CN213760354U - 一种以电机扭矩为负载的智能健身器材 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种以电机扭矩为负载的智能健身器材，采用电机的输出扭矩替代传统健身器材上的砝码作为配重，有效解决因砝码重力过大、复位速度快、冲击力强而容易造成安全隐患的问题，提高健身器材的安全性，本实用新型的技术方案在于：包括伺服电机、拉绳及操作手柄，所述拉绳一端与伺服电机的输出轴固定连接，另一端固定连接健身器材的操作手柄。

Description

一种以电机扭矩为负载的智能健身器材

技术领域

本实用新型涉及健身器材技术领域，具体为一种以电机扭矩为负载的智能健身器材。

背景技术

随着社会的进步和人们生活水平的提高，人们对身体健康的越来越重视，因此，健身已经成为人们生活当中必不可少的活动之一，而健身运动通常都是采用运动健身器械进行。目前，现有的运动健身器械具有以下缺点：1、占用面积大，不适合居家使用；2、针对所锻炼肌肉群组有限，单一器材无法全方位达到全身锻炼效果；3、负载增减依靠单一的砝码增减实现锻炼效果，无法细化到满足个体差异；4、锻炼过程中使用者一旦脱离使用器材，砝码重力速度大，冲击力强，会误伤使用者。

实用新型内容

本实用新型提供了一种以电机扭矩为负载的智能健身器材，采用电机的输出扭矩替代传统健身器材上的砝码作为配重，有效解决因砝码重力过大、复位速度快、冲击力强而容易造成安全隐患的问题，提高健身器材的安全性。

本实用新型的技术方案在于：包括伺服电机、拉绳及操作手柄，所述拉绳一端与伺服电机的输出轴固定连接，另一端固定连接健身器材的操作手柄。

作为上述方案的优选，所述智能健身器材还包括档位柱、摇臂及调节座，所述档位柱上设有多个第一档位孔，调节座设于档位柱上，能够沿档位柱长度方向移动，且能够与档位柱上的任意第一档位孔固定配合，所述摇臂为空心管状结构，摇臂一端与调节座铰接，另一端为悬臂端，拉绳由调节座一侧穿过摇臂内孔，与所述操作手柄固定连接。

作为上述方案的优选，所述调节座上设有角度调节机构，摇臂与调节座铰接，能够通过角度调节机构调节摇臂的俯仰角度。

作为上述方案的优选，所述调节座包括第一调节座及连接在第一调节座一侧的第二调节座，所述第一调节座与档位柱连接，第二调节座与摇臂连接，第一调节座包括一个套筒结构，所述套筒结构套设在档位柱上，套筒结构侧壁开设有调节孔，所述调节孔内设有插销，所述插销能够插入调节孔及档位柱的第一档位孔内，以将调节座与档位柱固定，所述角度调节机构设于第二调节座上，与摇臂连接，能够调节摇臂的俯仰角度。

作为上述方案的优选，所述角度调节机构包括两个平行设置的半圆形调节盘，调节盘的弦边与第二调节座固定连接，调节盘上沿圆周方向均匀分布有多个第二档位孔，所述摇臂设于两调节盘之间，摇臂与第二调节座铰接，且摇臂上设有垂直于调节盘的销孔，所述销孔内设有销轴，所述销轴能够插入至任意第二档位孔内将摇臂与调节盘固定。

作为上述方案的优选，所述摇臂上与第二调节座连接的一端外壁设有支耳，所述摇臂通过支耳与第二调节座铰接，所述摇臂上与调节盘上的第二档位孔对应的位置也设有支耳，所述销轴与支耳的内孔配合。

作为上述方案的优选，所述智能健身器材包括主体支架，所述档位柱至少有两组，纵向平行固定在主体支架内，每组档位柱上分别配置有一个调节座，每个调节座连接有一根摇臂，每根摇臂内孔各设有一根拉绳。

作为上述方案的优选，所述主体支架内设置一台伺服电机，两根拉绳同时连接在一台伺服电机的输出轴上；或者主体支架内设置与档位柱数量相同的伺服电机，每台伺服电机对应与一根拉绳连接；所主体支架上设有主机和显示屏，所述伺服电机的控制器和显示屏分别与主机连接。

