一种保护膝盖的双位蹬力器的制作方法

一种保护膝盖的双位蹬力器
1.技术领域
2.本发明属于蹬力器领域，尤其涉及一种保护膝盖的双位蹬力器。


背景技术：

3.蹬力器是对腿部进行锻炼的健身器材，锻炼的人斜靠在带有配重的背板上，腿部用力并手握握把通过肩膀向上托举肩托，达到锻炼腿部的目的。弯曲的腿部采用此种锻炼方式在最低处发力时易导致膝关节损伤，具有膝关节疾病的运动者为了避免发力和运动结束时的不适感需要他人辅助才能起步发力进行腿部锻炼。
4.现有的解决思路时在背板运动的最低处加装弹簧，在弹簧作用下保证膝关节有疾病的运动者可以容易抬起具有配重的背板，但加装弹簧后，在背板运动至最低处后，如果运动者无法有效掌握力道会导致带有配重的背板在弹簧作用下产生振动，从而对膝关节产生一定冲击，加剧膝关节受力疼痛感，不能达到有效锻炼腿部的效果。
5.本发明设计一种保护膝盖的双位蹬力器解决如上问题。


技术实现要素：

6.为解决现有技术中的所述缺陷，本发明公开一种保护膝盖的双位蹬力器，它是采用以下技术方案来实现的。
7.在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，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、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
8.一种保护膝盖的双位蹬力器，它包括支架、蹬力机构，其中支架上具有两个容纳双人同时进行腿部锻炼的蹬力机构。
9.所述蹬力机构包括导轨、背板、肩托、握把、摆杆、伸缩杆a、弹簧e、蹬板，其中固定于支架的两个倾斜导轨之间上下滑动有根据需要安装配重的背板，背板上具有两个肩托及两个握把；导轨顶部具有蹬板；对称安装于背板两侧端的两个连接块a分别通过伸缩杆a与固定在导轨底部的连接块b连接；伸缩杆a内具有在背板即将到达最低位置前抵消部分配重减小膝关节负担且辅助运动者起步站起的弹簧e；随运动者站起而伸长下蹲而收缩的伸缩杆a内具有阻止其伸长的锁结构；此锁结构在运动者锻炼起步及锻炼下蹲过程中处于解锁状态，而在运动者锻炼站起时处于锁定状态，避免背板及配重在运动者下蹲过程中因力度掌握不好所产生的往复振动对运动者膝关节形成冲击；处于锁定状态的锁结构需通过同侧握把上与之传动连接的手动摆杆解锁。
10.作为本技术的进一步改进，所述连接块a上安装有用来安装配重的水平配重杆；伸
缩杆a由与连接块a固连的内杆a和与连接块b固连的外套a组成；滑动于外套a内的内杆a与固定于外套a底部的弹簧e配合；内杆a下端侧壁的两个滑槽内沿斜面滑动有与外套a内壁配合的楔形块并安装有对楔形块复位的弹簧a；安装于楔形块上的卡块a与内杆a中沿垂直于伸缩杆a伸缩方向运动的滑块配合，滑块一端具有与卡块a配合的避让斜面；内杆a侧壁上与滑槽一一对应的两个传动槽内分别安装有与外套a内壁滚动摩擦且驱动相应滑块运动的摩擦轮；滑块随着伸缩杆a的收缩而远离外套a的相应内侧壁，滑块随着伸缩杆a的伸长而靠近外套a的相应内侧壁；两个楔形块分别与外套a内壁的两个限位块配合。
11.作为本技术的进一步改进，所述弹簧a为压缩弹簧；弹簧a一端与楔形块端面连接，另一端与滑槽内壁连接；安装于楔形块上的梯形导块a滑动于滑槽内壁的梯形导槽a中。梯形导块a与梯形导槽a的配合对楔形块的滑动发挥导向作用。摩擦轮所在轴上安装的两个齿轮a分别与内杆a中运动的两个齿条a上的齿板配合，两个齿条a分别与传动槽内同轴的两个人齿轮b啮合，且齿轮b与齿轮a的旋转方向相反；内杆a中具有对齿条a复位的弹簧c；两个齿轮b分别与传动槽内沿垂直于伸缩杆a伸缩方向运动的两个齿条b啮合，与两个齿条b固连的同步杆通过沿滑块运动方向伸缩的伸缩杆b与滑块连接；伸缩杆b内具有对其伸缩复位的弹簧b。
