一种基于机械虹膜原理的新型腕力球的制作方法

1.本发明涉及腕力球以及充电宝的领域，特别涉及一种基于机械虹膜原理的新型腕力球。


背景技术：

2.腕力球是腕力健身球的简称，也称强力球、魔力球、陀螺球。腕力球是一种人工动力装置，纯机械，不用电池和任何电源，靠手腕的转动带动球心高速旋转，进而产生强大的力量。腕力球运用陀螺仪和角动量作用下持续旋转产生强大的力量。对锻炼手指、手腕、手臂的力量和韧性有促进作用。对于中老年人，有助于促进血液循环，预防心脑血管疾病，延缓衰老。对于青少年人，有助于促进骨骼成长和大脑发育，增强双手的握力及腕力，锻炼手指灵活性。
3.目前有三种启动方式，分别是绳子启动、双手启动和单手启动。绳子启动法需要将绳子紧紧缠绕在球心的中心槽中，再将绳子快速拉出以启动腕力球，此方法需要借助绳子且操作较复杂。双手启动法需要用大拇指朝中心槽方向拨动球心为腕力球上弦。单手启动法需手握腕力球，开口部分朝上，用大拇指沿球心的中心槽方向快速拨动球心，达到一定速度后随机将开口部分朝下顺势启动腕力球。以上三种启动方法都比较复杂，绳子启动法需要借助启动绳更为不便。而且，所述三种启动方法操作需要一定的技术基础，对于无基础的使用者容易出现发条弹簧上弦不够紧，球心转速不够，从而导致无法启动。
4.腕力球启动后旋转体会高速旋转，腕力球的上壳体都有设有开口，因此存在将衣服、头发等卷入等安全问题的风险。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于机械虹膜原理的新型腕力球，解决上述的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
7.本发明提供一种基于机械虹膜原理的新型腕力球，其特征在于：包括上壳体、下壳体、过渡环、球心、发条组件、启动按钮和机械虹膜传动组件，所述的上壳体可在过渡环上自由回转，下壳体与过渡环通过止口和螺钉固定，所述的球心可转动的设置在下壳体的回转环上，所述的启动按钮滑动设置在过渡环上，所述的机械虹膜传动组件设置在过渡环内，其中：
8.所述的启动按钮向右滑动时，机械虹膜传动组件向右转动，机械虹膜内环的内齿轮与发条组件的第一锥形齿轮啮合和齿条向回转环方向移动固定回转环，进而限制球心，同时，旋转上壳体向发条组件输入旋转的动能，所述的发条组件将动力储存为弹性势能；
9.所述的启动按钮向左滑动时，机械虹膜传动组件向左转动，解除对球心旋转的限制的，所述的发条组件释放弹性势能，球心发生转动。
10.进一步的，所述的下壳体内部形成有筒形固定结构，所述筒形固定结构顶部形成
有固定槽，回转环嵌在所述固定槽内，且允许在固定槽内回转，所述球心两侧的中心轴两端分别枢设于所述回转环的枢接孔，使其容置于上、下壳体内部。
11.进一步的，所述发条组件包括发条、第一锥齿轮、第二锥齿轮、上弦齿轮、空心轴、固定体，所述空心轴一端固定有上弦齿轮，所述空心轴的另一端形成棘轮，所述空心轴外表面与发条内部弹簧连接，通过转动所述上弦齿轮带动所述发条上弦，所述发条设置于中心轴上，与回转环固定，所述棘爪通过固定轴与球心连接，所述棘爪可围绕固定轴自由转动，所述回转环内侧开设有用于固定发条的卡槽，所述发条的外壳形成有支撑轴，第一锥齿轮、第二锥齿轮安装在支撑轴上，当所述上弦齿轮旋转时，发条实现蓄能或释能，当外力作用下使第一锥齿轮向左转动时，通过第二锥齿轮转动变向，带动上弦齿轮向左转动，外力作用可转化成弹簧的弹性势能，而当弹簧释能时，弹簧可驱动棘轮反向转动，棘轮与球心的棘爪啮合，带动球心转动，势能转化为球心的动能，当外力作用下使第一锥齿轮向左转动时，则无法上弦。