作为上述方案的优选，所述伺服电机与调节座之间的拉绳段设有用于对拉绳进行转向的定滑轮组，所述伺服电机后端连接有失电制动器。

作为上述方案的优选，所述伺服电机与调节座之间的拉绳段上设有拉绳制动装置，所述拉绳制动装置包括滚轮及U形压杆，滚轮侧面设有环形凹槽，所述拉绳置于环形凹槽内，所述U形压杆设于滚轮一侧，且两端分别与滚轮中心轴两端连接，所述拉绳位于U形压杆与环形凹槽之间。

本实用新型的有益效果在于：

1、伺服电机的输出扭矩具有可调性、输出平稳、复位速度慢等特点，作为健身器材的负载，替代传统健身器材的砝码，能够有效避免配重因重力过大在复位时造成较大冲击的问题，也能够有效避免传统健身器材在使用过程中由于突然脱手，负载快速复位造成冲击的问题，大大降低健身器材的安全隐患。

2、上述结构的健身器材结构简单，可安装于家庭、办公区域等场合使用，有效节省空间，降低对健身场地面积的需求，使用范围广。

3、上述结构的健身器材的摇臂能够根据使用者的需求进行高度和俯仰角度的调节，能够针对身体不同位置肌肉群完成不同的项目健身锻炼，实现一机多用的功能。

4、伺服电机输出扭矩具有可调性，可以根据使用者的力量大小进行输出扭矩大小的调节，相当于传统健身器材的增减砝码过程，避免传统方式增减砝码过程中的安全问题，提高器械的安全性。

5、上述结构的健身器材上设有主机、显示屏等，能够通过记录电机的输出扭矩值等信息获取相应的健身参数，如使用者的力量输出曲线，以及锻炼时间段等，同时也可以通过显示屏播放健身教程或其他娱乐视频，供使用者在健身过程中观看，提高健身器材的用户体验效果。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2和图3为本实用新型中调节座与摇臂的连接结构示意图。

图4为反映本实用新型中摇臂与主体支架位置关系的俯视结构图。

图5为反映本实用新型中显示屏与主体支架的位置关系示意图。

图6和图7为本实用新型实施例二中拉绳制动装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本发明的实施例。

实施例一

本实施例的结构包括伺服电机(可优选采用MS5S-80STE-CS03230BZ-21P0-S01)1、拉绳6及操作手柄8，所述拉绳6一端与伺服电机1的输出轴固定连接，另一端固定连接健身器材的操作手柄8。

在本实施例中，所述智能健身器材还包括档位柱4、摇臂9及调节座7，所述档位柱4上设有多个第一档位孔5，调节座7设于档位柱4上，能够沿档位柱4长度方向移动，且能够与档位柱4上的任意第一档位孔5固定配合，所述摇臂9为空心管状结构，摇臂9一端与调节座7铰接，另一端为悬臂端，拉绳6由调节座7一侧穿过摇臂9内孔，与所述操作手柄8固定连接。

在本实施例中，所述调节座7上设有角度调节机构，摇臂9与调节座7铰接，能够通过角度调节机构调节摇臂9的俯仰角度。

在本实施例中，所述调节座7包括第一调节座15及连接在第一调节座15一侧的第二调节座16，所述第一调节座15与档位柱4连接，第二调节座16与摇臂9连接，第一调节座15包括一个套筒结构，所述套筒结构套设在档位柱4上，套筒结构侧壁开设有调节孔，所述调节孔内设有插销14，所述插销14能够插入调节孔及档位柱4的第一档位孔5内，以将调节座7与档位柱4固定，所述角度调节机构设于第二调节座16上，与摇臂9连接，能够调节摇臂9的俯仰角度。

