專利名稱：一種兒童趣味運動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及娛樂設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是ー種兒童趣味運動裝置。
背景技術(shù)：
據(jù)調(diào)研顯示，當(dāng)代兒童普遍具有以下幾種特點好奇心強；好動、喜歡群體玩耍；喜愛旋轉(zhuǎn)運動如摩天輪、旋轉(zhuǎn)木馬。但是現(xiàn)有的娛樂設(shè)施僅有單方向的被動旋轉(zhuǎn)，娛樂方式
較為單一，兒童參與度不高，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常ー個器械上只能由一人操作，缺乏趣味性，缺乏組合，沒有擴展性，也沒有與科學(xué)評定結(jié)合起來。而由多人同時操作的娛樂器械，通常體積龐大，安裝拆卸困難，且娛樂功能少，不能隨便改變娛樂方式，要使用多種運動器材不僅價格昂貴，還占用較大空間。現(xiàn)有技術(shù)中，行星齒輪傳動組件一般應(yīng)用于減速器、變速箱及驅(qū)動橋上，尚未出現(xiàn)將行星齒輪傳動組件應(yīng)用于娛樂、健身設(shè)施領(lǐng)域。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供ー種結(jié)構(gòu)簡單、功能多祥、成本低、易于組合、擁有擴展性、占用空間小、可以進行訓(xùn)練評定、具有科學(xué)性、體積較小、可以輕松安放在各種不同的場合、應(yīng)用范圍廣的兒童趣味運動裝置。本實用新型一種兒童趣味運動裝置，包括設(shè)有行星齒輪傳動組件的轉(zhuǎn)臺I、設(shè)有中心軸13的底座2和可人力驅(qū)動的健身器械，所述行星齒輪傳動組件包括太陽輪軸4和多個行星軸6，所述太陽輪軸4和中心軸13同軸相連，所述行星軸6和可人力驅(qū)動的健身器械同軸相連。所述行星齒輪傳動組件還包括軸承座23和設(shè)置在軸承座23內(nèi)的單向軸承8,所述單向軸承8的內(nèi)圈與行星軸6相連，單向軸承8的外圈與軸承座23相連。所述底座2內(nèi)設(shè)電カ驅(qū)動裝置，所述電カ驅(qū)動裝置和中心軸13相連。所述太陽輪軸4和中心軸13之間設(shè)置有雙弧聯(lián)軸器14，所述雙弧聯(lián)軸器14包括心軸16和定位銷17，太陽輪軸4和中心軸13的中空部分插有心軸16，心軸16上開設(shè)與定位銷17相配合的徑向孔，且太陽輪軸4的下端面、中心軸13的上端面分別開有用于容納定位銷17的弧形槽。所述可人力驅(qū)動的健身器械為曲柄傳動組件、蝸輪蝸桿傳動組件、絲杠螺母傳動組件、螺旋齒輪傳動組件、錐齒輪傳動組件、棘輪傳動組件、皮帶輪傳動組件和/或鏈輪傳動組件。底座2內(nèi)還設(shè)置有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括單片機、驅(qū)動器、鍵盤及顯示電路、遙控器、遙控接收電路和音樂播放電路，單片機通過接ロ電路與驅(qū)動器、鍵盤、顯示電路、遙控接收電路和音樂播放電路相連。所述可人力驅(qū)動的健身器械還設(shè)有用于測量脈搏的紅外傳感器、溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和/或電阻應(yīng)變式傳感器。[0012]本實用新型一種兒童趣味運動裝置的優(yōu)點是I、結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛整個傳動機構(gòu)僅利用了蝸輪蝸桿和行星齒輪傳動，沒有復(fù)雜的機構(gòu)，便于安裝調(diào)試和修理，成本低，體積較小，可以輕松安放在各種不同的場合，如幼兒園、游樂園、公園、兒童健身中心、兒童康復(fù)中心等；2、功能多祥，易于組合；本實用新型在使用電機拖動時，太陽輪帶動幾個行星齒輪和轉(zhuǎn)臺同時轉(zhuǎn)動；在不使用電機時，只要在可人力驅(qū)動的健身器械上安裝相應(yīng)的傳動軸，就可以將不同的健身器械安插在開ロ聯(lián)軸器上，將健身器械的運動轉(zhuǎn)化為傳動軸的轉(zhuǎn)動傳遞給行星齒輪，以驅(qū)動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，可同時插裝多個相同或不同的健身器械，供多人娛樂，運動形式多祥。