一种多功能节能健身器材的制作方法

本实用新型涉及一种健身器材，尤其是一种多功能节能健身器材。

背景技术：

多功能健身器材可以锻炼背部、手臂、腰部和胸部肌肉，目前大型健身房中多以多功能型健身器材为主。在公共健身房中，由于人多，且在健身时流汗会使室内空气质量明显下降，而传统新风系统需要消耗大量电能，既带来了能源的浪费，又造成了环境污染，传统重物提拉式健身器械只是简单的重复提拉重物的运动，没能够充分将人体消耗的能量合理地加以利用。另外，传统健身器材在功能设计上较为单一，整体结构较为臃肿，健身器材所占用的空间较大。鉴于此，提出一种多功能节能健身器材结构及其工作原理。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供了一种节能环保、结构紧凑、功能齐全的新型多功能节能健身器材。为了解决健身时人力的稳定输出，使之能够稳定、持续、快速地驱动蜗杆式空气交换机；本实用新型采用两级齿轮减速装置控制力的整体大小和运动的速度，通过NGW型差动行星传动装置将力进行合成，实用新型了双向超越离合器将往复间歇性运动整合为单向持续的旋转运动。

为了解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种多功能节能健身器材结构，包括双向超越离合器、NGW型差动行星传动装置、蜗杆式空气交换机、平推臂力训练器、圆弧齿同步带轮、同步带、一级减速齿轮、二级行星减速齿轮、锥齿换向装置、V型带、V型带轮、蹬腿训练器、PU扶手、可调节座椅、支撑梁、健身器外壳、轴承座、可调节式空气管道节流阀、通风管道和空气过滤装置。所述一级增速齿轮、NGW型差动行星传动装置、二级行星增速齿轮和双向超越离合器分别由止推轴承固定在所述轴承座中，所述轴承座通过螺栓固定在所述支撑梁上，所述支撑梁之间通过螺栓链接。

健身时，人手紧握所述PU扶手做胸部扩展的肌肉训练。此时，健身者左右手分别产生了力的输出；左手输出的力通过所述同步带轮和同步带传递给第一级的齿轮增速装置，经过增速后经由输入轴将运动传递给所述NGW型差动行星传动装置中的太阳轮；右手输出的力通过所述同步带和同步带轮传递给所述NGW型差动行星传动装置的外齿圈；所述NGW型差动行星传动装置将左右两边传递过来的运动进行合成后，由行星架将运动传递给二级行星增速装置，进行二次增速，运动在增速后经过输入轴传递给所述双向超越离合器，将往复运动转化为单向持续的运动，运动经由所述双向超越离合器的外齿圈输出，通过所述锥齿换向装置改变运动的方向。最终，通过所述V型带和V型带轮将动力传递给所述蜗杆式空气交换机，驱动新风系统，进而达到室内空气净化的目的。另外，通过调节所述可调节式空气管道节流阀可以改变空气的流量，进而控制健身时力量的大小。

优选的，所述双向超越离合器由行星架、前排爪轮、前排外圈齿轮、前排弹簧、前排滚柱、行星轮、外齿圈、输入轴、后排爪轮、后排外圈齿轮、后排弹簧、后排滚柱、外齿盘、输出端盖和平键组成，所述输入轴通过平键分别与前后两排所述爪轮连接，当动力输入时所述输入轴带动前后两排爪轮同时旋转。当顺时针旋转时，所述后排滚柱在所述后排弹簧压力和摩擦力的作用下被楔紧在楔槽内，带动所述后排外圈齿轮旋转。所述后排外圈齿轮与所述外齿盘啮合，通过所述外齿盘带动所述输出端盖顺时针旋转。前后两排的超越离合器安装方向相反，当输入轴顺时针旋转时，所述前排滚柱在惯性力的作用下压缩所述前排缩弹簧，所述前排滚柱始终处于楔槽中较宽敞部分，而不被楔紧在槽内，因此前排超越离合器处于离合状态，所述前排爪轮与所述前排外圈齿轮相对滑动；当输入轴逆时针旋转时，所述前排滚柱在所述前排弹簧压力和摩擦力的作用下被楔紧在楔槽内，带动所述外圈齿轮旋转。所述前排外圈齿轮与行星轮啮合，所述行星轮又与所述外齿圈啮合，经过行星传动机构的逆时针运动方向改变，最终通过所述外齿圈带动所述输出端盖顺时针旋转；当输入轴逆时针旋转时，所述后排滚柱在惯性力的作用下压缩所述后排缩弹簧，所述后排滚柱始终处于楔槽中较宽敞部分，而不被楔紧在槽内，因此后排超越离合器处于离合状态，所述后排爪轮与所述后排外圈齿轮相对滑动。通过所述双向超越离合器，最终将往复旋转运动转化为单向持续的旋转运动。

