一种轻型便携式电子拉力器

技术领域

本发明涉及健身器材技术领域，尤其涉及了一种轻型便携式电子拉力器。

背景技术

目前，拉力器作为大众健身锻炼的器械，深受广大健身爱好者的欢迎，但是传统的健身器材拉力器，大多数采用钢丝弹簧、钢丝拉绳和橡胶带等作为拉力器的受力来源，在使用过程中，容易出现弹簧或橡胶带安装不牢固或者断裂而伤人的情形；在弹簧收缩还原过程中，也容易夹伤皮肤和毛发，并且大多数的拉力器携带不方便；拉力不能根据用户需要轻松便捷的调节；不能帮用户自动统计锻炼消耗的热量。

进一步，拉力器在拉动过程中，电机定子容易产生振动和噪音，而电机定子固定在壳体上，进而将振动和噪音传递到壳体上，使得拉力器在使用过程中产生较大的振动和噪音，用户体验较差，不利于推广使用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的一在于提供一种轻型便携式电子拉力器，采用减速器单元放大电机单元提供的力矩，进而使电子拉力器以更小体积提供更大的力矩。

本发明的目的二在于提供一种电子拉力器，将电机单元、减速器单元和收线轮固定在同一个支撑件上，并在支撑件上设置减震体，一方面能够使得拉力器结构更加紧凑、轻型、便捷；另一方面便于拉力器减震降噪方案的实施，使得拉力器能够统一减震、降噪，结构简单、实用。

为实现上述目的之一，本发明的第一种技术方案为：

一种轻型便携式电子拉力器，包括壳体、电机单元、减速器单元和收线轮，所述电机单元、所述减速器单元和所述收线轮依次设于所述壳体内；所述减速器单元包括从动齿轮，所述从动齿轮与所述收线轮同轴固定连接；所述电机单元用于提供与所述收线轮所受外部拉力相反方向的力矩，所述减速器单元用于放大所述电机单元提供的力矩，所述收线轮用于输出放大后的力矩。

作为优选的技术方案，所述减速器单元包括与所述从动齿轮相配合的主动齿轮，所述主动齿轮的齿数小于所述从动齿轮的齿数。采用大减速比的一级减速机构，收线轮输出力矩大，且结构简单可靠。

作为优选的技术方案，所述电机单元包括转子外壳和电机定子，所述电机定子与所述壳体固定连接，所述转子外壳与所述主动齿轮同轴固定连接。采用外转子电机，转子外壳输出的动力，直接通过主动齿轮传递到减速器单元。

作为优选的技术方案，所述电机单元包括支撑件，所述支撑件直接固定于所述壳体内；所述收线轮和所述从动齿轮可转动设于所述支撑件上，所述电机定子通过所述支撑件固定于所述壳体内，所述支撑件与所述壳体连接处设有减震垫。电机单元、收线轮和从动齿轮组成的整体为拉力器转动过程中振动的来源，将它们整体固定于支撑件上，然后在支撑件与壳体连接处设置减震垫，能大幅度降低拉力器整体的振动。拉力器在拉动过程中，电机定子容易产生振动和噪音，而电机定子通过连接件直接固定在壳体上，进而将振动和噪音传递到壳体上，使得拉力器在使用过程中产生较大的振动和噪音。本发明在支撑件与所述壳体连接处设减震垫，能隔离大部分电机定子产生的振动和噪音，使得电子拉力器在使用过程中体验更好。

作为优选的技术方案，所述电机单元包括根据收线轮转动角度实时控制转子外壳输出扭矩的电机控制板，所述转子外壳侧部设有用于实时确认转子外壳位置信息的编码器，所述电机控制板与所述编码器连接。电机控制板用于根据收线轮的转动角度和速度，控制电机单元，因而电机单元的输出力矩可以根据收线轮受到的外部拉力的大小进行实时调节。

作为优选的技术方案，所述壳体内贴合所述壳体设有主控板，所述壳体与所述主控板之间设有散热片。主控板为主要热源，将主控板贴合壳体设置，能更快的将热量通过壳体散发传导出去；在主控板与壳体之间设置散热片，散热效率更高。

作为优选的技术方案，所述壳体内设有为所述电机单元提供电能的电源，所述电机单元包括回馈制动模块；当收线轮受外部拉力而转动，进而带动所述转子外壳反向转动时，所述电机单元产生的电能通过所述回馈制动模块储存到所述电源内，所述回馈制动模块内置于所述电机控制板内，所述电源能通过所述主控板对外部设备供电。设置回馈制动模块，可以将电机单元反向转动时的产生电能储存在电源内，进而延长电子拉力器的使用时间。

