CN108969962A - 一种通过电磁感应限速的跳绳手柄及其限速方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过电磁感应限速的跳绳手柄及其限速方法，其中跳绳手柄包括：手柄本体、磁流变液、励磁线圈、转轴、电池和开关机构，磁流变液填充于手柄本体内部，励磁线圈设置于手柄本体内部，转轴转动设置于手柄本体上，磁流变液处于转轴的周向位置，转轴的底端设置有导电体，开关机构设置于手柄本体上；励磁线圈、电池、开关机构和导电体构成一能产生磁场的回路，操作开关机构可使开关机构处于能接触到导电体的位置，以导通回路。本发明中回路导通后，励磁线圈通电，能够产生磁场，作用于磁流变液，磁流变液呈现出高粘度、低流动性的特性，以对转轴进行限速，回路断开后，则限速效果消失，结构巧妙，限速方便。

Description

一种通过电磁感应限速的跳绳手柄及其限速方法

技术领域

本发明涉及跳绳工具技术领域，具体为一种通过电磁感应限速的跳绳手柄及其限速方法。

背景技术

磁流变液是1948年由RabinowJ发明的一种新型可控智能材料，其主要由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成。磁流变液在磁场作用下可在瞬间(毫秒级时间内)由流体状态变为具有一定剪切屈服强度的塑性固体，而磁场一旦撤消，磁流变液又能迅速恢复到流体状态，其流变过程反应迅速、效果显著、能耗低、温度适应性强；其在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的宾汉流体(Bingham体)特性。

传统的跳绳手柄是将跳绳固定在跳绳手柄的一端，一般采用较软的绳子，以减小跳绳在翻动时与跳绳手柄之间产生的扭力；若采用较硬的跳绳，跳绳手柄需要设置转轴，跳绳则固定在转轴上，但采用较硬的跳绳一般跳绳手柄难以控制旋转速度，对于初学者会有一定难度。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种通过电磁感应限速的跳绳手柄及其限速方法，结构简单巧妙，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种通过电磁感应限速的跳绳手柄，包括：手柄本体、磁流变液、励磁线圈、转轴、电池和开关机构，所述磁流变液填充于手柄本体内部，所述励磁线圈设置于手柄本体内部，所述转轴转动设置于手柄本体上，所述磁流变液处于转轴的周向位置，转轴的底端设置有导电体，所述开关机构设置于手柄本体上；所述励磁线圈、电池、开关机构和导电体构成一能产生磁场的回路，操作所述开关机构可使开关机构处于能接触到导电体的位置，以导通所述回路。

通过采用上述技术方案，回路导通后，励磁线圈通电，能够产生磁场，作用于磁流变液，磁流变液呈现出高粘度、低流动性的宾汉流体特性，以对转轴进行限速，回路断开后，则限速效果消失，快捷方便，结构巧妙。

作为本发明一种优选的技术方案，所述转轴上设置有转盘，所述转盘处于所述磁流变液之中，所述转盘上设置有若干通孔。通过采用上述技术方案，转盘的设置，有利于增大其与磁流变液的接触面积，从而增强限速效果。

作为本发明一种优选的技术方案，所述导电体包括一导电短片，所述导电短片处于转轴的圆周表面，导电短片的长度小于转轴的横截面的圆周周长。通过采用上述技术方案，导电短片的结构设置，有利于周期性地将开关机构进行导通，即周期性地对回路进行连通或断开，从而有利于周期性地限速或计数。

作为本发明一种优选的技术方案，所述导电体还包括一导电铁圈，所述导电铁圈处于转轴的圆周表面。通过采用上述技术方案，导电铁圈的设置，使得限速持续进行，转轴的限速多了一种选择，丰富用户需求，且导电铁圈可处于导电短片的上方或下方位置，结构布局方便。在其他方案中，可在转轴上设置多个长短不一的导电短片或多个导电铁圈，以对转轴进行不同程度或周期的限速。

作为本发明一种优选的技术方案，所述开关机构包括套筒和推块，所述套筒活动设置于手柄本体内，套筒的内壁上固定有第一导电触点和第二导电触点，第一导电触点通过导线依次连接电池、励磁线圈和第二导电触点，所述推块的内端固定连接于套筒上，推块的外端伸出于手柄本体，推动推块可使套筒在手柄本体内移动，使套筒处在转轴外周，并可使第一导电触点和第二导电触点处于能接触到导电短片或导电铁圈的位置。通过采用上述技术方案，开关机构的具体结构，可使得转轴的限速功能随时能启动或关闭，结构合理巧妙。

