CN110025937B - 电动绞盘调力式上肢健身器 - Google Patents

Abstract

电动绞盘调力式上肢健身器，包括底板和电控箱，底板中部水平固定设置有固定槽钢底座，底板上表面在固定槽钢底座的左侧和右侧形成左踏板和右踏板，固定槽钢底座内设置有活动槽钢底座，活动槽钢底座的后部左侧和右侧均通过销轴铰接在固定槽钢底座的左侧和右侧，活动槽钢底座上设置有传动连接的绞盘和直流减速电机，固定槽钢底座上设置有位于活动槽钢底座前侧上方和绞盘前侧的测力装置，绞盘上缠绕有钢丝，钢丝的活动端连接有牵拉手把。本发明原理科学、设计合理、结构紧凑，重量轻、体积小、安全可靠性强，方便调节牵拉力量，可实时测试钢丝受到的牵引力，实用性强，易于推广应用。本发明还可以用于某些场合测线上拉力。

Description

电动绞盘调力式上肢健身器

技术领域

本发明属于健身器技术领域，具体涉及一种电动绞盘调力式上肢健身器。

背景技术

随着生活和工作节奏的加快，越来越多人处于亚健康状态，尤其是对于长期从事办公室工作的人员，由于长工作时间，缺乏锻炼，并伴随着难以恢复的疲劳感，实际上，户外运动对于大多数朝九晚五的办公室人群来说较难长期持续进行，人们更多的地是在健身房使用健身器材健身。传统的大型力量型健身器械，比如上肢健身器一般通过安装一些配重块，通过钢丝牵引配重块实现对上肢肌肉的训练，通过增加或减少配重块的多少来调控阻尼大小，这种结构的健身器械存在以下缺陷：体积大、重量较重、可调范围有限、安全性较差（当运动至中间突然松开时会猛然复位容易伤及锻炼者），使用者不易因人的体能不同而随个人条件而方便调整阻尼。另外，现有的上肢健身器一般也不能显示上肢的拉力。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、体积小、便于操作、安全可靠、重量轻、可显示实时拉力的电动绞盘调力式上肢健身器。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：电动绞盘调力式上肢健身器，包括底板和电控箱，底板中部水平固定设置有固定槽钢底座，底板上表面在固定槽钢底座的左侧和右侧形成左踏板和右踏板，电控箱设置在固定槽钢底座前侧的底板上，固定槽钢底座内设置有活动槽钢底座，固定槽钢底座和活动槽钢底座的槽口朝上设置，固定槽钢底座和活动槽钢底座的长度方向沿前后方向设置，活动槽钢底座底面与固定槽钢底座的槽底之间具有间隙，活动槽钢底座的后部左侧和右侧均通过销轴铰接在固定槽钢底座的左侧和右侧，活动槽钢底座上设置有传动连接的绞盘和直流减速电机，直流减速电机位于绞盘的后侧，固定槽钢底座上设置有位于活动槽钢底座前侧上方和绞盘前侧的测力装置，测力装置包括压力传感器；

电控箱内设置有直流电源和PLC工控板，电控箱顶部设置有触控屏模块；直流减速电机连接有数显带外壳马达调速器，直流电源为PLC工控板、触控屏模块、数显带外壳马达调速器和直流减速电机供电，PLC工控板与触控屏模块双向电信号连接，PLC工控板的信号输入端与压力传感器连接，PLC工控板的信号输出端与数显带外壳马达调速器连接；

绞盘上缠绕有钢丝，钢丝的活动端连接有牵拉手把。

活动槽钢底座上在绞盘的左侧和右侧分别固定设置有左立板和右立板，左立板和右立板之间设置有位于绞盘正上方的钢丝导向装置和安全防护装置。

测力装置包括下横梁和调节螺栓，下横梁沿左右方向水平设置，下横梁左端和右端分别固定连接在固定槽钢底座的顶部的左侧和右侧，下横梁上开设有上下通透的螺纹孔，调节螺栓螺纹连接在螺纹孔内，压力传感器位于下横梁下方并固定连接在调节螺栓的下端，调节螺栓上螺纹连接有与下横梁上表面压接的紧固螺母。

