CN111617433B - 一种训练健身阻力控制模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种训练健身阻力控制模块，其特征在于：包括滑动架、阻力斜板、齿条、齿轮、阻力绕线轮、施力轮、施力绳、第一旋转驱动件以及变速机构，所述滑动架水平滑动安装于机架上，所述阻力斜板的下端转动于滑动架上，阻力斜板的一侧具有斜面结构，所述滑动架上固定齿条，第一旋转驱动件用于驱动阻力斜板相对滑动架转动。本发明训练健身阻力控制模块可以调节阻力斜板的角度自动调节阻力大小，且阻力大小的变化幅度可以控制的非常精细，调节的自由度更高，也更加轻松，特别适应高阶的肌肉锻炼训练者对于极限阻抗力调节要求。

Description

一种训练健身阻力控制模块

技术领域

本发明涉及健身器械领域，具体涉及一种训练健身阻力控制模块。

背景技术

健身器械是健美爱好者的主要肌肉训练设备，现有健身器械多通过配重块的重力牵拉实现阻抗肌肉拉伸，实现肌肉的锻炼，这类健身器械有弯举机、大飞鸟、小飞鸟、坐式屈腿训练器、卧式后屈腿训练器、二头肌训练器、三头肌训练器、高位下拉训练器、坐姿推胸训练器、肩部推举机、蝴蝶机、收腹机腹肌训练器等。现有的这类通过配重块的重力牵拉实现阻抗肌肉拉伸的健身设备存在的问题有：

(1)施加在肌肉上的张力调节，需要改变配重块的牵拉数量，且为手动调节，调节的重力为离散型的重力数据(例如：30磅、40磅、50磅、70磅....)，此类调节方式无法适应用户的精细调节需求，增肌操作需要极限力量的70％左右阻抗力量进行训练操作，特别是高阶的肌肉锻炼训练者，为了达到最好的增肌训练效果，对于极限阻抗力调节精度越高，这也是高阶的肌肉锻炼训练者往往需要辅助训练人员在一边人工施加一定的阻力，因为设备的调节宽幅太大。

(2)由于这类设备的特点都是：通过配重块的重力牵拉实现阻抗肌肉拉伸，施加在肌肉上的张力恒定。在肌肉健美训练者的训练过程中，顶峰收缩是非常重要的训练技巧，顶峰收缩是指肌肉达到完全收缩时使活动的肌肉处于最紧张的收缩状态。肌肉完全收缩时若没有锁定这个重量，肌肉会出现松弛现象。为了避免这一现象，在肌肉收缩到最紧张的位置时，应给予一定的减阻力，使肌肉处于彻底收紧状态，这种训练课使肌肉增大且肌纹分割线清晰。顶峰收缩操作为较为高级的训练技巧，新手操作的往往需要教练一旁指导操作并提示其保持顶峰收缩的状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻抗力量调节自由度更高的训练健身阻力控制模块。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种训练健身阻力控制模块，其特征在于：包括滑动架、阻力斜板、齿条、齿轮、阻力绕线轮、施力轮、施力绳、第一旋转驱动件以及变速机构，所述滑动架水平滑动安装于机架上，所述阻力斜板的下端转动于滑动架上，阻力斜板的一侧具有斜面结构，所述滑动架上固定齿条，第一旋转驱动件用于驱动阻力斜板相对滑动架转动，并锁定阻力斜板相对滑动架的角度，从而调节斜面结构的角度，所述机架上转动有齿轮，所述齿轮同轴固定阻力绕线轮，所述阻力绕线轮上卷绕并固定所述牵拉绳的另一端，从而通过转动齿轮带动阻力绕线轮卷绕牵拉绳，从而克服配重块的重力，带动配重块向上运动，所述机架上转动安装有改变牵拉绳方向的导向轮，所述牵拉绳绕在导向轮上，所述齿条和齿轮相互啮合，从而通过滑动架的直线运动，带动齿轮转动，所述施力轮竖直滑动安装于机架上，所述施力轮抵压在所述斜面结构上。

进一步，作为优选，所述阻力斜板上转动安装有丝杆，丝杆连接有用去驱动丝杆转动的丝杆电机，丝杆上配合有螺母，所述螺母固定有挡板，所述挡板滑动安装于阻力斜板上，所述丝杆的轴线和阻力斜板的斜面结构相互平行，所述挡板的一端向外延伸至阻力斜板的斜面结构的外侧。在肌肉健美训练者的训练过程中，在肌肉收缩到最紧张的位置时，挡板阻挡施力轮，使得对抗肌肉活动的阻力增大，使肌肉处于彻底收紧状态，实现顶峰收缩操作。丝杆电机带动丝杆转动，可以直线移动固定于螺母上的挡板，从而调节挡板处于不同位置，从而适应不同人的顶峰收缩操作需求。

