专利名称：万向拉伸器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种健身器械，更确切地说是一种用于锻炼小臂肌、肱二头肌、肱三头肌、背阔肌、三角肌等上身肌肉群的弹性拉力器。
背景技术：
随着人们生活水平的不断提高和全民健身计划的实施，人们的健康意识和体育意识也在逐步增强，越来越多的人更加重视运动健身，通过愉快而健康的身体活动来提高生活质量，运动健身不但成为健康的需要，也成为繁忙、单调的工作和生活的特殊缓冲剂，成为现代文明中的一种特殊享受和生活时尚，因此许多健身房和健身俱乐部便应运而生，健身行业经过长期发展也已相当成熟，并形成有一整套标准的锻炼方式，而一套好的健身器械则能在提供保护的前提下使锻炼效果事半功倍，更具科学性，目前人们常用的健身器械主要有跑步机、划船机、健身机、杠铃、哑铃、拉力器、弹簧棒、卧推架、深蹲架以及综合训练机等等。其中拉力器种类繁多，一般有弹簧拉力器、橡皮条技力器和重锤滑轮拉力器等，弹簧拉力器——比较常用，一般有5条钢丝弹簧和两个木柄组成，其拉力很大，每条约有6公斤的拉力；橡皮条拉力器——也可制成如弹簧拉力器的样式，可用一条3米左右的橡皮条，在其两头固定上把柄，较便于携带，实用性好，其规格和种类可根据需要自己设计制作；重锤滑轮拉力器——是由握柄、钢丝绳、重锤片和固定滑轮组成，一般都是固定在墙上或特制的金属架上使用，式样有单臂和双臂使用之分。这几种拉力器的力度和使用方法都有所不同，前两种拉力器比较适合在家庭休闲运动时使用，其拉力与弹簧或橡皮条的伸缩量成正比，并不是恒定力，而重锤滑轮拉力器则一般安装在健身房内，其拉伸力由重锤片数目而定，使用者通过拉手棒和钢丝绳绕定滑轮带动重锤片上下运动，这种拉力器虽能提供恒定的拉力，但调节繁琐、体积庞大而沉重，重锤片之间的碰撞会发出很大的噪音，且拉力只限定在一个方向上，使用起来比较呆板，变化形式单一。
实用新型内容针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构新颖合理、使用安全可靠且各挡位拉力恒定的万向拉伸器。该拉伸器采用弹簧来提供拉伸力，并通过近恒力、减力装置使其不同挡位的拉伸力保持恒定，通过调节可具有多种使用状态。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种万向拉伸器，包括保护罩、底架、拉簧、摆动臂、拉力恒定装置及摆动杆，底架、拉簧、摆动臂和拉力恒定装置均设置在保护罩内，底架前端设有伸出保护罩的弧形弯管，摆动臂呈折弯状，其一端与底架一侧相铰接，另一端与拉力恒定装置的输入端相连，拉簧一端与摆动臂在其折弯处相连，另一端与套装在支架弧形弯管上的滑动调节器相连，呈折弯状的摆动杆设置在保护罩与拉力恒定装置输出端相对应的侧面上，包括立杆和横杆，横杆位于保护罩上方，拉力恒定装置输出端的拉绳沿摆动杆并绕其折弯处和横杆末端的转向滑轮向外引出，拉绳末端设置有拉手棒。
所述保护罩由保护罩上盖和保护罩下盖扣合而成，其前端设有为滑动调节器提供转动空间的长条形开口，摆动臂为钝角状“L”形弯臂，平放在底架内，其夹角朝向底架前端，摆动臂一端通过转轴与底架前端一侧的铰接座转动连接，另一端通过短拉绳与拉力恒定装置的输入端相连。
