一種電子啞鈴的製作方法

2023-06-04 09:54:41

專利名稱：一種電子啞鈴的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種健身器材，尤其涉及一種可以由內部的偏心可變速直流電動機產生劇烈振動的電池控制的器件，其中電動機由手操作的壓敏開關來控制。
除了基本的產生強烈振動的特點外，啞鈴還具有一些其它特徵。啞鈴具有外部電極和內部電路，可產生很窄的電脈衝以強化肌肉。對於厭倦了僅僅作鍛鍊的人來說，啞鈴還具有一內置音響系統，可以通過安裝在啞鈴體內的小揚聲器產生音樂或指令。還設有一些小型的發光二極體，其可以閃爍從而轉移注意力。對於那些想利用磁場來改善血液循環的人來說，圓柱形殼體的一個端部為凹形，並被一嵌入的永久磁鐵所包圍。
啞鈴使得使用者可以在家中不被人看到的地方進行鍛鍊，並且不被不期而遇的旁觀者打擾。啞鈴的重量較輕，易於被任何一隻手使用，或是被兩隻手同時使用，或者通過轉換啞鈴上的一個功能開關，可以在不用手的模式下使用，而無須把手上的壓力促動開關。在把手上設置了兩對壓力促動開關當使用者試圖拉開啞鈴時，每一把手內側的一對開關可以刺激手部和臂部的肌肉；當使用者試圖將啞鈴壓在一起時，每一把手外部的另一對開關可以鍛鍊臂部和肩部的肌肉。在不用手的模式中，壓力促動開關不使用，啞鈴可以用作頸和背的振動器，或者用來刺激腿和腳。
傳統啞鈴的使用者依靠啞鈴的重量來鍛鍊肌肉。在本發明中，啞鈴的重量較輕，由於身體肌肉的刺激和強化取決於啞鈴殼體內偏心設置的直流電動機的可變離心力產生的振動，因此啞鈴的重量不是主要因素。
根據牛頓第二運動定律，作用在直線運動的物體上的力的值等於物體質量乘以其加速度，即F＝M·A。如果物體作旋轉運動，此公式變為F＝M·V2/r，其中V代表旋轉速度而r代表旋轉半徑。在本發明的啞鈴中，直流電動機偏心地安裝，使得其繞中心軸旋轉。電動機具有固定的質量，同時和中心軸的距離為一固定的半徑。因此，由旋轉電動機產生的離心力和旋轉速度的平方成正比例關係。改變直流電壓可以改變直流電動機的旋轉速度，因此增加電壓使得旋轉速度提高到二倍的話，作用力就提高到四倍。啞鈴把手上的壓力促動開關可以改變電動機的直流電壓使用者將壓力促動開關壓得越緊，提供給電動機的電壓就越大。通過適當地調整啞鈴以及仔細地調節電動機速度，啞鈴的振動可以符合肥胖身軀的固有諧振頻率，從而幫助減肥。


在附圖中介紹了本發明的優選實施例，其中圖1是顯示了本發明的啞鈴的透視圖；圖2顯示了繞U形把手轉動到其垂直角度的啞鈴；圖3是顯示了啞鈴內部的剖視圖；圖4是啞鈴電路的電路圖。
U形把手12通過兩個螺釘與主體10相連，螺釘位於管狀主體的端部20附近的直徑上，並從主體上伸出且穿過把手12上的被加強的薄的部分24，在此處螺釘通過大的輪狀螺母26固定在把手上。如果需要，這些螺母26可以鬆開，主體可以轉動，使得管狀主體的中心軸垂直於把手12的平面，如圖2所示。
U形把手12也是管狀的，其中包括提供能量給直流電動機使啞鈴發生強烈振動的電池。在每一把手12的外部用於手握住的位置處設有用於控制直流電動機轉速的壓力促動開關28。如下文所述，如果這些開關上沒有壓力，則電動機上沒有電壓，電壓隨著壓力的提高而提高。而且還設有一個功能開關，當其閉合時無須施加壓力給壓力促動開關就可以提供全部電壓給電動機。
圖3是啞鈴的剖視圖，顯示了管狀主體10和U形把手12的內部的詳細情況。啞鈴從直流電動機30的旋轉中產生強烈的振動，電動機通過齒輪32減速地連接到固定中心軸36上的大齒輪34上。齒輪32及其旋轉軸位於包圍電動機30的殼體38內的軸承上，殼體38繞固定的中心軸36旋轉。因此，電動機30的旋轉使得帶有電動機30和齒輪32的殼體38繞固定軸36旋轉，使得主體10產生了強烈的偏心振動。
