CN111437569B - 用于健身器材的双向传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种用于健身器材的双向传动机构，其包含有一第一传动轮、一第二传动轮、一传动轴、一单向棘轮及一马达。第一传动轮设于一曲柄轴且与第二传动轮分别通过一传动皮带连接一第一中继轮与一第二中继轮，传动轴连接第一中继轮、第二中继轮，单向棘轮设于第一中继轮与传动轴之间，使动力在两者之间作单向传递，马达具有一连接第二传动轮的转轴，当马达在通电但未运转时，转轴会被第二传动轮带动而朝第一方向转动，此时马达作为阻力系统，当马达在运转时，转轴会带动第二传动轮朝跟第一方向相反的第二方向转动，此时马达作为动力系统。

Description

用于健身器材的双向传动机构

技术领域

本发明与用于健身器材的传动机构有关，特别是指一种可以在人力驱动与电力驱动等两种不同模式下进行切换的用于健身器材的双向传动机构。

背景技术

一般以人力驱动的健身车主要是由双脚踩动踏板，使踏板通过传动机构带动飞轮转动，由此让使用者模拟骑乘自行车的状态，以达到健身的效果；另外还有一种以电力驱动的健身车是利用马达驱动踏板，让双脚跟着踏板一起运动，进而对双脚起到运动效果。

然而，前述两种健身车都是独立功能的设计，若想要利用以上两种不同模式进行训练，消费者势必得要同时添购两台健身车，如此不但会增添购买成本且更加占据摆设空间。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于健身器材的双向传动机构，其将人力驱动模式与电力驱动模式整合在一起，让使用者可以根据实际需要在两种不同模式之间进行切换，以达到不同的训练效果。

为了达成上述主要目的，本发明的双向传动机构包含有一个曲柄单元、一个传动单元、一个单向棘轮，以及一个马达。该曲柄单元具有一根曲柄轴与两根曲柄臂，该两根曲柄臂设于该曲柄轴的两端；该传动单元具有一个第一传动轮、一个第一中继轮、一条第一传动皮带、一根传动轴、一个第二中继轮、一个第二传动轮及一条第二传动皮带，该第一传动轮固设于该曲柄轴的一端且邻设于一该曲柄臂，使该第一传动轮能与该曲柄轴同步动作，该第一传动皮带连接该第一传动轮与该第一中继轮，使该第一传动轮与该第一中继轮能同步动作，该传动轴平行于该曲柄轴且将该第一中继轮与该第二中继轮以同轴方式连接在一起，使该第一中继轮与该第二中继轮能同步动作，该第二传动皮带连接该第二传动轮与该第二中继轮，使该第二传动轮与该第二中继轮能同步动作；该单向棘轮设于该第一中继轮与该传动轴之间，使动力仅能在两者之间作单向传递；该马达具有一转轴，该马达以该转轴连接该第二传动轮，使该马达的转轴与该第二传动轮能同步动作。

通过上述设计，当该马达在通电但尚未运转时，使用者施加于该两根曲柄臂的驱动力量会带动该曲柄轴与该第一传动轮一起转动，接着动力会依序经由该第一中继轮、该单向棘轮、该传动轴及该第二中继轮而传递至该第二传动轮，若要使该第二传动轮能够带动该马达的转轴朝一个第一方向转动，使用者的踩踏力量需要克服该马达所产生的转矩自我保持力才能顺利达成，此时该马达作为阻力系统；当该马达在开始运转之后，该马达的转轴带动该第二传动轮转动，接着动力会依序经由该第二中继轮、该传动轴、该单向棘轮及该第一中继轮而传递至该第一传动轮，再由该第一传动轮带动该曲柄轴与该两根曲柄臂一起朝一个相反于该第一方向的第二方向转动，此时该马达作为动力系统，使用者的双脚在这时候可以施加抵抗反转的力量来进行训练。换言之，本发明的双向传动机构将人力驱动模式与电力驱动模式整合在一起，让使用者可以根据实际需要进行切换，以达到不同的训练效果。

