多功能气阻训练器的制作方法

本实用新型总体上涉及健身器材领域，具体而言涉及一种多功能气阻训练器。
背景技术：
：随着健康知识的普及和大众生活水平的提高，人们越来越关注自身健康。健身作为一种保持健康、塑造形体的绿色途径日益受到大众青睐。抗阻训练是为了提高心肺功能、塑形或执行专业体能训练所采用的一种常见健身训练。常规的抗阻训练器材一般单单通过更换或添加铃片或选择片来改变阻力。然而，这些器材的阻力会随着训练者的运动而发生变化。例如，在做向心运动(此时肌肉收缩)时，阻力经常会因为选择片自身惯性的作用而变小。这种阻力变化在训练时是有害的，它不仅会影响训练效果，还可能对关节和结缔组织造成冲击伤害。另外，常见的抗阻训练器材一般单单通过更换或添加铃片或选择片来改变阻力，由于铃片或选择片的规格较单一，因此阻力的调整范围非常有限、例如每次仅能添加5或10千克、甚至20千克以上。然而，现代体能和耐力训练往往需要更细微的阻力调整来实现更精准和更有针对性的训练。技术实现要素：本实用新型的任务是，提供一种多功能气阻训练器，通过该多功能气阻训练器，可以实现更精细的阻力调整，同时可以在训练者运动期间保持阻力恒定，从而实现更好的训练效果并避免冲击损害。根据本实用新型，前述任务通过一种多功能气阻训练器来解决，该训练器包括：恒阻力气动箱，其具有：气缸，其包括活塞和活塞杆，其中所述气缸被固定为使得其能够在其长度方向所在的平面内转动一定角度，并且所述活塞杆的一端与活塞连接，另一端与偏心轮连接；储气罐，其用于储存压缩气体并且与气缸连接以向气缸供应压缩气体；两个导轨，其用于引导偏心轮；牵引绳，其用于将用户的拉力传递到偏心轮上；以及偏心轮，其在背向气缸的侧被牵引绳缠绕并且所述偏心轮布置在两个导轨之间，使得所述偏心轮能够在牵引绳的拉动下在所述两个导轨中滑动，其中活塞杆连接在偏心轮的非中心处，使得活塞杆在偏心轮的滑动过程中与牵引绳之间的角度不为零；转臂，所述转臂与牵引绳耦合以用于传递用户的拉力；以及主架，其用于容纳恒阻力气动箱并固定转臂。根据本实用新型的多功能气阻训练器至少具有下列优点：(1)在单单使用恒阻力气动箱作为阻力源时，在训练者运动期间能够实现基本恒定的阻力，这基于发明人的如下独特洞察，当训练者执行训练并拉动牵引绳使活塞杆正向运动时，所述牵引绳将带动恒阻力气动箱的偏心轮转动，随着偏心轮的转动，连接在偏心轮的非中心处的活塞杆不再保持平行于牵引绳，而是与牵引绳之间的角度逐渐变大而不为零，此时，主力、即气缸阻力在牵引绳方向的分力、即输出到牵引绳方向的阻力逐渐变小，与此同时，气缸中的压缩空气随着体积被压缩而呈现越来越大的气压，故气缸阻力会变大，因此气缸阻力的增大与气缸阻力在牵引绳方向上的分力的减小相互抵消(即气缸阻力乘以活塞杆与牵引绳之间的夹角的余弦，其乘积基本恒定)，使得最终传递到牵引绳上的阻力、即恒阻力气动箱的输出阻力保持基本恒定，同理，反之当活塞杆反向运动或向初始位置回复时(例如用户做放松运动使牵引绳回复时)，该角度逐渐变小，这时，由于气缸阻力此时也在变小，因此输出阻力仍然保持不变；(2)根据本实用新型的训练器的恒阻力气动箱的补偿精度较高，因为通过精确确定活塞杆与偏心轮的连接点同偏心轮中心之间的距离，可以精确地确定活塞杆在训练者运动过程中与牵引绳之间的角度变化曲线，从而精确确定分力因子(即活塞杆与牵引绳之间的夹角的余弦)的变化曲线，进而精确地补偿气缸阻力的变化，最终实现恒定的输出阻力；(3)根据本实用新型的训练器可以精细地调节恒阻力气动箱的输出阻力(例如精确到0.1kg)，从而提供更精准和更有针对性的健身训练。在本实用新型的一个优选方案中规定，转臂通过连接盘固定在主架上，其中所述连接盘具有多个连接孔以供通过销钉将转臂固定在所述连接孔之一中。通过该优选方案，可以方便地调节转臂在连接盘中的位置，从而将转臂安装在对使用者合适的位置处。在本实用新型的一个扩展方案中规定，所述训练器还包括：传感器，其被配置为测量恒阻力气动箱的输出阻力和/或牵引绳的速度和/或最大功率和/或加速度；以及显示装置，其被配置显示所测量的数据。