可调节摆臂机构及具有其的健身器材的制作方法

1.本发明涉及健身器材技术领域，具体而言，涉及一种可调节摆臂机构及具有其的健身器材。


背景技术：

2.目前存在一种适用于家庭场景的绳索类健身器材。训练者可以通过拉动绳索，实现健身者需要的抗阻训练。绳索的出线位置需要覆盖从地面到离地2m高度的垂直范围，以及在最高和最低点需要离墙0.6m的要求。因此设计有可调节的摆臂机构以调节绳索的出线位置。要求摆臂机构既可以覆盖训练所需的不同位置，又不会占用过多的安装空间。同时要求摆臂机构应当具有良好的结构刚度和可靠性，以在训练过程中提供支撑。另外，还希望摆臂机构具有简单的结构，方便调节操作，以便降低故障率并增强稳定性。
3.因此，需要提供一种可调节摆臂机构及具有其的健身器材以至少部分地实现上述需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种可调节摆臂机构及具有其的健身器材，以在满足覆盖训练所需的不同位置的同时，尽量占用较小的安装空间。同时还可以具有良好的结构刚度、可靠性，并且结构简单，方便调节操作，能够降低故障率并增强稳定性。
5.根据本发明的一个方面，所述摆臂机构包括：
6.基座；
7.摆臂组件，所述摆臂组件包括摆臂，并通过至少两个平行的连杆可调节地联接至所述基座，所述连杆分别与所述摆臂组件和所述基座枢转联接；以及
8.锁定组件，所述锁定组件设置在所述基座上，构造为能够在所述摆臂移动至预定位置时将所述摆臂组件相对于所述基座锁定。
9.在一些实施方式中，所述锁定组件包括相对于所述基座在锁定位置和解锁位置之间可移动设置的锁定杆，其中在所述锁定位置，所述锁定杆能够将所述摆臂组件锁定，在所述解锁位置，所述锁定杆允许所述摆臂组件相对于所述基座自由移动以调节位置。
10.在一些实施方式中，所述锁定杆可枢转地设置在所述基座上。
11.在一些实施方式中，所述锁定杆的枢转轴线与所述连杆的枢转轴线的平行，所述锁定杆设置有限位槽口，所述摆臂组件设置有平行于所述枢转轴线延伸的限位柱，当所述锁定杆位于所述锁定位置时，所述限位柱能够卡入所述限位槽口，以将所述摆臂组件锁定。
12.在一些实施方式中，在所述摆臂组件由所述锁定杆锁定的状态下，沿着垂直于所述摆臂组件的移动半径的方向，所述限位柱与限位槽口的内侧边抵接，其中所述移动半径由位于所述摆臂组件的运动平面内并连接所述连杆的两个枢转轴线的连线限定。
13.在一些实施方式中，所述限位槽口具有设置于所述锁定杆的沿长度方向的侧部的开口，所述锁定杆包括延伸段，所述延伸段位于所述限位槽口的远离所述基座的一侧，其
中，当所述锁定杆位于所述锁定位置时，所述延伸段位于所述限位柱的移动路径内。
14.在一些实施方式中，所述锁定组件包括两个间隔设置的锁定杆，所述摆臂组件的移动路径位于所述两个锁定杆之间。
15.在一些实施方式中，所述锁定组件还包括分别与所述两个锁定杆可枢转联接的中间连杆，其中，在所述中间连杆的运动平面内，所述中间连杆的两个枢转轴线分别位于所述两个锁定杆各自与所述基座的枢转轴线之间连线的两侧。
16.在一些实施方式中，所述锁定杆包括至少两个限位槽口，并沿所述锁定杆的长度方向间隔设置。
17.在一些实施方式中，所述锁定杆的枢转轴线与所述连杆的枢转轴线的垂直，所述锁定杆和所述摆臂组件分别设置有能够可脱离地接合的配合机构。
18.在一些实施方式中，所述锁定组件还包括偏置件，所述偏置件将所述锁定杆朝向所述锁定位置偏置。
19.在一些实施方式中，所述摆臂组件还包括安装座，所述摆臂设置在所述安装座上，所述连杆与所述安装座枢转联接。
20.在一些实施方式中，所述摆臂与所述安装座可枢转地联接，所述摆臂的枢转轴线与所述摆臂的长度方向垂直。
21.在一些实施方式中，所述连杆通过关节轴承分别与所述基座和/或所述摆臂组件联接。
22.根据本发明的另一个方面，还提供一种健身器材，所述健身器材包括上述摆臂机构。
23.在一些实施方式中，所述健身器材还包括：
24.负载元件，所述负载元件构造为提供训练所需的负载；
