CN210599297U - 一种安装在局部肌肉训练器材上的发电装置 - Google Patents

一种安装在局部肌肉训练器材上的发电装置 Download PDF

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胡帅
陈政宇
陈晓玥
何伟涛
王琼
何金池
左家毓
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Abstract

本实用新型公开了一种安装在局部肌肉训练器材上的发电装置,其将局部肌肉健身器材的拉绳与链条相连,链条与链轮相连,链轮、大齿轮、小齿轮和直流发电机安装在机架上,链条与链轮相连接,链轮与大齿轮同轴相连,大齿轮与小齿轮相啮合,小齿轮与主动离心块同轴相连,棘爪连接在主动离心块边缘,棘爪与棘轮内啮合,棘轮与直流发电机转子同轴相连,电能输出端与稳压滤波储能电路相连。健身者在健身过程中将重物拉高,重物连接拉绳,拉绳带动链条从而带动链轮旋转,链轮通过大齿轮‑小齿轮带动棘轮旋转,但棘爪反向旋转收紧,不带动棘轮旋转,发电机不发电,下放重物时棘爪正向旋转展开带动棘轮旋转,棘轮带动发电机转子旋转,发电机发电,再将发电机发出的电经过储能电路进行储存。

Description

一种安装在局部肌肉训练器材上的发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种发电装置,具体涉及一种安装在局部肌肉训练器材上的发电装置。
背景技术
目前,健身房中有大量的局部肌肉训练器材,而且这类器材是使用频率最高的一类健身器材,如果能将这类器材的发电潜力开发出来,将使整个健身房的发电效率大大提升。
这些传统的局部肌肉健身器材都有许多旋转机械结构,这些结构通常都是通过定滑轮结构来实现的。健身过程中,健身者消耗的生物质能转化为重物的势能,重物的势能最终将通过旋转结构的机械转动大部分转化成热能而损耗掉,相当于这部分能量并没有被利用起来,白白浪费了,而这部分能量是可被部分回收利用。
一般的健身器械如高拉背训练器的阻力传递系统采用钢丝绳以及高耐磨尼龙定滑轮,由于带传动的传动效率较低,且带的寿命较短,打滑是带轮的主要失效形式之一,当传递的圆周力超过带与带轮接触面之间的摩擦力总和的极限时,带与带轮之间会产生显著滑动。
实用新型内容
为了能将健身者在局部肌肉健身器材上所消耗的生物质能部分地回收利用,本实用新型提供一种可以代替局部肌肉健身器材上定滑轮结构的发电装置,该发电装置能够将这部分能量转化为电能并储存在蓄电池中。
本实用新型的目的通过至少以下技术方案之一实现。
一种安装在局部肌肉健身器材的发电装置,包括链轮、链条、大齿轮、内啮合棘轮机构、直流发电机和小齿轮;通过链条与健身器材拉绳相连,内啮合棘轮机构包括棘爪、棘轮和主动离心块,棘爪固定在主动离心块边缘,棘爪与棘轮内啮合,链条与链轮相啮合,链轮与大齿轮同轴相连,大齿轮与小齿轮相啮合,小齿轮与主动离心块同轴相连,棘轮与直流发电机的转子同轴相连,直流发电机的电能输出端与储能电路相连。
进一步的,还包括机架,且链轮、大齿轮、小齿轮和直流发电机安装在机架上。
进一步的,所述储能电路为直流稳压滤波电路。
进一步的,所述局部肌肉健身器材为坐姿推胸训练器、背肌训练器、曲腿训练器、蝴蝶机训练器等。
进一步的,所述链轮为链号为08A的单排滚子链。
进一步的,所述大齿轮与小齿轮为软齿面开式斜齿圆柱齿轮。
进一步的,所述大齿轮、小齿轮、链轮、链条和棘轮材质均为45号钢。
采用基于齿轮链轮传动的内啮合棘轮结构,链轮与大齿轮同轴相连,大齿轮与小齿轮相啮合,链条带动链轮转动,然后大齿轮带动小齿轮转动,与小齿轮相连的主动离心块装配的棘爪带动棘轮转动,而棘轮与发动机转子相联结,转子转动,发电机从而发电,最后再将从发电机发出的电通过稳压滤波电路进行整流滤波后输入蓄电池中储存。
健身者在健身过程中将重物拉高,重物连接拉绳,拉绳带动链条从而带动链轮旋转,链轮通过大齿轮-小齿轮带动棘轮旋转,通过内啮合棘轮机构使棘轮只有在重物下降的时候才能转动,而人向上拉重物的时候棘轮不会转动。当棘轮顺时针方向转动时,棘爪便插入棘轮的齿槽中,使棘轮跟着转过一定角度。当主动离心块逆时针方向转动时,棘爪从棘轮齿背上滑过,这时棘轮静止不动。这样的结构能够使棘爪转速低于棘轮转速时失去与棘轮的传动,棘轮仍能以原速旋转,当重物落地速度突变为零,动能突然消失时,棘轮仍能继续以一定速度旋转,具有一定动能,使棘轮旋转不会存在重物落地速度突变为零那样的动能损耗,提高了动能利用效率。
一次健身动作内,健身者完成一次动作后,会释放重物,棘轮完成一次先加速后减速的运动。重物在下落的过程中做加速运动,此时棘轮带动发电机转子加速旋转,随着转子转速的增加,发电机输出电压逐渐升高;重物落地后速度突变为零,而棘轮因其机械特性仍继续旋转,具有一定动能,在电磁转矩的作用下做减速运动,最终棘轮变为静止,随着转子转速的降低,发电机输出电压也逐渐降低,最终降低为零。综上所述,一次健身动作发电机发出的电压波形为与正弦半波类似的波形。因为多次健身动作中,棘轮运动会有一定的时间间隔,所以发电机发出的电压波形应该是断续的,也就是说发电机发出的波形属于脉冲类的波形。要将发电机发出的电能储存到蓄电池中,若直接用此电压对电池进行充电,因为电压波形不稳定,随意充电效率较低,甚至损坏电池,故在发电机与电池中间增设直流稳压滤波电路,以输出可直接向电池充电的低脉动直流电。