进一步，作为优选，阻力曲线板的下端转动于阻力斜板上，阻力曲线板的一侧具有曲面结构，第二旋转驱动件用于驱动阻力曲线板相对阻力斜板转动，并锁定阻力曲线板相对阻力斜板的角度，从而调节曲面结构的角度，曲面结构转动后，施力轮抵压在所述曲面结构上。当施力轮抵压在所述曲面结构上时，而齿条直线移动的动力为驱动施力轮作用在曲面结构上的压力的水平分量，该水平分量和曲面结构的施力点的切线相对水平面的相对角度相关(所述施力点为施力轮和曲面结构的接触点)，由于施力轮自下而上运动，该相对角度随曲面结构的走势发生变化，若需要驱动臂活动，则肌肉的施力也需要变化。由于关节在不同角度下的最大力量存在变化，因此通过设置曲面结构，使得阻力随着关节打开角度发生变化，从而适应更高强度的训练需求，使得肌肉处于接近极限力量的训练需求，特别适应于大重量低次数的力量增长性的训练需求。

进一步，作为优选，所述机架上固定有两根相互平行的导向轨道，所述滑动架的上端和下端分别滑动安装于两根导向轨道上，所述齿条和齿轮位于所述两根导向轨道之间。

进一步，作为优选，所述第一旋转驱动件和第二旋转驱动件均采用第一电动缸和第二电动缸，第一电动缸和第二电动缸的座体铰接于滑动架上，第一电动缸和第二电动缸的活动杆分别铰接于阻力斜板和阻力曲线板。

进一步，作为优选，所述阻力斜板包括前后两块斜板件，在两块斜板件之间具有转动槽，所述阻力曲线板转动安装于所述转动槽内。

进一步，作为优选，所述阻力斜板的下端安装有用于测量阻力斜板转动角度的第一角位移传感器，所述阻力曲线板的下端安装有用于测量阻力曲线板转动角度的第二角位移传感器，第一角位移传感器和第二角位移传感器连接至处理模块，所述处理模块连接至显示器。采用这种结构，通过这种结构，方便感测阻力斜板、曲线板转动的具体转动角度，从而计算阻力的大小。

进一步，作为优选，所述处理模块连接至第一电机驱动电路和第二电机驱动电路，第一电机驱动电路和第二电机驱动电路分别连接至第一旋转驱动件和第二旋转驱动件。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明训练健身阻力控制模块可以调节阻力斜板的角度自动调节阻力大小，且阻力大小的变化幅度可以控制的非常精细，调节的自由度更高，也更加轻松，特别适应高阶的肌肉锻炼训练者对于极限阻抗力调节要求。

附图说明

图1是本发明实施例可调式体能训练健身机的结构示意图。

图2是本发明实施例阻力控制模块的结构示意图。

图3是本发明实施例施力轮的滑动安装结构示意图。

图4是本发明实施例施力轮的受理分析示意图。

图5是本发明实施例挡板的安装结构示意图。

图6是本发明实施例阻力曲线板的结构示意图。

附图标记：机架11，活动臂12，导向轨道13，配重块21，牵拉绳22，导向轮23，滑动架31，阻力斜板32，斜面结构321，斜板件322，转动槽323，齿条331，齿轮332，连接座341，滑动杆342，阻力绕线轮35，施力轮361，施力绳362，第一旋转驱动件37，第一槽轮381，第二槽轮382，第三槽轮383，连接绳384，丝杆41，丝杆电机42，挡板43，阻力曲线板51，曲面结构511，第二旋转驱动件52

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1-图2，可调式体能训练健身机，包括机架11、活动臂12以及阻力装置，所述活动臂12转动安装于机架11上，所述阻力装置包括配重模块以及阻力控制模块，其中，所述配重模块包括配重块21和牵拉绳22，配重块21固定牵拉绳22的一端，配重块21竖直滑动安装于机架11上，所述阻力控制模块包括滑动架31、阻力斜板32、齿条331、齿轮332、阻力绕线轮35、施力轮361、施力绳362、第一旋转驱动件37以及变速机构，所述滑动架31水平滑动安装于机架11上，所述阻力斜板32的下端转动于滑动架31上，阻力斜板32的一侧具有斜面结构321，所述滑动架31上固定齿条331，第一旋转驱动件37用于驱动阻力斜板32相对滑动架31转动，并锁定阻力斜板32相对滑动架31的角度，从而调节斜面结构321的角度，所述机架11上转动有齿轮332，所述齿轮332同轴固定阻力绕线轮35，所述阻力绕线轮35上卷绕并固定所述牵拉绳22的另一端，从而通过转动齿轮332带动阻力绕线轮35卷绕牵拉绳22，从而克服配重块21的重力，带动配重块21向上运动，所述机架11上转动安装有改变牵拉绳22方向的导向轮23，所述牵拉绳22绕在导向轮23上，所述齿条331和齿轮332相互啮合，从而通过滑动架31的直线运动，带动齿轮332转动，所述施力轮361竖直滑动安装于机架11上，所述施力轮361抵压在所述斜面结构321上，施力轮361通过施力绳362连接至变速机构，所述变速机构连接至活动臂12。健身时，驱动活动臂12运动(转动)，通过活动臂12的活动带动变速机构运动，从而通过变速机构带动施力绳362向上运动，从而带动施力轮361向上运动，从而作用在斜面机构上，施力轮361向上运动推动阻力斜板32向一侧运动(如图2所示)，从而带动齿轮332转动，从而通过转动齿轮332带动阻力绕线轮35卷绕牵拉绳22，从而克服配重块21的重力，带动配重块21向上运动。