所述拉力恒定装置包括同轴固定且水平放置的上、下转轮，上、下转轮通过保持架可转动地安装在底架的后端，上转轮上设有向外引出的长拉绳，形成拉力恒定装置的输出端，下转轮上设有与摆动臂相连的短拉绳，形成拉力恒定装置的输入端，上、下转轮的外圆周面上均设有用于缠绕拉绳的拉绳槽，其中上转轮的拉绳槽在垂直于转轴的截面上呈圆形，下转轮的拉绳槽在垂直于转轴的截面上呈渐开线形，圆形拉绳槽的直径大于渐开线形拉绳槽。
所述上、下转轮由三个轮片叠合而成，上轮片与中轮片的贴合面上环形阵列地设置有相互交错的弧形凸起，凸起的外边沿在整体上呈圆形，上轮片与中轮片叠合后由这些弧形凸起在两者之间形成圆形拉绳槽，下轮片的上表面设有渐开线形凸起，渐开线形凸起的外侧间隔地设置有弧形凸起，弧形凸起的外边沿在整体上呈渐开线形，下轮片与中轮片叠合后由这些弧形凸起在两者之间形成渐开线形拉绳槽，上轮片、中轮片、下轮片的贴合面之间设有用于夹持拉绳头的凹部，该凹部靠近拉绳槽底部或位于拉绳槽内侧通过斜槽与拉绳槽贯通。
所述滑动调节器包括拉手、弹性销、压簧和U形支架，U形支架套装在底架的弧形弯管上，其开口端与拉簧相连、底板上开设有销孔，压簧套装在设有环形凸沿的弹性销上，弹性销设置在U形支架内，其两侧设置有调节转轮，弹簧位于U形支架的底板与环形凸沿之间，弹性销穿过销孔向外伸出的一端与拉手相连，底架的弧形弯管上均布有一排与弹性销相对应的挡位销孔。
所述摆动杆通过立杆底部的转轴可转动地安装在保护罩与拉力恒定装置的输出端相对应的侧面上，底架上设有与转轴相对应的轴孔、轴套以及与转轴相垂直的档位板，挡位板上以轴孔为中心沿圆弧轨迹均布有多个销孔，摆动杆的立杆底部设有与这些销孔相对应的调节装置，该调节装置包括拉手、弹性销、压簧以及固定在立杆上的套管，压簧套装在设有环形凸沿的弹性销上，弹性销设置在套管内，其一端伸出套管与拉手相连。
所述立杆底部的转轴为中空结构，拉力恒定装置输出端的长拉绳从其中部向外穿引，在转轴与立杆的转向处设置有滑轮，在立杆与横杆的转向处也设置有滑轮，摆动杆的横杆末端设有空心转轴，转轴上套装有U形座，U形座内设置有滑轮，拉力恒定装置输出端的长拉绳绕经各滑轮先向上然后再向下牵引，其末端通过挂钩与拉手棒相连。
所述摆动杆的立杆和横杆均为中空结构，滑轮设置在其内部，长拉绳从其内部向外牵引，长拉绳在靠近末端处设置有可与U形座相抵靠的限位球。
所述保护罩顶部设置有折叠式座靠垫，包括座垫和靠垫两部分，其中靠垫底部设置有支撑架和拉手，保护罩顶部设有用于容纳支撑架及拉手的凹部和槽孔，支撑架前端通过合页与保护罩内的底架横梁相铰接。
所述保护罩底部的拉手呈U形，支撑架上设有与该U形拉手两端相对应的插接孔，两者插接连接，U形拉手可沿插接孔来回滑动，U形拉手两端设置有限位块，支撑架的插接孔孔壁上开设有与限位块相对应的槽道。
本实用新型的工作原理为使用者坐在保护罩上方向下拉动拉手棒时，长拉绳经过摆动杆上各滑轮的转向带动保护罩内的上、下转轮转动，进而通过短拉绳和摆动臂拉动拉簧使其变长，如图1所示，短拉绳拉力D与拉簧的线性变化成正比，同为正向线性变化力，设其比值为κ1，由于下转轮的拉绳槽为渐开线形、上转轮的拉绳槽为圆形，因此当短拉绳拉力D进入下转轮后，其轨迹上的点与中心的距离随B角度变化成反比，设其比值为κ2，由于κ2+κ1≈0，因此根据力学原理，长拉绳拉力E不随拉簧的伸缩而变化，即拉簧最终输出的是恒力，拉伸力可通过滑动调节器调整到不同的挡位，其摆动杆可转动定位且末端设有万向装置，因此拉力可以向任何方向、角度运动，具有多种变化状态，使用者可根据需要调整到不同的拉力挡位或座姿，结构科学合理、体积小、重量轻，调节方便、性能稳定、无噪音，与传统拉伸器相比具有十分突出的使用效果。
