CN104190061B - 一种可自由伸缩的无级变速空竹组件 - Google Patents

Abstract

本发明属于健身器材领域，具体涉及一种可自由伸缩的无级变速空竹组件，其中抖线采用两端细、中间逐渐加粗的圆锥形结构，配合承线槽，即可实现空竹的无级变速调节；同时伸缩滑杆可以自由伸缩，再由若干个铰接配重块构成离心飞轮，离心力较大，具有较大的转动惯量，使空竹配重运转更平稳，可以用来减少空竹运转过程中的速度波动，较现有的空竹速度更稳定，其结构更加简单，利用无级变速原理即可实现空竹高低速旋转并能对高低速进行灵活转变。

Description

一种可自由伸缩的无级变速空竹组件

技术领域

本发明属于健身器材领域，具体涉及一种可自由伸缩的无级变速空竹组件。

背景技术

空竹是一种深受广大群众喜爱的集健身、娱乐、游戏三位一体的趣味性很强的健身器材。抖空竹时，用一根两端有把手的绳抖动一个底面圆形、侧面双凹的空竹杯体转动或抛起，通过手中抖动的棍子来带动前端拉线使空竹自转来产生声响，不仅具有很强的观赏性，而且还可以用来强身健体。

空竹是陀螺原理的一种现实生活应用，空竹的启动、加速、稳定的平面运动、空竹的盘丝以及在盘丝基础上所做的各种复杂花样，包含很多的力学原理，其原理就是一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时是不会改变的，轮子转得越快越不容易倒，因为旋转轴有一股保持水平的力量，根据我们玩空竹的经验，只有存在一定的转速，才能保持空竹轮面的稳定。

陀螺是一个既能绕自转轴高速旋转，又能够绕其它轴旋转的物体。陀螺的重要特性是定轴性，所谓“定轴性”，就是当陀螺转子以高速旋转时，在没有任何外力矩作用在陀螺仪上时，陀螺仪的自转轴在惯性空间中的指向保持稳定不变的特性，也称为稳定性，其稳定性与以下的物理量有关：

1.转子的转动惯量愈大，稳定性愈好；

2.转子角速度愈大，稳定性愈好。

所谓的“转动惯量”，是描述刚体在转动中的惯性大小的物理量。当以相同的力矩分别作用于两个绕定轴转动的不同刚体时，它们所获得的角速度一般是不一样的，转动惯量大的刚体所获得的角速度小，也就是保持原有转动状态的惯性大；反之，转动惯量小的刚体所获得的角速度大，也就是保持原有转动状态的惯性小。转动惯量的大小与转子的质量、形状等因素有关。质量越大，转动惯量就越大；沿外缘分布的物质越多，其转动惯量也越大。

物理学的“陀螺原理”：陀螺在旋转的时候，不但围绕本身的轴线转动，而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。也就是说，陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”，一面围绕垂直轴作“公转”。陀螺围绕自身轴线作“自转”运动速度的快慢，决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢，摆动角越大，稳定性越差；转得越快，摆动角越小，因而稳定性也就越好。空竹围绕轴线旋转称为自转，空竹自转速度越快越容易保持自身围绕轴线旋转的稳定性。

目前，当代空竹的构造与抖空竹的技法均有长足的发展，空竹的结构形式有很多，其中较为常见的是轴承空竹，但是现有技术中的空竹，存在如下问题和缺陷：

1.空竹在抖动过程中，抖线不能走满，抖线利用率不高；

2.升速较慢，费时费力，高速自转不能持久，降速较快，空竹不易保持平稳和控制，易飞出或缠线，伤己伤人，对于初学者感觉入门较难；

3.绕轴线旋转的稳定性不强，花样少，很多高难度的抖法因空竹的转速低而无法展现出来；

4.转动只有一个转速，所以不能玩出更多的花样，也就不能提高玩耍的兴趣。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种可自由伸缩的无级变速空竹组件，该可自由伸缩的无级变速空竹组件结构合理紧凑，安装方便简单，利用无级变速原理来实现空竹高低速旋转并能对高低速进行灵活转变。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的一种可自由伸缩的无级变速空竹组件，包括可自由伸缩的无级变速空竹及与该可自由伸缩的无级变速空竹配合使用的抖线；所述可自由伸缩的无级变速空竹包括：两端均能够进行伸缩的伸缩滑杆，依次套接在伸缩滑杆中部的第一铰接座、单向滚针轴承、第二铰接座，固定套接在伸缩滑杆左端的第三铰接座，固定套接在伸缩滑杆右端的第四铰接座，套接在伸缩滑杆上、位于第一铰接座与第三铰接座之间的第一复位弹簧，套接在伸缩滑杆上、位于第二铰接座与第四铰接座之间的第二复位弹簧；所述第一铰接座、第二铰接座固定套接在伸缩滑杆中部，所述单向滚针轴承上开设有用于承接抖线的承线槽，所述抖线为两端细、中间逐渐加粗状，所述抖线的截面形状为等边三角形；所述第一铰接座、第二铰接座、第三铰接座及第四铰接座上均匀铰接有数量长度相同、十二个以上的连杆，所述第一铰接座上的连杆及与该第一铰接座上的连杆位置相对应的第三铰接座上的连杆之间、所述第二铰接座上的连杆及与该第二铰接座上的连杆位置相对应的第四铰接座上的连杆之间均通过铰接配重块进行连接。

