專利名稱：健身康復器材阻力系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于健身康復器材領域，尤其涉及一種健身康復器材阻力系統。
背景技術：
如附圖1所示，是以傳統的肩部肌肉鍛煉康復器材的阻力系統為例說明。所述的 肩部肌肉鍛煉康復器材包括承載架101、導向桿102、選擇棒103、數個堆放在承載架101 上安裝于導向桿102和選擇棒103中的一定重量的配重塊105以及可拉動配重塊105和 選擇棒103的拉索106。此外，所述的健身康復器材除了阻力配重機構外還有運動裝置推 臂107、安裝推臂107的機架等等。當健身或康復者運動時，運動者手臂垂直向上推舉推臂 107，推臂107繞軸旋轉拉動拉索106，由拉索106拉動選擇棒103和配重塊105沿導向桿 102向上運動，同時運動者能夠感受到配重塊105的重力所產生的負載阻力，運動者從而達 到健身或康復的目的。然而，對于由使用配重塊105產生負載阻力的健身康復器材而言，當運動者欲調 整負載阻力大小時，必須從配重塊105和選擇棒103中抽出插銷104，計算所需配重重量，再 插入的所選擇的配重塊105和選擇棒103組合的孔中。此配重阻力機構有如下弊端一是 運動者調整配重負載阻力時，需計算出所需配重塊重量找到相應選擇棒103上的孔，再將 插銷104插入配重塊105和選擇棒103的組合孔中，使用不方便；二是承載架101、導向桿 102、配重塊105、選擇棒103、插銷104和配重塊防護裝置組成的配重阻力機構，零件多、占 地廣，生產、運輸、安裝困難；三是運動者選擇配重的阻力范圍小，如果配重塊最小的重量是 5公斤，那么運動者想調節的配重負載阻力只能是5kg的倍數，否則整個機構就會很復雜。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供了一種健身康復器材阻力系統，該阻力系 統采用機電一體化設計，利用磁粉制動器產生阻力，調節阻力十分方便。本實用新型是這樣實現的一種健身康復器材阻力系統，包括機架、傳動組件、阻 力裝置、張力檢測器、回位組件和控制組件；所述述張力檢測器與傳動組件相連，所述傳動 組件包括傳動桿、傳動帶和繞線輪，所述傳動桿的固定端鉸接在機架上，活動端與健身康復 器材的受力臂相連，所述繞線輪設置在阻力裝置的輸出軸上，所述傳動帶一端繞接固定在 繞線輪上，另一端固定在傳動桿的活動端上；所述阻力裝置為磁粉制動器，所述磁粉制動 器包括定子、轉子、磁粉、非磁性圓盤、勵磁繞組和磁粉制動器輸出軸，所述定子固定在機架 上，轉子與定子相配合，勵磁繞組安裝在定子中，勵磁繞組與定子間用非磁性圓盤隔離，轉 子與磁粉制動器輸出軸連為一體，在轉子與定子之間的工作間隙中填充磁粉；回位組件和 磁粉制動器輸出軸相連，所述控制組件控制連接張力檢測器、磁粉制動器和回位組件。所述的回位組件包括一小馬達、兩分別安裝在小馬達和磁粉制動器輸出軸軸端的 主動皮帶輪和從動皮帶輪，主動皮帶輪和從動皮帶輪之間連接有皮帶。所述的控制組件包括控制盒、電子表、磁鐵和感應器；控制盒接收電子表的指令控
3制磁粉制動器和回位組件，感應器固定在機架上，感應器的輸出端連接控制盒，磁鐵安裝在 旋轉的繞線輪上，感應器和磁鐵相配合。所述的傳動帶為鋼索或織帶。本實用新型利用磁粉制動器的扭力值與磁粉被磁化程度成正比，通過電子電路控 制供給磁粉制動器電流大小調節阻力值，同時借助張力檢測器檢測鋼索的張力值控制小馬 達旋轉收回鋼索實現機電一體化設計，來取代傳統的拉動重量片產生阻力、并借助重量片 的重力收回鋼索的機械機構，具有調節配重阻力的大小方便、且調節配重阻力范圍面廣、占 地空間小、生產運輸安裝簡單、運動者可隨時了解運動參數等優點，并且能輕松實現健身教 練或康復醫生數據跟蹤進行遠程指導監控，提高其實用性。