作为优选的技术方案，所述电子拉力器包括用于记录用户使用状况的数据记录模块、用于与用户手机和/或电脑和/或云端服务器通信的无线通讯模块。数据记录模块可以实时记录当前用户使用电子拉力器时的使用状况数据，例如实时的拉力、速度、拉动的长度等数据。无线通讯模块可以将用户编辑的数据，例如力量训练用的力曲线、开关及休眠命令及发声命令等，发送给电子拉力器。

作为优选的技术方案，所述电子拉力器包括拉力带，所述拉力带一端与所述收线轮固定连接，所述壳体上设有供所述拉力带穿过的拉力带出口；所述拉力带出口处设有出口收线机构，所述出口收线机构包括至少一对转动辊，所述拉力带在往复穿过所述拉力带出口时，始终与所述转动辊保持接触。在拉力带出口处设置出口收线机构，使拉力带在往复穿过拉力带出口时，不会与壳体产生频繁的滑动摩擦，有效减轻拉力带的摩擦受损，延长了拉力带的使用寿命。

作为优选的技术方案，所述收线轮边缘向两侧延伸形成收纳所述拉力带的凹陷部，所述壳体上设有固定所述拉力带的固定部。设置固定部，可以将拉力带的另一端固定在外壳上，进行更多的锻炼姿势。

为实现上述目的之一，本发明的第二种技术方案为：

一种电子拉力器，其特征在于，包括壳体、电机单元、减速器单元和收线轮；

所述电机单元、所述减速器单元和所述收线轮通过一支撑件设于所述壳体内；

所述减速器单元包括从动齿轮，所述从动齿轮与所述收线轮同轴固定连接；

所述电机单元用于提供与所述收线轮所受外部拉力相反方向的力矩，所述减速器单元用于放大所述电机单元提供的力矩，所述收线轮用于输出放大后的力矩；

所述支撑件固定于所述壳体内，所述支撑件与所述壳体连接处设有减震体。

本发明经过不断探索以及试验，采用减速器单元进行力矩的放大，使得采用较小体积的电机单元即可提供较大的拉力，进而整个电子拉力器方便使用易携带，能随时随地的在各种场合下使用。

同时，本发明将电机单元、减速器单元和收线轮固定在同一个支撑件上，一方面能够使得拉力器结构更加紧凑、轻型、便捷；另一方面便于拉力器减震降噪方案的实施，便于拉力器的统一减震，降噪，结构简单、实用，构思巧妙。

进而，本发明根据拉力器的噪音来源，充分考虑拉力器的结构特点，将拉力器中产生噪音和振动的电机单元、收线轮和电机单元组成整体固定于支撑件上，然后在支撑件与壳体连接处设置减震体，能大幅度降低拉力器整体的振动以及噪音，同时使得拉力器更加轻型，不占用空间，用户体验好，便于推广使用。所述减震体为减震垫或减震器或减震弹簧或减震胶块。

所述支撑件为圆柱结构或筒状结构或者片状结构。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供的轻型便携式电子拉力器，采用电机单元作为电子拉力器的力发生源，不会出现传统的采用弹性材料作为力发生源而带来的使用安全问题，并且采用减速器单元进行力矩的放大，使得采用较小体积的电机单元即可提供较大的拉力，进而整个电子拉力器方便使用易携带，能随时随地的在各种场合下使用。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的爆炸图；

图2是本发明的A-A剖视示意图；

图3是本发明的整体示图；

图4是本发明的收线轮的示意图。

图中：1、壳体；2、电机单元；21、转子外壳；22、磁钢圈；23、电机定子；24、电机控制板；25、支撑件；3、减速器单元；31、主动齿轮；32、从动齿轮；4、减震垫；5、收线轮；6、电源；7、主控板；8、散热片；9、拉力带；10、拉力带出口；11、出口收线机构；12、转动辊。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

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，不是旨在限制本发明。

需要说明的是，当两个元件“固定连接”或“转动连接”时，两个元件可以直接连接或者也可以存在居中的元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的。

如图1、图2、图3、图4所示，一种轻型便携式电子拉力器，包括壳体1、电机单元2、减速器单元3、收线轮5、电源6、主控板7。

所述电机单元2、所述减速器单元3和所述收线轮5依次设于所述壳体1内；所述减速器单元3包括从动齿轮32，所述从动齿轮32与所述收线轮5同轴固定连接；所述电机单元2用于提供与所述收线轮5所受外部拉力相反方向的力矩，所述减速器单元3用于放大所述电机单元2提供的力矩，所述收线轮5用于输出放大后的力矩。

本发明减速器结构的一种具体实施例：

所述减速器单元3包括与所述从动齿轮32相配合的主动齿轮31，所述主动齿轮31的齿数小于所述从动齿轮32的齿数。采用大减速比的一级减速机构，收线轮5输出力矩大，且结构简单可靠。

本发明电机单元2的一种具体实施例：

所述电机单元2包括转子外壳21和电机定子23、支撑件25、电机控制板24、回馈制动模块。所述电机定子23与所述壳体1固定连接，所述转子外壳21与所述主动齿轮31同轴固定连接。采用外转子电机，转子外壳21输出的动力，直接通过主动齿轮31传递到减速器单元3。

