專利名稱：震動(dòng)訓(xùn)練裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可增強(qiáng)肌肉力量以及神經(jīng)反應(yīng)的訓(xùn)練裝置，特別涉及一種震動(dòng)訓(xùn)
練裝置。
背景技術(shù)：
運(yùn)動(dòng)員需要強(qiáng)健的肌肉以便于在競(jìng)賽中達(dá)到迅捷的反應(yīng)，而爆發(fā)力是來(lái)自肌肉力量傳導(dǎo)以及肌肉收縮的速度，增加肌肉力量的方法在于增加肌肉纖維數(shù)量以及增加肌肉大小，而增強(qiáng)肌肉收縮速度方法，則在于訓(xùn)練神經(jīng)靈敏度以增強(qiáng)神經(jīng)支配肌肉收縮活動(dòng)的效率與速度；如圖1所示的現(xiàn)有訓(xùn)練裝置包括一框架連接有數(shù)個(gè)滑輪、以及一纜索一端連接重物而另一端穿過(guò)滑輪并由使用者所拉扯，使用者可拉動(dòng)該纜索以抬升重物借此鍛煉肌肉， 此類型的裝置只能運(yùn)動(dòng)肌肉而不能增進(jìn)使用者肌肉收縮反應(yīng)；圖2是另一現(xiàn)有的訓(xùn)練裝置近似于圖1所揭露的現(xiàn)有裝置，包括一震動(dòng)單元配合該纜索，借此當(dāng)使用者將重物向上拉動(dòng)，該震動(dòng)單元對(duì)纜索施予震動(dòng)力量，該震動(dòng)單元提供周期性震動(dòng)模式以刺激使用者肌肉收縮反應(yīng)，借此使用者得以使用更多身體的運(yùn)動(dòng)單位以對(duì)抗震動(dòng)。然而，現(xiàn)有訓(xùn)練裝置往往龐大，使得大部分的使用者無(wú)法居家擁有自己的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一種震動(dòng)訓(xùn)練裝置，其是一種使用馬達(dá)配合扭力輸出單元以及一減速單元的訓(xùn)練裝置，當(dāng)使用者操作訓(xùn)練裝置可產(chǎn)生抵抗力量，且該扭力輸出單元可改變不同抵抗模塊以訓(xùn)練使用者肌肉收縮反應(yīng)速度。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種震動(dòng)訓(xùn)練裝置包括一馬達(dá)、一感應(yīng)組件，該感應(yīng)組件與馬達(dá)連結(jié)且與一震動(dòng)控制單元電性連結(jié)，該震動(dòng)控制單元控制該馬達(dá)，該感應(yīng)組件可偵測(cè)馬達(dá)速度以及轉(zhuǎn)動(dòng)角度，該震動(dòng)控制單元具有一控制面板以及一控制器與其電性連結(jié)，借此該控制面板用以控制該馬達(dá)對(duì)于使用者肌肉同步產(chǎn)生震動(dòng)以及抵抗力；一扭力輸出單元連結(jié)于一馬達(dá)的輸出桿以傳輸?shù)挚沽τ谑褂谜?，該扭力輸出單元包括一減速單元以及一張力單元，該減速單元包括一第一減速輪連結(jié)于該馬達(dá)的輸出桿及一第二減速輪，一傳輸帶連接于該第一減速輪以及該第二減速輪之間，以將馬達(dá)從低輸出扭力高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成高輸出扭力低轉(zhuǎn)速，該第二減速輪連結(jié)于該張力單元，該張力單元包括一張力輪連結(jié)于該第二減速輪，一纜索連結(jié)于該張力輪，以及一握把連結(jié)于該纜索；一復(fù)位感應(yīng)器位于該張力輪鄰近處且電性連結(jié)于該控制器，該復(fù)位感應(yīng)器用以偵測(cè)該纜索位置以確定使用者完成一完整的訓(xùn)練循環(huán)且確認(rèn)該纜索以及握把回歸到一初始位置；一力量感應(yīng)器位于該握把以及纜索之間，該力量感應(yīng)器電性連結(jié)該震動(dòng)控制單元，該力量感應(yīng)器用以偵測(cè)使用者的輸入力量并且對(duì)震動(dòng)控制單元傳送一訊號(hào)，使該震動(dòng)控制單元獲得一回饋反應(yīng)以修正并控制該馬達(dá)；使用者可握持該握把且拉動(dòng)該纜索，以通過(guò)該張力單元以及該減速單元將一操作力量傳遞至馬達(dá)；該震動(dòng)控制單元根據(jù)輸入的指令以及力量感應(yīng)器偵測(cè)到馬達(dá)的狀態(tài)，借此控制該馬達(dá)同步地對(duì)使用者的肌肉往復(fù)地產(chǎn)生震動(dòng)以及抵抗力，且施加于使用者肌肉上的抵抗力量以及震動(dòng)的頻率和周期可獨(dú)立且分別調(diào)整。