CN109893835A - 一种可计算做功的牵引式加载装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可计算做功的牵引式加载装置，包括机架、转动安装在所述机架上的滑轮、绕在所述滑轮上的牵引绳、连接在所述牵引绳的一端的负载模块以及连接在所述牵引绳的另一端的力输出模块，还包括力传感器和位移传感器；所述力传感器被配置成可以测量所述负载模块的重量，所述位移传感器被配置成可以测量所述力输出模块的移动距离。本发明结构简单，容易制作，安全可靠，将本发明使用在健身器材或者康复器械中，通过本发明上安装的力传感器得出使用者运动时产生的阻力，通过位移传感器得出使用者运动时产生的位移，即可计算出使用者运动时所做的功，进一步地，就能得出使用者运动时所消耗的能量，简单快捷。
Description
技术领域
本发明涉及牵引设备领域，具体地说涉及一种可计算做功的牵引式加载装置。
背景技术
生命在于运动，为响应全民运动的号召，全国很多人民都涌入了健身房，积极进行运动，这也导致了健身器材这一领域在不断发展。除此之外，对于患有中风、脑卒中等疾病的患者也需要进行运动疗法来进行治疗，获得健康，这也促使了康复器械领域在飞速发展。
无论是健身器材还是康复器械，都包括一种通过拉伸重物来起到运动锻炼，目的的健身器材或者康复器械，即牵引式健身器材或者康复器械。当使用者使用牵引式健身器材或者康复器械进行运动时，通过拉伸重物来进行有效锻炼，通过增加砝码的重量来增加运动负荷，从而达到运动锻炼或者运动康复的目的。虽然通过这些器材达到了锻炼和康复的效果，但是却不知道这些器材对使用者到底有多大的帮助，使用这些器材运动多久才最有效，即无法得知自己做了多少功，消耗了多少能量。
因此开发出一种可计算做功的健身器材或康复器械尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，能够方便快捷地计算做功的牵引式加载装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种可计算做功的牵引式加载装置，包括机架、转动安装在所述机架上的滑轮、绕在所述滑轮上的牵引绳、连接在所述牵引绳的一端的负载模块以及连接在所述牵引绳的另一端的力输出模块，还包括力传感器和位移传感器；所述力传感器被配置成可以测量所述负载模块的重量，所述位移传感器被配置成可以测量所述力输出模块的移动距离。
进一步地，所述力传感器为设置在所述负载模块的底部的称重传感器，或者为设置在所述负载模块与所述牵引绳之间或所述力输出模块与所述牵引绳之间的拉力传感器。
进一步地，所述位移传感器为设置在所述机架上的拉绳位移传感器，所述拉绳位移传感器的拉绳的自由端连接在所述力输出模块上，或者为设置在所述滑轮上的可测量所述滑轮转动圈数的测速传感器，或者为设置在所述负载模块上的加速度位移传感器。
进一步地，所述力传感器的受力方向与所述牵引绳的与所述力传感器连接的部分的牵引方向保持一致。
进一步地，所述拉绳位移传感器的测距方向与所述牵引绳的位于所述滑轮和所述力输出模块之间的部分的牵引方向保持一致，所述测速传感器的计数次数与所述滑轮的转动圈数保持一致，所述加速度位移传感器的加速度方向与所述牵引绳的位于所述滑轮和所述负载模块之间的部分的牵引方向保持一致。
进一步地，所述机架包括支撑杆，所述滑轮套设在所述支撑杆上并通过轴承与所述支撑杆转动配合连接。
进一步地，所述牵引绳的一端设置有第一挂钩，所述负载模块的上端设置有挂环，所述负载模块与所述牵引绳之间通过所述第一挂钩勾住所述挂环实现可拆卸连接。
进一步地，所述负载模块包括连接杆以及活动套设在所述连接杆上的一个以上的砝码。
进一步地，所述砝码的中心开有可供所述连接杆活动穿过的安装孔，所述砝码上还开有与所述安装孔连通的径向通孔，所述连接杆上开有一个以上的径向插孔，所述砝码以所述安装孔活动套设在所述连接杆上并可通过穿过所述径向通孔而插入所述径向插孔内的起重杆实现固定。
进一步地，所述力输出模块的远离所述牵引绳的一端设置有第二挂钩。
本发明的有益效果体现在：
本发明结构简单，容易制作，安全可靠，将本发明使用在健身器材或者康复器械中，通过本发明上安装的力传感器得出使用者运动时产生的阻力，通过位移传感器得出使用者运动时产生的位移，即可计算出使用者运动时所做的功，进一步地，就能得出使用者运动时所消耗的能量，简单快捷。
