CN104482036B - 用于健身器材的齿轮传动枢轴系统及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种齿轮传动枢轴系统主要用于健身设备上。该齿轮传动枢轴系统利用太阳和行星齿轮来替换大部分训练设备存在的单轴线枢轴。通过控制健身设备上工作臂的转动路径和角变化，该太阳和行星齿轮提供了在生物力学上更合理的工作路径。

Description

用于健身器材的齿轮传动枢轴系统及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种训练设备。更具体地，并非作为限定，本发明涉及用于隔离被枢转连接的工作臂或杆臂的运动的枢轴系统及其制造方法。

背景技术

训练设备必然使用各种机械装置用以通过经由被连接到结构件的诸如杆、把手或踏板的界面提供阻力给使用者来隔离希望的肌肉或肌肉群，其中，该结构件被枢轴连接到机架。人机界面和杆臂的结合通常指工作臂或支架。枢转连接的工作臂被用在训练器械上在控制下来模拟自然的人体运动从而隔离目标肌肉或肌肉群，用于调节或恢复关节或其他软组织。通过控制界面的路径、运动的范围以及施加到工作臂或支架的阻力，训练器械将目标区域放到尽可能好的位置从而使训练效果最大化。略举数例，常见的利用枢轴工作臂的训练器械的示例为腿部伸展训练机、腿部外弯机、腿部内弯机、小腿伸展训练机、曲腿机、二头肌推举机、三头肌屈伸机、腹部训练机、背肌伸展训练机、弯臂扩胸机、蝴蝶式扩胸机、坐姿扩胸机和坐式肩膊推举训练机。

训练设备的另一个通常被接受的目标在于为了支撑身体以防止或限制身体的一部分参与到训练中。工作臂/枢轴配置的位置相对于使用者定位可能是健身训练器械的最重要的方面。健身设备或训练器械应当将使用者放到正确的人体工学位置处以利用器械的希望带来的好处。

工作臂具有起始位置、由枢轴和工作臂长度控制的运动路径和对于目标肌肉或肌肉群的训练被视为完成处的终点位置。带有一个或多个被枢转地连接到机架上的工作臂的训练设备会基于由设备限定的预定的希望运动来引导弧形路径的运动。

阻力通常在与训练运动相反的方向连接到工作臂上，其迫使使用者相对阻力或者克服阻力而操作。用在训练设备中的通常形式的阻力包括弹性带、直接地或者通过使用钢索和滑轮或机械连杆附接到工作臂的重块、充有气体/空气的减振器和由连杆或皮带/绳索施加阻力的电动机。阻力在战略位置施加到工作臂上以模拟对诸如膝盖或肘部的特定关节上骨骼和肌肉关系有益的载荷。载荷特性可能需要在给定训练设备的运动范围内改变，并且可能从一种训练到另一种训练变化很大。人体内的所有关节具有独特的用途，如对比具有不同的力学结构和肌肉/腱连接和配置的膝盖、踝关节、肩部和肘关节所示出的那样。

工作臂的枢转轴相对于设备的支撑结构(例如二头肌推举机的臂垫)的布置对于预定训练的正常执行是关键的。遗憾地，没有人体关节可以与单轴线枢轴相同地操作的。人体关节具有流体、被称为滑液囊的流体填充囊和骨端之间的软骨，用来润滑关节以避免直接摩擦并且适应单平面运动之外的运动的变化和振动载荷(柔性)。

当诸如膝盖或肘部的复杂关节与由设备限定的理论理想单轴线枢轴对准或被其约束时，问题随着使用单轴线枢轴上的工作臂来引导训练产生了。尽管训练以施加到工作臂上的载荷来实施，但是真实的人体关节机制与单轴线枢轴相冲突，因此使用者必须适应他们在设备上的位置以符合单轴线枢轴位置，部分地解决训练器械的目的。随着设备迫使目标关节与单轴线一致，尤其在高载荷下，不想要的压力可能在人体关节内产生。

通过使用固定到工作臂端部的齿轮特征，其中，该齿轮特征耦接到被固定到机架的齿轮特征，则单轴线枢轴能够以齿轮特征啮合处的转动轴替代。对于许多特定的训练(诸如腿部伸展训练机)的最大益处在于可以调整啮合点。齿轮传动枢轴将工作臂角度变化转化为由所用的齿轮轮廓类型或齿轮齿数比控制的位置变化。允许枢轴如训练工作臂转动那样绕轨道运行，则齿轮的角度调整可以针对特定的关节被微调以减少在训练过程中关节内的压力。