3、在健身器械上設(shè)有不同的傳感器，提取使用者的使用數(shù)據(jù)，如曲柄轉(zhuǎn)速、持續(xù)時間、驅(qū)動力等，傳遞給計算機系統(tǒng)，通過智能的算法和數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)，對使用者的身體機能進行綜合性的評估；不僅擁有擴展性，還可以進行訓(xùn)練評定，更具有科學(xué)性。

圖I為本實用新型兒童趣味運動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為行星齒輪傳動組件的局部放大示意圖。圖3為雙弧聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型進行進一步說明根據(jù)圖1-3所示，一種兒童趣味運動裝置，包括轉(zhuǎn)臺I和底座2，轉(zhuǎn)臺I中心裝有太陽輪軸4，太陽輪軸4上裝有太陽輪3，繞太陽輪3圓周分布嚙合安裝了四個行星齒輪5，行星齒輪5安裝在行星軸6上，行星軸6上還安裝了開ロ聯(lián)軸器7，起到半聯(lián)軸器功能，行星軸6通過開ロ聯(lián)軸器7與可人力驅(qū)動的健身器械同軸相連；底座2內(nèi)部安裝有步進電機9，步進電機9的軸與蝸桿11相連，蝸輪12與蝸桿11嚙合安裝，蝸輪12裝在中心軸13上。所述轉(zhuǎn)臺I和底座2之間安裝了止推軸承15，以使轉(zhuǎn)臺I可以自由轉(zhuǎn)動，減小摩擦力。所述的行星齒輪5和行星軸6之間還安裝了單向軸承8，用以使行星齒輪5只能單向旋轉(zhuǎn)。所述的太陽輪軸4和中心軸13之間還安裝有ー個特殊的聯(lián)軸裝置——雙弧聯(lián)軸器14。在本實用新型中，底座2內(nèi)還安裝了控制系統(tǒng)對步進電機9進行轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向控制。所述行星齒輪傳動組件,包括行星齒輪5、行星軸6、軸套22、軸承座23、單向軸承8，行星齒輪5與軸套22過盈配合，軸套22與行星軸6之間間隙配合，行星齒輪5與軸承座23之間以螺釘24連接，單向軸承8安裝在軸承座23中，單向軸承8的內(nèi)圈和外圈分別與行星軸6和軸承座23以鍵A25和鍵B26連接。這樣，單向軸承8起到了單向離合器作用，在行星齒輪5正轉(zhuǎn)時單向軸承8鎖死，行星齒輪5可以帶動行星軸6轉(zhuǎn)動；當(dāng)行星齒輪5反轉(zhuǎn)時，單向軸承8內(nèi)外圈可以相對轉(zhuǎn)動相當(dāng)于普通軸承，行星齒輪5將無法帶動行星軸6旋轉(zhuǎn)，起到了單向傳動的作用。所述雙弧聯(lián)軸器14包括心軸16和定位銷17，它用于將太陽輪軸4和中心軸13連接起來，所述的太陽輪軸4和中心軸13是中空的，中空部分插有心軸16，心軸16上有徑向的孔，孔中插有定位銷17，而且太陽輪軸4的下端面和中心軸13的上端面上有溝槽，用以容納定位銷17，在轉(zhuǎn)矩不超過限制時，雙弧聯(lián)軸器14可以在太陽輪軸4和中心軸13之間傳遞轉(zhuǎn)矩，在系統(tǒng)過載時，定位銷17滑出太陽輪軸4和中心軸13端面上的溝槽，使兩軸間傳動斷開，以保護傳動機構(gòu)和電機。