优选的，所述NGW型差动行星传动装置由输出轴、行星架、行星轮、外齿圈、输入轴、太阳轮、行星架销轴和平键组成，所述外齿圈中心开有空心圆柱凸台，所述输入轴穿过所述外齿圈通过所述平键与太阳轮连接。所述行星架通过销轴与行星轮连接，其轮毂内侧开有键槽，并通过平键与所述输出轴连接。一路动力通过所述外齿圈输输入，另一路动力通过所述输入轴传递给所述太阳轮，所述行星轮分别与所述太阳轮和外齿圈啮合，所述差动行星传动装置将两种运动合成，最终由所述行星架传递给所述输出轴，将合成的运动输出。

优选的，所述平推臂力训练器由把手、连接杆、密封空气活塞、排气阀门、进气阀门和外壳组成。所述排气阀门安装在所述外壳的外侧，与室内进气管道连接，阀门朝外侧打开。所述进气阀门安装于所述平推臂力训练器的内侧，通过新风管道与室外进气管道接通，阀门朝内打开。当健身者拉动所述把手时，所述密封空气活塞在所述连杆的拉动下朝健身者方向移动，所述平推臂力训练器右侧空间逐渐增大。室外空气将所述进气阀门朝内侧推开后，室外清新的空气通过进气管道进入到所述平推臂力训练器内室中。所述排气阀门内侧被所述外壳牢牢挡住，阻止了室内空气的进入；当健身者推动所述把手时，所述密封空气活塞在所述连杆的拉动下朝远离健身者方向移动，所述平推臂力训练器右侧空间逐渐减小。进气阀门在扭杆弹簧的作用下关闭，所述所述平推臂力训练器内室中的清新空气将排气阀门朝外侧推开，经过室内进气管道将室外清新空气输入到室内，实现室内外空气的交换，达到净化室内空气的目的。

优选的，所述蜗杆式空气交换机由主轴、底座、螺旋叶片、外壳、密封端盖、进气管道和排气管道组成。所述螺旋叶片与主轴固定，通过所述外壳和所述密封端盖将内部空间封闭。所述述蜗杆式空气交换机外壳两端分别开有进气口和排气口，用于连接所述进气管道和排气管道。所述主轴在动力驱动下带动所述螺旋叶片旋转，将所述蜗杆式空气交换机右侧气体不断地朝左侧挤压。所述主轴带动所述螺旋叶片不断地旋转，在交换机右侧形成一个局部低压区，室外清新空气通过所述进气管道进入到所述蜗杆式空气交换机的腔体中。所述蜗杆式空气交换机腔体右侧，在所述螺旋叶片的压缩下形成了一个局部高压区，高压气体通过排气管道进入到室内。所述蜗杆式空气交换机不间断地持续运转，将室外清新空气源源不断地输入到室内，实现室内外空气流动，最终达到净化室内空气的目的。