在现有技术中，训练设备具有通常使用的单个枢转连接的工作臂以在踝关节、膝盖、背部、肩部和肘关节上传递引导的运动范围并使其稳定。引导训练以单轴线枢轴转动是过于将真实的关节转动简单化，本发明对此予以改进。

发明内容

根据本发明的一个目的，提供了一种用于健身设备的齿轮传动枢轴系统，所述齿轮传动枢轴系统包括：

(a)固定的支撑件，其具有圆形端部，沿着其圆形端部的外周边具有一组齿轮齿；

(b)工作臂，其具有圆形端部，沿着其圆形端部的外周边具有一组齿轮齿，其中，所述工作臂的所述一组齿轮齿与所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿啮合；以及

(c)连杆，用于保持所述工作臂的所述一组齿轮齿与所述的固定的支撑件的所述一组齿轮齿啮合，并且允许当外力施加到所述工作臂上时所述工作臂的所述一组齿轮齿绕所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿转动。

进一步地，所述的齿轮传动枢轴系统还包括通过所述固定的支撑件的所述圆形端部的孔，其中该孔与所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿是基本同心的。

进一步地，所述齿轮传动枢轴系统还包括通过所述工作臂的所述圆形端部的孔，其中该孔与所述工作臂的所述一组齿轮齿是基本同心的。

具体地，前述的齿轮传动枢轴系统中，所述连杆包括：

(a)第一板，其具有与通过所述固定的支撑件的所述圆形端部的所述孔同心的第一孔，以及与通过所述工作臂的所述圆形端部的所述孔同心的第二孔；

(b)第二板，其具有与通过所述固定的支撑件的所述圆形端部的所述孔同心的第一孔，以及与通过所述工作臂的所述圆形端部的所述孔同心的第二孔；

(c)第一螺栓，其延伸通过所述第一板的所述第一孔、通过所述固定的支撑件的所述圆形端部的所述孔，以及所述第二板的所述第一孔；

(d)第二螺栓，其延伸通过所述第一板的所述第二孔、所述工作臂的所述圆形端部的所述孔，以及所述第二板的所述第二孔；

(e)第一螺母，用于固定所述第一螺栓；以及

(f)第二螺母，用于固定所述第二螺栓。

可选择地，所述工作臂的所述一组齿轮齿和所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿均为正齿轮。

可选择地，所述工作臂的所述一组齿轮齿和所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿均为斜齿轮。

可选择地，所述工作臂的所述一组齿轮齿和所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿均为双螺旋齿轮。

根据本发明另一个目的，公开了一种用于健身设备的齿轮传动枢轴系统，所述齿轮传动枢轴系统包括：

(a)固定的支撑件，其具有第一端和第二端，所述固定的支撑件具有附接到其第一端的齿轮；

(b)杆臂，其具有第一端和第二端，所述杆臂具有附接到其第一端的齿轮，其中，所述固定的支撑件的所述齿轮与所述杆臂的所述齿轮啮合；

(c)齿轮箱，其封闭所述固定的支撑件的所述齿轮和所述杆臂的所述齿轮，其中，所述齿轮箱使所述固定的支撑件的所述齿轮与所述杆臂的所述齿轮啮合，同时允许当外力施加到所述杆臂上时所述杆臂的所述齿轮绕着所述固定的支撑件的齿轮转动。

具体地，所述的齿轮传动枢轴系统，所述固定的支撑件的所述第一端分叉为一个叉状物并且所述齿轮在该一个叉状物的两臂之间附接到所述固定的支撑件。

更进一步地，所述杆臂的所述第一端分叉为一个叉状物并且所述齿轮在该一个叉状物的两臂之间附接到所述杆臂。

进一步地，所述的齿轮传动枢轴系统还包括：

(a)第一毂，在附接到位于所述一个叉状物两臂之间的所述固定的支撑件的所述齿轮的每一侧上；以及

(b)第二毂，在附接到位于所述一个叉状物两臂之间的所述杆臂的所述齿轮的每一侧上。

具体地，所述齿轮箱包括：

(a)连接在一起的第一半壳体和第二半壳体以形成用于封闭所述固定的支撑件的所述齿轮和所述杆臂的所述齿轮的空腔；

(b)通过所述齿轮箱的所述第一半壳体的两个孔口，附接到所述固定的支撑件的所述齿轮的一侧上的所述第一毂和附接到所述杆臂的所述圆形齿轮的一侧上的所述第二毂延伸通过所述两个孔口；以及

