专利名称：蜗旋变力全程拉力器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在健身器械中用作阻力源的器件。
人们使用健身器械所进行的体能训练，是通过对各种阻力源的拉举来进行的。国内外以往的健身器械中普遍采用生铁砝码重块作阻力源。现在在替代生铁砝码重块作阻力源的工作中，有两种发展方向，一种是利用弹性材料的机械弹力，如螺旋弹簧组和橡胶绳带等。另一种是利用液体，气体被压缩时产生的阻尼作用的液压阻尼器和气压阻尼器。中国专利CN2061848U(见中国专利局《实用新型》90年第6卷37册)提出了一种利用弹性材料的健身多用途全程拉力器，其结构特点是在一弹力转盘的外缘绕有拉力绳，其工作原理是通过牵拉拉力绳使弹力转盘旋转，从而得到所需的拉力。但这个拉力器有一较大的缺陷，就是一旦做成后，其拉力的大小不能调节改变。
本实用新型的目的是提供一种改进的蜗旋变力全程拉力器，它能方便快速地调节拉力的大小本实用新型的目的是由下述的方案来实现的本拉力器是由离合机构控制调节的平面蜗卷弹簧组和用来输出蜗旋阻力的钢丝绳组成，其特征是在一底板上，用两个轴承座和两个滚动轴承固定一根轴，在该轴上对称装有四个转轮和两个绕绳轮，在这四个转轮和两个绕绳轮上分别装有单独的六个离合机构，在上述的四个转轮的外围分别盘绕有四个平面蜗卷弹簧，这四个平面蜗卷弹簧的内端分别固定在各自对应的转轮的外缘、外端分别固定在上述的底板上。两根钢丝绳的一端分别固定在上述的两个绕绳轮的外缘上并绕四周后另一端分别引出外壳外。
本拉力器的工作原理是通过调整离合机构来控制调节四个转轮，也就是控制调节四个平面蜗卷弹簧分别进行十六个不同的组合。然后，选择两根钢丝绳中的任一根以直线运动的方式分别输出上述的十六个不同组合所产生的十六个大小不等的蜗旋阻力，从而实现对本拉力器拉力的大小进行调节的目的。
上述的六个离合机构的结构和工作原理相同，都是采用机械插键式离合机构。上述的平面蜗卷弹簧组，可以由三个平面蜗卷弹簧组成，也可由多于三个的平面蜗卷弹簧组成，并且各个平面蜗卷弹簧其自身的蜗旋阻力互不相等。上述的两个绕绳轮的外径相差一倍，其中外径大的那个绕绳轮的外径与四个转轮的外径相同。上述的绕绳轮也可以是没有离合机构直接与轴用键联接的绕绳轮。
由于本实用新型是通过调整离合机构来控制调节四个平面蜗卷弹簧的不同组合，来改变本拉力器拉力的大小。因此本实用新型与现有的作为阻力源的拉力器相比，其拉力的大小调节方便、快速。又因为本拉力器不是将弹性材料拉长来得到拉力，而是由钢丝绳的直线运动输出平面蜗卷弹簧组所产生的蜗旋阻力，所以本拉力器在使用时是固定不动的，将本拉力器应用在多功能健身器械中，可以大为筒化现有多功能健身器对阻力源的支承结构。
以下结合附图，将本实用新型的具体结构，作进一步的说明。
图1是本实用新型的纵向剖面主视图。
图2、图3是本实用新型的横面剖面图。
图4是本实用新型中转轮(9)的离合机构(28)的局部放大图。
图5是本实用新型中轴定位装置(21)的左视图。
本实用新型由平面蜗卷弹簧组、转动器件、钢丝绳、离合机构、轴定位机构，以及底板与外壳组成。
<一>平面蜗卷弹簧组四个平面蜗卷弹簧(7、10、16、19，参见附
图1，下同)由弹簧钢带直接盘绕成，所盘绕的圈数，附