12.作为本技术的进一步改进，所述伸缩杆b由相互套接的外套b和内杆b组成；对称安装于内杆b上的两个导向块a分别滑动于外套b内壁的两个导向槽a内。导向槽a与导向块a的配合对内杆b在外套b内的滑动发挥导向作用。弹簧b位于外套b中；弹簧b为压缩弹簧；弹簧b一端与内杆b连接，另一端与外套b内壁连接；安装于齿条b的梯形导块b滑动于相应传动槽内壁的梯形导槽b内。梯形导槽b与梯形导块b的配合对齿条b在传动槽内的滑动发挥导向作用。
13.作为本技术的进一步改进，所述连接块a中旋转配合的轴a上安装有缠绕轮c和对轴a旋转复位的涡簧；缠绕于缠绕轮c的拉绳与相应一侧伸缩杆a内的两个楔形块连接；安装于轴a的卡块b与安装于连接块a的卡块c配合；连接块a中旋转配合的轴b上安装有四个周向相距90度的拨杆a，拨杆a与轴a上安装的拨杆b配合；轴b上安装的两个周向相距180度的伸缩杆c与连接块a中的四角星型引导槽配合，伸缩杆c沿轴b径向伸缩；伸缩杆c内具有对其伸缩复位的弹簧d；轴b上安装有缠绕轮b；握把的摆槽内安装有固定销，固定销上旋转配合有轴套，轴套上安装有缠绕轮a，摆杆通过单向离合器安装于轴套上；摆槽内安装有对摆杆摆动复位的板簧；缠绕轮a通过拉绳与相应一侧的缠绕轮b连接，拉绳的拐角处配合有对其支撑的定滑轮。定滑轮对拉绳发挥导向作用。
14.作为本技术的进一步改进，所述涡簧位于连接块a的环槽内；涡簧一端与相应轴a连接，另一端与环槽内壁连接；伸缩杆c由相互套接的内杆c和外套c组成；对称安装于内杆c上的导向块b分别滑动于外套c内壁的两个导向槽b内。导向块b与导向槽b的配合对内杆c在外套c内的滑动发挥导向作用。弹簧d为压缩弹簧；弹簧d位于外套c中；弹簧d一端与外套c内壁连接，另一端与内杆c连接；板簧一端与摆杆连接，另一端与摆槽内壁连接。
15.作为本技术的进一步改进，所述拉绳在缠绕轮b上的缠绕半径小于拉伸在缠绕轮a上的缠绕半径，保证摆杆完全摆入摆槽内时通过拉绳和缠绕轮b带动轴b旋转90度。
16.相对于传统的蹬力器，本发明中蹬力机构中的两个弹簧e在运动者起步站起及下蹲至最低处时可以抵消背板的部分配重，从而减轻运动者起步站起及下蹲至最低处时膝关
节的受力，从而达到保护膝关节的效果。同时，在往复起蹲的运动者下蹲过程中，带有配重的背板不会因运动者在无法准确掌握力道的情况下使得背板在弹簧e作用下产生的往复振动对运动者的膝关节产生较大冲击，从而达到保护运动者膝关节的目的。本发明结构简单，具有较好的使用效果。
17.附图说明
18.图1是本发明整体示意图。
19.图2是蹬力机构剖面示意图。
20.图3是伸缩杆a中内杆a与外套a配合剖面示意图。
21.图4是楔形块、卡块a、滑块、伸缩杆b及同步杆配合剖面示意图。
22.图5是伸缩杆a内摩擦轮与齿条b传动连接剖面示意图。
23.图6是齿条a与内杆a配合剖面示意图。
24.图7是连接块a、卡块c、卡块b、轴a及缠绕轮c配合剖面示意图。
25.图8是轴a及轴b传动剖面示意图。
26.图9是轴a上拨杆b与轴b上拨杆a配合剖面示意图。
27.图10是轴b上两个伸缩杆c与连接块内引导槽配合剖面示意图。
28.图11是握把、固定销、缠绕轮a及摆杆配合剖面示意图。