(c)通过所述齿轮箱的所述第二半壳体的两个孔口，附接到所述固定的支撑件上的所述齿轮的另一侧上的所述第一毂和附接到所述杆臂上的所述齿轮的另一侧上的所述第二毂延伸穿过所述两个孔口。

进一步地，所述齿轮传动枢轴系统还包括：

(a)第一组的两个螺栓，延伸穿过所述固定的支撑件的一个叉状物的第一个臂、附接到所述固定的支撑件的所述齿轮，以及所述固定支撑件的两个叉状物的第二个臂；

(d)第二组两个螺栓，延伸通过所述杆臂的一个叉状物的第一个臂、附接到所述杆臂的所述齿轮，以及所述杆臂的一个叉状物的第二个臂；

(e)第一组的两个螺母，用于固定所述第一组的两个螺栓；以及

(f)第二组的两个螺母，用于固定所述第二组的两个螺栓。

可选择地，附接到所述固定的支撑件的所述圆形齿轮和附接到所述杆臂的所述圆形齿轮均为正齿轮。

可选择地，附接到所述固定的支撑件的所述齿轮和附接到所述杆臂的所述圆形齿轮均为斜齿轮。

可选择地，附接到所述固定的支撑件的所述齿轮和附接到所述杆臂的所述圆形齿轮均为双螺旋齿轮。

可选择地，附接到所述固定的支撑件的所述齿轮和附接到所述杆臂的所述圆形齿轮均为非圆齿轮。

进一步地，所述齿轮传动枢轴系统还包括所述杆臂上的阻力附接点。

进一步地，所述齿轮传动枢轴系统还包括与所述杆臂分叉的端部相对的所述杆臂上的界面附接点。

根据本发明的再一个目的，公开了一种齿轮传动枢轴系统的制造方法，包括步骤：

(a)提供具有第一端和第二端的固定的支撑件，其中，所述固定的支撑件的所述第一端分叉为具有两个臂的一个叉状物；

(b)提供具有第一端和第二端的杆臂，其中，所述杆臂的第一端分叉为具有两个臂的一个叉状物；

(c)提供包括第一半壳体和第二半壳体的齿轮箱，所述第一半壳体和所述第二半壳体连接在一起以形成腔体，并且在第一半壳体和第二半壳体上各设有两个孔口；

(d)提供第一圆形齿轮，所述第一圆形齿轮在每侧上具有毂，其中，该毂延伸通过所述第一半壳体的一个孔口以及所述第二半壳体的一个孔口；

(e)提供第二圆形齿轮，所述第二圆形齿轮在每侧上具有毂，其中，该毂延伸通过所述第一半壳体的另一个孔口以及所述第二半壳体的另一个孔口；

(f)在所述第一圆形齿轮和所述第二圆形齿轮上封闭所述齿轮箱的所述第一半壳体和所述第二半壳体，其中，所述第一圆形齿轮的所述毂延伸通过所述齿轮箱的所述第一半壳体的所述一个孔口和第二半壳体的所述一个孔口，且所述第二圆形齿轮的所述毂延伸通过所述齿轮箱的所述第一半壳体的所述另一个孔口和第二半壳体的所述另一个孔口；以及

(g)在所述固定的支撑件的所述第一端的所述两个叉状物之间对准所述齿轮箱内的第一圆形齿轮，以及在所述杆臂的所述第一端的所述一个叉状物两臂之间对准所述齿轮箱内的所述第二圆形齿轮。

