CN214913019U - 一种用于健身设备的阻力传动机构 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种用于健身设备的阻力传动机构，包括阻力源、行星齿轮箱、第一绕线组件和第二绕线组件，行星齿轮箱采用圆柱齿轮，行星齿轮箱设置于阻力源的输出轴上，第一绕线组件固定在行星齿轮箱的外圈上，第二绕线组件固定在行星齿轮箱的的行星架上，第一绕线组件和第二绕线组件均可独立旋转，相对于输入轴有相应的减速比。该机构提供阻力和拉力(与外力方向相反)，当外力大于该机构所提供的力时，拉绳被拉出，外力小于该机构所提供的力时，拉绳被拉回。输出轴持续输出扭矩时，两个绕线组件能同时输出扭矩，且具有不同的减速比和输出扭矩，设计两个绕线组件的直径差异来补偿，使拉绳具有相等或近似的拉力；结构紧凑占用体积小，便于安装。

Description

一种用于健身设备的阻力传动机构

技术领域

本实用新型属于健身设备技术领域，具体涉及一种用于健身设备的阻力传动机构。

背景技术

随着人们生活水平的提高以及全民健身设备的推广，越来越多的人利用健身器材来锻炼身体。市面上健身设备品种繁多，功能各异。新型的智能型电阻力训练器械，正逐渐进入市场。针对双把手的电阻力健身器械，为了节约成本可采用单电机双出线的结构。通常的解决方案是通过动滑轮组结构与电机相配合以提供阻力，利用动滑轮组将阻力从一根拉绳分配到两根拉绳，该结构需要较大的空间以用于动滑轮的运动，因此该方式需占据较大的空间，不易安装在健身设备内，且很难实现较大的减速比来放大电机的拉力。

而专利US10617903B2公开了一种健身器的差速机构，该差速机构安装有两个直径相同的绕线组件可以同时输出扭矩，但其采用伞型齿轮和链轮等其他部件构成，伞形齿轮加工难度较大，噪音也比较大。而且需要同步带传动，部件较多、结构较为复杂，所需成本颇高，而且很难实现较大的减速比。

实用新型内容

为了解决现有阻力传动机构需占据较大空间、噪音大、减速比较小且所需成本较高等问题，本申请提供一种用于健身设备的阻力传动机构，以解决现有阻力传动机构存在的技术缺陷问题。

本实用新型提出了一种用于健身设备的阻力传动机构，包括阻力源、行星齿轮箱、第一绕线组件和第二绕线组件，其中，行星齿轮箱采用圆柱形齿轮，行星齿轮箱设置于阻力源的输出轴上，第一绕线组件和第二绕线组件设置在行星齿轮箱上，且第一绕线组件和第二绕线组件均可独立旋转。

优选的，该阻力传动机构还包括第一拉绳和第二拉绳，第一拉绳缠绕于第一绕线组件，第二拉绳缠绕于第二绕线组件。通过拉绳与绕线组件的配合以满足健身者锻炼单臂或双臂。

优选的，行星齿轮箱包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈，太阳轮固接于阻力源的输出轴上，行星轮与太阳轮相啮合，行星架可转动的罩设于太阳轮和行星轮的外部，内齿圈可转动的套设于行星架上并与行星轮相啮合。通过太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈之间的配合，不仅可以起到差速作用而且还能够增大扭矩，因此能够增大绕线组件的直径、减少拉绳的缠绕圈数。

进一步优选的，该阻力传动机构还包括外圈和第一轴承，外圈固接于内齿圈上，第一轴承套接于行星架上且卡接于外圈的内侧，第一绕线组件固接在外圈上。第一轴承的设置可起到约束外圈只能沿行星架的轴心和输出轴转动的作用，保证行星架运行的平稳性，且滑动阻力和功率消耗比较小、起动容易。

进一步优选的，该阻力传动机构还包括第二轴承，第二轴承套接于输出轴上且卡接于行星架的内侧，第二绕线组件固接在行星架上。设置第二轴承同样起到约束行星架只能沿输出轴旋转，同样也能起到滑动阻力和功率消耗比较小、起动容易以及保证输出轴运行平稳的作用。

进一步优选的，该阻力传动机构还包括滚针轴和滚针轴承，行星架的两端开设有通孔，滚针轴穿接于通孔中，行星轮通过滚针轴承可转动的套接于滚针轴上。通过将滚针轴架设在该通孔上，使得当太阳轮转动时能够带动行星轮转动，行星轮带动滚针轴承转动从而带动行星架发生转动，或是当行星架发生转动时，滚针轴与行星架同时进行转动并带动滚针轴承转动，进而带动行星轮转动，最后带动太阳轮发生转动，即行星架和行星轮绕输出轴进行的公转能够相互传递扭矩和相互传动旋转。