优选的，所述PU扶手上端回转圆柱中间开有凹槽，所述同步带轮固定在凹槽内，随回转圆柱一同旋转。另一端同步带轮内开有键槽，与轴通过平键连接，两端同步轮之间通过所述同步带连接，实现对动力的同步输送，避免了动力输送过程中因速度和惯性原因导致的不同步现象的产生。

优选的，所述可调节式空气管道节流阀由出气端口、密封壳体、进气端口、球形阀门、调节式旋钮、螺旋杆和密封端盖组成。所述出气端口通过管道与所述蜗杆式空气交换机连接，所述进气端口通过管道与室外空气连通。所述调节式旋钮通过所述螺旋杆与所述球形阀门连接，可调式旋钮旋转带动螺旋杆旋转，控制球型阀门的开启的大小。手动旋转所述可调式旋钮来控制球型阀门的开启大小，有效地控制空气的流量，进而控制健身时力的大小。

优选的，所述一级增速行星齿轮由一对大小齿轮组成，所述大齿轮作为主动轮将动力传递给所述小齿轮，将运动的速度增大之后再由所述小齿轮将运动输出。所述大小齿轮轴向通过止推轴承固定在所述轴承座中，所述轴承座通过螺栓固定在所述支撑梁上。

优选的，所述锥齿换向装置由上锥齿和下锥齿组成，所述上锥齿轴向通过止推轴承固定在轴承座中，轴承座通过螺栓与支撑梁固定。所述下锥齿通过滚动轴承固定在轴承座中，轴承座通过螺栓与支撑梁固定。锥齿中心开有键槽，通过平键与轴连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：一种多功能节能健身器材采用多项机械传动装置实现了健身与节能的有机结合，具有节约能源、设计合理、结构紧凑等优点，通过NGW型差动行星传动装置、双向超越离合器、同步带轮和行星增速齿轮将多种往复运动进行合成单向稳定的动力，稳定地驱动蜗杆式空气交换机工作，实现了室内空气净化的目的，减少了能源的消耗。

附图说明

图1是多功能节能健身器材的内部结构图；

图2是多功能节能健身器材的外观图；

图3是双向超越离合器的结构图；

图4是NGW型差动行星传动装置的结构图；

图5是平推臂力训练器结构图；

图6是蜗杆式空气交换机局部剖视图；

图7是可调节式空气管道节流阀。

图中：1、蹬腿训练器，2、可调式座椅，3、平推臂力训练器，4、PU扶手，5、回转圆柱，6、同步带、7、同步带轮，8、一级行星增速齿轮，9、NGW型差动行星传动装置，10、室外空气过滤器，11、通风管道，12、二级行星增速齿轮，13、轴承座，14、双向超越离合器，15、沙袋，16、V型带轮，17、锥齿换向装置，18、V型带19、杠铃，20、室内空气过滤器，21、支撑梁，22、蜗杆式空气交换机，23、室内空气净化管道，24、可调式空气节流阀，25、底座支撑梁，26、螺栓，27、底座，28、健身器外壳，1401、行星架，1402、前排滚柱，1403、前排弹簧，1404、外齿圈，1405、后排弹簧，1406、外齿盘，1407、输出端盖，1408、后排爪轮，1409、后排外圈齿轮，1410、后排弹簧，1411、行星轮，1412、前排外圈齿轮，1413、平键，1414、输入轴，1415、前排爪轮，901、输入轴，902、行星架，903、行星轮，904、外齿圈，905、输出轴，906、太阳轮，907、平键，301、连接杆，302、密封空气活塞，303、排气阀门，304、进气阀门，305、外壳，306、把手，2201、主轴，2202、底座，2203、螺旋叶片，2204、外壳，2205、密封端盖，2206、进气管道，2207、排气管道，2401、出气端口，2402、密封壳体，2403、进气端口，2404、球形阀门，2405、调节式旋钮，2406、螺旋杆、2407、密封端盖。

