CN109011405A - 一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置。常规的手臂锻炼器械需要使用者具有健康的手臂功能，不适用于手臂功能缺失患者。本发明包括机架、前置辅动机构、切换转轴、切换电机、手柄组件、直行辅动机构、圆行辅动机构、类摆线辅动机构和波浪形手动机构。前置辅动机构包括第一前置滑轨、第二前置滑轨、第一前置滑块、第二前置滑块和前置驱动件。手柄组件包括基座和握柄。类摆线辅动机构包括第三切换基板、第三过渡滑轨、太阳齿轮、行星齿轮、行星架、类摆线驱动电机、护手架、第三连接架、第二电磁推杆和类摆线电磁铁。本发明通过切换转轴进行切换，能够为锻炼者进行四种不同轨迹的手部锻炼，使得手部锻炼更加丰富。
Description
技术领域
本发明属于辅助锻炼器械技术领域，具体涉及一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置。
背景技术
对于一些手臂功能缺失、特别是脑中风后遗症的患者来说，手臂长期处于痉挛蜷缩的状态，如不能及时治疗康复，将导致患肢痉挛、肌肉萎缩、功能完全丧失。常规的手臂锻炼器械需要锻炼者具有健康的手臂功能，不适用于此类患者。因此，医护人员需要经常为手臂功能缺失患者进行辅助锻炼，这一过程大大增大了医护人员的工作量，降低了医疗效率。因此，设计一种能够辅助手臂功能缺失患者进行手臂锻炼的装置十分重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置。
本发明包括机架、前置辅动机构、切换转轴、切换电机、手柄组件、直行辅动机构、圆行辅动机构、类摆线辅动机构和波浪形手动机构。所述的前置辅动机构包括第一前置滑轨、第二前置滑轨、第一前置滑块、第二前置滑块和前置驱动件。互相对称的第一前置滑轨、第二前置滑轨固定在机架的顶部。所述的第一前置滑块、第二前置滑块与第一前置滑轨、第二前置滑轨分别构成滑动副。第一前置滑块及第二前置滑块的顶面上均固定有前置电磁铁。第一前置滑块及第二前置滑块均由前置驱动件驱动。
所述的切换转轴支承的机架上，并由切换电机驱动。所述切换转轴的轴线与第一前置滑轨、第二前置滑轨的对称面垂直。所述手柄组件包括基座和握柄。基座上设置有两个被吸面。两个被吸面分别位于基座的两侧。握柄的底端与基座构成转动副。
所述的直行辅动机构包括第一切换基板、第一过渡滑轨、直行滑轨、直行滑块、直行连接架、直行电磁铁和直行驱动件。所述的第一切换基板的内侧边缘与切换转轴的侧面固定。两根第一过渡滑轨均固定在第一切换基板的外侧边缘上。第一切换基板呈水平且位于切换转轴与前置辅动机构之间的状态下，两根第一过渡滑轨的内端与第一前置滑轨、第二前置滑轨的外端分别对齐。
所述的直行滑轨固定在第一切换基板的工作侧面上。直行滑轨的轴线方向垂直于第一前置滑轨与第二前置滑轨的对称面。直行滑块与直行滑轨构成滑动副。直行滑块由直行驱动件驱动。直行连接架的内端固定在直行滑块上，外端固定有直行电磁铁。直行电磁铁在第一切换基板工作侧面上的投影位于第一切换基板的外侧边缘处。
所述的圆行辅动机构包括第二切换基板、第二过渡滑轨、动力杆、圆行电磁铁、第一电磁推杆和圆行驱动电机。所述的第二切换基板的内侧边缘与切换转轴的侧面固定。两根第二过渡滑轨均固定在第二切换基板工作侧面的外侧边缘上。第二切换基板呈水平且位于切换转轴与前置辅动机构之间的状态下，两根第二过渡滑轨的内端与第一前置滑轨、第二前置滑轨的外端分别对齐。
所述动力杆的内端与第二切换基板铰接，并由圆行驱动电机驱动。动力杆的外端固定有第一电磁推杆。第一电磁推杆的推出杆朝向远离动力杆内端的方向。第一电磁推杆的推出杆上固定有圆行电磁铁。
所述的类摆线辅动机构包括第三切换基板、第三过渡滑轨、太阳齿轮、行星齿轮、行星架、类摆线驱动电机、护手架、类摆线连接架、第二电磁推杆和类摆线电磁铁。所述的第三切换基板的内侧边缘与切换转轴的侧面固定。两根第三过渡滑轨均固定在第三切换基板工作侧面的外侧边缘上。第三切换基板呈水平且位于切换转轴与前置辅动机构之间的状态下，两根第三过渡滑轨的内端与第一前置滑轨、第二前置滑轨的外端分别对齐。