优选地，根据前述的齿轮传动枢轴系统的制造方法，还包括步骤：

(h)提供延伸穿过所述固定的支撑件的一个叉状物的第一个臂、所述第一圆形齿轮和所述固定的支撑件的一个叉状物的第二个臂的两个螺栓；

(i)提供延伸穿过所述杆臂的一个叉状物的第一个臂、所述第二圆形齿轮和所述杆臂的一个叉状物的第二个臂的两个螺栓；

(j)提供用于固定延伸穿过所述固定的支撑件的一个叉状物的第一个臂、所述第一圆形齿轮和所述固定的支撑件的一个叉状物的第二个壁的所述两个螺栓的两个螺母；

(k)提供用于固定延伸穿过所述杆臂的一个叉状物的第一个臂、所述第二圆形齿轮和所述杆臂的两一个叉状物的第二个臂的所述两个螺栓的两个螺母。

附图说明

提供的附图仅仅为了描述的目的而并非意图作为本发明的限定。附图示出了本发明优选的实施方式，其中：

图1为本发明的优选实施方式的等轴侧视图；

图2a为示出了本发明的优选实施方式的初始静止位置的侧视图；

图2b为示出了本发明的优选实施方式的部分被完成的机构前进的侧视图；

图2c为示出了本发明的优选实施方式的结束位置的侧视图；

图3为本发明的可选实施方式的等轴侧视图；

图4为图3示出的可选实施方式的齿轮箱组件的等轴侧视图；

图5为图3示出的工作臂组件的等轴侧视图；

图6为图3示出的枢轴支撑组件的等轴侧视图；

图7为安装有图3示出的齿轮传动枢轴系统安装的二头肌推举机的等轴侧视图；

图7a为使用图3示出的齿轮传动枢轴系统的二头肌推举机处于初始静止位置的侧视图；

图7b为示出了图3所示的齿轮驱动枢轴系统的部分被完成的机构前进的二头肌推举机的侧视图；

图7c为示出了图3所示的齿轮驱动枢轴系统的最终位置的二头肌推举机的侧视图；

图8为安装有图3所示的齿轮驱动枢轴系统的腿部伸展训练机的等轴侧视图。

具体实施方式

尽管本发明将参照优选实施方式进行叙述，然而本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的范围的情况下可以做出各种改变并且其元件可以由等同物替代。此外，可以做出许多变型以使特定的情形或材料适应本发明的教导而不脱离其实质范围。因此，本发明并不旨在限于作为用于实施本发明的最佳实施例所公开的特定实施方式，而是本发明将包括落入到所附的权利要求范围内的所有实施方式(以及其法律意义上的等同物)。

图1到图2c示出了由带有齿轮特征5的工作臂4组成，其通过连杆9轴向地耦接到带有类似齿轮特征的固定的枢轴支撑件1，该支撑件1利用穿过安装孔2的螺栓(未示出)或经由其他机械装置固定到训练器械上。

固定的枢轴支撑件1为在一端带有齿轮特征3的结构件，该齿轮特征3关于用作为用于齿轮驱动枢轴系统13的固定枢轴轴线的中心孔口或毂布置。固定的枢轴支撑件1的位置、方位、外部形状和材料构成(即，钢、塑料、玻璃纤维、铝等)要求可以在不同的训练设备之间变化。

工作臂4为结构伸长件，其具有界面附接点43(用于垫、座(peddle)、把手、滚轮或连杆)、关于孔口或毂布置的齿轮特征5以及用于施加平衡于使用者所施加的力11的阻力12的阻力附接点6。

工作臂4的齿轮特征5具有与固定的枢轴支撑件1的齿轮特征3同样的比例和轮廓，当它们的齿轮特征的毂由连杆9联接时，齿轮特征3和5的轮齿(cogs)将适当地啮合以将使用者所施加的力11转换为工作臂4绕固定的枢轴支撑件1的行星转动。工作臂4枢转地绕固定的枢轴支撑件1的轨道运行，代替了简单的枢转连接的杆臂。在固定的枢轴支撑件1和工作臂4上的齿轮可以是正齿轮、斜齿轮、双螺旋齿轮或非圆齿轮。

界面附接点43被示出为孔口容纳轴7，衬套8插入用于枢转地附接把手33，如图7所示(在二头肌推举机的情况下)。界面附接点43并非必然需要为孔口并且可以用作为在训练设备普遍使用的任何类型的使用者界面，诸如平台、垫、把手杆或带有滚轮垫的杆，的安装位置。工作臂4上可以有多个界面附接点43用于某些训练应用。界面附接点43和阻力附接点6的位置对于特定设备的功能而言是特定的。工作臂4形状、载荷承受能力以及材料构成(即，钢、塑料、玻璃纤维、铝等)的要求在不同的训练器械上可以有很大的变化。在优选的实施方式中该形式的工作臂4是非常普通的，在此，使用者施加的力11施加到被安装的人机界面附接点43，并且阻力12施加到根据训练器械的目的而特定化的阻力附接点6。工作臂4应当具有足够强度和刚度以安全地承受使用者施加的力11从而克服最大的阻力22。

