CN218760271U - 一种人力驱动装置及应用其的健身器材 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种人力驱动装置，包括安装架、设置在安装架上的操作机构、传动机构、储能机构和输出轴，操作机构、传动机构和输出轴依次连接；传动机构包括第一传动轴和第二传动轴，第一传动轴上设有第一齿轮，第二传动轴上设有与第一齿轮啮合的第二齿轮；第二传动轴上设有第一皮带轮，输出轴上设有第二皮带轮，第一皮带轮和第二皮带轮上连接有皮带。本实用新型的第一传动轴和第二传动轴通过齿轮传动，第二传动轴和输出轴通过皮带传动，部件少，结构得以优化，传动更稳定，而且噪音小。

Description

一种人力驱动装置及应用其的健身器材

技术领域

本实用新型涉及驱动机构领域，尤其涉及一种人力驱动装置及应用其的健身器材。

背景技术

目前的跑步机可以分为两类：电动和非电动跑步机。对于电动跑步机，用户需要调整跑步机的速度以便以所需的速度行走或跑步。使用者必须走路或跑步或增加跑带的倾斜度以获得更强烈的运动。对于许多用户来说，提高速度或倾斜可能会伤害他们的膝盖甚至危及用户的安全。对于常规的非电动跑步机，由于跑带和脚踏板的上表面之间的摩擦阻力需要由使用者克服，因此难以在不显着增加跑带的倾斜度的情况下达到所期望的跑步速度。在大多数情况下，增加跑带的倾斜是更高强度锻炼的唯一选择。目前的非电动跑步机很难达到预期的跑步速度，因此显著地限制了非电动跑步机的使用。自从跑步机成为最受欢迎的健身器材以来，已经进行了大量的研究，但到目前为止在非电动跑步机上还没有取得重大突破。

在公开的专利申请“一种依靠人力的驱动机构和依靠人力驱动的健身器材”(专利公布号：CN110538422A)中提及了一种手动式跑步机，通过用户手的驱动来带动跑带移动，从而在使用者发生意外时跑带可以停下，降低了跑步机发生安全事故的可能性。该方案中，传动机构容易产生较大的噪音，尤其是链条传动。方案中，链条传动作为一级传动，操作机构将使用者的往复驱动力转化为恒定方向的旋转动力后直接链条传递驱动力，然而人力驱动很难做到恒定输出，这就造成一级传动的瞬间传动比不恒定，这也是链条传动噪音大的主要原因之一，另外这不恒定的瞬间传动比容易造成链条的脱节。虽然该专利申请的说明书中提及使用皮带作为替代方案，但是不恒定的瞬间传动比同样会加剧皮带的磨损和变形，一级传动的稳定性差。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种传动稳定性好且噪音小的人力驱动装置及应用其的健身器材。

为达到上述目的，本实用新型公开了一种人力驱动装置，包括安装架以及设置在安装架上的操作机构、传动机构、储能机构和输出轴；传动机构包括第一传动轴和第二传动轴；操作机构包括第一驱动柄、第二驱动柄、第一曲柄连接器和第二曲柄连接器，第一曲柄连接器和第二曲柄连接器分别连接第一传动轴的两端并分别与第一驱动柄和第二驱动柄连接；所述第一传动轴上设有第一齿轮，所述第二传动轴上设有与第一齿轮啮合的第二齿轮；所述第二传动轴上设有第一皮带轮，所述输出轴上设有第二皮带轮，第一皮带轮和第二皮带轮上连接有皮带。

优选地，所述传动机构上还设有皮带自调节机构，所述皮带自调节机构包括调节臂、张紧轮和调节弹簧，所述调节臂一端转轴连接在所述安装架，调节臂的另一端连接调节弹簧的自由端，调节弹簧的固定端连接安装架；所述张紧轮转轴连接于调节臂上并顶靠所述皮带。

优选地，所述安装架上设有与所述调节弹簧配合的调节块，所述调节块上设有若干固定孔，调节弹簧的固定端扣入固定孔实现固定。

优选地，所述张紧轮的两侧均设有用于所述皮带限位的高边。

优选地，所述安装架包括相互独立的第一侧板、第二侧板、第一横板、第二横板以及底板；所述第一侧板、第一横板、第二侧板和第二横板依次螺栓固定并围成所述传动机构和储能机构的安装空间；所述第一侧板和第二侧板与底板螺栓连接；所述第一驱动柄、第二驱动柄和输出轴均与底板轴承连接。

优选地，所述第一侧板和第二侧板互呈镜像，所述第一横板和第二横板互呈镜像。

优选地，所述安装架的材质为铝合金。

本实用新型还公开了一种人力驱动的健身器材，包括上述任一项所述的人力驱动装置以及健身机构，所述输出轴与健身机构传动连接。

优选地，健身器材为跑步机，所述健身机构为环形跑带。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的第一传动轴和第二传动轴通过齿轮传动，第二传动轴和输出轴通过皮带传动，部件少，结构得以优化，传动更稳定，而且噪音小。