所述的太阳齿轮间隔固定在第三切换基板工作侧面上。第三切换基板的外侧边缘与护手架固定。所述行星架的内端与第三切换基板铰接，外端与行星齿轮的中心位置构成转动副。行星架由类摆线电机驱动。行星架、第三切换基板的铰接轴轴线与太阳齿轮的轴线重合。行星齿轮与太阳齿轮啮合。行星齿轮与太阳齿轮的分度圆直径之比为1:3n，n等于1或2。
所述类摆线连接架的内端固定在行星齿轮上，外端固定有第二电磁推杆。所述第二电磁推杆的推出杆上固定有类摆线电磁铁。行星齿轮轴线与太阳齿轮轴线所成平面平行于切换转轴轴线的状态下，第二电磁推杆的推出杆朝向背离太阳齿轮的方向。
所述的波浪形手动机构包括第四切换基板、第四过渡滑轨、波浪滑架组件、波浪连接架和波浪电磁铁。所述第四切换基板的内侧边缘与切换转轴的侧面固定。两根第四过渡滑轨均固定在第四切换基板工作侧面的外侧边缘上。第四切换基板呈水平且位于切换转轴与前置辅动机构之间的状态下，两根第四过渡滑轨的内端与第一前置滑轨、第二前置滑轨的外端分别对齐。
所述的波浪滑架组件包括波浪底板、横向光轴、横向滑块、纵向光轴、纵向滑块和滚轮。所述的波浪底板固定在第四切换基板的工作侧面上。所述波浪底板的外侧面上开设有波浪形滑槽。两根横向光轴分别固定在波浪底板的两侧边缘。两个横向滑块与两根横向光轴分别构成滑动副。所述纵向光轴的两端与两个横向滑块分别固定。所述的纵向滑块与纵向光轴构成滑动副。纵向滑块上支承有滚轮。滚轮位于波浪形滑槽内。波浪连接架的内端与纵向滑块固定，外端固定有波浪电磁铁。
第一切换基板、第二切换基板、第三切换基板、第四切换基板沿切换转轴的周向均布。
进一步地，所述的动力杆与第二切换基板的铰接轴轴线位于两根第二过渡滑轨的正中位置。圆行驱动电机固定在第二切换基板上。圆行驱动电机的输出轴与动力杆的内端固定。所述太阳齿轮的轴线位于两个第三过渡滑轨的正中位置。
进一步地，所述的前置驱动件包括驱动滑架、驱动滑块、驱动丝杠、驱动连杆和前置驱动电机。所述的驱动滑架与机架固定。所述的驱动丝杠支承在驱动滑架上，驱动滑块与驱动滑架构成滑动副，并与驱动丝杠构成螺旋副。前置驱动电机固定驱动滑架上。前置驱动电机的输出轴与驱动丝杠的一端构成螺旋副。两根驱动连杆的一端均与驱动滑块构成球面副，另一端与第一前置滑块、第二前置滑块分别构成球面副。两根驱动连杆的对称面与第一前置滑轨、第二前置滑轨的对称面重合。
进一步地，所述的切换电机固定在机架上。所述切换电机的输出轴与切换转轴的一端固定。
进一步地，所述的直行驱动件包括直行电机和直行丝杠。所述的直行丝杠支承在直行滑轨上。直行滑块与直行丝杠构成螺旋副。直行电机固定在直行滑轨上。直行电机的输出轴与直行丝杠构成螺旋副。
进一步地，初始状态下，手柄组件内的基座被吸面与切换转轴的轴线垂直。第一前置滑块、第二前置滑块分别位于第一前置滑轨、第二前置滑轨的内端；所述手柄组件内基座的底面吸合在第一前置滑块上。
进一步地，两根第一过渡滑轨关于第一前置滑轨与第二前置滑轨的对称面对称。两根第二过渡滑轨关于第一前置滑轨与第二前置滑轨的对称面对称。两根第三过渡滑轨关于第一前置滑轨与第二前置滑轨的对称面对称。两根第四过渡滑轨关于第一前置滑轨与第二前置滑轨的对称面对称。
进一步地，所述第二电磁推杆的推出杆轴线平行于第三切换基板的工作侧面，且与行星齿轮的轴线垂直相交。
进一步地，所述第一前置滑轨的轴线与第二前置滑轨的轴线与对称面的夹角均为60°。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明通过切换转轴进行切换，能够为锻炼者进行四种不同轨迹的手部锻炼，使得手部锻炼更加丰富。
2、本发明既有为锻炼者提供辅助动力的锻炼方式，又有锻炼者自行发力运动的锻炼方式，能够适应不同需要的锻炼者，并能够适应手部受伤者康复过程中不同阶段的需求。
3、本发明中类摆线辅动机构通过行星轮系，为锻炼者提供了自转与公转结合的运动轨迹，相比于常规轨迹更加复杂和具有趣味性。
附图说明
图1为本发明在直行辅动机构工作过程中的整体结构示意图；
图2为本发明中前置辅动机构的结构示意图；
