專利名稱：一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于健身設(shè)備，特別是一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器。
背景技術(shù)：
攀巖是體育愛好者非常喜歡的現(xiàn)代娛樂、競技體育運(yùn)動(dòng)，可分為自然巖壁攀爬和人工巖壁攀爬。由于自然巖壁攀巖危險(xiǎn)性大、費(fèi)用高等，只有經(jīng)過訓(xùn)練的專業(yè)人士才能進(jìn)行，普通攀巖愛好者很少接觸。為此，人工巖壁隨之出現(xiàn)，然而人工巖壁高度大、占地面積大、不可移動(dòng)及建造費(fèi)用高，故其僅存在于專業(yè)攀巖俱樂部、大型健身俱樂部，對于一般攀巖愛好者，參與的機(jī)會(huì)很少，致使攀巖運(yùn)動(dòng)的普及率很低，成為一種貴族運(yùn)動(dòng)。為了滿足大多數(shù)攀巖愛好者的巨大需求，亟需開發(fā)一種占地小、結(jié)構(gòu)簡單且制造費(fèi)用低的攀巖器械，使其廣泛應(yīng)用于普通健身房、娛樂場所及家庭。查閱專利文獻(xiàn)，與本申請有關(guān)的有以下公開內(nèi)容:(1)中國專利公開(公告)號:CN102366664A，“一種家用攀巖器”；(2)中國專利公開(公告)號:CN2348872，“模擬攀巖器”；(3)中國專利公開(公告)號:CN2624976，“健身運(yùn)動(dòng)用的攀巖器”;(4)中國專利公開(公告)號:CN2910286，“攀巖器”。但上述現(xiàn)有技術(shù)還存在一些問題。其中(I)沒將攀巖者體重作為動(dòng)力源，而將調(diào)速電機(jī)作為動(dòng)力源，不環(huán)保不經(jīng)濟(jì)；其中(2)以攀巖者自重驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，制動(dòng)器中的安全制動(dòng)繩始終對攀巖者施加向上拉力，致使攀巖者失去自由狀態(tài)下攀巖的感覺和樂趣；制動(dòng)器結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，占用空間大，操控性差；減速系統(tǒng)阻尼大小調(diào)節(jié)精準(zhǔn)度極不易掌控，無法提供合適阻尼；制動(dòng)器和減速系統(tǒng)提供的阻力不能與攀巖者體重相等，系統(tǒng)無法勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，啟動(dòng)、制動(dòng)交替出現(xiàn)，使攀巖運(yùn)動(dòng)失去連續(xù)性；沒有安全保護(hù)制動(dòng)裝置；無法適應(yīng)不同體重的攀巖者。以調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，沒將攀巖者體重作為動(dòng)力源，而將調(diào)速電機(jī)作為動(dòng)力源，不環(huán)保不經(jīng)濟(jì)；沒有安全保護(hù)制動(dòng)裝置。其中(3)沒有限速裝置，攀巖壁在人重力作用下加速下行，攀巖者很快落到地面，無法實(shí)現(xiàn)攀爬，且極其危險(xiǎn)；沒有保護(hù)制動(dòng)裝置；無法調(diào)節(jié)攀爬速度；無法適應(yīng)不同體重的攀巖者。其中(4)是自然巖壁攀登用的輔助裝置，不涉及攀巖壁本體，該裝置操作復(fù)雜，未受過訓(xùn)練的普通攀巖愛好者不容易掌握，無法在娛樂場所、健身房、家庭室內(nèi)等使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器，以攀巖者體重為驅(qū)動(dòng)力、既能適應(yīng)不同體重又能提供可選擇攀爬的速度。