在此过程中(不考虑转动、滑动摩擦阻力的情况下)，牵拉绳22作用于阻力绕线轮35上的扭矩基本保持恒定(配重块21不变动情况下)，该扭矩和配重块21的重力基本成正比，同理此时齿条331相对齿轮332直线运动，所需要克服齿轮332转动的阻力也保持恒定，而齿条331直线移动的动力为驱动施力轮361作用在斜面结构321上的压力的水平分量(参见图4)，其和斜面结构321的角度相关，因此在斜面角度未改变时，肌肉驱动活动臂12活动，克服活动臂12的阻力进行匀速运动所需的力是恒定的。

参见图5，本实施例中，所述阻力斜板32上转动安装有丝杆41，丝杆41连接有用去驱动丝杆41转动的丝杆电机42，丝杆41上配合有螺母，所述螺母固定有挡板43，所述挡板43滑动安装于阻力斜板32上，所述丝杆41的轴线和阻力斜板32的斜面结构321相互平行，所述挡板43的一端向外延伸至阻力斜板32的斜面结构321的外侧。在肌肉健美训练者的训练过程中，在肌肉收缩到最紧张的位置时，挡板43阻挡施力轮361，使得对抗肌肉活动的阻力增大，使肌肉处于彻底收紧状态，实现顶峰收缩操作。丝杆电机42带动丝杆41转动，可以直线移动固定于螺母上的挡板43，从而调节挡板43处于不同位置，从而适应不同人的顶峰收缩操作需求。

参见图6，本实施例中，作为改进，阻力曲线板51的下端转动于阻力斜板32上，阻力曲线板51的一侧具有曲面结构511，第二旋转驱动件52用于驱动阻力曲线板51相对阻力斜板32转动，并锁定阻力曲线板51相对阻力斜板32的角度，从而调节曲面结构511的角度，曲面结构511转动后，施力轮361抵压在所述曲面结构511上。当施力轮361抵压在所述曲面结构511上时，而齿条331直线移动的动力为驱动施力轮361作用在曲面结构511上的压力的水平分量，该水平分量和曲面结构511的施力点的切线相对水平面的相对角度相关(所述施力点为施力轮361和曲面结构511的接触点)，由于施力轮361自下而上运动，该相对角度随曲面结构511的走势发生变化，若需要驱动臂活动，则肌肉的施力也需要变化。由于关节在不同角度下的最大力量存在变化，因此通过设置曲面结构511，使得阻力随着关节打开角度发生变化，从而适应更高强度的训练需求，使得肌肉处于接近极限力量的训练需求，特别适应于大重量低次数的力量增长性的训练需求。

参见图3，本实施例中，所述机架11上固定有两根相互平行的导向轨道13，所述滑动架31的上端和下端分别滑动安装于两根导向轨道13上，所述齿条331和齿轮332位于所述两根导向轨道13之间。

本实施例中，所述变速机构包括第一槽轮381、第二槽轮382和第三槽轮383，所述第一槽轮381和第二槽轮382同轴固定且均转动安装在机架11上，施力绳362的另一端卷绕并固定在第一槽轮381上，第二槽轮382上卷绕并固定连接绳384的一端，连接绳384的另一端局卷绕并固定在第三槽轮383上，第三槽轮383和活动臂12同轴固定且均转动安装在机架11上。

本实施例中，所述第一旋转驱动件37和第二旋转驱动件52均采用第一电动缸和第二电动缸，第一电动缸和第二电动缸的座体铰接于滑动架31上，第一电动缸和第二电动缸的活动杆分别铰接于阻力斜板32和阻力曲线板51。