图3为本发明中直行辅动机构的俯视示意图；
图4为本发明在圆行辅动机构工作过程中的整体结构示意图；
图5为本发明中圆行辅动机构的俯视示意图；
图6为本发明在类摆线辅动机构工作过程中的整体结构示意图；
图7为本发明中类摆线辅动机构的俯视示意图；
图8为本发明在波浪形手动机构工作过程中的整体结构示意图；
图9为本发明中波浪形手动机构的俯视示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、4、6和8所示，一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置，包括机架1、前置辅动机构2、切换转轴3、切换电机4、手柄组件5、直行辅动机构6、圆行辅动机构7、类摆线辅动机构8和波浪形手动机构9。
如图1和2所示，前置辅动机构2包括辅动架、第一前置滑轨2-1、第二前置滑轨2-2、第一前置滑块2-3、第二前置滑块2-4和前置驱动件。辅动架的底部与机架1固定。水平设置的第一前置滑轨2-1、第二前置滑轨2-2对中固定在辅动架的顶部。第一前置滑轨2-1的轴线与第二前置滑轨2-2的轴线与对称面的夹角均为60°(即两者成120°角设置)。第一前置滑块2-3、第二前置滑块2-4与第一前置滑轨2-1、第二前置滑轨2-2分别构成滑动副。第一前置滑块2-3及第二前置滑块2-4的顶面上均固定有前置电磁铁。前置驱动件包括驱动滑架2-5、驱动滑块2-6、驱动丝杠2-7、驱动连杆2-8和前置驱动电机2-9。竖直设置的驱动滑架2-5与机架1固定。竖直设置的驱动丝杠2-7支承在驱动滑架2-5上，驱动滑块2-6与驱动滑架2-5构成滑动副，并与驱动丝杠2-7构成螺旋副。前置驱动电机2-9固定驱动滑架2-5上。前置驱动电机2-9的输出轴与驱动丝杠2-7的一端构成螺旋副。两根驱动连杆2-8的一端均与驱动滑块2-6构成球面副，另一端与第一前置滑块2-3、第二前置滑块2-4分别构成球面副。两根驱动连杆2-8的对称面与第一前置滑轨2-1、第二前置滑轨2-2的对称面重合。
水平设置的切换转轴3支承的机架1上。切换转轴3的轴线与第一前置滑轨2-1、第二前置滑轨2-2的对称面垂直。切换电机4固定在机架1上。切换电机4的输出轴与切换转轴3的一端固定。手柄组件5包括基座5-1和握柄5-2。基座5-1上设置有两个被吸面。两个被吸面分别位于基座5-1的两侧，且均与切换转轴3的轴线垂直。握柄5-2的底端与基座5-1构成转动副，顶端设置有握持球。
如图1和3所示，直行辅动机构6包括第一切换基板6-1、第一过渡滑轨6-2、直行滑轨6-3、直行滑块6-4、直行连接架6-5、直行电磁铁6-6和直行驱动件。第一切换基板6-1的内侧边缘与切换转轴3的侧面固定。两根第一过渡滑轨6-2均固定在第一切换基板6-1工作侧面的外侧边缘上。两根第一过渡滑轨6-2关于第一前置滑轨2-1与第二前置滑轨2-2的对称面对称。第一切换基板6-1呈水平且位于切换转轴3与前置辅动机构2之间的状态下，第一切换基板6-1的工作侧面朝向正上方，两根第一过渡滑轨6-2的内端与第一前置滑轨2-1、第二前置滑轨2-2的外端分别对齐，此时，第一前置滑块2-3、第二前置滑块2-4能够从第一前置滑轨2-1、第二前置滑轨2-2分别滑动至两根第一过渡滑轨6-2。
直行滑轨6-3固定在第一切换基板6-1的工作侧面上。直行滑轨6-3的轴线方向垂直于第一前置滑轨2-1与第二前置滑轨2-2的对称面。直行滑块6-4与直行滑轨6-3构成滑动副。直行连接架6-5的内端固定在直行滑块6-4上，外端固定有直行电磁铁6-6。直行电磁铁6-6在第一切换基板工作侧面上的投影位于第一切换基板的外侧边缘处。即直行电磁铁6-6的运动轨迹在第一切换基板工作侧面上投影经过第一过渡滑轨6-2的工作侧面上的投影。直行驱动件包括直行电机6-7和直行丝杠6-8。直行丝杠6-8支承在直行滑轨6-3上。直行滑块6-4与直行丝杠6-8构成螺旋副。直行电机6-7固定在直行滑轨6-3上。直行电机6-7的输出轴与直行丝杠6-8构成螺旋副。当两个第一过渡滑轨6-2均位于直行电磁铁6-6具有吸力面的一侧，且直行电磁铁6-6靠近其中一个第一过渡滑轨6-2时，手柄能够随第一前置滑块2-3移动至与直行电磁铁6-6接触。