以攀巖者體重為系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力時(shí)，限速裝置轉(zhuǎn)子產(chǎn)生離心力，促使轉(zhuǎn)子與定子間產(chǎn)生摩擦阻力矩，作為攀巖器勻速運(yùn)轉(zhuǎn)所需的阻抗力，轉(zhuǎn)速越快則阻抗力越大，最終達(dá)到阻抗力與體重相等，實(shí)現(xiàn)勻速，可適應(yīng)不同體重，通過兩級增速鏈傳動(dòng)將攀巖面壁轉(zhuǎn)動(dòng)軸的較慢轉(zhuǎn)速增加到限速器所需的轉(zhuǎn)速，其中一級鏈傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比調(diào)節(jié)，以獲得不同攀巖速度，使攀爬者在往復(fù)循環(huán)的環(huán)形攀巖壁面上自由攀爬。本發(fā)明提供的一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器包括:攀爬裝置、體重自適應(yīng)系統(tǒng)和保護(hù)制動(dòng)裝置三部分。攀爬裝置由機(jī)架、攀爬墻面和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，其中機(jī)架由機(jī)座、支架和斜拉桿構(gòu)成，機(jī)座安裝有地腳螺栓，能使整機(jī)固定，保證使用安全，機(jī)座下設(shè)置地輪，能使整機(jī)方便移動(dòng)，左右兩側(cè)支架的下端通過焊接方式與機(jī)座固連，斜拉桿安裝在機(jī)座和支架間；攀爬墻面由支撐板及安裝在其上的支點(diǎn)組成，支撐板安裝在帶有翼板的閉環(huán)鏈條上，支點(diǎn)通過螺栓錯(cuò)落地安裝在支撐板上，并且在每塊支撐板上排列有位置不同安裝孔，以便調(diào)整支點(diǎn)位置來改變攀爬難度，為了保證支撐板在豎直面內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，在支架內(nèi)側(cè)安裝有支撐板滑道，滑道由U型鋼和樹脂滑槽組成，U型鋼固連在支架上，樹脂滑槽內(nèi)嵌在U型鋼內(nèi)，樹脂滑槽具有良好順滑性，保證支撐板運(yùn)轉(zhuǎn)順暢、無噪聲；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由兩組鏈條鏈輪與兩根軸組成，采用鏈傳動(dòng)可保證傳動(dòng)可靠，兩根軸分別通過軸承和軸承座安裝在支架頂部和底部，每根軸上安裝有兩個(gè)鏈輪，上下兩對應(yīng)鏈輪分別處于豎直面內(nèi)，帶有翼板的鏈條裝在上下兩鏈輪上，四個(gè)鏈輪齒數(shù)相同，安裝在同一根軸上的鏈輪齒槽在同一水平線上，以保證搭接在鏈條上的支撐板在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中保持水平。體重自適應(yīng)系統(tǒng)由限速裝置和兩級鏈傳動(dòng)組成，限速裝置由定子機(jī)座、轉(zhuǎn)子花瓣、轉(zhuǎn)子連接座、轉(zhuǎn)軸和摩擦片組成，限速器利用轉(zhuǎn)子產(chǎn)生離心力，離心力使轉(zhuǎn)子和定子之間產(chǎn)生摩擦力，以提供攀爬墻面勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡力，可適應(yīng)不同體重攀巖者。所述轉(zhuǎn)子花瓣共三個(gè)，轉(zhuǎn)子花瓣由摩擦接觸圓弧壁、過渡錐筒面和連接爪平面三段構(gòu)成，三個(gè)圓弧壁之間有間隙，這個(gè)間隙使內(nèi)圓弧面互相支撐，使限速器不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)三個(gè)轉(zhuǎn)子花瓣向圓弧軸心徑向位移較小，保證限裝置啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子花瓣迅速到達(dá)工作圓周面區(qū)域以提供所需摩擦阻力，啟動(dòng)靈敏。過渡錐筒面是摩擦接觸圓弧壁與連接爪的過渡部分。連接爪與圓弧壁軸線垂直，安裝于轉(zhuǎn)子花瓣與轉(zhuǎn)子連接座相連接的部位；轉(zhuǎn)子連接座由與轉(zhuǎn)軸相連的套筒和與轉(zhuǎn)子連接爪相連的連接槽構(gòu)成；定子機(jī)座由圓柱筒和支撐座組成，圓柱筒的內(nèi)圓柱面是與轉(zhuǎn)子花瓣接觸摩擦的部位，支撐座用于支撐圓柱筒和轉(zhuǎn)軸等部件，并通過螺栓與機(jī)架固連。