一种室内攀岩机的自动路径变更装置的制作方法

本发明涉及运动健身模拟设备领域，具体地指一种室内攀岩机的自动路径变更装置。

背景技术：

随着时代的不断发展，人们对生活质量要求的不断提高，拥有健康、协调的身材成为当下的一种潮流，各类健身场馆亦如雨后春笋般在全国各地兴起。2016攀岩项目正式进入2020年东京奥运会，从此攀岩将成为奥运会唯一的攀爬类项目。而作为攀岩人才短缺的中国已经开始了新一轮的攀岩运动推广普及工作，将重点推进“攀岩进校园”工程，计划在未来5年内，使开展攀岩运动的学校达到1000所。但由于室外攀岩运动的局限性，普及大众的室内攀岩运动将会成为广大新兴攀岩爱好者的选择。

目前国际上的室内攀岩运动普遍存在代入感不强、攀岩形式单调的问题。世界上大多数室内攀岩体验馆采用的仍然是攀岩墙的形式，其在一个大型场馆内的墙壁上分为多种不同的路径供人们自主选择攀爬。这种结构单调乏味并且缺乏路径变换，很难满足攀岩爱好者的健身需求。当今市面上的室内攀岩机只有履带格式攀岩机和家用小型脚踏式攀岩机。前者因为攀爬方式单一且路径需要人工调整少有人问津，后者仅仅是家用脚踏机器导致攀岩体验性太低。其他的室内攀岩机想法都存在眼高手低的情况，仍无法解决路径变换限制的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能更换攀岩路径的室内攀岩机的自动路径变更装置。

本发明所采用的技术方案为：一种室内攀岩机的自动路径变更装置，包括攀岩机本体框架，攀岩机本体框架包括内部支撑架，在内部支撑架上设有攀岩机转动机构，所述攀岩机转动机构包括沿攀岩机本体框架外围方向竖向循环转动的链条和多个平行于攀岩机本体框架横向方向的横板，各链条与链轮及链轮轴对应配置，且各链条设置在内部支撑架的两侧位置，各横板是相互紧邻固定于各链条上，随链条循环转动，其特征在于：在攀岩机本体框架的横板上设置有多个攀岩抓手，所述抓手可沿横板横向滑移，在内部支撑架上设有背部抓手变更机构、正面抓手固定轨道和底部抓手复位轨道。

按上述技术方案，所述背部抓手变更机构位于攀岩机本体框架的背部偏上位置，包括抓手推出机构和抓手定位机构。

按上述技术方案，所述抓手推出机构包括在内部支撑架上设置的多个固定板，所述固定板位于横板的内侧，且与横板平行设置，固定板的两侧固设有推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁与在攀岩抓手底部设置的铁质凸块相对应，由电机驱动推拉式电磁铁将攀岩抓手从攀岩抓手存储区推向横板内部。

按上述技术方案，所述抓手定位机构包括在固定板上间隔设置的多个吸盘式电磁铁，其用于初步定位被抓手推出机构推出的攀岩抓手。

按上述技术方案，在每个吸盘式电磁铁的两侧对应设置有防磁挡板。

按上述技术方案，所述正面抓手固定轨道为多条，所述攀岩抓手底部设置的铁质凸块能滑入正面抓手固定轨道内，用于约束其横向自由度，各正面抓手固定轨道沿攀岩机本体框架横向方向设置，所述每条正面抓手固定轨道从上至下为依次相连的Y字型滑轨、直线滑轨和弧形滑轨，所述Y字型滑轨用于矫正初步固定后的攀岩抓手的位置，所述直线滑轨与吸盘式电磁铁共线，当攀岩抓手位于直线滑轨区域时，由于横板上竖直方向位移的限制，实现攀岩抓手四个方向位置的限制，当攀岩抓手沿直线滑轨到达弧形滑轨时，沿其滑行轨道运动即可到达攀岩机本体框架的背部，所述弧形滑轨与底部抓手复位轨道相连。

按上述技术方案，所述底部抓手复位轨道的数量与正面抓手固定轨道的数量一一对应，并对应相连，每个所述底部抓手复位轨道包括回转滑轨和复位滑轨，所述回转轨道为倾斜设置的弯折型轨道，部分回转轨道向攀岩机本体框架的一侧弯折倾斜，其余部分回转轨道向攀岩机本体框架的另一侧弯折倾斜，所述复位滑轨与回转轨道光滑过渡连接，所述复位滑轨的尾端朝向横板的一端或另一端，且各个复位滑轨的路径长度不同，使每个攀岩抓手以不同位置回到攀岩抓手存储区中。

