專利名稱：可受控制的電磁阻力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種肌肉鍛煉器械用的阻力裝置，尤其是一種可受控制的電磁阻力裝置。
現(xiàn)有肌肉鍛煉器械的阻力裝置，按其機(jī)理和構(gòu)造，分為重力式、彈力式、液壓或氣動(dòng)式及摩擦片式等的負(fù)重力系統(tǒng)或阻力系統(tǒng)。重力式裝置噪聲大及更換重量不方便，且亦不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，無(wú)法對(duì)重力進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控。彈力式的阻力裝置彈簧易老化、疲勞、液壓式的阻力裝置阻力值不易精確調(diào)節(jié)，且油封老化后可能漏油，磨擦片式的阻力裝置不可避免的存在機(jī)械磨損。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種體積小、重量輕、噪聲低、控制準(zhǔn)確方便，可針對(duì)人體肌肉的特性來(lái)達(dá)到最大限度的刺激的可受控制的電磁阻力裝置。
本實(shí)用新型的目的由如下技術(shù)方案實(shí)施，其由發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)速增速器和支架組成，所述發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入軸與所述轉(zhuǎn)速增速器的動(dòng)力輸出軸以軸連接方式相固定連接，發(fā)電機(jī)的安裝端面與所述支架固定連接，其還有拉繩卷筒組成，在所述拉繩卷筒的兩平面端安裝有與其相配合的圓盤(pán)，與所述拉繩卷筒固定，在所述一側(cè)圓盤(pán)上裝有單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置，在所述另一側(cè)圓盤(pán)上裝有卷筒軸承，所述拉繩纏繞在所述拉繩卷筒上，所述轉(zhuǎn)速增速器、所述拉繩卷筒、所述單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置、所述卷筒軸承通過(guò)動(dòng)力主傳輸軸連接，所述支架與所述動(dòng)力主傳輸軸通過(guò)支架軸承支承連接，卷形彈簧在所述圓盤(pán)與所述支架之間。
所述拉繩拉動(dòng)所述拉繩卷筒時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩是單扭轉(zhuǎn)方向傳輸?shù)摹?br> 所述拉繩卷筒的圓柱體表面是螺旋型凹槽，這樣所述拉繩就可在螺旋型凹槽內(nèi)纏繞。
所述發(fā)電機(jī)的電功率輸出端子與電流泄放控制電路連接。所述發(fā)電機(jī)與所述電流泄放控制電路連接，以消耗所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能來(lái)提供阻力的。
所述電流泄放控制電路是由電流泄放功率管N1、電流泄放控制輸入電阻R1、電流取樣電阻R2、電流泄放控制輸入線Ctrl、模擬電壓信號(hào)輸出線V-s、模擬電流信號(hào)輸出線C-s和該電路的公共地線GND構(gòu)成。發(fā)電機(jī)的正電壓輸出端分兩支路；一支路是模擬電壓信號(hào)輸出線V-s、其另一支路與電流泄放功率管N1的集電極連接，電流泄放功率管N1的基極連接電流泄放控制輸入電阻R1，該電阻的另一端連接電流泄放控制輸入線Ctrl，發(fā)電機(jī)的負(fù)電壓輸出端作所述電流泄放控制電路的公共地線GND，電流泄放功率管N1的發(fā)射極接有模擬電流信號(hào)輸出線C-s和電流取樣電阻R2，所述電流取樣電阻R2的另一端接所述電流泄放控制電路的公共地線GND；所述電流泄放控制電路的公共地線GND、所述模擬電流信號(hào)輸出線C-s、所述模擬電壓信號(hào)輸出線V-s和所述電流泄放控制輸入線Ctrl共同組成了所述電流泄放控制電路的控制接口電路的連接線組，用來(lái)與其它電路連接。
