阻力机构及拉力器的制作方法

1.本实用新型涉及健身设备技术领域，尤其是涉及一种阻力机构及拉力器。


背景技术：

2.拉力器，是一种适合于大众健身锻炼的器械。现在人们经常使用健身绳拉力器来塑身、健身。
3.现有技术中的健身绳拉力器通常包括壳体和缠绕在壳体内的拉力绳，当使用者使用拉力器时，使用者克服拉力绳的阻力将其拉动，从而起到锻炼的效果。
4.本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：
5.现有的一种拉力器中，拉力绳使用的是弹性材质，绳子拉得越长，拉力越大，拉力强度不能恒定，很难检测拉力的大小。拉力大小以及每次运动消耗的卡路里不能精确显示，不能提供科学的锻炼指导。
6.还有一种拉力器中，拉力绳是非弹性材质，使用者需要克服拉力绳受到壳体内的阻力将其拉动，同样的，这种拉力器内拉力绳的阻力大小不能调节，使用者的拉力大，不能达到良好的锻炼效果，还会拉伤身体；拉力小，则达不到锻炼效果。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种阻力机构及拉力器，以解决现有技术中存在的使用者使用拉力器时，拉力器的阻力大小无法调节的技术问题；本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
8.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
9.本实用新型提供的阻力机构，设置于拉力器内，其特征在于，包括离合部件、减速装置和磁滞制动器，其中：
10.所述磁滞制动器的输出轴与减速装置的输入轴传动连接，改变输入所述磁滞制动器的电流能调节所述减速装置的输出扭矩；
11.所述离合部件位于所述减速装置和绕线轮之间，拉力绳被拉出并带动所述绕线轮正转时，所述离合部件将所述减速装置和所述绕线轮传动连接，所述拉力绳回收并带动所述绕线轮反转时，所述离合部件使所述减速装置和所述绕线轮相脱离。
12.优选的，所述离合部件包括单向滚针轴承，所述单向滚针轴承的外圈与所述减速装置的输出轴连接，所述单向滚针轴承的内圈与所述绕线轮固定连接；
13.且所述拉力绳被拉出并带动所述绕线轮正转时，所述单向滚针轴承的内圈和外圈均静止或同步运动；所述拉力绳回收并带动所述绕线轮反转时，所述单向滚针轴承的内圈相对于其外圈转动。
14.优选的，所述绕线轮的一侧设置有空心轴，所述空心轴上套设有轴套，所述轴套与所述空心轴的外壁过盈配合，且所述轴套的外壁与所述单向滚针轴承的内圈固定连接；
15.所述空心轴内穿设有轴体，所述轴体与所述空心轴转动连接。
16.优选的，所述减速装置包括有外壳部，所述外壳部与所述减速装置的输出轴固定连接；
17.所述外壳部的内壁上设置有齿圈，所述减速装置的输入轴上设置有输入齿轮，所述输入齿轮的外围啮合有一个或多个传动齿轮，所述传动齿轮与所述齿圈啮合传动，用于增大所述减速装置的输出扭矩。
18.优选的，所述阻力机构还包括有电源组件和控制单元，其中：
19.所述电源组件与所述控制单元电连接，所述控制单元与所述磁滞制动器电连接，用于调节输入至所述磁滞制动器的电流大小。
20.优选的，所述电源组件包括电池、电池盖，所述电池盖将所述电池固定在所述拉力器内，所述电池与所述控制单元电连接；
21.所述阻力机构还包括有显示单元，所述显示单元与所述控制单元电连接，用于显示使用者作用于绕线轮上的拉力。
22.本实施例中提供了一种拉力器，包括壳体、以及位于所述壳体内的上述阻力机构和绕线轮，所述绕线轮上转动连接于所述壳体内，所述绕线轮上缠绕有拉力绳。