图1为本实用新型使拉簧输出恒定拉力的工作原理示意图；图2为拉簧与摆动臂的结构示意图；图3为滑动调节器的分解结构示意图；图4为保护罩下盖的结构示意图；图5为底架的结构示意图；图6为保护罩上盖的结构示意图；图7为拉力恒定装置的分解结构示意图；图8为座靠垫及其支撑架和拉手的分解结构示意图；
图9为拉手棒及限位球的分解结构示意图；图10为横杆末端万向装置及滑轮的分解结构示意图；图11为横杆末端万向装置的剖视示意图；图12为立杆底部滑轮及调节装置的分解结构示意图；图13为横杆与立杆转弯处滑轮的分解结构示意图；图14为本实用新型的整体结构示意图。
具体实施例
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
附图标记说明1——保护罩上盖2——侧装饰盖3——保护罩下盖4——十字盘头自攻螺钉5——十字盘头自攻螺钉 6——调整旋钮7——调节器装饰罩 8——锁紧螺母9——前拉手弹性销 10——前拉手压簧11——1型非金属嵌件六角锁紧螺母12——水孔前滑轮U形座总成13——六角头螺栓 14——拉簧罩15——拉簧 16——弹簧摆动管总成17——六角头螺栓 18——六角头螺栓19——弹簧摆管轴套 20——六角头螺栓21——滑轮转轴 22——调节器转轮23——轴用弹性挡圈 24——六角头螺栓25——深沟球轴承 26——小滑轮
27——轴用弹性挡圈 28——下摆动管轴套29——十字盘头自攻螺钉 30——摇手管总成31——摆动管装饰盖 32——后拉手压簧33——后拉手弹性销 34——异形管塞35——摇动管销轴 36——轴用弹性挡圈37——摆动杆堵头 38——十字槽盘头螺钉39——万向节上装饰盖 40——上滑轮销轴41——万向节限位轴套 42——上滑轮U形座总成43——上摆动管轴套 44——轴用弹性挡圈45——大滑轮 46——上滑轮转轴47——万向节下装饰盖 48——长拉绳49——限位球上盖 50——拉钩51——限位球下盖 52——S型挂钩53——运输轮 54——运输轮限位轴套55——六角头螺栓 56——限位块57——底架总成 58——六角螺母59——内六角平圆头螺钉 60——调节脚垫61——拉手管总成 62——内六角圆柱头螺钉63——靠垫支撑管总成 64——十字槽沉头螺钉65——合页 66——1型非金属嵌件六角锁紧螺母67——十字槽盘头螺钉 68——大滑轮销轴69——大滑轮轴套 70——上转轮
71——中转轮72——小转轮73——轴用弹性挡圈 74——十字槽盘头螺钉75——短拉绳76——座靠垫总成77——拉手棒总成78——握套如图1、图2所示，摆动臂16为钝角状“L”形弯臂，平放在底架57内，其夹角朝向底架前端，摆动臂16一端开设有轴孔，通过六角头螺栓20、轴套19及螺母18与底架前端一侧的铰接座转动连接，另一端设有一U形座，U形座上开设有轴孔，通过六角头螺栓17和螺母11与短拉绳一端相连，拉簧15的一端与摆动臂16在其折弯处通过另一组六角头螺栓17和螺母11相连，拉簧15的另一端与套装在支架弧形弯管上的滑动调节器相连。
如图3所示的滑动调节器，由调整旋扭6、调节器装饰罩7、锁紧螺母8、弹性销9、压簧10、U形座12、拉簧罩14、调节器转轮22按图示方式经转轴21、弹性挡圈23、螺母11组装而成，U形座12套装在底架的弧形弯管上，其开口端通过拉簧罩14与拉簧15相连，压簧10套装在设有环形凸沿的弹性销9上，弹性销9设置在U形座12内，调节器转轮22位于弹性销9的两侧，压簧10位于U形座12的底板与环形凸沿之间，弹性销9向外伸出的一端与调整旋扭6相连，调节器装饰罩7将U形座12部分遮蔽，弹性销9与插入不同的销孔中可使拉簧具有不同挡位的拉伸力，这里一共设置有20个挡位，从1档(10±2磅)到20档(60±5磅)。
