專利名稱：蝸旋變力全程拉力器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在健身器械中用作阻力源的器件。
人們使用健身器械所進行的體能訓練，是通過對各種阻力源的拉舉來進行的。國內外以往的健身器械中普遍采用生鐵砝碼重塊作阻力源。現在在替代生鐵砝碼重塊作阻力源的工作中，有兩種發展方向，一種是利用彈性材料的機械彈力，如螺旋彈簧組和橡膠繩帶等。另一種是利用液體，氣體被壓縮時產生的阻尼作用的液壓阻尼器和氣壓阻尼器。中國專利CN2061848U(見中國專利局《實用新型》90年第6卷37冊)提出了一種利用彈性材料的健身多用途全程拉力器，其結構特點是在一彈力轉盤的外緣繞有拉力繩，其工作原理是通過牽拉拉力繩使彈力轉盤旋轉，從而得到所需的拉力。但這個拉力器有一較大的缺陷，就是一旦做成后，其拉力的大小不能調節改變。
本實用新型的目的是提供一種改進的蝸旋變力全程拉力器，它能方便快速地調節拉力的大小本實用新型的目的是由下述的方案來實現的本拉力器是由離合機構控制調節的平面蝸卷彈簧組和用來輸出蝸旋阻力的鋼絲繩組成，其特征是在一底板上，用兩個軸承座和兩個滾動軸承固定一根軸，在該軸上對稱裝有四個轉輪和兩個繞繩輪，在這四個轉輪和兩個繞繩輪上分別裝有單獨的六個離合機構，在上述的四個轉輪的外圍分別盤繞有四個平面蝸卷彈簧，這四個平面蝸卷彈簧的內端分別固定在各自對應的轉輪的外緣、外端分別固定在上述的底板上。兩根鋼絲繩的一端分別固定在上述的兩個繞繩輪的外緣上并繞四周后另一端分別引出外殼外。
本拉力器的工作原理是通過調整離合機構來控制調節四個轉輪，也就是控制調節四個平面蝸卷彈簧分別進行十六個不同的組合。然后，選擇兩根鋼絲繩中的任一根以直線運動的方式分別輸出上述的十六個不同組合所產生的十六個大小不等的蝸旋阻力，從而實現對本拉力器拉力的大小進行調節的目的。
上述的六個離合機構的結構和工作原理相同，都是采用機械插鍵式離合機構。上述的平面蝸卷彈簧組，可以由三個平面蝸卷彈簧組成，也可由多于三個的平面蝸卷彈簧組成，并且各個平面蝸卷彈簧其自身的蝸旋阻力互不相等。上述的兩個繞繩輪的外徑相差一倍，其中外徑大的那個繞繩輪的外徑與四個轉輪的外徑相同。上述的繞繩輪也可以是沒有離合機構直接與軸用鍵聯接的繞繩輪。
由于本實用新型是通過調整離合機構來控制調節四個平面蝸卷彈簧的不同組合，來改變本拉力器拉力的大小。因此本實用新型與現有的作為阻力源的拉力器相比，其拉力的大小調節方便、快速。又因為本拉力器不是將彈性材料拉長來得到拉力，而是由鋼絲繩的直線運動輸出平面蝸卷彈簧組所產生的蝸旋阻力，所以本拉力器在使用時是固定不動的，將本拉力器應用在多功能健身器械中，可以大為筒化現有多功能健身器對阻力源的支承結構。
以下結合附圖，將本實用新型的具體結構，作進一步的說明。
圖1是本實用新型的縱向剖面主視圖。
圖2、圖3是本實用新型的橫面剖面圖。
圖4是本實用新型中轉輪(9)的離合機構(28)的局部放大圖。
圖5是本實用新型中軸定位裝置(21)的左視圖。
本實用新型由平面蝸卷彈簧組、轉動器件、鋼絲繩、離合機構、軸定位機構，以及底板與外殼組成。
<一>平面蝸卷彈簧組四個平面蝸卷彈簧(7、10、16、19，參見附
圖1，下同)由彈簧鋼帶直接盤繞成，所盤繞的圈數，附