进一步优选的，行星架的两侧设有开口供行星轮与内齿圈相啮合。

进一步优选的，太阳轮、行星轮和内齿圈采用渐开线斜齿轮。采用渐开线斜齿轮不仅成本较低、精度能得到保证，而且噪声较小。

进一步优选的，该阻力传动机构还包括轴承端盖，轴承端盖套设于阻力源的输出轴末端，并与第二轴承相抵接。轴承端盖的设置以防在阻力源转动过程中第二轴承脱落。

优选的，该阻力传动机构还包括支架，支架固定安装于阻力源上，并罩设于第一绕线组件和第二绕线组件的外部。通过支架可快速方便地将该阻力传动机构固定安装在健身设备内部。

与现有技术相比，本实用新型的有益成果在于：

(1)本实用新型通过一个电机和一个行星齿轮箱的配合，即实现了原本需要两个电机才能实现的双绳索出力的需求，极大地降低了成本，并且与两个电机输出轴直接卷绕拉绳的方案相比，本实用新型提供的阻力传动机构具有更大的输出拉力和扭矩；

(2)相比动滑轮绳索差速结构方案，本实用新型提供的阻力传动机构可靠性更高，而且更为方便的实现了减速增扭的需求；

(3)相比伞形齿轮差速结构，本实用新型结构更简单紧凑，不需要同步带和同步轮传动，而且圆柱形齿轮的加工成本低于扇形齿轮，更容易做到低噪音；

(4)相比动滑轮绳索差速结构、伞形齿轮差速结构和双电机方案，本实用新型提供的阻力传动机构只需占用较小的空间，即可实现单电机双出线的阻力传动需求。

附图说明

包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。

图1是根据本实用新型的一个具体实施例的阻力传动机构的爆炸图；

图2是根据本实用新型的一个具体实施例的阻力传动机构的剖面图；

图3是根据本实用新型的一个具体实施例的阻力传动机构的装配示意图；

图4是根据本实用新型的一个具体实施例的阻力传动机构的整体结构图；

图5是根据本实用新型的一个具体实施例的阻力传动机构的应用示意图。

图中各编号的含义：1-电机、11-电机的输出轴、2-行星齿轮箱、21-太阳轮、22-行星轮、23-行星架、231-开口、232-通孔、24-滚针轴、25-内齿圈、26-滚针轴承、31-第一绕线组件、32-第二绕线组件、4-外圈、51-第一轴承、52-第二轴承、6-轴承端盖、7-支架、81-第一拉绳、82-第二拉绳，9-定滑轮、10-旋转摆臂。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本实用新型的说明性具体实施例来示出。对此，参考描述的图的取向来使用方向术语，例如“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”等。因为实施例的部件可被定位于若干不同取向中，为了图示的目的使用方向术语并且方向术语绝非限制。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本实用新型的范围。因此以下详细描述不应当在限制的意义上被采用，并且本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

本实用新型提出了一种用于健身设备的阻力传动机构，图1示出了根据本实用新型的一个具体实施例的阻力传动机构的爆炸图，图2示出了本实用新型的一个具体实施例的阻力传动机构的剖面图，图3示出了根据本实用新型的一个具体实施例的阻力传动机构的装配示意图；结合参考图1-3，该阻力传动机构包括阻力源、行星齿轮箱2、第一绕线组件31、第二绕线组件32、外圈4、第一轴承51、第二轴承52，其中，行星齿轮箱2包括太阳轮21、行星轮22、行星架23、滚针轴24、内齿圈25、滚针轴承26，阻力源具体包括电机1、风阻、磁阻和水阻中的一种或者多种，本实施例以电机1为例。

两个第二轴承52套接在电机1的输出轴11上，同时两个第二轴承52卡接在行星架23的内侧，设置第二轴承52可以起到约束行星架23只能沿输出轴11旋转，启动容易、旋转稳定及减小转动阻力和功率损耗的作用。两个第一轴承51套接在行星架23上，同时两个第一轴承51卡接在外圈4的内侧，设置第一轴承51可以起到约束外圈4只能沿行星架23的轴心和输出轴11转动。因此输出轴11、行星架23和外圈4均可以沿输出轴11自由且平稳的任意旋转(包括正转和反转)。