所述可人力驅(qū)動的健身器械為曲柄傳動組件、蝸輪蝸桿傳動組件、絲杠螺母傳動組件、螺旋齒輪傳動組件、錐齒輪傳動組件、棘輪傳動組件、皮帶輪傳動組件和/或鏈輪傳動組件等，所述蝸輪蝸桿傳動組件包括曲柄18、蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)19和傳動軸20,如健騎機、太空漫歩機等；所述曲柄傳動組件包括搖桿21和傳動軸20，如大轉(zhuǎn)輪、健身盤等；所述絲杠螺母傳動組件為包括活塞結(jié)構(gòu)的健身器械。本實用新型在使用時，在健身器械上安裝適當(dāng)?shù)膫鲃虞S20，形成可以與開ロ聯(lián)軸器7連接的半聯(lián)軸器，使傳動軸20可以插入開ロ聯(lián)軸器7中與行星軸6相連，這樣在搖動曲柄18或搖桿21時，上部安裝的健身器械將通過傳
動軸20將動作能量傳遞給行星齒輪5，使行星齒輪5旋轉(zhuǎn)，當(dāng)動作方向為正方向時行星齒輪5將通過單向軸承8的鎖定驅(qū)動行星軸6轉(zhuǎn)動，而方向相反時單向軸承8將不會發(fā)揮鎖死作用，行星齒輪5無法帶動行星軸6。此時由于蝸輪12和蝸桿11的自鎖特性，太陽輪軸4和中心軸13將無法轉(zhuǎn)動，因此太陽輪3固定不動，行星齒輪5圍繞太陽輪3滾動，行星軸6將帶動整個轉(zhuǎn)臺I轉(zhuǎn)動。在幾個組件同時使用時，如果某個組件的傳動軸20轉(zhuǎn)速較慢，相應(yīng)的行星齒輪5將相對于相應(yīng)的行星軸6反轉(zhuǎn)，由于安裝了單向離合器8，此軸將不會與行星齒輪5互相傳動，這樣整個轉(zhuǎn)臺I的轉(zhuǎn)動才不會影響到轉(zhuǎn)速慢的組件，避免了幾個組件之間的互相影響。在使用步進電機9拖動時，太陽輪3將帶動幾個行星齒輪6和轉(zhuǎn)臺I同時轉(zhuǎn)動，根據(jù)實際情況組件自身也可以相對轉(zhuǎn)臺I自轉(zhuǎn)或與轉(zhuǎn)臺I保持靜止，如蝸輪蝸桿傳動組件，由于蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)19的自鎖特性，在其外殼與轉(zhuǎn)臺I沒有固定連接的情況下，轉(zhuǎn)臺I的轉(zhuǎn)動將驅(qū)動行星軸6轉(zhuǎn)動,繼而傳動給傳動軸20,帶動整個蝸輪蝸桿傳動組件在臺面上自轉(zhuǎn)?？刂葡到y(tǒng)包括單片機、驅(qū)動器、鍵盤及顯示電路、遙控接收電路和音樂播放電路，單片機通過接ロ電路與驅(qū)動器、鍵盤、顯示電路、遙控接收電路和音樂播放電路相連，通過鍵盤或遙控器可以對步進電機作轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)向的調(diào)節(jié)，在電機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向變化時單片機將控制音樂播放電路通過揚聲器播放不同的音樂。操作時，接通市電電源，打開鍵盤上的開關(guān)鍵，整個控制系統(tǒng)開始工作，鍵盤和遙控器上都有開始、加速、減速、反向和停止鍵，還有自動播放、手動播放、上一曲、下一曲、單曲循環(huán)、暫停鍵，當(dāng)按下開始鍵時，電機開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)臺正轉(zhuǎn)，通過連續(xù)按下加速和減速鍵可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的無級調(diào)速，按動反向鍵，轉(zhuǎn)臺反向轉(zhuǎn)動，按下停止鍵，轉(zhuǎn)臺停轉(zhuǎn)。按下自動播放鍵，音樂播放電路將通過揚聲器循環(huán)播放內(nèi)存中的音樂，當(dāng)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向改變時，將改變播放的音樂；按下手動播放鍵，轉(zhuǎn)臺將循環(huán)播放內(nèi)存中的音樂，可以通過按動上一曲或下一曲鍵更換播放的音樂，按下單曲循環(huán)鍵后，將循環(huán)播放當(dāng)前播放的音樂，按下暫停鍵后，音樂播放暫停?？