CN215387315U - 一种立式飞舞转叶器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种立式飞舞转叶器，涉及体育娱乐健身器材技术领域，包括主杆，所述主杆上滑动设置有横杆，所述横杆设置有手柄，所述横杆的中部设置有轴承，所述轴承滑动穿套在所述主杆上，所述轴承的周围均匀设置有若干个叶片。该立式飞舞转叶器的有益之处是，结构新颖，功能多样。操作者握持手柄上下往复推拉使叶片上下运动，在相对气流的作用下使叶片转动，是一种将往复直线运动转换成圆周转动的器械，可供体育娱乐、健身、发电、教学等，也具有体能测试的功能，娱乐性强，体验感强，与传统的健身器材相比，更能够吸引大众参与健身锻炼，对提高全民身体素质将产生深远的影响。

Description

一种立式飞舞转叶器

技术领域

本实用新型涉及体育娱乐健身器材技术领域，尤其是一种立式飞舞转叶器。

背景技术

传统的体育健身器材能给人们锻炼身体，增强体质，丰富了人们的生活，为人们的身心健康起到了很大的作用。但大多数传统的体育健身器材功能单一，结构呆板，如举力训练器械多用重物或弹簧作为施力部件，锻炼过程体验感不强，更缺乏愉悦感，很多是在痛苦中锻炼，要有强烈的毅力才能坚持锻炼下去。大多数的健身器材属于专业性设备，结构相对复杂，一般在健身房、用户家中等室内环境中使用，保养和维护成本较高。也有一些简单的体育健身器械，见于公园、绿地、小区等休闲场所，其结构相对简单，功能也很弱，由于没有体验感，故使用率较低。目前将体育娱乐和健身功能结合起来的器械比较少。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的缺点及补充丰富体育健身器材“家族”，提供一种结构简单、操作方便、集趣味性、娱乐性、体育、健身等功能于一体的多功能健身器械，命名为立式飞舞转叶器。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种立式飞舞转叶器，包括主杆，所述主杆上滑动设置有横杆，所述横杆设置有手柄，所述横杆的中部上方设置有轴承，所述轴承穿套在所述主杆上，所述横杆与所述轴承的内圈固连，所述轴承的旋转平面与主杆垂直；所述横杆和所述轴承能沿主杆上下灵活运动；所述轴承的周围均匀设置有若干个叶片，所有叶片的根部与轴承的外圈相连接，叶片的展向与轴承的径向基本同向；轴承的外圈和所有叶片能绕轴承的内圈灵活转动；所述叶片的断面为翼型，该翼型的最大厚度位置离所述叶片的前缘比离所述叶片的后缘近，所述叶片的上表面和下表面至少有一面是凸形的，所有叶片的前缘朝同一旋转方向安装。

更进一步地，所述手柄包括左手柄和右手柄，所述左手柄和右手柄的结构基本相同，对称设置于横杆的两端，左手柄和右手柄与主杆基本平行，所述左手柄以及右手柄的下端形成平滑弯头状，该平滑弯头状外包裹有防滑套。

更进一步地，所述左手柄以及右手柄上可拆卸设置有把手，所述左手柄以及右手柄上纵向设置有若干个装配孔，所述把手连接在所述装配孔中，把手与手柄基本垂直。

更进一步地，所述横杆的中部设置有直线轴承，所述直线轴承滑动连接在所述主杆上，所述轴承的内圈套接固定在所述直线轴承外周。

更进一步地，所述主杆的中部设置有限位结构，所述限位结构与所述横杆之间设置有弹簧，所述弹簧套装在所述主杆上，弹簧的内孔稍大于主杆的外周尺寸，弹簧能沿主杆灵活伸缩。由于自由状态时，叶片、轴承和横杆组成的部件以及弹簧会沿主杆向下滑动，限位结构起到限位作用，将叶片、轴承和横杆组成的部件以及弹簧限定在一定高度位置。

更进一步地，所述主杆形成有凹杆段，所述凹杆段滑动设置有挂件，所述挂件上设置有手机套和显示屏中的至少之一。

更进一步地，滑动设置的横杆上设置有用于锁定所述轴承的外圈转动的刹车机构，所述刹车机构至少包括以下两种结构中的一种：第一种：滑动设置的横杆上设置有电磁锁，所述轴承的外圈上或叶片根部上或轴承的外圈与叶片根部的连接件上设置有与所述电磁锁配套用的吸附板；第二种：所述主杆上设置有永磁铁，所述轴承的外圈上缠绕有形成闭合回路的线圈，所述闭合回路上连接有继电器。

