灵活度和适用性较高的拉绳阻力器

技术领域

本发明属于健身辅助器材技术领域，具体涉及一种灵活度和适用性较高的拉绳阻力器。

背景技术

随着生活水平的提升，越来越多的人开始注重自身身材管理，走进健身房参与健身运动的人也越来越多，市面上也出现了种类繁多的健身器材；其中，力量训练器材便是比较常见的一类健身器材。现有的力量训练器材基本都是采用金属块或者其他弹性结构作为配重来提供健身阻力，此类配重块体积较大且调节不便，除了需要有专门的安装架来确保使用安全外，也使得整个器材占用空间大且笨重，安装和搬运都不方便，通常只适应于健身房中像龙门架、推胸机、大飞鸟等固定安装的大型健身器材，居家使用较为不便。且使用较为复杂，调节较为不便，用户体验有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供灵活度和适用性较高的拉绳阻力器，解决目前力量健身设备的体积和重量较大，移动和安装调节不够便捷，且用户体验有待进一步提高的问题。

本发明所采用的技术方案是；

灵活度和适用性较高的拉绳阻力器，包括装置架体，装置架体包括相对设置的两个端面板，两个端面板之间通过侧面板连接，两个端面板之间设置有转动轴，转动轴上设置有阻力组件，转动轴的一端还固定有绕线盘，绕线盘上缠绕有拉绳；两个侧面板之间设置有锁止座，锁止座上配置有锁止组件，端面板上对应锁止组件还配置有控制器，控制器控制锁止组件以便对阻力组件实现控制。

本发明的特点还在于：

还包括滑轮组件，滑轮组件包括换向滑轮组和万向滑轮组。

换向滑轮组包括安装座和换向滑轮，安装座靠近端面板连接于两个侧面板之间，换向滑轮设置于安装座。

万向滑轮组包括连接于侧面板的旋转部件，旋转部件上设置有基座，基座内设置有滑轮本体，基座转动设置有导向杆，导向杆在远离基座的一端设置有圆环构件，基座还对应导向杆设置有限位杆。

阻力组件包括多个阻力单元，每个阻力单元包括收纳盒以及设置于其内的发条弹簧，收纳盒还配置有盖板，收纳盒和发条弹簧同轴地设置于转动轴上，转动轴的外侧壁开设有键槽，发条弹簧的内圈端部嵌入键槽与转动轴连接，发条弹簧的外圈端部连接于收纳盒的内壁，收纳盒的外圈沿其周向间隔设置有多个啮齿。

每个阻力单元的两端在对应转动轴的位置均设置有法兰轴承，转动轴在每两个阻力单元之间均设置有平面推力轴承。

锁止组件包括多个锁止单元，每个锁止单元配置于锁止座，锁止单元包括驱动器以及伸出于其的驱动轴、锁止块、弹性部件以及卡板，驱动轴活动贯穿锁止块后在其另一端连接于卡板，卡板与锁止块之间套设有弹性部件，弹性部件的一端连接于卡板、另一端连接于锁止块。

锁止座上开设有若干个锁止槽口，锁止块的两端伸出于锁止槽口；控制器控制每个驱动器独立驱动、带动锁止块在锁止槽口内转动，以便使锁止块脱离或啮合于阻力组件。

本发明的有益效果是：本发明的灵活度和适用性较高的拉绳阻力器，利用了具有体积小、重量轻、能量密度大等特点的发条弹簧作为拉绳阻力的来源，通过锁止单元的锁止控制，实现拉绳阻力大小的调节，通过万向滑轮的巧妙设计，使得向外延伸的拉绳可以灵活的变换角度和方向，满足各个方向的拉绳运动，本发明整体结构紧凑、体积小、能量密度大，可独立的作为一种拉绳运动装置，也可配套安装在现有的各种健身设备上提供健身阻力，从而取代用金属块作为配重的传统配重方式，并可实现数字化控制。