太阳轮21固接在输出轴11上，且位于两个第二轴承52之间，太阳轮21与输出轴11同时进行旋转。行星轮22经滚针轴承26套接在滚针轴24上，滚针轴24穿接在行星架23上的通孔232内，因此行星轮22可以沿滚针轴24进行自转，也可以沿输出轴11公转，行星架23和行星轮22的公转可以相互传递扭矩和相互传动进行旋转。太阳轮21与行星轮22相啮合，因此太阳轮21和行星轮22可以相互传递扭矩和相互传动进行旋转。内齿圈25固接在外圈4的内侧，且位于两个第一轴承51之间，因此内齿圈25可以和外圈4同时进行旋转。行星架23的两侧设置有开口231，通过该开口231，使得内齿圈25能够与行星轮22相啮合，因此内齿圈25和行星轮22的自转及公转相互传递扭矩和相互传动进行旋转。有别于传统行星减速机构，本申请中的阻力源机身(以电机1为例)、输出轴11、行星架23及内齿圈25之间，可两两相互独立进行旋转。优选的，太阳轮21、行星轮22和内齿圈25采用渐开线斜齿轮，以减小噪音及保证精度。第一绕线组件31通过螺栓或粘结方式固定安装在行星齿轮箱2外部的外圈4上，第二绕线组件32通过螺栓或粘结方式固定安装在行星齿轮箱2的行星架23上。

继续参考图1，该阻力传动机构还包括轴承端盖6和支架7，其中，轴承端盖6套设在电机1的输出轴11末端，并与远离电机1一侧的第二轴承52相抵接，设置轴承端盖6以防在电机1转动过程中第二轴承52发生脱落影响该阻力传动机构的运行。支架7通过螺栓固定安装在电机1上，通过支架7可快速方便地将该阻力传动机构固定安装在健身设备的内部。

图4示出了根据本实用新型的一个具体实施例的阻力传动机构的整体结构图，如图4所述，该阻力传动机构还包括第一拉绳81和第二拉绳82，其中第一拉绳81缠绕在第一绕线组件31上，第二拉绳82缠绕在第二绕线组件32上。电机1提供持续的单向扭矩，该扭矩经过行星齿轮箱2传递到第一绕线组件31和第二绕线组件32上，再经过第一绕线组件31和第二绕线组件32传递到第一拉绳81和第二拉绳82，表现出来的是第一拉绳81和第二拉绳82都具有持续的拉力，以及分别被第一绕线组件31和第二绕线组件32卷绕收线的趋势。由于内齿圈25和行星架23相对于输出轴11的扭矩放大倍数不同，因此通过将第一绕线组件31和第二绕线组件32的直径设计成不相同，能够使得第一拉绳81和第二拉绳82输出的拉力相等或近似。

继续参考图4，在具体的实施例中，该阻力传动机构包括以下三种运动状态：当外界(包括健身者和拉绳极限位置限制结构)未对第一拉绳81和第二拉绳82施加拉力，或者所施加的拉力小于第一拉绳81和第二拉绳82表现出来的拉力时，第一拉绳81和第二拉绳82处于分别向第一绕线组件31和第二绕线组件32卷绕的状态，且第一拉绳81和第二拉绳82持续保持紧绷的状态并持续输出拉力；当外界对第一拉绳81和第二拉绳82施加的力大于第一拉绳81和第二拉绳82表现出来的拉力时，第一拉绳81和第二拉绳82处于分别远离第一绕线组件31和第二绕线组件32、被拉出的状态，拉绳持续保持紧绷的状态并持续输出拉力；当外界对第一拉绳81和第二拉绳82施加的力等于第一拉绳81和第二拉绳82表现出来的拉力时，第一拉绳81、第二拉绳82、第一绕线组件31和第二绕线组件32均处于静止状态，此时，拉绳也仍持续保持紧绷的状态并持续输出拉力。

结合参考图2、图3和图4，该阻力传动机构的工作原理：电机1的输出轴11持续输出扭矩并且传递到太阳轮21，太阳轮21将扭矩传递到行星轮22，行星轮22将扭矩传递到内齿圈25。并且在内齿圈25和太阳轮21的相互作用下行星轮22会表现出沿输出轴11公转的趋势以及扭矩，该扭矩通过滚针轴承26和滚针轴24传递到行星架23上。因此内齿圈25和行星架23在行星齿轮箱2内部的相互作用下，同时输出扭矩，且该扭矩经过减速放大后可以是输出轴11的扭矩的数倍。该扭矩分别通过第一绕线组件31和第二绕线组件32传递到第一拉绳81和第二拉绳82上，让第一拉绳81和第二拉绳82产生拉力。但内齿圈25和行星架23相对于输出轴11的减速比并不相同，因此输出的扭矩也不相同，通过合理设计第一绕线组件31和第二绕线组件32的不同直径大小，可以使第一拉绳81和第二拉绳82表现出相同或近似的拉力。第一绕线组件31和第二绕线组件32可以分别单独旋转，可以同时旋转，也可以同时一个正转一个反转。即通过该阻力传动机构，健身者可以在第一拉绳81和第二拉绳82处于拉出、收缩或静止的任意组合下，均感受到第一拉绳81和第二拉绳82所输出的拉力，以满足锻炼者锻炼双臂或仅锻炼单臂的使用需求。