23.优选的，所述拉力器还包括有端盖和轴体，所述轴体与所述绕线轮转动连接，所述轴体的端部设置有轴肩；所述端盖与所述绕线轮连接且两者围设有容纳腔，所述轴肩位于所述轴体的端部并抵靠所述端盖；
24.所述容纳腔内设置有弹性部件，所述弹性部件与所述绕线轮连接，用于带动所述绕线轮转动复位。
25.优选的，所述弹性部件包括卷簧，所述卷簧位于所述容纳腔内，所述卷簧的外端与所述绕线轮固定连接，其内端与所述轴肩固定连接，所述卷簧能在拉伸状态下带动所述绕线轮转动复位。
26.优选的，所述壳体上设置有穿孔，所述拉力绳的自由端穿过所述穿孔延伸至所述壳体外，且所述拉力绳的自由端上固定有绳扣组件。
27.本实用新型提供的阻力机构及拉力器，与现有技术相比，具有如下有益效果：
28.通过改变输入至磁滞制动器的电流大小，能调节磁滞制动器的输出扭矩，并调节减速装置的输出扭矩；由于拉力绳被拉出并带动绕线轮正转时，离合部件将减速装置和绕线轮传动连接，这样在拉动拉力绳时，需要对抗减速装置的输出扭矩，即阻力机构能够形成不同大小的防止绕线轮转动的阻力；该阻力可以实现无级调节，使用更加方便。
29.具有上述阻力机构的拉力器，可以根据使用者的具体需求调节阻力大小，使用方便，适用范围广。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是拉力器的起始状态示意图；
32.图2是拉力器拉力绳被拉出的状态示意图；
33.图3是拉力器的剖面结构示意图；
34.图4是拉力器的爆炸图；
35.图5是减速装置的结构示意图；
36.图6是图5中a-a的剖面结构示意图；
37.图7是卷簧的固定结构示意图。
38.图中100、壳体；101、上壳；102、底壳；103、穿孔；1、磁滞制动器；2、减速装置；201、减速装置输出轴；202、传动齿轮；203、外壳部；204、齿圈；205、减速装置输入轴；206、输入齿轮；3、单向滚针轴承；4、绕线轮；401、空心轴；5、拉力绳；6、轴套；7、轴承；8、垫片；9、卷簧；10、端盖；11、轴体；12、轴肩；13、pcb板；14、绳扣组件；15、电池；16、电池盖；17、固定架；18、显示屏；19、操作板。
具体实施方式
39.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
41.本实用新型实施例提供了一种阻力机构及拉力器，可以根据使用者的具体需求调节阻力大小，使用方便，适用范围广。
42.下面结合图1-图7对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。
43.实施例一
44.如图1-图7所示，本实施例提供了一种阻力机构，设置于拉力器内，包括离合部件、减速装置2和磁滞制动器1，其中：磁滞制动器1的输出轴与减速装置2的输入轴传动连接，改变输入磁滞制动器1的电流能调节减速装置2的输出扭矩；离合部件位于减速装置2和绕线轮4之间，拉力绳5被拉出并带动绕线轮4正转时，离合部件将减速装置2和绕线轮4传动连接，拉力绳5回收并带动绕线轮4反转时，离合部件使减速装置2和绕线轮4相脱离。上述绕线轮4上缠绕有拉力绳5。
45.其中，上述“正向”、“反向”指的是相对而言，若规定顺时针为正向，则逆时针为反向；反之，规定逆时针为正向，则顺时针为反向。磁滞制动器1与减速装置2输出轴的转动方向相同，且两者的转动方向与拉绳时绕线轮4的转动方向相反。
46.本实施例中以拉绳时绕线轮4顺时针转动，且磁滞制动器1逆时针方向转动为例进行说明，在该实施例中，规定顺时针方向为正向，逆时针方向为反向。