连杆9是结构连杆，其将工作臂4的毂枢转地连接到固定的枢轴支撑件1的毂上，从而，由各自的齿轮特征的齿轮比控制，允许工作臂4绕相对于固定的枢轴支撑件1的行星轨道转动。设定连杆9的长度以允许工作臂4和固定的枢轴支撑件1的齿轮特征适当地啮合。归因于来自于工作臂4所施加的杠杆作用，连杆9上的力可以很大，因此连杆9优选地由强健的材料制成。

图2a示出了齿轮传动枢轴系统13的侧视图，其中，固定的枢轴支撑件1经由安装孔2被刚性地固定到训练器械的机架上。工作臂4被示出为停放在初始的预训练位置处。通常地，该枢轴机构的初始预训练状态由安装在训练器械机架上的缓冲器行程限止器支撑。为了机构的前进参考目的，在工作臂4和固定的枢轴支撑件1之间设为角度14，同时在工作臂4和连杆9的上表面之间设为角度15。图2a还示出了同步啮合的齿轮特征3(来自固定的枢轴支撑件1)和齿轮特征5(来自工作臂4)。

图2b示出了齿轮传动枢轴系统13的侧视图，示出了从图2a机构前进的大约中间点，其代表设置有齿轮传动枢轴系统13的训练器械的运动范围的中点。在齿轮传动枢轴系统13的机构前进的中点处，角度14从图2a的角度值增加，并且角度15从图2a的角度值减小。随着工作臂4转动通过机构运动的范围，齿轮特征5示出了与固定的枢轴支撑件1相关的轨道爬升效果，其从图2a到图2b连杆9下方露出的齿轮齿的数目表示。

图2c示出了齿轮传动枢轴系统13的侧视图，其示出了从图2b的中点到运动训练范围的终点位置的机构前进。在齿轮传动枢轴系统13的终点位置处，角度14从图2b的角度值增加，并且角度15从图2b的角度值进一步减小到负值。随着工作臂4转动通过机构动作的范围，齿轮特征5示出了与固定的枢轴支撑件1的齿轮特征3相关的轨道爬升效果，其从图2b到图2c的连杆9下方露出的齿轮齿的更大数目表示。

图3示出了本发明的可选实施方式，标注为齿轮传动枢轴系统24，其由可选的工作臂组件23和可选的固定枢轴支撑组件21构成，并被齿轮箱组件17联接在一起。齿轮传动枢轴系统24的元件在目的和功能上与齿轮传动枢轴系统13的对应元件是类似的。由于更高程度的复杂性，齿轮传动枢轴系统24被示出为可选的实施方式，在此，复杂性可以被用来隐藏齿轮、保持润滑并改善齿轮传动枢轴系统的外观。

图4示出了齿轮箱组件17，其作为一种用来将工作臂组件23枢转地耦接到固定的枢轴支撑组件21(类似连杆9的功能)同时封闭齿轮18和19(图5和6中示出)以隔离环境的装置。齿轮箱组件17枢转地耦接啮合的齿轮18和19(图5和6中示出)，提供转动的稳定性和安全防护，同时保持润滑。参见图4，齿轮箱16具有侧向开启并呈现为半壳体的空腔，当两个齿轮箱16零件以它们的空腔面朝内对称地对置的方式被螺栓紧固在一起，齿轮18和19设有间隙的同时啮合在一起。齿轮箱16具有通常用在变速箱的腔体特征。齿轮箱16具有与齿轮18和19的露出毂部分的直径对应的两个孔口，为齿轮设定恰当的距离以适当地啮合同时允许相对彼此转动。齿轮18和19的毂通常将被插置有轴承或衬套以减少摩擦。齿轮18和19可以为正齿轮、斜齿轮、双螺旋齿轮或非圆齿轮。

图5示出了由杆臂22、界面附接点43、阻力附接点6和以一种固定齿轮19从而不允许齿轮相对杆臂22转动的方式的跨度(span)组成的工作臂组件23。四个螺栓10被用来将齿轮19(两个在齿轮19的毂的一侧)保持在旨在为齿轮箱组件17提供间距的跨度内。针对它在训练设备中作为工作臂的用途，该形式的杆臂22设定所有特征的位置。