25.操作元件，所述操作元件与所述负载元件联接以在被操作时传递所述负载，所述操作元件附接至所述摆臂组件。
26.根据本发明的技术方案，摆臂组件通过连杆传动的方式安装在基座上。连杆传动的方式可以使摆臂组件在调节位置时平稳移动，减少零部件之间由于摩擦而产生的噪声，并且结构简单，可以降低健身器材的故障率，能够延长使用寿命，方便维护。
附图说明
27.为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。其中，
28.图1为根据本发明的一种优选实施方式的健身器材的立体图；
29.图2为根据本发明的一种优选实施方式的摆臂机构的立体图；
30.图3为图2所示的摆臂机构的剖视图；
31.图4为图2所示的摆臂机构的不同调节位置的示意图；
32.图5为图2所示的摆臂机构的分解图，其中省略了连杆；
33.图6为图2所示的摆臂机构的位置调节过程的示意图；以及
34.图7和图8为图2所示的摆臂机构在不同的位置锁定的示意图。
具体实施方式
35.现在参考附图，详细描述本发明的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。
36.本发明提供了一种用于健身器材的摆臂机构，其可以用于为训练者提供抓握的位置，或用于为训练者自身或由训练者操作的负载承载元件(例如缆线等)提供支撑。摆臂机构具有位置可调节的摆臂，以满足训练所需的多种位置需求。
37.图1示出了一种具有摆臂机构2的健身器材1。图2示出了该摆臂机构2的具体结构，其大致包括基座10、摆臂组件20和锁定组件30。其中，安装摆臂组件20的基座10可以是健身器材1自身的基座，也可以是独立于健身器材1的其他结构，例如墙壁等。基座10用于为摆臂组件20提供支撑。根据本发明，摆臂组件20通过连杆传动的方式安装在基座10上。连杆传动的方式可以使摆臂组件20在调节位置时平稳移动，减少零部件之间由于摩擦而产生的噪声，并且结构简单，可以降低健身器材的故障率，能够延长使用寿命，方便维护。当摆臂组件20相对于基座10移动调节至训练者期望的预定位置时，锁定组件30可以将摆臂组件20锁定在该位置。
38.继续参考图1，作为健身器材1，除了摆臂机构2之外，优选地还可以包括负载元件40、操作元件(未示出)及显示屏50。负载元件40用于提供训练所需的负载，其具体可以是电动马达、弹簧或重物等任何能提供阻力的装置。该负载元件40可以设置在基座10上，也可以独立于基座10单独安装。显示屏50可以用于向训练者展示训练教程或娱乐信息，或用作镜面，以方便训练者观察矫正训练动作。操作元件为训练者的训练提供着力点，其可以是例如手环、把手等的装置，从而增加训练方式的多样性。操作元件可以通过例如缆线或绳索等与负载元件40联接，并且在被操作时通过缆线传递负载元件40产生的负载。操作元件可以附接在摆臂组件20上。训练者可以通过相对于基座10调节摆臂组件20的位置，实现训练位置的切换。例如，摆臂组件20的位置调节可以是其相对于基座10在高度方向上的变化。当然，在一些训练方式中，摆臂组件20的位置调节还可以是水平方向的变化等。
39.下面结合附图对摆臂机构2的具体结构做进一步的详细介绍。
40.在图示的实施方式中，摆臂组件20包括摆臂21和安装座22。摆臂组件20通过安装座22可移动地安装至基座10，摆臂21从安装座22向外延伸。诸如手环或把手等的操作元件可以附接在摆臂31上，例如摆臂31的端部，以方便训练者操作。优选地，摆臂21可以相对于安装座22可枢转地安装。如此，训练者可以通过移动摆臂21的方式对操作元件的位置进行微调。优选地，摆臂21的枢转轴线可以与其自身的长度方向垂直。摆臂21与安装座22之间的位置关系可以通过诸如棘轮等装置调节固定。
