[实用新型]一种以重力和气压为阻力源的健身器械

说明书

技术领域

本实用新型总体上涉及健身器材领域，具体而言涉及一种以重力和气压为阻力源的健身器械。

背景技术

随着健康知识的普及和大众生活水平的提高，人们越来越关注自身健康。健身作为一种保持健康的途径日益受到大众青睐。抗阻训练是为了提高心肺功能、塑造体形或执行专业体能训练所采用的一种常见健身训练。常见的抗阻训练器材一般单单通过更换或添加铃片或选择片来改变阻力。然而，这些器材的阻力会随着训练者的运动而发生变化。例如，在做向心运动(此时肌肉收缩)时，阻力经常会因为选择片自身惯性的作用而变小。这种阻力变化在训练时是有害的，它不仅会影响训练效果，还可能对关节和结缔组织造成冲击伤害。

另外，常见的抗阻训练器材一般单单通过更换或添加铃片或选择片来改变阻力，由于铃片或选择片的规格较单一，因此阻力的调整范围非常有限、例如每次仅能添加5或10千克、甚至20千克以上。然而，现代体能和耐力训练往往需要更细微的阻力调整来实现更精准和更有针对性的训练。

实用新型内容

本实用新型的任务是提供一种以重力和气压为阻力源的健身器械，通过该健身器械，可以实现更精细的阻力调整，同时可以在训练者运动期间保持阻力恒定，从而实现更好的训练效果并避免冲击损害。

根据本实用新型，前述任务通过一种以重力和气压为阻力源的健身器械来完成，该健身器械具有：

恒阻力气动箱，其具有：

气缸，其包括活塞和活塞杆，其中所述气缸被固定为使得其能够在其长度方向所在的平面内转动一定角度，并且所述活塞杆的一端与活塞连接，另一端与偏心轮连接；

储气罐，其用于储存压缩气体并且与气缸连接以向气缸供应压缩气体，其中所述储气罐具有进排气口以供添加和排出压缩气体，并且所述恒阻力气动箱还包括气泵，所述气泵与进排气口连通以用于向储气罐中添加压缩气体或排出压缩气体，其中通过添加和排出压缩气体来设置恒阻力气动箱的输出阻力；

两个导轨，其用于引导偏心轮；

牵引绳，其用于将用户的拉力传递到偏心轮上；以及

偏心轮，其在背向气缸的侧被牵引绳缠绕并且所述偏心轮布置在两个导轨之间，使得所述偏心轮能够在牵引绳的拉动下在所述两个导轨中滑动，其中活塞杆连接在偏心轮的非中心处，使得活塞杆在偏心轮的滑动过程中与牵引绳之间的角度不为零；

传动机构，其与牵引绳连接以传递来自恒阻力气动箱的阻力；以及

主架，其具有力耦合装置，所述力耦合装置将传动机构与配重连接以便将来自配重的重力与来自恒阻力气动箱的牵引绳的阻力相耦合以形成所述健身器械的输出阻力。

根据本实用新型的以重力和气压为阻力源的健身器械至少具有下列优点：(1)在单单使用恒阻力气动箱作为阻力源时，在训练者运动期间能够实现基本恒定的阻力，这基于发明人的如下独特洞察，当训练者执行训练并拉动牵引绳使活塞杆正向运动时，所述牵引绳将带动恒阻力气动箱的偏心轮转动，随着偏心轮的转动，连接在偏心轮的非中心处的活塞杆不再保持平行于牵引绳，而是与牵引绳之间的角度逐渐变大而不为零，此时，主力、即气缸阻力在牵引绳方向的分力、即输出到牵引绳方向的阻力逐渐变小，与此同时，气缸中的压缩空气随着体积被压缩而呈现越来越大的气压，故气缸阻力会变大，因此气缸阻力的增大与气缸阻力在牵引绳方向上的分力的减小相互抵消(即气缸阻力乘以活塞杆与牵引绳之间的夹角的余弦，其乘积基本恒定)，使得最终传递到牵引绳上的阻力、即恒阻力气动箱的输出阻力保持基本恒定，同理，反之当活塞杆反向运动或向初始位置回复时(例如用户做放松运动使牵引绳回复时)，该角度逐渐变小，这时，由于气缸阻力此时也在变小，因此输出阻力仍然保持不变；(2)根据本实用新型的健身器械的恒阻力气动箱的补偿精度较高，因为通过精确确定活塞杆与偏心轮的连接点同偏心轮中心之间的距离，可以精确地确定活塞杆在训练者运动过程中与牵引绳之间的角度变化曲线，从而精确确定分力因子(即活塞杆与牵引绳之间的夹角的余弦)的变化曲线，进而精确地补偿气缸阻力的变化，最终实现恒定的输出阻力；(3)根据本实用新型的健身器械可以精细地调节恒阻力气动箱的输出阻力(例如精确到0.1kg)，从而提供更精准和更有针对性的健身训练。

在本实用新型的一个扩展方案中规定，所述力耦合装置为负重杆，所述负重杆与牵引绳和配重连接。通过负重杆可以简单地将牵引绳上的阻力与配重的重力结合在一起称为健身器材的总阻力。这样的负重杆结构简单、且能够被用户直接拿起进行举重训练或者间接地成为其它运动的配重。