固定軸36剛性地連接在主體10的凹端部16和相對的平端部20之間，並具有允許殼體38轉動的軸承40。電動機30通過連接在軸36上以及連接電絕緣環42上的電刷賦於電能，電絕緣環42和軸36同心地連接在一起，它們都和電壓源相連。
主體10中的旋轉殼體38可以繞軸36旋轉，其最大轉速約為800rpm。在最大轉速時電動機和齒輪產生的噪音非常大。因此，殼體38應用隔音罩44進行隔音，隔音罩44可以和主體10的內壁接觸，但必須為殼體38的旋轉提供足夠的空間。隔音罩44和主體的上內壁之間的空間可以用來安裝幾個彩色的發光二極體燈18，當帶電時其可以閃爍。這個空間還可以用來安裝永久磁鐵環或實心磁環64，其圍繞在凹端部16的平邊緣14的下方。如上所述，彩色燈18並沒有具體功能，只是用來增加啞鈴的吸引力。磁環46用於那些想利用磁場來改善和啞鈴凹端部16相貼合的身體部位的血液循環的人。
在隔音罩44和主體10的內底端部20之間的空間中足以安裝幾個功能開關及電路，例如電極22的脈衝發生器，以及揚聲器及其音頻電路。
U形把手12是管狀的，其每一側臂的內部都有安裝充電電池48的空間。將電池充電器的插頭插入把手上的插孔50，就可以根據需要對充電電池進行充電。把手12每一側的外表面上使用者握住啞鈴的位置覆蓋了壓敏開關28。這兩個開關是相同的，每一個均包括一導電外層52和導電內層54，在兩層之間設置了軟且疏鬆的高電阻心部56，其電阻隨著被壓迫而減小。外層52最好塗有塑料塗層，以防止含有鹽分的汗液滲到電阻心部56中。因此，如果在層52和54之間沒有壓力，層間的電阻就形成一個開路。當壓力提高時，層間的電阻快速地降低到零，這樣便提高了電動機30的電壓，並提高了其旋轉速度。從把手12到連接器60延伸了六根導線58，可將電池的正負極以及兩個壓敏開關28的內、外端導電層連接到主體10上。
圖4是啞鈴的電路圖。主體10的多心電纜和導線連接器62相連，而導線連接器62又和電池48的連接器60以及U形把手12的兩個壓敏開關28相連。導線延伸到安裝在主體平端部20上的幾個功能開關上。這些開關包括可以雙極雙擲開關64，其可以使電動機的電壓反向，從而改變電動機的方向；雙極雙擲開關66，其可以改變兩個壓敏開關的操作，使壓敏開關從串聯變換到並聯以用於單手操作的模式，或者從並聯變換回串聯以用於雙手操作的模式；單極單擲開關68，其可以使兩個壓敏開關短路，以用於不用手的操作模式；三個單極開關70，72，74，分別用於選擇或熄滅或閃爍燈18、導電標籤22的脈衝發生器73、揚聲器76的聲音電路75。所有這些開關均安裝在主體10的平端部20上。
啞鈴的偏軸電動機產生強烈的離心振動，振動通過啞鈴的主體和把手傳送到關節和肌肉中。只握住把手可以振動手部的肌肉及關節。用雙手拉開或壓緊把手可以將振動傳到手臂和胸部，轉換雙極開關66可以允許一隻手或兩隻手來操作裝置，從而強化手臂下的肌肉。如果使用者不能施加足夠的壓力來促動壓力促動開關，開關66會處於「不用手」的位置，從而將兩個壓力促動開關短路。
閉合開關72使脈衝發生器73產生一系列60V、200毫秒的脈衝，以每秒約55個周期的頻率傳遞給導電金屬標籤22。脈衝不屬於危險的電壓水平，但可以使站立在放在電路接地端上的導電練習墊上的人產生輕微的肌肉收縮。閉合開關74會接通聲音電路，從而從揚聲器76中發出已錄製好的練習音樂。
權利要求
