CN108434652A - 一种采用陀螺仪的健身装置 - Google Patents

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Abstract

一种采用陀螺仪的健身装置，包括：握杆；配重片，安装在握杆上；至少两根立柱，在每根立柱上设置有供握杆沿立柱长度方向滑动的滑槽，并且，在每一立柱内设置有第一陀螺仪，使得立柱保持竖立状态。本发明采用第一陀螺仪来确保立柱能够保持竖立状态，省却了常规健身器械中用于稳定立柱的配重体，使得健身器械的整体重量下降，减少了占用空间，完全可以取代笨重的史密斯架、倒蹬机等大肌肉群设备。

Description

一种采用陀螺仪的健身装置
技术领域
本发明涉及体育用品领域，具体地说，涉及一种采用陀螺仪的健身装置。
背景技术
现如今，越来越多的人喜欢去健身房锻炼身体，健身房的器械种类多，可以针对全身各个部位进行有计划的锻炼，例如史密斯机。史密斯机是一种多功能的练习器械，在这个器械上几乎可以练习到全身的所有部位。史密斯机的功能特点是可以更稳定的控制好动作的标准性，使肌肉得到很强的磁极。因为史密斯机的杠杆两端被纵向的轨道所控制，可以更容易的保持身体平衡。然而，由于史密斯机需要该纵向的轨道来协助健身者保持身体平衡，这也使得史密斯机需要具有一定重量和体积的支撑框架结构来使得轨道即使在杠杆的碰撞下依然保持竖立状态，这也使得史密斯机占用空间大。同样的，倒蹬机等也存在这种问题。这使得这些健身器械不利于在家里存放，因此，有必要开发一种能够适用于家庭环境使用的健身装置。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种采用陀螺仪的健身装置，包括：握杆；配重片，安装在握杆上；至少两根立柱，在每根立柱上设置有供握杆沿立柱长度方向滑动的滑槽，并且，在每一立柱内设置有第一陀螺仪，使得立柱保持竖立状态。
优选地，还设置有地垫，其中，在所述地垫内设置有第二电磁线圈，在所述配重片内设置有第一电磁线圈，第一电磁线圈、第二电磁线圈通电使得握杆与地垫之间产生竖立方向的电磁作用力。
优选地，在所述配重片内设置有第二陀螺仪，所述第一电磁线圈安装在第二陀螺仪上，使得第一电磁线圈的磁极始终朝向竖立方向。
优选地，还包括控制单元，所述控制单元与第一电磁线圈和/或第二电磁线圈连接，通过控制第一电磁线圈和/或第二电磁线圈的电流控制握杆与地垫之间的电磁作用力。
优选地，第一电磁线圈、第二电磁线圈以相反的磁极彼此面对。
优选地，配重片位于握杆的靠近两端的位置。
优选地，在握杆上设置有安全开关，所述安全开关控制第一电磁线圈的电路通断，当安全开关处于按压状态，第一电磁线圈通电，当安全开关脱离按压状态，第一电磁线圈断电或电流反向。
优选地，还包括用于检测握杆与地垫之间距离的距离传感器，距离传感器与控制单元连接，当距离传感器检测到的握杆与地垫之间的距离小于安全距离，控制单元控制第二电磁线圈断电或电流反向。
优选地，地垫上设置有供踩踏用的木框。
优选地，所述距离传感器是红外线传感器或超声波传感器。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
1)采用第一陀螺仪来确保立柱能够保持竖立状态，省却了常规健身器械中用于稳定立柱的配重体，使得健身器械的整体重量下降，减少了占用空间，完全可以取代笨重的史密斯架、倒蹬机等大肌肉群设备。
2)采用电磁作用力来替代常规健身器械中的重力，能够通过调节电流来调节电磁作用力，节省了调换配重片的时间，并且，也相应的解决了材料加工成本。
3)采用第二陀螺仪来保证两个电磁线圈的磁极始终处于竖立方向，确保电磁作用力始终处于竖立方向，使该健身装置能够更加真实的模拟重力。
4)占用空间小，便于拆卸、安装，携带方便。