當(dāng)電流泄放控制輸入線Ctrl存在有高于電流泄放功率管N1的門(mén)限電壓的電壓時(shí)，電流泄放功率管N1開(kāi)通，進(jìn)入放大區(qū)工作，這時(shí)即可把發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流泄放掉，此時(shí)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電功率轉(zhuǎn)換成熱能釋放掉，即達(dá)到了消耗訓(xùn)練者體能的目的，當(dāng)需要增加阻力時(shí)，只需把電流泄放功率管N1的基極的控制輸入線Ctrl的控制電流加大，電流泄放功率管的泄放電流隨之加大，因而它所消耗的功率加大，即阻力增加。反之減小即可。
本實(shí)用新型的工作原理是當(dāng)拉動(dòng)所述拉繩時(shí)，由于所述拉繩是纏繞在所述拉繩卷筒上的螺旋型凹槽內(nèi)，所以所述拉繩卷筒隨即轉(zhuǎn)動(dòng)，而所述拉繩卷筒與所述動(dòng)力主傳輸軸是單向傳動(dòng)連接，所述拉繩卷筒被拉動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向正是扭矩傳動(dòng)方向，那末所述動(dòng)力主傳輸軸隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)速增速器轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使所述發(fā)電機(jī)也以若干倍于所述拉繩卷筒的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)隨即輸出電功率，同時(shí)卷形彈簧被卷緊。當(dāng)需要增加阻力時(shí)，只需把泄放功率管的泄放電流加大，因而它所消耗的功率加大，即阻力增加。反之減小即可。當(dāng)訓(xùn)練者進(jìn)入放松階段時(shí)，卷形彈簧(蝸簧)使拉繩卷筒回轉(zhuǎn)，拉繩被收回，纏繞在所述拉繩卷筒上的螺旋型凹槽內(nèi)。由于所有進(jìn)行過(guò)程全部是以電控方式完成的，所以它的控制方式非常容易實(shí)現(xiàn)，可以方便地進(jìn)行阻力改變無(wú)級(jí)控制，且控制過(guò)程的響應(yīng)速度之快、控制精度之高是其它任何方法都不可比擬的。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可以在做動(dòng)作時(shí)，在各個(gè)不同的相對(duì)位置上施以不同的阻力，以符合人體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；做大力量訓(xùn)練時(shí)，可以按一定規(guī)律(適合人體肌肉的疲勞特性)使阻力依次遞減；在訓(xùn)練時(shí)只給正向施以阻力，反向是無(wú)阻力松馳階段，能使肌肉得到充分休息與新陳代謝且不至使肌肉組織受傷；該裝置還能進(jìn)行各種恒定移動(dòng)速度訓(xùn)練即無(wú)論訓(xùn)練者用力大小怎樣變化其運(yùn)動(dòng)速度也不改變。用這種做功的方式取代舊式的靜力練習(xí)；改變拉力范圍大、精度高、操作簡(jiǎn)便；由于阻力的給出是以消耗電功率的方式完成的，發(fā)電機(jī)發(fā)出電功率時(shí)，除了傳動(dòng)部分有接觸、磨擦外，其它部分根本無(wú)接觸、無(wú)磨擦，因此無(wú)沖擊噪聲，壽命長(zhǎng)，體積小，重量輕，控制準(zhǔn)確方便，并且在居民住宅樓中使用更為合適。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為
圖1的右視圖。
圖3為
圖1的左視圖。
圖4為電流泄放控制電路示意圖。
如