如图4和5所示，圆行辅动机构7包括第二切换基板7-1、第二过渡滑轨7-2、动力杆7-3、圆行电磁铁7-4、第一电磁推杆7-5和圆行驱动电机。第二切换基板7-1的内侧边缘与切换转轴3的侧面固定。两根第二过渡滑轨7-2均固定在第二切换基板7-1工作侧面的外侧边缘上。两根第二过渡滑轨7-2关于第一前置滑轨2-1与第二前置滑轨2-2的对称面对称。第二切换基板7-1呈水平且位于切换转轴3与前置辅动机构2之间的状态下，第二切换基板7-1的工作侧面朝向正上方，两根第二过渡滑轨7-2的内端与第一前置滑轨2-1、第二前置滑轨2-2的外端分别对齐。
动力杆7-3的内端与第二切换基板7-1铰接。动力杆7-3的外端固定有第一电磁推杆7-5(即推拉式电磁铁)。第一电磁推杆7-5的推出杆朝向远离动力杆7-3内端的方向，且轴线与动力杆7-3的中心轴线在同一竖直平面内。第一电磁推杆7-5的推出杆上固定有圆行电磁铁7-4。动力杆7-3与第二切换基板7-1的铰接轴轴线位于两根第二过渡滑轨7-2的正中位置。圆行驱动电机固定在第二切换基板7-1上。圆行驱动电机的输出轴与动力杆7-3的内端固定。
如图6和7所示，类摆线辅动机构8包括第三切换基板8-1、第三过渡滑轨8-2、太阳齿轮8-3、行星齿轮8-4、行星架、类摆线驱动电机、护手架8-5、类摆线连接架8-6、第二电磁推杆8-7和类摆线电磁铁8-8。第三切换基板8-1的内侧边缘与切换转轴3的侧面固定。两根第三过渡滑轨8-2均固定在第三切换基板8-1工作侧面的外侧边缘上。两根第三过渡滑轨8-2关于第一前置滑轨2-1与第二前置滑轨2-2的对称面对称。第三切换基板8-1呈水平且位于切换转轴3与前置辅动机构2之间的状态下，第三切换基板8-1的工作侧面朝向正上方，两根第三过渡滑轨8-2的内端与第一前置滑轨2-1、第二前置滑轨2-2的外端分别对齐。
太阳齿轮8-3间隔固定在第三切换基板8-1工作侧面的外侧边缘。太阳齿轮8-3为不完全齿轮。太阳齿轮8-3的轴线与切换转轴3之间均有齿。第三切换基板8-1的外侧边缘与护手架8-5固定。护手架8-5环住太阳齿轮8-3远离切换转轴的部分，进而避免锻炼者的手臂因与齿轮触碰而受伤。太阳齿轮8-3的轴线位于两个第三过渡滑轨8-2的正中位置。位于第三切换基板8-1与太阳齿轮8-3之间的行星架的内端与第三切换基板8-1铰接，外端与行星齿轮8-4的中心位置构成转动副。行星架、第三切换基板8-1的铰接轴轴线与太阳齿轮8-3的轴线重合。行星齿轮8-4与太阳齿轮8-3啮合。行星齿轮8-4与太阳齿轮8-3的分度圆直径之比为1:3。类摆线驱动电机与第三切换基板8-1固定。类摆线驱动电机的输出轴与行星架内端固定。
类摆线连接架8-6的内端固定在行星齿轮8-4上，外端固定有第二电磁推杆8-7。第二电磁推杆8-7的推出杆上固定有类摆线电磁铁8-8。第二电磁推杆8-7的推出杆轴线平行于第三切换基板8-1的工作侧面，且与行星齿轮8-4的轴线垂直相交。
行星齿轮8-4轴线与太阳齿轮8-3轴线所成平面平行于切换转轴3轴线的状态下，第二电磁推杆8-7的推出杆朝向背离太阳齿轮8-3的方向，且轴线与太阳齿轮8-3的轴线垂直相交。
如图8和9所示，波浪形手动机构9包括第四切换基板9-1、第四过渡滑轨9-2、波浪滑架组件、波浪连接架9-3和波浪电磁铁9-4。第四切换基板9-1的内侧边缘与切换转轴3的侧面固定。两根第四过渡滑轨9-2均固定在第四切换基板9-1工作侧面的外侧边缘上。两根第四过渡滑轨9-2关于第一前置滑轨2-1与第二前置滑轨2-2的对称面对称。第四切换基板9-1呈水平且位于切换转轴3与前置辅动机构2之间的状态下，第四切换基板9-1的工作侧面朝向正上方，两根第四过渡滑轨9-2的内端与第一前置滑轨2-1、第二前置滑轨2-2的外端分别对齐。
