專利名稱：一種兒童趣味運動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及娛樂設施技術領域，具體的說是ー種兒童趣味運動裝置。
背景技術：
據調研顯示，當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；喜愛旋轉運動如摩天輪、旋轉木馬。但是現有的娛樂設施僅有單方向的被動旋轉，娛樂方式
較為單一，兒童參與度不高，且結構復雜，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，也沒有與科學評定結合起來。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。現有技術中，行星齒輪傳動組件一般應用于減速器、變速箱及驅動橋上，尚未出現將行星齒輪傳動組件應用于娛樂、健身設施領域。
發明內容本實用新型的目的是提供ー種結構簡單、功能多祥、成本低、易于組合、擁有擴展性、占用空間小、可以進行訓練評定、具有科學性、體積較小、可以輕松安放在各種不同的場合、應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，包括設有行星齒輪傳動組件的轉臺I、設有中心軸13的底座2和可人力驅動的健身器械，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和設置在軸承座23內的單向軸承8,所述單向軸承8的內圈與行星軸6相連，單向軸承8的外圈與軸承座23相連。所述底座2內設電カ驅動裝置，所述電カ驅動裝置和中心軸13相連。所述太陽輪軸4和中心軸13之間設置有雙弧聯軸器14，所述雙弧聯軸器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內還設置有控制系統，所述控制系統包括單片機、驅動器、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。所述可人力驅動的健身器械還設有用于測量脈搏的紅外傳感器、溫度傳感器、轉速傳感器和/或電阻應變式傳感器。[0012]本實用新型一種兒童趣味運動裝置的優點是I、結構簡單，應用廣泛整個傳動機構僅利用了蝸輪蝸桿和行星齒輪傳動，沒有復雜的機構，便于安裝調試和修理，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臺同時轉動；在不使用電機時，只要在可人力驅動的健身器械上安裝相應的傳動軸，就可以將不同的健身器械安插在開ロ聯軸器上，將健身器械的運動轉化為傳動軸的轉動傳遞給行星齒輪，以驅動轉臺轉動，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、在健身器械上設有不同的傳感器，提取使用者的使用數據，如曲柄轉速、持續時間、驅動力等，傳遞給計算機系統，通過智能的算法和數據查詢系統，對使用者的身體機能進行綜合性的評估；不僅擁有擴展性，還可以進行訓練評定，更具有科學性。

圖I為本實用新型兒童趣味運動裝置的結構示意圖。圖2為行星齒輪傳動組件的局部放大示意圖。圖3為雙弧聯軸器的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型進行進一步說明根據圖1-3所示，一種兒童趣味運動裝置，包括轉臺I和底座2，轉臺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上還安裝了開ロ聯軸器7，起到半聯軸器功能，行星軸6通過開ロ聯軸器7與可人力驅動的健身器械同軸相連；底座2內部安裝有步進電機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。所述轉臺I和底座2之間安裝了止推軸承15，以使轉臺I可以自由轉動，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。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軸裝置——雙弧聯軸器14。在本實用新型中，底座2內還安裝了控制系統對步進電機9進行轉速轉向控制。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正轉時單向軸承8鎖死，行星齒輪5可以帶動行星軸6轉動；當行星齒輪5反轉時，單向軸承8內外圈可以相對轉動相當于普通軸承，行星齒輪5將無法帶動行星軸6旋轉，起到了單向傳動的作用。所述雙弧聯軸器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，在轉矩不超過限制時，雙弧聯軸器14可以在太陽輪軸4和中心軸13之間傳遞轉矩，在系統過載時，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，以保護傳動機構和電機。所述可人力驅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，如大轉輪、健身盤等；所述絲杠螺母傳動組件為包括活塞結構的健身器械。本實用新型在使用時，在健身器械上安裝適當的傳動軸20，形成可以與開ロ聯軸器7連接的半聯軸器，使傳動軸20可以插入開ロ聯軸器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，當動作方向為正方向時行星齒輪5將通過單向軸承8的鎖定驅動行星軸6轉動，而方向相反時單向軸承8將不會發揮鎖死作用，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將帶動整個轉臺I轉動。在幾個組件同時使用時，如果某個組件的傳動軸20轉速較慢，相應的行星齒輪5將相對于相應的行星軸6反轉，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，這樣整個轉臺I的轉動才不會影響到轉速慢的組件，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和轉臺I同時轉動，根據實際情況組件自身也可以相對轉臺I自轉或與轉臺I保持靜止，如蝸輪蝸桿傳動組件，由于蝸輪蝸桿傳動機構19的自鎖特性，在其外殼與轉臺I沒有固定連接的情況下，轉臺I的轉動將驅動行星軸6轉動,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。