29.图12是固定销、轴套、单向离合器、摆杆及缠绕轮a配合剖面示意图。
30.图13是伸缩杆a内内杆a、楔形块及外套a配合剖面示意图。
31.图14是内杆a及其剖面示意图。
32.图中标号名称：1、支架；2、蹬力机构；3、导轨；4、背板；5、肩托；6、握把；7、摆槽；9、固定销；10、轴套；11、缠绕轮a；12、单向离合器；13、摆杆；14、连接块a；15、引导槽；16、环槽；17、伸缩杆a；18、外套a；19、内杆a；20、滑槽；21、梯形导槽a；23、传动槽；24、楔形块；25、梯形导块a；26、弹簧a；27、卡块a；28、滑块；29、避让斜面；30、伸缩杆b；31、外套b；32、导向槽a；33、内杆b；34、导向块a；35、弹簧b；36、同步杆；37、齿条b；38、梯形导块b；39、梯形导槽b；40、齿轮b；41、齿条a；42、齿板；43、弹簧c；44、齿轮a；45、摩擦轮；46、轴a；47、涡簧；48、卡块b；49、卡块c；50、缠绕轮c；51、拉绳；52、拨杆b；53、轴b；54、拨杆a；55、伸缩杆c；56、外套c；57、导向槽b；58、内杆c；59、导向块b；60、弹簧d；61、缠绕轮b；62、定滑轮；63、限位块；64、弹簧e；65、连接块b；66、蹬板；67、配重杆；68、板簧。
33.具体实施方式
34.附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。
35.如图1所示，它包括支架1、蹬力机构2，其中支架1上具有两个容纳双人同时进行腿部锻炼的蹬力机构2。
36.如图1、2所示，所述蹬力机构2包括导轨3、背板4、肩托5、握把6、摆杆13、伸缩杆a17、弹簧e64、蹬板66，其中固定于支架1的两个倾斜导轨3之间上下滑动有根据需要安装配
重的背板4，背板4上具有两个肩托5及两个握把6；导轨3顶部具有蹬板66；对称安装于背板4两侧端的两个连接块a14分别通过伸缩杆a17与固定在导轨3底部的连接块b65连接；伸缩杆a17内具有在背板4即将到达最低位置前抵消部分配重减小膝关节负担且辅助运动者起步站起的弹簧e64；如图3、4、5所示，随运动者站起而伸长下蹲而收缩的伸缩杆a17内具有阻止其伸长的锁结构；此锁结构在运动者锻炼起步及锻炼下蹲过程中处于解锁状态，而在运动者锻炼站起时处于锁定状态，避免背板4及配重在运动者下蹲过程中因力度掌握不好所产生的往复振动对运动者膝关节形成冲击；如图3、8、11所示，处于锁定状态的锁结构需通过同侧握把6上与之传动连接的手动摆杆13解锁。
37.如图1所示，所述连接块a14上安装有用来安装配重的水平配重杆67；如图2所示，伸缩杆a17由与连接块a14固连的内杆a19和与连接块b65固连的外套a18组成；滑动于外套a18内的内杆a19与固定于外套a18底部的弹簧e64配合；如图13、14所示，内杆a19下端侧壁的两个滑槽20内沿斜面滑动有与外套a18内壁配合的楔形块24并安装有对楔形块24复位的弹簧a26；如图3、4所示，安装于楔形块24上的卡块a27与内杆a19中沿垂直于伸缩杆a17伸缩方向运动的滑块28配合，滑块28一端具有与卡块a27配合的避让斜面29；如图3、14所示，内杆a19侧壁上与滑槽20一一对应的两个传动槽23内分别安装有与外套a18内壁滚动摩擦且驱动相应滑块28运动的摩擦轮45；滑块28随着伸缩杆a17的收缩而远离外套a18的相应内侧壁，滑块28随着伸缩杆a17的伸长而靠近外套a18的相应内侧壁；两个楔形块24分别与外套a18内壁的两个限位块63配合。