优选地，该曲柄轴或该马达的转轴可以根据实际需要加装一个惯性轮，藉由该惯性轮的转动惯量来进一步强化训练效果及增加踩踏的舒适度。

优选地，该马达跟一个电阻器电性连接，使该电阻器将该马达在阻力模式下所产生的功率给消耗掉，以避免该马达及其他相关的电控系统损坏。

优选地，该传动单元更具有一个导轮，该导轮邻设于该第一中继轮且抵接于该第一传动皮带，主要用来防止该第一传动皮带在高扭力传动之下脱离该第一中继轮。

有关本发明所提供对于用于健身器材的双向传动机构的详细构造、特点、组装或使用方式，将于后续的实施方式详细说明中予以描述。然而，在本发明领域中普通技术人员应能了解，该等详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅用于说明本发明，并非用以限制本发明的范围。

附图说明

图1为本发明的立式健身车的外观立体图。

图2为本发明的卧式健身车的外观立体图。

图3为本发明的双向传动机构的外观立体图。

图4为本发明的双向传动机构另一视角的外观立体图。

图5为本发明的双向传动机构的局部立体分解图。

图6为本发明的双向传动机构的另一局部立体分解图。

图7为本发明的双向传动机构的俯视图。

图8为本发明的双向传动机构的左侧视图，主要显示踏板受力往前踩踏的状态。

图9为本发明的双向传动机构的右侧视图，主要显示马达的转轴朝第一方向转动。

图10为本发明的双向传动机构的右侧视图，主要显示马达的转轴朝第二方向转动。

图11为本发明的双向传动机构的左侧视图，主要显示踏板往后反转的状态。

【符号说明】

10健身器材 11车架

12底座 13立管

14座杆 15斜杆

16操作面板 17座垫

18踏板 19外壳

20双向传动机构 30曲柄单元

31曲柄轴 32曲柄臂

33支撑座 40传动单元

41第一传动轮 42传动轴

43第一中继轮 44第二中继轮

45第二传动轮 46第一传动皮带

47第二传动皮带 48导轮

49第二键槽 50单向棘轮

60马达 61转轴

62轴套 63凹部

64螺孔 65凸部

66螺丝 67第一键槽

68键块 70电阻器

71控制器 72惯性轮

73第三传动轮 74第三传动皮带

具体实施方式

首先在此说明，于整篇说明书中，包括以下介绍的实施例以及权利要求中，有关方向性的名词皆以附图中的方向为基准。其次，在以下将要介绍的实施例以及附图中，相同的元件标号，代表相同或近似的元件或其结构特征。

请参阅图1，图中所示的健身器材10为立式健身车，其包含有一个车架11、一个操作面板16、一个座垫17、两个踏板18，以及一个双向传动机构20，其中，车架11具有一个底座12、一根立管13及一根座杆14。立管13的底端固设于底座12的前端，立管13的顶端跟操作面板16组装在一起；外壳19固设于底座12的后半部，用来对双向传动机构20提供保护效果，座杆14的底端穿设于外壳19内且固设于底座12的中央，座杆14的顶端跟座垫17组装在一起。在此必须加以说明的是，本发明所提供的双向传动机构20并不限于使用在图1所揭露的立式健身车中，也可应用于其他不同类型的健身器材(如图2所示的卧式健身车)。

请再参阅图3、图4及图7，本发明所提供的双向传动机构20包含有一个曲柄单元30、一个传动单元40、一个单向棘轮50，以及一个马达60。

曲柄单元30具有一根曲柄轴31与左右两根曲柄臂32，如图7所示，曲柄轴31以可原地转动的方式穿设于一个支撑座33内，支撑座33固设于座杆14的前侧面，该两根曲柄臂32露出于外壳19外，该两根曲柄臂32的一端固设于曲柄轴31的左右两端，该两根曲柄臂32的另一端分别跟一个踏板18组装在一起。因此，曲柄轴31、该两根曲柄臂32及该两个踏板18能同步动作。