通过该扩展方案，可以向用户实时显示各项参数。在本实用新型的一个优选方案中规定，偏心轮具有拥有一定长度的凹槽，并且活塞杆的可调连接部以可滑动的方式布置在所述凹槽中，并且所述凹槽具有可伸缩的凸起部，使得在可调连接部能够在所述凸起部伸出的情况下被固定在所述凹槽中的所期望的位置处。通过该优选方案，可以容易地实现可调连接部在凹槽中的自由滑动和牢固固定，从而实现可调连接部与偏心轮的中心的距离的自由调整。在本实用新型的另一优选方案中规定，所述可调连接部通过电机的驱动在凹槽中滑动，并且所述凸起部通过电机的驱动伸出和缩回。通过该优选方案，不仅可以实现可调连接部与偏心轮中心的距离的自动化调整，而且由于是电机驱动，可以实现更加精确的调整，从而实现更精确的阻力补偿。在本实用新型的又一优选方案中规定，所述训练器还包括用户识别模块，其被配置为识别用户的身份并且在识别用户身份以后根据用户训练计划控制恒阻力气动箱的气泵以设置恒阻力气动箱的输出阻力并且通过调节活塞杆的可调连接部在偏心轮的凹槽中的位置来使所述输出阻力恒定。通过该优选方案，可以根据用户快速设置适用于该用户的输出阻力，并且保证该阻力恒定。在本实用新型的一个扩展方案中规定，所述的训练器还包括存储器，其被配置为存储用户的用户训练计划以及用户的所测量的数据，其中所述用户识别模块还被配置为在识别用户的身份以后显示该用户的用户训练计划和所测量的数据。通过该扩展方案，可以方便用户查看其自己的历史运动数据。在本实用新型的另一扩展方案中规定，所述训练器还包括网络连接设备，其被配置为连接到互联网以便与用户的移动设备上的运动应用程序通信。通过该扩展方案，可以方便用户将本实用新型的训练器上的用户数据同步到其移动设备(如智能手机、平板计算机、智能手表等等)上的运动应用程序或者通过该运动应用程序设置训练器上的运动参数、如输出阻力。附图说明下面结合附图参考具体实施例来进一步阐述本实用新型。图1示出了根据本实用新型的多功能气阻训练器的示意图；图2示出了根据本实用新型的多功能气阻训练器的恒阻力气动箱的示意图；图3以示意图示出了根据本实用新型的多功能气阻训练器的恒阻力气动箱的偏心轮上的凹槽，所述凹槽用于调节活塞杆的连接位置；以及图4示出了根据本实用新型的多功能气阻训练器的连接盘的示意图。具体实施方式应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。图1示出了根据本实用新型的多功能气阻训练器100的示意图。如图1所示，多功能气阻训练器100包括恒阻力气动箱101(其被包含在主架105之内，因此用虚线框示出，关于恒阻力气动箱101的进一步细节，请参阅图2)。恒阻力气动箱101被配置为通过气压方式提供恒定的阻力，其中该阻力通过牵引绳输出到转臂102。用户例如可以拉动转臂102以完成相应健身训练，此时输出阻力恒定。关于气动箱的进一步细节，请参阅图2。训练器100还包括转臂102，所述转臂102与牵引绳耦合以用于传递用户的拉力或传递气动箱101的输出阻力。用户拉动或下压转臂102以克服恒阻力气动箱101的输出阻力，从而完成训练。优选的训练方式是，用户的拉力或下压力与恒阻力气动箱101的输出阻力形成一对平衡力并匀速地拉动或下压转臂102。在图1中，转臂102被示为通过连接盘103固定在主架105上，其中转臂102通过销钉(未示出)与连接盘103连接，而连接盘103固定在主架上。但是这仅仅是示例性的，在其它实施例中，转臂102可以以其它方式与主架105连接，例如铰接、转动连接、铆接等等。关于连接盘103的进一步细节，请参阅图4。训练器100还包括主架105，其用于容纳恒阻力气动箱101并固定转臂102。主架105可以由塑料、金属或者木材制成。训练器100可选地还可以包括底架106，其用于支承训练器100并使其稳定而不倾倒。底架106可以是带防滑垫的底座。但是在其它实施例中，训练器100也可以不包括底架106，例如训练器100可以直接固定在地面上。