波浪滑架组件包括波浪底板9-5、横向光轴9-6、横向滑块9-7、纵向光轴9-8、纵向滑块9-9和滚轮。波浪底板9-5固定在第四切换基板9-1的工作侧面上。波浪底板9-5的外侧面上开设有波浪形滑槽。两根与波浪底板9-5长度方向平行的横向光轴9-6分别固定在波浪底板9-5外侧面的两侧边缘。两个横向滑块9-7与两根横向光轴9-6分别构成滑动副。纵向光轴9-8的两端与两个横向滑块9-7分别固定。纵向滑块9-9与纵向光轴9-8构成滑动副。纵向滑块9-9的内侧面上支承有滚轮。滚轮位于波浪形滑槽内。滚轮的直径等于波浪形滑槽的槽宽。
波浪连接架9-3的内端固定在纵向滑块9-9的外侧面上，外端固定有波浪电磁铁9-4。
滚轮位于波浪形滑槽上靠近第一前置滑轨那端的状态下，波浪电磁铁9-4在第四切换基板工作侧面上的投影位于第四工作基板的外侧边缘处；波浪电磁铁9-4位于第一前置滑轨对应的第四过渡滑轨9-2上方的一侧，且波浪电磁铁9-4的吸力面朝向靠近第四过渡滑轨9-2的一侧。
第一切换基板6-1、第二切换基板7-1、第三切换基板8-1、第四切换基板9-1沿切换转轴3的周向均布。
初始状态下，手柄组件内的基座5-1被吸面与切换转轴3的轴线垂直。第一前置滑块2-3、第二前置滑块2-4分别位于第一前置滑轨2-1、第二前置滑轨2-2的内端(远离切换转轴3的那端)；手柄组件5内基座5-1的底面吸合在第一前置滑块2-3上。第一切换基板6-1的工作侧面朝向正上方，直行电磁铁6-6位于第一前置滑轨2-1上方的远离第二前置滑轨2-2的那一侧；且直行电磁铁6-6位于直行连接架6-5与第一前置滑轨2-1之间；当第一前置滑块2-3滑上对应第一过渡滑轨6-2时，第一前置滑块2-3上手柄组件5内的基座5-1将与直行电磁铁6-6的吸力面接触。
本发明的工作原理如下：
步骤一、锻炼者用手握住手柄组件5上的握持球。前置驱动电机2-9正转，使得第一前置滑块2-3滑上对应的第一过渡滑轨6-2上，手柄组件5内基座5-1的一个被吸面与直行电磁铁6-6接触，锻炼者的手掌随手柄组件5一同运动。
步骤二、直行电磁铁6-6通电，第一前置滑块2-3上的前置电磁铁断电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在直行电磁铁6-6上。之后，直行电机6-7正转，使得直行滑块6-4带动手柄组件5向第二前置滑块2-4滑动。
步骤三、手柄组件5内的基座5-1底面到达第二前置滑块2-4的正上方后，直行电机6-7停转，直行电磁铁6-6断电，第二前置滑块2-4上的前置电磁铁通电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在第二前置滑块2-4上。
步骤四、直行电机6-7反转，使得直行电磁铁6-6脱离手柄组件5在第二前置滑块2-4上的滑动路径。前置驱动电机2-9反转，使得第二前置滑块2-4滑动至第二前置滑轨2-2上的内端。
步骤五、前置驱动电机2-9正转，使得第二前置滑块2-4滑上对应的第二过渡滑轨7-2上。
步骤六、直行电机6-7正转，使得直行电磁铁6-6与手柄组件5内基座5-1接触。之后，直行电磁铁6-6通电，第二前置滑块2-4上的前置电磁铁断电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在直行电磁铁6-6上。
步骤七、直行电机6-7反转，使得直行滑块6-4带动手柄组件5向第一前置滑块2-3滑动。手柄组件5内的基座5-1底面到达第一前置滑块2-3的正上方后，直行电机6-7停转，直行电磁铁6-6断电，第一前置滑块2-3上的前置电磁铁通电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在第一前置滑块2-3上。
步骤八、前置驱动电机2-9反转，使得第一前置滑块2-3滑动至第一前置滑轨2-1上的内端。
步骤九、切换电机4正转，使得切换转轴3翻转至第二切换基板7-1的工作侧面朝向正上方。
步骤十、前置驱动电机2-9正转，使得第一前置滑块2-3滑上对应的第二过渡滑轨7-2上。
步骤十一、第一电磁推杆7-5通电推出，使得圆行电磁铁7-4与手柄组件5内基座5-1的一个被吸面接触。之后，圆行电磁铁7-4通电，第一前置滑块2-3上的前置电磁铁断电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在圆行电磁铁7-4上。