活动槽钢底座上设置有位于所述的间隙内的支撑垫，支撑垫位于活动槽钢底座前侧底部，压力传感器的感应端面与活动槽钢底座前侧底部顶压接触。

钢丝导向装置包括两根均左右方向水平设置的上横梁，上横梁的两端分别固定连接在左立板的右侧面和右立板的左侧面，两根上横梁之间转动设置有两根下导柱，左立板和右立板之间转动设置有两根上导柱，上导柱位于下导柱上方，绞盘上缠绕的钢丝自下而上依次穿过两根下导柱之间和两根上导柱之间。

安全防护装置包括安全板、安全销、压板和行程开关，安全销沿左右方向水平设置，安全销两端分别转动连接在左立板和右立板的后侧上部，安全板呈前高后低倾斜设置，安全板的后侧边固定连接在安全销上部，压板及行程开关均位于左立板和右立板之间，压板与安全板垂直，压板上侧边与安全销的后下侧固定连接，安全销上套设有扭簧，行程开关位于压板的前侧，在扭簧的作用下，压板下部前侧面与行程开关的滚轮压接配合，行程开关通过控制线与PLC工控板连接，安全板上开设有上下通透的透孔，钢丝穿过透孔，钢丝上设置有可在钢丝上调节固定位置的安全球，安全球的直径大于透孔的大小。

安全球包括球体，球体内开设有上下通透的穿孔，穿孔的中心线穿过球体的中心，球体侧部开设有与穿孔垂直并贯通的导槽，导槽内滑动设置有按压柱，按压柱上开设有与穿孔对应连通的通孔，钢丝穿过球体上的穿孔和按压柱上的通孔，按压柱内端与导槽底部之间设置有压簧，按压柱外端伸出球体。

触控屏模块的屏幕上设置有力量数值显示窗口、力量数值增加按钮、力量数值减小按钮、速度数值显示窗口、速度数值增加按钮和速度数值减小按钮。

采用上述技术方案，本发明的工作使用原理及其具有以下技术效果为：

（1）健身者进行健身锻炼时，两只脚站立在固定槽钢底座左右两侧的左踏板和右踏板上，先弯腰在触控屏模块上设置力量数值和速度数值；接着健身者根据自己的身高，调整安全球在钢丝上的位置，然后双手握持牵拉手把向上牵拉钢丝，钢丝受到拉力，钢丝向上拉动绞盘，绞盘和活动槽钢底座以销轴为中心向上转动，活动槽钢底座的前侧向上顶压压力传感器的感应端，当压力传感器感应的压力大于设定的力量数值时，PLC工控板向直流减速电机发出启动信号，直流减速电机驱动绞盘转动放出缠绕的钢丝，当压力传感器感应的压力小于设定的力量数值时，直流减速电机驱动绞盘收线。这样就可使健身者的上肢上下往复运动。直流减速电机带动绞盘往复转动，可通过压力传感器上实时监测到钢丝绳受到拉力的大小，压力传感器将压力感应信号传输给PLC工控板，PLC工控板将信号传输给显示屏显示出来牵引力的数值，当压力传感器感应到的钢丝受到拉力大于直流减速电机的额定牵引力时，PLC工控板命令直流减速电机停止，从而起到安全保护直流减速电机的作用。

（2）本发明将钢丝的牵引力通过杠杆的原理转化为压力，这种方式更容易、更方便测试出钢丝所受到的拉力。

（3）压力传感器安装在调节螺栓上，便于调整压力传感器与活动槽钢底座之间的预紧力，活动槽钢底座底部通过支撑垫与固定槽钢底座压接配合，这样避免不进行牵引作业时活动槽钢底座的稳定性。该预紧力在PLC工控板上对应零拉力，以便于准确测试钢丝的拉力。

（4）钢丝导向装置采用两根下导柱和两根上导柱垂直交错布置，钢丝穿过两根下导柱之间和两根上导柱之间，这样不论钢丝牵拉的方向是否垂直，在两根下导柱和两根上导柱的支撑导向下，都可顺利牵拉。

（5）本发明有安全保护措施，安全保护触发条件：1、安全球向下按压安全板，导致安全板始终保持压接的行程开关（常通）弹开，行程开关断路，触发安全保护，行程开关将信号传给PLC工控板，PLC工控板发出信号使直流减速电机停转；2、压力传感器测得力为0～10N（为压力传感器与活动槽钢底座之间的预紧力）时，触发安全保护，压力传感器将信号传给PLC工控板，PLC工控板发出信号使直流减速电机停转；此时认为牵引把手与健身员手脱离时，直流减速电机停转。