具体实施方式

下面对本实用新型做进一步说明：

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7，一种多功能节能健身器材，包括包括双向超越离合器14、NGW型差动行星传动装置9、蜗杆式空气交换机22、平推臂力训练器3、同步带轮7、同步带6、一级的齿轮增速装置8、二级的齿轮增速装置12、锥齿换向装置17、V型带18、V型带轮16、蹬腿训练器1、PU扶手4、可调式座椅2、支撑梁21、健身器外壳28、轴承座13、可调节式空气管道节流阀24、通风管道11和室内空气过滤装置20。左手输出的力通过同步带轮7和同步带6传递给第一级的齿轮增速装置8，经过增速后经由输入轴将运动传递给NGW型差动行星传动装置9中的太阳轮；右手输出的力通过同步带7和同步带轮6传递给NGW型差动行星传动装置9的外齿圈。NGW型差动行星传动装置9将左右两边传递过来的运动进行合成后，由行星架将运动传递给二级行星增速装置12，进行二次增速。运动在增速后经过输入轴传递给双向超越离合器14，将往复运动转化为单向持续的运动。运动经由双向超越离合器的外齿圈输出，通过锥齿换向装置17改变运动的方向。最终，通过V型带18和V型带轮16将动力传递给蜗杆式空气交换机22，驱动新风系统，进而达到室内空气净化的目的。

双向超越离合器14通过止推轴承和轴承座13固定在支撑梁21上，由行星架1401、前排爪轮1415、前排外圈齿轮1412、前排弹簧1403、前排滚柱1402、行星轮1411、外齿圈1404、输入轴1414、后排爪轮1408、后排外圈齿轮1409、后排弹簧1410、后排滚柱1405、外齿盘1406、输出端盖1407和平键1413组成。输入轴1414通过平键1413分别与前后两排爪轮连接，当动力输入时输入轴1414带动前后两排爪轮同时旋转。当顺时针旋转时，后排滚柱1405在后排弹簧1410压力和摩擦力的作用下被楔紧在楔槽内，带动后排外圈齿轮1409旋转。后排外圈齿轮1409与外齿盘1406啮合，通过外齿盘1406带动输出端盖1407顺时针旋转。前后两排的超越离合器安装方向相反，当输入轴1414顺时针旋转时，前排滚柱1402在惯性力的作用下压缩前排弹簧1403，前排滚柱1402始终处于楔槽中较宽敞部分，而不被楔紧在槽内，因此前排超越离合器处于离合状态，前排爪轮1415与前排外圈齿轮1412相对滑动；当输入轴1414逆时针旋转时，前排滚柱1402在前排弹簧压力1403和摩擦力的作用下被楔紧在楔槽内，带动前排外圈齿轮1412旋转。前排外圈齿轮1412与行星轮1411啮合，行星轮1411又与外齿圈1404啮合，经过行星传动机构的逆时针运动方向改变，最终通过外齿圈1404带动输出端盖1407顺时针旋转。当输入轴1414逆时针旋转时，后排滚柱1405在惯性力的作用下压缩后排弹簧1410，后排滚柱1405始终处于楔槽中较宽敞部分，而不被楔紧在槽内，因此后排超越离合器处于离合状态，后排爪轮1408与后排外圈齿轮1409相对滑动。通过双向超越离合器，最终将往复旋转运动转化为单向持续的旋转运动。

NGW型差动行星传动装置9通过轴承座13固定在支撑梁21上，包括输出轴901、行星架902、行星轮903、外齿圈904、输入轴905、太阳轮906和平键907。外齿圈904中心开有空心圆柱凸台，输入轴905穿过外齿圈904通过平键907与太阳轮906连接。行星架903通过销轴与行星轮903连接，其轮毂内侧开有键槽，并通过平键907与输出轴901连接。一路动力通过外齿圈904输入，另一路动力通过输入轴905传递给太阳轮906。行星轮903分别与太阳轮906和外齿圈904啮合，将两种运动合成。

