CN101002988B - 非行走型多维运动模拟健身马 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非行走型多维运动模拟健身马，其特征是：底座(1)上安装中间支架(3)、右前支架(6)和右后支架(12)，中间支架(3)上安装直线运动驱动支路(2，4，5)，右前支架(6)上安装直线运动驱动支路(7，8)，右后支架(12)上安装直线运动驱动支路(10)，上述直线运动驱动支路(2，4，5，7，8，10)端部的球铰(20)与马鞍连接件(11)相连，马鞍连接件(11)上安装马背模型(9)。通过6个直线运动驱动支路的直线驱动，可实现马背模型的多维空间运动。本发明具有系统运动的非线性度低、控制算法简单、动态特性好、结构简单、承载能力强、工艺性好和可实现多维运动等优点，可以真实的模拟马运动时马背的运动状态，使人们享受骑马乐趣的同时，还能达到锻炼身体的目的。

Description

非行走型多维运动模拟健身马

技术领域

本发明涉及一种健身设备，可以真实的模拟马运动时马背的多维运动状态，为人们娱乐健身所用。

背景技术

骑马是一项很好的体育运动，它对人体各关节的保健作用是任何其他体育运动都无法替代的。然而，对于居住在拥挤城市中的大多数人们，却很少有机会享受到骑马运动，开发与研制能真实模拟马运动时马背的多维运动状态的模拟健身马，以满足人们骑马健身的需求尤为重要。目前，健身马主要分为行走型健身马和非行走型健身马，非行走型健身马大多为木制玩具马，一般只实现单维运动；行走型健身马也大多为单维运动移动型，如胡耀宗发明的娱乐行走型健身马，只能实现前后的移动，不能真实模拟马运动时马背的多维运动状态。

发明内容

为了克服现有非行走型健身马不能真实模拟马运动时马背的多维运动状态等不足，本发明提供了一种非行走型多维运动模拟健身马，该健身马具有结构简单、承载能力强、工艺性好和可实现多维运动等优点，可以真实的模拟马运动时马背的运动状态，使人们享受模拟骑马乐趣的同时，还能达到锻炼身体的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：底座上安装中间支架、右前支架和右后支架，中间支架上安装3个直线运动驱动支路，右前支架上安装2个直线运动驱动支路，右后支架上安装1个直线运动驱动支路，上述直线运动驱动支路端部的球铰与马鞍连接件相连接，马鞍连接件上安装马背模型。6个直线运动驱动支路的结构相同，它们由伺服电机、滑台座、滚珠丝杠螺母副、滑台、滑台连接板、球铰和刚性支杆组成。其中，伺服电机安装在滑台座上，伺服电机与滚珠丝杠螺母副的滚珠丝杠相连，滚珠丝杠螺母副的螺母与滑台相连接，滑台与滑台连接板相连，刚性支杆的一端球铰与滑台连接板端部相连接，刚性支杆另一端球铰与马鞍连接件相连接。

通过6个直线运动驱动支路的交流伺服电机分别驱动对应的滚珠丝杠带动滑台的运动，实现马背模型的六维空间运动，从而真实地模拟马运动时马背的多维运动状态。当安装在中间支架上的3个直线运动驱动支路的3个刚性支杆轴线(即其两端球铰中心的连线)、安装在右前支架上的2个直线运动驱动支路的2个刚性支杆轴线和安装在右后支架上的直线运动驱动支路的刚性支杆轴线在空间分别互相垂直时，该健身马结构处于初始装配位姿。该健身马结构布局特点如下：与马鞍连接件相连接的六个球铰的中心分布在同一平面内，中间支架上的3个直线运动驱动支路端部的球铰中心位于上述平面内的一个等边三角形的三个顶点上；在初始装配位姿，右前支架上的其中1个直线运动驱动支路刚性支杆的轴线和右后支架上的直线运动驱动支路刚性支杆的轴线的延长线汇交于上述等边三角形的几何中心。

本发明的有益效果是：这种健身马能真实的模拟马运动时马背的多维运动状态，具有结构简单、制造成本低、系统运动的非线性度低、算法简单、承载能力强、动态特性好和可实现多维运动等优点，可为人们娱乐健身所用。

附图说明

图1是非行走型多维运动模拟健身马的结构图；

图2是非行走型多维运动模拟健身马驱动部分的结构图；

图3为直线运动驱动支路的结构图。

在图1、图2和图3中，1.底座，3.中间支架，6.右前支架，2.第一直线运动驱动支路，4.第二直线运动驱动支路，5.第三直线运动驱动支路，7.第四直线运动驱动支路，8.第五直线运动驱动支路，10.第六直线运动驱动支路，9.马背模型，11.马鞍连接件，12.右后支架，13.伺服电机，14.滑台座，15.滚珠丝杠螺母副，16.滑台，17.滑台连接板，18.第一球铰，20.第二球铰，19.刚性支杆。