图6示出了固定的枢轴支撑组件21，其起到用于齿轮传动枢轴系统24的基座的作用。通过齿轮箱组件17联接的工作臂组件23绕相对于齿轮18的行星轨道运行，其中，该齿轮18被枢轴基座20刚性地保持定位。与杆臂22类似，枢轴基座20保持齿轮18，为齿轮箱组件17提供间距。

图7示出了根据本发明安装有齿轮传动枢轴系统24的二头肌推举训练器械25的等轴侧视图。二头肌推举训练器械25包括静放于地面26的机架27，其将使用者面朝前支撑在器械上。其上臂的背部停靠在扶手垫30上的坐在坐垫28的使用者会握住把手33下方(以朝上的手掌)并以由齿轮传动枢轴系统24确定的弧形运动逆着由缓冲(shock)32提供的阻力12向上拉，这作为被支撑的二头肌推举训练被广为熟知。机架27由形成刚性平台的结构件组成，用于将齿轮传动枢轴系统24相对使用者位置牢固地定位以执行适当的二头肌推举训练。固定的枢轴支撑组件21利用过渡支架29以穿过安装孔2的螺栓10被机械地固定到机架27上，这还提供了倾斜表面以安装扶手靠垫30。阻力12通过将阻力缓冲32从机架阻力附接点21连接到杆臂22上的阻力附接点6被提供到工作臂组件23。二头肌推举训练器械25展示了齿轮传动枢轴系统13可以如何容易地替换通常用在训练设备中的单个的被枢转连接的工作臂。

图7a示出二头肌推举训练器械25在初始预训练位置处的结构的侧视图，其示出了工作臂组件23在其最低位置且阻力缓冲32完全被压缩。为了示出齿轮传动枢轴系统24的机构前进，在杆臂22和枢轴基座20之间设角度14，同时在杆臂22和齿轮箱组件17的顶表面之间设角度15。图7a示出了齿轮箱组件17内同步啮合的齿轮18(来自固定的枢轴支撑组件21)和19(来自工作臂组件23)。把手33在示出的角度34的训练运动范围枢转，以适应腕关节位置的变化以及使用者不同的臂长。图7a类似于图2a，在此，齿轮传动枢轴组件24通过封闭齿轮特征改良了齿轮传动枢轴组件13。

图7b示出了二头肌推举训练器械25的侧视图，其在希望的运动范围上机械地前进了大约一半。角度14从图7a的角度值增加，且角度15从图7a的角度值减小。齿轮19示出了归因于图7a的工作臂组件23的角转动而与固定的枢轴支撑组件21的齿轮18相关的轨道爬升效果。

图7c示出了二头肌推举训练器械25处于其希望的运动范围的最终位置的结构的侧视图。工作臂组件23已经机械地前进到它的最高角位置且阻力缓冲32被完全展开。角度14从图7b的角度值增加，且角度15从图7b减小到负值。齿轮19显示了归因于图7b的工作臂组件23的角转动而与固定的枢轴支撑组件21的齿轮18相关的轨道爬升效果。

图8示出了根据本发明停放在地面26上且安装有齿轮传动枢轴系统的大腿伸展训练器械42的等轴侧视图。坐在坐垫39上的使用者(面朝前，他或她的背靠着背垫40)会将他或她的脚勾在滚轮37下方并且从膝盖向上逆着被阻力缓冲32施加到工作臂组件36的阻力伸展他或她的脚。大腿伸展训练器械42包括机架41，该机架41由用作为大腿伸展训练机的稳定基座的刚性结构件构成，坐垫39、背垫40和固定的枢轴支撑组件21被螺栓紧固或者被机械装置固定到刚性结构件上。工作臂组件36通过齿轮箱组件17枢转地耦接到固定的枢轴支撑组件21上。工作臂组件36具有与工作臂组件23相同的基本功能。杆44在界面附接点43机械地固定到工作臂组件3以使滚轮37保持锁定到挡圈38上。与图7a到图7c类似，大腿伸展训练器械42的侧视图会显示由应用到大腿伸展训练机的齿轮传动枢轴系统24所表示的相同机械关系。

可以理解通过示例的方式已经公开了本发明的几个实施方式并且对于本领域的普通技术人员所做的其他变型和改变并不脱离本发明的范围。

Claims (20)