本实施例中，所述阻力斜板32包括前后两块斜板件322，在两块斜板件322之间具有转动槽323，所述阻力曲线板51转动安装于所述转动槽323内。

本实施例中，所述机架11上安装有两组阻力控制模块，两组阻力控制模块的阻力斜板32相对牵拉绳22对称设置，两组阻力控制模块的阻力曲线板51相对牵拉绳22对称设置。采用这种结构，使得施力轮361两侧的受力更加平衡，使得施力轮361的上下活动更加顺畅。

本实施例中，所述阻力斜板32的下端安装有用于测量阻力斜板32转动角度的第一角位移传感器，所述阻力曲线板51的下端安装有用于测量阻力曲线板51转动角度的第二角位移传感器，第一角位移传感器和第二角位移传感器连接至处理模块，所述处理模块连接至显示器。采用这种结构，通过这种结构，方便感测阻力斜板32、曲线板转动的具体转动角度，从而计算阻力的大小。

本实施例中，所述施力轮361转动安装在连接座341上，连接座341滑动安装在滑动杆342上，所述滑动杆固定工在杆机架上。

本实施例中，所述处理模块连接至第一电机驱动电路、第二电机驱动电路以及第三电机驱动电路，第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第三电机驱动电路分别连接至第一旋转驱动件37、第二旋转驱动件52、丝杆电机42。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种训练健身阻力控制模块，其特征在于：所述阻力控制模块包括滑动架、阻力斜板、齿条、齿轮、阻力绕线轮、施力轮、施力绳、第一旋转驱动件以及变速机构，施力轮通过施力绳连接至变速机构，所述滑动架水平滑动安装于机架上，所述阻力斜板的下端转动于滑动架上，阻力斜板的一侧具有斜面结构，所述滑动架上固定齿条，第一旋转驱动件用于驱动阻力斜板相对滑动架转动，并锁定阻力斜板相对滑动架的角度，从而调节斜面结构的角度，所述机架上转动有齿轮，所述齿轮同轴固定阻力绕线轮，配重块固定牵拉绳的一端,所述阻力绕线轮上卷绕并固定牵拉绳的另一端，从而通过转动齿轮带动阻力绕线轮卷绕牵拉绳，从而克服配重块的重力，带动配重块向上运动，所述齿条和齿轮相互啮合，从而通过滑动架的直线运动，带动齿轮转动，所述施力轮竖直滑动安装于机架上，所述施力轮抵压在所述斜面结构上。

2.根据权利要求1所述的训练健身阻力控制模块，其特征在于：所述阻力斜板上转动安装有丝杆，丝杆连接有用去驱动丝杆转动的丝杆电机，丝杆上配合有螺母，所述螺母固定有挡板，所述挡板滑动安装于阻力斜板上，所述丝杆的轴线和阻力斜板的斜面结构相互平行，所述挡板的一端向外延伸至阻力斜板的斜面结构的外侧。

3.根据权利要求1所述的训练健身阻力控制模块，其特征在于：阻力曲线板的下端转动于阻力斜板上，阻力曲线板的一侧具有曲面结构，第二旋转驱动件用于驱动阻力曲线板相对阻力斜板转动，并锁定阻力曲线板相对阻力斜板的角度，从而调节曲面结构的角度，曲面结构转动后，施力轮抵压在所述曲面结构上。

4.根据权利要求1所述的训练健身阻力控制模块，其特征在于：所述机架上固定有两根相互平行的导向轨道，所述滑动架的上端和下端分别滑动安装于两根导向轨道上，所述齿条和齿轮位于所述两根导向轨道之间。

5.根据权利要求3所述的训练健身阻力控制模块，其特征在于：所述第一旋转驱动件和第二旋转驱动件均采用第一电动缸和第二电动缸，第一电动缸和第二电动缸的座体铰接于滑动架上，第一电动缸和第二电动缸的活动杆分别铰接于阻力斜板和阻力曲线板。

6.根据权利要求1所述的训练健身阻力控制模块，其特征在于：所述阻力斜板包括前后两块斜板件，在两块斜板件之间具有转动槽，所述阻力曲线板转动安装于所述转动槽内。

7.根据权利要求3所述的训练健身阻力控制模块，其特征在于：所述阻力斜板的下端安装有用于测量阻力斜板转动角度的第一角位移传感器，所述阻力曲线板的下端安装有用于测量阻力曲线板转动角度的第二角位移传感器，第一角位移传感器和第二角位移传感器连接至处理模块，所述处理模块连接至显示器。

8.根据权利要求7所述的训练健身阻力控制模块，其特征在于：所述处理模块连接至第一电机驱动电路和第二电机驱动电路，第一电机驱动电路和第二电机驱动电路分别连接至第一旋转驱动件和第二旋转驱动件。

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