如图3及图4所示，传动单元40具有一个第一传动轮41、一根传动轴42、一个第一中继轮43、一个第二中继轮44及一个第二传动轮45，其中：第一传动轮41在本实施例中以时规皮带轮为例，但不此为限。第一传动轮41固设于曲柄轴31的左端且邻设于左曲柄臂32，使得第一传动轮41能跟着曲柄轴31同步动作；传动轴42以可原地转动的方式穿设于一根接设于座杆14与底座12之间的斜杆15，并且与曲柄轴31相互平行；第一中继轮43、第二中继轮44在本实施例中均以时规皮带轮为例，但不此为限。第一中继轮43的轮径小于第二中继轮44的轮径，第一中继轮43、第二中继轮44分别设于传动轴42的左右两端，其中的第一中继轮43利用一条第一传动皮带46(在本实施例中以时规皮带为例，但不此为限)跟第一传动轮41连接，使第一传动轮41与第一中继轮43能同步动作，而第二中继轮44则是利用一条第二传动皮带47(在本实施例中以时规皮带为例，但不此为限)跟第二传动轮45连接，使第二中继轮44与第二传动轮45能同步动作。

在此需要补充说明的是，为了防止第一传动皮带46在高扭力传动之下脱离第一中继轮43，传动单元40更提供一个导轮48，如图3所示，导轮48邻设于第一中继轮43且抵接于第一传动皮带46，用以增加第一传动皮带46在运作时的稳定性及顺畅度。

单向棘轮50设于第一中继轮43与传动轴42之间，如图5所示，使动力仅能从第一中继轮43单向传递至传动轴42，或者从传动轴42单向传递至第一中继轮43。

马达60在此以伺服马达为例，但不以此为限。马达60安装于底座12的后端且具有一根转轴61，马达60以转轴61同轴连接第二传动轮45，使马达60的转轴61能与第二传动轮45同步动作。更明确地说，如图6所示，马达60的转轴61与第二传动轮45之间设有一个轴套62，轴套62具有一个凹部63与一个径向连通凹部63的螺孔64，马达60的转轴61具有一个凸部65，轴套62套设于转轴61且以其凹部63嵌卡于转轴61的凸部65，并利用一个锁设于螺孔64的螺丝66迫紧于转轴61的凸部65，使轴套62与马达60的转轴61固定在一起；此外，轴套62具有一个第一键槽67，第二传动轮45具有一个第二键槽49，通过一个键块68嵌设于第一键槽67、第二键槽49之间，使轴套62与第二传动轮45固定在一起。因此，马达60的转轴61与第二传动轮45经由轴套62而能同步动作。

由上述可知，当马达60在通电但尚未运转时，如图8及图9所示，使用者以双脚往前踩踏该两个踏板18，该两个踏板18经由该两根曲柄臂32驱动曲柄轴31，使第一传动轮41跟着曲柄轴31朝第一方向D1转动，接着动力依序经由第一传动皮带46、第一中继轮43、单向棘轮50、传动轴42、第二中继轮44、第二传动皮带47及第二传动轮45而传递至马达60的转轴61，此时使用者所施加的踩踏力量需要克服马达60的转矩自我保持力，才能通过第二传动轮45带动马达60的转轴61一起朝着第一方向D1转动，换言之，马达60在这时候作为阻力系统使用。在此一模式之下，马达60所产生的功率会传递至一个电阻器70，利用电阻器70将马达60所产生的功率给消耗掉，以避免马达60及相关的电控系统损坏；此外，若使用者在此一模式之下以双脚倒踩该两个踏板18，单向棘轮50会发挥作用，使动力无法从第一中继轮43传递至传动轴42，进而中断传递至马达60的转轴61的动力。

如图10及图11所示，当马达60受到一个控制器71的控制而开始运转之后，马达60的转轴61带动第二传动轮45朝跟第一方向D1相反的第二方向D2转动，接着动力依序经由第二传动皮带47、第二中继轮44、传动轴42、单向棘轮50、第一中继轮43、第一传动皮带46及第一传动轮41而传递至曲柄轴31，使曲柄轴31通过该两根曲柄臂32带动该两个踏板18一起朝着第二方向D2转动，此时的马达60作为动力系统使用，至于使用者的双脚在这时候可以跟着该两个踏板18一起反转，并且在反转过程中同时对该两个踏板18施加抵抗力量来进行训练或复健。

