往復(fù)式能量轉(zhuǎn)換裝置以及應(yīng)用該裝置的運(yùn)動(dòng)器械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換裝置，以及應(yīng)用該裝置的適合多種鍛煉方式的運(yùn)動(dòng)器械。
技術(shù)背景
[0002]雖然目前我們有很多能源來源——化學(xué)能、核能、太陽能、風(fēng)能等，但其要么污染環(huán)境，并不可持續(xù)；要么受環(huán)境、時(shí)間限制，不能根據(jù)需要隨意使用。
[0003]另一方面，隨著人們在生活方面越來越好，人們對身體鍛煉的效率要求也越來越高。當(dāng)然其鍛煉身體時(shí)的能量僅僅用于鍛煉絕對是個(gè)浪費(fèi)，要知道，環(huán)境污染的主角人類絕對算一個(gè)，幾十億人無時(shí)不刻呼吸所產(chǎn)生的二氧化碳的排放量是驚人的。
[0004]那么可不可以將運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能加以利用，使我們可以彌補(bǔ)自己所產(chǎn)生的碳排放呢？可以，現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)器材技術(shù)中大部分采用旋轉(zhuǎn)式能量轉(zhuǎn)換方式，即自行車類的腳踩式的方式在電動(dòng)車方面使用。但其方式單一，在有限的時(shí)間里，在不影響鍛煉身體效率和質(zhì)量的前提下，滿足不了人們對高效率鍛煉的需求。同時(shí)，需要更多的鍛煉方式來豐富人們的鍛煉形式選擇和提高大家的鍛煉激情。更重要的是，在不影響人們運(yùn)動(dòng)興趣的同時(shí)，我們需要更多的鍛煉方式卻沒有適合的能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)來收集鍛煉時(shí)產(chǎn)生的能量。
[0005]另一方面，家庭運(yùn)動(dòng)器材，特別是往復(fù)式運(yùn)動(dòng)類器材的安全因素使得有老人和小孩的家里不敢輕易購置，進(jìn)而使得老人和小孩缺少適合的運(yùn)動(dòng)器材。如擴(kuò)胸器，由于其采用多個(gè)重錘片或彈簧作為負(fù)載來進(jìn)行往復(fù)式健身鍛煉，其相等的反作用力以及快速的返回速度需要鍛煉者在回收的過程中運(yùn)用極大的體力和精力來應(yīng)對，這就為有小孩和老人的家庭留下安全隱患——可能被重錘片或彈簧弄傷。
[0006]對于肥胖人群來說，由于很多本身就是因?yàn)槿鄙馘憻挷胖饾u積累了大量的脂肪，其腳部和腰部，以及手部等支撐身體的部位因鍛煉少因而具備的運(yùn)動(dòng)力量相對較小，在身體肥胖后由于體重的增加就更加難以隨心所欲的持續(xù)性運(yùn)動(dòng)了，這樣就形成了一個(gè)可怕的惡性循環(huán)一越胖鍛煉得越艱苦，因而就越不想鍛煉了，以至于難以恢復(fù)健康身體，影響生活質(zhì)量。
[0007]綜上所述，人類需要更多更有效的鍛煉身體的方式和能源轉(zhuǎn)換裝置來收集可用的能源的同時(shí)，滿足人們對豐富多彩和高效的鍛煉方式的需求，進(jìn)而使人們在生活中心情更加愉快的同時(shí)使身體得到高質(zhì)量的鍛煉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為上述需要提供一種往復(fù)式能量轉(zhuǎn)換裝置以及應(yīng)用該裝置的運(yùn)動(dòng)器械，該能量轉(zhuǎn)換裝置將鍛煉者施力拉動(dòng)輸入端的過程中的一部分能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能傳遞給往復(fù)式機(jī)構(gòu)并將其轉(zhuǎn)換成的機(jī)械能傳遞給應(yīng)用裝置加以應(yīng)用，另一部分能量通過儲能單元暫時(shí)儲存并在鍛煉者放松的時(shí)候釋放出來，在回收輸入端的同時(shí)將這一部分力傳遞給應(yīng)用裝置或幫助鍛煉者減輕身體負(fù)擔(dān)。所述應(yīng)用裝置在收集或應(yīng)用能量的同時(shí)還負(fù)責(zé)為運(yùn)動(dòng)器材的輸入端提供負(fù)載以替代傳統(tǒng)相同類型運(yùn)動(dòng)器材的重錘片或彈簧。