所述支撑件25直接固定于所述壳体1内；所述收线轮5和所述从动齿轮32可转动设于所述支撑件25上，所述电机定子23通过所述支撑件25固定于所述壳体1内，所述支撑件25与所述壳体1连接处设有减震垫4。

电机单元2、收线轮5和从动齿轮32组成的整体为拉力器转动过程中振动的来源，将它们整体固定于支撑件25上，然后在支撑件25与壳体1连接处设置减震垫4，能大幅度降低拉力器整体的振动。由于拉力器在拉动过程中，电机定子23容易产生振动和噪音，而电机定子23通过连接件直接固定在壳体1上，进而将振动和噪音传递到壳体1上，使得拉力器在使用过程中产生较大的振动和噪音。在支撑件25与所述壳体1连接处设减震垫4，能隔离大部分电机定子23产生的振动和噪音，使得电子拉力器在使用过程中体验更好。

所述转子外壳21侧部设有用于实时确认转子外壳21位置信息的编码器，所述电机控制板24与所述编码器连接。电机控制板24用于根据收线轮5的转动角度和速度，控制电机单元2，因而电机单元2的输出力矩可以根据收线轮5受到的外部拉力的大小进行实时调节。

当收线轮5受外部拉力而转动，进而带动所述转子外壳21反向转动时，所述电机单元2产生的电能通过所述回馈制动模块储存到所述电源6内，所述回馈制动模块内置于所述电机控制板24内，所述电源6能通过所述主控板7对外部设备供电。设置回馈制动模块，可以将电机单元2反向转动时的产生电能储存在电源6内，进而延长电子拉力器的使用时间。

所述收线轮5边缘向两侧延伸形成收纳所述拉力带9的凹陷部。

本发明散热结构的一种具体实施例：

所述壳体1与所述主控板7之间设有散热片8。主控板7为主要热源，将主控板7贴合壳体1设置，能更快的将热量通过壳体1散发传导出去；在主控板7与壳体1之间设置散热片8，散热效率更高。

本发明数据处理结构的一种具体实施例：

所述电子拉力器包括用于记录用户使用状况的数据记录模块、用于与用户手机和/或电脑和/或云端服务器通信的无线通讯模块。数据记录模块可以实时记录当前用户使用电子拉力器时的使用状况数据，例如实时的拉力、速度、拉动的长度等数据。无线通讯模块可以将用户编辑的数据，例如力量训练用的力曲线、开关及休眠命令及发声命令等，发送给电子拉力器。

本发明设置拉力带9的一种具体实施例：

所述电子拉力器包括拉力带9，所述拉力带9一端与所述收线轮5固定连接，所述壳体1上设有供所述拉力带9穿过的拉力带9出口；所述拉力带9出口处设有出口收线机构11，所述出口收线机构11包括至少一对转动辊12，所述拉力带9在往复穿过所述拉力带9出口时，始终与所述转动辊12保持接触。在拉力带9出口处设置出口收线机构11，使拉力带9在往复穿过拉力带9出口时，不会与壳体1产生频繁的滑动摩擦，有效减轻拉力带9的摩擦受损，延长了拉力带9的使用寿命。

本发明设置固定结构的一种具体实施例：

所述壳体1上设有固定所述拉力带9的固定部。设置固定部，可以将拉力带9的另一端固定在外壳上，进行更多的锻炼姿势。。

本发明一种最佳实施例：

一种电子拉力器，其特征在于，包括壳体1、电机单元2、减速器单元3和收线轮5；

所述电机单元2、所述减速器单元3和所述收线轮5通过一支撑件25设于所述壳体1内；

所述减速器单元3包括从动齿轮32，所述从动齿轮32与所述收线轮5同轴固定连接；

所述电机单元2用于提供与所述收线轮5所受外部拉力相反方向的力矩，所述减速器单元3用于放大所述电机单元2提供的力矩，所述收线轮5用于输出放大后的力矩；

所述支撑件25固定于所述壳体1内，所述支撑件25与所述壳体1连接处设有减震垫4。

本发明经过不断探索以及试验，采用减速器单元3进行力矩的放大，使得采用较小体积的电机单元2即可提供较大的拉力，进而整个电子拉力器方便使用易携带，能随时随地的在各种场合下使用。

本发明根据拉力器的噪音来源，充分考虑拉力器的结构特点，将拉力器中产生噪音和振动的电机单元2、收线轮5和电机单元2组成整体，并固定于支撑件25上，然后在支撑件25与壳体1连接处设置减震垫4，能大幅度降低拉力器整体的振动，同时使得拉力器更加轻型，不占用空间。

本申请中，固定连接方式可以为螺接或铆接或插接或通过第三个部件进行连接，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。