圖1、圖2、圖3所示，可受控制的電磁阻力裝置，其由發(fā)電機(jī)1、轉(zhuǎn)速增速器2、支架3和拉繩卷筒4組成。發(fā)電機(jī)1的動(dòng)力輸入軸16與轉(zhuǎn)速增速器2的動(dòng)力輸出軸5以軸連接方式相固定連接，轉(zhuǎn)速增速器2的作用是把拉繩卷筒4的低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變成較高轉(zhuǎn)速，從而使發(fā)電機(jī)1得到額定轉(zhuǎn)速。發(fā)電機(jī)1的安裝端面與支架3固定連接。在拉繩卷筒4的兩平面端安裝有與其相配合的圓盤(pán)8，其圓心與所述拉繩卷筒4的軸心重合，且與拉繩卷筒4固定，圓盤(pán)8可以是實(shí)心平面，也可以是鏤空平面，其直經(jīng)略大于拉繩卷筒4的直徑，用來(lái)?yè)踝±K9，以免拉繩9回繞時(shí)外溢脫。一側(cè)圓盤(pán)8裝有單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置6，在拉繩卷筒4的另一側(cè)圓盤(pán)8裝有卷筒軸承7。拉繩9纏繞在拉繩卷筒4上，拉繩9拉動(dòng)拉繩卷筒4時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩是單扭轉(zhuǎn)方向傳輸?shù)?，拉繩卷筒4的圓柱體表面是螺旋型凹槽15，這樣拉繩9就可在螺旋型凹槽15內(nèi)纏繞，不致纏亂。動(dòng)力主傳輸軸10與轉(zhuǎn)速增速器2的動(dòng)力輸入軸17進(jìn)行軸固定連接。拉繩卷筒4、單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置6、卷筒軸承7通過(guò)動(dòng)力主傳輸軸10連接，支架3與動(dòng)力主傳輸軸10、通過(guò)支架軸承11支承連接。當(dāng)訓(xùn)練者拉動(dòng)拉繩9時(shí)，單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置6將拉繩9拉力產(chǎn)生的扭矩傳到動(dòng)力主傳輸軸10上，再由動(dòng)力主傳輸軸10傳到轉(zhuǎn)速增速器2上。但這個(gè)傳動(dòng)是單方向的，即拉出拉繩9時(shí)，使拉繩卷筒4轉(zhuǎn)動(dòng)，把扭矩力傳到轉(zhuǎn)速增速器2使其隨之增速轉(zhuǎn)動(dòng)，而進(jìn)入放松階段，收回拉繩9時(shí)，拉繩卷筒4與動(dòng)力主傳輸軸10相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置6可以為超越離合器，也可以是其它方式的離合器。卷形彈簧12在圓盤(pán)8與支架3之間。卷形彈簧12的外終端13與拉繩卷筒4的一側(cè)相固定連接，卷形彈簧12的內(nèi)終端14與支架3固定連接，還可以是卷形彈簧12的內(nèi)、外終端14、13與拉繩卷筒4的一側(cè)和支架3對(duì)調(diào)(對(duì)調(diào)指相對(duì)卷形彈簧12的前種接法而言)固定連接。卷形彈簧12是回收拉繩9的動(dòng)力源，當(dāng)拉繩9拉出時(shí)，將其卷緊，拉力消失時(shí)，它即復(fù)原，帶動(dòng)拉繩卷筒4回轉(zhuǎn)，把拉出的拉繩9收回。
如圖4所示，發(fā)電機(jī)1的電功率輸出端子18、19與電流泄放控制電路連接。
電流泄放控制電路是由電流泄放功率管N1、電流泄放控制輸入電阻R1、電流取樣電阻R2、電流泄放控制輸入線Ctrl、模擬電壓信號(hào)輸出線V-s、模擬電流信號(hào)輸出線C-s和該電路的公共地線GND構(gòu)成。發(fā)電機(jī)的正電壓輸出端18分兩支路一支路是模擬電壓信號(hào)輸出線V-s、其另一支路與電流泄放功率管N1的集電極連接，電流泄放功率管N1的基極連接電流泄放控制輸入電阻R1，該電阻的另一端連接電流泄放控制輸入線Ctrl，發(fā)電機(jī)的負(fù)電壓輸出端19連接電流泄放控制電路的公共地線GND，電流泄放功率管N1的發(fā)射極接有模擬電流信號(hào)輸出線C-s和電流取樣電阻R2，電流取樣電阻R2的另一端接電流泄放控制電路的公共地線GND；電流泄放控制電路的公共地線GND、模擬電流信號(hào)輸出線C-s、模擬電壓信號(hào)輸出線V-s和電流泄放控制輸入線Ctrl其同組成了電流泄放控制電路的控制接口電路的連接線組，用來(lái)與其它電路連接，以達(dá)到控制該裝置阻力的變化。