[0009]本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的:
[0010]本發(fā)明的往復(fù)式能量轉(zhuǎn)換裝置以及應(yīng)用該裝置的運(yùn)動(dòng)器械，包括往復(fù)式能量轉(zhuǎn)換裝置，和為該裝置提供動(dòng)力的輸入單元，以及應(yīng)用被往復(fù)式能量轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換的能量并為輸入單元提供負(fù)載的應(yīng)用單元，和隔板。
[0011]所述往復(fù)式能量轉(zhuǎn)換裝置包括往復(fù)式機(jī)構(gòu)和框架、第一固定軸、第一轉(zhuǎn)動(dòng)輪和第三拉索，所述框架安裝在隔板內(nèi)；所述第一固定軸的一端安裝在框架上，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)筒同心的安裝在第一固定軸的另一端并能夠在其上面轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第三拉索的里端與第一轉(zhuǎn)動(dòng)輪的筒身連接并能夠在隨第一轉(zhuǎn)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)收起或放出。
[0012]所述往復(fù)式機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)換組件和驅(qū)動(dòng)組件，所述轉(zhuǎn)換組件包括第一飛輪、第二飛輪和傳動(dòng)軸。
[0013]所述驅(qū)動(dòng)組件包括齒條式，進(jìn)而與之匹配的轉(zhuǎn)換組件的第一飛輪和第二飛輪安裝在傳動(dòng)軸上，兩者的工作負(fù)載方向相同，安裝在傳動(dòng)軸上的兩個(gè)軸承通過軸承座固定在框架上；所述齒條式驅(qū)動(dòng)組件包括第一齒條和第二齒條，以及連接板、和導(dǎo)軌、滑塊、連接桿，所述第一齒條和第二齒條的工作齒面分別與第一飛輪和第二飛輪的齒圈相嚙合并與連接板連接；所述第一齒條和第二齒條平行的設(shè)置在傳動(dòng)軸的兩側(cè)并與傳動(dòng)軸垂直，兩者的工作齒面方向相反；所述滑塊與第一齒條、或第二齒條、或連接板連接；所述導(dǎo)軌固定在框架上；所述滑塊與導(dǎo)軌組合并在導(dǎo)軌規(guī)定的路線上滑動(dòng)。
[0014]所述往復(fù)式機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)組件還包括轉(zhuǎn)輪式，所述轉(zhuǎn)輪式驅(qū)動(dòng)組件包括直接驅(qū)動(dòng)方式，其包括第一驅(qū)動(dòng)軸、第二驅(qū)動(dòng)軸、第一轉(zhuǎn)換齒輪、第二轉(zhuǎn)換齒輪、和定向齒輪，以及轉(zhuǎn)換軸，和同心的安裝在轉(zhuǎn)換軸的一端的傳動(dòng)齒輪，所述轉(zhuǎn)換軸的另一端同心的固定在第一轉(zhuǎn)動(dòng)輪的傳動(dòng)端并隨其轉(zhuǎn)動(dòng)；所述定向齒輪同心的安裝在與轉(zhuǎn)輪式驅(qū)動(dòng)組件匹配的轉(zhuǎn)換組件的傳動(dòng)軸上；所述第一飛輪和第一轉(zhuǎn)換齒輪安裝在第一驅(qū)動(dòng)軸上，安裝在第一驅(qū)動(dòng)軸上的一對軸承通過軸承座安裝在框架上，所述第一飛輪的齒圈與定向齒輪的工作齒面嚙合，所述第一轉(zhuǎn)換齒輪與傳動(dòng)齒輪嚙合；所述第二飛輪和第二轉(zhuǎn)換齒輪安裝在第二驅(qū)動(dòng)軸上，安裝在第二驅(qū)動(dòng)軸上的一對軸承通過軸承座安裝在框架上，所述第二飛輪的齒圈與定向齒輪的工作齒面嚙合，所述第二轉(zhuǎn)換齒輪與傳動(dòng)齒輪嚙合；所述第一飛輪和第二飛輪的工作負(fù)載方向相反。