刂齐娐凡糠挚捎肅8051F040單片機配上鍵盤遙控電路、DMDT68A型的驅(qū)動器相應(yīng)的IO接ロ電路等基本電路構(gòu)成。采用C8051F040型號的單片機，編程是定義控制系統(tǒng)中用到的數(shù)字鍵和功能鍵(如電機的“啟動鍵”和“停止鍵”)所在鍵盤的位置，在對步進電機的控制過程中，8279自動掃描鍵盤，掃描到有鍵按下時查詢鍵的鍵盤位置并傳給單片機CPU。電機驅(qū)動的信息不在指令中直接給出，而是從每ー特定的數(shù)據(jù)寄存器讀取，這樣實現(xiàn)對電機的控制只需要改變相應(yīng)寄存器的值即可，單片機給DMT68A驅(qū)動器提供脈沖信號，控制電機的轉(zhuǎn)速(驅(qū)動器PUL-端)和旋轉(zhuǎn)(驅(qū)動器DIR-端)方向。在本實用新型中，還可以在健身器械上安裝適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，提取使用者的使用?shù)據(jù)，如曲柄轉(zhuǎn)速、持續(xù)時間、驅(qū)動力等，傳遞給計算機系統(tǒng)，通過智能的算法和數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)，對使用者的身體機能進行綜合性的評估。所述傳感器為用于測量脈搏的紅外傳感器、溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電阻應(yīng)變式傳感器等。轉(zhuǎn)速的測量可采用光洋TRD-2T600AF旋轉(zhuǎn)編碼器，此編碼器線數(shù)為600，與編碼器相連接的旋轉(zhuǎn)體姆轉(zhuǎn)ー圈，編碼器輸出端將輸出600個脈沖,故而,將編碼器的脈沖輸出信號接入到單片機計數(shù)器的輸入引腳，單片機內(nèi)部通過對編碼器傳入脈沖的計數(shù)就可以得到
轉(zhuǎn)速信息。脈搏測量采用紅外傳感器，通過感應(yīng)毎次脈搏中血紅含量來確定脈搏。測量電路由傳感器電路、信號放大和整形電路組成。傳感器由紅外線發(fā)射ニ極管和接收ニ極管組成，測量原理如下將手指放在紅外線發(fā)射ニ極管和接收ニ極管之間，血管中血液的流量隨著心臟的跳動變化，由于手指放在光的傳遞路徑中，血管中血液飽和度的變化將弓I起光的傳遞強度變化，此變化和心跳的節(jié)拍相對應(yīng)，因此紅外接收ニ極管的電流也跟著心跳的節(jié)拍改變，使得紅外接收ニ極管輸出與心跳節(jié)拍相對應(yīng)的脈沖信號。該脈沖信號經(jīng)整形和放大電路輸出到單片機，作為單片機的脈沖信號，單片機根據(jù)磁脈沖信號測定脈搏。在收集到這些數(shù)據(jù)之后單片機將把數(shù)據(jù)傳遞給PC機，單片機與PC機的通信使用串ロ來實現(xiàn)，電路采用Max3232實現(xiàn)TTL電平到RS232電平的轉(zhuǎn)換。Max3232采用專有低壓差發(fā)送器輸出級，利用雙電荷泵在3. OV至5. 5V電源供電時能夠產(chǎn)生RS-232邏輯電平，器件僅需四個O. IuF的外部小尺寸電荷泵電容。max3232確保在120kbps數(shù)據(jù)速率，同時保持RS-232輸出電平。max3232具有ニ路接收器和ニ路驅(qū)動器，提供IuA關(guān)斷模式，有效降低功效并延遲便攜式產(chǎn)品的電池使用壽命。關(guān)斷模式下，接收器保持有效狀態(tài)，對外部設(shè)備進行監(jiān)測，僅消耗IuA電源電流，max3232的引腳、封裝和功能分別與エ業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MAX242和MAX232兼容。即使工作在高數(shù)據(jù)速率下，max3232仍然能保持RS-232標(biāo)準(zhǔn)要求的正負(fù)5. OV最小發(fā)送器輸出電壓。