如图4所示的保护罩下盖3，其中部呈敞口状，通过四周的一系列自攻螺丝4和自攻螺丝5与保护罩上盖相连。如图6所示的保护罩上盖1，其两侧由装饰盖2遮蔽，中部设有用于容纳支撑架及拉手的凹部和槽孔。
如图5所示的矩形底架57，其前端的弧形弯管上均布有一排与滑动调节器弹性销9相对应的挡位销孔，其顶部设有两根等高的横梁，前侧横梁通过十字盘头螺钉74与座垫相连，后侧横梁通过合页与靠垫支撑架相铰接，底架57的后端设有用于安装拉力恒定装置的保持架，该保持架由两块上下平行设置的横板组成，其中部开设有轴孔，底架57的后部设有限位块56，底架57的四角处设有调节脚垫60，底架57的尾部通过支架、螺栓55、螺母11和限位轴套54安装有运输轮53，以便于搬运，底架57后端的侧面上固定有挡位板和轴套，轴套与档位板相垂直，挡位板上以轴孔为中心沿圆弧轨迹均布有多个销孔。
如图7所示的拉力恒定装置，该拉力恒定装置包括同轴固定且水平放置的上、下转轮，上、下转轮由小转轮72、中转轮71和上转轮70叠合而成，这三个转轮通过销轴68、轴套69、挡圈73套装在一起，并由若干自攻螺钉5相互固定，上、下转轮通过保持架可转动地安装在底架57的后端，上转轮70与中转轮71的贴合面上环形阵列地设置有相互交错的弧形凸起，凸起的外边沿在整体上呈圆形，上转轮70与中转轮71叠合后由这些弧形凸起在两者之间形成圆形拉绳槽，小转轮72的上表面设有渐开线形凸起，渐开线形凸起的外侧间隔地设置有弧形凸起，弧形凸起的外边沿在整体上呈渐开线形，小转轮72与中转轮71叠合后由这些弧形凸起在两者之间形成渐开线形拉绳槽，小转轮72与中转轮71贴合面之间设有用于夹持短拉绳75的凹部，该凹部靠近渐开线形拉绳槽的截止端，中转轮71与上转轮70的贴合面之间设有用于夹持长拉绳的凹部，该凹部位于拉绳槽内侧通过斜槽与拉绳槽相贯通，长拉绳、短拉绳与各自转轮的连接端分列于转轴的两侧，上述凸起可为中空结构，上转轮、中转轮和小转轮均可镂空，以减小自重，使其更加轻盈。
如图8所示的座靠垫76及其支撑架63和拉手61，座靠垫76由座垫和靠垫两部分组成，其中矩形支撑架63和拉手61靠垫底部，支撑架63通过横梁上的螺钉67与靠垫相固定，支撑架63的前端通过合页65、螺钉64、螺母66与底架横梁活动连接，拉手61呈U形，支撑架63由中空的方形管构成，拉手61与支撑架63插接连接，拉手61的两端外侧设有圆柱头螺钉62，支撑架63的方形管上开设有与螺钉62相对应的槽道，拉手61可在槽道限定的范围内来回滑动。通过调整座靠垫使用者可获得不同的座姿，从而可以进行有针对性的锻炼。
如图9所示长拉绳末端的拉手棒，长拉绳48通过限位球、拉构50、S形挂钩52与拉手棒77相连，拉手棒77上设有握套78，限位球由限位球上盖49和限位球下盖51扣合而成。
如图10、图11所示横杆末端的万向装置和滑轮，横杆末端设有转轴，U形座42通过轴套43、挡圈44可转动地安装在转轴上，滑轮45通过轴承25、转轴46、挡圈36安装在U形座42内，U形座42上还设置有挡圈23、轴套41和滑轮销轴40，U形座42的两侧通过螺钉38固定有装饰盖39，在U形座42与横杆之间设置有堵头37。
