一种阻力可调的阻力装置

技术领域

本发明属于阻力装置领域，涉及一种阻力可调的阻力装置。

背景技术

弹簧是一种利用弹性力来工作的机械零件，主要由行程、弹力来控制机件的运动，可以起到缓冲、减震或力矩平衡等作用，广泛用于机械运动机构中。尽管弹簧具有良好的弹力功能，但单个弹簧的弹性力大小有限，且弹簧产品一旦成型，其提供的弹性力就固定不可调。正是由于这些客观存在的缺点使得在现有一些机械设备中，大都采用电机、气缸或液压机等提供力矩来实现机件运动的阻力缓冲，减少机件的运动速度及行程距离，但电机、气缸或液压机普遍存在体积大、结构复杂、成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种阻力可调的阻力装置，能够在阻力可调的情况下，减少体积和重量。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种阻力可调的阻力装置，包括装置本体、牵引绳和涡卷发条阻力装置；

涡卷发条阻力装置位于装置本体内部，涡卷发条阻力装置包括一个主动齿轮和多个从动齿轮，装置本体内部设置有转轴，主动齿轮中心设置有内孔嵌套在转轴上，主动齿轮与转轴转动连接，主动齿轮的内孔设置有轴向的圆环状的凸出部；

从动齿轮设置在主动齿轮周围且两者位于同一平面，每个从动齿轮均同轴连接有涡卷发条，每个从动齿轮侧面均连接有直线运动装置，直线运动装置的移动方向为从动齿轮和主动齿轮轴心连线方向，直线运动装置上连接有涡卷发条一端，涡卷发条另一端与从动齿轮同轴连接；

牵引绳一端位于装置本体外部，另一端伸入装置本体内部缠绕在凸出部上。

优选的，直线运动装置包括驱动装置和滑板，驱动装置输出端连接滑板，从动齿轮和涡卷发条位于滑板上。

进一步，驱动装置采用马达，马达输出端与滑板螺纹连接，滑板底部滑动连接有滑轨，滑轨固定在装置本体内部，滑板底部扣合在滑轨上。

再进一步，马达输出端螺纹连接有与其垂直的推拉杆，推拉杆两端分别设置有与马达输出端平行的弹簧，弹簧一端连接推拉杆，另一端连接滑板。

优选的，装置本体上设置有控制模块，控制模块与每个直线运动装置电气连接。

进一步，装置本体内部在每个从动齿轮旁设置两个位置检测模块，位置检测模块输出端连接控制模块输入端，其中一个位置检测模块位于从动齿轮与主动齿轮啮合时的测量点处，另一个位置检测模块位于从动齿轮与主动齿轮远离后的测量点处。

优选的，滑板运动方向的前后两侧设置有限位块。

优选的，每个从动齿轮连接的涡卷发条的阻力大小均不同。

进一步，从动齿轮的数量为六个，六个从动齿轮连接的涡卷发条的阻力大小关系为1单位、2单位、4单位、8单位、16单位和32单位。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过涡卷发条提供阻力输出，通过控制直线运动装置的运动方向和数量，从而控制从动齿轮与主动齿轮的啮合数量，从而组合出不同大小的阻力，实现多样、可变的阻力输出，并且涡卷发条加工简单，体积小，重量轻，成本低，减轻了装置整体的重量，减小了体积，降低了成本。

进一步，多个涡卷发条的阻力大小均不同，通过直线运动装置的运动控制连接涡卷发条的数量，从而进行不同阻力大小的组合，实现多样、可变的阻力输出，实现不同的阻力输出需求。

进一步，弹簧能够在从动齿轮与主动齿轮齿尖接触时，持续提供拉力，在主动齿轮转动一定角度使得齿尖错开后，拉动从动齿轮继续向主动齿轮靠近，使从动齿轮与主动齿轮完全啮合。

进一步，控制模块能够控制直线运动装置启停和运动方向，方便操控，并且在位置检测模块检测到从动齿轮位于远离点或啮合点后，通过提前设置的程序，自动控制直线运动装置停止，防止部件损坏。

进一步，限位块能够防止滑板滑出所述滑轨。

进一步，多个涡卷发条的阻力大小均不同，通过直线运动装置的靠近或远离控制连接从动齿轮的数量，从而进行不同阻力大小的组合，实现多样、可变的阻力输出。

附图说明

图1是本发明的阻力装置的结构示意图；

图2是本发明的涡卷发条阻力装置的内部结构示意图；

图3是本发明的直线运动装置的结构示意图；

图4是本发明的从动齿轮远离主动齿轮的示意图。

其中：1-装置本体；2-牵引绳；3-控制模块；4-主动齿轮；5-从动齿轮；6-驱动装置；7-推拉杆；8-弹簧；9-滑板；10-滑轨；11-涡卷发条；12-位置检测模块；13-限位块；14-圆轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，为本发明所述的阻力可调的阻力装置，包括装置本体1、牵引绳2和涡卷发条阻力装置。