在本实施例中，所述角度调节机构包括两个平行设置的半圆形调节盘17，调节盘17的弦边与第二调节座16固定连接，调节盘17上沿圆周方向均匀分布有多个第二档位孔12，所述摇臂9设于两调节盘17之间，摇臂9与第二调节座16铰接，且摇臂9上设有垂直于调节盘17的销孔，所述销孔内设有销轴，所述销轴能够插入至任意第二档位孔12内将摇臂9与调节盘17固定。

在本实施例中，所述摇臂9上与第二调节座16连接的一端外壁设有支耳11，所述摇臂9通过支耳11与第二调节座16铰接，所述摇臂9上与调节盘17上的第二档位孔12对应的位置也设有支耳13，所述销轴与支耳13的内孔配合。

在本实施例中，所述智能健身器材包括主体支架3，所述档位柱4至少有两组，纵向平行固定在主体支架3内，每组档位柱4上分别配置有一个调节座7，每个调节座7连接有一根摇臂9，每根摇臂9内孔各设有一根拉绳6。

在本实施例中，所述主体支架3内设置一台伺服电机1，两根拉绳6同时连接在一台伺服电机1的输出轴上；或者主体支架3内设置与档位柱4数量相同的伺服电机1，每台伺服电机1对应与一根拉绳6连接；所主体支架3上设有主机和显示屏，所述伺服电机1的控制器和显示屏18分别与主机连接。

在本实施例中，所述伺服电机1与调节座7之间的拉绳段设有用于对拉绳6进行转向的定滑轮组10，所述伺服电机1后端连接有失电制动器2。

上述结构的健身器材可以通过螺栓等将主体支架3固定在墙面或其他固定物上进行健身锻炼。在使用前，根据不同的训练项目，选择合适的操作手柄8对摇臂9悬臂端的操作手柄8进行更换，例如三角形操作手柄8、横杆式操作手柄8等。

在使用时，使用者可以根据个人的身体状况、锻炼的项目等对健身器材进行调节，具体包括：通过电机控制器调节电机的输出扭矩值，通过第一调节座15上的插销调节摇臂9的高度并固定，通过第二调节座16的调节盘17上的销轴调节摇臂9合适的俯仰角度并固定。然后即可开始通过操作手柄8拉动拉绳6进行锻炼。

在锻炼的过程中，使用者克服电机输出扭矩拉动拉绳6，以电机的反向输出扭矩为负载达到锻炼的目的。在锻炼过程中，有以下三种状态：a、当使用者的拉力大于伺服电机1在当前输出扭矩下对拉绳的阻力时，伺服电机1输出轴被拉动旋转；b、当使用者的拉力等于伺服电机1在当前输出扭矩下对拉绳的阻力时，伺服电机1处于静止状态，输出轴不旋转；c、当使用者的拉力小于伺服电机1在当前输出扭矩下对拉绳的阻力时，伺服电机1以预设的速度相对于拉绳6的绕绳方向反向旋转，直到拉绳6前端的操作手柄8(拉绳6和操作手柄8之间可以设置限位珠，限位珠的直径大于摇臂9内孔的直径，起到对拉绳6端部限位的作用)回复到摇臂9的悬臂端。

在电机的停机状态下，电机输出轴不会输出反向扭矩以将拉绳6拉紧，处于能够自由转动的状态，因此在本实施例中，电机的后端安装了失电制动器2，在电机失电状态下，对输出轴进行制动，防止电机输出轴自由转动导致拉绳6无法张紧的问题。

在本实施例中，需要说明的是，伺服电机1与调节座7之间的拉绳6段设置定滑轮组，用于对拉绳6起到转向作用，包括设置在主体支架3顶部的定滑轮组以及设置在摇臂9与第二调节座16铰接部的定滑轮组，主体支架3顶部的定滑轮组用于使拉绳6向下转向，摇臂9与第二调节座16铰接部的定滑轮组便于使拉绳6平滑的进入摇臂9内孔。

在本实施例中，所采用的上位机和显示屏等电气装置以及相互之间的连接关系均采用现有技术即可。

实施例二

在上述实施例中，为了解决电机在停机状态下，拉绳无法张紧的问题，除了在电机后端安装失电制动器，还可以在伺服电机与调节座之间的拉绳段上设置拉绳制动装置，所述拉绳制动装置包括滚轮19及U形压杆20，滚轮19侧面设有环形凹槽，所述拉绳置于环形凹槽内，所述U形压杆20设于滚轮一侧，且两端分别与滚轮19中心轴两端连接，所述拉绳6位于U形压杆与环形凹槽之间。