圖1為現有的肩部肌肉鍛煉康復器材結構示意圖；圖2為實用新型健身康復器材阻力系統立體結構示意圖；圖3為本實用新型結構剖視示意圖；圖4為本實用新型磁粉制動器的剖視示意圖；圖5為本實用新型的測量運動量的感應器裝置結構示意圖。圖中承載架101、導向桿102、選擇棒103、104插銷、105配重塊、106拉索、107推 臂、201機架、202傳動組件、203磁粉制動器、204張力檢測器、205回位組件、206控制組件、 2021傳動桿、2022傳動帶、2023繞線輪、2031定子、2032轉子、2033磁粉、2034非磁性圓盤、 2035勵磁繞組、2036磁粉制動器輸出軸、2051小馬達、2052從動皮帶輪、2053皮帶、2054主 動皮帶輪、2061控制盒、2062電子表、2063磁鐵、2064感應器。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本 實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型表述的內容 之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申 請所附權利要求書所限定的范圍。如圖2、3所示，一種健身康復器材阻力系統，包括機架201、傳動組件202、阻力裝 置、張力檢測器204、回位組件205和控制組件206 ；所述述張力檢測器204與傳動組件202 相連，所述傳動組件202包括傳動桿2021、傳動帶2022和繞線輪2023，所述傳動桿2021的 固定端鉸接在機架201上，活動端與健身康復器材的受力臂相連，所述繞線輪2023設置在 阻力裝置的輸出軸上，所述傳動帶2022 —端繞接固定在繞線輪2023上，另一端固定在傳動 桿2021的活動端上；如圖4所示，所述阻力裝置為磁粉制動器203，所述磁粉制動器203包 括定子2031、轉子2032、磁粉2033、非磁性圓盤2034、勵磁繞組2035和磁粉制動器輸出軸 2036，所述定子2031固定在機架201上，轉子2032與定子2031相配合，勵磁繞組2035安裝 在定子2031中，勵磁繞組2035與定子2031間用非磁性圓盤2034隔離，以防止磁通短路； 轉子2032與磁粉制動器輸出軸2036連為一體，兩者的運動同步；在轉子2032與定子2031 之間的工作間隙中填充磁粉2033 ；回位組件205和磁粉制動器輸出軸2036相連，所述控制 組件206控制連接張力檢測器204、磁粉制動器203和回位組件205。[0018]在本實施例中，所述傳動帶2022為鋼索2022或織帶；使用時，勵磁繞組2035通電 產生磁場，轉子2032與定子2031間的磁粉被磁化產生剪力阻止轉動件轉動，磁粉2033的 磁化程度與勵磁繞組2035的電流大小成正比，磁粉產生的抗剪力與磁粉磁化程度成正比， 也就是說轉子部分旋轉所需扭力必須大于磁粉被勵磁繞組通電形成的磁場磁化所產生剪 力，通電電流增加，磁粉磁化所產生阻礙轉子轉動的制動扭力增加，若要轉子部分轉動，則 施加給轉子上的旋轉扭力相應增加；反之，通過磁粉制動器203中勵磁繞組2035的電流減 弱，通電線圈形成的磁場變弱，磁粉2033被磁化程度降低，從而對轉動部分形成的制動扭 力也會變小；當供給磁粉制動器203勵磁繞組2035的電流被切斷時，通電線圈產生的磁場 消失，磁粉2033就不再被磁化而集結形成阻礙轉子部分旋轉的阻力力矩。