5)采用距离传感器并结合设置的安全距离来确保人身安全，通过触摸或按压该安全开关才能触发电磁线圈导通，当脱离该安全开关，则电磁线圈断电或电流反向，使握杆处于悬浮状态，保证人身安全。这使得该健身装置安全、高效，在没有健友的保护下也可以训练大重量，也提高了增肌效果。
附图说明
通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1是表示本发明第一实施例的采用陀螺仪的健身装置的正视图；
图2是表示本发明第一实施例的采用陀螺仪的健身装置的侧视图；
图3是表示本发明第二实施例的采用陀螺仪的健身装置的正视图；
图4是表示本发明第二实施例的安装有第二陀螺仪的采用陀螺仪的健身装置的正视图；
图5是表示本发明第一和第二实施例的地垫的俯视图；
图6是表示本发明第一和第二实施例的安全距离的检测示意图；
图7是表示本发明第一和第二实施例的铺设有木框的地垫的俯视图；
图8是表示本发明第一和第二实施例的采用陀螺仪的健身装置的配重片的立体示意图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明所述的采用陀螺仪的健身装置的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。
第一实施例
该健身装置包括握杆、安装在握杆上的配重片、至少两根立柱、地垫。握杆是用于使用者完成举升动作的，配重片用以调节握杆的重量，以便在举升的过程中压迫部分肌肉，进行健身。通过使用者向与重力大致相反的方向施力，进行健身运动。常用健身器械包括倒蹬机、史密斯机、卧推机等，本发明的健身装置能够替代这些常用的健身器械。
下面结合图1至图3来说明该健身装置。如图1所示，该健身装置包括握杆10、安装在握杆10上的配重片20、竖立的立柱40。握杆10为横截面是圆形和椭圆形的柱状体，握杆10在使用时是呈水平状态。其中，配重片20可拆卸地固定在握杆10上，优选地，配重片20位于握杆10的靠近两端的位置。不过，本实施例并不限制配重片20在握杆10上的位置，例如其也可以是位于握杆10的中间。当然，从健身的角度，配重片20应类似于杠铃一样靠近握杆10的两端比较合适。
如图2所示，在两个立柱40上相对的位置上都设置有竖向的滑槽401，使得立柱40的两端可穿入在滑槽401内，握杆10可沿滑槽401上下移动。优选地，在滑槽401内从上至下设置有多个支撑杆402，该支撑杆402斜向上倾斜，以便于使用者将握杆10随时放置在临近的支撑杆402上。由于使用者在对抗重力向上举升的过程中，会使得立柱40歪斜，常规的健身器械为了保证立柱40保持竖立状态，需要在立柱下部设置配重体，例如用方钢连接的框架等形式。这显然会占用较大的空间，为使得该健身装置能够适用于家用，本实施例在每个立柱40上还设置有第一陀螺仪303，第一陀螺仪303其主要部分是一个对旋转轴3031以极高角速度旋转的转子3032，当转子3032在电源的驱动下以高速旋转时，在没有任何外力矩作用在陀螺仪上时，陀螺仪的旋转轴在惯性空间中的指向保持稳定不变，即指向一个固定的方向，同时反抗任何改变转子轴向的力量。因此，高速旋转的第一陀螺仪303使得立柱40保持竖立不倒。优选地，如图1所示，在立柱40的下端还设置有稳定块403，该稳定块403的横截面比立柱40的横截面大，使得立柱能够比较稳定的站立。而第一陀螺仪303则设置在立柱的下端的稳定块403内。
本实施例采用第一陀螺仪保证立柱的竖立状态，能够省却常规健身器械用于稳定立柱的配重体，减少了占用空间，使得该健身装置能够适用于家用。并且，其安装、拆卸及使用也方便快捷，省时省力。
第二实施例