作为本发明一种优选的技术方案，所述手柄本体包括壳体和握把，磁流变液填充于壳体的内部靠上位置，壳体的内部靠下位置设有用于安装励磁线圈的容置腔；握把固定连接于壳体的底部，转轴的下端穿入握把内部。通过采用上述技术方案，手柄本体的具体结构，有利于转轴的布局设置，有利于磁流变液的填充及励磁线圈的安装固定，便于磁场产生后对磁流变液进行可靠影响。

作为本发明一种优选的技术方案，所述壳体的上部螺纹连接有盖板，所述转轴与盖板之间以及转轴与壳体之间均通过防水轴承转动连接。通过采用上述技术方案，盖板及轴承的设置，有利于整体结构的稳定，使转轴转动更平稳。

作为本发明一种优选的技术方案，转轴露出于手柄本体的端部连接有绳子，绳子的另一端连接有另一个手柄本体，绳子与转轴的连接处通过一顶紧螺栓固定。通过采用上述技术方案，两个手柄本体及绳子可构成一个跳绳，各手柄本体内部的结构及部件可一致，两个手柄本体均可对绳子进行限速，安全方便。

一种通过电磁感应限速的跳绳手柄的限速方法，采用上述方案所述的一种通过电磁感应限速的跳绳手柄，所述开关机构包括套筒和推块，所述套筒活动设置于手柄本体内，套筒的内壁上固定有第一导电触点和第二导电触点，第一导电触点通过导线依次连接电池、励磁线圈和第二导电触点，所述推块的内端固定连接于套筒上，推块的外端伸出于手柄本体，推动推块可使套筒在手柄本体内移动，使套筒处在转轴外周，并可使第一导电触点和第二导电触点处于能接触到导电短片或导电铁圈的位置；

包括如下步骤：

A.推动推块，使套筒在手柄本体内移动，套筒套入转轴的外围，第一导电触点和第二导电触点处于能接触到导电短片的位置，跳绳时，转轴转动，导电短片随转轴一起转动，导电短片接触第一导电触点与第二导电触点，将回路连通，励磁线圈通电，产生感应磁场，磁流变液瞬间变得粘稠，增大转盘或转轴与磁流变液之间的摩擦力，以对转轴进行限速；

B.导电短片转动过程中，当导电短片仅与第一导电触点或第二导电触点接触时，回路断开，励磁线圈断电，感应磁场消失，磁流变液恢复至初始状态，转轴正常转动；

C.转轴转动的过程中，磁流变液对转轴进行周期性限速，，以提醒使用者进行计数。通过采用上述技术方案，导电短片的设置，使得磁流变液对转轴进行周期性地限速，有利于跳绳的操控，也便于计数，提高便捷性和娱乐性。

作为本发明一种优选的技术方案，导电体还包括一导电铁圈，导电铁圈处于转轴的圆周表面；

推动推块，使套筒在手柄本体内移动，套筒套入转轴的外围，第一导电触点和第二导电触点处于能接触到导电铁圈的位置，导电铁圈接触第一导电触点与第二导电触点，将回路连通，励磁线圈通电，产生感应磁场，磁流变液瞬间变得粘稠，增大转盘或转轴与磁流变液之间的摩擦力，以对转轴持续进行限速。通过采用上述技术方案，导电铁圈为完整的圆周，对第一导电触点及第二导电触点持续进行接触，从而可使磁流变液持续对转轴进行限速。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构巧妙，设置合理，将励磁线圈及磁流变液集合于手柄本体内，利用励磁线圈通电生磁，并利用磁流变液在磁场中改变性能的特征，对转轴进行限速控制，安全可靠，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明手柄的正剖视图；

图3为本发明图2一状态的示意图；

图4为本发明图2另一状态的示意图；

图5为本发明电池、励磁线圈、第一导电触点、以及第二导电触点的电连接示意图；

图中：1-一号手柄，2-二号手柄，3-绳子，4-转轴，5-顶紧螺栓，6-盖板，7-转盘，8-防水轴承，9-壳体，10-磁流变液，11-容置腔，12-励磁线圈，13-电池，14-握把，15-套筒，16-第一导电触点，17-第二导电触点，18-推块，19-导电短片，20-导电铁圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：

该发明手柄包括两个结构完全相同的一号手柄1和二号手柄2，两个手柄通过绳子3连接(请参阅图1)。

其中，一号手柄1、二号手柄2均为一种通过电磁感应限速的跳绳手柄，包括：手柄本体、磁流变液10、励磁线圈12、转轴4、电池13和开关机构，磁流变液10填充于手柄本体内部，励磁线圈12设置于手柄本体内部，转轴4转动设置于手柄本体上，磁流变液10处于转轴4的周向位置，转轴4的底端设置有导电体，开关机构设置于手柄本体上；励磁线圈12、电池13、开关机构和导电体构成一能产生磁场的回路(请参阅图5)，操作开关机构可使开关机构处于能接触到导电体的位置，以导通回路。