權(quán)利要求1.一種可受控制的電磁阻力裝置，其由發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)速增速器和支架組成，所述發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入軸與所述轉(zhuǎn)速增速器的動(dòng)力輸出軸以軸連接方式相固定連接，發(fā)電機(jī)的安裝端面與所述支架固定連接，其特征在于其還有拉繩卷筒組成，在所述拉繩卷筒的兩平面端安裝有與其相配合的圓盤(pán)，與所述拉繩卷筒固定，在所述一側(cè)圓盤(pán)上裝有單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置，在所述另一側(cè)圓盤(pán)上裝有卷筒軸承，所述拉繩纏繞在所述拉繩卷筒上，所述轉(zhuǎn)速增速器、所述拉繩卷筒、所述單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置、所述卷筒軸承通過(guò)動(dòng)力主傳輸軸連接，所述支架與所述動(dòng)力主傳輸軸通過(guò)支架軸承支承連接，卷形彈簧在所述圓盤(pán)與所述支架之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可受控制的電磁阻力裝置，其特征在于所述拉繩拉動(dòng)所述拉繩卷筒時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩是單扭轉(zhuǎn)方向傳輸?shù)摹?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可受控制的電磁阻力裝置，其特征在于所述發(fā)電機(jī)的電功率輸出端子與電流泄放控制電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可受控制的電磁阻力裝置，其特征在于所述拉繩卷筒的圓柱體表面是螺旋型凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可受控制的電磁阻力裝置，其特征在于所述電流泄放控制電路是由電流泄放功率管N1、電流泄放控制輸入電阻R1、電流取樣電阻R2、電流泄放控制輸入線Ctrl、模擬電壓信號(hào)輸出線V-s、模擬電流信號(hào)輸出線C-s和該電路的公共地線GND構(gòu)成，發(fā)電機(jī)的正電壓輸出端分兩支路；一支路是模擬電壓信號(hào)輸出線V-s、其另一支路與電流泄放功率管N1的集電極連接，電流泄放功率管N1的基極連接電流泄放控制輸入電阻R1，該電阻的另一端連接電流泄放控制輸入線Ctrl，發(fā)電機(jī)的負(fù)電壓輸出端與所述電流泄放控制電路的公共地線GND連接，電流泄放功率管N1的發(fā)射極接有模擬電流信號(hào)輸出線C-s和電流取樣電阻R2，所述電流取樣電阻R2的另一端接所述電流泄放控制電路的公共地線GND；所述電流泄放控制電路的公共地線GND、所述模擬電流信號(hào)輸出線C-s、所述模擬電壓信號(hào)輸出線V-s和所述電流泄放控制輸入線Ctrl共同組成了所述電流泄放控制電路的控制接口電路的連接線組，用來(lái)與其它電路連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可受控制的電磁阻力裝置,其技術(shù)方案是其由發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)速增速器、拉繩卷筒以及纏繞在其上的鋼繩、圓盤(pán)、卷形彈簧、傳動(dòng)軸、單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置及支架組成。發(fā)電機(jī)的電功率輸出端子與電流泄放控制電路連接。優(yōu)點(diǎn)是:重量輕,體積小,無(wú)沖擊噪聲,壽命長(zhǎng),控制準(zhǔn)確方便,可針對(duì)人體肌肉的特性來(lái)達(dá)到最大限度的刺激,并且在居民住宅樓中使用更為合適。
文檔編號(hào)A63B21/005GK2312733SQ9722930
公開(kāi)日1999年4月7日 申請(qǐng)日期1997年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月7日
發(fā)明者張智 申請(qǐng)人:張智