一种柔性健身气弹簧及调压系统的制作方法

本发明涉及一种健身器械，尤其是涉及一种柔性健身气弹簧及调压系统。

背景技术：

气弹簧凭借其支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能成为工业配件领域广受欢迎配件。尤其是缸内填充介质为惰性气体的气弹簧应用更为广泛，避免了填充介质为油的不安全性，受环境温度影响较大。目前气弹簧因其良好的缓冲性能在健身器材领域的应用也是越来越多。例如，一种在中国专利文献上公开的“可进行推举锻炼的健身器材”，其公告号cn200520065389.4，它包括承重框架(1)，放置在承重框架(1)下方的支撑床(6)和设置在承重框架(1)上的举重用配重，其特征在于所述的举重用配重为一对吊挂在承重框架(1)的水平顶杆(2)上的气弹簧(3)，气弹簧(3)的另一端连接在置于承重框架(1)两侧杆的滑槽(10)中的推杆(9)上，在所述的支撑床(6)上远离承重框架(1)的一端设置一脚蹬挡板(7)。一种在中国专利文献上公开的“一种新型多功能健身器材”，其公告号cn201820729207.6，包括底座(1)和立柱(2)，其特征在于:所述底座(1)中央部位设有固定板(3)，所述固定板(3)顶部设有螺孔(4)，所述螺孔(4)内通过螺栓与气弹簧(5)的一端固定，所述气弹簧(5)的另一端通过螺栓与立板(6)的底部连接，所述立板(6)的中央部位设有滑轮a(7)，所述立柱(2)的顶部设有滑轮组(8)，所述滑轮组(8)通过钢丝绳(9)与所述滑轮a(7)连接，所述钢丝绳(9)的末端通过设立在所述立柱(2)侧部的滑轮b(11)伸出，在所述立柱(2)的顶端所述滑轮组(8)的上方设有传感器。

其不足之处在于，所述气弹簧为单缸气弹簧，且气缸内的充气量固定不变，仅仅起到缓冲作用。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术的气缸内的充气量固定不变的问题，提供一种柔性健身气弹簧及调压系统，该结构具有内外两层双缸结构，具备更好的缓冲效果，气内的压强实时监测并实时可调，使气缸内的压力值始终稳定在一个设定值范围内。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种柔性健身气弹簧，包括，活塞杆总成和双缸气缸总成，所述双缸气缸总成包括内缸、外缸、上端压盖、上端盖和下端盖，所述内缸位于所述外缸内，所述上端盖和所述下端盖分别可拆卸连接于内缸和外缸的上端和下端，上端盖上侧设有凹槽，所述上端压盖可拆卸连接于所述凹槽内；所述活塞杆总成包括活塞杆和活塞，所述活塞可拆卸连接于所述活塞杆的内端，活塞滑动连接于内缸内侧，活塞将内缸分隔为内缸上腔和内缸下腔，活塞杆贯穿上端盖和上端压盖，并与上端盖和上端压盖滑动连接，活塞杆与内缸同轴；上端盖设有换气孔和连通孔，所述换气孔一端连接外缸上端，另一端固定连接有快换接头安装孔，所述快换接头安装孔内装有快换接头，所述连通孔的一端为设于内缸上腔顶部的气缝，另一端连通外缸顶部，所述气缝位于活塞杆和上端盖之间；下端盖设有大气孔，所述大气孔一端为所述内缸下腔的下端，另一端固定连接有速度控制阀安装孔，所述速度控制阀安装孔内装有速度控制阀。

气弹簧的内缸和外缸均用来储气，惰性气体通过快换接头，依次经快换接头安装孔和换气孔进入外缸，再通过连通孔和气缝进入内缸上腔，即可实现内缸与外缸的储气，内缸下腔经大气孔和速度控制阀安装孔连通大气，可以通过速度控制阀来调整内缸下腔与大气中空气流动的速度。上端压盖、上端盖和下端盖均用来密封内缸与外缸中的气体。

气弹簧活塞杆被拉出时活塞向上滑动，将内缸上腔空气压缩至外缸，外缸储气，能够起到稳定系统压力的作用，同时不需要额外连通一个储气罐，节省空间，节约运营成本。

外缸作为储气缸与外部控制气路连接，压力可调，所以活塞杆被拉出时必须克服气压作用在活塞上表面的压力；活塞压回时，内缸上腔压力大于内缸下腔大气压力时，气压推动活塞向下运动，气弹簧展现自回复特性，其回复速度的快慢取决于速度控制阀的大气流通速度，流通速度大回复快，反之回复慢。