开关机构包括套筒15和推块18，套筒15活动设置于手柄本体内，套筒15的内壁上固定有第一导电触点16和第二导电触点17，第一导电触点16通过导线依次连接电池13、励磁线圈12和第二导电触点17，推块18的内端固定连接于套筒15上，推块18的外端伸出于手柄本体，推动推块18可使套筒15在手柄本体内移动，使套筒15处在转轴14外周，并可使第一导电触点16和第二导电触点17处于能接触到导电短片19或导电铁圈20的位置(请参阅图3及图4)。

转轴4上设置有转盘7，转盘7处于磁流变液10之中，所述转盘7上设置有若干通孔。

导电体包括一导电短片19，导电短片19处于转轴4的圆周表面，导电短片19的长度小于转轴4的横截面的圆周周长。导电体还包括一导电铁圈20，导电铁圈20处于转轴4的圆周表面。

请参阅图2，手柄本体包括壳体9和握把14，磁流变液10填充于壳体9的内部靠上位置，壳体9的内部靠下位置设有用于安装励磁线圈12的容置腔11；握把14固定连接于壳体9的底部，转轴4的下端穿入握把14内部。

壳体9的上部螺纹连接有盖板6，转轴4与盖板6之间以及转轴4与壳体9之间均通过防水轴承8转动连接。

更为具体地，绳子3的端部穿过转轴4上的穿绳孔，并通过顶紧螺栓5固定，转盘7套设固定在转轴4上，盖板6通过螺纹固定连接在壳体9的上方，在壳体9的内部充填有磁流变液10，壳体9的下方设有容置腔11，在容置腔11内固定有励磁线圈12，转轴4的下端穿入握把14内部，转轴4与盖板6以及壳体9之间通过防水轴承8转动连接。

在转轴4的底端由上而下依次设有导电铁圈20和导电短片19，在握把14的内部滑动设有套筒15，在套筒15的内壁上固定有第一导电触点16和第二导电触点17，套筒15与握把14的内壁之间为过度配合或过盈配合，通过推块18能够推动套筒15在握把14内部滑动，而不对推块18施以作用力时，套筒15则不移动。

第一导电触点16通过导线依次连接有电池13、励磁线圈12和第二导电触点17，第一导电触点16与第二导电触点17之间不连通。

当套筒15位于最下方时，励磁线圈12不通电，无法产生感应磁场，磁流变液10不会对转盘7进行限速。

通过推块18向上推动套筒15，使第一导电触点16与第二导电触点17的高度与导电短片19相适应，转轴4在转动时，导电短片19能够在一段时间内将第一导电触点16与第二导电触点17连通，在连通的这段时间内，励磁线圈12通电，产生感应磁场，磁流变液10瞬间变得粘稠，从而在短时间内对转盘7进行限速，在高速旋转调整过程中，突然对转盘7进行限速，这样提醒使用者进行一次计数。

当继续推动套筒15向上，使第一导电触点16与第二导电触点17的高度与导电铁圈20相适应，第一导电触点16与第二导电触点17能够一直连通，励磁线圈12通电，产生感应磁场，磁流变液10瞬间变得粘稠，从而能一直对转盘7进行限速。

在其他实施例中，导电短片19的个数可根据实际需要进行选择，其长短可不同，从而对转轴进行不同程度不同周期的限速。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通过电磁感应限速的跳绳手柄，其特征在于，包括：手柄本体、磁流变液(10)、励磁线圈(12)、转轴(4)、电池(13)和开关机构，所述磁流变液(10)填充于手柄本体内部，所述励磁线圈(12)设置于手柄本体内部，所述转轴(4)转动设置于手柄本体上，所述磁流变液(10)处于转轴(4)的周向位置，转轴(4)的底端设置有导电体，所述开关机构设置于手柄本体上；所述励磁线圈(12)、电池(13)、开关机构和导电体构成一能产生磁场的回路，操作所述开关机构可使开关机构处于能接触到导电体的位置，以导通所述回路。

2.根据权利要求1所述的一种通过电磁感应限速的跳绳手柄，其特征在于，所述转轴(4)上设置有转盘(7)，所述转盘(7)处于所述磁流变液(10)之中，所述转盘(7)上设置有若干通孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种通过电磁感应限速的跳绳手柄，其特征在于，所述导电体包括一导电短片(19)，所述导电短片(19)处于转轴(4)的圆周表面，导电短片(19)的长度小于转轴(4)的横截面的圆周周长。