更进一步地，所述横杆上设置有转速传感器和位移传感器中至少一种，所述转速传感器以及位移传感器与数据收集处理器电连接。转速传感器用来采集叶片的转速信息的，位移传感器用来采集横杆的位移信息的，横杆的位移信息包括横杆的上下往复运动的幅度和频率。数据收集处理器能将叶片的转速信息和横杆的位移信息传递给显示屏或手持通讯终端设备。

更进一步地，所述主杆上设置有二维码，通过手持通讯终端设备如手机扫描二维码能控制电磁锁以及继电器的开合，达到开启或锁定所述轴承的外圈转动的目的。

更进一步地，所述主杆的下端设置有支撑机构，所述支撑机构包括外筒以及支脚，所述主杆上下滑动连接在所述外筒上，所述外筒上设置有拧紧螺栓，方便调节主杆的高度。

本实用新型立式飞舞转叶器的基本工作原理是：操作者手握手柄上下快速推拉横杆，在横杆的牵引下，叶片上下运动，叶片的上表面和叶片的下表面交替迎风，由于叶片的上表面和叶片的下表面至少有一面是凸形的，且叶片的翼型的最大厚度位置靠近叶片的前缘而远离叶片的后缘，迎面来流作用在翼型的凸的一面时会分成大小不同的两股气流，小股气流向叶片的前缘方向运动，大股气流向叶片的后缘方向运动，这样一来，在叶片的前缘和叶片的后缘间会形成动量差，气流会推动叶片向叶片的前缘方向运动，继而多个叶片一起绕轴承内圈旋转。在一定转速范围内，上下推拉的幅度一定时，上下推拉的频率越快，则叶片转动越快；上下推拉的频率一定时，上下推拉的幅度越大，则叶片转动也会越快。叶片前行的阻力会随转速的增加而增大，但当叶片转动起来后，随着叶片旋转的速度的快速增大，叶片的雷诺数会增大，则叶片前行的阻力的增速会放缓，如果操作者用劲推拉横杆，叶片会高速旋转。这样会使操作者有很愉悦的体验感和成就感，感觉会很舒服，能同时起到娱乐和健身的作用，使操作者在快乐中得到了锻炼，有益人们的身心健康。如果推拉的频率下降或幅度减小的话，叶片的转速会慢下来。在整个推拉过程中力度是变化的，不像传统健身器材那样呆板。当然，叶片的运动过程是一个很复杂的过程，有前行、上行、下行多种运动复合在一起，还会受到当地环境如风速风向的影响。这里只是利用经典流体力学作了一个简单的分析。本方案的发明人通过多个实物样机证实了这一运动过程：上下快速往复推拉手柄会使叶片朝前缘方向快速转动起来，而且操作者会有愉悦感。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型立式飞舞转叶器结构新颖，功能多样。操作者握持手柄上下往复推拉使叶片上下运动，在相对气流的作用下使叶片转动，是一种将往复直线运动转换成圆周转动的器械，可供体育、娱乐以及健身等，也具有体能测试的功能，娱乐性强，体验感强，与传统的健身器材相比，更能够吸引大众参与健身锻炼，对提高全民身体素质将产生深远的影响；左手柄以及右手柄上可拆卸设置有把手，左手柄以及右手柄上纵向设置有若干个装配孔供把手连接用，以适合不同高度的操作者使用。主杆相对固定，手柄和横杆带动叶片上下运动，这种结构能使该立式飞舞转叶器的高度较低，结构紧凑些。在上下推拉手柄使叶片转动的过程中，滑动结构与主杆摩擦会产生周期性有节奏的声音，轴承的转动也会有声音发出，叶片高速旋转时还会产生悦耳的风声，操作者一边认真听这些组合在一起声音，一边运动，对训练注意力会有所帮助。该飞舞转叶器集有氧运动、力量训练、速度训练、耐力训练和注意力训练于一体，锻炼效果明显高效。

附图说明

图1是立式飞舞转叶器的总体结构示意图；

图2是主杆中的凹杆段部分的侧视方向的结构示意图；

图3是图1中F圆圈部分的放大图；

图4是叶片的一种翼型示意图；

图5是叶片上行时气流分析示意图。

图中：1-主杆，1.1-凹杆段，2-横杆，3-轴承，4-叶片，41-叶片的前缘，42-叶片的后缘，43-叶片的上表面，44-叶片的下表面，5-左手柄，6-右手柄，7-防滑套，8-把手，9-直线轴承，10-限位板，11-弹簧，12-挂件，13-手机套，14-显示屏，15-电磁锁，16-吸附板，17-转速传感器，18-位移传感器，19-二维码，20-外筒，21-支脚，22-拧紧螺栓；