1.一种用于健身设备的齿轮传动枢轴系统，所述齿轮传动枢轴系统包括：

(a)固定的支撑件，其具有圆形端部，沿着其圆形端部的外周边具有一组齿轮齿；

(b)工作臂，其具有圆形端部，沿着其圆形端部的外周边具有一组齿轮齿，其中，所述工作臂的所述一组齿轮齿与所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿啮合；以及

(c)连杆，用于保持所述工作臂的所述一组齿轮齿与所述的固定的支撑件的所述一组齿轮齿啮合，并且允许当外力施加到所述工作臂上时所述工作臂的所述一组齿轮齿绕所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿转动。

2.根据权利要求1所述的齿轮传动枢轴系统，还包括通过所述固定的支撑件的所述圆形端部的孔，其中该孔与所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿是基本同心的。

3.根据权利要求2所述的齿轮传动枢轴系统，还包括通过所述工作臂的所述圆形端部的孔，其中该孔与所述工作臂的所述一组齿轮齿是基本同心的。

4.根据权利要求3所述的齿轮传动枢轴系统，其中，所述连杆包括：

(a)第一板，其具有与通过所述固定的支撑件的所述圆形端部的所述孔同心的第一孔，以及与通过所述工作臂的所述圆形端部的所述孔同心的第二孔；

(b)第二板，其具有与通过所述固定的支撑件的所述圆形端部的所述孔同心的第一孔，以及与通过所述工作臂的所述圆形端部的所述孔同心的第二孔；

(c)第一螺栓，其延伸通过所述第一板的所述第一孔、通过所述固定的支撑件的所述圆形端部的所述孔，以及所述第二板的所述第一孔；

(d)第二螺栓，其延伸通过所述第一板的所述第二孔、所述工作臂的所述圆形端部的所述孔，以及所述第二板的所述第二孔；

(e)第一螺母，用于固定所述第一螺栓；以及

(f)第二螺母，用于固定所述第二螺栓。

5.根据权利要求4所述的齿轮传动枢轴系统，其中，所述工作臂的所述一组齿轮齿和所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿均为正齿轮。

6.根据权利要求4所述的齿轮传动枢轴系统，其中，所述工作臂的所述一组齿轮齿和所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿均为斜齿轮。

7.根据权利要求4所述的齿轮传动枢轴系统，其中，所述工作臂的所述一组齿轮齿和所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿均为双螺旋齿轮。

8.一种用于健身设备的齿轮传动枢轴系统，所述齿轮传动枢轴系统包括：

(a)固定的支撑件，其具有第一端和第二端，所述固定的支撑件具有附接到其第一端的齿轮；

(b)杆臂，其具有第一端和第二端，所述杆臂具有附接到其第一端的齿轮，其中，所述固定的支撑件的所述齿轮与所述杆臂的所述齿轮啮合；

(c)齿轮箱，其封闭所述固定的支撑件的所述齿轮和所述杆臂的所述齿轮，其中，所述齿轮箱使所述固定的支撑件的所述齿轮与所述杆臂的所述齿轮啮合，同时允许当外力施加到所述杆臂上时所述杆臂的所述齿轮绕着所述固定的支撑件的齿轮转动。

9.根据权利要求8所述的齿轮传动枢轴系统，其中，所述固定的支撑件的所述第一端分叉为一个叉状物并且所述齿轮在该一个叉状物的两臂之间附接到所述固定的支撑件。

10.根据权利要求9所述的齿轮传动枢轴系统，其中，所述杆臂的所述第一端分叉为一个叉状物并且所述齿轮在该一个叉状物的两臂之间附接到所述杆臂。

11.根据权利要求10所述的齿轮传动枢轴系统，还包括：

(a)第一毂，在附接到位于所述一个叉状物的两臂之间的所述固定的支撑件的所述齿轮的每一侧上；

(b)第二毂，在附接到位于所述一个叉状物的两臂之间的所述杆臂的所述齿轮的每一侧上。

12.根据权利要求11所述的齿轮传动枢轴系统，其中，所述齿轮箱包括：

(a)连接在一起的第一半壳体和第二半壳体以形成用于封闭所述固定的支撑件的所述齿轮和所述杆臂的所述齿轮的空腔；

(b)通过所述齿轮箱的所述第一半壳体的两个孔口，附接到所述固定的支撑件的所述齿轮的一侧上的所述第一毂和附接到所述杆臂的所述齿轮的一侧上的所述第二毂延伸通过所述两个孔口；以及