本實用新型可以進一步描述為所述張力檢測器204，是運用應變片電橋的檢測原 理，檢測傳動帶2022通過張力檢測器204上的張力輥外圈時，施加在張力輥上的力，根據張 力輥所承受的力的大小，檢測器給出與之成正比的電信號，檢測得到張力后送入控制組件 206。在本新設計實施案例中，運動時磁粉制動器203會產生反向力矩阻礙鋼索2022拉伸， 鋼索2022所受的力就會壓迫張力輥外圈傳遞給張力檢測器204 ；張力檢測器204所檢測到 的張力大小，與鋼索2022承受繞線輪2023的反向力矩大小成正比，也就是與磁粉制動器 203的阻礙轉動部分旋轉的阻力力矩成正比，阻力力矩不同，張力檢測器204就會給出不同 的電信號。需要特別說明的是，在本實施例中所述的回位組件205包括一小馬達2051、兩分 別安裝在小馬達2051和磁粉制動器輸出軸2036軸端的主動皮帶輪2054和從動皮帶輪 2052，主動皮帶輪2054和從動皮帶輪2052之間連接有皮帶2053。當通過磁粉制動器203的 勵磁繞組2035的電流被切斷時，磁粉制動器203所輸出的制動力矩就會失去，小馬達2051 通電，只要克服較小的摩擦阻力力矩，帶動磁粉制動器203的轉子2032部分和繞線輪2023 反向旋轉，進行收卷。運動者任意改變往復運動角度(行程)，鋼索2022都會在張力檢測器 204的幫助下，通過控制組件206讓磁粉制動器203斷電的同時讓小馬達2051通電帶動傳 動部分運動，既磁粉制動器轉子部分和繞線輪2023旋轉而收卷。如圖5所示，所述的控制組件206包括控制盒2061、電子表2062、磁鐵2063和感 應器2064 ；控制盒2061接收電子表2062的指令控制磁粉制動器203和回位組件205，感應 器2064固定在機架201上，感應器2064的輸出端連接控制盒2061，磁鐵2063安裝在旋轉 的繞線輪2023上，感應器2064和磁鐵2063相配合。另外，所述的控制組件206包含控制盒2061、電子表2062、磁鐵2063和感應器 2064。控制盒2061內有芯片電子板電路，主要作用是提供給磁粉制動器203、小馬達2051、 張力檢測器204適時電壓的電流，接受電子表2062的指令控制輸入磁粉制動器203的電流 大小來控制磁粉制動器203轉子部件的反向阻力力矩；接受張力檢測器204的電信號，配合 運動過程給小馬達2051接通電源的同時切斷磁粉制動器203的電源；接受感應器2064檢 測的信號，進行計算反饋給電子表顯示運動者的運動數據。電子表2062的面板上有操作按 鍵和液晶顯示屏，內有簡單電子電路，操作按鍵是運動者設定磁粉制動器203轉子部分輸 出的阻力力矩大小和了解運動數據用，顯示屏是顯示參數用。感應器2064和磁鐵2063配 合使用，感應器2064固定在機架上，磁鐵2063安裝在旋轉的繞線輪2023上，繞線輪2023 旋轉一周，感應器2064就會感應一次并將信號傳遞給控制盒2061，綜合磁粉制動器203的轉子輸出的反向阻力力矩的大小和感應器2064的累計感應數值，通過控制盒計算，運動者 就能了解自身運動參數。 結合本實施案例，以一個運動過程來對本實用新型作闡述運動者運動前，先通過 電子表2062的按鍵控制控制盒2061供給磁粉制動器203的電流來設定運動阻力力矩，磁 粉制動器203通電后其轉子部分產生阻力力矩，數據顯示在電子表2062的顯示屏上。運 動者向上推舉傳動桿2021，鋼索2022拉動繞線輪2023繞磁粉制動器的磁粉制動器輸出軸 2036旋轉，運動者運動受到阻礙，轉子部分阻礙傳動桿2021運動時給鋼索2022 —張力，張 力檢測器204可檢測出鋼索2022承受的張力值，同時繞線輪2023旋轉時感應器2064可測 量出運動量，經控制盒2061整理后供運動者隨時查詢。運動者推舉到一定高度后下放傳動 桿2021，鋼索2022回收不受力作用，張力檢測器204檢測后發出電信號給控制盒2061，控 制盒2061切斷磁粉制動器203的電源，轉子部分所受制動力矩消失，同時接通小馬達2501 的電源使其旋轉，帶動轉子部分和繞線輪2023反向旋轉，將鋼索繞回在繞線輪2023上，反 復循環，實現運動者健身康復功能。
