本實用新型總體上涉及健身器材領(lǐng)域，具體而言涉及一種恒阻力氣動箱。
背景技術(shù)：
：隨著健康知識的普及和大眾生活水平的提高，人們越來越關(guān)注自身健康。健身作為一種保持健康的途徑日益受到大眾青睞?？棺栌?xùn)練是為了提高心肺功能、塑造體形或執(zhí)行專業(yè)體能訓(xùn)練所采用的一種常見健身訓(xùn)練。常規(guī)的抗阻訓(xùn)練器材一般通過更換或添加鈴片或選擇片來改變阻力。然而，這些器材的阻力會隨著訓(xùn)練者的運動而發(fā)生變化。例如，在做向心運動(此時肌肉收縮)時，阻力經(jīng)常會因為選擇片自身慣性的作用而變小。這種阻力變化在訓(xùn)練時是有害的，它不僅會影響訓(xùn)練效果，還可能對關(guān)節(jié)和結(jié)締組織造成沖擊傷害。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型的任務(wù)是提供一種恒阻力氣動箱，通過所述恒阻力氣動箱，可以在訓(xùn)練者運動期間保持阻力恒定，從而實現(xiàn)更好的訓(xùn)練效果并避免沖擊損害。根據(jù)本實用新型，前述任務(wù)通過一種恒阻力氣動箱來解決，該恒阻力氣動箱包括：氣缸，其包括活塞和活塞桿，其中所述氣缸被固定為使得其能夠在其長度方向所在的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動一定角度，并且所述活塞桿的一端與活塞連接，另一端與偏心輪連接；儲氣罐，其用于儲存壓縮氣體并且與氣缸連接以向氣缸供應(yīng)壓縮氣體；兩個導(dǎo)軌，其用于引導(dǎo)偏心輪；牽引繩，其用于將用戶的拉力傳遞到偏心輪上；以及偏心輪，其在背向氣缸的側(cè)被牽引繩纏繞并且所述偏心輪布置在兩個導(dǎo)軌之間，使得所述偏心輪能夠在牽引繩的拉動下在所述兩個導(dǎo)軌中滑動，其中活塞桿連接在偏心輪的非中心處，使得活塞桿在偏心輪的滑動過程中與牽引繩之間的角度不為零。在此應(yīng)當(dāng)指出，本實用新型中的“偏心輪”應(yīng)當(dāng)被理解為一種圓形構(gòu)件，其與活塞桿的連接點未處于偏心輪的中心處，因此所述偏心輪本身可以是普通圓形構(gòu)件，而不必一定具備偏心孔。根據(jù)本實用新型的恒阻力氣動箱至少具有如下優(yōu)點：(1)在訓(xùn)練者運動期間實現(xiàn)基本恒定的阻力，其基于發(fā)明人的如下獨特洞察，當(dāng)訓(xùn)練者執(zhí)行訓(xùn)練并拉動牽引繩使活塞桿正向運動時，所述牽引繩將帶動偏心輪轉(zhuǎn)動，隨著偏心輪的轉(zhuǎn)動，連接在偏心輪的非中心處的活塞桿不再保持平行于牽引繩，而是與牽引繩之間的角度逐漸變大而不為零，此時，主力、即氣缸阻力在牽引繩方向的分力、即輸出到牽引繩方向的阻力逐漸變小，與此同時，氣缸中的壓縮空氣隨著體積被壓縮而呈現(xiàn)越來越大的氣壓，故氣缸阻力會變大，因此氣缸阻力的增大與氣缸阻力在牽引繩方向上的分力的減小相互抵消(即氣缸阻力乘以活塞桿與牽引繩之間的夾角的余弦，其乘積基本恒定)，使得最終傳遞到牽引繩上的阻力、即恒阻力氣動箱的輸出阻力保持基本恒定，同理，反之當(dāng)活塞桿反向運動或向初始位置回復(fù)時(例如用戶做放松運動使?fàn)恳K回復(fù)時)，該角度逐漸變小，這時，由于氣缸阻力此時也在變小，因此輸出阻力仍然保持不變；(2)根據(jù)本實用新型的恒阻力氣動箱結(jié)構(gòu)簡單，而且補償精度較高，因為通過精確確定活塞桿與偏心輪的連接點同偏心輪中心之間的距離，可以精確地確定活塞桿在訓(xùn)練者運動過程中與牽引繩之間的角度變化曲線，從而精確確定分力因子(即活塞桿與牽引繩之間的夾角的余弦)的變化曲線，進而精確地補償氣缸阻力的變化，最終實現(xiàn)恒定的輸出阻力。