综合训练器用振动器及振动参数调节方法

摘要

本发明公开了一种综合训练器用振动器及其振动参数的调节方法。振动器包括带有开有镂空的调节槽的调节支架、调节轮、电动机、凸轮、变频器。调节轮安装在调节槽内，调节轮在调节槽内的位置可以连续调整，凸轮与电动机的输出轴连接。当电动机运转时，带动凸轮转动，凸轮推动综合训练器自带的牵引钢丝绳，从而产生振动；通过改变调节轮与凸轮的距离，实现对振动幅度的连续调整；通过改变变频器的输出频率，实现对振动频率的调整；为防止牵引钢丝绳过度磨损，在牵引钢丝绳与调节轮和凸轮之间分别都采用了滚动摩擦运动。该发明使用方便，能有效地提高肌肉的最大力量、爆发力和协调性、柔韧性，可用于体育运动员训练及普通的家庭健身等领域。

说明书

技术领域：本发明涉及体育训练及普通健身用的训练器，特别涉及多功能综合训练器用振动器及其振动参数的调节方法。

背景技术：目前市场上的多功能综合训练器大多是采用一组砝码块(重量块)来提供负重，利用一组动滑轮、定滑轮和钢丝绳相配合，完成对训练者多处肌肉的训练。训练者通过调节重量插销，来选择适合自身情况或训练要求的砝码重量。训练者在训练过程中，只要不调节重量插销，其承受的力(负重)将是不变的。长期使用这种方式训练，会导致训练者肌肉的协调性和柔韧性变差。振动刺激是一种新兴的力量训练手段，可以根据训练者的不同和训练部位的不同，选择不同的振动幅度和振动频率进行训练，从而有效地提高肌肉的最大力量、爆发力和协调性、柔韧性。

如在2004年9月29日公开的中国实用新型专利公开说明书CN2643935Y中披露的一种“振动力量训练器”。该专利的技术方案包括基座、导轨支架、调速电机、偏心轮、重块滑动导轨、重块、变向滑轮、牵引钢丝和指示仪表等部件，根据其调速电机的安装位置不同，可以组成上肢训练器、下肢训练器和腰、腹部训练器，偏心轮设有偏心距为1～4毫米的多种规格，根据训练要求更换具有不同偏心距的偏心轮，来实现对振动幅度的调节。

它意欲提供一种能在健身或运动者进行负重训练时，对其进行振动刺激。它由上肢训练器、下肢训练器和腰、腹部训练器三种结构构成，三种结构的相同部分为框架上动配合装配有多只滑轮，框架中固定着经变频器与电源电连接的电动机，电动机的轴上连接有偏心轮，钢丝绳的一端与砝码块相连接，另一端绕接上述滑轮和偏心轮后与健身或运动者的训练部位相接，三种结构的不同部分为电动机固定的位置不一样，分别位于框架的上、中、下处。训练时，健身或运动者先按所需训练的部位，即上肢或腰部或下肢，来选用电动机固定在相应高度的训练器，再根据需振动刺激量的大小，选用不同偏心距的偏心轮。

该发明的不足之处是：该振动力量训练器针对不同的人体训练部位，偏心轮的安装位置是不同的，振动幅度的调节是通过更换具有不同偏心距的偏心轮来实现，其中一个偏心轮一旦加工完成，它具有的偏心距也就随之确定；由于偏心轮的加工个数总是有限的，所以该振动力量训练器不能实现对振动幅度的连续调节，而且通过更换偏心轮来调节振动幅度也不便捷。

发明内容：本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，本发明目的是提供一种结构简单、实用，使用更方便的综合训练器用振动器及振动参数调节方法。

本发明的技术方案是：综合训练器用振动器包括框架和其上固定着的电动机，以及与框架动配合装配的多只滑轮，所说电动机经变频器与电源电连接，且其轴上连接有振幅轮，所说多只滑轮上绕接有上肢钢丝绳，所说上肢钢丝绳的一端与砝码块相连接，特别是(1)、所说上振动滑轮经连接件与下振动滑轮相连接，所说振幅轮为凸轮，所说下振动滑轮和凸轮上绕有下肢钢丝绳，所说下肢钢丝绳的一端与框架相固接、另一端与下滑轮绕接；(2)、所说框架上置有带调节槽的调节架，所说调节槽上置有调节轮，所说调节轮抵压住下振动滑轮和凸轮间的下肢钢丝绳。

作为综合训练器用振动器的进一步改进，所述的凸轮为周边置有凸轮槽形口的双凸轮；所述的凸轮槽形口中置有多个套筒；所说套筒装于套筒轴上，所说套筒轴固定在凸轮槽形口中；所述的调节轮的周边置有调节轮槽形口，调节轮经滚动轴承与轴动配合装配，所说轴与调节槽固定连接；所述的调节槽为通槽或内嵌槽或燕尾槽；所述的多只滑轮和下振动滑轮、下滑轮的周边为凹槽。