附图说明

图1是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器的总体结构示意图；

图2是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器总体结构的爆炸示意图；

图3是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器的主体框架结构示意图；

图4是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器主体框架的爆炸结构示意图；

图5是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中转动轴和绕线盘的结构示意图；

图6是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中转动轴安装在主体框架时的结构示意图；

图7是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中阻力单元的内部结构示意图；

图8是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中阻力单元的爆炸结构示意图；

图9是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中阻力单元安装在转动轴时的内部结构示意图；

图10是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中阻力单元安装在转动轴时的总体结构示意图；

图11是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中阻力单元安装在转动轴时的爆炸结构示意图；

图12是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中锁止单元安装在锁止座时的结构示意图；

图13是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中锁止单元安装在锁止座时的结构示意图的另一侧视图；

图14是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中锁止单元的总体结构示意图；

图15是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中锁止单元的爆炸结构示意图。

图16是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中另一种锁止单元的结构示意图；

图17是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中另一种锁止单元的结构示意图的一种状态图；

图18是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中锁止单元处于锁止状态时的总体结构示意图；

图19是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中锁止单元处于锁止状态时与阻力单元配合的细节示意图；

图20是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中锁止单元未锁止时的总体结构示意图；

图21是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中锁止单元未锁止时与阻力单元配合的细节示意图；

图22是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中万向滑轮总体结构的侧视图；

图23是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中万向滑轮总体结构的立体图；

图24是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中万向滑轮的爆炸结构示意图；

图25是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中拉绳的换向示意图；

图26是本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器中阻力单元配套法兰轴承和平面推力轴承时的爆炸结构示意图。

图中：1.装置架体，101.端面板，102.侧面板；2.转动轴，201.键槽；3.绕线盘，4.拉绳，5.阻力单元，501.收纳盒，502.发条弹簧，503.盖板，504.凸起，505.啮齿；6.锁止座，601锁止槽口；7.锁止单元，701.驱动器，7011.驱动轴，702.锁止块，703.弹性部件，704.卡板，705.椭圆轮；8.换向滑轮组，801.安装座，802.换向滑轮，9.万向滑轮组，901.旋转部件，902.基座，903.滑轮本体，904.导向杆，9041.圆环构件，905.限位杆；10.轴承，11.加固板，12.法兰轴承，13.平面推力轴承，14.控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器进行进一步详细说明。

请参阅图1和图2，本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器，包括装置架体1和转动安装于装置架体1内的转动轴2，转动轴2的一端固定有绕线盘3，绕线盘3上缠绕有拉绳4；

阻力组件，阻力组件内有多个阻力单元5同轴地套设在转动轴2上，阻力单元5的侧面设置有锁止座6，锁止座6上设置有锁止组件，锁止组件包括多个锁止单元7，锁止单元7与阻力单元5对应，并对阻力单元5进行锁止控制；

滑轮组件，滑轮组件包括换向滑轮组8和万向滑轮组9，拉绳4通过滑轮组件向外延伸。具体地：

请参阅图3至图6，装置架体1，包括设置于两端的端面板101和设置于两侧的侧面板102，两块端面板101和两块侧面板102依次连接形成一个框架结构，锁止座6固定连接于两块端面板101之间，这样使得整个框架结构更加稳固。

实施例1，转动轴2的一端设置有绕线盘3，绕线盘3上缠绕有拉绳4，端面板101上设置有轴承10，转动轴2通过轴承10转动设置于两块端面板101之间，转动轴2可以绕其轴线自由转动，在本实施例中在两块侧面板102的上下侧均设置有转动轴2，相对应地，阻力组件、轴承10也设置为两套。

实施例2，请参阅图7至图9，阻力单元5包括收纳盒501和发条弹簧502，在本实施例中，收纳盒501还配套设置有盖板503，发条弹簧502置于收纳盒501内，盖上盖板503后构成阻力单元5，收纳盒501、发条弹簧502和盖板503同轴地套设于转动轴2上，转动轴2上设置有键槽201，发条弹簧502的内圈端部嵌入键槽201与转动轴2连接，发条弹簧502的外圈端部为弯钩形状，与收纳盒501内壁的凸起504连接或卡接，收纳盒501的外圈周向均匀设置有多个啮齿505。