按上述技术方案，还设有攀岩抓手存储区，所述攀岩抓手存储区域即为横板两侧被攀岩机外部框架所包容的区域。

按上述技术方案，在所述横板上设有倒T型滑槽，所述攀岩抓手包括顶部抓手块、中部倒T型滑块和底部铁质凸块，所述攀岩抓手通过中部倒T型滑块可以在横板的T型滑槽内横向滑移，在横板的两侧分别设置有防止攀岩抓手滑出的限位块。

按上述技术方案，在内部支撑架上设置有三根链轮轴，所述三根链轮轴呈钝角三角形布置，使链条呈钝角三角形布置。

本发明所取得的有益效果为：与现有的室内攀岩机上的人工更换攀岩路径方式相比，本自动路径变更装置采用了T型槽横板用于储存攀岩抓手和提供运动轨道，设置了背部抓手变更机构来变更攀岩抓手位置并完成初步定位，亦通过正面抓手固定轨道和底部抓手复位轨道完成攀岩抓手的二次定位和自动复位工作，其能高效并智能化地完成室内攀岩机运动过程中攀岩抓手的位置变更工作，并在通过复位操作后来实现周期循环工作，比现有的人工更换方式具有更强的适用性。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图；

图2为本发明的背部抓手变更机构示意图；

图3为本发明的正面抓手固定轨道示意图；

图4为本发明的底部抓手复位轨道示意图；

图5为本发明的整机外部示意图；

图6为本发明的内部结构左视图；

图7为本发明的内部结构俯视图；

图8为本发明的T型槽横板示意图。

图中：1—背部抓手变更机构、2—正面抓手固定轨道、3—底部抓手复位轨道、4—固结板、5—内部支撑杆、6—内部支撑轴、7—链轮、8—链轮轴、9—吸盘电磁铁、10—防磁挡板、11—推拉式电磁铁、12—固定板、13—Y字型滑轨、14—直线滑轨、15—弧形滑轨、16—回转滑轨、17—复位滑轨、18—攀岩机本体框架、19—外部支撑杆、20—攀岩抓手存储区、21—T型槽横板、22—攀岩抓手、23—外部支撑架、24—安装孔、25—内部支撑架、26—顶部抓手块、27—底部铁质凸块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本实施例提供了一种室内攀岩机的自动路径变更装置，包括攀岩机本体框架18和外部支撑架23，攀岩机本体框架18包括内部支撑架25，在内部支撑架25上设有固结板4，内部支撑架25通过内部支撑轴6支撑在外部支撑架23上，在外部支撑架上设有外部支撑杆19和安装孔24。在内部支撑架25上设有攀岩机转动机构，所述攀岩机转动机构包括沿攀岩机本体框架外围方向竖向循环转动的链条和多个平行于攀岩机本体框架横向方向的横板21，各链条与链轮7及链轮轴8对应配置，在内部支撑架25上设置有三根链轮轴8和六个链轮7，所述三根链轮轴8呈钝角三角形布置，使链条呈钝角三角形布置。各链条设置在内部支撑架25的两侧，各横板21是相互紧邻固定于各链条上，随链条循环转动，在攀岩机本体框架的横板21上设置有多个攀岩抓手22，所述攀岩抓手22可沿横板21横向滑移，在内部支撑架25上设有背部抓手变更机构1、正面抓手固定轨道2和底部抓手复位轨道3。

如图2所示，在所述横板21上设有倒T型滑槽，所攀岩抓手22包括顶部抓手块、中部倒T型滑块和底部铁质凸块27，所所述攀岩抓手22通过中部的倒T型滑块可以在横板21的T型滑槽内横向滑移，在横板21的两侧分别设置有防止攀岩抓手22滑出的限位块。