如图12所示，摆动杆通过立杆30底部的转轴通过轴套28和挡圈27可转动地安装在底架57侧面的的档位板上，立杆30内通过螺栓26、轴承25和螺母11安装有滑轮26，调节装置包括拉手6、锁紧螺母8、弹性销33、压簧32以及固定在立杆上的套管，压簧32套装在设有环形凸沿的弹性销33上，弹性销33设置在套管内，其一端伸出套管与拉手6相连，整体结构与滑动调节器相类似，外侧安装有装饰罩31，弹性销33插入不同的销孔中可使立杆具有不同的高度，便于使用者根据需要进行调节。
如图13所示，在立杆与横杆的转弯处通过销轴35、轴承25和挡圈36安装有转向滑轮26，在立杆与横杆之间设有异形管塞34，立杆底部的转轴、立杆和横杆均为中空结构，滑轮设置在其内部。
如图14所示的整体结构示意图，保护罩呈扁平状，底架57、拉簧15、摆动臂16和拉力恒定装置均设置在保护罩内，底架的弧形弯管从保护罩前端向外伸出，呈折弯状的摆动杆设置在保护罩与拉力恒定装置输出端相对应的侧面上，其横杆位于保护罩上方，拉力恒定装置输出端的长拉绳从其内部向外穿引，并绕经各滑轮先向上然后再向下牵引，其末端通过挂钩与拉手棒77相连。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。例如保护罩采用其他的造型，或横杆末端采用其他万向装置，或座靠垫采用其他的折叠方式等等。但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有拉簧、摆动臂，并通过拉力恒定装置使其拉力在伸缩过程中保持恒定的拉伸器，均落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种万向拉伸器，其特征在于，包括保护罩、底架、拉簧、摆动臂、拉力恒定装置及摆动杆，底架、拉簧、摆动臂和拉力恒定装置均设置在保护罩内，底架前端设有伸出保护罩的弧形弯管，摆动臂呈折弯状，其一端与底架一侧相铰接，另一端通过短拉绳与拉力恒定装置的输入端相连，拉簧一端与摆动臂在其折弯处相连，另一端与套装在支架弧形弯管上的滑动调节器相连，呈折弯状的摆动杆设置在保护罩与拉力恒定装置输出端相对应的侧面上，包括立杆和横杆，横杆位于保护罩上方，拉力恒定装置输出端的长拉绳沿摆动杆并绕其折弯处和横杆末端的转向滑轮向外引出，长拉绳末端设置有拉手棒。
2.根据权利要求1所述的万向拉伸器，其特征在于，所述保护罩由保护罩上盖和保护罩下盖扣合而成，其前端设有为滑动调节器提供转动空间的长条形开口，摆动臂为钝角状“L”形弯臂，平放在底架内，其夹角朝向底架前端，摆动臂一端通过转轴与底架前端一侧的铰接座转动连接，另一端通过短拉绳与拉力恒定装置的输入端相连。
3.根据权利要求2所述的万向拉伸器，其特征在于，所述拉力恒定装置包括同轴固定且水平放置的上、下转轮，上、下转轮通过保持架可转动地安装在底架的后端，上转轮上设有向外引出的长拉绳，形成拉力恒定装置的输出端，下转轮上设有与摆动臂相连的短拉绳，形成拉力恒定装置的输入端，上、下转轮的外圆周面上均设有用于缠绕拉绳的拉绳槽，其中上转轮的拉绳槽在垂直于转轴的截面上呈圆形，下转轮的拉绳槽在垂直于转轴的截面上呈渐开线形，圆形拉绳槽的直径大于渐开线形拉绳槽。
4.根据权利要求3所述的万向拉伸器，其特征在于，所述上、下转轮由三个轮片叠合而成，上轮片与中轮片的贴合面上环形阵列地设置有相互交错的弧形凸起，凸起的外边沿在整体上呈圆形，上轮片与中轮片叠合后由这些弧形凸起在两者之间形成圆形拉绳槽，下轮片的上表面设有渐开线形凸起，渐开线形凸起的外侧间隔地设置有弧形凸起，弧形凸起的外边沿在整体上呈渐开线形，下轮片与中轮片叠合后由这些弧形凸起在两者之间形成渐开线形拉绳槽，上轮片、中轮片、下轮片的贴合面之间设有用于夹持拉绳头的凹部，该凹部靠近拉绳槽底部或位于拉绳槽内侧通过斜槽与拉绳槽贯通。
