CN102784458A - 蓄能健身器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蓄能健身器，包括：机械单元，包括刚体、基身壳、转轴和拉力线；所述基身壳具有多个孔，转轴的两端穿过两个孔与刚体连接，拉力线缠绕转轴并通过孔延伸出来；其中，拉动拉力线能够使转轴转动；发电单元，包括发电机，用于将机械单元中转轴的转动产生的能量变为电能；和能量传输单元，包括第一齿轮和第二齿轮；第一齿轮位于机械单元的转轴上，转轴转动带动第一齿轮转动；第二齿轮位于发电单元的发电机的转轴上，第二齿轮转动带动发电机的转轴转动。还可以包括：电路单元，包括微型用电器和/或微型蓄电池；其中，微型用电器与发电单元耦接，利用发电单元的电能工作；微型蓄电池与发电单元耦接，存储发电单元的电能。

Description

蓄能健身器

 

技术领域

本发明涉及健身器领域，尤其涉及一种蓄能健身器。

 

背景技术

“欻拉”是流行于西北民间的一种古老的简易玩具，由于欻拉在拉伸转动时发出“欻欻”的声音，故称为“欻拉”。“欻拉”一般由两个核桃做成，一个实心，一个空心；空心壳上有三个孔，两个用于安装转轴，一个用于穿拉力线。 

如图1所示，实心核桃10位于欻拉上部，空心核桃11位于下部，三个孔14分别位于空心核桃11的顶部、底部和侧壁，顶部和底部的孔14用于安装转轴13，拉力线12缠绕转轴13并通过侧壁孔14延伸出来。

欻拉一直作为一种民间自制的核桃玩具，市场上尚无作为娱乐玩具或者健身器的欻拉商品出售。

 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种蓄能健身器，在玩耍健身的同时，达到转化健身者能量的目的。

进一步的，还可以利用转化的能量对电器供电或利用蓄电池储能。

 

根据本发明的一个方面，提供一种蓄能健身器，包括：

机械单元，包括刚体、基身壳、转轴和拉力线；所述基身壳具有多个孔，转轴的两端穿过两个孔与刚体连接，拉力线缠绕转轴并通过孔延伸出来；其中，拉动拉力线能够使转轴转动；

发电单元，包括发电机，用于将机械单元中转轴的转动产生的能量变为电能；和

能量传输单元，包括第一齿轮和第二齿轮；第一齿轮位于机械单元的转轴上，转轴转动带动第一齿轮转动；第二齿轮位于发电单元的发电机的转轴上，第二齿轮转动带动发电机的转轴转动。

可选的，所述能量传输单元还包括：

第三齿轮，位于所述第一齿轮和第二齿轮之间。

可选的，所述的蓄能健身器还包括：

电路单元，包括微型用电器和/或微型蓄电池；其中，微型用电器与发电单元耦接，利用发电单元的电能工作；微型蓄电池与发电单元耦接，存储发电单元的电能。

可选的，所述电路单元包括：

二极管，用于选通电流；

与所述二极管耦接的第一开关结构，包括第一开关和第二开关；

与所述第一开关耦接的微型用电器；和

与所述第二开关耦接的微型蓄电池；

其中，当第一开关闭合、第二开关断开，发电机的电能用于微型用电器；当第一开关断开、第二开关闭合，发电机的电能用于微型蓄电池。

可选的，所述电路单元还包括：

第二开关结构，其中包括一个或多个开关；和

对外供电接口，与所述第二开关结构中的开关耦接；

其中，当所述第一开关和第二开关都断开、第二开关结构中的开关闭合，所述对外供电接口向外输送发电机的电能。

可选的，所述的蓄能健身器还包括：

把手；

和拉手；

其中，把手固定在所述基身壳的外壁，拉手与所述拉力线的延伸出基身壳的一端连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

作为微型玩具健身器，可随身携带，适用对象为小孩，储存的能量可用来使彩色LED灯发亮；作为小型健身器，可作为家庭健身器材，适用对象为家里任何有力量拉得动的成员，同时储存的能量可以照明或给小型电器充电等；作为大型健身器，可安置在公共娱乐场所，作为公共健身器，储存的能量可以用作公共事业或免费给公众携带的小型电器充电。