12.进一步的，所述的机机械虹膜传动组件包括外支撑环、内齿轮、“t”型轨道、下传动齿轮、齿条、“门”型体、上传动齿轮、上支撑轴、下支撑轴、机械虹膜外环单元、齿条、机械虹膜内环单元、圆形座孔、连接环、方形套、连杆、活塞销，下壳体的顶部内侧形成支撑面，所述外支撑环设置在所述下壳体的支撑面上，所述外支撑环的内侧开横截面为矩形的环状凹槽，所述外支撑环的内侧凹槽内设置有内齿轮，所述外支撑环的侧面开有矩形口，所述内齿轮外侧设置有启动按钮，所述外支撑环所开的矩形口与所述过渡环所开的矩形口重合；所述启动按钮嵌在矩形口内并凸出于所述过渡环的外表面，通过推动启动按钮可使所述内齿轮转动，所述外支撑环内侧表面设置有上支撑轴和下支撑轴，所述外支撑环的每个支撑轴上设置有一个传动齿轮，所述内齿轮与所述传动齿轮啮合，所述外支撑环的下支撑轴的一侧设置有“门”型体，所述“门”型体内部设置有齿条，所述齿条与所述传动齿轮啮合，所述内齿轮相对于球心向右转动时可带动所述传动齿轮向右转动，进而带动所述齿条向所述回转环运动，所述外支撑环顶部形成“t”型轨道，所述机械虹膜外环单元底部形成有“t”型凹槽，所述机械虹膜外环单元底部固定有齿条，所述齿条一侧形成齿状结构，所述外支撑环顶部的“t”型轨道嵌在“机械虹膜外环单元”底部的“t”型凹槽内，允许机械虹膜外环单元沿“t”型轨道前后移动，所述机械虹膜外环单元上表面开凹槽，所述机械虹膜内环单元嵌在所述机械虹膜外环单元上的凹槽内，所述机械虹膜外环单元闭合后形成完整的环体；所述机械虹膜内环单元闭合后形成完整的内齿轮，所述机械虹膜外环单元通过凹槽带动所述机械虹膜内环单元同时闭合后，所述机械虹膜内环可在所述机械虹膜外环凹槽内自由回转，当外力作用下向右推动所述启动按钮时，所述内齿轮相对于球心向右转动，带动所述传动齿轮转动，进而使所述齿条向所述回转环方向运动，所述齿条与所述回转环接触，对所述回转环进行固定，阻止所述回转环在所述下壳体的筒形固定结构固定槽内回转，同时，带动所述上传动齿轮转动，进而使所述齿条带动所述机械虹膜外环单元沿所述“t”型轨道向球心方向运动，推动结束时，所述机械虹膜外环单元形成完整闭环，所述机械虹膜内环单元形成完整内齿轮，所述机械虹膜内环单元所形成的内齿轮与所述第一锥齿轮啮合，当外力作用下向左推动所述启动按钮时，所述内齿轮相对于球心向左运动，所述齿条向所述回转环的反方向运动，所述机械虹膜内环单元顶部中心形成有圆形座孔，所述圆形座孔与所述连杆连接，所述圆形座孔与所述连杆首端通过活塞销连接，所述连接环的内侧形成有方形套，所述连
杆的末端置于所述方形套内，当推动所述启动按钮结束时，顺时针转动所述上壳体，可通过连杆带动所述机械虹膜内环单元所形成的内齿轮顺时针转动，进而带动所述第一锥齿轮顺时针转动，从而带动所述上弦齿轮正向旋转，发条实现蓄能，此时，将所述启动按钮推回初始位置，所述回转环失去限制，所述发条储蓄的能量瞬间释放，棘轮通过棘爪带动球心转动，摇晃装置，回转环在固定槽上转动，腕力球启动。
13.优选的，下壳体与外支撑环通过止口和螺钉连接固定，所述连接环通过止口和螺钉固定在所述上壳体内侧。
14.优选的，所述外支撑环的下支撑轴数量为2，对称分布，所述外支撑环的上支撑轴数量为8，均匀分布。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
16.本发明为纯机械结构，结构简单，上壳体和下壳体没有传统腕力球的圆形开口，球心不会裸露在外面，不会出现擦伤皮肤和把头发、衣服等物品卷入腕力球的情况；此腕力球启动方式方便，对无基础者友好，只需推动启动按钮，然后转动球壳，最后将启动按钮推到原来位置，腕力球便可启动，大大增加了腕力球的可操纵性和友好性。
附图说明
17.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
18.图1为一种基于机械虹膜原理的腕力球的分解结构示意图；
19.图2为球心安装效果图；
20.图3为外支撑环结构的俯视图；
21.图4为外支撑环结构的部分结构示意图；
22.图5为机械虹膜结构及连接环分解结构示意图；
23.图6为机械虹膜结构俯视图；
24.图7为上弦组件的剖视图
25.图8为一种基于机械虹膜原理的腕力球整体图。
26.图中标记示意为：110-球心；111-中心轴；112-回转环；113-棘爪；114-固定轴；121-发条；122-第一锥齿轮；123-第二锥齿轮；124-上弦齿轮；125-棘轮；126-弹簧；127-空心轴；128-固定体；211-外支撑环；212-内齿轮；213
‑“