4.根据权利要求3所述的一种通过电磁感应限速的跳绳手柄，其特征在于，所述导电体还包括一导电铁圈(20)，所述导电铁圈(20)处于转轴(4)的圆周表面。

5.根据权利要求4所述的一种通过电磁感应限速的跳绳手柄，其特征在于，所述开关机构包括套筒(15)和推块(18)，所述套筒(15)活动设置于手柄本体内，套筒(15)的内壁上固定有第一导电触点(16)和第二导电触点(17)，第一导电触点(16)通过导线依次连接电池(13)、励磁线圈(12)和第二导电触点(17)，所述推块(18)的内端固定连接于套筒(15)上，推块(18)的外端伸出于手柄本体，推动推块(18)可使套筒(15)在手柄本体内移动，使套筒(15)处在转轴(14)外周，并可使第一导电触点(16)和第二导电触点(17)处于能接触到导电短片(19)或导电铁圈(20)的位置。

6.根据权利要求1所述的一种通过电磁感应限速的跳绳手柄，其特征在于，所述手柄本体包括壳体(9)和握把(14)，磁流变液(10)填充于壳体(9)的内部靠上位置，壳体(9)的内部靠下位置设有用于安装励磁线圈(12)的容置腔(11)；握把(14)固定连接于壳体(9)的底部，转轴(4)的下端穿入握把(14)内部。

7.根据权利要求6所述的一种通过电磁感应限速的跳绳手柄，其特征在于，所述壳体(9)的上部螺纹连接有盖板(6)，所述转轴(4)与盖板(6)之间以及转轴(4)与壳体(9)之间均通过防水轴承(8)转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种通过电磁感应限速的跳绳手柄，其特征在于，转轴(4)露出于手柄本体的端部连接有绳子(3)，绳子(3)的另一端连接有另一个手柄本体，绳子(3)与转轴(4)的连接处通过一顶紧螺栓(5)固定。

9.根据权利要求3所述一种通过电磁感应限速的跳绳手柄的限速方法，其特征在于，包括如下步骤：

所述开关机构包括套筒(15)和推块(18)，所述套筒(15)活动设置于手柄本体内，套筒(15)的内壁上固定有第一导电触点(16)和第二导电触点(17)，第一导电触点(16)通过导线依次连接电池(13)、励磁线圈(12)和第二导电触点(17)，所述推块(18)的内端固定连接于套筒(15)上，推块(18)的外端伸出于手柄本体，推动推块(18)可使套筒(15)在手柄本体内移动，使套筒(15)处在转轴(14)外周，并可使第一导电触点(16)和第二导电触点(17)处于能接触到导电短片(19)或导电铁圈(20)的位置；

A.推动推块(18)，使套筒(15)在手柄本体内移动，套筒(15)套入转轴(14)的外围，第一导电触点(16)和第二导电触点(17)处于能接触到导电短片(19)的位置，跳绳时，转轴(4)转动，导电短片(19)随转轴(4)一起转动，导电短片(19)接触第一导电触点(16)与第二导电触点(17)，将回路连通，励磁线圈(12)通电，产生感应磁场，磁流变液(10)瞬间变得粘稠，增大转盘(7)或转轴(4)与磁流变液(10)之间的摩擦力，以对转轴(4)进行限速；

B.导电短片(19)转动过程中，当导电短片(19)仅与第一导电触点(16)或第二导电触点(17)接触时，回路断开，励磁线圈(12)断电，感应磁场消失，磁流变液(10)恢复至初始状态，转轴(4)正常转动；

C.转轴(4)转动的过程中，磁流变液(10)对转轴(4)进行周期性限速，以提醒使用者进行计数。

10.根据权利要求9所述的一种通过电磁感应限速的跳绳手柄的限速方法，其特征在于，导电体还包括一导电铁圈(20)，导电铁圈(20)处于转轴(4)的圆周表面；

推动推块(18)，使套筒(15)在手柄本体内移动，套筒(15)套入转轴(14)的外围，第一导电触点(16)和第二导电触点(17)处于能接触到导电铁圈(20)的位置，导电铁圈(20)接触第一导电触点(16)与第二导电触点(17)，将回路连通，励磁线圈(12)通电，产生感应磁场，磁流变液(10)瞬间变得粘稠，增大转盘(7)或转轴(4)与磁流变液(10)之间的摩擦力，以对转轴(4)持续进行限速。