力量型健身器材阻力源的制作方法

本实用新型涉及一种健身器材技术，尤其是一种力量型健身器材阻力源。

背景技术：

健身器材常以训练功能多少来分为单功能和综合型多功能两大类，常用的有划船器、健美车、健步机、跑步机、美腰机等。力量健身器，也称为无氧健身器械，是以锻炼骨骼肌速度、力量、爆发力和健美为主导的常用训练器械，它是通过配重来调整运动阻力大小，一般配重的重量是恒定不变的（如5kg，10kg，25kg或更多），只能通过增减配重块来改变运动阻力（一般为5kg）。

目前的力量健身器在需要改变不同的训练阻力时，通过增减配重块的方式调节麻烦，尤其是多人使用时需要进行频繁调节，工作量大不够智能。

中国专利cn205198795u公开了一种健身器材上的配重负载系统，包括健身器支架、拉力索、电机、电机驱动模块和电机控制单元；所述电机安装在健身器支架并可旋转，所述拉力索缠绕在电机上，其一端与电机的转子连接，另一端与健身器材上的力量驱动机构连接；所述力量驱动机构用于通过拉力索带动电机旋转从而产生拉力，所述电机控制单元通过电机驱动模块控制电机反方向旋转并使其产生与拉力相对的负载力。该专利采用一个电机直接与拉力索缠绕，由于电机惯量较大，尤其是在电机上加上个小的反向力，它就产生小的力量，当用力时电机会向力量相反的方向运转，产生的惯量，小的反向力不能让电机停止，产生力量间隙给锻炼者造成力量冲击，也就是采用一个电机，采用不同施力时，不方便控制。

中国专利申请cn105882382a公开了一种带减速器模块的双离合双电机混合动力总成，其发动机、弹性减震连接器、前单盘离合器、第一电机、后单盘离合器、第二电机、减速器模块同轴依次连接；减速器模块与驱动桥总成连接；整车控制器分别与储能电源、第一电机控制器、第二电机控制器连接，第一电机控制器还分别与第一电机、储能电源连接，第二电机控制器还分别与第二电机、储能电源连接。该专利申请中虽然公开了采用双电机加双离合器结构，但是该动力总成只能适用于新能源汽车领域，无法适用于健身器材领域。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种力量型健身器材阻力源，能实现智能化锻炼，避免了频繁更换健身器材的配重块，减小了工作量，结构简单，占地空间小，调节方便，使用更加安全。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种力量型健身器材阻力源，包括依次安装在同一根中心轴上的小空心轴外转子电机组、小离合器、中空的绕线轴、大离合器和大空心轴外转子电机组，所述绕线轴一端外部固定安装有定位及松开绕线轴的棘轮机构；小空心轴外转子电机组的外转子与小离合器一端固定连接，小离合器另一端与绕线轴一端固定连接，所述大离合器的一端与绕线轴另一端固定连接，大离合器的另一端与大空心轴外转子电机组的外转子固定连接。

所述中空的绕线轴的内腔穿过中心轴，且内腔两端通过第一轴承安装于中心轴上；绕线轴一端的外部通过第二轴承安装于一竖向设置的大支撑板的通孔内。

所述棘轮机构包括固定安装于绕线轴一端外部的棘轮，棘爪一端通过销轴活动安装于第一支撑板上，棘爪另一端卡在棘轮中，与棘轮配合端的棘爪上部的支撑板上安装有用于将棘爪吸合离开棘轮的刹车控制电磁铁。通过棘爪与棘轮配合将绕线轴固定，方便电机调频施力。