t”型轨道；214-下传动齿轮；215-齿条；216
‑“
门”型体；217-上传动齿轮；218-上支撑轴；219-下支撑轴；210-机械虹膜外环单元；311-齿条；320-机械虹膜内环单元；321-圆形座孔；330-连接环；331-方形套；332-连杆；333-活塞销；410-上壳体；420-过渡环；421-启动按钮；430-下壳体；431-筒形固定结构。
具体实施方式
27.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
28.其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。
29.实施例1
30.如附图所示，本发明提供一种基于机械虹膜原理的新型腕力球，包括上壳体410、
下壳体430、过渡环420、球心110、发条组件、启动按钮421和机械虹膜传动组件，所述的上壳体410和下壳体430可转动的设置在过渡环420的顶部和底部，所述的球心110可转动的设置在下壳体430的筒形固定结构上，所述的启动按钮421滑动设置在上壳体410，所述的机械虹膜传动组件设置在上壳体410和下壳体430内，其中：
31.所述的启动按钮421向右滑动时，机械虹膜传动组件向右转动，机械虹膜内环的内齿轮212与发条组件的第一锥形齿轮122啮合和齿条215向回转环方向移动固定回转环112，进而限制球心110，同时，旋转上壳体410向发条组件输入旋转的动能；
32.所述的启动按钮421向左滑动时，机械虹膜传动组件向左转动，解除对球心旋转的限制的，所述的发条组件释放弹性势能，球心发生转动。
33.所述下壳体430、上壳体410和过渡环420连接而成中空球形壳体，且允许上壳体410在过渡环上420回转；所述过渡环420侧面形成有矩形开口。优选的，所述上壳体和过渡环通过凹凸止口连接；所述过渡环与下壳体通过止口和螺钉连接在一起。
34.所述下壳体430内部形成有筒形固定结构431，所述筒形固定结构431顶部形成有固定槽，所述回转环112嵌在所述固定槽内，并允许在固定槽内回转。
35.所述球心110其中心轴111两端分别枢设于所述回转环112的枢接孔，使其容置于上壳体410、下壳体430和过渡环420所形成的中空球形壳体内部。
36.所述发条组件设置于所述中心轴111的一侧，所述发条组件包括发条121、第一锥齿轮122、第二锥齿轮123、上弦齿轮124、空心轴127、固定体128。所述上弦管一端固定有上弦齿轮124，所述上弦管的另一端形成棘轮125，所述空心轴127外表面与发条121内部弹簧126连接，通过转动所述上弦齿轮124带动所述发条121上弦，所述发条121设置于中心轴111上，与回转环112固定。
37.所述棘爪113通过固定轴114与球心110连接，所述棘爪113可围绕固定轴114自由转动。
38.本实例中，所述回转环112内侧开设有用于固定发条121的卡槽，所述发条121的外壳形成有齿轮支撑轴，第一锥齿轮122、第二锥齿轮123安装在支撑轴上。
39.也就是说，当所述上弦齿轮124旋转时，发条121能够实现蓄能或释能。本实例中，当外力作用下使第一锥齿轮122顺时针转动时，通过第二锥齿轮123转动变向，带动上弦齿轮124正向转动，外力作用可转化成弹簧126的弹性势能。而当弹簧126释能时，弹簧126可驱动棘轮125反向转动，棘轮125与球心110的棘爪113啮合，带动球心转动，势能转化为球心的动能。当外力作用下使第一锥齿轮122逆时针转动时，则无法上弦。
40.所述下壳体430的顶部内侧形成支撑面，所述外支撑环211设置在所述下壳体430的支撑面上。优选的，下壳体430与外支撑环211通过止口和螺钉连接固定。
41.所述外支撑环211的内侧开横截面为矩形的环状凹槽，所述外支撑环211的内侧凹槽内设置有内齿轮212，所述外支撑环211的侧面开有矩形口，所述内齿轮212外侧设置有启动按钮421。优选的，所述外支撑环211所开的矩形口与所述过渡环420所开的矩形口重合；所述启动按钮421嵌在矩形口内并凸出于所述过渡环420的外表面。此时，通过推动启动按钮421可使所述内齿轮212转动。
