恒扭力发生器与实时恒力拉力器的制作方法

1.本发明涉及一种利用卷簧提供力量的恒扭力发生器，可应用于健身器、机械工业、航天、汽车等技术领域。


背景技术：

2.现有的拉力器械，以健身房常见的夹胸训练器为例，均是由金属重量块的牵引来提供阻力。而更常见的哑铃、杠铃片也都是由金属制成，以提供大小不一的重力。而大量使用金属材质，使得健身器械具有重量大、难以移动、成本高的不足，而且这些金属哑铃、杠铃片在搬运、储存过程中有砸伤风险，是阻碍力量型健身器械进入家庭的一大阻碍。
3.与市面上的其他拉力器械不同，本发明的目的是能够提供可调节实时恒定的力，让使用者或物体在不同的速度下，都能受到相同的力，以达到更好的训练效果或者更稳定的输出。


技术实现要素：

4.本发明提供一种恒扭力发生器与实时恒力拉力器，使用卷簧提供力量，目的是减少金属使用量，以节约成本、减轻重量，同时可以提供可调节实时恒定力。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种恒扭力发生器，其特征在于，包括：
7.可转动的动力输出件；
8.至少一个恒力卷簧，布置在所述动力输出件旁侧，其一端固定，另一端固定在动力输出件上。
9.所述的恒扭力发生器，其中：所述动力输出件是辅助输出轮，在辅助输出轮内穿设有能够相对自由转动的转轴，所述辅助输出轮与转轴之间通过离合装置形成动力连接。
10.所述的恒扭力发生器，其中：所述辅助输出轮的一端端面上形成有啮合齿，所述离合装置是在每个辅助输出轮的一侧布置一个能够在所述转轴上滑移的传动齿盘，所述传动齿盘能够与所述转轴保持同步转动；所述传动齿盘的一端设有传动齿，所述传动齿与所述辅助恒扭力发生器的啮合齿相对布置而能够在相互靠近时形成啮合。
11.所述的恒扭力发生器，其中：在传动齿盘的内周侧形成卡齿，所述转轴的外周侧对应形成有卡槽，所述卡齿与卡槽对应配合，使传动齿盘与转轴能够保持同步转动。
12.所述的恒扭力发生器，其中：所述传动齿盘连接有弹性件，使传动齿盘的传动齿在常态下与所述辅助恒扭力发生器的啮合齿相互分离；
13.在每个传动齿盘的径向外侧布置有一个能够径向切入的插片，插片朝向传动齿盘的一端为具有斜坡的插刃。
14.所述的恒扭力发生器，其中：所述插片的另一端设有齿排并且可滑动地设于卡套中，卡套固定，卡套上设有可拨动或可通过旋钮旋动的齿轮，所述齿轮与所述插片的齿排啮合。
15.所述的恒扭力发生器，其中：所述动力输出件是独立输出轮，所述独立输出轮内穿设有转轴，所述独立输出轮与所述转轴能够同步转动。
16.所述的恒扭力发生器，其中：在独立输出轮的内周侧形成卡齿，所述转轴的外周侧对应形成有卡槽，所述卡齿与卡槽对应配合，使独立输出轮与转轴能够保持同步转动。
17.所述的恒扭力发生器，其中：所述动力输出件以及所述至少一个恒力卷簧位于同一平面上。
18.所述的恒扭力发生器，其中：还包括两个面板，所述动力输出件以及所述恒力卷簧定位在所述两个面板之间。
19.一种实时恒力拉力器，其特征在于，包括：
20.可旋转的转轴；
21.卷线轮，卷绕有拉绳，并且能够带动所述转轴发生旋转；
22.独立恒扭力发生器，包括可转动的动力输出件与至少一个恒力卷簧，所述动力输出件与所述转轴形成动力连接，所述至少一个恒力卷簧布置在所述动力输出件旁侧，每个恒力卷簧的一端固定，另一端固定在动力输出件上。
23.所述的实时恒力拉力器，其中，所述独立恒扭力发生器的动力输出件是独立输出轮，在独立输出轮的内周侧形成卡齿，所述转轴的外周侧对应形成有卡槽，所述卡齿与卡槽对应配合，使独立输出轮与转轴能够保持同步转动。
24.所述的实时恒力拉力器，其中，所述卷线轮的内周侧设有所述卡齿，并且与所述转轴的卡槽对应配合，而使卷线轮能够带动转轴同步转动。
25.所述的实时恒力拉力器，其中，还设有至少一个辅助恒扭力发生器，所述辅助恒扭力发生器包括可转动的辅助输出轮与至少一个恒力卷簧，所述辅助恒扭力发生器的至少一个恒力卷簧布置所述辅助输出轮旁侧，其一端固定，另一端固定在辅助输出轮上，每个所述辅助输出轮通过一个离合装置与所述转轴形成动力连接。
26.所述的实时恒力拉力器，其中，所述离合装置的结构如下：
27.所述辅助输出轮的一端端面上形成有啮合齿，在每个辅助输出轮的一侧布置一个能够在所述转轴上滑移的传动齿盘，所述传动齿盘能够与所述转轴保持同步转动；所述传动齿盘的一端设有传动齿，所述传动齿与所述辅助恒扭力发生器的啮合齿相对布置而能够在相互靠近时形成啮合。