5.根据权利要求4所述的万向拉伸器，其特征在于，所述滑动调节器包括拉手、弹性销、压簧和U形支架，U形支架套装在底架的弧形弯管上，其开口端与拉簧相连、底板上开设有销孔，压簧套装在设有环形凸沿的弹性销上，弹性销设置在U形支架内，其两侧设置有调节转轮，弹簧位于U形支架的底板与环形凸沿之间，弹性销穿过销孔向外伸出的一端与拉手相连，底架的弧形弯管上均布有一排与弹性销相对应的挡位销孔。
6.根据权利要求5所述的万向拉伸器，其特征在于，所述摆动杆通过立杆底部的转轴可转动地安装在保护罩与拉力恒定装置的输出端相对应的侧面上，底架上设有与转轴相对应的轴孔、轴套以及与转轴相垂直的档位板，挡位板上以轴孔为中心沿圆弧轨迹均布有多个销孔，摆动杆的立杆底部设有与这些销孔相对应的调节装置，该调节装置包括拉手、弹性销、压簧以及固定在立杆上的套管，压簧套装在设有环形凸沿的弹性销上，弹性销设置在套管内，其一端伸出套管与拉手相连。
7.根据权利要求1至6任一所述的万向拉伸器，其特征在于，所述立杆底部的转轴为中空结构，拉力恒定装置输出端的长拉绳从其中部向外穿引，在转轴与立杆的转向处设置有滑轮，在立杆与横杆的转向处也设置有滑轮，摆动杆的横杆末端设有空心转轴，转轴上套装有U形座，U形座内设置有滑轮，拉力恒定装置输出端的长拉绳绕经各滑轮先向上然后再向下牵引，其末端通过挂钩与拉手棒相连。
8.根据权利要求7所述的万向拉伸器，其特征在于，所述摆动杆的立杆和横杆均为中空结构，滑轮设置在其内部，长拉绳从其内部向外牵引，长拉绳在靠近末端处设置有可与U形座相抵靠的限位球。
9.根据权利要求8所述的万向拉伸器，其特征在于，所述保护罩顶部设置有折叠式座靠垫，包括座垫和靠垫两部分，其中靠垫底部设置有支撑架和拉手，保护罩顶部设有用于容纳支撑架及拉手的凹部和槽孔，支撑架前端通过合页与保护罩内的底架横梁相铰接。
10.根据权利要求9所述的万向拉伸器，其特征在于，所述保护罩底部的拉手呈U形，支撑架上设有与该U形拉手两端相对应的插接孔，两者插接连接，U形拉手可沿插接孔来回滑动，U形拉手两端设置有限位块，支撑架的插接孔孔壁上开设有与限位块相对应的槽道。
专利摘要本实用新型公开了一种万向拉伸器，包括保护罩、底架、拉簧、摆动臂、拉力恒定装置及摆动杆，底架、拉簧、摆动臂和拉力恒定装置均设置在保护罩内，底架前端设有伸出保护罩的弧形弯管，摆动臂呈折弯状，其一端与底架一侧相铰接，另一端通过短拉绳与拉力恒定装置的输入端相连，拉簧一端与摆动臂在其折弯处相连，另一端与套装在支架弧形弯管上的滑动调节器相连，拉力恒定装置输出端的长拉绳沿摆动杆并绕其折弯处和横杆末端的转向滑轮向外引出。其拉力可以向任何方向、角度运动，具有多种变化状态，使用者可根据需要调整到不同的拉力挡位或座姿，结构科学合理、体积小、重量轻，调节方便、性能稳定、无噪音，与传统拉伸器相比具有十分突出的使用效果。
文档编号A63B21/02GK2845845SQ200520141988
公开日2006年12月13日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年11月29日
发明者尼奥马拉尼, 刘鹏 申请人:捷佳有限公司, 厦门市优泰健康科技有限公司