另一方面，曲柄轴31的右端可以加装一个惯性轮72，如图4及图7所示，惯性轮72以同轴方式连接一个第三传动轮73(在本实施例中以时规皮带轮为例，但不此为限)，第三传动轮73利用一条第三传动皮带74(在本实施例中以时规皮带为例，但不此为限)连接第二中继轮44，使惯性轮72跟着第二中继轮44同步动作，如此不论正反转都能利用惯性轮72的转动惯量来进一步强化训练效果及增加踩踏的舒适度。然而于其他实施例中，惯性轮72也可安装于马达60的转轴61来提供相同的效果。

综上所陈，本发明的双向传动机构20将人力驱动模式与电力驱动模式整合在一起，让使用者可以根据实际需要进行切换，以达到不同的训练效果。

Claims (9)

1.一种用于健身器材的双向传动机构，包含有：

一曲柄单元，具有一曲柄轴与两根曲柄臂，该两根曲柄臂设于该曲柄轴的两端；

一传动单元，具有一第一传动轮、一第一中继轮、一第一传动皮带、一传动轴、一第二中继轮、一第二传动轮及一第二传动皮带，该第一传动轮固设于该曲柄轴的一端且邻设于一该曲柄臂，该第一传动皮带连接该第一传动轮与该第一中继轮，该传动轴平行于该曲柄轴且将该第一中继轮与该第二中继轮以同轴方式连接在一起，该第二传动皮带连接该第二传动轮与该第二中继轮；

一单向棘轮，设于该第一中继轮与该传动轴之间；以及

一马达，具有一转轴，该转轴连接该传动单元的第二传动轮，使该转轴能与该第二传动轮同步动作，其中，当该曲柄单元朝一第一方向转动时，该传动单元连动该马达朝该第一方向运转，此时该马达作为阻力；当该马达的转轴朝跟该第一方向相反的一第二方向转动时，该曲柄单元朝该第一方向施加一抵抗力，以供该马达能依序连动该第二中继轮、该传动轴、该单向棘轮、该第一中继轮、及该第一传动轮朝该第一方向运转，使该曲柄单元朝着该第二方向转动。

2.如权利要求1所述的用于健身器材的双向传动机构，其中当该马达通电且未运转时，该转轴能被该第二传动轮所带动而朝一第一方向转动，当该马达运转时，该转轴带动该第二传动轮朝一相反于该第一方向的第二方向转动。

3.如权利要求1所述的用于健身器材的双向传动机构，其中该曲柄轴的一端设置一惯性轮，该惯性轮同轴连接一第三传动轮，该第三传动轮利用一第三传动皮带连接该第二中继轮。

4.如权利要求1所述的用于健身器材的双向传动机构，其中该马达的转轴同轴连接一惯性轮。

5.如权利要求1所述的用于健身器材的双向传动机构，其中该马达的转轴与该第二传动轮之间设置一轴套，使该第二传动轮与该马达的转轴通过该轴套同步动作。

6.如权利要求5所述的用于健身器材的双向传动机构，其中该马达的转轴的外周面具有一凸部，该轴套具有一凹部，该轴套的凹部嵌卡于该马达的转轴的凸部，该轴套更具有一径向连通该凹部的螺孔，该螺孔内设有一螺丝，该螺丝的一端顶抵于该马达的转轴的凸部。

7.如权利要求5所述的用于健身器材的双向传动机构，其中该轴套具有一第一键槽，该第二传动轮具有一第二键槽，该第一键槽与该第二键槽之间嵌设一键块。

8.如权利要求1所述的用于健身器材的双向传动机构，其中该马达跟一电阻器电性连接。

9.如权利要求1所述的用于健身器材的双向传动机构，其中该传动单元更具有一导轮，该导轮邻设于该第一中继轮且抵接于该第一传动皮带。

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