（6）安全球可以调节在钢丝上的位置，具体调节过程为：手握球体，大拇指肚用力按压按压柱，按压柱向内顶压压簧，按压柱向内移动，通孔和穿孔上下对应后，就可将安全球在钢丝上移动，移动到合适位置后，松开按压柱，压簧驱动按压柱沿导槽向外移动，通孔与穿孔稍微错开，钢丝被压紧，从而使安全球定位。

综上所述，本发明原理科学、设计合理、结构紧凑，重量轻、体积小、安全可靠性强，方便调节牵拉力量，可实时测试钢丝受到的牵引力，实用性强，易于推广应用。本发明还可以用于某些场合测线上拉力。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的侧视平面示意图；

图3是本发明中电控系统的结构框图；

图4是本发明中安全球的内部剖视图；

图5是触控屏模块的屏幕的窗口及按钮布置图；

图6是健身者在健身时安全球到最上部的示意图；

图7是健身者在健身时安全球到最下部的示意图。

具体实施方式

如图1-图7所示，本发明的电动绞盘调力式上肢健身器，包括底板1和电控箱2，底板1中部水平固定设置有固定槽钢底座3，底板1上表面在固定槽钢底座3的左侧和右侧形成左踏板和右踏板，电控箱2设置在固定槽钢底座3前侧的底板1上，固定槽钢底座3内设置有活动槽钢底座4，固定槽钢底座3和活动槽钢底座4的槽口朝上设置，固定槽钢底座3和活动槽钢底座4的长度方向沿前后方向设置，活动槽钢底座4底面与固定槽钢底座3的槽底之间具有间隙，活动槽钢底座4的后部左侧和右侧均通过销轴5铰接在固定槽钢底座3的左侧和右侧，活动槽钢底座4上设置有传动连接的绞盘6和直流减速电机7，直流减速电机7位于绞盘6的后侧，固定槽钢底座3上设置有位于活动槽钢底座4前侧上方和绞盘6前侧的测力装置，测力装置包括压力传感器8；

电控箱2内设置有直流电源9和PLC工控板10，电控箱2顶部设置有触控屏模块11；直流减速电机7连接有数显带外壳马达调速器12，直流电源9为PLC工控板10、触控屏模块11、数显带外壳马达调速器12和直流减速电机7供电，PLC工控板10与触控屏模块11双向电信号连接，PLC工控板10的信号输入端与压力传感器8连接，PLC工控板10的信号输出端与数显带外壳马达调速器12连接；

绞盘6上缠绕有钢丝13，钢丝13的活动端连接有牵拉手把14。

活动槽钢底座4上在绞盘6的左侧和右侧分别固定设置有左立板15和右立板16，左立板15和右立板16之间设置有位于绞盘6正上方的钢丝13导向装置和安全防护装置。

测力装置包括下横梁17和调节螺栓18，下横梁17沿左右方向水平设置，下横梁17左端和右端分别固定连接在固定槽钢底座3的顶部的左侧和右侧，下横梁17上开设有上下通透的螺纹孔，调节螺栓18螺纹连接在螺纹孔内，压力传感器8位于下横梁17下方并固定连接在调节螺栓18的下端，调节螺栓18上螺纹连接有与下横梁17上表面压接的紧固螺母19。

活动槽钢底座4上设置有位于所述的间隙内的支撑垫，支撑垫位于活动槽钢底座4前侧底部，压力传感器8的感应端面与活动槽钢底座4前侧底部顶压接触。

钢丝13导向装置包括两根均左右方向水平设置的上横梁20，上横梁20的两端分别固定连接在左立板15的右侧面和右立板16的左侧面，两根上横梁20之间转动设置有两根下导柱21，左立板15和右立板16之间转动设置有两根上导柱22，上导柱22位于下导柱21上方，绞盘6上缠绕的钢丝13自下而上依次穿过两根下导柱21之间和两根上导柱22之间。

安全防护装置包括安全板23、安全销24、压板25和行程开关26，安全销24沿左右方向水平设置，安全销24两端分别转动连接在左立板15和右立板16的后侧上部，安全板23呈前高后低倾斜设置，安全板23的后侧边固定连接在安全销24上部，压板25及行程开关26均位于左立板15和右立板16之间，压板25与安全板23垂直，压板25上侧边与安全销24的后下侧固定连接，安全销24上套设有扭簧，行程开关26位于压板25的前侧，在扭簧的作用下，压板25下部前侧面与行程开关26的滚轮压接配合，行程开关26通过控制线与PLC工控板10连接，安全板23上开设有上下通透的透孔27，钢丝13穿过透孔27，钢丝13上设置有可在钢丝13上调节固定位置的安全球28，安全球28的直径大于透孔27的大小。