47.其中，上述磁滞制动器1为现有的成熟技术，其利用磁滞原理，通过控制输入的励磁电流，产生一定的扭矩，是一种利用磁滞原理的力矩控制部件。可直接由市场上购得，在
此对其结构不做赘述。
48.考虑到磁滞制动器1的扭矩还不够大，因此，磁滞制动器1输出轴与减速装置输入轴205连接，通过将磁滞制动器1的扭矩输入至减速装置2，通过减速装置2减速，并提高减速装置输出轴201的扭矩，使用者在拉动拉力绳5使绕线轮4转动时能够起到锻炼的效果。
49.其中，上述减速装置2的减速比是n，则磁滞制动器1的扭矩经过减速装置2后就提高了n倍。减速装置2与磁滞制动器1的配合结构，共同提供了使用者拉动拉力绳5时需要克服的阻力。
50.上述离合部件的作用时，当使用者拉动拉力绳5时，拉力绳5被拉出并带动绕线轮4正转(参见图3中的箭头方向，沿箭头方向看去，拉力绳5被拉出并带动绕线轮4顺时针转动)，离合部件将减速装置2和绕线轮4传动连接，此时使用者要想拉动拉力绳5需要克服减速装置2输出的扭矩，达到锻炼效果。当使用者松脱拉力绳5时，拉力绳5回收并带动绕线轮4反转(本实施例中为逆时针方向)，由于此时离合部件使减速装置2和绕线轮4相脱离，因此，拉力绳5的回收不需要克服减速装置2输出的扭矩，拉力绳5能够顺利回收。
51.本实施例的阻力机构，通过改变输入至磁滞制动器1的电流大小，能调节磁滞制动器1的输出扭矩，并调节减速装置2的输出扭矩；由于拉力绳5被拉出并带动绕线轮4正转时，离合部件将减速装置2和绕线轮4传动连接，这样在拉动拉力绳5时，需要对抗减速装置2的输出扭矩，即阻力机构能够形成不同大小的防止绕线轮4转动的阻力。且该阻力可以实现无级调节，使用更加方便。
52.应当理解的是，力矩是力和力臂的向量积，当使用者拉动拉力绳5刚好克服抗减速装置2的输出扭矩时，此时的拉力与绕线轮4的半径有关，在知晓减速装置2的输出扭矩和绕线轮4的半径时，能够计算拉力的大小。
53.作为可选地实施方式，本实施例的离合部件包括单向滚针轴承3，单向滚针轴承3的外圈与减速装置输出轴201连接，单向滚针轴承3的内圈与绕线轮4固定连接；且拉力绳5被拉出并带动绕线轮4正转时，单向滚针轴承3的内圈和外圈均静止或同步运动；拉力绳5回收并带动绕线轮4反转时，单向滚针轴承3的内圈相对于其外圈转动。
54.上述单向滚针轴承3为本领域内的成熟技术，在此对其结构不做赘述。
55.其中，应当理解的是，单向滚针轴承3的内圈仅能在一个方向上相对于外圈转动，在将单向滚针轴承3连接绕线轮4和减速装置2时，需要满足：当拉力绳5被拉出并带动绕线轮4正转时，单向滚针轴承3的内圈不能相对于外圈转动，此时单向滚针轴承3的内圈和外圈相当于一个整体；这样，能够实现上绕线轮4和减速装置2的传动连接，当使用者施加的拉力能够克服减速装置2输出的阻力时，绕线轮4带动单向滚针轴承3转动，由于单向滚针轴承3的外圈与减速装置2的输出轴固定连接，同时能够带动减速装置2和磁滞制动器1反转，即顺时针方向转动。
56.且单向滚针轴承3同时需要满足：当拉力绳5回收并带动绕线轮4反转时，单向滚针轴承3的内圈相对于其外圈转动，即内圈转动，外圈静止，单向滚针轴承3切断绕线轮4与减速装置2之间的传动连接，此时，绕线轮4的反转不再受到减速装置2的影响，因此，拉力绳5能够顺利回收。
57.使用磁滞制动器1与减速装置2配合的结构，还具有明显的效果是：通过控制电流的大小，当使用者拉动拉力绳5时需要克服50n的拉力，当使用者施加的力达到50n后，此时
绕线轮4带动单向滚针轴承3同步顺时针运动，同时克服减速装置2输出的逆时针方向的扭矩，使减速装置2和磁滞制动器1运动换向，减速装置2顺时针方向转动，且磁滞制动器1与减速装置2的配合结构不会被破坏。同时，当流入磁滞制动器1内的电流大小一定的情况下，磁滞制动器1与减速装置2的配合结构提供的阻力是恒定的。