三個(gè)轉(zhuǎn)子花瓣通過連接銷與轉(zhuǎn)子連接座動(dòng)相連，轉(zhuǎn)子花瓣以連接銷為轉(zhuǎn)軸沿摩擦接觸圓弧壁徑向擺動(dòng)，為了保證轉(zhuǎn)子能自由擺動(dòng)，連接爪頂面與轉(zhuǎn)子座連接槽底兩對應(yīng)面制成圓弧面，三個(gè)轉(zhuǎn)子花瓣均勻分布于同一圓周面上。安裝有轉(zhuǎn)子花瓣的轉(zhuǎn)子連接座通過鍵與轉(zhuǎn)軸相連，轉(zhuǎn)軸通過軸承安裝于轉(zhuǎn)子機(jī)座的圓筒軸心處，在轉(zhuǎn)子花瓣的圓弧筒外圓周安裝摩擦片，通過銷釘固連。當(dāng)攀巖墻面在攀巖者體重作用下開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，攀巖墻面通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)體重自適應(yīng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子連接座上的轉(zhuǎn)子花瓣轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力的作用下轉(zhuǎn)子花瓣沿摩擦接觸圓弧壁徑向外擺，致使摩擦片與定子機(jī)座內(nèi)壁接觸產(chǎn)生摩擦力，提供勻速運(yùn)轉(zhuǎn)所需的平衡摩擦阻力距。限速裝置動(dòng)態(tài)地提供摩擦阻力距，當(dāng)攀巖者開始攀爬臨界點(diǎn)時(shí)，限速裝置轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為零，不提供摩擦阻力距，在攀巖者重力作用下，攀巖墻面以重力加速度啟動(dòng)；當(dāng)攀巖墻面運(yùn)動(dòng)起來以后，攀巖墻在攀巖者重力作用下，轉(zhuǎn)速越來越快，與此同時(shí)，限速裝置轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速也越來越快，使轉(zhuǎn)子花瓣產(chǎn)生的離心力也越來越大，導(dǎo)致摩擦片與定子機(jī)座間的摩擦阻力越來越大，即攀巖墻的平衡阻力矩也越來越大。在這個(gè)過程中，攀巖墻的動(dòng)力不變，但平衡阻力矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而逐漸增大，攀巖墻是以加速度不斷減小的形式在做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，平衡阻力與攀巖者體重相等，加速度變?yōu)榱?，此時(shí)攀巖墻達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。不同體重的攀爬者通過傳動(dòng)裝置和限速器的作用可以獲得近似相同的攀巖速度，實(shí)現(xiàn)體重自適應(yīng)。
攀巖墻面帶動(dòng)的攀爬裝置轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速很慢，而限速裝置需要較高轉(zhuǎn)速，所以需要增速裝置，同時(shí)降低所需平衡力矩，以減小限速器結(jié)構(gòu)尺寸。采用兩級增速鏈傳動(dòng)，低速級鏈傳動(dòng)采用固定傳動(dòng)比，高速級鏈傳動(dòng)采用變傳動(dòng)比，高速級鏈傳動(dòng)采用自行車變速裝置，低速級大鏈輪通過鍵安裝在攀爬裝置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的下傳動(dòng)軸，高速級的塔輪通過鍵安裝在限速器轉(zhuǎn)軸，低速級小鏈輪和高速級大鏈輪通過鍵在中間過渡軸，中間過渡軸通過兩個(gè)軸承安裝在軸承座內(nèi)，軸承座安裝在攀爬裝置的機(jī)座。通過調(diào)節(jié)高速級傳動(dòng)比，可以獲得不同的攀巖速度。