安全球28包括球体29，球体29内开设有上下通透的穿孔30，穿孔30的中心线穿过球体29的中心，球体29侧部开设有与穿孔30垂直并贯通的导槽，导槽内滑动设置有按压柱31，按压柱31上开设有与穿孔30对应连通的通孔32，钢丝13穿过球体29上的穿孔30和按压柱31上的通孔32，按压柱31内端与导槽底部之间设置有压簧33，按压柱31外端伸出球体29。

触控屏模块11的屏幕上设置有力量数值显示窗口34、力量数值增加按钮35、力量数值减小按钮36、速度数值显示窗口37、速度数值增加按钮38和速度数值减小按钮39。

本发明的工作使用原理及其具有以下技术效果为：

（1）健身者40进行健身锻炼时，两只脚站立在固定槽钢底座3左右两侧的左踏板和右踏板上，先弯腰在触控屏模块11上设置力量数值和速度数值；接着健身者40根据自己的身高，调整安全球28在钢丝13上的位置，然后双手握持牵拉手把14向上牵拉钢丝13，钢丝13受到拉力，钢丝13向上拉动绞盘6，绞盘6和活动槽钢底座4以销轴5为中心向上转动，活动槽钢底座4的前侧向上顶压压力传感器8的感应端，当压力传感器8感应的压力大于设定的力量数值时，PLC工控板10向直流减速电机7发出启动信号，直流减速电机7驱动绞盘6转动放出缠绕的钢丝13，当压力传感器8感应的压力小于设定的力量数值时，直流减速电机7驱动绞盘6收线。这样就可使健身者40的上肢上下往复运动。直流减速电机7带动绞盘6往复转动，可通过压力传感器8上实时监测到钢丝13绳受到拉力的大小，压力传感器8将压力感应信号传输给PLC工控板10，PLC工控板10将信号传输给显示屏显示出来牵引力的数值，当压力传感器8感应到的钢丝13受到拉力大于直流减速电机7的额定牵引力时，PLC工控板10命令直流减速电机7停止，从而起到安全保护直流减速电机7的作用。

（2）本发明将钢丝13的牵引力通过杠杆的原理转化为压力，这种方式更容易、更方便测试出钢丝13所受到的拉力。

（3）压力传感器8安装在调节螺栓18上，便于调整压力传感器8与活动槽钢底座4之间的预紧力，活动槽钢底座4底部通过支撑垫与固定槽钢底座3压接配合，这样避免不进行牵引作业时活动槽钢底座4的稳定性。该预紧力在PLC工控板10上对应零拉力，以便于准确测试钢丝13的拉力。

（4）钢丝13导向装置采用两根下导柱21和两根上导柱22垂直交错布置，钢丝13穿过两根下导柱21之间和两根上导柱22之间，这样不论钢丝13牵拉的方向是否垂直，在两根下导柱21和两根上导柱22的支撑导向下，都可顺利牵拉。

（5）本发明有安全保护措施，安全保护触发条件：1、安全球28向下按压安全板23，导致安全板23始终保持压接的行程开关26（常通）弹开，行程开关26断路，触发安全保护，行程开关26将信号传给PLC工控板10，PLC工控板10发出信号使直流减速电机7停转；2、压力传感器8测得力为0～10N（为压力传感器8与活动槽钢底座4之间的预紧力）时，触发安全保护，压力传感器8将信号传给PLC工控板10，PLC工控板10发出信号使直流减速电机7停转；此时认为牵引把手与健身员手脱离时，直流减速电机7停转。