请参阅图10和图11，多个上述阻力单元5以并列的方式依次套设于转动轴2上，但多个上述阻力单元5之间互相独立动作，互不干涉。

请参阅图12至图15，锁止座6上安装有多个锁止单元7，锁止单元7包括驱动器701、锁止块702和弹性部件703，锁止块702转动套设于驱动器701的驱动轴7011上，驱动轴7011的端头设置为非圆形结构，并配合套设有一卡板704，卡板704随驱动轴7011转动，卡板704可拆卸，弹性部件703的一端插入卡板704的预留孔与卡板704连接，另一端插入锁止块702的预留孔与锁止块702连接。

实施例3，在本实施例中，驱动器701采用微型马达，弹性部件703采用扭簧，扭簧的一端与锁止块702连接，另一端与卡板704连接，当微型马达的驱动轴7011顺时针或逆时针转动时，会带动卡板704一起转动，卡板704转动时会带动扭簧进行扭转，并将扭力传导到锁止块702，进而带动锁止块702转动，最终实现锁止块702与收纳盒501外圈的啮齿505啮合和分离。

锁止座6上开设有与锁止块702相配合的锁止槽口601，锁止块702可绕驱动轴7011在锁止槽口601内转动，锁止槽口601对锁止块702的转动范围进行限制，使锁止块702旋转角度有一定限制，确保锁止块702能与收纳盒501外圈的啮齿505进行有效的啮合和分离。

实施例4，在本实施例中，采用弹性部件703作为驱动器701和锁止块702之间的作用力的传导，而不是驱动器701直接驱动锁止块702转动，其明显收益是：当锁止块702转动到锁止槽口601的限制位置无法继续转动时，因为有弹性部件703的缓冲作用，驱动器701还可以继续转动一定角度，而如果是驱动器701直接驱动锁止块702转动，就需要比较精确的控制驱动器701的转动角度，作为一种实施例，可以增加位置传感器或者角度传感器等，以避免因锁止块702停止转动时驱动器701出现堵转发热损坏、或者转动角度不够导致锁止块702无法对收纳盒501有效锁止等问题；利用弹性部件703的缓冲作用，驱动器701转动的角度范围可以适当的加大，即简化了对驱动器701的控制，也能确保锁止块702到达指导位置，最终实现锁止块702对收纳盒501的有效啮合和分离。

以上的驱动器701采用微型马达、弹性部件703采用扭簧的方式，并非对本公开的限制，在实际实施过程中，也可以采用现有技术中其他的可以直接或间接驱动锁止块702运动的驱动器或驱动方式，比如：请参阅图16和图17，锁止块702为两个分离的端部，两个端部通过弹簧连接，在驱动器701的驱动轴7011上设置一个椭圆轮705，锁止块702设置在椭圆轮705周向的一侧，椭圆轮705位于锁止块702的两个端部之间，当驱动轴7011转动时带动椭圆轮705转动，再利用椭圆轮705长轴和短轴的长度差，可以带动锁止块702的伸出和缩回，最终实现锁止块702与收纳盒501外圈的啮齿505啮合和分离。

本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器的阻力大小调节原理是：

请参阅图18和图19，当控制器14控制驱动器701顺时针转动时，会带动卡板704一起顺时针转动，卡板704转动时会带动弹性部件703进行扭转，并将扭力传导到锁止块702，进而带动锁止块702也顺时针转动，在锁止座6的锁止槽口601的限位作用下，使得锁止块702处于相对竖立的状态，此时锁止块702与收纳盒501外圈的啮齿505相啮合，从而限制收纳盒501的转动，因为发条弹簧502的外圈端部与收纳盒501的内壁的凸起504连接，内圈端部与转动轴2的键槽201连接，当外力拉动拉绳4时，拉绳4会带动转动轴2转动，进而带动发条弹簧502卷缩变形，此过程中发条弹簧502为了对抗卷缩变形，会对转动轴2施加反向的扭力，最终形成一个对抗拉绳4拉力的阻力；