如图3、7、8所示，所述背部抓手变更机构1位于攀岩机本体框架18的背部偏上位置，设为连续的三行，包括抓手推出机构和抓手定位机构。

如图4所示，所述抓手推出机构包括在内部支撑架25上设置的3个固定板12，所述固定板12位于横板21的内侧，且与横板21平行设置，固定板12的两侧固设有推拉式电磁铁11，所述推拉式电磁铁11与在攀岩抓手22底部设置的铁质凸块27相对应，由电机驱动推拉式电磁铁11将攀岩抓手22从两侧储存区20推向T型槽横板21内部，不同的推力决定了抓手的初始定位位置；同时在推拉式电磁铁11的前端设置了弧形的包容区域，用于解决攀岩抓手22因受力不均而卡死的问题。

所述抓手定位机构包括在固定板12上间隔设置的5个吸盘式电磁铁9，其用于初步定位被推拉式电磁铁11推出的攀岩抓手22。吸盘电磁铁固定板12上有五个用于安装吸盘电磁铁9的固定槽口，其下部与内部支撑杆5相固结，保证攀岩机运动时其定位准确，所述吸盘电磁铁9左右两侧设有防磁挡板10，用于防止不同吸盘式电磁铁9通电时对已定位攀岩抓手22的位置产生干扰。

当攀岩抓手22被抓手推出机构推出后，系统通过预设不同路径模式，使推拉式电磁铁11在预设时间进行推出动作，并控制单片机调整吸盘电磁铁9的通断电顺序，进行对在T型槽横板21上的攀岩抓手22的瞬时吸附工作，由此完成对于攀岩抓手22的初步定位，其具体工作原理为：吸盘电磁铁9工作电路分为低压控制电路和高压工作电路两部分，单片机给低压控制电路输出高电平，使高压工作电路闭合，推拉式电磁铁11吸合，推动攀岩抓手22；单片机给低压控制电路输出低电平，使高压工作电路断开，推拉式电磁铁11恢复；每块固定板12上都装有五个吸盘电磁铁9，每块吸盘电磁铁9与每条直线滑轨共线，其通过与内部支撑架25相固结完成机器内的固定。

如图5所示，所述正面抓手固定轨道2为五条，所述攀岩抓手22底部设置的铁质凸块27能滑入正面抓手固定轨道2内，用于约束其横向自由度，每条正面抓手固定轨道2沿攀岩机本体框架横向方向设置，所述每条正面抓手固定轨道2从上至下为依次相连的Y字型滑轨13、直线滑轨14和弧形滑轨15，所述Y字型滑轨13起始部分设有包容区域，用于矫正初步固定后的攀岩抓手22的位置，所述直线滑轨14与吸盘式电磁铁9共线。当攀岩抓手22移动到正面攀岩区时，在到达Y字型滑轨13内就会沿着Y字型滑轨13前进，继续向前运动到直线滑轨14后，直线滑轨14与T型槽横板21即可共同作用，保证了攀岩抓手22在六个方向上的自由度限制，最后沿弧形滑轨15到达底部抓手复位轨道3。其中直线滑轨14中部与内部支撑杆5相固结，内部支撑杆5通过内部支撑轴6固定于内部支撑架25上，同时内部支撑架25依靠外部支撑架23实现内部结构的平稳，确保正面抓手固定轨道2在攀岩机运行过程中不产生位移变化，防止其影响攀岩抓手22的位置固定。

如图6所示，所述底部抓手复位轨道3的数量与正面抓手固定轨道2的数量一一对应，为五条轨道，并对应相连，攀岩抓手存储区20是在横板的侧面被外部框架包容的区域，用于存储攀岩抓手22。每个所述底部抓手复位轨道3包括回转滑轨16和复位滑轨17，所述回转轨道16为倾斜设置的弯折型轨道，部分回转轨道向攀岩机本体框架18的一侧弯折倾斜，其余部分回转轨道向攀岩机本体框架的另一侧弯折倾斜，所述复位滑轨17与回转轨道16光滑过渡连接，所述复位滑轨17的尾端朝向横板的一端或另一端，且各个复位滑轨17的路径长度不同，使每个攀岩抓手22回到攀岩抓手存储区20的位置不一样。

当攀岩抓手22沿着正面抓手固定轨道2的底部弧形滑轨15滑出时，会沿着回转轨道16继续向前运动，当到达复位滑轨17时，将沿着其轨道路径移动到攀岩机左右两边的攀岩抓手存储区20，进而向上运动到背部抓手变更机构1完成一个周期循环。底部抓手复位轨道3与正面抓手固定轨道2无缝连接。