專利名稱：一種電子啞鈴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種健身器材，尤其涉及一種可以由內(nèi)部的偏心可變速直流電動機(jī)產(chǎn)生劇烈振動的電池控制的器件，其中電動機(jī)由手操作的壓敏開關(guān)來控制。
除了基本的產(chǎn)生強烈振動的特點外，啞鈴還具有一些其它特征。啞鈴具有外部電極和內(nèi)部電路，可產(chǎn)生很窄的電脈沖以強化肌肉。對于厭倦了僅僅作鍛煉的人來說，啞鈴還具有一內(nèi)置音響系統(tǒng)，可以通過安裝在啞鈴體內(nèi)的小揚聲器產(chǎn)生音樂或指令。還設(shè)有一些小型的發(fā)光二極管，其可以閃爍從而轉(zhuǎn)移注意力。對于那些想利用磁場來改善血液循環(huán)的人來說，圓柱形殼體的一個端部為凹形，并被一嵌入的永久磁鐵所包圍。
啞鈴使得使用者可以在家中不被人看到的地方進(jìn)行鍛煉，并且不被不期而遇的旁觀者打擾。啞鈴的重量較輕，易于被任何一只手使用，或是被兩只手同時使用，或者通過轉(zhuǎn)換啞鈴上的一個功能開關(guān)，可以在不用手的模式下使用，而無須把手上的壓力促動開關(guān)。在把手上設(shè)置了兩對壓力促動開關(guān)當(dāng)使用者試圖拉開啞鈴時，每一把手內(nèi)側(cè)的一對開關(guān)可以刺激手部和臂部的肌肉；當(dāng)使用者試圖將啞鈴壓在一起時，每一把手外部的另一對開關(guān)可以鍛煉臂部和肩部的肌肉。在不用手的模式中，壓力促動開關(guān)不使用，啞鈴可以用作頸和背的振動器，或者用來刺激腿和腳。
傳統(tǒng)啞鈴的使用者依靠啞鈴的重量來鍛煉肌肉。在本發(fā)明中，啞鈴的重量較輕，由于身體肌肉的刺激和強化取決于啞鈴殼體內(nèi)偏心設(shè)置的直流電動機(jī)的可變離心力產(chǎn)生的振動，因此啞鈴的重量不是主要因素。
根據(jù)牛頓第二運動定律，作用在直線運動的物體上的力的值等于物體質(zhì)量乘以其加速度，即F＝M·A。如果物體作旋轉(zhuǎn)運動，此公式變?yōu)镕＝M·V2/r，其中V代表旋轉(zhuǎn)速度而r代表旋轉(zhuǎn)半徑。在本發(fā)明的啞鈴中，直流電動機(jī)偏心地安裝，使得其繞中心軸旋轉(zhuǎn)。電動機(jī)具有固定的質(zhì)量，同時和中心軸的距離為一固定的半徑。因此，由旋轉(zhuǎn)電動機(jī)產(chǎn)生的離心力和旋轉(zhuǎn)速度的平方成正比例關(guān)系。改變直流電壓可以改變直流電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，因此增加電壓使得旋轉(zhuǎn)速度提高到二倍的話，作用力就提高到四倍。啞鈴把手上的壓力促動開關(guān)可以改變電動機(jī)的直流電壓使用者將壓力促動開關(guān)壓得越緊，提供給電動機(jī)的電壓就越大。通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整啞鈴以及仔細(xì)地調(diào)節(jié)電動機(jī)速度，啞鈴的振動可以符合肥胖身軀的固有諧振頻率，從而幫助減肥。


在附圖中介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中圖1是顯示了本發(fā)明的啞鈴的透視圖；圖2顯示了繞U形把手轉(zhuǎn)動到其垂直角度的啞鈴；圖3是顯示了啞鈴內(nèi)部的剖視圖；圖4是啞鈴電路的電路圖。
U形把手12通過兩個螺釘與主體10相連，螺釘位于管狀主體的端部20附近的直徑上，并從主體上伸出且穿過把手12上的被加強的薄的部分24，在此處螺釘通過大的輪狀螺母26固定在把手上。如果需要，這些螺母26可以松開，主體可以轉(zhuǎn)動，使得管狀主體的中心軸垂直于把手12的平面，如圖2所示。
U形把手12也是管狀的，其中包括提供能量給直流電動機(jī)使啞鈴發(fā)生強烈振動的電池。在每一把手12的外部用于手握住的位置處設(shè)有用于控制直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速的壓力促動開關(guān)28。如下文所述，如果這些開關(guān)上沒有壓力，則電動機(jī)上沒有電壓，電壓隨著壓力的提高而提高。而且還設(shè)有一個功能開關(guān)，當(dāng)其閉合時無須施加壓力給壓力促動開關(guān)就可以提供全部電壓給電動機(jī)。
圖3是啞鈴的剖視圖，顯示了管狀主體10和U形把手12的內(nèi)部的詳細(xì)情況。啞鈴從直流電動機(jī)30的旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生強烈的振動，電動機(jī)通過齒輪32減速地連接到固定中心軸36上的大齒輪34上。齒輪32及其旋轉(zhuǎn)軸位于包圍電動機(jī)30的殼體38內(nèi)的軸承上，殼體38繞固定的中心軸36旋轉(zhuǎn)。因此，電動機(jī)30的旋轉(zhuǎn)使得帶有電動機(jī)30和齒輪32的殼體38繞固定軸36旋轉(zhuǎn)，使得主體10產(chǎn)生了強烈的偏心振動。