本發(fā)明的有益效果是，當(dāng)使用者操作訓(xùn)練裝置可產(chǎn)生抵抗力量，且該扭力輸出單元可改變不同抵抗模塊以訓(xùn)練使用者肌肉收縮反應(yīng)速度。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是第一現(xiàn)有訓(xùn)練裝置的使用示意圖。圖2是第二現(xiàn)有訓(xùn)練裝置的使用示意圖。圖3是本發(fā)明的震動(dòng)訓(xùn)練裝置的使用示意圖。圖4是本發(fā)明的訓(xùn)練裝置其主要部分的示意圖。圖5是本發(fā)明的訓(xùn)練裝置其復(fù)位感應(yīng)器偵測(cè)該纜索以及握把初始位置的示意圖。圖6是本發(fā)明的訓(xùn)練裝置的扭力以及時(shí)間的關(guān)系示意圖。圖7是本發(fā)明的訓(xùn)練裝置的第一減速輪、第二減速輪以及張力輪的尺寸關(guān)系示意圖。圖8是本發(fā)明的訓(xùn)練裝置的第二實(shí)施例示意圖。圖9是本發(fā)明的訓(xùn)練裝置的第三實(shí)施例示意圖。圖10是本發(fā)明的訓(xùn)練裝置的第三實(shí)施例使用示意圖。圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明1訓(xùn)練裝置10馬達(dá)11感應(yīng)單元20扭力輸出單元21減速單元211第一減速輪212第二減速輪213傳輸帶22張力單元220張力輪221纜索222握把223 曲柄231驅(qū)動(dòng)桿232循環(huán)履帶233 桿體234支撐板30震動(dòng)控制單元31控制器32控制面板4復(fù)位感應(yīng)器5力量感應(yīng)器
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是有關(guān)于一種震動(dòng)訓(xùn)練裝置，請(qǐng)參閱圖3至圖4所示，其包括一馬達(dá)10、一扭力輸出單元20以及一震動(dòng)控制單元30，該馬達(dá)包括一感應(yīng)組件11與其連結(jié)以偵測(cè)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度以及速度，該感應(yīng)組件11與震動(dòng)控制單元30電性連接，該震動(dòng)控制單元30具有一控制器31電性連接該感應(yīng)組件11以及該馬達(dá)10，該震動(dòng)控制單元30具有一控制面板 32用以控制該馬達(dá)10對(duì)使用者的肌肉同步產(chǎn)生震動(dòng)以及抵抗力量。該扭力輸出單元20連結(jié)于一馬達(dá)10的輸出桿(圖未標(biāo)號(hào))且包括一減速單元21 及一張力單元22，該減速單元21包括一第一減速輪211連結(jié)于該馬達(dá)10的輸出桿以及一第二減速輪212，一傳輸帶213連結(jié)于該第一及第二減速輪211、212之間，低扭力高轉(zhuǎn)速可被轉(zhuǎn)換為高扭力低轉(zhuǎn)速，該第二減速輪212連結(jié)于該張力單元22包括一張力輪220，一纜索 221連結(jié)于該張力輪220且一握把222連結(jié)于該纜索221，使用者可握持該握把222且拉動(dòng)該纜索221，以通過(guò)該張力單元22以及該減速單元21將一操作力量傳遞至馬達(dá)10，且該馬達(dá)10根據(jù)由該控制面板32所輸入的指令產(chǎn)生一力量施加于使用者。