图1、2、3中示为五周半。它们的外端用螺钉分别固定在底板(30)上，它们的内端分别固定在各自对应的转轮的外缘上。<可参见图2之16，图3之10>。当转轮随轴(2)沿箭头(1)所示的方向右旋时，平面蜗卷弹簧被卷紧，从而产生蜗旋阻力。
<二>转动器件和钢丝绳转动器件由轴(2)，四个转轮(5、9、17、20)和两个绕绳轮(11，14)组成。轴(2)由两个滚动轴承(8、18)经两个轴承座(29、23)固定在底板(30)上。两个轴承座的结构相同，图3之29是轴承座(29)的右视图，其上部为轴承室，下部支承部分分开一定间距，供安装离合机构的调节轮杆用。轴的主要作用是传递旋转和扭矩。
一四个转轮(5、9、17、20)的外径和结构形状相同，它们分别装在轴(2)上的轴承的两侧。在各个转轮的外缘上分别固定着上述的四个平面蜗卷弹簧的内端。各个转轮的一侧安装有离合机构的杆键装置，<可参见图2之17>。各个转轮可与轴(2)相对转动。转轮的作用有安装离合机构的杆键装置，并在离合机构的控制下，随轴(2)一同右旋，将平面蜗卷弹簧卷紧。
两个绕绳轮(11、14)，装在轴(2)的中段，它们可与轴(2)相对转动。绕绳轮(11)的外径与转轮的外径相等，绕绳轮(14)的外径等于绕绳轮(11)外径的一半。两根钢丝绳(12、15)的一端分别固定在两个绕绳轮(11、14)的外缘并绕四周另一端引出外壳(6)外。两个绕绳轮(11、14)的一侧分别装有离合机构(27、25)的杆键装置。绕绳轮的作用是，将钢丝绳的直线运动转变为旋转运动，并在离合机构的控制下，带动轴(2)一同右旋。两根钢丝绳的作用是以直线运动的方式，分别输出两种大小不等蜗旋阻力。
装在轴(2)上的各个转轮和绕绳轮的轴向位置，由六个定位环(如
图1之3所示)来固定。
<三>离合机构本拉力器的六个离合机构(32、28、27、25、24、22)的结构、功能相同，都是机械插键离合机构。下面以附图4所示的转轮(9)的离合机构(28)为例，说明机械插键离合机构的结构和功能特点离合机构(28)由杆键装置和调节装置两部分组成。杆键装置装在转轮(9)的一侧，它由杆键(36)、压紧弹簧(37)固定孔板(38)和小横杆(39)组成。杆键(36)由钢板冲压成型，其上部为一宽段，下部为一窄杆，压紧弹簧(37)和固定孔板(38)装在窄杆上后，小横杆(39)铆接在窄杆的下端。杆键装置通过固定孔板(38)装在转轮(9)一侧所开的通槽内，它可随转轮(9)一同旋转(其位置可参见图2之24)。
调节装置由调节轮杆(41)、扭簧(42)、活芯拉线(40)和调节扭把(图4中未画出，其位置可参见图3之34)组成。调节轮杆(41)的一端，铰接在轴承座(29)下部所分开的间距内(可参见图3之32所示的位置)，另一端为轮端，可绕铰接端转动。扭簧(42)的作用是使调节轮杆(41)的轮端始终保持向上旋转的趋势。活芯拉线(40)的一端固定在调节轮杆(41)的中部，另一端接在调节扭把(图4中未画出，可参见图3之33所示)上。当扳紧调节扭把时，活芯拉线(40)向下拉动调节轮杆(41)，使其轮端向下转动。