保護(hù)制動(dòng)裝置由紅外傳感器和常開式電磁塊式制動(dòng)器構(gòu)成，紅外傳感器安裝在攀爬裝置的機(jī)架兩側(cè)上，制動(dòng)輪安裝在攀巖裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的下傳動(dòng)軸。同時(shí)該裝置在攀爬初始和終止時(shí)起到到至關(guān)重要的作用，攀巖者開始攀巖時(shí)，人體觸動(dòng)紅外傳感器，制動(dòng)裝置抱死使攀巖墻靜止不動(dòng)，當(dāng)攀巖者達(dá)到一定高度時(shí)，人體不再觸動(dòng)傳感器，制動(dòng)裝置松開，攀巖墻開始運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣可以防止開始攀爬時(shí)攀巖者直接落到地面；當(dāng)攀巖者想停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，人落到一定高度點(diǎn)，人體觸動(dòng)紅外傳感器，制動(dòng)裝置抱死使攀巖墻靜止不動(dòng)，攀巖者順著靜止的攀巖墻爬下到達(dá)地面，保證安全。該裝置在體重自適應(yīng)系統(tǒng)失靈時(shí)直接抱死攀巖裝置的下轉(zhuǎn)軸上，起到保護(hù)制動(dòng)的作用。所述圓弧壁厚8mm，三個(gè)圓弧筒面之間的間隙為Imm ;三個(gè)轉(zhuǎn)子花瓣的接觸圓弧壁面是由同一個(gè)圓柱筒面切割所得，過渡錐內(nèi)壁面與圓弧面軸線成45° ;連接爪與圓弧壁軸線垂直，連接爪厚3mm，安裝于轉(zhuǎn)子花瓣與轉(zhuǎn)子連接座相連接處；轉(zhuǎn)子花瓣上的摩擦片與定子機(jī)座內(nèi)壁距離為1_ ;摩擦片外圓弧面是錐度為0.5°的錐面，小錐端靠近轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子連接座的連接點(diǎn)。本發(fā)明與現(xiàn)有同類裝置相比，其顯著的有益效果體現(xiàn)在:1.適應(yīng)不同體重攀巖者，在傳動(dòng)比相同條件下，不同體重攀巖者可以獲得近似的攀巖速度；2.完全以攀巖者體重為動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)勻速攀巖，攀巖過程連續(xù)；3.通過調(diào)節(jié)傳動(dòng)比，可實(shí)現(xiàn)攀巖速度的調(diào)整；4.配備有保護(hù)制動(dòng)裝置，安全可靠；5.整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，功能可靠，占地空間小，可在家庭、健身房、娛樂場所得到廣泛應(yīng)用，促進(jìn)攀巖運(yùn)動(dòng)的大眾化；6.整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，環(huán)保節(jié)能，制造成本低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1是一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器攀爬裝置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。圖3是一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器攀爬裝置支撐板滑道結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器體重自適應(yīng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)示意圖。圖5是一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器限速器零部件拆分示意圖。圖6是一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器限速器的軸剖面示意圖。圖7是一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器限速器的A向端面示意圖。