当使用者通过健身器材或康复器械进行运动能够得知自己消耗了多少能量时，就能够制定符合自己的运动时间和运动程度，从而更有效的进行锻炼或者康复。
附图说明
图1是本发明一实施例的立体结构示意图。
图2是本发明一实施例的正视结构示意图。
图3是本发明一实施例不可拆卸负载模块的立体结构示意图。
图4是本发明一实施例不可拆卸负载模块的正视结构示意图。
附图中各部件的标记为：1称重传感器、2连接杆、3第一挂钩、4牵引绳、5拉绳位移传感器、6位移测量输出部分、7支撑杆、8力输出模块、9第二挂钩、10拉绳位移传感器的拉绳、11滑轮、12挂环、13滚动轴承、14砝码、15拉力传感器、16加速度位移传感器、17起重杆。
具体实施方式
下面将参考附图来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参见图1和图2。
本发明可计算做功的牵引式加载装置，包括机架、转动安装在所述机架上的滑轮11、绕在所述滑轮11上的牵引绳4、连接在所述牵引绳4的一端的负载模块以及连接在所述牵引绳4的另一端的力输出模块8，还包括力传感器和位移传感器；所述力传感器被配置成可以测量所述负载模块的重量，所述位移传感器被配置成可以测量所述力输出模块8的移动距离。
本发明使用力传感器和位移传感器进行配对，一组即可计算做功，力传感器能够精确地测量出负载模块的重量，位移传感器能够精确地测量出力输出模块的移动距离，从而计算出做功量，十分方便。而且本发明的设计结构简单，安全可靠，只要将机架在健身器材或者康复器械中固定住，即可进行运动，并计算出运动所做的功。
在一实施例中，所述力传感器为设置在所述负载模块的底部的称重传感器1，或者为设置在所述负载模块与所述牵引绳4之间或所述力输出模块8与所述牵引绳4之间的拉力传感器15。这几种形式均能够精确测量出负载模块的重量，在不同的位置安装不同的力传感器，能够提供不同的安装选择，也为得出负载模块的重量提供了不同的方法。
优选地，所述力传感器的受力方向与所述牵引绳4的与所述力传感器连接的部分的牵引方向保持一致。这样设计目的是为了让力传感器更精确的测量出负载模块的重量。
在一实施例中，所述位移传感器为设置在所述机架上的拉绳位移传感器5，所述拉绳位移传感器的拉绳10的自由端连接在所述力输出模块8上，或者为设置在所述滑轮11上的可测量所述滑轮11转动圈数的测速传感器，或者为设置在所述负载模块上的加速度位移传感器16。这几种形式均能够精确测量出力输出模块的移动距离，同样地，在不同的位置安装不同的位移传感器，能够提供不同的安装选择，也为得出力输出装置移动的距离提供了不同的方法。
优选地，所述拉绳位移传感器5的测距方向与所述牵引绳4的位于所述滑轮11和所述力输出模块8之间的部分的牵引方向保持一致，所述测速传感器的计数次数与所述滑轮11的转动圈数保持一致，所述加速度位移传感器16的加速度方向与所述牵引绳4的位于所述滑轮11和所述负载模块之间的部分的牵引方向保持一致。这样设计目的是为了让位移传感器更精确的测量出力输出装置移动的距离。
优选地，拉绳位移传感器5上设置有位移测量输出部分6(如数据线，无线发射器)，便于输出传感器测量的位移。
在一实施例中，所述机架包括支撑杆7，所述滑轮11套设在所述支撑杆7上并通过滚动轴承13与所述支撑杆7转动配合连接。这样设计，结构简单，容易制作，而且能够保证滑轮更有效顺畅地在机架上转动。
在一实施例中，所述牵引绳4的一端设置有第一挂钩3，所述负载模块的上端设置有挂环12，所述负载模块与所述牵引绳4之间通过所述第一挂钩3勾住所述挂环12实现可拆卸连接。这样设计，可以按照使用者的需求拆装更换不同重量的负载模块，再进行运动。
或者在一实施例中，参见图3和图4，所述负载模块包括连接杆2以及活动套设在所述连接杆2上的一个以上的砝码14。这样设计，无需拆装负载模块，而是通过使用不同数量的砝码来调节负载模块的重量，实用性也较好。
优选地，所述砝码14的中心开有可供所述连接杆2活动穿过的安装孔，所述砝码14上还开有与所述安装孔连通的径向通孔，所述连接杆2上开有一个以上的径向插孔，所述砝码14以所述安装孔活动套设在所述连接杆2上并可通过穿过所述径向通孔而插入所述径向插孔内的起重杆17实现固定。这样设计，结构简单，可以根据需要通过起重杆固定住不同数量的砝码，而且砝码安装后结构稳定可靠。
在一实施例中，所述力输出模块8的远离所述牵引绳4的一端设置有第二挂钩9。第二挂钩用于力输出模块与设备连接，具体实施中，力输出模块最简单地可以直接采用一个支撑块。
