆。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
34.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
36.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
37.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
38.实施例1
39.如图1至6所示，一种阻力可调的健身器材，包括固定支架1、阻力单元2、绕线单元3和阻力调节单元4。
40.固定支架1用于安装和固定其他单元，固定支架1包括支撑板101、固定块102和框体103，支撑板101通过焊接或者螺纹连接的方式固定在框体103内部。
41.阻力单元2为弹性元件且外部形成棘轮结构，阻力单元2用于提供训练阻力；具体的，阻力单元2包括发条弹簧201、若干个发条盒202、发条盒盖203和传动轴204，传动轴204的两端通过轴承安装于支撑板101上；发条弹簧201安装于发条盒202内，发条盒202的两端通过轴承与传动轴204相连，且发条盒202的外部形成棘轮结构，发条盒202通过外表的棘轮结构和棘爪407的配合保持与支撑板101的相对静止，发条盒202与发条盒盖203之间通过沉
头螺钉连接，并且发条盒202与发条盒盖203的中心均开有供轴承和传动轴204通过的孔；另外，传动轴204的一端为花键状，另一端为圆柱状并开有狭缝，发条弹簧201的内端通过狭缝与传动轴204相连。
42.绕线单元3与阻力单元2相连；具体的，绕线单元3包括绕线轮301、螺母套302、柔性绳303和外部施力源304，绕线轮301安装于传动轴204的一端，其中，绕线轮301内部开设有花键槽，传动轴204上设置有花键，绕线轮301与传动轴204通过花键槽、花键进行连接；绕线轮301包括锥形绕线部3011和圆柱螺杆部3012，锥形绕线部3011的锥度用来平衡发条弹簧201由于随着形变量增加而增加的阻力，锥形绕线部3011表面开设有螺旋凹槽，圆柱螺杆部3012外螺纹连接有螺母套302，螺母套302的两端分别通过螺钉连接固定于支撑板101上，防止受力时发生形变；柔性绳303绕于锥形绕线部3011的螺纹凹槽内且与外部施力源304相连，通过柔性绳303向绕线轮301提供扭矩。
43.阻力调节单元4包括直线驱动机构、棘爪407和扭簧408，直线驱动机构为相啮合的齿轮402和齿条403(其中齿轮402为全齿轮)，齿轮402通过驱动机构401驱动，其中，驱动机构401采用调节旋钮，调节旋钮的底端通过d型轴与齿轮402相连，并能够向齿轮402输出扭矩，齿轮402上方固定有止退环405，下方固定有挡圈404，用来限制齿轮402的平移运动，使得齿轮402只能转动却无法水平移动；齿条403通过固定块102进行安装且齿条403的两端设有限位槽，防止齿条403掉落；支撑板101上设置有轴，轴上安装有棘爪407和扭簧408，棘爪402在扭簧408的弹力作用下保持与发条盒202上的棘轮结构相互啮合，棘爪407的一个侧面上设置有小圆槽，当齿条403抵住棘爪407时可以提供斜向上的力将使棘爪407与发条盒202上的棘轮脱开。
44.工作原理如下：
45.通过调节旋钮带动齿轮402转动但不移动，从而使得齿条403相对于齿轮402水平移动，支撑板101上开设有供齿条403穿过的避让孔，当齿条403移动到抵住棘爪407时可以提供斜向上的力将使棘爪407与发条盒202上的棘轮脱开，从而控制施加阻力的大小，以实现阻力的调节。当受到外部施力源304的外力作用时，柔性绳303会带动绕线轮301做旋转运动，绕线轮301也会在其圆柱螺杆部3012的作用下沿着螺母套302做水平运动，从而保证柔性绳303与外部施力源304连接初的位置不发生改变。此时，绕线轮301通过传动轴204使得发条弹簧201发生形变而产生阻力。在这个过程中，由于绕线轮301锥度为根据发条弹簧201的弹性特性设计而得到，因此，随着绕线轮301的水平移动，向外部施力源304提供扭矩的截面圆的半径在不断增大，可以抵消掉发条弹簧201由于形变增大导致的弹力增大，实现为训练者提供相对恒定的阻力进行训练。
46.实施例2
47.如图8所示，与实施例1不同的是，齿轮402为不完全齿轮，即可实现间歇运动。通过控制不完全齿轮转的圈数即可实现阻力的调节。
48.实施例3
49.与实施例1不同的是，驱动机构401采用电机，电机的驱动轴通过d型轴与齿轮402相连。
50.实施例4
51.与实施例1不同的是，直线驱动机构采用螺纹连接的丝杆和螺母，螺母也通过止退
环405和挡圈404限制，使其不能水平移动，驱动机构401可以采用电机，也可以采用旋钮，后续工作原理与实施例1相同，在此不再赘述。
52.实施例5
53.如图9所示，与实施例1不同的是，直线驱动机构采用直线运动杆412和凸轮406，直线运动杆412上开设有若干凹槽，凸轮406在调节旋钮或电机的带动下转动，当其凸出端进入直线运动杆412的凹槽内时，推动带直线运动杆412做直线运动，从而可以抵住棘爪407，后续工作原理与实施例1相同，在此不再赘述，每次直线运动的行程取决于直线运动杆412中凹槽的深度。
54.实施例6
55.与实施例5不同的是，将凸轮406替换成槽轮机构。
56.实施例7
57.如图10至12所示，与实施例1不同的是，直线驱动机构为滑动相连的导轨409和推杆410，推杆410通过驱动机构401驱动，在此实施例中，驱动机构401采用外力，推杆410的一端垂直设置有凸台411，其中，导轨409的上下两侧形成凹槽结构，推杆410的一端垂直向上形成有与导轨409两侧的凹槽结构相匹配的安装部，安装部向上延伸形成凸台411，推杆410通过其一端的安装部安装于导轨409上，外力施加于驱动凸台411上，从而推动推杆410在导轨409上做直线运动，通过直线运动的距离直接控制进入工作状态的发条弹簧201数量，从而实现阻力的调节。
58.以上为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。