以下结合附图4说明一下离合机构(28)的动态结构附图4所示的转轮(9)是与轴(2)处于分离的状态。当扳松调节扭把，使活芯拉线(40)向上放松，调节轮杆(41)在其扭簧(42)的作用下，其轮端向上转动，这时杆键(36)在其压紧弹簧(37)的作用下，向上移动，使其上部宽段的顶端插入轴(2)上对应的键槽(35)内，这样，转轮(9)就与轴(2)接合。反过来扳紧调节扭把，使活芯拉线(40)向下拉动调节轮杆(41)，调节轮杆(41)的轮端压着小横杆(39)带动杆键(36)向下移动，使得杆键(36)上部宽段的项端从轴(2)上的键槽(35)内移出，使转轮(9)与轴(2)分离。
另外，绕绳轮(11、14)的离合机构(27、25)共用一个调节装置(26)(参见
图1之26)。它的动作特点是当扳紧调节扭把时，离合机构(27)动作，使绕绳轮(11)与轴(2)分离，同时，离合机构(25)动作，使绕绳轮(14)与轴(2)接合。反过来扳松调节扭把时，离合机构(27)动作，使绕绳轮(11)与轴(2)接合，同时离合机构(25)动作，使绕绳轮(14)与轴(2)分离。
离合机构的作用就是控制调节各个转轮或绕绳轮与轴(2)的接合或分离，从而控制调节四个平面蜗卷弹簧的不同组合以及选择两根钢丝绳中的一根来输出蜗旋阻力。
<四>轴定位机构轴定位机构是本拉力器的一个附属机构，是用来固定轴(2)在静止时，也就是轴(2)未被绕绳轮带动旋转前的周向位置，以便各个离合机构能够正常动作。它由轴定位平面蜗卷弹簧(4)和轴定位装置(21)组成。轴定位平面蜗卷弹簧(4)装在轴(2)左端，其内端用螺钉固定在轴(2)上，外端用螺栓固定在支座(31)上，支座(31)用螺钉固定在底板(30)上。轴定位平面蜗卷弹簧(4)的作用是使轴(2)始终保持左旋的趋势。
轴定位装置(21)装在轴(2)的右端，附图5是其左视图，它由固定在轴(2)上的拨轮杆(43)、固定在底板(30)上的支座(45)和铰接在支座(45)上部的拨叉(44)这三部分组成。轴定位装置的作用是固定轴(2)在静止时的周向位置。轴定位装置的作用由下述的过程来实现轴(2)由于轴定位平面蜗卷弹簧(4)的作用，使其在静止时保持有左旋的趋势，使得拨轮杆(43)也具有左旋的趋势。拨轮杆(43)的左旋趋势，被拨叉(44)的拨齿挡住，使得拨叉(44)具有右旋的趋势，而拨叉(44)的右旋趋势被支座(45)挡住。这样，轴(2)的周向位置就被固定下来。当轴(2)被绕绳轮带动右旋时，轴(2)每右旋一周，拨叉(44)被拨轮杆(43)拨动左旋一齿。拨叉(44)有五个齿，可以使轴(2)右旋四周。当轴(2)向左回旋到静止的原始位置时，拨叉(44)被拨回到如附图5所示的原来位置，这样，轴(2)的周向位置又被固定下来。
另外，由于轴定位平面蜗卷弹簧(4)具有一定的蜗旋阻力，当轴(2)被绕绳轮带动右旋而四个平面蜗卷弹簧由于离合机构的控制没有被卷紧时，轴定位平面蜗卷弹簧(4)被卷紧产生一定的蜗旋阻力，从而在所牵拉钢丝绳上，得到一个相应的拉力<五>底板与外壳底板(30)为一矩形钢板，它用来固定本拉力器的各个支座、各个平面蜗卷弹簧的外端。外壳(6)由簿钢板或塑料板制成，它使用时不受力，主要起封闭本拉力器的作用，它用镙钉固定在底板(30)上。这样本拉力器成为一个整体，通过底板(30)可以很方便地把本拉力器固定住。
本实用新型的使用方法举例如下本拉力器主要是为应用在多功能键身上作为阻力源而设计的。训练者也可以通过本拉力器提供的抓握手柄(
图1之13所示)直接进行训练。本拉力器在多功能健身器(图中未画出)上的应用是通过底板(30)将本拉力器固定在多功能健身器上的适当位置、通过两根钢丝绳(12、15)中的任一根与多功能健身器的操作部件连接来实现的。