与传统使用配重块的拉力健身设备相比，应用本实用新型所提出的阻力传动机构，即使用电机等阻力源来产生阻力的健身设备，其体积更小、重量更轻，可以安装放置在更多的地方，例如住宅、办公室、休闲场所等，而且还可以通过数字控制系统来调节阻力大小。将传统配重块健身设备的“重量运动”转化为电机旋转，由于第一绕线组件31和第二绕线组件32的周长和旋转速度是已知的，因此可以计算第一拉绳81和第二拉绳82的线性运动以提供与配重块的线性运动等效的效果。

图5示出了根据本实用新型的一个具体实施例的阻力传动机构的应用示意图，如图5所示，在具体的实施例中，卷绕在阻力传动机构的第一绕线组件31上的第一拉绳81以及卷绕在第二绕线组件32的第二拉绳82分别绕过定滑轮9后固定连接在旋转摆臂10上。应用该阻力传动机构即可直接引出两条拉绳，与传统的电机与滑轮组配合以提供阻力的机构相比，结构更为紧凑，可以节省大量滑轮的应用，占用体积也较小，通过支架7能够方便快捷地安装在健身设备内部。而且，由于本实用新型具有减速增扭的作用，绕线组件可以采用较大的直径，使得本申请提供的阻力传动机构能够存储、缠绕大量的拉绳，第一绕线组件31和第二绕线组件32的直径越大或者第一拉绳81和第二拉绳82越细，则可以存储更长距离的拉绳，以满足健身者进行更高强度的训练。

显然，本领域技术人员在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下可以作出对本实用新型的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本实用新型的权利要求及其等同形式的范围内，则本实用新型还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。

Claims (10)

1.一种用于健身设备的阻力传动机构，其特征在于，包括阻力源、行星齿轮箱、第一绕线组件和第二绕线组件，其中，所述行星齿轮箱采用圆柱形齿轮，所述行星齿轮箱设置于阻力源的输出轴上，所述第一绕线组件和所述第二绕线组件设置在所述行星齿轮箱上，且所述第一绕线组件和所述第二绕线组件均可独立旋转。

2.如权利要求1所述一种用于健身设备的阻力传动机构，其特征在于，所述行星齿轮箱包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈，所述太阳轮固接于所述阻力源的输出轴上，所述行星轮与所述太阳轮相啮合，所述行星架可转动的罩设于所述太阳轮和所述行星轮的外部，所述内齿圈可转动的套设于所述行星架上并与所述行星轮相啮合。

3.如权利要求1所述一种用于健身设备的阻力传动机构，其特征在于，还包括第一拉绳和第二拉绳，所述第一拉绳缠绕于所述第一绕线组件上，所述第二拉绳缠绕于所述第二绕线组件上。

4.如权利要求2所述一种用于健身设备的阻力传动机构，其特征在于，还包括外圈和第一轴承，所述外圈固接于所述内齿圈上，所述第一轴承套接于所述行星架上且卡接于所述外圈的内侧，所述第一绕线组件固接在所述外圈上。

5.如权利要求2所述一种用于健身设备的阻力传动机构，其特征在于，还包括第二轴承，所述第二轴承套接于所述输出轴上且卡接于所述行星架的内侧，所述第二绕线组件固接在所述行星架上。

6.如权利要求2所述一种用于健身设备的阻力传动机构，其特征在于，还包括滚针轴和滚针轴承，所述行星架的两端开设有通孔，所述滚针轴穿接于所述通孔中，所述行星轮通过所述滚针轴承可转动的套接于所述滚针轴上。

7.如权利要求2所述一种用于健身设备的阻力传动机构，其特征在于，所述行星架的两侧设有开口供所述行星轮与所述内齿圈相啮合。

8.如权利要求2所述一种用于健身设备的阻力传动机构，其特征在于，所述太阳轮、行星轮和所述内齿圈采用渐开线斜齿轮。

9.如权利要求5所述一种用于健身设备的阻力传动机构，其特征在于，还包括轴承端盖，所述轴承端盖套设于所述阻力源的输出轴末端，并与所述第二轴承相抵接。

10.如权利要求1所述一种用于健身设备的阻力传动机构，其特征在于，还包括支架，所述支架固定安装于所述阻力源上，并罩设于所述第一绕线组件和所述第二绕线组件的外部。

Images