如图3所示，在每个配重片20内设置有第一电磁线圈202，第一电磁线圈202通电即可形成竖立方向的磁极。在地垫30内也内置有第二电磁线圈301，对第二电磁线圈301通电即可形成竖立方向的磁极。第一电磁线圈202和第二电磁线圈301的磁性相同或相反，根据同性相斥、异性相吸的电磁原理，则握杆10可以与地垫30之间产生排斥力或吸引力。
当使用者向上卧推时，使用者需要承受一定的重量来对胸肌形成压迫。因此，可以使第一电磁线圈202和第二电磁线圈301磁性相反，如图3所示，第一电磁线圈202的下端为N极，第二电磁线圈301的上端为S极，这就使得地垫30对握杆10产生向下的吸引力。使用者向上卧推需要克服该吸引力，相当于克服采用配重片产生的重量，即可达到健身的目的。通过调整电流的大小即可调整电磁作用力，相当于通过调整配重片来调节握杆10的重力。优选地，在握杆10和/或地垫30上设置有电流调节按钮，可以调节第一电磁线圈和第二电磁线圈的电流大小，从而可以轻松的调节握杆10和地垫30之间的电磁作用力。
握杆10虽然沿立柱上下滑动，但如果有晃动则可能会使得握杆发生轻微偏转，则第一电磁线圈202产生的磁极也会发生偏转，第一电磁线圈202与第二电磁线圈301之间产生的电磁作用力就不是竖立方向，这就无法完全真实的模拟配重片的作用。作为一种优选的方案，如图4所示，可以在配重片20内设置第二陀螺仪201，将第一电磁线圈202安装在第二陀螺仪201上，第二陀螺仪201具有保持竖直方向的特性，使得第一电磁线圈202形成的磁极始终在竖立方向上。
在另一个实施例中，该健身装置还包括控制单元50，该控制单元50设置在地垫30上，并与电源、第一电磁线圈和/或第二电磁线圈301、第二陀螺仪的驱动电机、第一陀螺仪的驱动电机连接，用以控制电源通断、第一电磁线圈和/或第二电磁线圈301、各陀螺仪的驱动电机转速。控制单元50可以是例如单片机或PLC控制器。在控制单元50内可以内置其他控制电路或程序。可以通过控制第一电磁线圈202和/或第二电磁线圈301的电流大小来控制地垫30和握杆10之间的电磁作用力。不过地垫30是静止不动的，优选的是控制第二电磁线圈301的电流大小，使地垫30产生合适的向下的吸引力。但本发明并不排除调节位于握杆10上的第一电磁线圈202来调节吸引力。
进一步地，在握杆10上设置有安全开关105，该安全开关105与控制单元连接，当使用者握住握杆10的手按压或触碰安全开关105后，控制单元控制第二电磁线圈301通电，并与第一电磁线圈202之间产生电磁作用力。当握杆10因意外从使用者手中滑落时，没有了使用者的手的按压，安全开关105发送信号给控制单元，可以通过有线或无线的方式发送信号。控制单元切断第二电磁线圈301的供电，使得磁场消失。即使握杆10落下也不会对使用者造成伤害。或者，也可以是在安全开关105被释放后，使第二电磁线圈301的电流反向，使得第一电磁线圈202与第二电磁线圈301之间产生磁性相同的磁极，由此产生向上的作用力，使握杆10处于悬浮状态，防止握杆10落下对使用者造成伤害。
或者，安全开关105也可以是与第一电磁线圈202的电路连接，使用者握住握杆10的手按压或触碰安全开关后，第一电磁线圈202导通，并与第二电磁线圈301之间产生电磁作用力。通过按压或松开安全开关105，可以控制第一电磁线圈的通断，同样可以防止握杆10落下对使用者造成伤害。优选地，由于配重片20是可以从握杆10上拆卸下来的，因此，安全开关105和第一电磁线圈202之间的电线路具有可插拔的连接头，以便于当配重片20安装到握杆10上时，能够使得第一电磁线圈202与安全开关105的电路连通。
在一个可选实施例中，如图3所示，在握杆10上还设置有距离传感器101，用于检测握杆10与地垫30之间的距离。在控制单元内设置有安全距离，当握杆10与地垫30之间的距离小于设定的安全距离，则距离传感器101发送信号给控制单元，控制单元控制第二电磁线圈301断电，作用力消失，或者电流反向，使握杆10处于悬浮状态，可保障人身安全。距离传感器101可以是红外或超声波传感器等。