本实用新型的有益效果是:本实用新型中改用链轮替代定滑轮,将原本与定滑轮相接触部分的钢丝绳替换为链条,依靠链条与链轮轮齿啮合来传动。健身过程中,将健身者在局部肌肉健身器材上消耗的生物质能部分回收利用转化成电能储存在蓄电池中,开发了局部肌肉健身器材的发电潜能,而且因为发电机内在的摩擦力与电磁转矩的阻力作用,将抵消一大部分重物的重力,使重物的下落速度减慢,撞击产生的冲量减小,减弱了撞击发出的噪声,从而降低了局部肌肉健身器材发出的噪声污染。该发电装置结构简单,可以用于代替传统局部肌肉训练器材上的定滑轮结构,可直接在现有的健身器材上进行改装。
附图说明
图1是本实用新型所述的发电装置的主视图;
图2是本实用新型所述的发电装置的俯视图;
图3是本实用新型所述的发电装置的立体图;
图中:1.链轮,2.链条,3.机架,4.大齿轮,5.棘轮,6.转子,7.电能输出端,8.直流发电机,9.小齿轮,10.棘爪,11.主动离心块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
在图1-3中,一种安装在局部肌肉健身器材的发电装置包括链轮1、链条2、大齿轮4、内啮合棘轮机构、直流发电机8和小齿轮9;内啮合棘轮机构包括主动离心块11、棘爪10和棘轮5,链轮1、大齿轮4、小齿轮9和直流发电机8安装在机架3上,链条2与链轮1相连接,链轮1与大齿轮4同轴相连,大齿轮4与小齿轮9相啮合,小齿轮9与主动离心块11同轴相连,棘轮5与直流发电机8的转子6同轴相连,直流发电机8的电能输出端7与稳压滤波储能电路相连。本实施例中,所述局部肌肉健身器材是背肌训练器。所述链轮为链号为08A的单排滚子链。所述大齿轮、小齿轮、链轮、链条和棘轮材质均为45号钢。
当所述发电机工作时:所述局部肌肉健身器材的拉绳与链条2相连,链轮1与大齿轮4同轴相连,大齿轮4与小齿轮9相啮合,链条2拉动时带动链轮1旋转,链轮1带动大齿轮4转动,大齿轮4带动小齿轮9转动,与小齿轮9相连的部件装配的棘爪10反向旋转时收紧,不带动棘轮5转动,正向旋转时展开,带动棘轮5转动,棘轮5与直流发电机8的转子6相连,转子6转动,直流发电机8从而发电。健身者在上拉重物时棘爪10反向旋转,不能带动棘轮5旋转,从而不能带动发电机转子6旋转,发电机不发电;健身者下放重物时棘爪10正向旋转,可以带动棘轮5旋转,转子转动,发电机从而发电。
以上所述,仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型做任何形式上的限定。凡本领域的技术人员利用本实用新型的技术方案对上述实施例作出的任何等同的变动、修饰或演变等,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种安装在局部肌肉健身器材的发电装置,其特征在于,包括链轮(1)、链条(2)、大齿轮(4)、内啮合棘轮机构、直流发电机(8)和小齿轮(9);通过链条与局部肌肉健身器材拉绳相连,内啮合棘轮机构包括棘爪(10)、棘轮(5)和主动离心块(11),棘爪(10)固定在主动离心块边缘,棘爪(10)与棘轮(5)内啮合,链条(2)与链轮(1)相啮合,链轮(1)与大齿轮(4)同轴相连,大齿轮(4)与小齿轮(9)相啮合,小齿轮(9)与主动离心块同轴相连,棘轮(5)与直流发电机(8)的转子(6)同轴相连,直流发电机(8)的电能输出端(7)与储能电路相连。
2.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,还包括机架(3),且链轮(1)、大齿轮(4)、小齿轮(9)和直流发电机(8)安装在机架(3)上。
3.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,所述直流发电机(8)为稀土永磁直流无刷发电机。
4.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,所述大齿轮与小齿轮为软齿面开式斜齿圆柱齿轮。
5.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,所述链轮为链号为08A的单排滚子链。
6.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,所述大齿轮、小齿轮、链轮、链条和棘轮材质均为45号钢。
7.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,所述储能电路为直流稳压滤波电路。
8.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,所述局部肌肉健身器材为坐姿推胸训练器、背肌训练器、曲腿训练器、蝴蝶机训练器。
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