 

附图说明

图1是现有技术中以核桃制作的欻拉的结构示意图；

图2是本发明一个实施例中提供的蓄能健身器结构示意图；

图3是图2中单元109的放大图，单元109为电路结构。

 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

欻拉在运行时需要拉伸，中间暂停拉伸时又能借助刚体的转动惯性将拉伸的线反拉收缩回去，所以就可以周期性地做拉伸与收缩运动，这是欻拉被孩子们喜欢的一个重要原因。欻拉既然是一种孩子特别喜欢的朴素玩具，而在使用过程中又能够起到健身作用，可以利用这些特点对其进行改进，做成一款兼具玩具和健身器同时又能在娱乐或健身的过程中把消耗的能量储存下来的装置。即提供一种兼具玩具和健身器功能同时又能在娱乐或健身的过程中把人体消耗的能量储存下来供其他微型用电器使用的装置。不仅节能环保，也可适当放大后安装在公共场所供人们健身娱乐。

首先，欻拉是利用了刚体转动惯性原理来运行的，定轴转动的刚体的动能可以表示为：

        （1）

其中，J为刚体对转轴的转动惯量，ω为转动角速度；

在欻拉中，刚体主要是实心球体：

        （2）

其中，m为球体质量，r为球体半径；所以：

      （3）

根据上式可知，要使欻拉具有很大的动能，应该使实心球的质量m、半径r和角速度ω增大；这三个参量中质量m和半径r可以根据需要设计其大小，ω则由人的拉力决定，欻拉回拉线时的摩擦力由实心球与空心球间、转轴与实心球和空心球上的孔壁间、拉线与孔壁间产生，由于接触面较小，所以摩擦力也不是很大，还可通过减小摩擦系数来减小摩擦。

其次，拉伸时要使欻拉反拉回拉线，拉伸停止放开拉线时必须要有一个最小初速度，这个最小初速度要足够的大。当m和r一定时, 要达到最小初速度，拉伸就必须要快，而拉得越快所需要的拉力就越大，在不损坏欻拉的前提下，拉力越大，拉得越快，效果越好。这样也能够起到锻炼身体的作用。

再次，欻拉装置有很大的改进空间，例如，将运动时的能量储存起来，就可以利用转换装置将其应用于各种小型用电器，如使小型LED灯发光，给微型手机充电，为mp3、mp4供电等。

 

如图2所示，根据本发明一个实施例，提供一种蓄能健身器。该蓄能健身器用实心塑料圆球作为球型刚体101，采用空心方盒（或空心圆球、空心圆盒等）作为基身壳111，以铁杆作为转轴112，用牢固绳索（根据实物大小选择粗细）作为拉力线103。

在本发明其他实施例中，刚体101的材料还可以为金属，刚体101可以为中空结构，刚体101也可以为非球形结构。转轴112的材料还可以为实心塑料或其他符合硬度要求的材料。拉力线103的还可以为鱼线等强度符合要求的材料。

其中，实心塑料圆球固定在铁杆（即转轴112）最上端作为刚体101。基身壳111有三个孔，其中上下两个孔所在的直线垂直于地面，转轴112的上下端分别插入这两个孔；第三个孔在基身壳111的侧壁，用于穿出拉力线103。

采用齿轮结构即相互配合的齿轮（例如本实施例中为两个齿轮106、107）作为传递能量中转枢纽，带动微型发电机108产生电能，通过导线将产生的电能传到电路单元109，供电路单元109使用或存储。电路单元109可以包括微型用电器（如LED灯）或微型蓄电池，微型蓄电池可以向其它微型用电器供电。

本实施例中的能量传输单元为上述齿轮结构，在本发明其他实施例中也可以为其他能量传输结构；如果为齿轮结构，还可以包括更多齿轮，位于齿轮106和齿轮107之间，克服这两个齿轮因为齿的大小不同而产生的转动不顺畅问题。