步骤十二、圆行驱动电机正转，使得动力杆7-3带动手柄组件5向第二前置滑块2-4翻转。
步骤十三、手柄组件5内的基座5-1底面到达第二前置滑块2-4的正上方后，圆行驱动电机停转，圆行电磁铁7-4断电，第二前置滑块2-4上的前置电磁铁通电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在第二前置滑块2-4上。
步骤十四、第一电磁推杆7-5通电断电缩回，前置驱动电机2-9反转，使得第二前置滑块2-4滑动至第二前置滑轨2-2上的内端。
步骤十五、前置驱动电机2-9正转，使得第二前置滑块2-4滑上对应的第二过渡滑轨7-2上。
步骤十六、第一电磁推杆7-5通电推出，使得圆行电磁铁7-4与手柄组件5内基座5-1的一个被吸面接触。之后，圆行电磁铁7-4通电，第二前置滑块2-4上的前置电磁铁断电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在圆行电磁铁7-4上。
步骤十七、圆行驱动电机反转，使得动力杆7-3带动手柄组件5向第一前置滑块2-3翻转。手柄组件5内的基座5-1底面到达第一前置滑块2-3的正上方后，圆行驱动电机停转，圆行电磁铁7-4断电，第一前置滑块2-3上的前置电磁铁通电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在第一前置滑块2-3上。
步骤十八、第一电磁推杆7-5通电断电缩回，前置驱动电机2-9反转，使得第一前置滑块2-3滑动至第一前置滑轨2-1上的内端。
步骤十九、切换电机4正转，使得切换转轴3翻转至第三切换基板8-1的工作侧面朝向正上方。
步骤二十、前置驱动电机2-9正转，使得第一前置滑块2-3滑上对应的第三过渡滑轨8-2上。
步骤二十一、第二电磁推杆8-7通电推出，使得类摆线电磁铁8-8与手柄组件5内基座5-1的一个被吸面接触。之后，类摆线电磁铁8-8通电，第一前置滑块2-3上的前置电磁铁断电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在类摆线电磁铁8-8上。
步骤二十二、类摆线驱动电机正转，使得手柄组件5带动锻炼者的手臂绕行星齿轮8-4轴线自转的同时绕太阳齿轮8-3公转。
步骤二十三、手柄组件5内的基座5-1底面到达第二前置滑块2-4的正上方后，类摆线驱动电机停转，类摆线电磁铁8-8断电，第二前置滑块2-4上的前置电磁铁通电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在第二前置滑块2-4上。
步骤二十四、第二电磁推杆8-7通电断电缩回，前置驱动电机2-9反转，使得第二前置滑块2-4滑动至第二前置滑轨2-2上的内端。
步骤二十五、前置驱动电机2-9正转，使得第二前置滑块2-4滑上对应的第二过渡滑轨7-2上。
步骤二十六、第二电磁推杆8-7通电推出，使得类摆线电磁铁8-8与手柄组件5内基座5-1的一个被吸面接触。之后，类摆线电磁铁8-8通电，第二前置滑块2-4上的前置电磁铁断电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在类摆线电磁铁8-8上。
步骤二十七、类摆线驱动电机反转，使得手柄组件5带动锻炼者的手臂绕行星齿轮8-4轴线自转的同时绕太阳齿轮8-3公转。手柄组件5内的基座5-1底面到达第一前置滑块2-3的正上方后，类摆线驱动电机停转，类摆线电磁铁8-8断电，第一前置滑块2-3上的前置电磁铁通电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在第一前置滑块2-3上。
步骤二十八、第二电磁推杆8-7通电断电缩回，前置驱动电机2-9反转，使得第一前置滑块2-3滑动至第一前置滑轨2-1上的内端。
步骤二十九、切换电机4正转，使得切换转轴3翻转至第四切换基板9-1的工作侧面朝向正上方。