训练器100可选地还包括显示装置104，所述显示装置104被配置为实时地显示恒阻力气动箱101的输出阻力、配重重量、用户功率(如瞬间爆发力)、加速度等等，还可以被配置为显示用户训练计划。此外，显示装置104可以配备触摸屏和用户界面，以供用户对训练器100的可调参数进行调整，例如调整阻力气动箱101的输出阻力等等。图2示出了根据本实用新型的训练器100的恒阻力气动箱101的示意图。如图2所示，恒阻力气动箱101包括气缸201。气缸201包括活塞(未示出)和活塞杆204，其中所述气缸201被固定为使得其能够在其长度方向所在的平面内(例如竖直平面)转动一定角度(例如30°、45°或90°)。在图2中，气缸201被示为一端通过转动轴固定在壳体上，使得其可以转动。但是其它旋转固定方式也是可设想的，例如气缸在其中部以可转动的方式被固定在壳体上。活塞杆204的一端与活塞连接，另一端与偏心轮205连接。在图2中活塞杆204通过连接部206与偏心轮205连接。恒阻力气动箱101还包括储气罐203，其用于储存压缩气体并且与气缸201连接以向气缸201供应压缩气体。储气罐203优选地具有进排气口(未示出)以供添加和排出压缩气体，并且所述恒阻力气动箱还可以包括气泵(未示出)，所述气泵与进排气口连通以用于向储气罐中添加压缩气体或排出压缩气体，其中通过添加和排出压缩气体来设置恒阻力气动箱的输出阻力。恒阻力气动箱101还包括两个导轨207和208，其用于引导偏心轮205。恒阻力气动箱101还包括牵引绳202，其用于将用户的拉力传递到偏心轮205上。在本实用新型的范围内，牵引绳202应当广义地理解，其可以包括各种形式的传动条带、例如尼龙绳、链条、金属线等等。恒阻力气动箱101还包括偏心轮205，其在背向气缸201的侧(例如下侧)被牵引绳202缠绕并且所述偏心轮205布置在两个导轨207和208之间，使得所述偏心轮205能够在牵引绳202的拉动下在所述两个导轨207和208中滑动，其中活塞杆204连接在偏心轮205的非中心处，使得活塞杆204在偏心轮205的滑动过程中与牵引绳202之间的角度变大而不为零。在图2中，活塞杆204被示为连接在与偏心轮205的中心相距一小段距离之处，但是这仅仅是示例性的，但是在其它实施例中，活塞杆204也可以连接在与偏心轮205的中心相距更远的距离之处。在所述偏心轮202的周界上优选地设置有凹槽以供容纳牵引绳202，以防止牵引绳202从偏心轮205中脱出。偏心轮205优选地还在周界上设置有防滑部、例如橡胶边缘、粗糙部和刻痕部以防止牵引绳202相对于偏心轮205打滑。偏心轮205可以具备用于调节连接部206的连接位置的装置，例如多个连接孔或者凹槽(参见图3)。通过调节连接部206的连接位置，可以调整偏心轮的偏心度，从而调整偏心轮205对气缸201的压力的补偿曲线，从而实现对不同气缸压力曲线的补偿能力。在此应当指出，本实用新型中的“偏心轮”应当被理解为一种圆形构件，其与活塞杆的连接点未处于偏心轮的中心处，因此所述偏心轮本身可以是普通圆形构件，而不必一定具备偏心孔。恒阻力气动箱101可选地包括定滑轮209，所述定滑轮209被牵引绳202穿过，其中通过所述定滑轮来改变牵引绳202的牵引方向，例如以便牵引绳水平地从恒阻力气动箱中引出，以供训练者拉动，同时还可以将牵引绳202保持得尽量贴近导轨207或208。图3以示意图示出了根据本实用新型的训练器100的恒阻力气动箱101的偏心轮205上的凹槽301，所述凹槽301用于调节活塞杆106的连接位置。如图3所示，在偏心轮205上设置有一定长度的凹槽301，该凹槽301的长度可以根据具体需要来设置。活塞杆205的连接部206以可滑动的方式布置在所述凹槽301中。所述凹槽301具有可伸缩的凸起部302，使得在连接部206能够在所述凸起301部伸出的情况下被固定在凹槽301中的所期望的位置处。当所述凸起部302缩回时，连接部206可以在凹槽301内滑动以调节其位置，而当连接部206被滑动到合适的位置以后，凹槽301的凸起部302伸出以便将连接部206卡紧在凹槽301中。