（6）安全球28可以调节在钢丝13上的位置，具体调节过程为：手握球体29，大拇指肚用力按压按压柱31，按压柱31向内顶压压簧33，按压柱31向内移动，通孔32和穿孔30上下对应后，就可将安全球28在钢丝13上移动，移动到合适位置后，松开按压柱31，压簧33驱动按压柱31沿导槽向外移动，通孔32与穿孔30稍微错开，钢丝13被压紧，从而使安全球28定位。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.电动绞盘调力式上肢健身器，其特征在于：包括底板和电控箱，底板中部水平固定设置有固定槽钢底座，底板上表面在固定槽钢底座的左侧和右侧形成左踏板和右踏板，电控箱设置在固定槽钢底座前侧的底板上，固定槽钢底座内设置有活动槽钢底座，固定槽钢底座和活动槽钢底座的槽口朝上设置，固定槽钢底座和活动槽钢底座的长度方向沿前后方向设置，活动槽钢底座底面与固定槽钢底座的槽底之间具有间隙，活动槽钢底座的后部左侧和右侧均通过销轴铰接在固定槽钢底座的左侧和右侧，活动槽钢底座上设置有传动连接的绞盘和直流减速电机，直流减速电机位于绞盘的后侧，固定槽钢底座上设置有位于活动槽钢底座前侧上方和绞盘前侧的测力装置，测力装置包括压力传感器；

电控箱内设置有直流电源和PLC工控板，电控箱顶部设置有触控屏模块；直流减速电机连接有数显带外壳马达调速器，直流电源为PLC工控板、触控屏模块、数显带外壳马达调速器和直流减速电机供电，PLC工控板与触控屏模块双向电信号连接，PLC工控板的信号输入端与压力传感器连接，PLC工控板的信号输出端与数显带外壳马达调速器连接；

绞盘上缠绕有钢丝，钢丝的活动端连接有牵拉手把；

活动槽钢底座上在绞盘的左侧和右侧分别固定设置有左立板和右立板，左立板和右立板之间设置有位于绞盘正上方的钢丝导向装置和安全防护装置；

测力装置包括下横梁和调节螺栓，下横梁沿左右方向水平设置，下横梁左端和右端分别固定连接在固定槽钢底座的顶部的左侧和右侧，下横梁上开设有上下通透的螺纹孔，调节螺栓螺纹连接在螺纹孔内，压力传感器位于下横梁下方并固定连接在调节螺栓的下端，调节螺栓上螺纹连接有与下横梁上表面压接的紧固螺母；

活动槽钢底座上设置有位于所述的间隙内的支撑垫，支撑垫位于活动槽钢底座前侧底部，压力传感器的感应端面与活动槽钢底座前侧底部顶压接触。

2.根据权利要求1所述的电动绞盘调力式上肢健身器，其特征在于：钢丝导向装置包括两根均左右方向水平设置的上横梁，上横梁的两端分别固定连接在左立板的右侧面和右立板的左侧面，两根上横梁之间转动设置有两根下导柱，左立板和右立板之间转动设置有两根上导柱，上导柱位于下导柱上方，绞盘上缠绕的钢丝自下而上依次穿过两根下导柱之间和两根上导柱之间。

3.根据权利要求1所述的电动绞盘调力式上肢健身器，其特征在于：安全防护装置包括安全板、安全销、压板和行程开关，安全销沿左右方向水平设置，安全销两端分别转动连接在左立板和右立板的后侧上部，安全板呈前高后低倾斜设置，安全板的后侧边固定连接在安全销上部，压板及行程开关均位于左立板和右立板之间，压板与安全板垂直，压板上侧边与安全销的后下侧固定连接，安全销上套设有扭簧，行程开关位于压板的前侧，在扭簧的作用下，压板下部前侧面与行程开关的滚轮压接配合，行程开关通过控制线与PLC工控板连接，安全板上开设有上下通透的透孔，钢丝穿过透孔，钢丝上设置有可在钢丝上调节固定位置的安全球，安全球的直径大于透孔的大小。

4.根据权利要求1所述的电动绞盘调力式上肢健身器，其特征在于：安全球包括球体，球体内开设有上下通透的穿孔，穿孔的中心线穿过球体的中心，球体侧部开设有与穿孔垂直并贯通的导槽，导槽内滑动设置有按压柱，按压柱上开设有与穿孔对应连通的通孔，钢丝穿过球体上的穿孔和按压柱上的通孔，按压柱内端与导槽底部之间设置有压簧，按压柱外端伸出球体。

5.根据权利要求1所述的电动绞盘调力式上肢健身器，其特征在于：触控屏模块的屏幕上设置有力量数值显示窗口、力量数值增加按钮、力量数值减小按钮、速度数值显示窗口、速度数值增加按钮和速度数值减小按钮。