該震動(dòng)控制單元30根據(jù)輸入的指令以偵測(cè)到馬達(dá)10的狀態(tài)，借此控制該馬達(dá)10 同步地對(duì)使用者的肌肉往復(fù)地產(chǎn)生震動(dòng)以及抵抗力。一復(fù)位感應(yīng)器4位于該張力輪220鄰近處且電性連結(jié)于該控制器31，該復(fù)位感應(yīng)器4用以偵測(cè)該纜索221位置以確定使用者完成一完整的訓(xùn)練循環(huán)且確認(rèn)該纜索221以及握把222回歸到一初始位置。一力量感應(yīng)器5位于該握把222以及纜索221之間，該力量感應(yīng)器5電性連結(jié)該震動(dòng)控制單元30的該控制器31，該力量感應(yīng)器5用以偵測(cè)使用者的輸入力量并且對(duì)該震動(dòng)控制單元30的控制器31傳送一訊號(hào)，借此使該控制器31獲得一回饋反應(yīng)以修正并控制該馬達(dá)10并形成一封閉回路。借此，使用者可握持該握把且拉動(dòng)該纜索，以通過(guò)該張力單元以及該減速單元將一操作力量傳遞至馬達(dá)；本發(fā)明所使用的馬達(dá)10為永磁式無(wú)刷馬達(dá)，該馬達(dá)電機(jī)扭力包括下列特征馬達(dá)最大功率(maximum power,瓦特)/ 馬力(horse power, hp)；馬達(dá)最大扭力(maximum torque)；馬達(dá)轉(zhuǎn)子最大慣量(maximum inertial)；馬達(dá)最高速度(maximumspeed)；影響功率及慣量的馬達(dá)10設(shè)計(jì)參數(shù)為馬達(dá)外徑；影響最高速度的馬達(dá)10設(shè)計(jì)參數(shù)為磁極數(shù)；影響最大扭力的馬達(dá)10設(shè)計(jì)參數(shù)為硅剛片積厚。所有設(shè)計(jì)參數(shù)依據(jù)設(shè)計(jì)需求設(shè)定好時(shí)即被固定，所制造出來(lái)馬達(dá)最高轉(zhuǎn)速(Nmax) 為一個(gè)定值，馬達(dá)扭力常數(shù)(kt)也是固定值kt = CXVD/Nmax ；VD:馬達(dá)端電壓(V);C 常數(shù)=9. 55 ；Kt =馬達(dá)扭力常數(shù)單位(N-M) /A ；Tm = AXkt;Tm 馬達(dá)輸出扭力(Torque) (N-M)；A 馬達(dá)輸入電流(Current)(安培)。馬達(dá)輸出扭力與馬達(dá)輸入電流成正比關(guān)系，因此當(dāng)該馬達(dá)10的電流受到控制，該馬達(dá)10的輸出扭力即受到控制，使用者是可經(jīng)由操作該控制面板32輸入高電流而得到高輸出扭力。圖5所示為本發(fā)明的訓(xùn)練裝置1的扭力以及時(shí)間關(guān)系，其中張力輪220半徑為r3 ；位于馬達(dá)10輸出桿的減速比例為r2/rl ；第一減速輪211的半徑為rl ；
第二減速輪212的半徑為r2 ；使用者所施的拉力為F;使用者所施的拉力加諸于張力輪上所產(chǎn)生的扭力為T(mén)r ；Tr = FXr3 ；Fr = Tr/r2 = (FXr3)/r2 ；Tr加諸于第二減速輪212的力量為Fr ；該馬達(dá)10必須產(chǎn)生的扭力為T(mén)m借此平衡經(jīng)由減速單元21傳達(dá)至馬達(dá)10的扭力；Tm = FrXrl = (FXr3Xrl)/r2 ；Tm為使用者所設(shè)定的馬達(dá)輸出扭力的上限值；當(dāng)使用者尚未開(kāi)始于施力握把222時(shí)，該感應(yīng)組件11并未偵測(cè)到馬達(dá)10的任何動(dòng)作，故控制器并未施加電流于馬達(dá)10 ；當(dāng)使用者施加一操作力量且小于Tm時(shí)，該控制器31輸入一電流于馬達(dá)10以平衡該操作力量；當(dāng)操作力量所產(chǎn)生的扭力等于Tm時(shí)，由于該二力量處于平衡狀態(tài)而令使用者無(wú)法拉動(dòng)該纜索221 ；當(dāng)操作力量所產(chǎn)生的扭力大于Tm時(shí)，由于該控制器31操控馬達(dá)10所產(chǎn)生的扭力已小于使用者所施加的扭力，該纜索221以及該握把222被使用者拉離該張力單元22 ；該感應(yīng)組件11偵測(cè)該馬達(dá)10被帶動(dòng)的角度且該控制器31記憶該角度。