所述小空心轴外转子电机组、小离合器、大离合器和大空心轴外转子电机组均设置有外壳。

所述小空心轴外转子电机组包括内部作为定子的且与中心轴相配合的小电机空心轴，以及设置于小电机空心轴外部的小电机外转子。

所述大空心轴外转子电机组包括内部作为定子的且与中心轴相配合的大电机空心轴，以及设置于大电机空心轴外部的大电机外转子。

所述小离合器包括与小空心轴外转子电机组的小电机外转子固定连接的小电机端齿，小电机端齿内设置有小电机电磁铁，与小电机电磁铁相对应的设置有卡在第一花键上且能够在第一花键上自由移动的永磁体的小电机绕线轴传动齿，第一花键固定于绕线轴一端上，当小电机电磁铁通电时，形成与小电机绕线轴传动齿异性相吸的磁极，吸引小电机绕线轴传动齿在第一花键上移动，并与小电机端齿啮合，电机转动对绕线轴施加力；当小电机电磁铁通反相电时，形成与小电机绕线轴传动齿同性相斥的磁极，小电机绕线轴传动齿沿第一花键往回移动，与小电机端齿分离。

所述小电机电磁铁为环形结构，套装在中心轴上。

所述大离合器包括与大空心轴外转子电机组的大电机外转子固定连接的大电机端齿，大电机端齿内设置有大电机电磁铁，与大电机电磁铁相对应的设置有卡在第二花键上且能够在第二花键上自由移动的永磁体的大电机绕线轴传动齿，第二花键固定于绕线轴另一端上，当大电机电磁铁通电时，形成与大电机绕线轴传动齿异性相吸的磁极，吸引大电机绕线轴传动齿在第二花键上移动，并与大电机端齿啮合，电机转动对绕线轴施加力；当大电机电磁铁通反相电时，形成与大电机绕线轴传动齿同性相斥的磁极，大电机绕线轴传动齿沿第二花键往回移动，与大电机端齿分离。

所述大电机电磁铁为环形结构，套装在中心轴上。

所述中心轴的一端卡在竖向设置的小支撑板顶部的凹槽中，小支撑板的上端面上通过螺丝固定安装有压板，将中心轴一端固定住，小支撑板与大支撑板平行设置。

所述大、小支撑板的底部均固定安装于水平设置的底座上。

所述大空心轴外转子电机组和小空心轴外转子电机组均通过锁母安装于中心轴上。

具体应用时，可以将本实用新型安装于现有的力量型健身器材的框架中，电机和电磁铁均由外部的控制系统控制，实现健身的目的。

本实用新型的工作原理为：

当控制系统下达为5-30kg时，刹车控制电磁铁断电，棘爪在重力作用下与棘轮闭合，使绕线轴刹住，通电后小电机电磁铁的内圈产生n极，吸引小电机绕线轴传动齿（该传动齿与小电机电磁铁靠近端为永磁铁的s极）在第一花键上移动，并使小电机绕线轴传动齿和小电机端齿啮合；此时再通过刹车控制电磁铁通电吸合棘爪，使棘爪与棘轮脱离，绕线轴和小空心轴外转子电机组按指令开始工作。

当控制系统下达为30-100kg时，刹车控制电磁铁断电，棘爪在重力作用下与棘轮闭合，使绕线轴刹住,小电机电磁铁通反相电，内圈产生s极，排斥小电机绕线轴传动齿在第一花键上反向移动，使小电机绕线轴传动齿和小电机端齿分离；同时，大电机电磁铁通电后，内圈产生n极，吸引大电机绕线轴传动齿（该传动齿与大电机电磁铁靠近端为永磁铁的s极）在第二花键上移动，并使大电机绕线轴传动齿和大电机端齿啮合；此时再通过刹车控制电磁铁通电吸合棘爪，使棘爪与棘轮脱离，绕线轴和大空心轴外转子电机组按指令开始工作；

当控制系统下达为100-125kg时，刹车控制电磁铁断电，棘爪在重力作用下与棘轮闭合，使绕线轴刹住，大、小电机电磁铁通电后，内圈均产生n极，分别同时吸引大、小电机绕线轴传动齿在第一、第二花键上移动，并使大、小电机绕线轴传动齿和大、小电机端齿啮合；然后再让刹车控制电磁铁通电，吸合棘爪，使棘爪与棘轮脱离，绕线轴与大空心轴外转子电机组和小空心轴外转子电机组同时按指令开始工作。