2、皮带自调节机构的设置，通过调节弹簧的拉力自动调节皮带的松紧，避免了手动调节需要开盖等诸多麻烦，而且其结构简单易于安装和加工。

3、安装架由多块板拼装而成，便于加工和运输；安装架的开孔精准，通过螺栓连接，避免了焊接造成的变形，便于转轴的连接且能保证稳定性；另外，安装架局部损坏无需整体替换，维护方便成本低。另外，第一侧板和第二侧板、第一横板和第二横板均互呈镜像设置，可以节省两块板的开模成本，利于大批量的生产，装配时备料也不容易出错，提高了生产效率。

附图说明

图1为人力驱动装置的示意图。

图2为人力驱动装置的示意图(隐藏侧板)。

图3为安装架的分解示意图。

图4为皮带自调节机构的示意图。

主要部件符号说明：

11：第一侧板，12：第二侧板，13：第一横板，14：第二横板，15：底板，16：调节块，161：固定孔，21：第一驱动柄，22：第二驱动柄，23：第一曲柄连接器，24：第二曲柄连接器，31：第一传动轴，32：第二传动轴，33：第一齿轮，34：第二齿轮，35：第一皮带轮，36：第二皮带轮，37：皮带，381：张紧轮，3811：高边，382：调节臂，383：调节弹簧，41：摆臂，42：储能弹簧，43：复位轮，44：凸轮，51：输出轴。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1～4所示，本实用新型公开了一种人力驱动装置，包括安装架、操作机构、传动机构、储能机构和输出轴51。

安装架由铝合金材料开模铸成，重量轻且强度高。安装架包括相互独立的第一侧板11、第二侧板12、第一横板13、第二横板14以及底板15。第一侧板11和第二侧板12相同且互呈镜像，第一横板13和第二横板14相同且互呈镜像，这般设置可以使得第一侧板11和第二侧板12可以替换实用，第一横板13和第二横板14可以替换使用，这在备料过程中更不容易出差错，替代性强，另外，在开模时还可以减少两块板的成本，性价比更高。安装架具备开模铸件稳定性好、尺寸精确度好、利于大批量制造等优点。

第一侧板11、第一横板13、第二侧板12和第二横板14依次螺栓固定并围成传动机构和储能机构的安装空间，第一侧板11和第二侧板12与底板15螺栓连接，通过螺栓连接可以避免焊接造成的变形，利于传动机构的安装和稳定。底板15的面积大于安装空间的面积，可以起到承重的作用。

传动机构包括第一传动轴31和第二传动轴32，第一传动轴31的两端分别与第一侧板11和第二侧板12轴承连接，第二传动轴32的两端分别与第一侧板11和第二侧板12转轴连接。

操作机构包括第一驱动柄21、第二驱动柄22、第一曲柄连接器23和第二曲柄连接器24，第一驱动柄21和第二驱动柄22分别设置在铸铁框架两侧边并分别靠近第一侧板11和第二侧板12，第一驱动柄21和第二驱动柄22的下端与底板15轴承连接并沿同一轴线旋转，第一驱动柄21中间段某一处通过第一曲柄连接器23连接到第一传动轴31的一端，第二驱动柄22中间段的某一处通过第二曲柄连接器24连接到第一传动轴31的另一端。第一驱动柄21和第二驱动柄22始终保持反向移动，同时曲柄连接器限制了驱动柄的移动轨迹，驱动柄做反复移动。在驱动柄的驱动下，两个曲柄连接器带动第一传动轴31始终保持一个方向转动。

在第一传动轴31上设置有第一齿轮33，第二传动轴32上设有与第一齿轮33啮合的第二齿轮34，第一齿轮33和第二齿轮34配合，使得第一传动轴31带动第二传动轴32旋转。在第二传动轴32上设有第一皮带轮35，在输出轴51上设有第二皮带轮36，第一皮带轮35和第二皮带轮36上连接有皮带37。输出轴51轴承连接与底板15上，通过皮带37带动，最终驱动柄的往复驱动力最终转化为输出轴51转向唯一的驱动力。因为驱动柄的行程要适配使用者甩臂或其它动作，曲柄连接器在驱动柄上的连接点不会太低，且考虑到传动比的关系，上述齿轮传动加皮带37传动的组合方式具有构件少而且传动噪音小的优点。