作为优选，活塞杆与活塞上表面连接处设有卡台，活塞杆与活塞内端连接面上设有一个卡槽，靠近活塞上下表面位置分别设有装配间隙槽，活塞杆下端设有螺纹，螺纹上配合连接有螺母。

卡槽对活塞起到一个准确的定位作用，卡台能够阻挡活塞在运动过程中与活塞杆发生相对滑动，装配间隙槽有利于安装过程中活塞与活塞杆之间连接关系的调整，都是为了使活塞与活塞杆相互之间的连接固定效果更好。

作为优选，气缝与连通孔、换气孔和连通孔、连通孔和快换接头安装孔之间均相互垂直；大气孔自身也设置为90°垂直的通孔。

所述气缝、连通孔及换气孔之间相互垂直，同样大气孔也设为垂直，这样既能保证气体流通，同时气体排出与充入的时候有一个缓冲流动的过程，直角处对气流方向起到改变方向的作用，这样气流导向比较均匀，不会出现突然爆发，气流过大的情况，增加了气弹簧的使用稳定性。

作为优选，上端盖和下端盖与内缸和外缸内侧之间接触壁上分别设有两个o型密封圈。

作为优选，活塞杆和上端压盖之间从上到下依次连接有防尘垫（2）、往复运动轴承（4）、缓冲套及单向活塞封；活塞与内缸内壁之间从上到下依次设有单向活塞封、导向带及o型密封圈。

活塞杆与上端压盖之间是滑动连接，往复运动轴承为活塞杆的运动提供支撑作用，同时减小滑动摩擦力；防尘垫防止外面的灰尘进入缸内，缓冲套起到缓冲作用，减小摩擦；单向活塞封起到密封作用，防止内部的气体外泄，影响气弹簧的使用效果。

导向带能够起到导向的作用，防止内缸壁与活塞磨损，极耐磨，降低摩擦，耐热性能好；单向活塞封和o型密封圈具备良好的密封效果，能够将内缸上腔与内缸下腔之间隔开，保证气弹簧的使用效果，及使用后气弹簧的回复。

作为优选，下端盖位于内缸的内侧设有与活塞杆上的所述螺母相配合的螺母凹槽。

为了将活塞稳定的固定在活塞杆上，需要在活塞杆长于活塞的部分设置螺纹，且装有与螺纹相配合的垫圈及螺母；当气弹簧回复后，活塞运动到最底端时，防止活塞杆伸长部分损坏内缸内壁，所以需要预设螺母凹槽。

作为优选，所述快换接头位于上端盖的侧面；所述速度控制阀位于下端盖（29）的与快换接头相对应的同一侧面。

位于侧面，能与其他控制系统相适应，充分利用各向空间，节省长度方向空间，位于同一侧面，便于监管内缸上腔与内缸下腔的气流情况，方便控制，及时调整。

一种柔性健身气弹簧的调压系统，包括：数字控制系统和换气控制系统，所述数字控制系统包括压力传感器和控制器，所述控制器固定连接于所述压力传感器上，压力传感器上分别设有数显压力开关和内螺纹快换直接头，所述内螺纹快换直接头可拆卸连接于t型管一端；所述换气控制系统包括三位五通电磁阀、高压充气泵，控制器同时与所述高压充气泵和三位五通电磁阀连接，所述三位五通电磁阀上设有电磁阀进气口，所述电磁阀进气口可拆卸连接于t型管另一端，t型管第三端可拆卸连接于快换接头上，除了与控制器连接的线为电线外，其余的连接均为气管。

控制器通过压力传感器获取到气弹簧缸内的气体压力值，控制高压充气泵的充气与断气，控制三位五通电磁阀的通气与放气，达到气缸内压力的调整，t型管起到通气与固定连接的作用。其意义在于，能够实时检测并控制，使得气弹簧的压力值能够稳定在一个值，同时也能根据使用者的需求来调整并设定不同的设定值，使气弹簧的使用灵活性更高。消除了在抓举或者卧推锻炼过程，有重量器械在运动过程中的惯性作用所带来的冲击作用，具有较好的缓冲作用，对健身训练者尤其是肌肉损伤的部位有较好的保护作用

作为优选，换气控制系统还包括空气过滤器，所述空气过滤器上设有两个快换直接头，一个所述快换直接头与高压充气泵连接，另一个快换直接头与三位五通电磁阀连接，三位五通电磁阀上设有消音器。