當(dāng)操作力量所產(chǎn)生的扭力小于Tm時(shí)，由于該控制器31操控該馬達(dá)10所產(chǎn)生的扭力已大于使用者所施加的扭力，該纜索221以及該握把222被馬達(dá)10所拉動(dòng)朝向該張力單元22。因此，使用者的肌肉被來(lái)自馬達(dá)10的固定值Tm所運(yùn)動(dòng)刺激。該訓(xùn)練裝置包括一第二操作模式運(yùn)用該控制器31根據(jù)Tm設(shè)定該馬達(dá)10的輸出扭力，且進(jìn)一步設(shè)定該扭力為一個(gè)以周期性的變化的弦波狀扭力漣波；t 為一周期的時(shí)間(單位秒)f = Ι/t 為扭力漣波頻率(單位Hz)Δ Τ:為扭力漣波變化值當(dāng)t = 0時(shí)，馬達(dá)10產(chǎn)生的扭力Tm等于使用者所施的操作力量，故該纜索221呈現(xiàn)靜止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)t介于0與t/2時(shí)，馬達(dá)10產(chǎn)生的力量大于操作力量，且在t = t/4時(shí)，最大值為T(mén)m+Δ T，此時(shí)馬達(dá)10將拉回纜索221 ；當(dāng)t = V2時(shí)，馬達(dá)10產(chǎn)生的扭力Tm等于使用者所施的操作力量，故纜索又維持靜止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)t介于t/2與t時(shí)，馬達(dá)10產(chǎn)生的力量小于操作力量，且在t = 3t/4時(shí)，最小值為T(mén)m-ΔΤ，使用者將拉動(dòng)纜索221 ；調(diào)整適當(dāng)?shù)念l率f及Δ T如此周期性扭力漣波的變化對(duì)使用者而言達(dá)到震動(dòng)刺激效果，除了可訓(xùn)練肌肉力量之外亦可同時(shí)刺激使用者的神經(jīng)使其變得更靈敏，且該扭力漣波變化頻率及變化值皆可供使用者設(shè)定。
續(xù)請(qǐng)參閱圖7所示，其是本發(fā)明第二實(shí)施例，其中該張力單元22可替代為一曲柄 223，使用者可使用雙手或雙腳操作該曲柄223以驅(qū)動(dòng)該減速單元21 ；當(dāng)使用者的輸入力量大于馬達(dá)10所產(chǎn)生的力量時(shí)，該馬達(dá)被使用者朝反方向帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；當(dāng)使用者的輸入力量小于馬達(dá)10所產(chǎn)生的力量或使用者不施加力量于曲柄223時(shí)，該馬達(dá)10不產(chǎn)生扭力且該曲柄223呈靜止?fàn)顟B(tài)。續(xù)請(qǐng)參閱圖8、圖9所示，其是本發(fā)明該訓(xùn)練裝置1第三實(shí)施例，其中該張力單元 22可被一驅(qū)動(dòng)桿231所取代，該驅(qū)動(dòng)桿231連結(jié)于該第二減速輪212，一循環(huán)履帶232連接于該驅(qū)動(dòng)桿231以及另一桿體233之間，一支撐板234位于該循環(huán)履帶232表層下方，借此該訓(xùn)練裝置可被用于跑步機(jī)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。綜上所述，本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用實(shí)用性及成本效益上，完全符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需，且所揭示的結(jié)構(gòu)亦是具有前所未有的創(chuàng)新構(gòu)造，具有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性，符合有關(guān)發(fā)明專利要件的規(guī)定，故依法提起申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1.