因为皮带37使用久了容易松弛导致打滑，故还设有皮带37自调节机构，其包括调节臂382、张紧轮381和调节弹簧383，调节臂382一端转轴连接在第一侧板11上，调节臂382的另一端连接调节弹簧383的自由端。在第一侧板11上还设有一调节块16，该调节块16上设有多个均匀排布的固定孔161，调节弹簧383的固定端扣入固定孔161实现固定。张紧轮381则转轴连接于调节臂382上并顶靠皮带37。通过调节弹簧383的拉力使得张紧轮381自动压紧皮带37，通过扣接不同的固定孔161还可以调节调节弹簧383的拉力，操作方便。另外，在张紧轮381的两侧均设有高边3811，使得皮带37始终限制在两高边中间，减少皮带37的晃动，传动更稳定。

储能机构在操作机构运动至接近死点时释能使其越过死点。所谓死点是指操作机构在到达其输入功率最小的时的角度或摆幅。储能机构包括摆臂41、储能弹簧42、复位轮43和凸轮44，摆臂41的一端枢接于一连接在第一侧板11和第二侧板12之间的转轴上，摆臂41的另一端与与储能弹簧42的一端连接，储能弹簧42的另一端连接于第一横板13上。复位轮43枢接在摆臂41上，凸轮44则固定在第一传动轴31上，复位轮43始终抵靠着凸轮44并沿着凸轮44滑动。当操作机构未运动至死点时，凸轮44下压复位轮43，摆臂41正向摆动以拉伸储能弹簧42储能。操作机构运动至接近死点时，摆臂41在储能弹簧42复位力的带动下反向摆动，复位轮43与凸轮44之间的抵靠作用力带动凸轮44继续转动，进而使得操作机构更顺利地越过死点，使得驱动柄往复运动更顺畅。

本实用新型还公开了一种人力驱动的健身器材，本案中选用跑步机为例进行说明，跑步机包括上述的人力驱动装置以及健身机构，健身机构为环形跑带。输出轴51与环形跑带传动连接。为了便于使用者手握驱动柄进行运动，可以在驱动柄延伸连接手柄。使用者通过推拉驱动柄进而带动环形跑带转动，而使用者的推拉动作与跑步时的摆臂41动作相近，不会存在不协调的问题。使用者停止摆臂41后，可以快速地停止下，避免危险发生，安全性高。另外，因为通过摆臂41动作带动跑带转动，使用者的运动强度得以提高，可以在较短的时间内得到相对更大的运动量。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种人力驱动装置，包括安装架以及设置在安装架上的操作机构、传动机构、储能机构和输出轴；传动机构包括第一传动轴和第二传动轴；操作机构包括第一驱动柄、第二驱动柄、第一曲柄连接器和第二曲柄连接器，第一曲柄连接器和第二曲柄连接器分别连接第一传动轴的两端并分别与第一驱动柄和第二驱动柄连接；其特征在于：

所述第一传动轴上设有第一齿轮，所述第二传动轴上设有与第一齿轮啮合的第二齿轮；所述第二传动轴上设有第一皮带轮，所述输出轴上设有第二皮带轮，第一皮带轮和第二皮带轮上连接有皮带。

2.根据权利要求1所述的人力驱动装置，其特征在于：所述传动机构上还设有皮带自调节机构，所述皮带自调节机构包括调节臂、张紧轮和调节弹簧，所述调节臂一端转轴连接在所述安装架，调节臂的另一端连接调节弹簧的自由端，调节弹簧的固定端连接安装架；所述张紧轮转轴连接于调节臂上并顶靠所述皮带。

3.根据权利要求2所述的人力驱动装置，其特征在于：所述安装架上设有与所述调节弹簧配合的调节块，所述调节块上设有若干固定孔，调节弹簧的固定端扣入固定孔实现固定。

4.根据权利要求2所述的人力驱动装置，其特征在于：所述张紧轮的两侧均设有用于所述皮带限位的高边。

5.根据权利要求2所述的人力驱动装置，其特征在于：所述安装架包括相互独立的第一侧板、第二侧板、第一横板、第二横板以及底板；所述第一侧板、第一横板、第二侧板和第二横板依次螺栓固定并围成所述传动机构和储能机构的安装空间；所述第一侧板和第二侧板与底板螺栓连接；所述第一驱动柄、第二驱动柄和输出轴均与底板轴承连接。

6.根据权利要求5所述的人力驱动装置，其特征在于：所述第一侧板和第二侧板互呈镜像，所述第一横板和第二横板互呈镜像。

7.根据权利要求5所述的人力驱动装置，其特征在于：所述安装架的材质为铝合金。

8.一种人力驱动的健身器材，其特征在于：包括如权利要求1-7任一项所述的人力驱动装置以及健身机构，所述输出轴与健身机构传动连接。

9.根据权利要求8所述的人力驱动的健身器材，其特征在于：健身器材为跑步机，所述健身机构为环形跑带。

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