为了方便人们利用该装置锻炼，装置还包括：把手105和拉手104，其中，把手105固定在壳111侧壁（与拉力线103延伸出壳111的侧壁相对），拉手104位于拉力线103的延伸出壳111的一端连接。左右手分别握住把手105和拉手104进行拉伸，达到锻炼身体的目的。

 

图2中的电路单元109的详细描述如下：

参考图3，微型发电机108产生的电流通过一个二极管1090筛选同一个方向的电流，开关1091（包括开关1和开关2，图中为k₁和k₂）中闭合k₁断开k₂，则蓄能健身器运行时微型灯1093发光；断开k₁ 闭合k₂，同时断开k₃和k₄（开关1092包括开关3和开关4，图中为k₃和k₄），当蓄能健身器运行时处于蓄电池1094充电状态；断开k₂，k₄,闭合k₃,则是蓄电池向外供电使灯1095发光；断开k₂，k₃,闭合k₄，则为蓄电池向其它微型用电器1096供电。

当然，图3中所示的电路单元109的结构只是一个示例，根据实际情况需要的用电设备而设计的供电结构都可以采用；即只要能够利用微型发电机108产生的能量即可。

另外，根据本发明另一个实施例，蓄电池1094还可以作为对手机进行充电的充电单元。

根据本发明另一个实施例，蓄能健身器可以放置在小区、公园或健身房内，共人们锻炼身体使用；其中的蓄电池1094还可以作为对公共设施（例如路灯、电子路标）进行充电的充电单元。

 

本发明提供的蓄能健身器的应用领域包括：

1、生产微型玩具健身器，可随身携带，适用对象为小孩，储存的能量可用来使彩色LED灯发亮。

2、生产小型健身器，可作为家庭健身器材，适用对象为家里任何有力量拉得动的成员，同时储存的能量可以照明或给小型电器充电等。

3、生产大型健身器，可安置在公共娱乐场所，作为公共健身器，储存的能量可以用作公共事业或免费给公众携带的小型电器充电。

4、生产刚体转动惯性定理演示教具或科普展品等。

 

应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims (6)

1.一种蓄能健身器，其特征在于，包括：

机械单元，包括刚体、基身壳、转轴和拉力线；所述基身壳具有多个孔，转轴的两端穿过两个孔与刚体连接，拉力线缠绕转轴并通过孔延伸出来；其中，拉动拉力线能够使转轴转动；

发电单元，包括发电机，用于将机械单元中转轴的转动产生的能量变为电能；和

能量传输单元，包括第一齿轮和第二齿轮；第一齿轮位于机械单元的转轴上，转轴转动带动第一齿轮转动；第二齿轮位于发电单元的发电机的转轴上，第二齿轮转动带动发电机的转轴转动。

2.根据权利要求1所述的蓄能健身器，其特征在于，所述能量传输单元还包括：

第三齿轮，位于所述第一齿轮和第二齿轮之间。

3.根据权利要求1所述的蓄能健身器，其特征在于，还包括：

电路单元，包括微型用电器和/或微型蓄电池；其中，微型用电器与发电单元耦接，利用发电单元的电能工作；微型蓄电池与发电单元耦接，存储发电单元的电能。

4.根据权利要求3所述的蓄能健身器，其特征在于，所述电路单元包括：

二极管，用于选通电流；

与所述二极管耦接的第一开关结构，包括第一开关和第二开关；

与所述第一开关耦接的微型用电器；和

与所述第二开关耦接的微型蓄电池；

其中，当第一开关闭合、第二开关断开，发电机的电能用于微型用电器；当第一开关断开、第二开关闭合，发电机的电能用于微型蓄电池。

5.根据权利要求4所述的蓄能健身器，其特征在于，所述电路单元还包括：

第二开关结构，其中包括一个或多个开关；和

对外供电接口，与所述第二开关结构中的开关耦接；

其中，当所述第一开关和第二开关都断开、第二开关结构中的开关闭合，所述对外供电接口向外输送发电机的电能。

6.根据权利要求1所述的蓄能健身器，其特征在于，还包括：

把手；

和拉手；

其中，把手固定在所述基身壳的外壁，拉手与所述拉力线的延伸出基身壳的一端连接。

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