通过设置牵引机构和与其配合的施力机构进行施力，可以在5-125kg进行电控无级调节，实现智能化锻炼，避免了频繁更换健身器材的配重块，减小了工作量，结构简单，占地空间小，调节方便，使用更加安全。

附图说明

图1为力量型健身器材的结构示意图；

图2为力量型健身器材的主视图；

图3为力量型健身器材的主视剖面图；

图中：1-中心轴、2-绕线轴、3小电机电磁铁、4小电机端齿、5小电机绕线轴传动齿、6大电机电磁铁、7大电机端齿、8大电机绕线轴传动齿、9棘爪、10销轴、11刹车控制电磁铁、12底座、13小支撑板、14大支撑板、15大空心轴外转子电机组、16小空心轴外转子电机组、17棘轮、18第一轴承、19第二轴承、20小离合器、21大离合器、22小电机空心轴、23小电机外转子、24大电机空心轴、25大电机外转子、26第一花键、27第二花键、28压板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1-图3所示，力量型健身器材阻力源，包括水平设置的底座12，底座12上竖直且平行固定安装有小撑板13和大支撑板14，大、小支撑板13、14用于支撑其上部的中心轴1、牵引机构和施力机构。中心轴1上中部安装牵引机构，两侧安装用于对牵引机构施力的施力机构。牵引机构外侧安装有施力机构，通过牵引机构牵引，并配合施力机构施加一定的阻力进行力量型训练，避免了目前频繁增减配重块的操作，工作量小，而且占地空间小，不会发生配重块遗失或损坏的情况。

小空心轴外转子电机组16、小离合器、大离合器和大空心轴外转子电机组15均设置有外壳。

牵引机构包括安装于中心轴1上用于绕线的中空的绕线轴2，所述绕线轴2一端通过第一轴承18安装于大支撑板14的通孔内，使用时通过绕线轴2上的绕线进行训练；绕线轴2通过第二轴承19安装于中心轴1上。绕线轴2一端外部固定安装有棘轮机构。

棘轮机构包括安装于大支撑板14左侧的刹车控制电磁铁11，刹车控制电磁铁11下端安装有棘爪9，所述棘爪9通过销轴10活动安装于大支撑板14上，刹车控制电磁铁11通电后具有磁性，可将棘爪9吸起，断电后磁性消失，在重力作用下，使棘爪9与刹车控制电磁铁11分离；所述棘爪9下端安装有与其相配合的棘轮17，所述棘轮17固定套设在绕线轴2一端外部，通过棘爪9与棘轮17配合将绕线轴2固定，方便施力机构调频。

施力机构包括分别设置在牵引机构左右两侧的大空心轴外转子电机组15和小空心轴外转子电机组16。大空心轴外转子电机组15和小空心轴外转子电机组16均通过锁母安装于中心轴1上。小空心轴外转子电机组16的外转子与小离合器20一端固定连接，小离合器20另一端与绕线轴2一端固定连接，大离合器21的一端与绕线轴2另一端固定连接，大离合器21的另一端与大空心轴外转子电机组15的外转子固定连接。

小空心轴外转子电机组16内设有与中心轴1相配合的作为定子的小电机空心轴22和小电机外转子23，所述小空心轴外转子电机组16通过小离合器20与牵引机构相连。

大空心轴外转子电机组15内设有与中心轴1相配合的作为定子的大电机空心轴24和大电机外转子25，大空心轴外转子电机组15通过大离合器21与牵引机构相连。

当大空心轴外转子电机组15工作时，牵引机构通过大离合器21与大空心轴外转子电机组15配合施力，当小空心轴外转子电机组16工作时，牵引机构通过小离合器20与小空心轴外转子电机组16配合施力，牵引机构还可以分别通过大离合器21和小离合器20同时与大空心轴外转子电机组15和小空心轴外转子电机组16配合施力。