固定軸36剛性地連接在主體10的凹端部16和相對的平端部20之間，并具有允許殼體38轉(zhuǎn)動的軸承40。電動機(jī)30通過連接在軸36上以及連接電絕緣環(huán)42上的電刷賦于電能，電絕緣環(huán)42和軸36同心地連接在一起，它們都和電壓源相連。
主體10中的旋轉(zhuǎn)殼體38可以繞軸36旋轉(zhuǎn)，其最大轉(zhuǎn)速約為800rpm。在最大轉(zhuǎn)速時電動機(jī)和齒輪產(chǎn)生的噪音非常大。因此，殼體38應(yīng)用隔音罩44進(jìn)行隔音，隔音罩44可以和主體10的內(nèi)壁接觸，但必須為殼體38的旋轉(zhuǎn)提供足夠的空間。隔音罩44和主體的上內(nèi)壁之間的空間可以用來安裝幾個彩色的發(fā)光二極管燈18，當(dāng)帶電時其可以閃爍。這個空間還可以用來安裝永久磁鐵環(huán)或?qū)嵭拇怒h(huán)64，其圍繞在凹端部16的平邊緣14的下方。如上所述，彩色燈18并沒有具體功能，只是用來增加啞鈴的吸引力。磁環(huán)46用于那些想利用磁場來改善和啞鈴凹端部16相貼合的身體部位的血液循環(huán)的人。
在隔音罩44和主體10的內(nèi)底端部20之間的空間中足以安裝幾個功能開關(guān)及電路，例如電極22的脈沖發(fā)生器，以及揚聲器及其音頻電路。
U形把手12是管狀的，其每一側(cè)臂的內(nèi)部都有安裝充電電池48的空間。將電池充電器的插頭插入把手上的插孔50，就可以根據(jù)需要對充電電池進(jìn)行充電。把手12每一側(cè)的外表面上使用者握住啞鈴的位置覆蓋了壓敏開關(guān)28。這兩個開關(guān)是相同的，每一個均包括一導(dǎo)電外層52和導(dǎo)電內(nèi)層54，在兩層之間設(shè)置了軟且疏松的高電阻心部56，其電阻隨著被壓迫而減小。外層52最好涂有塑料涂層，以防止含有鹽分的汗液滲到電阻心部56中。因此，如果在層52和54之間沒有壓力，層間的電阻就形成一個開路。當(dāng)壓力提高時，層間的電阻快速地降低到零，這樣便提高了電動機(jī)30的電壓，并提高了其旋轉(zhuǎn)速度。從把手12到連接器60延伸了六根導(dǎo)線58，可將電池的正負(fù)極以及兩個壓敏開關(guān)28的內(nèi)、外端導(dǎo)電層連接到主體10上。
圖4是啞鈴的電路圖。主體10的多心電纜和導(dǎo)線連接器62相連，而導(dǎo)線連接器62又和電池48的連接器60以及U形把手12的兩個壓敏開關(guān)28相連。導(dǎo)線延伸到安裝在主體平端部20上的幾個功能開關(guān)上。這些開關(guān)包括可以雙極雙擲開關(guān)64，其可以使電動機(jī)的電壓反向，從而改變電動機(jī)的方向；雙極雙擲開關(guān)66，其可以改變兩個壓敏開關(guān)的操作，使壓敏開關(guān)從串聯(lián)變換到并聯(lián)以用于單手操作的模式，或者從并聯(lián)變換回串聯(lián)以用于雙手操作的模式；單極單擲開關(guān)68，其可以使兩個壓敏開關(guān)短路，以用于不用手的操作模式；三個單極開關(guān)70，72，74，分別用于選擇或熄滅或閃爍燈18、導(dǎo)電標(biāo)簽22的脈沖發(fā)生器73、揚聲器76的聲音電路75。所有這些開關(guān)均安裝在主體10的平端部20上。
啞鈴的偏軸電動機(jī)產(chǎn)生強烈的離心振動，振動通過啞鈴的主體和把手傳送到關(guān)節(jié)和肌肉中。只握住把手可以振動手部的肌肉及關(guān)節(jié)。用雙手拉開或壓緊把手可以將振動傳到手臂和胸部，轉(zhuǎn)換雙極開關(guān)66可以允許一只手或兩只手來操作裝置，從而強化手臂下的肌肉。如果使用者不能施加足夠的壓力來促動壓力促動開關(guān)，開關(guān)66會處于“不用手”的位置，從而將兩個壓力促動開關(guān)短路。
閉合開關(guān)72使脈沖發(fā)生器73產(chǎn)生一系列60V、200毫秒的脈沖，以每秒約55個周期的頻率傳遞給導(dǎo)電金屬標(biāo)簽22。脈沖不屬于危險的電壓水平，但可以使站立在放在電路接地端上的導(dǎo)電練習(xí)墊上的人產(chǎn)生輕微的肌肉收縮。閉合開關(guān)74會接通聲音電路，從而從揚聲器76中發(fā)出已錄制好的練習(xí)音樂。
權(quán)利要求