1.一種健身用電子啞鈴，其包括具有第一端部和第二端部的管狀主體，所述第一端部具有凹形表面，所述第二端部具有基本上平的表面，並支撐了多個功能開關；位於所述管狀主體的軸線上的主軸，所述主軸連接在所述第一和第二端部之間；安裝在所述主體內的直流電動機，所述電動機和所述主軸隔開並繞其旋轉，所述電動機繞所述軸的旋轉使所述啞鈴產生強烈的振動；U形的管狀把手，可容納所述直流電動機的電池，所述U形把手的每一臂的端部可樞軸轉動地連接在所述主體上；和位於所述把手的每一U形臂上的電動機轉速控制元件，所述轉速控制元件連接在所述電池和所述電動機之間，並通過壓迫所述把手來促動。
2.根據權利要求1所述電子啞鈴，其特徵在於，所述直流電動機和所述主軸具有齒輪，用於減低所述電動機繞所述軸旋轉的轉速。
3.根據權利要求2所述電子啞鈴，其特徵在於，通過用第一電刷擦過安裝在所述軸上的電絕緣的導電環以得到電壓的第一極性，以及用第二電刷擦過所述軸以得到電壓的第二極性，可以讓所述直流電動機得到電壓。
4.根據權利要求3所述電子啞鈴，其特徵在於，所述啞鈴還包括用於容納所述電動機和所述齒輪的殼體，所述殼體可以與所述電動機和所述齒輪一起繞所述軸旋轉。
5.根據權利要求4所述電子啞鈴，其特徵在於，所述啞鈴還包括位於所述主體內的隔音罩，所述隔音罩不幹涉所述殼體的旋轉。
6.根據權利要求1所述電子啞鈴，其特徵在於，位於所述把手的每一U形臂上的所述電動機轉速控制元件是一個電阻元件，其在不受壓力時具有無限大的電阻，而在受到最大壓力時電阻變化為零。
7.根據權利要求6所述電子啞鈴，其特徵在於，位於每一U形臂上的所述電動機轉速控制元件和所述主體連接，並通常是通過所述功能開關進行串聯，以便於雙手操作。
8.根據權利要求7所述電子啞鈴，其特徵在於，轉換所述功能開關中的第一個開關可以將所述電動機轉速控制元件的操作從串聯改變成並聯，以便於單手操作。
9.根據權利要求8所述電子啞鈴，其特徵在於，閉合所述功能開關中的第二個開關可以使所述每一臂上的所述速度控制元件短路，以便於不用手的操作。
10.根據權利要求1所述電子啞鈴，其特徵在於，所述電子啞鈴還包括位於所述主體內的一個小型的聲頻放大器和揚聲器，閉合與所述電池相連的所述功能開關，可以使所述擴音器通電。
11.根據權利要求1所述電子啞鈴，其特徵在於，所述電子啞鈴還包括與所述主體外表面上電絕緣的導電電極相連接的脈衝發生器，在閉合與所述電池相連接的功能開關時，所述脈衝發生器可以產生一系列非常窄的帶有不會造成傷害電壓的脈衝。
12.根據權利要求1所述電子啞鈴，其特徵在於，所述電子啞鈴還包括多個分散在所述主體表面上的發光二極體，當閉合與所述電池相連接的功能開關時，所述發光二極體會發出彩色光。
13.根據權利要求1所述電子啞鈴，其特徵在於，所述電子啞鈴還包括位於所述主體內的永久磁鐵環，其圍繞著所述主體的所述第一端部的凹表面。
全文摘要
一種包括管狀主體(10)及相連的U形把手(12)以便雙手使用的健身啞鈴。主體包括和固定中心軸(36)通過齒輪(32,34)相配合的直流電動機(30),其可以繞所述軸旋轉並產生強烈的振動。在把手中設有電池(48),通過手作用在壓力促動開關(28)上,可以使電動機速度從零變化到最大值。主體上的功能開關可以使電動機的轉向(64)反向,允許單手操作、雙手操作(66)或不用手的操作(68)。功能開關還可以通過內置揚聲器(76)提供音樂(74),並產生令人興奮的脈衝(73)。
文檔編號A63B21/072GK1382066SQ00811353
公開日2002年11月27日 申請日期2000年2月15日 優先權日1999年8月9日
發明者餘紹熾 申請人:餘紹熾