42.所述外支撑环211内侧表面设置有上支撑轴218和下支撑轴219，所述外支撑环的每个支撑轴上设置有一个传动齿轮217，所述内齿轮212与所述传动齿轮217啮合。所述外支
撑环211的下支撑轴219的一侧设置有“门”型体216，所述“门”型体216内部设置有齿条215，所述齿条215与所述传动齿轮217啮合。所述内齿轮212相对于球心逆时针方向转动时可带动所述传动齿轮217逆时针转动，进而带动所述齿条215向所述回转环112运动。
43.本实例中，所述外支撑环211的下支撑轴219数量为2，对称分布。所述外支撑环的上支撑轴218数量为8，均匀分布。
44.所述外支撑环211顶部形成“t”型轨道213，所述机械虹膜外环单元310底部形成有“t”型凹槽，所述机械虹膜外环单元底部固定有齿条311，所述齿条311一侧形成齿状结构。优选的，所述外支撑环211顶部的“t”型轨道213嵌在“机械虹膜外环单元”底部的“t”型凹槽内，允许机械虹膜外环单元310沿“t”型轨道213前后移动。
45.所述机械虹膜外环单元310上表面开凹槽，所述机械虹膜内环单元320嵌在所述机械虹膜外环单元上的凹槽内。
46.所述机械虹膜外环单元310闭合后形成完整的环体；所述机械虹膜内环单元320闭合后形成完整的内齿轮。所述机械虹膜外环单元310通过凹槽带动所述机械虹膜内环单元320同时闭合后，所述机械虹膜内环可在所述机械虹膜外环凹槽内自由回转。
47.也就是说，当外力作用下向右推动所述启动按钮421时，所述内齿轮212相对于球心逆时针方向转动，一方面，带动所述传动齿轮217转动，进而使所述齿条215向所述回转环112方向运动。推动结束时，所述齿条215与所述回转环112接触，对所述回转环112进行固定，阻止所述回转环112在所述下壳体430的筒形固定结构固定槽内回转。另一方面，带动所述上传动齿轮217转动，进而使所述齿条311带动所述机械虹膜外环单元310沿所述“t”型轨道213向球心方向运动。推动结束时，所述机械虹膜外环单元310形成完整闭环，所述机械虹膜内环单元320形成完整内齿轮。此时，所述机械虹膜内环单元320所形成的内齿轮与所述第一锥齿轮122啮合。
48.相反的，若将所述启动按钮421向左推动，所述内齿轮212相对于球心顺时针方向运动。所述齿条215向所述回转环112的反方向运动；所述机械虹膜外环单元310带动所述机械虹膜内环单元320向球心的相反方向运动。此时，所述回转环112失去固定，所述机械虹膜内环单元320所形成的内齿轮失去与所述第一锥齿轮122啮合。
49.所述机械虹膜内环单元320顶部中心形成有圆形座孔321，所述圆形座孔321与所述连杆332连接。优选的，所述圆形座孔321与所述连杆332首端通过活塞销333连接。
50.所述连接环330的内侧形成有方形套331，所述连杆332的末端置于所述方形套331内。优选的，所述连接环330通过止口和螺钉固定在所述上壳体410内侧。
51.也就是说，当推动所述启动按钮421结束时，顺时针转动所述上壳体410，可通过连杆带动所述机械虹膜内环单元320所形成的内齿轮顺时针转动，进而带动所述第一锥齿轮122顺时针转动，从而带动所述上弦齿轮124正向旋转，发条实现蓄能。此时，若将所述启动按钮421推回初始位置，所述回转环112失去限制，所述发条121储蓄的能量瞬间释放，棘轮125通过棘爪113带动球心转动，摇晃装置，回转环112在固定槽上转动，球心110因修正角动量会持续转动，腕力球启动。
52.由此，本发明利用巧妙的机械结构实现了腕力球的启动，而且，本发明的球心完全置于壳体内，消除了卷入衣物，擦伤皮肤的风险。另外，本发明启动方式简单，对新手友好，只需推动按钮、转动外壳、推回壳体三步便可完成腕力球的启动，大大降低了腕力球启动失
败的几率。本产品的壳体为上下对称结构并形成有优美弧线，在闲置时可当作摆件进行装饰
53.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。