58.作为可选地实施方式，参见图3所示，绕线轮4的一侧设置有空心轴401，空心轴401上套设有轴套6，轴套6与空心轴401的外壁过盈配合，且轴套6的外壁与单向滚针轴承3的内圈固定连接；空心轴401内穿设有轴体11，轴体11与空心轴401转动连接。
59.上述轴体11设置在壳体100内，空心轴401通过轴承7连接在轴体11上，当使用者拉动拉力绳5时，绕线轮4在拉力绳5的带动下能够在轴体11上转动，同时由于空心轴401与轴套6固定，绕线轮4同时带动轴套6转动，轴套6与单向滚针轴承3的内圈固定连接，减速装置2输出的扭矩施加在单向滚针轴承3上，当使用者的拉力足够大时，能够克服减速装置2的输出扭矩，带动绕线轮4、单向滚针轴承3同步转动，并实现减速装置2反转。
60.减速装置2的作用是将磁滞制动器1输出的力矩增大，增大对绕线轮4的阻力，使用者能够达到锻炼的效果。因此减速装置2可以为齿轮组件，通过相互啮合的齿轮来增大输出力矩。
61.本实施例中提供了一种减速装置2的具体实施方式，参见图3-图6所示，减速装置2包括有外壳部203，外壳部203与减速装置2的输出轴固定连接；外壳部203的内壁上设置有齿圈204，减速装置2的输入轴上设置有输入齿轮206，输入齿轮206的外围啮合有一个或多个传动齿轮202，传动齿轮202与齿圈204啮合传动，用于增大减速装置2的输出扭矩。
62.上述齿圈204直接在外壳部203的内壁上加工形成，齿圈204与输入齿轮206、传动齿轮202位于同一平面内，参见图6，本实施例中的传动齿轮202包括位于输入齿轮206外周的三个，且所有的传动齿轮202均与齿圈204啮合传动，输入齿轮206、传动齿轮202、齿圈204的齿牙数量依次增加，动力经输入齿轮206、传动齿轮202传递至齿圈204后，速度减小，力矩增大；从而增大对绕线轮4的阻力，使用者能够达到锻炼的效果
63.作为可选地实施方式，参见图4所示，本实施例的阻力机构还包括有电源组件和控制单元，其中：电源组件与控制单元电连接，控制单元与磁滞制动器1电连接，用于调节输入至磁滞制动器1的电流大小。
64.上述电源组件为控制单元供电，可以外接电源或者电池15等。控制单元可以为单片机等，参见图4所示，壳体100内存在有pcb板13，单片机连接在pcb板13上，磁滞制动器1连接在单片机的输出端，通过预设成程序，可通过调节输出端的电压大小来实现调节流入磁滞制动器1内电流的大小，进而调节磁滞制动器1的扭矩大小。
65.作为可选地实施方式，参见图4所示电源组件包括电池15、电池盖16，电池盖16将电池15固定在拉力器壳体100内，电池15与控制单元电连接；
66.阻力机构还包括有输入模块，该输入模块电连接于控制单元的输入端，用于输入控制信号；参见图4所示，壳体100上设置有用于标识输入信息的操作板19。
67.阻力机构还包括有显示单元，显示单元与控制单元电连接，用于显示使用者作用于绕线轮4上的拉力；参见图4所示，显示单元包括显示屏18，显示屏18设置在壳体100上。
68.其中，上述拉力显示的原理是：已知磁滞制动器1内的电流大小可以得知磁滞制动器1的力矩大小，且已知减速装置2的减速比，可以得知减速装置2的输出的扭矩，使用者在
拉动拉力绳5带动绕线轮4转动时，需要克服该扭矩。力矩是力和力臂的向量积，当使用者拉动拉力绳5刚好克服抗减速装置2的输出扭矩时，此时的拉力与绕线轮4的半径有关，在知晓绕线轮4半径的情况下，能够计算拉力的大小。通过上述原理实现电流大小和拉力的联系，通过程序计算出后可以显示在显示屏18上。