[0015]所述儲能單元包括第一儲能機(jī)構(gòu)，所述第一儲能機(jī)構(gòu)包括第一恒力彈簧，所述第一恒力彈簧安裝在第一固定軸上，其固定端固定在第一固定軸或框架上，轉(zhuǎn)動(dòng)端安裝在第一轉(zhuǎn)動(dòng)輪上。
[0016]所述輸入單元包括第一拉索、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和輸入端，所述第三拉索的一端與第一轉(zhuǎn)動(dòng)輪的筒身連接并能夠在隨轉(zhuǎn)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)收起或放出；所述第三拉索的另一端與轉(zhuǎn)輪式驅(qū)動(dòng)組件匹配的第一拉索的連接端連接，或與齒條式驅(qū)動(dòng)組件的連接桿、或滑塊、或第一齒條、或第二齒條、或連接板連接，進(jìn)而與齒條式驅(qū)動(dòng)組件匹配的第一拉索的連接端與齒條式驅(qū)動(dòng)組件的連接板、或第一齒條、或第二齒條、或滑塊連接；所述第一拉索的另一端通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與隔板外的輸入端連接。
[0017]所述應(yīng)用單元包括應(yīng)用裝置，所述應(yīng)用裝置的軸與傳動(dòng)軸的輸出端連接并能夠隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，所述應(yīng)用裝置包括發(fā)電機(jī)類的能量轉(zhuǎn)換裝置或空氣過濾裝置。
[0018]作為所述技術(shù)方案的替換，安裝在齒條式的轉(zhuǎn)換組件的傳動(dòng)軸上的第一飛輪和第二飛輪的工作方向相反，所述第一齒條和第二齒條平行的設(shè)置在傳動(dòng)軸的同一側(cè)并與傳動(dòng)軸垂直，兩者的工作齒面方向相同。
[0019]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)輪式驅(qū)動(dòng)組件還包括間接驅(qū)動(dòng)方式，進(jìn)而與其匹配的轉(zhuǎn)換組件的第一飛輪和第二飛輪按在傳動(dòng)軸上，兩者的工作負(fù)載方向相同；所述間接驅(qū)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)輪式驅(qū)動(dòng)組件還包括安裝在第一驅(qū)動(dòng)軸上的第一驅(qū)動(dòng)齒輪和安裝在第二驅(qū)動(dòng)軸上的第二驅(qū)動(dòng)齒輪，所述第一驅(qū)動(dòng)齒輪和第二驅(qū)動(dòng)齒輪分別與第一飛輪和第二飛輪的齒圈嚙合，以作為直接驅(qū)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)輪式驅(qū)動(dòng)組件的一種替換旋轉(zhuǎn)。
[0020]進(jìn)一步的，所述儲能單元還包括第二儲能機(jī)構(gòu)，所述第二儲能機(jī)構(gòu)包括第二固定軸、第二恒力彈簧、第一從動(dòng)齒輪和第二從動(dòng)齒輪，所述第二固定軸的一端安裝在框架上，所述第二從動(dòng)齒輪同心的安裝在第二固定軸的另一端并能夠在其上面轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第二恒力彈簧安裝在第二固定軸上，其固定端固定在第二固定軸或框架上，轉(zhuǎn)動(dòng)端安裝在第二從動(dòng)齒輪上；所述第一從動(dòng)齒輪同心的安裝在第一恒力彈簧的轉(zhuǎn)動(dòng)端和第一轉(zhuǎn)動(dòng)輪之間的第一固定軸上，所述第一從動(dòng)齒輪與第一轉(zhuǎn)動(dòng)輪連接并隨第一轉(zhuǎn)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而第一恒力彈簧的轉(zhuǎn)動(dòng)端安裝在第一從動(dòng)齒輪上；所述第一從動(dòng)齒輪與第二從動(dòng)齒輪嚙合。所述第二儲能機(jī)構(gòu)用于在鍛煉者需要更大的力量需要的時(shí)候增加儲能單元的儲能功率。