(c)通过所述齿轮箱的所述第二半壳体的两个孔口，附接到所述固定的支撑件上的所述齿轮的另一侧上的所述第一毂和附接到所述杆臂上的所述齿轮的另一侧上的所述第二毂延伸穿过所述两个孔口。

13.根据权利要求12所述的齿轮传动枢轴系统，还包括：

(a)第一组的两个螺栓，延伸穿过所述固定的支撑件的一个叉状物的第一个臂、附接到所述固定的支撑件的所述齿轮，以及所述固定支撑件的一个叉状物的第二个臂；

(d)第二组的两个螺栓，延伸通过所述杆臂的一个叉状物的第一个臂、附接到所述杆臂的所述齿轮，以及所述杆臂的一个叉状物的第二个臂；

(e)第一组的两个螺母，用于固定所述第一组的两个螺栓；以及

(f)第二组的两个螺母，用于固定所述第二组的两个螺栓。

14.根据权利要求13所述的齿轮传动枢轴系统，其中，附接到所述固定的支撑件的所述齿轮和附接到所述杆臂的所述齿轮均为正齿轮。

15.根据权利要求13所述的齿轮传动枢轴系统，其中，附接到所述固定的支撑件的所述齿轮和附接到所述杆臂的所述齿轮均为斜齿轮。

16.根据权利要求13所述的齿轮传动枢轴系统，其中，附接到所述固定的支撑件的齿轮和附接到所述杆臂的齿轮均为非圆齿轮。

17.根据权利要求16所述的齿轮传动枢轴系统，还包括所述杆臂上的阻力附接点。

18.根据权利要求17所述的齿轮传动枢轴系统，还包括与所述杆臂分叉的端部相对的所述杆臂上的界面附接点。

19.一种齿轮传动枢轴系统的制造方法，包括步骤：

(a)提供具有第一端和第二端的固定的支撑件，其中，所述固定的支撑件的所述第一端分叉为具有两个臂的一个叉状物；

(b)提供具有第一端和第二端的杆臂，其中，所述杆臂的第一端分叉为具有两个臂的一个叉状物；

(c)提供包括第一半壳体和第二半壳体的齿轮箱，所述第一半壳体和所述第二半壳体连接在一起以形成腔体，并且在第一半壳体和第二半壳体上各设有两个孔口；

(d)提供第一圆形齿轮，所述第一圆形齿轮在每侧上具有毂，其中，该毂延伸通过所述第一半壳体的一个孔口以及所述第二半壳体的一个孔口；

(e)提供第二圆形齿轮，所述第二圆形齿轮在每侧上具有毂，其中，该毂延伸通过所述第一半壳体的另一个孔口以及所述第二半壳体的另一个孔口；

(f)在所述第一圆形齿轮和所述第二圆形齿轮上封闭所述齿轮箱的所述第一半壳体和所述第二半壳体，其中，所述第一圆形齿轮的所述毂延伸通过所述齿轮箱的所述第一半壳体的所述一个孔口和第二半壳体的所述一个孔口，且所述第二圆形齿轮的所述毂延伸通过所述齿轮箱的所述第一半壳体的所述另一个孔口和第二半壳体的所述另一个孔口；以及

(g)在所述固定的支撑件的所述第一端的所述一个叉状物之间对准所述齿轮箱内的第一圆形齿轮，以及在所述杆臂的所述第一端的所述一个叉状物两臂之间对准所述齿轮箱内的所述第二圆形齿轮。

20.根据权利要求19所述的齿轮传动枢轴系统的制造方法，还包括步骤：

(h)提供延伸穿过所述固定的支撑件的一个叉状物的第一个臂、所述第一圆形齿轮和所述固定的支撑件的一个叉状物的第二个臂的两个螺栓；

(i)提供延伸穿过所述杆臂的一个叉状物的第一个臂、所述第二圆形齿轮和所述杆臂的一个叉状物的第二个臂的两个螺栓；

(j)提供用于固定延伸穿过所述固定的支撑件的一个叉状物的第一个臂、所述第一圆形齿轮和所述固定的支撑件的一个叉状物的第二个臂的所述两个螺栓的两个螺母；

(k)提供用于固定延伸穿过所述杆臂的一个叉状物的第一个臂、所述第二圆形齿轮和所述杆臂的一个叉状物的第二个臂的所述两个螺栓的两个螺母。