28.所述的实时恒力拉力器，其中：在传动齿盘的内周侧形成卡齿，所述转轴的外周侧对应形成有卡槽，所述卡齿与卡槽对应配合，使传动齿盘与转轴能够保持同步转动。
29.所述的实时恒力拉力器，其中：所述传动齿盘连接有弹性件，使传动齿盘的传动齿在常态下与所述辅助恒扭力发生器的啮合齿相互分离；
30.在每个传动齿盘的径向外侧布置有一个能够径向切入的插片，插片朝向传动齿盘的一端为具有斜坡的插刃。
31.所述的实时恒力拉力器，其中：所述插片的另一端设有齿排并且可滑动地设于卡套中，卡套固定，卡套上设有可拨动或可通过旋钮旋动的齿轮，所述齿轮与所述插片的齿排啮合。
32.所述的实时恒力拉力器，其中：所述转轴固定于支架，所述支架上设有吸盘。
33.所述的实时恒力拉力器，其中，所述离合装置的结构如下：在传动齿盘上连接一个
拨动机构，通过外部的操作件能够连动所述拨动机构，控制传动齿盘在转轴上的轴向移动而达到离合效果。
34.所述的实时恒力拉力器，其中，所述离合装置的结构如下：所述辅助输出轮的啮合齿为输入锥齿，所述传动齿盘的传动齿为输出锥齿，并且所述传动齿盘与所述辅助输出轮之间的轴向距离是固定的，在所述输入锥齿以及输出锥齿的一侧设有能够径向动作的锥齿盘，通过外部布置的操作件能够连动所述锥齿盘，控制锥齿盘与所述输入锥齿以及输出锥齿同时啮合以形成传动，或者同时脱离啮合以断开传动。
35.本发明可替代重物来产生可调节的恒定扭力与拉力，具有轻便、省空间、易收纳、成本低、可调节、实时恒力等优点。
附图说明
36.图1是辅助恒扭力发生器的整体结构示意图。
37.图2是辅助恒扭力发生器的内部结构示意图。
38.图3是辅助恒扭力发生器的辅助输出轮的结构示意图。
39.图4是独立恒扭力发生器的整体结构示意图。
40.图5是独立恒扭力发生器的独立输出轮的结构示意图。
41.图6是转轴的结构示意图。
42.图7是实时恒力拉力器的整体结构示意图。
43.图8是卷线轮的结构示意图。
44.图9是辅助恒扭力发生器的辅助输出轮与传动齿盘啮合状态示意图。
45.图10是离合装置的结构示意图。
46.图11是离合装置伸出插片状态示意图。
47.图12是离合装置的另一种结构形式示意图。
48.图13是离合装置的又一种结构形式示意图。
49.附图标记说明：辅助恒扭力发生器10；面板11；支撑柱12；辅助输出轮13；输入锥齿131；恒力卷簧14；连接柱15；转轴20；径向孔22；卡槽25；独立恒扭力发生器30；独立输出轮33；卡齿35；卷线轮40；离合装置60；传动齿盘61；固定部611；输出锥齿612；插片62；插刃621；齿排622；卡套63；齿轮64；拨动机构65；旋钮66；锥齿盘67；支架90；吸盘91。
具体实施方式
50.本发明的目的是提供一种可调节实时恒力拉力器，如图7所示，通过在一根转轴20上布置独立恒扭力发生器30，形成基本的恒拉力，再在转轴20上布置若干个辅助恒扭力发生器10，同时采用可操控的离合装置60使各辅助恒扭力发生器10与转轴20能够切换动力通断关系，以提供不同梯次大小的实时恒拉力，供使用者选择。
51.如图1、图2、图3、图6所示，本发明提供的辅助恒扭力发生器10，包括：
52.两个相对布置的面板11，以支撑柱12以及连接柱15形成固定连接；
53.转轴20，从两个面板11的垂直方向穿过；
54.辅助输出轮13，设置于两个面板11之间，并且可自由转动地套接在转轴20上，在辅助输出轮13的一端端面上形成有单向啮合齿；
55.四个支撑柱12，固定在两个面板11之间，环绕布置在辅助输出轮13的外围；
56.四个恒力卷簧14，一端固定并环绕在一个支撑柱12上，另一端固定在辅助输出轮13上。
57.如此，当辅助输出轮13受拉力转动时，会带动四个恒力卷簧14发生形变，向辅助输出轮13提供抗力扭矩，即，所述辅助恒扭力发生器10能够提供反向拉力。实际上，恒力卷簧14的数量并不限定于四个，可以是一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个以及更多个。凭借使用不同数量的恒力卷簧14，可使辅助恒扭力发生器10提供的扭力形成梯次变化。
58.再如图4、图5、图6所示，本发明提供的独立恒扭力发生器30，其与辅助恒扭力发生器10的区别在于：