在一个可选实施例中，如图6所示，还可以是在立柱40内对应安全距离的高度设置磁场强度检测装置405。随着握杆10的上下移动，磁场强度检测装置405检测到的第一电磁线圈202的磁场强度显然不同，当第一电磁线圈202与磁场强度检测装置405在同一水平面上时，磁场强度检测装置405所检测到的磁场强度最大。控制单元内存储有该最大磁场强度数据，将磁场强度检测装置405与控制单元连接，随着握杆10向下掉落，安全距离处的磁场逐渐增大，当安全距离处的磁场强度达到最大时，意味着握杆10恰好位于该安全距离的高度。则该磁场强度检测装置405发送信号给控制单元，由控制单元切断第一电磁线圈202和/或第二电磁线圈301的电路，从而保证人身安全。
在一个可选实施例中，如图5所示，为防止地垫30没有人踩踏或卧倒的区域因吸引力向上翘起，可以在地垫30的边角设置有具有一定重量的非铁磁性的固定体302，使得地垫30平稳的铺垫在地面上。例如，固定体302可以采用木方。可以采用可拆卸的结构将固定体固定在地垫的边角位置。可以采用家中其他生活用品来将边角固定，例如书籍。还可以通过其他形式来防止地垫翘起，例如，如图7所示，在地垫上铺设木框70，使用者踩踏在木框70上，对地垫30形成下压力，防止地垫翘起。
在一个可选实施例中，配重片的形状还可以是如图8所示，配重片为从上至下外形逐渐增大的形式，有利于握杆稳定。采用此种结构的配重片，可以将距离传感器101设置在外形较大的一端的下部。
另外，本发明不排除使用永磁体来替代第一电磁线圈和/或第二电磁线圈。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用陀螺仪的健身装置，其特征在于，包括：
握杆；
配重片，安装在握杆上；
至少两根立柱，在每根立柱上设置有供握杆沿立柱长度方向滑动的滑槽，并且，在每一立柱内设置有第一陀螺仪，使得立柱保持竖立状态。
2.根据权利要求1所述的采用陀螺仪的健身装置，还设置有地垫，其中，在所述地垫内设置有第二电磁线圈，在所述配重片内设置有第一电磁线圈，第一电磁线圈、第二电磁线圈通电使得握杆与地垫之间产生竖立方向的电磁作用力。
3.根据权利要求2所述的采用陀螺仪的健身装置，其中，在所述配重片内设置有第二陀螺仪，所述第一电磁线圈安装在第二陀螺仪上，使得第一电磁线圈的磁极始终朝向竖立方向。
4.根据权利要求2所述的采用陀螺仪的健身装置，其中，还包括控制单元，所述控制单元与第一电磁线圈和/或第二电磁线圈连接，通过控制第一电磁线圈和/或第二电磁线圈的电流控制握杆与地垫之间的电磁作用力。
5.根据权利要求2所述的采用陀螺仪的健身装置，其中，第一电磁线圈、第二电磁线圈以相反的磁极彼此面对。
6.根据权利要求1所述的采用陀螺仪的健身装置，其中，配重片位于握杆的靠近两端的位置。
7.根据权利要求2所述的采用陀螺仪的健身装置，其中，在握杆上设置有安全开关，所述安全开关控制第一电磁线圈的电路通断，
当安全开关处于按压状态，第一电磁线圈通电，当安全开关脱离按压状态，第一电磁线圈断电或电流反向。
8.根据权利要求2所述的采用陀螺仪的健身装置，其中，还包括用于检测握杆与地垫之间距离的距离传感器，距离传感器与控制单元连接，当距离传感器检测到的握杆与地垫之间的距离小于安全距离，控制单元控制第二电磁线圈断电或电流反向。
9.根据权利要求1所述的采用陀螺仪的健身装置，其中，地垫上设置有供踩踏用的木框。
10.根据权利要求8所述的采用陀螺仪的健身装置，其中，所述距离传感器是红外线传感器或超声波传感器。
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