涡卷发条阻力装置位于装置本体1内部，涡卷发条阻力装置包括一个主动齿轮4和若干个从动齿轮5，装置本体1内部设置有转轴，主动齿轮4中心设置有内孔嵌套在转轴上，主动齿轮4与转轴转动连接，主动齿轮4的内孔设置有轴向的圆环状的凸出部，两条牵引绳2伸入装置本体1内部的一端均缠绕在凸出部上；

如图1所示，从动齿轮5设置在主动齿轮4周围且两者位于同一平面，每个从动齿轮5均同轴连接有涡卷发条11，每个从动齿轮5侧面均连接有直线运动装置，直线运动装置的移动方向为从动齿轮5和主动齿轮4轴心连线方向，直线运动装置上连接有涡卷发条11一端，涡卷发条11另一端与从动齿轮5同轴连接。

如图2所示，滑板9上设置有圆轴14，所述从动齿轮5通过轴承转动设置在所述圆轴14上，所述从动齿轮5的内孔的一侧设置有凸出部，所述涡卷发条11套装在所述从动齿轮5的内孔凸出部上，所述涡卷发条11的一端与所述从动齿轮5的内孔凸出部机械连接，所述涡卷发条11的另一端与所述滑板9机械连接，所述从动齿轮5转动，带动所述涡卷发条11的收紧或松展。

直线运动装置包括驱动装置6和滑板9，驱动装置6输出端连接滑板9，从动齿轮5和涡卷发条11位于滑板9上。

驱动装置6输出端连接滑板9，滑板9底部滑动连接有滑轨10，滑轨10固定在装置本体1内部，滑板9底部扣合在滑轨10上。

驱动装置6输出端连接有与其垂直的推拉杆7，推拉杆7两端分别设置有与驱动装置6输出端平行的弹簧8，弹簧8一端连接推拉杆7，另一端连接滑板9。

本实施例优选的驱动装置6采用马达，马达固定设置在装置本体1上，推拉杆7上设置有螺孔，马达的输出螺杆与螺孔相配合。

装置本体1上设置有控制模块3，控制模块3与每个直线运动装置电气连接，控制模块3用于控制马达的启停和正反转，控制推拉杆7的推拉运动，经弹簧8传导后控制滑板9在滑轨10上滑动，进而控制从动齿轮5与主动齿轮4的啮合或不啮合。本实施例中控制模块3优选的采用STM32系列CPU，

装置本体1内部在每个从动齿轮5旁设置两个位置检测模块12，位置检测模块12输出端连接控制模块3输入端，其中一个位置检测模块12位于从动齿轮5与主动齿轮4啮合时的测量点处，另一个位置检测模块12位于从动齿轮5与主动齿轮4远离后的测量点处，当位置检测模块12检测到推拉杆7到预设位置时，反馈给控制模块3，控制模块3控制马达停止此前一刻同方向的转动。

从动齿轮5的数量为多个，每个从动齿轮5连接的涡卷发条11的阻力大小均不同。本实施例优选的从动齿轮5的数量为六个，六个从动齿轮5连接的涡卷发条11的阻力大小关系为1单位、2单位、4单位、8单位、16单位和32单位。通过所述从动齿轮5和主动齿轮4的啮合与否，可以组合输出以1单位为步进，范围从0到63单位的阻力。需要说明的是，上述预设只是罗列其中一种场景，并不构成对其他预设或场景的限定。

滑板9运动方向的前后两侧还设置有限位块13，用于限制所述滑板9滑出所述滑轨10。

如图3所示，所述直线运动装置中所述弹簧8处于拉伸状态的局部结构示意图，此时所述弹簧8拉动所述滑板9靠近所述主动齿轮4，使得所述滑板9上的所述从动齿轮5也向所述主动齿轮4靠近，并与所述主动齿轮4啮合。

如图4所示，所述直线运动装置中所述弹簧8处于压缩状态的局部结构示意图，此时所述弹簧8推动所述滑板9远离所述主动齿轮4，使得所述滑板9上的所述从动齿轮5也远离所述主动齿轮4，并与所述主动齿轮4不啮合。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主题内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。