圖8是一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器限速器的轉(zhuǎn)子花瓣與連接座的連接示意圖。圖9是一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器保護(hù)制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖用實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器由攀爬裝置A、體重自適應(yīng)系統(tǒng)B和保護(hù)制動(dòng)裝置C三部分組成。攀爬裝置由機(jī)架、攀爬墻面和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。機(jī)架由機(jī)座2、支架4和斜拉桿3構(gòu)成，機(jī)座2開有地腳螺栓孔1，使整機(jī)固定不動(dòng)，保證使用安全。為防止攀爬時(shí)攀爬裝置傾倒，機(jī)座2的長度能夠增加，在機(jī)座2和支架4間安裝斜拉桿3，左右兩側(cè)支架4的下端通過焊接方式與機(jī)座2固連，保證二者垂直。攀爬墻面由支撐板7及安裝在其上的支點(diǎn)6組成，支點(diǎn)6通過螺栓錯(cuò)落地安裝在支撐板7上，并且在每塊支撐板上排列有位置不同安裝孔，以便調(diào)整支點(diǎn)位置來改變攀爬難度。支撐板7安裝在攀巖裝置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶有翼板的閉環(huán)鏈條上，如圖2所示，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由兩組鏈條鏈輪與兩根傳動(dòng)軸組成，鏈輪8、10通過鍵安裝在傳動(dòng)軸14上，為使傳動(dòng)軸受力合理，兩鏈輪到各自軸端距離為1/4軸長，鏈輪9、11通過鍵安裝在傳動(dòng)軸15上，鏈輪8與鏈輪9、鏈輪10與鏈輪11在同一鉛垂面內(nèi)，帶有翼板的鏈條12、13裝在兩組兩鏈輪上，支撐板7通過螺栓安裝在這兩條鏈條的翼板上。四個(gè)鏈輪齒數(shù)相同，并要求安裝在同一根軸上的鏈輪齒槽在同一水平線上，以保證搭接在鏈條上的支撐板在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中保持水平。如圖1和圖3所示，為了保證支撐板在豎直面內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，在支架4內(nèi)側(cè)安裝有支撐板滑道5，滑道由U型鋼16和樹脂滑槽17組成，U型鋼16通過螺栓18固連在支架4上，樹脂滑槽17通過膠粘內(nèi)嵌在U型鋼16內(nèi)，樹脂滑槽寬度略大于支撐板7的厚度。在U型鋼16和樹脂滑槽17外端留有一定間隙，用于螺栓18的安放，在裝樹脂滑槽17前，應(yīng)先將螺栓裝入。樹脂滑槽具有良好順滑性，保證支撐板運(yùn)轉(zhuǎn)順暢、無噪聲。為了平衡攀巖者體重以獲得勻速攀巖速度，并獲得不同攀巖速度，如圖4所示，體重自適應(yīng)系統(tǒng)由兩級增速鏈傳動(dòng)和限速器27組成。通過增速鏈傳動(dòng)獲得限速器所需的高轉(zhuǎn)速，第一級鏈傳動(dòng)由鏈輪19、鏈輪20和鏈條21組成，固定傳動(dòng)比，大鏈輪19通過鍵安裝在攀巖裝置傳動(dòng)軸15上，第二級鏈傳動(dòng)由鏈輪24、塔輪25、變速器26和鏈條27組成，塔輪25通過鍵安裝在限速器27的軸上，變速器26通過螺栓安裝在限速器27的機(jī)座上，第二級鏈傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比，以實(shí)現(xiàn)不同的攀巖速度。鏈輪20和鏈輪24通過鍵安裝在過渡軸22上，軸22通過兩個(gè)軸承安裝在支座23上。限速裝置利用離心力提供攀爬墻面勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡力，可適應(yīng)不同體重攀巖者，如圖5、圖6所示，限速裝置由定子機(jī)座28、轉(zhuǎn)軸29、轉(zhuǎn)子花瓣30、轉(zhuǎn)子連接座31、和摩擦片33組成，其中，轉(zhuǎn)子花瓣共三個(gè)。