控制系統包括單片機、驅動器、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速或轉向的調節，在電機轉速轉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，打開鍵盤上的開關鍵，整個控制系統開始工作，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、暫停鍵，當按下開始鍵時，電機開始轉動，轉臺正轉，通過連續按下加速和減速鍵可以實現轉臺轉動的無級調速，按動反向鍵，轉臺反向轉動，按下停止鍵，轉臺停轉。按下自動播放鍵，音樂播放電路將通過揚聲器循環播放內存中的音樂，當轉臺轉速和轉向改變時，將改變播放的音樂；按下手動播放鍵，轉臺將循環播放內存中的音樂，可以通過按動上一曲或下一曲鍵更換播放的音樂，按下單曲循環鍵后，將循環播放當前播放的音樂，按下暫停鍵后，音樂播放暫停。控制電路部分可用C8051F040單片機配上鍵盤遙控電路、DMDT68A型的驅動器相應的IO接ロ電路等基本電路構成。采用C8051F040型號的單片機，編程是定義控制系統中用到的數字鍵和功能鍵(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。電機驅動的信息不在指令中直接給出，而是從每ー特定的數據寄存器讀取，這樣實現對電機的控制只需要改變相應寄存器的值即可，單片機給DMT68A驅動器提供脈沖信號，控制電機的轉速(驅動器PUL-端)和旋轉(驅動器DIR-端)方向。在本實用新型中，還可以在健身器械上安裝適當的傳感器，提取使用者的使用數據，如曲柄轉速、持續時間、驅動力等，傳遞給計算機系統，通過智能的算法和數據查詢系統，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、轉速傳感器、電阻應變式傳感器等。轉速的測量可采用光洋TRD-2T600AF旋轉編碼器，此編碼器線數為600，與編碼器相連接的旋轉體姆轉ー圈，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器的輸入引腳，單片機內部通過對編碼器傳入脈沖的計數就可以得到
轉速信息。脈搏測量采用紅外傳感器，通過感應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，此變化和心跳的節拍相對應，因此紅外接收ニ極管的電流也跟著心跳的節拍改變，使得紅外接收ニ極管輸出與心跳節拍相對應的脈沖信號。該脈沖信號經整形和放大電路輸出到單片機，作為單片機的脈沖信號，單片機根據磁脈沖信號測定脈搏。在收集到這些數據之后單片機將把數據傳遞給PC機，單片機與PC機的通信使用串ロ來實現，電路采用Max3232實現TTL電平到RS232電平的轉換。Max3232采用專有低壓差發送器輸出級，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數據速率，同時保持RS-232輸出電平。max3232具有ニ路接收器和ニ路驅動器，提供IuA關斷模式，有效降低功效并延遲便攜式產品的電池使用壽命。關斷模式下，接收器保持有效狀態，對外部設備進行監測，僅消耗IuA電源電流，max3232的引腳、封裝和功能分別與エ業標準MAX242和MAX232兼容。即使工作在高數據速率下，max3232仍然能保持RS-232標準要求的正負5. OV最小發送器輸出電壓。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益結果進行了進ー步的詳細說明，所應理解的是，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，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種兒童趣味運動裝置，其特征在于包括設有行星齒輪傳動組件的轉臺(I)、設有中心軸(13)的底座(2)和可人力驅動的健身器械，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)和可人力驅動的健身器械同軸相連。
2.如權利要求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)和設置在軸承座(23)內的單向軸承(8)，所述單向軸承(8)的內圈與行星軸(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)內設電力驅動裝置，所述電力驅動裝置和中心軸(13)相連。
4.如權利要求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)之間設置有雙弧聯軸器(14)，所述雙弧聯軸器(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)內還設置有控制系統，所述控制系統包括單片機、驅動器、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動的健身器械還設有用于測量脈搏的紅外傳感器、溫度傳感器、轉速傳感器和/或電阻應變式傳感器。
專利摘要一種兒童趣味運動裝置，包括設有行星齒輪傳動組件的轉臺、設有中心軸的底座和可人力驅動的健身器械，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動的健身器械同軸相連。其優點是結構簡單，應用廣泛；功能多樣，易于組合；整個傳動機構僅利用了蝸輪蝸桿和行星齒輪傳動，沒有復雜的機構，便于安裝調試和修理，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 優先權日2012年4月28日
發明者潘衛平, 吳興華, 李思千, 宋雷, 蔡小康, 莫祝堅 申請人:武漢大學