在本實用新型的一個擴展方案中規(guī)定，在所述偏心輪的周界上設(shè)置有凹槽以供容納牽引繩。通過該擴展方案，可以基本防止?fàn)恳K從偏心輪中滑出，從而保證正常的傳動作用。在本實用新型的另一擴展方案中規(guī)定，該恒阻力氣動箱還包括一個或多個定滑輪，所述定滑輪被牽引繩穿過，其中通過所述定滑輪來改變牽引繩的牽引方向。通過該擴展方案，可以方便地改變牽引繩的牽引方向(例如以便牽引繩水平地從恒阻力氣動箱中引出，以供訓(xùn)練者拉動)，同時還可以將牽引繩保持得盡量貼近導(dǎo)軌。在本實用新型的一個優(yōu)選方案中規(guī)定，所述儲氣罐具有進排氣口以供添加和排出壓縮氣體，并且所述恒阻力氣動箱還包括氣泵，所述氣泵與進排氣口連通以用于向儲氣罐中添加壓縮氣體或排出壓縮氣體，其中通過添加和排出壓縮氣體來設(shè)置恒阻力氣動箱的輸出阻力。通過該優(yōu)選方案，可以精確地實現(xiàn)儲氣罐的充排氣體，從而實現(xiàn)對恒阻力氣動箱的輸出阻力的精確調(diào)節(jié)。例如，通過控制充排壓縮氣體的量，可以實現(xiàn)精確到0.1kg的輸出阻力調(diào)節(jié)。在本實用新型的另一優(yōu)選方案中規(guī)定，活塞桿通過可調(diào)連接部與偏心輪連接，其中所述可調(diào)連接部與偏心輪的中心的距離能夠根據(jù)壓縮氣體在活塞移動過程中的不同壓力變化曲線來調(diào)整。通過該優(yōu)選方案，可以調(diào)整活塞桿與偏心輪的連接點同偏心輪中心的距離，從而補償壓縮氣體的不同壓力變化曲線，即通過調(diào)整偏心輪的偏心程度來補償不同的氣體壓力曲線。這尤其是在壓縮氣體量的變化(如儲氣罐加氣或放氣以后)導(dǎo)致壓縮氣體壓力變化曲線變化時，或者在初始地校準(zhǔn)恒阻力氣動箱時是有利的。在本實用新型的又一優(yōu)選方案中規(guī)定，偏心輪具有擁有一定長度的凹槽，并且活塞桿的可調(diào)連接部以可滑動的方式布置在所述凹槽中，并且所述凹槽具有可伸縮的凸起部，使得在可調(diào)連接部能夠在所述凸起部伸出的情況下被固定在所述凹槽中的所期望的位置處。通過該優(yōu)選方案，可以容易地實現(xiàn)可調(diào)連接部在凹槽中的自由滑動和牢固固定，從而實現(xiàn)可調(diào)連接部與偏心輪的中心的距離的自由調(diào)整。在本實用新型的另一優(yōu)選方案中規(guī)定，所述可調(diào)連接部通過電機的驅(qū)動在凹槽中滑動，并且所述凸起部通過電機的驅(qū)動伸出和縮回。通過該優(yōu)選方案，不僅可以實現(xiàn)可調(diào)連接部與偏心輪中心的距離的自動化調(diào)整，而且由于是電機驅(qū)動，可以實現(xiàn)更加精確的調(diào)整，從而實現(xiàn)更精確的阻力補償。在本實用新型的一個擴展方案中規(guī)定，所述恒阻力氣動箱被布置為氣缸的長度方向所在的平面處于豎直平面，使得在沒有用戶的拉力作用時，偏心輪在活塞桿推力和自身重力的作用下處于其最低位置。通過該擴展方案，可以實現(xiàn)偏心輪的更容易的復(fù)位。在本實用新型的另一擴展方案中規(guī)定，所述偏心輪的周界上布置有防滑部，以防止?fàn)恳K打滑。通過該擴展方案，可以防止?fàn)恳K相對于偏心輪打滑。