圖1、2、3中示為五周半。它們的外端用螺釘分別固定在底板(30)上，它們的內端分別固定在各自對應的轉輪的外緣上。<可參見圖2之16，圖3之10>。當轉輪隨軸(2)沿箭頭(1)所示的方向右旋時，平面蝸卷彈簧被卷緊，從而產生蝸旋阻力。
<二>轉動器件和鋼絲繩轉動器件由軸(2)，四個轉輪(5、9、17、20)和兩個繞繩輪(11，14)組成。軸(2)由兩個滾動軸承(8、18)經兩個軸承座(29、23)固定在底板(30)上。兩個軸承座的結構相同，圖3之29是軸承座(29)的右視圖，其上部為軸承室，下部支承部分分開一定間距，供安裝離合機構的調節輪桿用。軸的主要作用是傳遞旋轉和扭矩。
一四個轉輪(5、9、17、20)的外徑和結構形狀相同，它們分別裝在軸(2)上的軸承的兩側。在各個轉輪的外緣上分別固定著上述的四個平面蝸卷彈簧的內端。各個轉輪的一側安裝有離合機構的桿鍵裝置，<可參見圖2之17>。各個轉輪可與軸(2)相對轉動。轉輪的作用有安裝離合機構的桿鍵裝置，并在離合機構的控制下，隨軸(2)一同右旋，將平面蝸卷彈簧卷緊。
兩個繞繩輪(11、14)，裝在軸(2)的中段，它們可與軸(2)相對轉動。繞繩輪(11)的外徑與轉輪的外徑相等，繞繩輪(14)的外徑等于繞繩輪(11)外徑的一半。兩根鋼絲繩(12、15)的一端分別固定在兩個繞繩輪(11、14)的外緣并繞四周另一端引出外殼(6)外。兩個繞繩輪(11、14)的一側分別裝有離合機構(27、25)的桿鍵裝置。繞繩輪的作用是，將鋼絲繩的直線運動轉變為旋轉運動，并在離合機構的控制下，帶動軸(2)一同右旋。兩根鋼絲繩的作用是以直線運動的方式，分別輸出兩種大小不等蝸旋阻力。
裝在軸(2)上的各個轉輪和繞繩輪的軸向位置，由六個定位環(如
圖1之3所示)來固定。
<三>離合機構本拉力器的六個離合機構(32、28、27、25、24、22)的結構、功能相同，都是機械插鍵離合機構。下面以附圖4所示的轉輪(9)的離合機構(28)為例，說明機械插鍵離合機構的結構和功能特點離合機構(28)由桿鍵裝置和調節裝置兩部分組成。桿鍵裝置裝在轉輪(9)的一側，它由桿鍵(36)、壓緊彈簧(37)固定孔板(38)和小橫桿(39)組成。桿鍵(36)由鋼板沖壓成型，其上部為一寬段，下部為一窄桿，壓緊彈簧(37)和固定孔板(38)裝在窄桿上后，小橫桿(39)鉚接在窄桿的下端。桿鍵裝置通過固定孔板(38)裝在轉輪(9)一側所開的通槽內，它可隨轉輪(9)一同旋轉(其位置可參見圖2之24)。
調節裝置由調節輪桿(41)、扭簧(42)、活芯拉線(40)和調節扭把(圖4中未畫出，其位置可參見圖3之34)組成。調節輪桿(41)的一端，鉸接在軸承座(29)下部所分開的間距內(可參見圖3之32所示的位置)，另一端為輪端，可繞鉸接端轉動。扭簧(42)的作用是使調節輪桿(41)的輪端始終保持向上旋轉的趨勢。活芯拉線(40)的一端固定在調節輪桿(41)的中部，另一端接在調節扭把(圖4中未畫出，可參見圖3之33所示)上。當扳緊調節扭把時，活芯拉線(40)向下拉動調節輪桿(41)，使其輪端向下轉動。