1.一種健身用電子啞鈴，其包括具有第一端部和第二端部的管狀主體，所述第一端部具有凹形表面，所述第二端部具有基本上平的表面，并支撐了多個功能開關(guān)；位于所述管狀主體的軸線上的主軸，所述主軸連接在所述第一和第二端部之間；安裝在所述主體內(nèi)的直流電動機(jī)，所述電動機(jī)和所述主軸隔開并繞其旋轉(zhuǎn)，所述電動機(jī)繞所述軸的旋轉(zhuǎn)使所述啞鈴產(chǎn)生強烈的振動；U形的管狀把手，可容納所述直流電動機(jī)的電池，所述U形把手的每一臂的端部可樞軸轉(zhuǎn)動地連接在所述主體上；和位于所述把手的每一U形臂上的電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制元件，所述轉(zhuǎn)速控制元件連接在所述電池和所述電動機(jī)之間，并通過壓迫所述把手來促動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電子啞鈴，其特征在于，所述直流電動機(jī)和所述主軸具有齒輪，用于減低所述電動機(jī)繞所述軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述電子啞鈴，其特征在于，通過用第一電刷擦過安裝在所述軸上的電絕緣的導(dǎo)電環(huán)以得到電壓的第一極性，以及用第二電刷擦過所述軸以得到電壓的第二極性，可以讓所述直流電動機(jī)得到電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電子啞鈴，其特征在于，所述啞鈴還包括用于容納所述電動機(jī)和所述齒輪的殼體，所述殼體可以與所述電動機(jī)和所述齒輪一起繞所述軸旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電子啞鈴，其特征在于，所述啞鈴還包括位于所述主體內(nèi)的隔音罩，所述隔音罩不干涉所述殼體的旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述電子啞鈴，其特征在于，位于所述把手的每一U形臂上的所述電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制元件是一個電阻元件，其在不受壓力時具有無限大的電阻，而在受到最大壓力時電阻變化為零。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述電子啞鈴，其特征在于，位于每一U形臂上的所述電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制元件和所述主體連接，并通常是通過所述功能開關(guān)進(jìn)行串聯(lián)，以便于雙手操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述電子啞鈴，其特征在于，轉(zhuǎn)換所述功能開關(guān)中的第一個開關(guān)可以將所述電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制元件的操作從串聯(lián)改變成并聯(lián)，以便于單手操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述電子啞鈴，其特征在于，閉合所述功能開關(guān)中的第二個開關(guān)可以使所述每一臂上的所述速度控制元件短路，以便于不用手的操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述電子啞鈴，其特征在于，所述電子啞鈴還包括位于所述主體內(nèi)的一個小型的聲頻放大器和揚聲器，閉合與所述電池相連的所述功能開關(guān)，可以使所述擴(kuò)音器通電。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述電子啞鈴，其特征在于，所述電子啞鈴還包括與所述主體外表面上電絕緣的導(dǎo)電電極相連接的脈沖發(fā)生器，在閉合與所述電池相連接的功能開關(guān)時，所述脈沖發(fā)生器可以產(chǎn)生一系列非常窄的帶有不會造成傷害電壓的脈沖。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述電子啞鈴，其特征在于，所述電子啞鈴還包括多個分散在所述主體表面上的發(fā)光二極管，當(dāng)閉合與所述電池相連接的功能開關(guān)時，所述發(fā)光二極管會發(fā)出彩色光。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述電子啞鈴，其特征在于，所述電子啞鈴還包括位于所述主體內(nèi)的永久磁鐵環(huán)，其圍繞著所述主體的所述第一端部的凹表面。
全文摘要
一種包括管狀主體(10)及相連的U形把手(12)以便雙手使用的健身啞鈴。主體包括和固定中心軸(36)通過齒輪(32,34)相配合的直流電動機(jī)(30),其可以繞所述軸旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生強烈的振動。在把手中設(shè)有電池(48),通過手作用在壓力促動開關(guān)(28)上,可以使電動機(jī)速度從零變化到最大值。主體上的功能開關(guān)可以使電動機(jī)的轉(zhuǎn)向(64)反向,允許單手操作、雙手操作(66)或不用手的操作(68)。功能開關(guān)還可以通過內(nèi)置揚聲器(76)提供音樂(74),并產(chǎn)生令人興奮的脈沖(73)。
文檔編號A63B21/072GK1382066SQ00811353
公開日2002年11月27日 申請日期2000年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月9日
發(fā)明者余紹熾 申請人:余紹熾