A－叶片向上的运动方向指示，B－叶片的上方来流指示，C－叶片前行方向指示。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图5所示，一种立式飞舞转叶器，包括主杆1，主杆1竖直布置，主杆1上滑动设置有横杆2，横杆2设置有手柄，横杆2的中部设置有轴承3，轴承3滑动穿套在主杆1上，具体地，主杆1采用表面光滑的圆管或圆棒，横杆2的中部设置有直线轴承9，直线轴承9的外圈是固定连接在横杆2上，直线轴承9滑动连接在主杆1上，从而实现横杆2顺畅地上下滑动连接在主杆1上，作为优选地，主杆1是采用与直线轴承9相配合的光轴，满足滑动顺畅，轴承3的内圈套接固定在直线轴承9外，间接地，轴承3的内圈与横杆2固定连接，该轴承3是深沟球轴承，轴承3的周围均匀设置有若干个叶片4，所有叶片4的根部与轴承3的外圈相连接，叶片4的展向与轴承3的径向相同；轴承3的外圈和所有叶片4能绕轴承3的内圈灵活转动；如图4所示，叶片4的断面为翼型，该翼型的最大厚度位置离叶片的前缘41比离叶片的后缘42近，叶片的上表面43和叶片的下表面44至少有一面是凸形的，所有叶片4的前缘朝同一旋转方向安装，叶片4的旋转平面与主杆垂直。叶片4的弦线与叶片4的旋转平面的夹角为叶片4的安装角；叶片的前缘41高于叶片的后缘42时，叶片4的安装角定义为正值；叶片的前缘41低于叶片的后缘42时，叶片4的安装角定义为负值。叶片4的安装角在－3°至7°之间。

更进一步地，所有叶片4的形状和结构均相同，叶片4的翼型采用双凸型，即叶片的上表面43向上凸出，叶片的下表面33向下凸出；单个叶片4的展弦比大于3且小于10；叶片翼型的最大厚度离叶片的前缘41在弦长方向的20％至40％之间。所有叶片4的翼型优先采用对称双凸型翼型，如NACA0016或NACA0012翼型，或采用上凸下平的翼型，如NACA2412；所有叶片的安装角均为0°。本立式飞舞转叶器在室内使用时，单个叶片4的展长在0.5米至3米之间；在室外使用时，叶片4可使用更长的展长。

手柄包括左手柄5以及右手柄6，左手柄5以及右手柄6的结构相同、对称设置，左手柄5以及右手柄6的下端形成平滑弯头状，该弯头状令手握持时不容易发生松脱，该平滑弯头状外包裹有防滑套7，防滑套7令手握持舒适，不容易发生打滑；另外，左手柄5以及右手柄6上可拆卸设置有把手8，左手柄5以及右手柄6上纵向等距设置有若干个装配孔（未画出），把手8连接在装配孔中，具体地，装配孔设计成螺纹孔，把手8上设置有螺纹段，螺纹段可拧入至该螺纹孔，通过该螺纹段以及螺纹孔的配套方式，令把手8可拆卸连接至转装配孔中，在使用过程中，操作者手持防滑套7对左手柄5以及右手柄6进行上下推拉，或者手握把手8对左手柄5以及右手柄6进行上下推拉，并根据操作者的实际身高，选择将把手8安装在适合的装配孔中使用。

主杆1的中部设置有限位结构，限位结构采用限位板10，限位板10固定在主杆上，限位板10与横杆2之间设置有弹簧11，弹簧11优先采用压力弹簧，弹簧11套接在主杆1上，在不使用时，弹簧11对横杆2以及连接在横杆2上的叶片4等部件有支撑作用，令手柄悬浮在较高的一定的高度，有利于操作者的使用；而在使用过程中，当横杆2被拉下后，弹簧11被压缩具有弹性势能，能协助将横杆2连同叶片4弹起，令抬举舒适。此外，弹簧11在往复按压的过程中，弹簧11本身或弹簧11与主杆1相互摩擦会产生出有节奏的声响，该声响能让操作者产生一定的音疗效果，从而能激发大脑，久而久之，激活大脑涂层细胞，提高专注力、记忆力、想象力以及创造力，使人更健康。