小离合器20包括与小空心轴外转子电机组16的小电机外转子23固定连接的小电机端齿4，小电机端齿4内设置有小电机电磁铁3，与小电机电磁铁3相对应的设置有卡在第一花键26上且能够在第一花键26上自由移动的永磁体的小电机绕线轴传动齿5，第一花键26固定于绕线轴2一端上，当小电机电磁铁3通正相电时，形成与小电机绕线轴传动齿5异性相吸的磁极，吸引小电机绕线轴传动齿5在第一花键26上移动，并与小电机端齿4啮合，小电机转动对绕线轴2施加力；当小电机电磁铁3通反相电时，形成与小电机绕线轴传动齿5同性相斥的磁极，小电机绕线轴传动齿5沿第一花键26往回移动，与小电机端齿4分离。

小电机电磁铁3为环形结构，套装在中心轴1上。

大离合器21包括与大空心轴外转子电机组15的大电机外转子25固定连接的大电机端齿7，大电机端齿7内设置有大电机电磁铁6，与大电机电磁铁6相对应的设置有卡在第二花键27上且能够在第二花键27上自由移动的永磁体的大电机绕线轴传动齿8，第二花键27固定于绕线轴2另一端上，当大电机电磁铁6通正相电时，形成与大电机绕线轴传动齿8异性相吸的磁极，吸引大电机绕线轴传动齿8在第二花键27上移动，并与大电机端齿7啮合，大电机转动对绕线轴2施加力；当大电机电磁铁6通反相电时，形成与大电机绕线轴传动齿8同性相斥的磁极，大电机绕线轴传动齿8沿第二花键27往回移动，与大电机端齿7分离。

底座12左侧的小支撑板13上端还固定安装有压板28，压板28设置在中心轴1外部并通过螺丝固定，通过设置压板28配合小支撑板13对中心轴1进行支撑定位，使其能稳定。

具体应用时，可以将本实用新型安装于现有的力量型健身器材的框架中，电机及电磁铁均由外部的控制系统控制，实现健身的目的。工作原理如下：

当控制系统下达为5-30kg时，刹车控制电磁铁11断电，棘爪9在重力作用下与棘轮17闭合，使绕线轴2刹住，通电后小电机电磁铁3的内圈产生的磁性为n极，吸引小电机绕线轴传动齿5（该传动齿与小电机电磁铁靠近端为永磁铁的s极）在第一花键26上移动，并使小电机绕线轴传动齿5和小电机端齿4啮合；此时再通过刹车控制电磁铁11通电吸合棘爪9，使棘爪9与棘轮17脱离，绕线轴2和小空心轴外转子电机组16按指令开始工作。

当控制系统下达为30-100kg时，刹车控制电磁铁11断电，棘爪9在重力作用下与棘轮17闭合，使绕线轴2刹住,小电机电磁铁3通反相电，内圈产生的磁性为s极，排斥小电机绕线轴传动齿5在第一花键26上反向移动，使小电机绕线轴传动齿5和小电机端齿4分离；同时，大电机电磁铁6通电后，内圈产生的磁性为n极，吸引大电机绕线轴传动齿8（该传动齿与大电机电磁铁靠近端为永磁铁的s极）在第二花键27上移动，并使大电机绕线轴传动齿8和大电机端齿7啮合；此时再通过刹车控制电磁铁11通电吸合棘爪9，使棘爪9与棘轮17脱离，绕线轴2和大空心轴外转子电机组15按指令开始工作；

当控制系统下达为100-125kg时，刹车控制电磁铁11断电，棘爪9在重力作用下与棘轮17闭合，使绕线轴2刹住，大、小电机电磁铁6、3通电后，内圈均产生n极磁极，分别同时吸引大、小电机绕线轴传动齿8、5在第一、第二花键26、27上移动，并使大、小电机绕线轴传动齿8、5和大、小电机端齿7、4啮合；然后再让刹车控制电磁铁11通电，吸合棘爪9，使棘爪9与棘轮17脱离，绕线轴2与大空心轴外转子电机组15和小空心轴外转子电机组16同时按指令开始工作。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。