如圖7所示，轉(zhuǎn)子花瓣30由摩擦接觸圓弧筒面38、過渡錐筒面39和連接爪平面40三段構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)子花瓣的接觸圓弧筒面是由同一個(gè)圓柱筒面切割所得，圓弧面板厚8mm。三個(gè)接觸圓弧筒面之間的間隙A為1mm，這個(gè)間隙使內(nèi)圓弧面互相支撐，使限速器不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)三個(gè)轉(zhuǎn)子花瓣向圓弧軸心徑向位移較小，保證限速器啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子花瓣迅速到達(dá)工作圓周面區(qū)域以提供所需摩擦阻力，啟動(dòng)靈敏。過渡錐面37與摩擦接觸圓弧筒面36軸線成45°，是摩擦接觸圓弧筒面36與連接爪38的過渡部分。連接爪III與摩擦接觸圓弧筒面36軸線垂直，連接爪厚3mm，安裝于轉(zhuǎn)子花瓣30與轉(zhuǎn)子連接座31的相連接處。如圖8所示，三個(gè)轉(zhuǎn)子花瓣30通過連接銷34與轉(zhuǎn)子連接座31動(dòng)連接。其中，轉(zhuǎn)子連接座由與轉(zhuǎn)軸相連的筒和與轉(zhuǎn)子連接爪相連的連接槽構(gòu)成，三個(gè)連接槽均勻分布在整個(gè)圓周。為了保證轉(zhuǎn)子能自由擺動(dòng)，連接爪頂面與轉(zhuǎn)子座連接槽底的兩對應(yīng)面制成圓弧面，三個(gè)轉(zhuǎn)子花瓣均勻分布于同一圓周面上。如圖6所示，安裝有轉(zhuǎn)子花瓣的轉(zhuǎn)子連接座通過鍵與軸29相連，為了便于轉(zhuǎn)子花瓣安裝調(diào)整，轉(zhuǎn)子連接座安裝在軸端；轉(zhuǎn)軸通過軸承安裝于轉(zhuǎn)子機(jī)座的圓筒軸心處，為了增加摩擦力，在轉(zhuǎn)子花瓣的接觸圓弧筒外圓周安裝摩擦片33，通過銷釘固連。如圖5所示，定子機(jī)座28由圓柱筒和支撐座組成，圓柱筒的內(nèi)圓柱面是與轉(zhuǎn)子花瓣接觸摩擦的部位，支撐座用于支撐圓柱筒和轉(zhuǎn)軸等部件，并通過螺栓與機(jī)架固連。如圖6所示，定子機(jī)座28上的圓柱筒的內(nèi)孔由兩種直徑構(gòu)成，大徑孔安裝轉(zhuǎn)子，小徑孔安裝軸承。如圖6所示，轉(zhuǎn)子花瓣上的摩擦片與定子機(jī)座內(nèi)壁距離A為1mm，此較小距離保證限速器啟動(dòng)時(shí)摩擦片迅速與定子機(jī)座內(nèi)壁接觸產(chǎn)生摩擦力。如圖6所示，摩擦片外圓弧面傾角a為0.5°的錐面，以保證轉(zhuǎn)子花瓣外擺時(shí)，摩擦片與定子機(jī)座的圓筒內(nèi)壁是面接觸，而非線接觸，提高限速器效能。當(dāng)攀巖墻面在攀巖者體重作用下開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，攀巖墻面通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)體重自適應(yīng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子連接座上的轉(zhuǎn)子花瓣轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力的作用下轉(zhuǎn)子花瓣沿摩擦接觸圓弧筒面徑向外擺，致使摩擦片與定子機(jī)座內(nèi)壁接觸產(chǎn)生摩擦力，提供勻速運(yùn)轉(zhuǎn)所需的平衡摩擦阻力距。為了防止攀巖者在攀爬過程中意外落到最低點(diǎn)而發(fā)生危險(xiǎn)，如圖9所示，本發(fā)明設(shè)置了保護(hù)制動(dòng)裝置，保護(hù)制動(dòng)裝置由紅外傳感器35和常開式電磁塊式制動(dòng)器36、37構(gòu)成，紅外傳感器35安裝在攀爬裝置的機(jī)架4兩側(cè)上，紅外傳感器35距離地面0.4m,制動(dòng)輪36安裝在攀巖裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的下傳動(dòng)軸15，拉桿機(jī)構(gòu)37通過螺栓固連在機(jī)座。 