權利要求一種健身康復器材阻力系統，包括機架(201)、傳動組件(202)、阻力裝置、張力檢測器(204)、回位組件(205)和控制組件(206)；所述張力檢測器(204)與傳動組件(202)相連，所述傳動組件(202)包括傳動桿(2021)、傳動帶(2022)和繞線輪(2023)，所述傳動桿(2021)的固定端鉸接在機架(201)上，活動端與健身康復器材的受力臂相連，所述繞線輪(2023)設置在阻力裝置的輸出軸上，所述傳動帶(2022)一端繞接固定在繞線輪(2023)上，另一端固定在傳動桿(2021)的活動端上；其特征是所述阻力裝置為磁粉制動器(203)，所述磁粉制動器(203)包括定子(2031)、轉子(2032)、磁粉(2033)、非磁性圓盤(2034)、勵磁繞組(2035)和磁粉制動器輸出軸(2036)，所述定子(2031)固定在機架(201)上，轉子(2032)與定子(2031)相配合，勵磁繞組(2035)安裝在定子(2031)中，勵磁繞組(2035)與定子(2031)間用非磁性圓盤(2034)隔離，轉子(2032)與磁粉制動器輸出軸(2036)連為一體，在轉子(2032)與定子(2031)之間的工作間隙中填充磁粉(2033)；回位組件(205)和磁粉制動器輸出軸(2036)相連，所述控制組件(206)控制連接張力檢測器(204)、磁粉制動器(203)和回位組件(205)。
2.如權利要求1所述的健身康復器材阻力系統，其特征是所述的回位組件(205)包 括一小馬達(2051)、兩分別安裝在小馬達(2051)和磁粉制動器輸出軸(2036)軸端的主動 皮帶輪(2054)和從動皮帶輪(2052)，主動皮帶輪(2054)和從動皮帶輪(2052)之間連接有 皮帶(2053)。
3.如權利要求1所述的健身康復器材阻力系統，其特征是所述的控制組件(206)包 括控制盒(2061)、電子表(2062)、磁鐵(2063)和感應器(2064)；控制盒(2061)接收電子表 (2062)的指令控制磁粉制動器(203)和回位組件(205)，感應器(2064)固定在機架(201) 上，感應器(2064)的輸出端連接控制盒(2061)，磁鐵(2063)安裝在旋轉的繞線輪(2023) 上，感應器(2064)和磁鐵(2063)相配合。
4.如權利要求1 3中任意一權利要求所述的健身康復器材阻力系統，其特征是所 述的傳動帶(2022)為鋼索或織帶。專利摘要本實用新型屬于健身康復器材領域，尤其涉及一種健身康復器材阻力系統。一種健身康復器材阻力系統，該系統中阻力裝置為磁粉制動器，所述磁粉制動器包括定子、轉子、磁粉、非磁性圓盤、勵磁繞組和磁粉制動器輸出軸，所述定子固定在機架上，轉子與定子相配合，勵磁繞組安裝在定子中，勵磁繞組與定子間用非磁性圓盤隔離，轉子與磁粉制動器輸出軸連為一體，在轉子與定子之間的工作間隙中填充磁粉。本實用新型具有調節配重阻力的大小方便、且調節配重阻力范圍面廣、占地空間小、生產運輸安裝簡單、運動者可隨時了解運動參數等優點，并且能輕松實現健身教練或康復醫生數據跟蹤進行遠程指導監控，提高其實用性。
文檔編號A63B21/005GK201631963SQ20102012383
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月5日 優先權日2010年3月5日
發明者肖姝紅 申請人:肖姝紅