在本實用新型的又一擴展方案中規(guī)定，所述防滑部包括防滑橡膠邊緣、粗糙部和刻痕部。通過該擴展方案，可以多樣化地實現(xiàn)防滑目的。在本實用新型的一個優(yōu)選方案中規(guī)定，恒阻力氣動箱還包括：壓力傳感器，其被配置為測量恒阻力氣動箱的輸出阻力；以及中央控制器，其被配置為將所述輸出阻力與所設(shè)定的目標(biāo)輸出阻力相比較以確定是需要通過氣泵繼續(xù)添加壓縮氣體還是需要排出壓縮氣體。通過該優(yōu)選方案，可以精確地實現(xiàn)所期望的目標(biāo)輸出阻力，由此可以執(zhí)行精確的訓(xùn)練計劃。此外，還可以記錄所述輸出壓力，以學(xué)習(xí)用戶的運動模式。在本實用新型的另一優(yōu)選方案中規(guī)定，恒阻力氣動箱還包括用戶識別模塊，其被配置為識別用戶的身份并且在識別用戶身份以后根據(jù)用戶訓(xùn)練計劃控制恒阻力氣動箱的氣泵以設(shè)置恒阻力氣動箱的輸出阻力并且通過調(diào)節(jié)活塞桿的可調(diào)連接部在偏心輪的凹槽中的位置來使所述輸出阻力恒定。通過該優(yōu)選方案，可以根據(jù)不同用戶快速地設(shè)置適用于該用戶的輸出阻力，并且保證該阻力恒定。在本實用新型的一個擴展方案中規(guī)定，偏心輪包括與偏心輪中心相距不同距離的多個連接孔，其中活塞桿的連接部能夠插入并固定在所述連接孔中。附圖說明下面結(jié)合附圖參考具體實施例來進一步闡述本實用新型。圖1示出了根據(jù)本實用新型的恒阻力氣動箱的示意圖；圖2示出了根據(jù)本實用新型的恒阻力氣動箱的偏心輪上的用于調(diào)節(jié)活塞桿的連接位置的連接孔；以及圖3示出了根據(jù)本實用新型的恒阻力氣動箱的偏心輪上的用于調(diào)節(jié)活塞桿的連接位置的凹槽。具體實施方式應(yīng)當(dāng)指出，各附圖中的各組件可能為了圖解說明而被夸大地示出，而不一定是比例正確的。在各附圖中，給相同或功能相同的組件配備了相同的附圖標(biāo)記。圖1示出了根據(jù)本實用新型的恒阻力氣動箱100的示意圖。如圖1所示，恒阻力氣動箱100包括氣缸101。氣缸101包括活塞(未示出)和活塞桿104，其中所述氣缸100被固定為使得其能夠在其長度方向所在的平面內(nèi)(例如豎直平面)轉(zhuǎn)動一定角度(例如30°、45°或90°)。在圖1中，氣缸101被示為一端通過轉(zhuǎn)動軸固定在殼體上，使得其可以轉(zhuǎn)動。但是其它旋轉(zhuǎn)固定方式也是可設(shè)想的，例如氣缸在其中部以可轉(zhuǎn)動的方式被固定在殼體上?；钊麠U104的一端與活塞連接，另一端與偏心輪105連接。在圖1中活塞桿104通過連接部106與偏心輪105連接。恒阻力氣動箱100還包括儲氣罐103，其用于儲存壓縮氣體并且與氣缸101連接以向氣缸101供應(yīng)壓縮氣體。儲氣罐103優(yōu)選地具有進排氣口(未示出)以供添加和排出壓縮氣體，并且所述恒阻力氣動箱還可以包括氣泵(未示出)，所述氣泵與進排氣口連通以用于向儲氣罐中添加壓縮氣體或排出壓縮氣體，其中通過添加和排出壓縮氣體來設(shè)置恒阻力氣動箱的輸出阻力。恒阻力氣動箱100還包括兩個導(dǎo)軌107和108，其用于引導(dǎo)偏心輪105。恒阻力氣動箱100還包括牽引繩102，其用于將用戶的拉力傳遞到偏心輪105上。在本實用新型的范圍內(nèi)，牽引繩102應(yīng)當(dāng)廣義地理解，其可以包括各種形式的傳動條帶、例如尼龍繩、鏈條、金屬線等等。