操作方法及器械運(yùn)轉(zhuǎn)過程:1.攀巖者根據(jù)個(gè)人具體情況，通過變速器調(diào)節(jié)第二級鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比，以獲得所需要的攀巖速度。2.攀巖者站近距離地攀爬墻面前，此時(shí)人體擋住保護(hù)制動(dòng)裝置的紅外傳感器，傳感器發(fā)給常開式電磁塊式制動(dòng)器信號，使制動(dòng)器抱死攀爬裝置的下傳動(dòng)軸，此時(shí)，攀巖者可以在靜止的攀爬墻面進(jìn)行攀巖。3.當(dāng)攀巖者腳離開地面0.4m后，身體不再遮擋紅外傳感器，此時(shí)制動(dòng)器松開下傳動(dòng)軸，攀爬墻面在攀巖者體重作用下開始作加速運(yùn)動(dòng)。4.隨著攀爬墻面速度逐漸增加，攀爬裝置的下傳動(dòng)軸通過增速鏈傳動(dòng)帶動(dòng)限速器轉(zhuǎn)子花瓣轉(zhuǎn)動(dòng)，而且速度越來越大，則離心力越來越大，摩擦阻力距也越來越大；在這個(gè)過程中，攀巖墻面是以逐漸減小的加速度作加速運(yùn)動(dòng)。5.當(dāng)攀爬墻速度達(dá)到一定值時(shí)，限速器產(chǎn)生的摩擦阻力距與攀巖者重力相等，此時(shí)攀爬墻處于平衡狀態(tài)，以恒定速度循環(huán)往復(fù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。6.當(dāng)攀巖者想停止攀爬時(shí)，人可以停止運(yùn)動(dòng)，人隨著攀爬墻一塊下行，當(dāng)人腳到達(dá)紅外線觸發(fā)區(qū)域時(shí)，制動(dòng)器制動(dòng)器抱死攀爬裝置的下傳動(dòng)軸，攀巖者可以在靜止的攀爬墻面上爬下到地面。
該攀巖器在整個(gè)攀巖過程中，先靜止，后逐漸加速，加速度逐漸減小，最終達(dá)到勻速，停止運(yùn)動(dòng)時(shí)攀爬墻面靜止，整個(gè)過程平穩(wěn)安全，而且可以適應(yīng)不同體重攀巖者，能獲得不同的攀巖速度。
權(quán)利要求
1.一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器，其特征在于該攀巖器包括:攀爬裝置、體重自適應(yīng)系統(tǒng)和保護(hù)制動(dòng)裝置三部分，攀爬裝置由機(jī)架、攀爬墻面和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，其中機(jī)架由機(jī)座、支架和斜拉桿構(gòu)成，機(jī)座安裝有地腳螺栓，機(jī)座下設(shè)置地輪，左右兩側(cè)支架的下端通過焊接方式與機(jī)座固連，斜拉桿安裝在機(jī)座和支架之間；攀爬墻面由支撐板及安裝在其上的支點(diǎn)組成，支撐板安裝在帶有翼板的閉環(huán)鏈條上，支點(diǎn)通過螺栓錯(cuò)落地安裝在支撐板上，并且在每塊支撐板上排列有安裝點(diǎn)，在支架內(nèi)側(cè)安裝有支撐板滑道，滑道由U型鋼和樹脂滑槽組成，U型鋼固連在支架上，樹脂滑槽內(nèi)嵌在U型鋼內(nèi)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由兩組鏈條鏈輪與兩根軸組成，兩根軸分別通過軸承和軸承座安裝在支架頂部和底部，每根軸上安裝有兩個(gè)鏈輪，上下兩對應(yīng)鏈輪分別處于豎直面內(nèi)，帶有翼板的鏈條裝在上下兩鏈輪上，四個(gè)鏈輪齒數(shù)相同，安裝在同一根軸上的鏈輪齒槽在同一水平線上；體重自適應(yīng)系統(tǒng)由限速器和兩級鏈傳動(dòng)組成，限速裝置由定子機(jī)座、轉(zhuǎn)子花瓣、轉(zhuǎn)子連接座、轉(zhuǎn)軸和摩擦片組成，其中轉(zhuǎn)子花瓣共三個(gè)，轉(zhuǎn)子花瓣由摩擦接觸圓弧筒面、過渡錐筒面和連接爪平面三段構(gòu)成，轉(zhuǎn)子連