以下結合附圖4說明一下離合機構(28)的動態結構附圖4所示的轉輪(9)是與軸(2)處于分離的狀態。當扳松調節扭把，使活芯拉線(40)向上放松，調節輪桿(41)在其扭簧(42)的作用下，其輪端向上轉動，這時桿鍵(36)在其壓緊彈簧(37)的作用下，向上移動，使其上部寬段的頂端插入軸(2)上對應的鍵槽(35)內，這樣，轉輪(9)就與軸(2)接合。反過來扳緊調節扭把，使活芯拉線(40)向下拉動調節輪桿(41)，調節輪桿(41)的輪端壓著小橫桿(39)帶動桿鍵(36)向下移動，使得桿鍵(36)上部寬段的項端從軸(2)上的鍵槽(35)內移出，使轉輪(9)與軸(2)分離。
另外，繞繩輪(11、14)的離合機構(27、25)共用一個調節裝置(26)(參見
圖1之26)。它的動作特點是當扳緊調節扭把時，離合機構(27)動作，使繞繩輪(11)與軸(2)分離，同時，離合機構(25)動作，使繞繩輪(14)與軸(2)接合。反過來扳松調節扭把時，離合機構(27)動作，使繞繩輪(11)與軸(2)接合，同時離合機構(25)動作，使繞繩輪(14)與軸(2)分離。
離合機構的作用就是控制調節各個轉輪或繞繩輪與軸(2)的接合或分離，從而控制調節四個平面蝸卷彈簧的不同組合以及選擇兩根鋼絲繩中的一根來輸出蝸旋阻力。
<四>軸定位機構軸定位機構是本拉力器的一個附屬機構，是用來固定軸(2)在靜止時，也就是軸(2)未被繞繩輪帶動旋轉前的周向位置，以便各個離合機構能夠正常動作。它由軸定位平面蝸卷彈簧(4)和軸定位裝置(21)組成。軸定位平面蝸卷彈簧(4)裝在軸(2)左端，其內端用螺釘固定在軸(2)上，外端用螺栓固定在支座(31)上，支座(31)用螺釘固定在底板(30)上。軸定位平面蝸卷彈簧(4)的作用是使軸(2)始終保持左旋的趨勢。
軸定位裝置(21)裝在軸(2)的右端，附圖5是其左視圖，它由固定在軸(2)上的撥輪桿(43)、固定在底板(30)上的支座(45)和鉸接在支座(45)上部的撥叉(44)這三部分組成。軸定位裝置的作用是固定軸(2)在靜止時的周向位置。軸定位裝置的作用由下述的過程來實現軸(2)由于軸定位平面蝸卷彈簧(4)的作用，使其在靜止時保持有左旋的趨勢，使得撥輪桿(43)也具有左旋的趨勢。撥輪桿(43)的左旋趨勢，被撥叉(44)的撥齒擋住，使得撥叉(44)具有右旋的趨勢，而撥叉(44)的右旋趨勢被支座(45)擋住。這樣，軸(2)的周向位置就被固定下來。當軸(2)被繞繩輪帶動右旋時，軸(2)每右旋一周，撥叉(44)被撥輪桿(43)撥動左旋一齒。撥叉(44)有五個齒，可以使軸(2)右旋四周。當軸(2)向左回旋到靜止的原始位置時，撥叉(44)被撥回到如附圖5所示的原來位置，這樣，軸(2)的周向位置又被固定下來。
另外，由于軸定位平面蝸卷彈簧(4)具有一定的蝸旋阻力，當軸(2)被繞繩輪帶動右旋而四個平面蝸卷彈簧由于離合機構的控制沒有被卷緊時，軸定位平面蝸卷彈簧(4)被卷緊產生一定的蝸旋阻力，從而在所牽拉鋼絲繩上，得到一個相應的拉力<五>底板與外殼底板(30)為一矩形鋼板，它用來固定本拉力器的各個支座、各個平面蝸卷彈簧的外端。外殼(6)由簿鋼板或塑料板制成，它使用時不受力，主要起封閉本拉力器的作用，它用鏍釘固定在底板(30)上。這樣本拉力器成為一個整體，通過底板(30)可以很方便地把本拉力器固定住。
本實用新型的使用方法舉例如下本拉力器主要是為應用在多功能鍵身上作為阻力源而設計的。訓練者也可以通過本拉力器提供的抓握手柄(
圖1之13所示)直接進行訓練。本拉力器在多功能健身器(圖中未畫出)上的應用是通過底板(30)將本拉力器固定在多功能健身器上的適當位置、通過兩根鋼絲繩(12、15)中的任一根與多功能健身器的操作部件連接來實現的。