59.以独立输出轮33替换辅助输出轮13，所述独立输出轮33不再设置单向啮合齿，而是在独立输出轮33的内周侧形成卡齿35，而所述转轴20的外周侧对应形成有卡槽25，所述独立输出轮33与所述转轴20套接时，凭借卡齿35与卡槽25的对应配合，使独立输出轮33与转轴20保持同步转动。
60.如图7所示，是本发明提供的实时恒力拉力器的整体结构示意图，其中：
61.转轴20可旋转地布置在支架90上；
62.在转轴20上布置有一个独立恒扭力发生器30、四个辅助恒扭力发生器10(为了看清内部细节，去除了左侧两个辅助恒扭力发生器10)和一个卷线轮40；各辅助恒扭力发生器10的辅助输出轮13与所述转轴20之间布置有离合装置60，使各辅助恒扭力发生器10的辅助输出轮13能够选择动力连接所述转轴20或者断开与所述转轴20的连接；如此提供多组不同大小的拉力。当然，转轴20上的独立恒扭力发生器30以及辅助恒扭力发生器10的数量都不限于上述实施例所展示的那样，实际数目可根据实际需要而自由增减。
63.如图8所示，所述卷线轮40的内周侧设有所述卡齿35，从而与所述转轴20的卡槽25对应配合，而使卷线轮40能够带动转轴20同步转动。在卷线轮40的外周侧能够卷绕拉绳(未予图示)，凭借抽动拉绳，能够使卷线轮40旋转，进而带动转轴20同步转动。
64.如图7、图9、图10、图11所示，所述离合装置60的结构如下：
65.各辅助恒扭力发生器10的轴向位置固定，并在每个辅助恒扭力发生器10的一侧布置一个能够在所述转轴20上滑移的传动齿盘61，所述传动齿盘61的内周侧设有所述卡齿35(未予图示)而与所述转轴20保持同步转动；
66.所述传动齿盘61的一端设有单向传动齿，所述单向传动齿与所述辅助恒扭力发生器10的单向啮合齿相对布置而能够啮合；
67.在传动齿盘61上布置有两个固定部611，可供弹性件(例如拉力弹簧，未予图示)的一端悬挂，弹性件的另一端可固定在转轴20的径向孔22处，使传动齿盘61的单向传动齿在常态下与所述辅助恒扭力发生器10的单向啮合齿相互分离；
68.在每个传动齿盘61的径向外侧布置有一个插片62，插片62朝向传动齿盘61的一端为具有斜坡的插刃621，另一端设有齿排622并且可滑动地设于卡套63中，卡套63固定，并在卡套63上设有可拨动或可通过旋钮66旋动的齿轮64，所述齿轮64与所述插片62的齿排622啮合，通过手指拨动所述齿轮64旋转，可控制插片62相对传动齿盘61作径向移动，当插片62下移时，通过插刃621的斜坡与传动齿盘61的抵接，可推动传动齿盘61发生轴向移动，使传动齿盘61上的单向传动齿与所述辅助恒扭力发生器10的单向啮合齿形成啮合，而齿盘上移
时，推动传动齿盘61在弹性件的作用下发生另一方向的轴向移动，使传动齿盘61上的单向传动齿与所述辅助恒扭力发生器10的单向啮合齿脱离啮合。
69.如图12所示，是所述离合装置60的另一种可行结构：在传动齿盘61上连接一个拨动机构65(例如拨杆、连杆机构等)，通过外部的拨钮等操作件连动所述拨动机构65，从而控制传动齿盘61在转轴20上的轴向移动，达到离合效果。本实施例中，可设置弹性件，也可不设置弹性件。
70.如图13所示，是所述离合装置60的又一种可行结构：所述辅助恒扭力发生器10的辅助输出轮13的单向啮合齿为输入锥齿131，所述传动齿盘61的单向传动齿为输出锥齿612，并且所述传动齿盘61与所述辅助输出轮13之间的轴向距离是固定的，此时，在所述输入锥齿131以及输出锥齿612的一侧设有能够径向动作的锥齿盘67，通过外部布置的按钮等操作件连动所述锥齿盘67，控制锥齿盘67与所述输入锥齿131以及输出锥齿612同时啮合以形成传动，或者同时脱离啮合以断开传动。
71.如图7所示，可在支架90上固定两个吸盘91，通过吸盘91能够方便地将支架90固定于平滑表面上，此时，通过拉动卷线轮40上的拉绳(配备握把、滑轮)，可利用独立恒扭力发生器30与辅助恒扭力发生器10提供的阻力进行各项健身锻炼动作，具有轻便、省空间、易收纳、成本低、可调节、实时恒力等优点。同时，操作各离合装置60，可使不同数量、不同扭矩的辅助恒扭力发生器10参与工作，提供各级梯度的阻力，适应不同力量基础的训练者的不同要求。
72.本发明除了应用于健身器，还可应用于机械工业、航天、汽车等技术领域，起到替换重物的技术效果。
73.以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。