38.如图3所示，所述弹簧a26为压缩弹簧；弹簧a26一端与楔形块24端面连接，另一端与滑槽20内壁连接；如图13、14所示，安装于楔形块24上的梯形导块a25滑动于滑槽20内壁的梯形导槽a21中。梯形导块a25与梯形导槽a21的配合对楔形块24的滑动发挥导向作用。如图3、5、6所示，摩擦轮45所在轴上安装的两个齿轮a44分别与内杆a19中运动的两个齿条a41上的齿板42配合，两个齿条a41分别与传动槽23内同轴的两个人齿轮b40啮合，且齿轮b40与齿轮a44的旋转方向相反；内杆a19中具有对齿条a41复位的弹簧c43；两个齿轮b40分别与传动槽23内沿垂直于伸缩杆a17伸缩方向运动的两个齿条b37啮合，与两个齿条b37固连的同步杆36通过沿滑块28运动方向伸缩的伸缩杆b30与滑块28连接；如图3、4所示，伸缩杆b30内具有对其伸缩复位的弹簧b35。
39.如图4所示，所述伸缩杆b30由相互套接的外套b31和内杆b33组成；对称安装于内杆b33上的两个导向块a34分别滑动于外套b31内壁的两个导向槽a32内。导向槽a32与导向块a34的配合对内杆b33在外套b31内的滑动发挥导向作用。弹簧b35位于外套b31中；弹簧b35为压缩弹簧；弹簧b35一端与内杆b33连接，另一端与外套b31内壁连接；如图5、6所示，安装于齿条b37的梯形导块b38滑动于相应传动槽23内壁的梯形导槽b39内。梯形导槽b39与梯形导块b38的配合对齿条b37在传动槽23内的滑动发挥导向作用。
40.如图7、8所示，所述连接块a14中旋转配合的轴a46上安装有缠绕轮c50和对轴a46旋转复位的涡簧47；如图3、7所示，缠绕于缠绕轮c50的拉绳51与相应一侧伸缩杆a17内的两个楔形块24连接；安装于轴a46的卡块b48与安装于连接块a14的卡块c49配合；如图9、10所示，连接块a14中旋转配合的轴b53上安装有四个周向相距90度的拨杆a54，拨杆a54与轴a46上安装的拨杆b52配合；轴b53上安装的两个周向相距180度的伸缩杆c55与连接块a14中的四角星型引导槽15配合，伸缩杆c55沿轴b53径向伸缩；伸缩杆c55内具有对其伸缩复位的弹
簧d60；如图8、11、12所示，轴b53上安装有缠绕轮b61；握把6的摆槽7内安装有固定销9，固定销9上旋转配合有轴套10，轴套10上安装有缠绕轮a11，摆杆13通过单向离合器12安装于轴套10上；摆槽7内安装有对摆杆13摆动复位的板簧68；缠绕轮a11通过拉绳51与相应一侧的缠绕轮b61连接，拉绳51的拐角处配合有对其支撑的定滑轮62。定滑轮62对拉绳51发挥导向作用。
41.如图7所示，所述涡簧47位于连接块a14的环槽16内；涡簧47一端与相应轴a46连接，另一端与环槽16内壁连接；如图10所示，伸缩杆c55由相互套接的内杆c58和外套c56组成；对称安装于内杆c58上的导向块b59分别滑动于外套c56内壁的两个导向槽b57内。导向块b59与导向槽b57的配合对内杆c58在外套c56内的滑动发挥导向作用。弹簧d60为压缩弹簧；弹簧d60位于外套c56中；弹簧d60一端与外套c56内壁连接，另一端与内杆c58连接；如图11所示，板簧68一端与摆杆13连接，另一端与摆槽7内壁连接。
42.如图8、11所示，所述拉绳51在缠绕轮b61上的缠绕半径小于拉伸在缠绕轮a11上的缠绕半径，保证摆杆13完全摆入摆槽7内时通过拉绳51和缠绕轮b61带动轴b53旋转90度。