41.如图3所示，用于连接摆臂组件20与基座10的连杆组件包括至少两个连杆11。每个连杆11的两端均以可枢转的方式分别与基座10和摆臂组件20的安装座22联接，使得基座10、安装座22和两者之间的连杆11共同构成一个平面四连杆机构。优选地，该至少两个连杆11完全相同并彼此平行地布置。此时该四连杆机构实际上为平行四边形四连杆结构。如此，在调节位置的过程中，仅安装座22相对于基座10的高度和横向距离发生变化，而安装座22
本身的姿态不会发生变化，从而实现稳定调节。图4示意性地示出了摆臂组件20的三个不同位置，位置较高的高处训练位、位置较低的低处训练位，以及贴靠在基座10的侧部的收纳位。可以看到，在这三个位置中，安装座22始终保持相同的姿态。
42.优选地，连杆组件可以包括两个以上的连杆。图3中示出了三个连杆11。增加连杆可以增强安装座22与基座10之间的连接强度，进一步提高安装座22在位置调节过程中的运动稳定性。可以理解，在设计过程中，技术人员可以根据安装座的重量和长度等因素灵活选择连杆的具体数量。另外，上述平行四边形四连杆机构为举例说明的优选实施方式。在替换实施方式中，当只设置两个连杆时，这两个连杆不一定是平行的。也即基座、安装座和连杆构成的平面连杆结构也可以是非平行四边形的四连杆结构，只要能够实现通过连杆组件调节安装座(即摆臂组件)的高度即可。
43.优选地，连杆11可以通过关节轴承12实现与基座10和/或安装座22之间的可枢转联接。关节轴承12能承受较大的轴向和径向力，并且能在一定角度内做调心运动。因此即使摆臂组件20在训练过程中承受较大载荷时，其仍能保持平稳顺滑的移动。
44.如图4和图5所示，用于锁定摆臂组件20的锁定组件30包括第一锁定杆31和第二锁定杆32。每个锁定杆均以可枢转的方式设置在基座10上。其中，第一锁定杆31对应于图4中示出的高处训练位，第二锁定杆32对应于低处训练位以及收纳位，并且摆臂组件20的位置移动路径位于这两个锁定杆之间。下面以第一锁定杆31为例，对锁定功能进行介绍。
45.继续参考图5，第一锁定杆31绕第一枢转轴线ax1可枢转地设置在基座10上。该第一枢转轴线ax1优选地相对于连杆11在基座10上的枢转轴线偏移。第一锁定杆31设置有在下侧开口的第一限位槽口311。相应地，摆臂组件20的安装座22上设置有大致平行于枢转轴线延伸的限位柱221。当安装座22随连杆11移动至如图4中所示的高处训练位时，限位柱221能够卡入第一限位槽口311中(如图7所示)。
46.在图示的实施方式中，限位柱221和第一限位槽口311能够通过自锁的方式实现对安装座22的固定。可以理解，安装座22通过连杆11相对于基座10移动，由此，在安装座22的移动平面(也即垂直于连杆11的枢转轴线的平面)中，连杆11分别与安装座22和基座10的枢转轴线之间的连线形成为安装座22的移动半径，并且该移动半径限定了安装座22的移动路径。也即，限位柱221的移动方向必然与移动半径垂直。在高处训练位，移动半径示出为虚线l2。相应地，不论此时摆臂组件20承受何种负载，其移动方向只能是沿垂直于虚线l2的d2方向或者d2的反向。对于第一锁定杆31而言，其移动半径示出为虚线l1。第一限位槽口311的移动方向只能是沿垂直于虚线l1的d1方向或者d1的反向。显然，d1与d2不同向。进一步地，第一锁定杆31构造为，沿着d2方向或者d2的反向，限位柱221与第一限位槽口311的内侧边抵接。由此，不论摆臂组件20承受何种负载，限位柱221均不能主动从第一限位槽口311中脱出。只有当第一锁定杆31主动向脱离卡合的位置移动时，限位柱221才可以从第一限位槽口311中脱出进而随连杆11移动。这样就实现了通过自锁的方式将摆臂组件20牢固地锁定在高处训练位。
47.图8示出了当安装座22位于低处训练位时，安装座22的移动半径(虚线l4)、移动方向(d4或d4的反向)，以及第二锁定杆32的第二限位槽口321的移动半径(虚线l3)及其移动方向(d3或d3的反向)。与在高处训练位时类似，d3与d4不同向，并且，第二锁定杆32构造为，沿着d4方向或者d4的反向，限位柱221与第二限位槽口321的内侧边抵接。同样地，不论摆臂