恒阻力氣動箱100還包括偏心輪105，其在背向氣缸101的側(cè)(例如下側(cè))被牽引繩102纏繞并且所述偏心輪105布置在兩個導(dǎo)軌107和108之間，使得所述偏心輪105能夠在牽引繩102的拉動下在所述兩個導(dǎo)軌107和108中滑動，其中活塞桿104連接在偏心輪105的非中心處，使得活塞桿104在偏心輪105的滑動過程中與牽引繩102之間的角度變大(正向運動)和變小(復(fù)位運動)。在圖1中，活塞桿104被示為連接在與偏心輪105的中心相距一小段距離之處，但是這僅僅是示例性的，但是在其它實施例中，活塞桿104也可以連接在與偏心輪105的中心相距更遠的距離之處。在所述偏心輪102的周界上優(yōu)選地設(shè)置有溝槽以供容納牽引繩102，以防止?fàn)恳K102從偏心輪105中脫出。偏心輪105優(yōu)選地還在周界上設(shè)置有防滑部、例如橡膠邊緣、粗糙部和刻痕部以防止?fàn)恳K102相對于偏心輪105打滑。偏心輪105可以具備用于調(diào)節(jié)連接部106的連接位置的裝置，例如多個連接孔(參見圖2)或者凹槽(參見圖3)。通過調(diào)節(jié)連接部106的連接位置，可以調(diào)整偏心輪的偏心度，從而調(diào)整偏心輪105對氣缸101的壓力的補償曲線，從而實現(xiàn)對不同氣缸壓力曲線的補償能力。在此應(yīng)當(dāng)指出，本實用新型中的“偏心輪”應(yīng)當(dāng)被理解為一種圓形構(gòu)件，其與活塞桿的連接點未處于偏心輪的中心處，因此所述偏心輪本身可以是普通圓形構(gòu)件，而不必一定具備偏心孔。恒阻力氣動箱100可選地包括定滑輪109，所述定滑輪109被牽引繩102穿過，其中通過所述定滑輪來改變牽引繩102的牽引方向，例如以便牽引繩水平地從恒阻力氣動箱中引出，以供訓(xùn)練者拉動，同時還可以將牽引繩102保持得盡量貼近導(dǎo)軌107或108。此外，定滑輪109還可以將牽引繩102上的阻力傳遞到定滑輪109上的兩段繩索上，以形成阻力的均勻劃分。根據(jù)本實用新型的恒阻力氣動箱100至少具有如下優(yōu)點：(1)在訓(xùn)練者運動期間實現(xiàn)基本恒定的阻力，其基于發(fā)明人的如下獨特洞察，當(dāng)訓(xùn)練者執(zhí)行訓(xùn)練并拉動牽引繩102時，所述牽引繩102將帶動偏心輪105轉(zhuǎn)動，隨著偏心輪105的轉(zhuǎn)動，連接在偏心輪105的非中心處的活塞桿不再保持平行于牽引繩102，而是與牽引繩102之間的角度逐漸變大，此時，主力、即氣缸阻力在牽引繩102方向的分力、即輸出到牽引繩102方向的阻力逐漸變小，與此同時，氣缸101中的壓縮空氣隨著體積被壓縮而呈現(xiàn)越來越大的氣壓，故氣缸阻力會變大，因此氣缸阻力的增大與氣缸阻力在牽引繩102方向上的分力的減小相互抵消(即氣缸阻力乘以活塞桿104與牽引繩102之間的夾角的余弦，其乘積基本恒定)，使得最終傳遞到牽引繩102上的阻力、即恒阻力氣動箱的輸出阻力保持基本恒定；(2)根據(jù)本實用新型的恒阻力氣動箱100結(jié)構(gòu)簡單，而且補償精度較高，因為通過精確確定活塞桿104與偏心輪105的連接點同偏心輪105中心之間的距離，可以精確地確定活塞桿104在訓(xùn)練者運動過程中與牽引繩102之間的角度變化曲線，從而精確確定分力因子(即活塞桿104與牽引繩102之間的夾角的余弦)的變化曲線，進而精確地補償氣缸阻力的變化，最終實現(xiàn)恒定的輸出阻力。圖2示出了根據(jù)本實用新型的恒阻力氣動箱100的偏心輪105上的用于調(diào)節(jié)活塞桿104的連接位置的連接孔201。