结合图2可看出，主杆1形成有凹杆段1.1，凹杆段1.1滑动设置有挂件12，挂件12上设置有手机套13以及显示屏14，手机套13可供操作者放置手机用，挂件12可以上下滑动在凹杆段1.1上的位置，当调节好位置后，可拧入螺栓进行固定，此设计有利于不同高度的人群使用。横杆2上设置有转速传感器17以及位移传感器18，转速传感器17用于检测叶片4的转动速度，位移传感器18用于检测位移传感器18相对主杆1的位移量，从而可以得知横杆2上下运动的行程、幅度及频率，转速传感器17以及位移传感器18与数据收集处理器电连接，可以将检测到的数据信息传输至显示屏14或手机显示。在实际应用中，可以将转速传感器17以及位移传感器18所检测到的数据也可用于趣味性娱乐中，例如，可以在显示屏14中加载有飞行闯关类的游戏，转速传感器17以及位移传感器18能检测到的转速或位移量越大，则该飞行闯关游戏中角色飞行速度越快或越高，依次冲出地平线、平地、高山以及最终飞升至蓝天白云或冲向太空，从而将娱乐与健身融于一体，以激发操作者运动的积极性，在娱乐之余，不知不觉也达到健身的效果，一举多得。

直线轴承9上设置有用于锁定轴承3的外圈转动的刹车机构，该刹车机构适用于本实用新型投放在商业上的使用，商业模式可参考共享单车。刹车机构至少包括以下两种结构中的一种：如图3所示，第一种：直线轴承9上设置有电磁锁15，轴承3的外圈上设置有与电磁锁15配套用的吸附板16，电磁锁15通电后则对吸附板16进行吸附，从而令轴承3不会转动，即叶片4不会发生转动，从而尽管在上下推拉横杆2时，叶片4还会在垂直方向发生上下运动，但叶片4不会发生转动，也失去趣味效果；第二种：主杆1上设置有永磁铁，该永磁铁可以是位于主杆1内部、横杆2上下活动的区间段中，或者主杆1包含有采用永磁铁制作而成的节段，该节段位于横杆2上下活动的区间段中，轴承3的外圈上缠绕有形成闭合回路的线圈，从而当横杆2带动轴承3上下活动的过程中，符合电磁阻尼原理，由电磁阻尼现象可得知，当闭合导体（本申请中闭合回路的线圈）与磁铁（本申请中的永磁铁）发生相对运动时，两者之间会产生电磁阻力，阻碍相对运动，回到本结构中，电磁阻力会阻碍轴承3的升降，从而令横杆2抬举艰辛，不易使用，叶片4的转速也会较慢，有吃力不讨好的感受，同样失去趣味效果。闭合回路上连接有继电器；电磁锁15以及继电器均与定时器电性连接，主杆1上设置有二维码19，通过手持通讯终端设备扫描二维码19能控制电磁锁15以及继电器的开启，此设计用于计费用，当用手机或平板扫描二维码19时，能控制电磁锁15以及继电器工作，电磁锁15解除对吸附板16吸附或继电器控制线圈中的闭合回路断开，令叶片4可以正常的转动，与此同时，定时器开始计时，当达到预设的时间后，定时器传递信号至电磁锁15以及继电器，电磁锁15通电对吸附板16吸附或继电器控制线圈中的闭合回路连通，重新对叶片4进行锁定。

主杆1的下端设置有支撑机构，支撑机构包括外筒20以及支脚21，支脚21的下端设置有滚动轮，便于移动使用，主杆1上下滑动连接在外筒20上，以便于调节主杆1的安装高度，外筒20上设置有拧紧螺栓22，当调节好主杆1的高度后，通过锁紧拧紧螺栓22，即可将主杆1与外筒20相互固定不容易发生滑动。

本立式飞舞转叶器的基本工作原理是：手握手柄上下快速推拉横杆2，使横杆2作往复直线运动，在横杆2的牵引下，叶片4上下运动，叶片的上表面43和叶片的下表面44交替迎风，由于叶片的上表面43和叶片的下表面44至少有一面是凸形的，且叶片4的翼型的最大厚度位置靠近叶片的前缘41而远离叶片的后缘42，迎面来流作用在翼型的凸的一面时会分成大小不同的两股气流，小股气流向叶片的前缘41方向运动，大股气流向叶片的后缘42方向运动，这样一来，在叶片的前缘41和叶片的后缘42间会形成动量差，气流会推动叶片4向叶片的前缘41方向运动，继而多个叶片4一起绕轴承3内圈旋转。在一定转速范围内，上下推拉的幅度一定时，上下推拉的频率越快，则叶片4转动越快；上下推拉的频率一定时，上下推拉的幅度越大，则叶片4转动也会越快。叶片4前行的阻力会随转速的增加而增大，但当叶片4转动起来后，随着叶片4旋转的速度的快速增大，叶片4的雷诺数会增大，则叶片4前行的阻力的增速会放缓，如果操作者用劲推拉横杆2，叶片4会高速旋转。这样会使操作者有很愉悦的体验感和成就感，感觉会很舒服，能同时起到娱乐和健身的作用，使操作者在快乐中得到了锻炼，有益人们的身心健康。如果推拉的频率下降或幅度减小的话，叶片4的转速会慢下来。在整个推拉过程中力度是变化的，不像传统健身器材那样呆板。当然，叶片4的运动过程是一个很复杂的过程，有前行、上行、下行多种运动复合在一起，还会受到当地环境如风速风向的影响。这里只是利用经典流体力学作了一个简单的分析。本方案的发明人通过多个实物样机证实了这一运动过程：上下快速往复推拉手柄会使叶片4朝前缘方向快速转动起来，而且操作者会有愉悦感。