一種震動(dòng)訓(xùn)練裝置，其特征在于，包括一馬達(dá)、一感應(yīng)組件，該感應(yīng)組件與馬達(dá)連結(jié)且與一震動(dòng)控制單元電性連結(jié)，該震動(dòng)控制單元控制該馬達(dá)，該感應(yīng)組件可偵測(cè)馬達(dá)速度以及轉(zhuǎn)動(dòng)角度，該震動(dòng)控制單元具有一控制面板以及一控制器與其電性連結(jié)，借此該控制面板用以控制該馬達(dá)對(duì)于使用者肌肉同步產(chǎn)生震動(dòng)以及抵抗力；一扭力輸出單元連結(jié)于一馬達(dá)的輸出桿以傳輸?shù)挚沽τ谑褂谜?，該扭力輸出單元包括一減速單元以及一張力單元，該減速單元包括一第一減速輪連結(jié)于該馬達(dá)的輸出桿及一第二減速輪，一傳輸帶連接于該第一減速輪以及該第二減速輪之間，以將馬達(dá)從低輸出扭力高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成高輸出扭力低轉(zhuǎn)速，該第二減速輪連結(jié)于該張力單元，該張力單元包括一張力輪連結(jié)于該第二減速輪，一纜索連結(jié)于該張力輪，以及一握把連結(jié)于該纜索；一復(fù)位感應(yīng)器位于該張力輪鄰近處且電性連結(jié)于該控制器，該復(fù)位感應(yīng)器用以偵測(cè)該纜索位置以確定使用者完成一完整的訓(xùn)練循環(huán)且確認(rèn)該纜索以及握把是回歸到一初始位置；一力量感應(yīng)器位于該握把以及纜索之間，該力量感應(yīng)器電性連結(jié)該震動(dòng)控制單元，該力量感應(yīng)器用以偵測(cè)使用者的輸入力量并且對(duì)震動(dòng)控制單元傳送一訊號(hào)，使該震動(dòng)控制單元獲得一回饋反應(yīng)以修正并控制該馬達(dá)；借此，使用者可握持該握把且拉動(dòng)該纜索，以通過(guò)該張力單元以及該減速單元將一操作力量傳遞至馬達(dá)；該震動(dòng)控制單元根據(jù)輸入的指令以及力量感應(yīng)器偵測(cè)到馬達(dá)的狀態(tài)， 借此控制該馬達(dá)同步地對(duì)使用者的肌肉往復(fù)地產(chǎn)生震動(dòng)以及抵抗力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的震動(dòng)訓(xùn)練裝置，其特征在于，施加于使用者肌肉上的抵抗力量以及震動(dòng)的頻率和周期是可獨(dú)立且分別調(diào)整。
全文摘要
一種震動(dòng)訓(xùn)練裝置，其包括一馬達(dá)、一感應(yīng)組件，該感應(yīng)組件與馬達(dá)連結(jié)且與一震動(dòng)控制單元電性連結(jié)以偵測(cè)馬達(dá)速度以及轉(zhuǎn)動(dòng)角度，該震動(dòng)控制單元具有一控制器；一扭力輸出單元連結(jié)于一馬達(dá)的輸出桿以傳輸?shù)挚沽τ谑褂谜?；一?fù)位感應(yīng)器電性連結(jié)于該控制器用以偵測(cè)該纜索位置以確定使用者完成一完整的訓(xùn)練循環(huán)且確認(rèn)回歸到一初始位置；一力量感應(yīng)器電性連結(jié)該震動(dòng)控制單元，該力量感應(yīng)器用以偵測(cè)使用者的輸入力量并且對(duì)震動(dòng)控制單元傳送一訊號(hào)，使該震動(dòng)控制單元獲得一回饋反應(yīng)以修正并控制該馬達(dá)。本發(fā)明當(dāng)使用者操作訓(xùn)練裝置可產(chǎn)生抵抗力量，且該扭力輸出單元可改變不同抵抗模塊以訓(xùn)練使用者肌肉收縮反應(yīng)速度。
文檔編號(hào)A63B24/00GK102343140SQ201110027279
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月22日
發(fā)明者葉東龍 申請(qǐng)人:欣麟科技股份有限公司