如圖2所示，在偏心輪105上布置有與偏心輪的中心相距不同距離的多個連接孔201?；钊麠U104的連接部106能夠插入并固定在所述連接孔201中。應(yīng)當(dāng)指出，盡管在本實施例中，所述連接孔201被示為圓形的，但是在其它實施例中，連接孔201也可以具有其它形狀，如方形或矩形形狀。通過將活塞桿104的連接部106連接在不同的連接孔201中，可以實現(xiàn)對氣缸101的阻力的不同補償曲線，也就是說，通過將活塞桿104的連接部106連接在不同的連接孔201中，在運動的過程中實現(xiàn)了活塞桿104與牽引繩102之間的角度的不同變化曲線，由此實現(xiàn)對氣缸阻力的不同補償。圖3示出了根據(jù)本實用新型的恒阻力氣動箱100的偏心輪105上的用于調(diào)節(jié)活塞桿106的連接位置的凹槽301。如圖3所示，在偏心輪105上設(shè)置有一定長度的凹槽301，該凹槽301的長度可以根據(jù)具體需要來設(shè)置?；钊麠U105的連接部106以可滑動的方式布置在所述凹槽301中。所述凹槽301具有可伸縮的凸起部302，使得在連接部106能夠在所述凸起301部伸出的情況下被固定在凹槽301中的所期望的位置處。當(dāng)所述凸起部302縮回時，連接部106可以在凹槽301內(nèi)滑動以調(diào)節(jié)其位置，而當(dāng)連接部106被滑動到合適的位置以后，凹槽301的凸起部302伸出以便將連接部106卡緊在凹槽301中。連接部106的滑動以及凸起部302的伸出都可以通過電機來驅(qū)動，以便實現(xiàn)精確的定位。通過自由調(diào)整活塞桿105的連接部106在偏心輪105的凹槽310中的位置，尤其是能夠?qū)崿F(xiàn)如下優(yōu)點：例如當(dāng)儲氣罐103的壓縮氣體量發(fā)生變化(例如用戶選擇調(diào)整訓(xùn)練計劃或者改變恒阻力氣動箱100的輸出阻力，使得氣泵對儲氣罐103進行充氣或放氣時)，這時，偏心輪的原有偏心度已經(jīng)不能保證恒阻力氣動箱100的輸出阻力恒定，而如果此時重新調(diào)整活塞桿105的連接部106在偏心輪105的凹槽310中的位置，則可以使恒阻力氣動箱100的輸出阻力繼續(xù)保持恒定。這個過程可以自動地實現(xiàn)，例如可以在存儲器中存放儲氣罐初始氣壓-連接部位置對照表：儲氣罐在初始位置處的初始氣壓連接部在凹槽中的位置氣壓1位置1氣壓2位置2表1.儲氣罐初始氣壓-連接部位置對照表該對照表可以通過測試得出。恒阻力氣動箱100的控制器可以根據(jù)所述對照表按照儲氣罐103中的氣壓來設(shè)置活塞桿104的連接部106在偏心輪105的凹槽301中的位置，從而使恒阻力氣動箱100的輸出阻力保持恒定。另外，該方案也有利于恒阻力氣動箱出廠時或出產(chǎn)后校準(zhǔn)時的恒阻力調(diào)節(jié)。雖然本實用新型的一些實施方式已經(jīng)在本申請文件中予以了描述，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，這些實施方式僅僅是作為示例示出的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到眾多的變型方案、替代方案和改進方案而不超出本實用新型的范圍。所附權(quán)利要求書旨在限定本實用新型的范圍，并藉此涵蓋這些權(quán)利要求本身及其等同變換的范圍內(nèi)的方法和結(jié)構(gòu)。當(dāng)前第1頁1 2 3