连接部206的滑动以及凸起部302的伸出都可以通过电机来驱动，以便实现精确的定位。通过自由调整活塞杆205的连接部206在偏心轮205的凹槽310中的位置，尤其是能够实现如下优点：例如当储气罐203的压缩气体量发生变化(例如用户选择调整训练计划或者改变恒阻力气动箱101的输出阻力，使得气泵对储气罐203进行充气或放气时)，这时，偏心轮的原有偏心度已经不能保证恒阻力气动箱101的输出阻力恒定，而如果此时重新调整活塞杆205的连接部206在偏心轮205的凹槽310中的位置，则可以使恒阻力气动箱101的输出阻力继续保持恒定。这个过程可以自动地实现，例如可以在存储器中存放储气罐初始气压-连接部位置对照表：储气罐在初始位置处的初始气压连接部在凹槽中的位置气压1位置1气压2位置2表1.储气罐初始气压-连接部位置对照表该对照表可以通过测试得出。恒阻力气动箱101的控制器可以根据所述对照表按照储气罐203中的气压来设置活塞杆204的连接部206在偏心轮205的凹槽301中的位置，从而使恒阻力气动箱101的输出阻力保持恒定。另外，该方案也有利于恒阻力气动箱出厂时或出产后校准时的恒阻力调节。根据本实用新型的多功能气阻训练器100至少具有下列优点：(1)在单单使用恒阻力气动箱101作为阻力源时，在训练者运动期间能够实现基本恒定的阻力，这基于发明人的如下独特洞察，当训练者执行训练并拉动牵引绳202使活塞杆204正向运动时，所述牵引绳202将带动恒阻力气动箱101的偏心轮205转动，随着偏心轮205的转动，连接在偏心轮205的非中心处的活塞杆206不再保持平行于牵引绳202，而是与牵引绳202之间的角度逐渐变大而不为零，此时，主力、即气缸阻力在牵引绳202方向的分力、即输出到牵引绳方向的阻力逐渐变小，与此同时，气缸201中的压缩空气随着体积被压缩而呈现越来越大的气压，故气缸阻力会变大，因此气缸阻力的增大与气缸阻力在牵引绳方向上的分力的减小相互抵消(即气缸阻力乘以活塞杆204与牵引绳202之间的夹角的余弦，其乘积基本恒定)，使得最终传递到牵引绳202上的阻力、即恒阻力气动箱101的输出阻力保持基本恒定，同理，反之当活塞杆204反向运动或向初始位置回复时(例如用户做放松运动使牵引绳202回复时)，该角度逐渐变小，这时，由于气缸阻力此时也在变小，因此输出阻力仍然保持不变；(2)根据本实用新型的训练器100的恒阻力气动箱的补偿精度较高，因为通过精确确定活塞杆204与偏心轮205的连接点同偏心轮中心之间的距离，可以精确地确定活塞杆在训练者运动过程中与牵引绳202之间的角度变化曲线，从而精确确定分力因子(即活塞杆204与牵引绳202之间的夹角的余弦)的变化曲线，进而精确地补偿气缸阻力的变化，最终实现恒定的输出阻力；(3)根据本实用新型的训练器100可以精细地调节恒阻力气动箱101的输出阻力(例如精确到0.1kg)，从而提供更精准和更有针对性的健身训练。图4示出了根据本实用新型的多功能气阻训练器100的连接盘103的示意图。如图4所示，连接盘103包括多个连接孔401，其中连接盘103固定在主架105上，并且转臂102可以通过销钉402连接在连接盘103的连接孔401之一中。通过该构造，可以方便地调节转臂102在连接盘103中的位置，从而将转臂102安装在对使用者合适的位置处。例如，身高较高的用户可能希望将转臂102安装在较靠上的连接孔401中，而身高较矮的用户可能希望将转臂102安装在较靠下的连接孔401中。另外，根据用户的不同训练计划，也可以调整转臂102的位置。虽然本实用新型的一些实施方式已经在本申请文件中予以了描述，但是对本领域技术人员显而易见的是，这些实施方式仅仅是作为示例示出的。本领域技术人员可以想到众多的变型方案、替代方案和改进方案而不超出本实用新型的范围。所附权利要求书旨在限定本实用新型的范围，并藉此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。当前第1页1 2 3