本拉力器的平面蝸卷彈簧(7)的蝸旋阻力是10kg、平面蝸卷彈簧(10)的蝸旋阻力是80kg、平面蝸卷彈簧(16)的蝸旋阻力是40kg，平面蝸卷彈簧(19)的蝸旋阻力是20kg、軸定位平面蝸卷彈簧的蝸旋阻力是5kg。
如果訓練者選擇110kg的拉力進行訓練，本拉力器在這次訓練中的動作過程如下選擇鋼絲繩(15)與多功能鍵身器的操作部件連接。首先調整離合機構(27、25)的調節裝置(26)使繞繩輪(14)與軸(2)接合，繞繩輪(11)與軸(2)分離；調整離合機構(32)使轉輪(5)與軸(2)接合；調整離合機構(28)使轉輪(9)與軸(2)分離；調整離合機構(24)使轉輪(17)與軸(2)接合；調整離合機構(22)使轉輪(20)與軸(2)分離(參見
圖1所示的各個離合機構、轉輪、繞繩輪所處的狀態)。然后，當鋼絲繩(15)被向上牽拉時，繞繩輪(14)按箭頭(1)所示的方向右旋，這時軸(2)被帶動右旋，同時，轉輪(5)和轉輪(17)被軸(2)帶動共同右旋，使得軸定位平面蝸卷彈簧(4)、平面蝸卷彈簧(7)和平面蝸卷彈簧(16)同時被卷緊，產生55kg的蝸旋阻力。由于繞繩輪(14)的外徑是轉輪外徑的一半，這樣訓練者在所牽拉的鋼絲繩(15)上就得到了110kg的拉力。
其余的十五個拉力，通過上述過程和對各個離合機構的不同調整，同樣可以得到。
權利要求1.一種應用在多功能楗身器上的蝸旋變力全程拉力器，是由離合機構控制調節的平面蝸卷彈簧組和用來輸出蝸旋阻力的鋼絲繩組成，其特征是在一底板(30，見
圖1，下同)上，用兩個軸承座(29、23)和兩個滾動軸承(8，18)固定一根軸(2)，在該軸(2)上對稱裝有四個轉輪(5、9、17、20)和兩個繞繩輪(11、14)，這四個轉輪和兩個繞繩輪上分別裝有單獨的六個離合機構(32、28、24、22、27、25)，在上述的四個轉輪的外圍，分別盤繞有四個平面蝸卷彈簧(7、10、16、19)，這四個平面蝸卷彈簧的內端分別固定在各自對應的上述四個轉輪的外緣上、外端分別固定在上述的一個底板(30)上，兩根鋼絲繩(12、15)的一端分別固定在上述的兩個繞繩輪(11、14)的外緣上并繞四周后另一端分別引出外殼(6)外
2.根據權利要求1所述的拉力器，其特征是所述的平面蝸卷彈簧其數量大于或等于三個。
3.根據權利要求1、2所述的拉力器，其特征是所述的平面蝸卷彈簧是其自身的蝸旋阻力互不相等的平面蝸卷彈簧。
4.根據權利要求1所述的拉力器，其特征是所述的離合機構是機械插鍵式離合機構。
5.根據權利要權利1所述的拉力器，其特征是所述的鋼絲繩可以是一根。
專利摘要本實用新型提供一種蝸旋變力全程拉力器，它是作為健身器的阻力源的器件，解決了現有的多功能健身器上作阻力源的生鐵砝碼重塊和螺旋彈簧組等所造成的健身器的結構龐大，拉力的大小調節不便的問題。它采用四個獨立的離合機構控制調節四個平面蝸卷彈簧進行不同的組合，由兩根鋼絲繩以直線運動的形式輸出分別組合的十六個蝸旋阻力，實現方便快速調節拉力器拉力大小的目的。它主要是用來替代目前健身器械中的生鐵砝碼重塊、螺旋彈簧組及橡膠繩帶等。
文檔編號A63B21/02GK2224637SQ9424762
公開日1996年4月17日 申請日期1994年12月9日 優先權日1994年12月9日
發明者張宏偉 申請人:張宏偉