43.本发明的工作流程：在初始状态，蹬力机构2的两个配重杆67上未安装配重，背板4位于导轨3上的最低位置，蹬力机构2的伸缩杆a17收缩至最短，伸缩杆a17中的弹簧e64处于极限压缩状态。伸缩杆a17的内杆a19末端与相应两个限位块63相抵。握把6上的摆杆13在板簧68作用下摆出摆槽7至极限状态，拉缠绕轮a11与缠绕轮b61之间的拉绳51处于绷直状态，缠绕轮c50与相应两个楔形块24之间的拉绳51处于松弛状态。齿条a41上齿板42上端与相应齿轮a44齿牙相抵，齿条a41对应的两个弹簧c43发生自适应形变。楔形块24对应的弹簧a26处于压缩状态，楔形块24与相应外套a18的内壁之间具有微小间隙，楔形块24下端与相应限位块63相抵，楔形块24上的卡块a27位于相应滑块28的上方微小间距，卡块a27与相应滑块28之间在沿滑块28运动的方向上具有微小间距。伸缩杆b30处于极限伸长状态，伸缩杆b30内弹簧b35处于压缩状态。转轴b53上的一个拨杆a54与相应轴a46上的拨杆b52接触，轴a46上的卡块a27与相应卡块b48相抵，涡簧47处于压缩状态。轴b53上的两个伸缩杆c55末端分别位于相应引导槽15上相距180弧度的两个凹槽内，伸缩杆c55处于压缩状态，伸缩杆c55内的弹簧d60处于压缩状态。
44.当运动者踩在蹬板66上并通过两个肩托5向上抬起背板4时，双手紧握两个握把6方便抬起背板4时稳定发力。随着背板4沿导轨3的上升，相应的两个伸缩杆a17伸长，伸缩杆a17的内杆a19末端与相应两个限位块63分离。伸缩杆a17内的两个楔形块24分别在相应弹簧a26作用下相对于内杆a19向下运动并向外套a18内壁靠近。同时，伸缩杆a17内的两个摩擦轮45在外套a18内壁的作用下发生旋转，每个摩擦轮45均通过同轴的两个齿轮a44、齿板42、齿条a41、两个齿轮b40、两个齿条b37、同步杆36、伸缩杆b30带动相应滑块28向靠近外套a18相应内壁靠近并快速地运动至相应楔形块24上的卡块a27下方阻止卡块a27的继续运动，此时，楔形块24未与外套a18内壁接触，楔形块24下端开始脱离相应限位块63，齿条a41上的齿板42快速地与齿轮a44啮合完毕。
45.伸缩杆a17内的两个楔形块24对伸缩杆a17在运动者由下蹲开始起步站立时的伸长不形成锁定，便于运动者通过背板4带动配重进行无阻碍的托举。同时，伸缩杆a17内的弹簧e64通过抵消背板4上的部分配重辅助运动者进行起步站立，避免膝关节有疾病的运动者在起步站立时因承受较大重量而产生疼痛不适感，无需他人辅助即可实现较轻松的起步站
立。
46.随着伸缩杆a17的继续伸长，齿条a41在相应两个弹簧c43的作用下带动齿板42与齿轮a44产生持续跳动并结束齿轮a44与齿轮b40之间的传动。
47.当运动者通过肩托5带动安装配重的背板4到达最高位置处时，需要停留片刻在进行下蹲，在运动者下蹲过程中，装有配重的背板4在自重作用下沿导轨3下滑，蹬力机构2的两个伸缩杆a17开始收缩，伸缩杆a17内的两个摩擦轮45在外套a18内壁作用下开始反向旋转，每个摩擦轮45均通过一系列传动带动相应滑块28向远离外套a18相应内壁的方向运动至极限，滑块28脱离楔形块24上的卡块a27。楔形块24在相应弹簧a26的作用下瞬间与外套a18的内壁相抵，楔形块24上的卡块a27越过滑块28上的避让斜面29并与滑块28端面相对产生一定间距，齿轮a44与相应齿条a41上齿板42结束啮合，齿条a41相对应的两个弹簧c43产生自适应形变。与外套a18内壁相抵的楔形块24因伸缩杆a17的收缩不会对伸缩杆a17的收缩形成锁定，楔形块24与外套a18的内壁产生滑动摩擦。