具体使用时，将本发明安装在健身器材或者康复器械中。对于可拆卸连接的负载模块，使用前，先将负载模块取下，根据使用者的实际运动情况增加砝码的重量，再将负载模块挂在第一挂钩上，通过力传感器显示出牵引绳承受的总重量，也即是使用者拉伸力输出模块时产生的拉力，对于不可拆卸负载模块，根据使用者的实际运动情况通过起重杆安装适当数量和重量的砝码，即改变负载模块的重量。
使用者通过第二挂钩拉伸力输出模块使负载模块上下移动，对于拉绳位移传感器，因为传感器本体设置在滑轮的中心轴线上，测量单元拉绳设置在力输出装置上，所以通过位移测量输出部分即可直接输出使用者拉伸力输出模块移动的距离，也即是负载模块上下移动的距离。对于测速传感器，通过测量滑轮转动的圈数，再根据滑轮的半径，即可计算出力输出模块移动的距离。对于加速度位移传感器，通过测量负载模块的加速度，再通过积分即可计算出力输出模块移动的距离。
通过力传感器和位移传感器输出的力和位移，即可计算出做了多少功，因为负载模块上下移动所做的功和使用者拉伸力输出模块所做的功是等效的，继而可以计算出使用者运动做了多少功，进一步地，可以得出使用者运动消耗了多少能量。
优选地，所述力传感器为称重传感器或拉力传感器，所述位移传感器为拉绳位移传感器或测速传感器或加速度位移传感器。所述力传感器和位移传感器进行配对，一组即可计算做功。
将本发明用于健身器材和康复器械中，能够计算出使用者运动时做了多少功，从而得出使用者运动消耗了多少能量，让使用者能够制定出更加符合自己的运动时间和运动程度，进行更有效的锻炼或康复。
应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，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)
1.一种可计算做功的牵引式加载装置，其特征在于：包括机架、转动安装在所述机架上的滑轮、绕在所述滑轮上的牵引绳、连接在所述牵引绳的一端的负载模块以及连接在所述牵引绳的另一端的力输出模块，还包括力传感器和位移传感器；所述力传感器被配置成可以测量所述负载模块的重量，所述位移传感器被配置成可以测量所述力输出模块的移动距离。
2.如权利要求1所述的可计算做功的牵引式加载装置，其特征在于：所述力传感器为设置在所述负载模块的底部的称重传感器，或者为设置在所述负载模块与所述牵引绳之间或所述力输出模块与所述牵引绳之间的拉力传感器。
3.如权利要求1或2所述的可计算做功的牵引式加载装置，其特征在于：所述位移传感器为设置在所述机架上的拉绳位移传感器，所述拉绳位移传感器的拉绳的自由端连接在所述力输出模块上，或者为设置在所述滑轮上的可测量所述滑轮转动圈数的测速传感器，或者为设置在所述负载模块上的加速度位移传感器。
4.如权利要求2所述的可计算做功的牵引式加载装置，其特征在于：所述力传感器的受力方向与所述牵引绳的与所述力传感器连接的部分的牵引方向保持一致。
5.如权利要求3所述的可计算做功的牵引式加载装置，其特征在于：所述拉绳位移传感器的测距方向与所述牵引绳的位于所述滑轮和所述力输出模块之间的部分的牵引方向保持一致，所述测速传感器的计数次数与所述滑轮的转动圈数保持一致，所述加速度位移传感器的加速度方向与所述牵引绳的位于所述滑轮和所述负载模块之间的部分的牵引方向保持一致。
6.如权利要求1或2所述的可计算做功的牵引式加载装置，其特征在于：所述机架包括支撑杆，所述滑轮套设在所述支撑杆上并通过轴承与所述支撑杆转动配合连接。
7.如权利要求1或2所述的可计算做功的牵引式加载装置，其特征在于：所述牵引绳的一端设置有第一挂钩，所述负载模块的上端设置有挂环，所述负载模块与所述牵引绳之间通过所述第一挂钩勾住所述挂环实现可拆卸连接。
8.如权利要求1或2所述的可计算做功的牵引式加载装置，其特征在于：所述负载模块包括连接杆以及活动套设在所述连接杆上的一个以上的砝码。
9.如权利要求8所述的可计算做功的牵引式加载装置，其特征在于：所述砝码的中心开有可供所述连接杆活动穿过的安装孔，所述砝码上还开有与所述安装孔连通的径向通孔，所述连接杆上开有一个以上的径向插孔，所述砝码以所述安装孔活动套设在所述连接杆上并可通过穿过所述径向通孔而插入所述径向插孔内的起重杆实现固定。
10.如权利要求1或2所述的可计算做功的牵引式加载装置，其特征在于：所述力输出模块的远离所述牵引绳的一端设置有第二挂钩。
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