步骤三十、前置驱动电机2-9正转，使得第一前置滑块2-3滑上对应的第四过渡滑轨9-2上。
步骤三十一、手柄组件5内基座5-1的一个被吸面与波浪电磁铁9-4接触后，前置驱动电机2-9停转。锻炼者用自身力量带动手柄组件5从波浪形滑槽的一端移动到另一端。
步骤三十二、锻炼者用自身力量带动手柄组件5沿波浪形滑槽移动到第一前置滑块2-3的正上方。之后，波浪电磁铁9-4断电，第一前置滑块2-3上的前置电磁铁通电，使得手柄组件5内基座5-1被吸合在第一前置滑块2-3上。
步骤三十三、前置驱动电机2-9反转，使得第一前置滑块2-3滑动至第一前置滑轨2-1上的内端。
步骤三十四、切换电机4正转，使得切换转轴3翻转至第一切换基板6-1的工作侧面朝向正上方。
Claims (9)
1.一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置，包括机架、前置辅动机构、切换转轴、切换电机、手柄组件、直行辅动机构、圆行辅动机构、类摆线辅动机构和波浪形手动机构；其特征在于：所述的前置辅动机构包括第一前置滑轨、第二前置滑轨、第一前置滑块、第二前置滑块和前置驱动件；互相对称的第一前置滑轨、第二前置滑轨固定在机架的顶部；所述的第一前置滑块、第二前置滑块与第一前置滑轨、第二前置滑轨分别构成滑动副；第一前置滑块及第二前置滑块的顶面上均固定有前置电磁铁；第一前置滑块及第二前置滑块均由前置驱动件驱动；
所述的切换转轴支承的机架上，并由切换电机驱动；所述切换转轴的轴线与第一前置滑轨、第二前置滑轨的对称面垂直；所述手柄组件包括基座和握柄；基座上设置有两个被吸面；两个被吸面分别位于基座的两侧；握柄的底端与基座构成转动副；
所述的直行辅动机构包括第一切换基板、第一过渡滑轨、直行滑轨、直行滑块、直行连接架、直行电磁铁和直行驱动件；所述的第一切换基板的内侧边缘与切换转轴的侧面固定；两根第一过渡滑轨均固定在第一切换基板的外侧边缘上；第一切换基板呈水平且位于切换转轴与前置辅动机构之间的状态下，两根第一过渡滑轨的内端与第一前置滑轨、第二前置滑轨的外端分别对齐；
所述的直行滑轨固定在第一切换基板的工作侧面上；直行滑轨的轴线方向垂直于第一前置滑轨与第二前置滑轨的对称面；直行滑块与直行滑轨构成滑动副；直行滑块由直行驱动件驱动；直行连接架的内端固定在直行滑块上，外端固定有直行电磁铁；直行电磁铁在第一切换基板工作侧面上的投影位于第一切换基板的外侧边缘处；
所述的圆行辅动机构包括第二切换基板、第二过渡滑轨、动力杆、圆行电磁铁、第一电磁推杆和圆行驱动电机；所述的第二切换基板的内侧边缘与切换转轴的侧面固定；两根第二过渡滑轨均固定在第二切换基板工作侧面的外侧边缘上；第二切换基板呈水平且位于切换转轴与前置辅动机构之间的状态下，两根第二过渡滑轨的内端与第一前置滑轨、第二前置滑轨的外端分别对齐；
所述动力杆的内端与第二切换基板铰接，并由圆行驱动电机驱动；动力杆的外端固定有第一电磁推杆；第一电磁推杆的推出杆朝向远离动力杆内端的方向；第一电磁推杆的推出杆上固定有圆行电磁铁；
所述的类摆线辅动机构包括第三切换基板、第三过渡滑轨、太阳齿轮、行星齿轮、行星架、类摆线驱动电机、护手架、类摆线连接架、第二电磁推杆和类摆线电磁铁；所述的第三切换基板的内侧边缘与切换转轴的侧面固定；两根第三过渡滑轨均固定在第三切换基板工作侧面的外侧边缘上；第三切换基板呈水平且位于切换转轴与前置辅动机构之间的状态下，两根第三过渡滑轨的内端与第一前置滑轨、第二前置滑轨的外端分别对齐；
所述的太阳齿轮间隔固定在第三切换基板工作侧面上；第三切换基板的外侧边缘与护手架固定；所述行星架的内端与第三切换基板铰接，外端与行星齿轮的中心位置构成转动副；行星架由类摆线电机驱动；行星架、第三切换基板的铰接轴轴线与太阳齿轮的轴线重合；行星齿轮与太阳齿轮啮合；行星齿轮与太阳齿轮的分度圆直径之比为1:3n，n等于1或2；
所述类摆线连接架的内端固定在行星齿轮上，外端固定有第二电磁推杆；所述第二电磁推杆的推出杆上固定有类摆线电磁铁；行星齿轮轴线与太阳齿轮轴线所成平面平行于切换转轴轴线的状态下，第二电磁推杆的推出杆朝向背离太阳齿轮的方向；