48.当运动者下蹲至其运动状态的最低位置时，背板4并未到达其在导轨3上初始状态，但伸缩杆a17的内杆a19已经对其内的弹簧e64进行了一定程度的压缩。待在运动状态的最低位置停留片刻后，运动者开始由下蹲状态托举装有配重的背板4进行站立，蹬力机构2的两个伸缩杆a17开始伸长，伸缩杆a17内的两个摩擦轮45重又反向旋转，每个摩擦轮45均通过一系列传动带动相应滑块28向靠近外套a18相应内壁的方向快速运动至极限，滑块28的避让斜面29位于楔形块24上卡块a27的上方，楔形块24在相应弹簧a26的作用下的其在外套a18内壁的摩擦力作用下向内杆a19与外套a18内壁之间的间隙内插入，楔形块24的运动对伸缩杆a17的伸长进行锁定，避免带有配重的背板4在运动者下蹲过程中因力度掌握不好并在弹簧e64的作用下发生沿导轨3的振动，从而避免背板4振动对运动者膝关节造成的冲击，进而达到保护膝关节的目的。
49.此时，为了便于运动者托举背板4站立，运动者手握握把6上的摆杆13，摆杆13向握把6上摆槽7内摆动，摆杆13通过相应两个发挥单向驱动作用的单向离合器12和轴套10带动缠绕轮a11旋转，缠绕轮a11对相应拉绳51进行缠绕，拉绳51带动相应缠绕轮b61旋转并对拉绳51进行发送，缠绕轮b61通过轴b53带动轴b53上的两个伸缩杆c55及四个拨杆a54同步旋转，两个伸缩杆c55的末端在相应引导槽15的引导下开始压缩，伸缩杆c55内的弹簧d60被进一步压缩，拨杆a54通过相应拨杆b52带动轴a46旋转，涡簧47被进一步压缩，卡块b48脱离卡块c49。轴a46带动缠绕轮c50旋转，缠绕轮对相应拉绳51进行缠绕，拉绳51拉动相应两个楔形块24克服弹簧a26向脱离内杆a19与外套a18内壁之间的间隙方向运动并解除楔形块24对伸缩杆a17的伸长摩擦锁定。楔形块24带动其上卡块a27通过滑块28上的避让斜面29驱动滑块28向远离外套a18内壁的方向运动，伸缩杆b30被压缩，伸缩杆b30内的弹簧b35被进一步压缩。当卡块a27脱离滑块28后，伸缩杆b30在弹簧b35的作用下带动滑块28复位并阻止楔形块24在弹簧a26作用下向内杆a19与外套a18内壁之间的间隙再次嵌入。
50.当轴b53旋转45度时，伸缩杆c55压缩至极限，伸缩杆c55随着摆杆13继续向摆槽7摆动及引导槽15的引导向引导槽15的下一个凹槽运动，。当摆杆13完全摆入摆槽7内时，轴b53旋转90度，伸缩杆c55的末端正好进入引导槽15的下一个凹槽内并对阻止轴b53继续旋转，轴b53上的拨杆a54脱离拨杆b52，轴a46在涡簧47的复位作用下带动缠绕轮c50及拨杆b52反转复位，拨杆b52与轴b53上下一个拨杆a54相接触。
51.在运动者每次由下蹲状态托举背板4站立时均紧握握把6上的摆杆13，使得摆杆13带动伸缩杆a17内的楔形块24结束对伸缩杆a17伸长运动锁定，保证运动者的下蹲站立往复运动，从而达到有效锻炼腿部的目的。
52.综上所述，本发明的有益效果为：本发明中蹬力机构2中的两个弹簧e64在运动者起步站起及下蹲至最低处时可以抵消背板4的部分配重，从而减轻运动者起步站起及下蹲至最低处时膝关节的受力，从而达到保护膝关节的效果。同时，在往复起蹲的运动者下蹲过程中，带有配重的背板4不会因运动者在无法准确掌握力道的情况下使得背板4在弹簧e64作用下产生的往复振动对运动者的膝关节产生较大冲击，从而达到保护运动者膝关节的目的。