69.实施例二
70.本实施例提供了一种拉力器，参见图1-图3、图4所示，拉力器包括壳体100、以及位于壳体100内的上述阻力机构和绕线轮4，绕线轮4上转动连接于壳体100内，绕线轮4上缠绕有拉力绳5。其中，壳体由上壳101和底壳102可拆卸连接，便于安装拆卸；磁滞制动器1通过固定架17安装在壳体100内。
71.具有上述阻力机构的拉力器，可以根据使用者的具体需求调节阻力大小，使用方便，适用范围广。
72.当使用者在松开拉力绳5后，为了便于拉力绳5能够自动回收，拉力器内还包括有弹性部件，弹性部件用于在发生弹性形变后拉动绕线轮4复位，进而实现拉力绳5的顺利回收。
73.参见图3、图4和图7所示，本实施例中提供了一种弹性部件的固定结构：拉力器还包括有端盖10和轴体11，轴体11与绕线轮转动连接，轴体11的端部设置有轴肩12；端盖10与绕线轮4连接且两者围设有容纳腔，轴肩12位于轴体11的端部并抵靠端盖10；弹性部件设置在上述容纳腔内，弹性部件与绕线轮4连接，用于带动绕线轮4转动复位。其中，端盖10与绕线轮4形成的容纳腔能够容纳弹性部件，防止弹性部件脱离，影响绕线轮4复位。
74.作为可选地实施方式，参见3、图4和图7所示，弹性部件包括卷簧9，卷簧9位于容纳腔内，卷簧9的外端与绕线轮4固定连接，其内端与轴肩12固定连接，卷簧9能在拉伸状态下带动绕线轮4转动复位。
75.在安装时把轴套6装配到绕线轮4右端内部空心轴401上紧配(二者受力不可以有相对转动)。再把垫片8(如图4)，卷簧9，弹片，端盖10，轴体11，轴肩12，按顺序装入绕线轮4左端内(如图4所示)，其中轴肩12，卷簧9与绕线轮4的装配关系参考图7。然后从左端把两个轴承7套入轴体11上，轴承7固定在绕线轮4左端空心轴401内。
76.当拉动拉力绳5时，参见图2，拉力绳5带动绕线轮4顺时针转动，由于卷簧9的外端与绕线轮4连接，因此能够拉动卷簧9伸展并发生弹性形变；此时，单向滚针轴承3将绕线轮4和减速装置2传动连接，当使用者的拉力足够大时，能够克服减速装置2的输出扭矩，带动绕线轮4、单向滚针轴承3同步转动，并实现减速装置2反转。
77.当松开拉力绳5后，参见图1，单向滚针轴承3切断绕线轮4和减速装置2的动力连接，同时卷簧9利用弹性回复力拉动绕线轮4逆时针转动，使绕线轮4顺利复位。
78.作为可选地实施方式，参见图2，壳体100上设置有穿孔103，拉力绳5的自由端穿过穿孔103延伸至壳体100外，且拉力绳5的自由端上固定有绳扣组件14。绳扣组件14便于使用者拉动拉力绳5的自由端，且能够通过绳扣组件14位于穿孔103外，随时便于使用者能够拉动拉力绳5。
79.打开开关时，控制单元控制充电电池15提供电流给磁滞制动器1，磁滞制动器1则产生既定大小的扭矩，该扭矩通过减速装置2得到增大，提高齿轮箱输出端的扭矩。在使用时，打开开关，通过在操作板19上选择力度大小，显示屏18上显示阻力大小，如图2所示，拉
动绳扣组件14，就可以得到所需的阻力。由于拉力器的阻力是恒定的，可以根据阻力的大小，计算并显示单次或总共消耗了多少卡路里，为科学健康锻炼提高依据，从而对人们的锻炼起指导作用。人们可以选择合适大小的阻力锻炼，以及不同大小阻力的锻炼时长。
80.在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
81.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
82.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。