所述的波浪形手动机构包括第四切换基板、第四过渡滑轨、波浪滑架组件、波浪连接架和波浪电磁铁；所述第四切换基板的内侧边缘与切换转轴的侧面固定；两根第四过渡滑轨均固定在第四切换基板工作侧面的外侧边缘上；第四切换基板呈水平且位于切换转轴与前置辅动机构之间的状态下，两根第四过渡滑轨的内端与第一前置滑轨、第二前置滑轨的外端分别对齐；
所述的波浪滑架组件包括波浪底板、横向光轴、横向滑块、纵向光轴、纵向滑块和滚轮；所述的波浪底板固定在第四切换基板的工作侧面上；所述波浪底板的外侧面上开设有波浪形滑槽；两根横向光轴分别固定在波浪底板的两侧边缘；两个横向滑块与两根横向光轴分别构成滑动副；所述纵向光轴的两端与两个横向滑块分别固定；所述的纵向滑块与纵向光轴构成滑动副；纵向滑块上支承有滚轮；滚轮位于波浪形滑槽内；波浪连接架的内端与纵向滑块固定，外端固定有波浪电磁铁；
第一切换基板、第二切换基板、第三切换基板、第四切换基板沿切换转轴的周向均布。
2.根据权利要求1所述的一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置，其特征在于：所述的动力杆与第二切换基板的铰接轴轴线位于两根第二过渡滑轨的正中位置；圆行驱动电机固定在第二切换基板上；圆行驱动电机的输出轴与动力杆的内端固定；所述太阳齿轮的轴线位于两个第三过渡滑轨的正中位置。
3.根据权利要求1所述的一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置，其特征在于：所述的前置驱动件包括驱动滑架、驱动滑块、驱动丝杠、驱动连杆和前置驱动电机；所述的驱动滑架与机架固定；所述的驱动丝杠支承在驱动滑架上，驱动滑块与驱动滑架构成滑动副，并与驱动丝杠构成螺旋副；前置驱动电机固定驱动滑架上；前置驱动电机的输出轴与驱动丝杠的一端构成螺旋副；两根驱动连杆的一端均与驱动滑块构成球面副，另一端与第一前置滑块、第二前置滑块分别构成球面副；两根驱动连杆的对称面与第一前置滑轨、第二前置滑轨的对称面重合。
4.根据权利要求1所述的一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置，其特征在于：所述的切换电机固定在机架上；所述切换电机的输出轴与切换转轴的一端固定。
5.根据权利要求1所述的一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置，其特征在于：所述的直行驱动件包括直行电机和直行丝杠；所述的直行丝杠支承在直行滑轨上；直行滑块与直行丝杠构成螺旋副；直行电机固定在直行滑轨上；直行电机的输出轴与直行丝杠构成螺旋副。
6.根据权利要求1所述的一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置，其特征在于：初始状态下，手柄组件内的基座被吸面与切换转轴的轴线垂直；第一前置滑块、第二前置滑块分别位于第一前置滑轨、第二前置滑轨的内端；所述手柄组件内基座的底面吸合在第一前置滑块上。
7.根据权利要求1所述的一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置，其特征在于：两根第一过渡滑轨关于第一前置滑轨与第二前置滑轨的对称面对称；两根第二过渡滑轨关于第一前置滑轨与第二前置滑轨的对称面对称；两根第三过渡滑轨关于第一前置滑轨与第二前置滑轨的对称面对称；两根第四过渡滑轨关于第一前置滑轨与第二前置滑轨的对称面对称。
8.根据权利要求1所述的一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置，其特征在于：所述第二电磁推杆的推出杆轴线平行于第三切换基板的工作侧面，且与行星齿轮的轴线垂直相交。
9.根据权利要求1所述的一种带辅助动力的多轨迹手臂锻炼装置，其特征在于：所述第一前置滑轨的轴线与第二前置滑轨的轴线与对称面的夹角均为60°。
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