具体实施方式

图1是本发明公开的一个实施例，这种非行走型多维运动模拟健身马包括底座1、中间支架3、右前支架6、右后支架12、马鞍连接件11和马背模型9及六个结构相同的直线运动驱动支路等，其中，第一直线运动驱动支路2、第二直线运动驱动支路4和第三直线运动驱动支路5安装在中间支架3上，第四直线运动驱动支路7和第五直线运动驱动支路8安装在右前支架6上，第六直线运动驱动支路10安装在右后支架12上。各直线运动驱动支路由交流伺服电机13、滑台座14、滚珠丝杠螺母副15、滑台16、滑台连接板17、两端装有第一球铰18和第二20的刚性支杆19等组成，其中，伺服电机13安装在滑台座14上，滚珠丝杠螺母副15的滚珠丝杠通过联轴器与交流伺服电机13的转轴相连接，滚珠丝杠螺母副15的螺母与滑台16相连，滑台16与滑台连接板17相连接，刚性支杆19一端的第一球铰18与滑台连接板17相连接，另一端的第二球铰20与马鞍连接件11相连接。通过6个直线运动驱动支路的交流伺服电机分别驱动对应的滚珠丝杠带动滑台16的运动，实现马背模型9的六维空间运动，从而真实地模拟马运动时马背的多维运动状态。当安装在中间支架3上的第一直线运动驱动支路2、第二直线运动驱动支路4和第三直线运动驱动支路5的三个刚性支杆轴线(即其两端球铰中心的连线)、安装在右前支架6上的第四直线运动驱动支路7和第五直线运动驱动支路8的二个刚性支杆轴线和安装在右后支架12上的第六直线运动驱动支路10的刚性支杆轴线在空间分别互相垂直时，该健身马结构处于初始装配位姿。在初始装配位姿，与马鞍连接件11相连的六个第二球铰20的中心分布在同一平面内，且与第一直线运动驱动支路2、第二直线运动驱动支路4和第三直线运动驱动支路5对应的与马鞍连接件11相连的三个第二球铰20的中心位于一个等边三角形的3个顶点上，且第五直线运动驱动支路8与第六直线运动驱动支路10二个刚性支杆轴线的延长线汇交于上述等边三角形的几何中心。

该非行走型多维运动模拟健身马的运动控制由专门的控制系统实现。

该非行走型多维运动模拟健身马具有结构简单、承载能力强、工艺性好和可实现多维运动等优点。可使健身者真实的感受马的运动状态，达到娱乐健身的目的。

Claims (3)

1.一种非行走型多维运动模拟健身马，其特征是：底座(1)上安装中间支架(3)、右前支架(6)和右后支架(12)，中间支架(3)上安装第一、第二和第三直线运动驱动支路(2，4，5)，右前支架(6)上安装第四和第五直线运动驱动支路(7，8)，右后支架(12)上安装第六直线运动驱动支路(10)；所述六个直线运动驱动支路(2，4，5，7，8，10)的结构相同，其中，伺服电机(13)安装在滑台座(14)上，伺服电机(13)与滚珠丝杠螺母副(15)的滚珠丝杠相连，滚珠丝杠螺母副(15)的螺母与滑台(16)相连接，滑台(16)与滑台连接板(17)相连接；刚性支杆(19)一端的第一球铰(18)与滑台连接板(17)相连接，另一端安装第二球铰(20)；上述六个直线运动驱动支路(2，4，5，7，8，10)端部的第二球铰(20)与马鞍连接件(11)相连，马鞍连接件(11)上安装马背模型(9)。

2.根据权利要求1所述的非行走型多维运动模拟健身马，其特征是：与马鞍连接件(11)相连接的六个直线运动驱动支路(2，4，5，7，8，10)的六个第二球铰(20)中心分布在同一平面内，第一、第二和第三直线运动驱动支路(2，4，5)端部的与马鞍连接件(11)相连接的第二球铰(20)中心位于上述平面内的等边三角形的三个顶点上。

3.根据权利要求2所述的非行走型多维运动模拟健身马，其特征是：在初始装配位姿，第五直线运动驱动支路(8)和第六直线运动驱动支路(10)的二个刚性支杆(19)轴线的延长线汇交于上述等边三角形的几何中心。

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