空气过滤器能够去除空气中的水分，并使气体保持干燥，把高压充气泵输送出来的空气进行干燥处理，以保证到达气弹簧内的空气的干燥程度，更好的保护了各元器件与设备，防止设备内生锈，提高了元器件与设备的使用寿命，保证气弹簧的使用效果；三位五通电磁阀是通过气路控制断开与否，在切换过程中会产生较大的声音，而且会频繁的切换，消音器能够降低三位五通电磁阀通气断气切换时所产生的噪音。

作为优选，控制器上设有芯片、内部电路、显示屏及数字按键，所述内部电路连通控制器内部的芯片、显示屏及数字按键。

数字按键用于输入我们预先的设定值，显示屏上左边显示设定值，右边显示从压力传感器上获取的缸内实时压力值，芯片用于存储数据，并且将实时压力值与设定值进行比较，当实时压力值小于设定值时，芯片发出指令让高压充气泵充气，同时打开三位五通电磁阀的通气阀，对罐内充气，当实时压力值与设定值相等时，让高压充气泵停止充气并关闭三位五通电磁阀的通气阀；当实时压力值大于设定值时，芯片发出指令打开三位五通电磁阀的放气阀，当实时压力值与设定值相等时，关闭三位五通电磁阀的放气阀，内部电路则负责各指令传送。能够实现实时监测，及时调整。

因此，本发明具有如下有益效果：

（1）能够起到稳定系统压力的作用，同时不需要额外连通一个储气罐，节省空间，节约运营成本；

（2）能够实时检测并控制，使得气弹簧的压力值能够稳定在一个值，同时也能根据使用者的需求来调整并设定不同的设定值，使气弹簧的使用灵活性更高；

（3）消除了在抓举或者卧推锻炼过程，有重量器械在运动过程中的惯性作用所带来的冲击作用，具有较好的缓冲作用，对健身训练者尤其是肌肉损伤的部位有较好的保护作用。

附图说明

图1是本发明的气缸结构示意图。

图2是本发明气弹簧调压系统的连接示意图。

图中：1、活塞杆1.2、活塞2、防尘垫3、上端压盖4、往复运动轴承5、缓冲套6、单向活塞封7、上端盖8、o型密封圈9、气缝10、连通孔11、换气孔12、快换接头安装孔13、快换接头14、速度控制阀15、大气孔16、速度控制阀安装孔17、拉杆18、薄螺母19、弹性垫圈20、螺母凹槽21、螺母22、导向带23、卡台24、装配间隙槽25、卡槽26、外缸27、内缸上腔28、内缸下腔29、下端盖30、螺钉31、高压充气泵32、空气过滤器33、快换直接头34、三位五通电磁阀35、消音器36、t型管37、第三接头38、压力传感器38.1、数显压力开关38.2、内螺纹快换直接头39、控制器39.1、显示屏39.2、数字按键40、气管41、电线。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例

如图1、图2所示的实施例中，一种高强度的减震器安装结构，一种柔性健身气弹簧，包括，活塞杆总成和双缸气缸总成，所述双缸气缸总成包括内缸、外缸26、上端压盖3、上端盖7和下端盖29，所述内缸位于所述外缸内，所述上端盖和所述下端盖分别可拆卸连接于内缸和外缸26的上端和下端，上端盖7上侧设有凹槽，所述上端压盖3可拆卸连接于所述凹槽内；所述活塞杆总成包括活塞杆1和活塞1.2，所述活塞1.2可拆卸连接于所述活塞杆1的内端，活塞1.2滑动连接于内缸内侧，活塞1.2将内缸分隔为内缸上腔27和内缸下腔28，活塞杆1贯穿上端盖7和上端压盖3，并与上端盖7和上端压3盖滑动连接，活塞杆1与内缸同轴，活塞杆1与活塞1.2上表面连接处设有卡台23，活塞杆1与活塞1.2内端连接面上设有一个卡槽25，靠近活塞上下表面位置分别设有装配间隙槽24，活塞杆下端设有螺纹，螺纹上配合连接有螺母21。活塞杆1和上端压盖3之间从上到下依次连接有防尘垫2、往复运动轴承4、缓冲套5及单向活塞封6。活塞1.2与内缸内壁之间从上到下依次设有单向活塞封6、导向带22及o型密封圈8。