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益結(jié)果進行了進ー步的詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之類，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種兒童趣味運動裝置，其特征在于包括設(shè)有行星齒輪傳動組件的轉(zhuǎn)臺(I)、設(shè)有中心軸(13)的底座(2)和可人力驅(qū)動的健身器械，所述行星齒輪傳動組件包括太陽輪軸(4)和多個行星軸(6)，所述太陽輪軸(4)和中心軸(13)同軸相連，所述行星軸(6)和可人力驅(qū)動的健身器械同軸相連。
2.如權(quán)利要求I所述的一種兒童趣味運動裝置，其特征在于所述行星齒輪傳動組件還包括軸承座(23)和設(shè)置在軸承座(23)內(nèi)的單向軸承(8)，所述單向軸承(8)的內(nèi)圈與行星軸(6)相連，單向軸承(8)的外圈與軸承座(23)相連。
3.如權(quán)利要求I所述的一種兒童趣味運動裝置，其特征在于所述底座(2)內(nèi)設(shè)電力驅(qū)動裝置，所述電力驅(qū)動裝置和中心軸(13)相連。
4.如權(quán)利要求I所述的一種兒童趣味運動裝置，其特征在于所述太陽輪軸(4)和中心軸(13)之間設(shè)置有雙弧聯(lián)軸器(14)，所述雙弧聯(lián)軸器(14)包括心軸(16)和定位銷(17)，太陽輪軸(4)和中心軸(13)的中空部分插有心軸(16)，心軸(16)上開設(shè)與定位銷(17)相配合的徑向孔，且太陽輪軸(4)的下端面、中心軸(13)的上端面分別開有用于容納定位銷(17)的弧形槽。
5.如權(quán)利要求I所述的一種兒童趣味運動裝置，其特征在于所述可人力驅(qū)動的健身器械為曲柄傳動組件、蝸輪蝸桿傳動組件、絲杠螺母傳動組件、螺旋齒輪傳動組件、錐齒輪傳動組件、棘輪傳動組件、皮帶輪傳動組件和/或鏈輪傳動組件。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的一種兒童趣味運動裝置，其特征在于底座(2)內(nèi)還設(shè)置有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括單片機、驅(qū)動器、鍵盤及顯示電路、遙控器、遙控接收電路和音樂播放電路，單片機通過接口電路與驅(qū)動器、鍵盤、顯示電路、遙控接收電路和音樂播放電路相連。
7.如權(quán)利要求6所述的一種兒童趣味運動裝置，其特征在于所述可人力驅(qū)動的健身器械還設(shè)有用于測量脈搏的紅外傳感器、溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和/或電阻應(yīng)變式傳感器。
專利摘要一種兒童趣味運動裝置，包括設(shè)有行星齒輪傳動組件的轉(zhuǎn)臺、設(shè)有中心軸的底座和可人力驅(qū)動的健身器械，所述行星齒輪傳動組件包括太陽輪軸和多個行星軸，所述太陽輪軸和中心軸同軸相連，所述行星軸和可人力驅(qū)動的健身器械同軸相連。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛；功能多樣，易于組合；整個傳動機構(gòu)僅利用了蝸輪蝸桿和行星齒輪傳動，沒有復(fù)雜的機構(gòu)，便于安裝調(diào)試和修理，成本低，體積較小，可以輕松安放在各種不同的場合，如幼兒園、游樂園、公園、兒童健身中心、兒童康復(fù)中心等。
文檔編號A63G31/00GK202569482SQ20122018710
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者潘衛(wèi)平, 吳興華, 李思千, 宋雷, 蔡小康, 莫祝堅 申請人:武漢大學(xué)