平推臂力训练器3包括把手306、连接杆301、密封空气活塞302、排气阀门303、进气阀门304和外壳305。排气阀门303安装在外壳305的外侧，与室内进气管道连接，阀门朝外侧打开。进气阀门304安装于平推臂力训练器的内侧，通过新风管道与室外进气管道接通，阀门朝内打开。当健身者拉动把手306时，密封空气活塞302在连杆301的拉动下朝健身者方向移动，平推臂力训练器3右侧空间逐渐增大。室外空气将进气阀门304朝内侧推开后，室外清新的空气通过进气管道进入到平推臂力训练器3内室中。排气阀门303内侧被外壳牢牢挡住，阻止了室内空气的进入；当健身者推动把手306时，密封空气活塞302在连杆的拉动下朝远离健身者方向移动，平推臂力训练器3右侧空间逐渐减小。进气阀门304在扭杆弹簧的作用下关闭，平推臂力训练器3内室中的清新空气将排气阀门303朝外侧推开，经过室内进气管道将室外清新空气输入到室内，实现室内外空气的交换。

蜗杆式空气交换机22由主轴2201、底座2202、螺旋叶片2203、外壳2204、密封端盖2205、进气管道2206和排气管道2207组成。螺旋叶片2203与主轴2201固定，通过外壳2204和密封端盖2205将内部空间封闭。述蜗杆式空气交换机外壳2204两端分别开有进气口和排气口，用于连接进气管道2206和排气管道2207。主轴2201在动力驱动下带动螺旋叶片2203旋转，将蜗杆式空气交换机22右侧气体不断地朝左侧挤压。主轴带动螺旋叶2203片不断地旋转，在交换机右侧形成一个局部低压区，室外清新空气通过进气管道2206进入到蜗杆式空气交换机22的腔体中。蜗杆式空气交换机腔体右侧，在螺旋叶片2203的压缩下形成了一个局部高压区，高压气体通过排气管道2207进入到室内。

PU扶手4上端回转圆柱5中间开有凹槽，同步带轮7固定在凹槽内，随回转圆柱一同旋转。另一端同步带轮7内开有键槽，与轴通过平键连接，两端同步轮之间通过同步带6连接，实现对动力的同步输送。

可调节式空气管道节流阀24由出气端口2401、密封壳体2402、进气端口2403、球形阀门2404、调节式旋钮2405、螺旋杆2406和密封端盖2407组成。出气端口2401通过管道23与蜗杆式空气交换机22连接，进气端口2403通过管道11与室外空气连通。调节式旋钮2405通过螺旋杆与球形阀门2404连接，调节式旋钮2405旋转带动螺旋杆2406旋转，控制球型阀门2404的开启的大小。

一级增速行星齿轮8由一对大小齿轮组成，大齿轮作为主动轮将动力传递给小齿轮，将运动的速度增大之后再由小齿轮将运动输出。大小齿轮轴向通过止推轴承固定在轴承座13中，轴承座通过螺栓固定在支撑梁21上。

锥齿换向装置17由上锥齿和下锥齿组成，上锥齿轴向通过止推轴承固定在轴承座13中，轴承座通过螺栓26与支撑梁21固定。下锥齿通过滚动轴承固定在轴承座13中，轴承座通过螺栓26与支撑梁21固定。锥齿中心开有键槽，通过平键与轴连接。

使用时：健身者坐在可调式座椅2上，双手放在PU扶手4做健身运动，可以训练手臂和胸部肌肉，健身的同时带动蜗杆式空气交换机22工作，实现室内空气的净化；做仰卧臂力训练时，双手紧握平推臂力训练器3上的把手306，做往复臂力和腰部肌肉的拉伸训练，直接驱动新风系统实现室内外空气的交换；健身时，可以根据健身者力量的大小来调节可调式空气节流阀24，通过控制空气流速来确定训练强度的大小，操作简单方便，既能达到良好的健身效果，又能够节约能源。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。