[0021]進(jìn)一步的，所述儲能單元還包括第三儲能機(jī)構(gòu)，所述第三儲能機(jī)構(gòu)包括第三恒力彈簧、轉(zhuǎn)軸和第二支撐軸承，所述轉(zhuǎn)軸的一端同心的與第二從動(dòng)齒輪連接并隨其轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第三恒力彈簧安裝在轉(zhuǎn)軸上，其固定端固定在框架上，轉(zhuǎn)動(dòng)端安裝在第二從動(dòng)齒輪上；所述第二支撐軸承安裝在轉(zhuǎn)軸的另一端并通過第二支撐軸承座安裝在框架上。
[0022]進(jìn)一步的，所述第一儲能機(jī)構(gòu)還包括第一鎖盤和第一鎖定裝置，所述第一鎖盤同心的安裝在第一固定軸上并能夠在其上面轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一恒力彈簧的固定端固定安裝在第一鎖盤上，所述第一鎖盤上設(shè)置有鎖孔或凹凸特征；所述第一鎖定裝置設(shè)置在框架上，所述第一鎖定裝置能夠借助框架通過第一鎖盤上的鎖孔或凹凸特征來鎖定第一鎖盤或與其脫離。
[0023]進(jìn)一步的，所述第二儲能機(jī)構(gòu)還包括第二鎖盤和第二鎖定裝置，所述第二鎖盤同心的安裝在第二固定軸上并能夠在其上面轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二恒力彈簧的固定端固定安裝在第二鎖盤上，所述第二鎖盤上設(shè)置有鎖孔或凹凸特征；所述第二鎖定裝置設(shè)置在框架上，所述第二鎖定裝置能夠借助框架通過第二鎖盤上的鎖孔或凹凸特征來鎖定第一鎖盤或與其脫離。
[0024]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換軸上配有第一支撐軸承，所述第一支撐軸承通過第一支撐軸承座安裝在框架上，以增加一個(gè)支點(diǎn)來協(xié)助固定軸對第一轉(zhuǎn)動(dòng)輪的支撐。
[0025]進(jìn)一步的，所述應(yīng)用裝置配有第一變速器，所述第一變速器的輸入端與定向軸的輸出端連接并在隨定向軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中帶動(dòng)輸入端轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一變速器的輸出端與應(yīng)用裝置連接并能夠帶動(dòng)應(yīng)用裝置的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0026]進(jìn)一步的，所述第一變速器上設(shè)置有多個(gè)檔位，以根據(jù)鍛煉者的要求以及配合儲能單元的第一儲能機(jī)構(gòu)或第二儲能機(jī)構(gòu)的支撐力并通過改變應(yīng)用裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)速度來增加或減小應(yīng)用裝置的負(fù)載。
[0027]進(jìn)一步的，所述第二驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)置有第二變速器并將第二驅(qū)動(dòng)軸分成轉(zhuǎn)換段和變速段。
[0028]進(jìn)一步的，所述輸入單元的輸入端包括拉環(huán)、或擴(kuò)胸器、或舉重桿，所述拉環(huán)、或擴(kuò)胸器、或舉重桿與第一拉索連接，進(jìn)而所述輸入端能夠進(jìn)行臂力方式、或擴(kuò)胸方式、或舉重方式的鍛煉。
[0029]進(jìn)一步的，隔板上海設(shè)