在使用时，当电机停机时，只需要将U形压杆向下压住拉绳，以将拉绳锁紧，则拉绳制动装置与调节座之间的拉绳段即可处于张紧状态。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种以电机扭矩为负载的智能健身器材，其特征在于：包括伺服电机、拉绳及操作手柄，所述拉绳一端与伺服电机的输出轴固定连接，另一端固定连接健身器材的操作手柄。

2.根据权利要求1所述的智能健身器材，其特征在于：所述智能健身器材还包括档位柱、摇臂及调节座，所述档位柱上设有多个第一档位孔，调节座设于档位柱上，能够沿档位柱长度方向移动，且能够与档位柱上的任意第一档位孔固定配合，所述摇臂为空心管状结构，摇臂一端与调节座铰接，另一端为悬臂端，拉绳由调节座一侧穿过摇臂内孔，与所述操作手柄固定连接。

3.根据权利要求2所述的智能健身器材，其特征在于：所述调节座上设有角度调节机构，摇臂与调节座铰接，能够通过角度调节机构调节摇臂的俯仰角度。

4.根据权利要求3所述的智能健身器材，其特征在于：所述调节座包括第一调节座及连接在第一调节座一侧的第二调节座，所述第一调节座与档位柱连接，第二调节座与摇臂连接，第一调节座包括一个套筒结构，所述套筒结构套设在档位柱上，套筒结构侧壁开设有调节孔，所述调节孔内设有插销，所述插销能够插入调节孔及档位柱的第一档位孔内，以将调节座与档位柱固定，所述角度调节机构设于第二调节座上，与摇臂连接，能够调节摇臂的俯仰角度。

5.根据权利要求4所述的智能健身器材，其特征在于：所述角度调节机构包括两个平行设置的半圆形调节盘，调节盘的弦边与第二调节座固定连接，调节盘上沿圆周方向均匀分布有多个第二档位孔，所述摇臂设于两调节盘之间，摇臂与第二调节座铰接，且摇臂上设有垂直于调节盘的销孔，所述销孔内设有销轴，所述销轴能够插入至任意第二档位孔内将摇臂与调节盘固定。

6.根据权利要求5所述的智能健身器材，其特征在于：所述摇臂上与第二调节座连接的一端外壁设有支耳，所述摇臂通过支耳与第二调节座铰接，所述摇臂上与调节盘上的第二档位孔对应的位置也设有支耳，所述销轴与支耳的内孔配合。

7.根据权利要求2所述的智能健身器材，其特征在于：所述智能健身器材包括主体支架，所述档位柱至少有两组，纵向平行固定在主体支架内，每组档位柱上分别配置有一个调节座，每个调节座连接有一根摇臂，每根摇臂内孔各设有一根拉绳。

8.根据权利要求7所述的智能健身器材，其特征在于：所述主体支架内设置一台伺服电机，两根拉绳同时连接在一台伺服电机的输出轴上；或者主体支架内设置与档位柱数量相同的伺服电机，每台伺服电机对应与一根拉绳连接；所主体支架上设有主机和显示屏，所述伺服电机的控制器和显示屏分别与主机连接。

9.根据权利要求1所述的智能健身器材，其特征在于：所述伺服电机与调节座之间的拉绳段设有用于对拉绳进行转向的定滑轮组，所述伺服电机后端连接有失电制动器。

10.根据权利要求1所述的智能健身器材，其特征在于：所述伺服电机与调节座之间的拉绳段上设有拉绳制动装置，所述拉绳制动装置包括滚轮及U形压杆，滚轮侧面设有环形凹槽，所述拉绳置于环形凹槽内，所述U形压杆设于滚轮一侧，且两端分别与滚轮中心轴两端连接，所述拉绳位于U形压杆与环形凹槽之间。

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