请参阅图20和图21，当控制器14控制驱动器701逆时针转动时，会带动卡板704一起逆时针转动，卡板704转动时会带动弹性部件703进行扭转，并将扭力传导到锁止块702，进而带动锁止块702也逆时针转动，在锁止座6的锁止槽口601的限位作用下，使得锁止块702处于相对倾斜的状态，此时锁止块702与收纳盒501外圈的啮齿505相分离，收纳盒501可以自由转动，因为发条弹簧502的外圈端部与收纳盒501内壁的凸起504连接，内圈端部与转动轴2的键槽201连接，当外力拉动拉绳4时，拉绳4会带动转动轴2转动，转动轴2转动时对发条弹簧502形成的扭力会被传递到收纳盒501，进而带动收纳盒501转动，发条弹簧502将不会卷缩变形，即不会对转动轴2施加反向的扭力，也即不会对抗拉绳4形成阻力；

因此，只需要控制器14控制驱动器701的转动方向，进而控制锁止块702的停止位置，就可以控制发条弹簧502是否卷缩变形产生反向的阻力，最终实现阻力大小的调节。需要注意的是，控制器14通过对每个驱动器701进行独立控制，进而独立控制每个锁止单元7，从而独立控制每个锁止单元7对应的阻力单元5。

请参阅图22至图24，万向滑轮组9包括旋转部件901、基座902、滑轮本体903和导向杆904，基座902与旋转部件901的内圈固定连接，滑轮本体903转动设置于基座902上，滑轮本体903采用U型滑轮，同时还设置有导向杆904，导向杆904的一端与基座902转动连接，另一端设置有圆环构件9041，基座902上还设置有限位杆905，用于限制导向杆904的转动范围，使得导向杆904偏向于滑轮本体903的一侧；本实施例中，万向滑轮组9中的旋转部件901采用的是一个轴承结构，基座902与轴承结构的内圈固定连接。

请参阅图1、图2和图25，在靠近绕线盘3的一端还设置有换向滑轮组8，换向滑轮组8包括安装座801和换向滑轮802，安装座801靠近端面板101连接于两个侧面板102之间，换向滑轮802转动安装在安装座801上，换向滑轮802采用U型滑轮，U型滑轮的U型槽和绕线盘3的中心对齐，通过换向滑轮802实现对拉绳4方向的改变，侧面板102靠近绕线盘3的一端开设有通孔，万向滑轮组9通过其旋转部件901的外圈与通孔固定连接。在本实施例中，还增加了加固板11，加固板11与侧面板102和端面板101固定连接，加固板11上也开设有通孔，并与侧面板102的通孔同心，旋转部件901的外圈同时也固连于加固板11的通孔上，通过加固板11的加固可以提高整个装置的受力程度；

请参阅图25，拉绳4经换向滑轮802换向后再从旋转部件901的内圈穿过，经滑轮本体903换向后再穿过圆环构件9041，这样在导向杆904的限制作用下，使得拉绳4能始终保持与滑轮本体903的正确接触，最终实现在拉绳4在任意方向的转向过程中，都不会脱离滑轮本体903，避免使用过程中拉绳4滑脱后磨损或卡死的情况发生，进而提升了使用者的体验。

请参阅图26，为了减小阻力单元5与转动轴2之间的摩擦力，确保阻力单元5转动顺畅，分别在阻力单元5的收纳盒501和转动轴2之间，以及盖板503和转动轴2之间设置有法兰轴承12，同时为了减少阻力单元5相互之间的摩擦力，在阻力单元5之间设置有平面推力轴承13。

请参阅图1，本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器还包括控制器14，控制器14与锁止单元7电气连接，实现对锁止单元7的控制。

综上所述，本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器，充分利用了发条弹簧体积小、重量轻、能量密度大等特点，再结合万向滑轮的设计，使得本发明整体结构紧凑、重量轻、能量密度大，在拉锻炼时可以灵活的变换角度和方向，满足各个方向的拉绳运动，即可以设计成独立的一种拉绳运动设备，也可安装在现有的各种健身设备上用来提供健身阻力，并可以数字化控制阻力的大小。

本发明灵活度和适用性较高的拉绳阻力器，其高适应性特点可以用来对各种健身设备进行改进和拓展，使得健身设备体积更小、重量更轻、功能更加丰富便捷，满足人们日益丰富的健身需求，便于安装和携带，具有较好的适用性和实用意义。