本拉力器的平面蜗卷弹簧(7)的蜗旋阻力是10kg、平面蜗卷弹簧(10)的蜗旋阻力是80kg、平面蜗卷弹簧(16)的蜗旋阻力是40kg，平面蜗卷弹簧(19)的蜗旋阻力是20kg、轴定位平面蜗卷弹簧的蜗旋阻力是5kg。
如果训练者选择110kg的拉力进行训练，本拉力器在这次训练中的动作过程如下选择钢丝绳(15)与多功能键身器的操作部件连接。首先调整离合机构(27、25)的调节装置(26)使绕绳轮(14)与轴(2)接合，绕绳轮(11)与轴(2)分离；调整离合机构(32)使转轮(5)与轴(2)接合；调整离合机构(28)使转轮(9)与轴(2)分离；调整离合机构(24)使转轮(17)与轴(2)接合；调整离合机构(22)使转轮(20)与轴(2)分离(参见
图1所示的各个离合机构、转轮、绕绳轮所处的状态)。然后，当钢丝绳(15)被向上牵拉时，绕绳轮(14)按箭头(1)所示的方向右旋，这时轴(2)被带动右旋，同时，转轮(5)和转轮(17)被轴(2)带动共同右旋，使得轴定位平面蜗卷弹簧(4)、平面蜗卷弹簧(7)和平面蜗卷弹簧(16)同时被卷紧，产生55kg的蜗旋阻力。由于绕绳轮(14)的外径是转轮外径的一半，这样训练者在所牵拉的钢丝绳(15)上就得到了110kg的拉力。
其余的十五个拉力，通过上述过程和对各个离合机构的不同调整，同样可以得到。
权利要求1.一种应用在多功能楗身器上的蜗旋变力全程拉力器，是由离合机构控制调节的平面蜗卷弹簧组和用来输出蜗旋阻力的钢丝绳组成，其特征是在一底板(30，见
图1，下同)上，用两个轴承座(29、23)和两个滚动轴承(8，18)固定一根轴(2)，在该轴(2)上对称装有四个转轮(5、9、17、20)和两个绕绳轮(11、14)，这四个转轮和两个绕绳轮上分别装有单独的六个离合机构(32、28、24、22、27、25)，在上述的四个转轮的外围，分别盘绕有四个平面蜗卷弹簧(7、10、16、19)，这四个平面蜗卷弹簧的内端分别固定在各自对应的上述四个转轮的外缘上、外端分别固定在上述的一个底板(30)上，两根钢丝绳(12、15)的一端分别固定在上述的两个绕绳轮(11、14)的外缘上并绕四周后另一端分别引出外壳(6)外
2.根据权利要求1所述的拉力器，其特征是所述的平面蜗卷弹簧其数量大于或等于三个。
3.根据权利要求1、2所述的拉力器，其特征是所述的平面蜗卷弹簧是其自身的蜗旋阻力互不相等的平面蜗卷弹簧。
4.根据权利要求1所述的拉力器，其特征是所述的离合机构是机械插键式离合机构。
5.根据权利要权利1所述的拉力器，其特征是所述的钢丝绳可以是一根。
专利摘要本实用新型提供一种蜗旋变力全程拉力器，它是作为健身器的阻力源的器件，解决了现有的多功能健身器上作阻力源的生铁砝码重块和螺旋弹簧组等所造成的健身器的结构庞大，拉力的大小调节不便的问题。它采用四个独立的离合机构控制调节四个平面蜗卷弹簧进行不同的组合，由两根钢丝绳以直线运动的形式输出分别组合的十六个蜗旋阻力，实现方便快速调节拉力器拉力大小的目的。它主要是用来替代目前健身器械中的生铁砝码重块、螺旋弹簧组及橡胶绳带等。
文档编号A63B21/02GK2224637SQ9424762
公开日1996年4月17日 申请日期1994年12月9日 优先权日1994年12月9日
发明者张宏伟 申请人:张宏伟