综合训练器用振动器的振动参数调节方法包括振幅轮的选定和变频器输出频率的确定，特别是它是按以下步骤完成的：

设定凸轮轴心与下滑轮轴心的距离H2；

根据所需振幅的大小，确定调节轮轴心与凸轮轴心的距离H1。

作为综合训练器用振动器的振动参数调节方法的进一步改进，两根钢丝绳振动幅度的调节范围(X-Y)的关系由下述公式确定：

$>>X>\approx >>1>2>>>(>>>>H>3>>2>>+>>H>2>\; >->H>3>+>>>>H>2>>2>>+>>H>2>\; >->H>2>)>>>s>$

$>>Y>\approx >>1>2>>>(>>>>H>1>>2>>+>>H>2>\; >->H>1>+>>>>H>2>>2>>+>>H>2>\; >->H>2>)>>>s>$

其中，H为凸轮的推程A和回程B之差(A-B)，H1或为调节轮轴心与凸轮轴心的最大距离，H2为凸轮轴心与下滑轮轴心的距离，H3为调节轮轴心与凸轮轴心的最小距离，X为振动幅度的最大值，Y为振动幅度的最小值。

相对于现有技术的有益效果是：

其一，上振动滑轮与下振动滑轮经连接件相连接，振幅轮为双凸轮，钢丝绳的一端与框架固定连接、另一端依次绕接下振动滑轮、凸轮和下滑轮，由此不仅解决了电动机安装位置的定位问题，还使振动的频率在原电动机转速下提高了一倍，即本发明的综合训练器用振动器振动频率的调节，只需通过改变变频器的输出频率就能方便地来实现，从而使其一物多用、物尽其用，既可分别、又可同时地对健身或运动者的多个训练部位进行针对性的负荷刺激训练，不需要再另行改变振动器的安装位置，从而能够有效地提高训练者肌肉的最大力量、爆发力和协调性、柔韧性；

其二，带调节槽的调节架置于框架上，调节槽中的调节轮抵压住下振动滑轮和凸轮间的钢丝绳，使振动幅度的调整变得简单易行，只需调节调节轮在调节槽中的位置，即能实现对振动幅度的调节；既不需备用多只不同偏心距的偏心轮，又免除了多次拆装更换偏心轮于电动机轴上的麻烦；

其三，采用于双凸轮周边的槽形口中设置多个套筒，每个套筒固定在凸轮槽形口的套筒轴上，既可减少凸轮转动时对钢丝绳的磨损，也有利于钢丝绳的定位；

其四，本发明的综合训练器用振动器整体结构设计合理，造价低，功能全，调整方法巧妙，运动噪音小，可给训练者提供一个良好的训练环境。

其五，本发明的综合训练器用振动器能对振动参数进行连续调节，调节方法简单，调节过程方便快捷。

附图说明：下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。

图1是本发明综合训练器用振动器的一种基本结构示意图；

图2是图1中调节轮的一种基本结构示意图；

图3是图1中凸轮的一种基本结构示意图；

图4是图3中凸轮的左视图。

具体实施方式  下面结合附图实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明综合训练器用振动器的结构图，其中1：综合训练器框架、2：调节支架、3：调节槽、4：调节轮、5：电动机、6：凸轮、7a：钢丝绳、7b：钢丝绳、8：滑轮、8a：滑轮、8b：滑轮、8c：滑轮、8d：滑轮、9：电机支架、10：变频器、11、砝码块、12连接件。

钢丝绳7a通过滑轮8a，8b，8c，一端与砝码块11连接，另一段连接至上肢训练机构；滑轮8b与滑轮8d通过连接件12连接，钢丝绳7b的一端固定在综合训练器框架1上，通过与滑轮8d、调节轮4、凸轮6和滑轮8顺序连接后，经过相应的连接和变向装置，连接到下肢训练器和臂部训练器。

调节支架2上开有一条调节槽3，用于改变调节轮4与凸轮6之间的距离，调节支架2固定在综合训练器上，调节轮4和滚动轴承13、轴14装配后，安装在调节支架2的调节槽3中。

本实施例中，凸轮6加工成椭圆形。凸轮6安装在电动机5的输出轴上，电动机5安装在电机支架9上。钢丝绳7b与调节轮4、凸轮6及滑轮8连接，当电动机5运转时，带动凸轮6转动，凸轮6推动钢丝绳7b，凸轮6的推程和回程的差值形成振动，而振动幅度的大小由此差值以及凸轮6轴心与调节轮4轴心的距离H1、凸轮6轴心与滑轮8轴心的距离H2决定。具体的计算如下：