组件20承受何种负载，限位柱221均不能主动从第二限位槽口321中脱出，只有当第二锁定杆32主动向脱离卡合的位置移动时，限位柱221才可以从第二限位槽口321中脱出进而随连杆11移动。由此通过自锁的方式将摆臂组件20牢固地锁定在低处训练位。
48.从图4可以看到，当摆臂组件20位于收纳位时，其实际上位于移动路径中的最低处，并贴靠在基座10的侧面上。此时摆臂组件20在自然状态下没有任何移动趋势。相应地，对应于低处训练位的第二锁定杆32还设置有收纳位槽口322，用以收纳限位柱221。收纳位槽口322沿第二锁定杆32的长度方向位于第二限位槽口321的内侧。由于摆臂组件20没有运动趋势，因此不需要对其限位。并且收纳位槽口322的外侧边具有较大的倾角，以方便限位柱221滑动通过，因此训练者只需要拉动摆臂组件20克服其重力即可将其从收纳位移动出来，而不需要对第二锁定杆32进行操作。
49.优选地，参考图6，以第一锁定杆31为例，其在第一限位槽口311的远离基座10的一侧设置有延伸段312，该延伸段312伸出至安装座22的移动路径内。在将安装座22调节至高处训练位的过程中，限位柱221首先接触延伸段312的下侧边，并随着安装座22继续向上移动而沿着该下侧边滑动，并在安装座22移动至高处训练位时卡入第一限位槽口311中。这一卡入动作可以给训练者提供触觉和听觉上的提示，以提醒摆臂组件20调节到位。设置延伸段312，可以使限位柱221和第一限位槽口311更方便地对齐。第二锁定杆32上也可以设置相同的结构。
50.优选地，锁定组件30还包括偏置件34，其用于将第一锁定杆31和第二锁定杆32朝向限位柱221与限位槽口卡合的方向偏置。这样可以减少锁定杆由于外力的扰动而不期望地向脱离卡合的方向运动的风险。在图示的实施方式中，偏置件34构造为弹簧。在另外的实施方式中，偏置件还可以是扭簧、螺线管等。
51.进一步优选地，锁定组件30还包括中间连杆33，其通过第三枢转轴线ax3与第一锁定杆31可枢转地联接，并且通过第四枢转轴线ax4与第二锁定杆32可枢转地联接。并且优选地，在垂直于中间连杆33的枢转轴线的平面中，第三枢转轴线ax3和第四枢转轴线ax4分别位于连接第一枢转轴线ax1和第二枢转轴线ax2的连线的两侧。由此，第一锁定杆31和第二锁定杆32形成为可以联动，以同时开闭的连杆结构。只需要对其中一个施力，即可对两者进行操作。例如，可以只设置一个偏置件34，即可将两者同时朝向限位柱221与限位槽口卡合的方向偏置。当需要对摆臂组件20解锁时，只需要第一锁定杆31和第二锁定杆32中任一个施力，即可将两者同时朝向限位柱221与限位槽口脱离的方向移动。这样的构造可以简化操作。
52.可以理解，在另外的实施方式中，摆臂组件可以具有更多个不同高度的训练位。可以分别设置一个锁定杆对应一个训练位，也可以在一个锁定杆上间隔设置多个限位槽口(至少两个)，每个限位槽口对应一个训练位。
53.此外，虽然附图中没有示出，在本发明的另外的实施方式中，锁定组件还可以具有其他的具体实现形式。例如，可以在摆臂组件和基座中的一个上设置可以横向平移伸出的锁定杆，并在另一个上设置相应的插孔。当摆臂组件移动至预定的训练位时，通过锁定杆伸入插孔中将摆臂组件相对于基座锁定。又例如还可以在基座上设置绕竖向的枢转轴线枢转的锁定杆，当摆臂组件移动至预定的训练位时，通过锁定杆横向枢转至摆臂组件的位置与摆臂组件上对应的配合结构接合(例如锁定杆卡入横向开口的槽中等)，实现锁定。
54.本发明的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本发明排他或局限于单个公开的实施方式。如上，在本领域中的普通技术人员将明白本发明的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本发明旨在包括这里描述的本发明的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本发明的精神和范围内的其他实施方式。