上端盖7设有换气孔11和连通孔10，所述换气孔11一端连接外缸26上端，另一端固定连接有快换接头安装孔12，所述快换接头安装孔12内装有快换接头13，所述连通孔10的一端为设于内缸上腔顶部的气缝9，另一端连通外缸26顶部，所述气缝9位于活塞杆1和上端盖7之间；下端盖29设有大气孔15，所述大气孔15一端为所述内缸下腔的下端，另一端固定连接有速度控制阀安装孔16，所述速度控制阀安装孔16内装有速度控制阀14。所述气缝9与连通孔10、换气孔11和连通孔10、连通孔10和快换接头安装孔12之间均相互垂直；大气孔15自身也设置为90°垂直的通孔。上端盖7和下端盖29与内缸和外缸26内侧之间接触壁上分别设有两个o型密封圈8。下端盖29位于内缸的内侧设有与活塞杆1上的所述螺母21相配合的螺母凹槽20。所述快换接头13位于上端盖7的侧面；所述速度控制阀14位于下端盖29的与快换接头13相对应的同一侧面。

一种柔性健身气弹簧的调压系统，包括：数字控制系统和换气控制系统，所述数字控制系统包括压力传感器38和控制器39，所述控制器上设有芯片、内部电路、显示屏39.1及数字按键39.2，所述内部电路连通控制器内部的芯片、显示屏及数字按键。

所述控制器39固定连接于所述压力传感器38上，压力传感器38上分别设有数显压力开关38.1和内螺纹快换直接头38.2，所述内螺纹快换直接头38.2可拆卸连接于t型管36一端；所述换气控制系统包括三位五通电磁阀34、高压充气泵31，控制器39同时与所述高压充气泵31和三位五通电磁阀34连接，所述三位五通电磁阀34上设有电磁阀进气口，所述电磁阀进气口可拆卸连接于t型管36另一端，t型管第三端37可拆卸连接于快换接头上13，除了与控制器39连接的线为电线41外，其余的连接均为气管40。换气控制系统还包括空气过滤器32，所述空气过滤器32上设有两个快换直接头33，一个所述快换直接头33与高压充气泵31连接，另一个快换直接头33与三位五通电磁阀34连接，三位五通电磁阀34上设有消音器35。

上述实施例的具体工作原理：

拉伸气拉簧的时候，活塞杆被拉出时带动活塞上移，将内缸上腔气体压缩，内缸上腔气体经气缝和连通孔到达外缸，外缸作为储气缸与外部控制气路连接，所以作用在气弹簧上的力必须克服气压作用在活塞上表面的压力做功，来达到锻炼健身的目的，而内缸下腔始终通过大气孔、速度控制阀安装孔及速度控制阀与外接大气连通，保持活塞下表面为大气压力。

气弹簧回复的时候，活塞杆不受外力作用下，活塞压回带动活塞杆向下运动，此时内缸上腔压力大于大气压力，即活塞上表面的气压压力大于下表面的压力，活塞上下表面产生的压力差促使活塞向下运动，气拉簧便具有自回复特性，这里气弹簧的回复速度取决于速度控制阀内空气流通的速度，空气流通速度快，气弹簧回复快，空气流通速度慢，气弹簧回复慢。

当需要实时监测并调整气弹簧内部气压的时候，控制器通过压力传感器获取到气弹簧缸内的气体压力值，控制高压充气泵的充气与断气，控制三位五通电磁阀的通气与放气，达到气缸内压力的调整，数字按键输入我们预先的设定值，显示屏上左边显示设定值，右边显示从压力传感器上获取的缸内实时压力值，芯片存储下传感器数据，并且将实时压力值与设定值进行比较，再发出相关指令。

当实时压力值小于设定值时，芯片发出指令让高压充气泵充气，同时打开三位五通电磁阀的通气阀，气流从高压充气泵经气管到达空气过滤器，再依次流经五位三通电磁阀、t型管、快换接头及快换接头安装孔到达外缸，完成充气，其中相互之间的连通采用气管连接。

当实时压力值与设定值相等时，让高压充气泵停止充气并关闭三位五通电磁阀的通气阀

当实时压力值大于设定值时，芯片发出指令打开三位五通电磁阀的放气阀，气弹簧缸内的气体依次经过、快换接头安装孔、快换接头及t型管，最后到达三位五通电磁阀，气体从出气口放出，完成放气。

控制器对高压充气泵和三位五通电磁阀和压力传感器的控制通过控制器的内部电路和外部连接电路来实现。