设H为凸轮6的推程A和回程B之差(A-B)，H1或为调节轮4轴心与凸轮6轴心的最大距离，H2为凸轮6轴心与下滑轮8轴心的距离，H3为调节轮4轴心与凸轮6轴心的最小距离，X为振动幅度的最大值，Y为振动幅度的最小值，当凸轮6位于回程的位置时，钢丝绳7b是垂直的，则有：

振动幅度最大值为： $>>X>\approx >>1>2>>>(>>>>H>3>>2>>+>>H>2>\; >->H>3>+>>>>H>2>>2>>+>>H>2>\; >->H>2>)>>>s>$

振动幅度的最小值为： $>>Y>\approx >>1>2>>>(>>>>H>1>>2>>+>>H>2>\; >->H>1>+>>>>H>2>>2>>+>>H>2>\; >->H>2>)>>>s>$

振动幅度的调节范围为：X-Y

当电动机5安装好后，滑轮8轴心与凸轮6轴心的距离H2就随之确定，所以只要调节凸轮6轴心与调节轮4轴心的距离，就能实现振动幅度的改变。由于可以按照训练要求，在调节支架2的调节槽3内连续地改变此距离，所以振动幅度的调节也是连续的。变频器10的输入连接交流50HZ、220V电源，输出线连接到电动机5的输入线上，改变变频器10的输出频率就可调节电动机5的运转速度，从而达到调节振动频率的目的。

各个训练器产生振动的具体过程步骤如下：

1、当进行上肢训练时

1.1、根据训练要求调整好振动参数，包括调节轮4在调节槽3中的位置和变频器10的输出频率；

1.2、启动电动机5，由安装在电动机5轴上的凸轮6推动钢丝绳7b，使钢丝绳7b产生周期运动，此时，如果下肢训练器和(或)臂部训练器未使用，则钢丝绳7b的两端是静止不动的；

1.3、钢丝绳7b的周期运动，带动滑轮8d上下运动，滑轮8d通过连接件12带动滑轮8b；

1.4、滑轮8b的运动，引起连接在其上的钢丝绳7a的两端产生周期性的位移运动，从而在上肢训练器上产生振动。

2、当进行下肢和(或)臂部训练时

2.1、根据训练要求调整好振动参数，包括调节轮4在调节槽3中的位置和变频器10的输出频率；

2.2、启动电动机5，由安装在电动机5轴上的凸轮6推动钢丝绳7b，使钢丝绳7b产生周期运动；

2.3、启动电动机5，由安装在电动机5轴上的凸轮6推动钢丝绳7b，使钢丝绳7b产生周期运动；

2.4、此时，如果上肢训练器未使用，则钢丝绳7a连接砝码块11的一端产生周期性的位移运动，而另一端是静止不动的；

2.5、钢丝绳7b产生的周期运动，使得它连接到下肢训练器和臂部训练器的一端产生周期性的位移运动，从而产生振动。

3、当进行组合训练时

3.1、根据训练要求调整好振动参数，包括调节轮4在调节槽3中的位置和变频器10的输出频率；

3.2、启动电动机5，由安装在电动机5轴上的凸轮6推动钢丝绳7b，使钢丝绳7b产生周期运动，此时，上肢训练器、下肢训练器和臂部训练器全部或部分被使用，因此，除去钢丝绳7b的一个固定端外，钢丝绳7a、7b的其余端都要产生周期性的位移运动；

3.3、由钢丝绳7a在上肢训练器上产生振动，钢丝绳7b在下肢训练器和臂部训练器的一端产生周期性的位移运动，从而产生振动。

图2是图1中调节轮的一种基本结构示意图，其中4：调节轮、13：滚动轴承、14：轴、15a：槽形口。

为避免钢丝绳7b的过度磨损，调节轮4内安装有滚动轴承13，调节轮4通过轴14安装在调节支架2上；调节轮4上加工的槽形口15a还有利于钢丝绳7b的定位。

图3是图1中凸轮的一种基本结构示意图。此实施例中的凸轮6为椭圆形，A为椭圆的长半轴，B为椭圆的短半轴，H＝A-B为凸轮(6)的推程和回程之差。

图4是图3中凸轮的左视图，其中6：凸轮、15b：槽形口、16：套筒、17：套筒轴。

为减少凸轮6转动时对钢丝绳7b的磨损，凸轮6的槽形口15b内装有一定数量的套筒16(图3中只是示意性的画了4个，具体的数量要根据椭圆的周长来决定，其原则是凸轮6运转时，训练者感觉不到有明显的跳动)，并通过套筒轴17固定在凸轮6上，套筒16可以在其套筒轴17上自由滚动。凸轮6加工的槽形口15b也有利于钢丝绳7b的定位。

以上实施例是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原则的前提下，还可以作出若干变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。