本立式飞舞转叶器结构新颖，功能多样，应用场景广阔。操作者握持手柄上下往复推拉使叶片4上下运动，在相对气流的作用下使叶片4转动，是一种将往复直线运动转换成圆周转动的器械，体验感强，娱乐性强，富有趣味性；是一种有氧运动，能促使操作者血液循环加快，能提高抵抗力，增强免疫力，经常使用能较好地预防疾病尤其是心脑血管疾病的发生。可供体育娱乐、健身、发电、教学等，也具有体能测试的功能。可使用于健身房、家庭、学校作为锻炼身体的器具；也可置于公园、游乐场所、学校尤其是大学校园、公交站旁、车站、机场候机厅、酒店大堂、银行大堂、汽车维修店休息区等公共场所作为休闲娱乐设备使用；还可以置于医院作为康复设备使用；也可作为一种放松设备，置于办公区域附近让办公职员休息时使用以缓解工作压力。与传统的健身器材相比，更能够吸引大众参与健身锻炼，对提高全民身体素质将产生深远的影响。能丰富人们的生活内容并为提高人们的生活品质起积极的效果。能为满足人们对美好生活的向往增砖添瓦。

最后应说明的是：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，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是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)

1.一种立式飞舞转叶器，其特征在于，包括主杆（1），所述主杆（1）上滑动设置有横杆（2），所述横杆（2）设置有手柄，所述横杆（2）的中部上方设置有轴承（3），所述轴承（3）穿套在所述主杆（1）上，所述轴承（3）的周围设置有若干个叶片（4），所述叶片（4）的断面为翼型，该翼型的最大厚度位置离所述叶片的前缘比离所述叶片的后缘近，所述叶片的上表面和下表面至少有一面是凸形的，所有叶片的前缘朝同一旋转方向安装。

2.根据权利要求1所述的一种立式飞舞转叶器，其特征在于，所述手柄包括左手柄（5）和右手柄（6），所述左手柄和右手柄的结构基本相同。

3.根据权利要求2所述的一种立式飞舞转叶器，其特征在于，所述手柄至少包括下列结构特征之一：所述左手柄（5）以及右手柄（6）上能拆卸设置有把手；所述左手柄（5）以及右手柄（6）的下端形成平滑弯头状。

4.根据权利要求1所述的一种立式飞舞转叶器，其特征在于，所述横杆（2）的中部设置有直线轴承（9），所述直线轴承（9）滑动套装在所述主杆（1）上，所述轴承（3）的内圈套接固定在所述直线轴承（9）外。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种立式飞舞转叶器，其特征在于，所述主杆（1）的中部设置有限位结构，所述限位结构与所述横杆（2）之间设置有弹簧（11），所述弹簧（11）套接在所述主杆（1）上。

6.根据权利要求1所述的一种立式飞舞转叶器，其特征在于，所述主杆（1）形成有凹杆段，所述凹杆段设置有挂件（12）。

7.根据权利要求1所述的一种立式飞舞转叶器，其特征在于，滑动设置的横杆（2）上设置有用于锁定所述轴承（3）的外圈转动的刹车机构，所述刹车机构至少包括以下两种结构中的一种：第一种：滑动设置的横杆（2）上设置有电磁锁，所述轴承（3）的外圈上或叶片根部上或轴承（3）的外圈与叶片根部的连接件上设置有与所述电磁锁配套用的吸附板；第二种：所述主杆（1）上设置有永磁铁，所述轴承的外圈上缠绕有形成闭合回路的线圈，所述闭合回路上连接有继电器。

8.根据权利要求1或6所述的一种立式飞舞转叶器，其特征在于，所述横杆（2）上设置有转速传感器和位移传感器中至少一种。

9.根据权利要求7所述的一种立式飞舞转叶器，其特征在于，所述主杆（1）上设置有二维码（19）。

10.根据权利要求1所述的一种立式飞舞转叶器，其特征在于，所述主杆（1）的下端设置有支撑机构。

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