接座由與轉(zhuǎn)軸相連的套筒和與轉(zhuǎn)子連接爪相連的連接槽構(gòu)成，定子機(jī)座由圓柱筒和支撐座組成，圓柱筒的內(nèi)圓柱面是與轉(zhuǎn)子花瓣接觸摩擦的部位，支撐座通過螺栓與機(jī)架固連，三個(gè)轉(zhuǎn)子花瓣通過連接銷與轉(zhuǎn)子連接座動(dòng)相連，轉(zhuǎn)子花瓣以連接銷為轉(zhuǎn)軸沿摩擦接觸圓弧筒面徑向擺動(dòng)，連接爪頂面與轉(zhuǎn)子座連接槽底兩對應(yīng)面為圓弧面，三個(gè)轉(zhuǎn)子花瓣均勻分布于同一圓周面上，安裝有轉(zhuǎn)子花瓣的轉(zhuǎn)子連接座通過鍵與轉(zhuǎn)軸相連，轉(zhuǎn)軸通過軸承安裝于轉(zhuǎn)子機(jī)座的圓筒軸心處，在轉(zhuǎn)子花瓣的接觸圓弧筒外圓周安裝摩擦片，通過銷釘固連，采用兩級增速鏈傳動(dòng)，低速級鏈傳動(dòng)采用固定傳動(dòng)比，高速級鏈傳動(dòng)采用變傳動(dòng)比，高速級鏈傳動(dòng)采用自行車變速裝置，低速級大鏈輪通過鍵安裝在攀爬裝置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的下傳動(dòng)軸，高速級的塔輪通過鍵安裝在限速器轉(zhuǎn)軸，低速級小鏈輪和高速級大鏈輪通過鍵在中間過渡軸，中間過渡軸通過兩個(gè)軸承安裝在軸承座內(nèi)，軸承座安裝在攀爬裝置的機(jī)座；保護(hù)制動(dòng)裝置由紅外傳感器和常開式電磁塊式制動(dòng)器構(gòu)成，紅外傳感器安裝在攀爬裝置的機(jī)架兩側(cè)上，制動(dòng)輪安裝于攀巖裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的下傳動(dòng)軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器，其特征在于其中的圓弧壁厚8mm，三個(gè)圓弧筒面之間的間隙為Imm ;三個(gè)轉(zhuǎn)子花瓣的接觸圓弧筒面是由同一個(gè)圓柱筒面切割所得，過渡錐壁與圓弧面軸線成45° ;連接爪與圓弧壁面軸線垂直，連接爪厚3mm，位于轉(zhuǎn)子花瓣與轉(zhuǎn)子連接座相連接的部位；轉(zhuǎn)子花瓣上的摩擦片與定子機(jī)座內(nèi)壁距離為Imm ;摩擦片外圓弧面是錐度為0.5°的錐面，小錐端靠近轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子連接座的連接點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種體重自適應(yīng)的自走式攀巖器，以攀巖者體重為驅(qū)動(dòng)力、既能適應(yīng)不同體重又能提供可選擇攀爬的速度。該攀巖器包括攀爬裝置、體重自適應(yīng)系統(tǒng)和保護(hù)制動(dòng)裝置三部分。攀爬裝置由機(jī)架、攀爬墻面和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成；體重自適應(yīng)系統(tǒng)由限速裝置和兩級鏈傳動(dòng)組成；保護(hù)制動(dòng)裝置由紅外傳感器和常開式電磁塊式制動(dòng)器構(gòu)成。本發(fā)明完全以攀巖者體重為動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)勻速攀巖，攀巖過程連續(xù)；通過調(diào)節(jié)傳動(dòng)比，可實(shí)現(xiàn)攀巖速度的調(diào)整；配備有保護(hù)制動(dòng)裝置，安全可靠；整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，功能可靠，占地空間小，可在家庭、健身房、娛樂場所得到廣泛應(yīng)用，促進(jìn)攀巖運(yùn)動(dòng)的大眾化。
文檔編號A63B26/00GK103203094SQ20131013811
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者趙旭, 周博, 林琪, 王瑩 申請人:遼寧科技大學(xué)