进一步，所述伸缩滑杆的左右最端部均设置有伸缩滑杆端盖。

其中，所述承线槽呈“U”字型或“V”字型。

本发明提供的一种可自由伸缩的无级变速空竹组件的有益效果为：抖线采用两端细、中间逐渐加粗的圆锥形结构，配合承线槽，即可实现空竹的无级变速调节；同时伸缩滑杆可以自由伸缩，再由若干个铰接配重块构成离心飞轮，离心力较大，具有较大的转动惯量，使空竹配重运转更平稳，可以用来减少空竹运转过程中的速度波动，较现有的空竹速度更稳定，其结构更加简单，利用无级变速原理即可实现空竹高低速旋转并能对高低速进行灵活转变。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明一种可自由伸缩的无级变速空竹组件中可自由伸缩的无级变速空竹未旋转收缩状态时的结构示意图；

图2为本发明一种可自由伸缩的无级变速空竹组件中可自由伸缩的无级变速空竹旋转收缩状态时的结构示意图；

图3为本发明一种可自由伸缩的无级变速空竹组件中可自由伸缩的无级变速空竹旋转收缩状态时的俯视图；

图4为本发明一种可自由伸缩的无级变速空竹组件中伸缩滑杆的结构示意图；

图5为本发明一种可自由伸缩的无级变速空竹组件中抖线的结构示意图；

其中附图标记为：1.伸缩滑杆，2.第一铰接座，3.第二铰接座，4.单向滚针轴承，5.承线槽，6.第三铰接座，7.第四铰接座，8.第一复位弹簧，9.第二复位弹簧，10.伸缩滑杆端盖，11.连杆，12.铰接配重块，13.第一铰接销轴，14.第二铰接销轴，15.抖杆手柄，16.抖杆，17.抖线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1-5，本发明的一种可自由伸缩的无级变速空竹组件，包括可自由伸缩的无级变速空竹及与该可自由伸缩的无级变速空竹配合使用的抖线17；该可自由伸缩的无级变速空竹包括：两端均能够进行伸缩的伸缩滑杆1，依次套接在伸缩滑杆1中部的第一铰接座2、单向滚针轴承4、第二铰接座3，固定套接在伸缩滑杆1左端的第三铰接座6，固定套接在伸缩滑杆1右端的第四铰接座7，套接在伸缩滑杆1上、位于第一铰接座2与第三铰接座6之间的第一复位弹簧8，套接在伸缩滑杆1上、位于第二铰接座3与第四铰接座7之间的第二复位弹簧9；该伸缩滑杆1的左右最端部均设置有伸缩滑杆端盖10，该伸缩滑杆端盖10对第三铰接座6及第四铰接座7进行限位。该第一铰接座2、第二铰接座3、第三铰接座6及第四铰接座7均为中空状，在其圆周外侧均匀设置有若干个铰接槽，铰接槽上设置有铰接销轴孔，该铰接槽的数量为12个以上，优选为12个或16个。该铰接销轴孔上通过铰接销轴连接有长度相同的连杆11，该第一铰接座2上的连杆11及与该第一铰接座2上的连杆11位置相对应的第三铰接座6上的连杆11之间、该第二铰接座3上的连杆11及与该第二铰接座3上的连杆11位置相对应的第四铰接座7上的连杆11之间均通过铰接配重块12进行连接，具体参见图3，第二铰接座3上的铰接销轴孔通过第二铰接销轴14与连杆11铰接，铰接配重块12通过第一铰接销轴13与连杆11铰接，该复位弹簧能够自由伸缩，提供回复力。

其中该第一铰接座2、第二铰接座3固定套接在伸缩滑杆1中部，该单向滚针轴承4上开设有用于承接抖线17的承线槽5，该承线槽5呈“U”字型或“V”字型，该单向滚针轴承4只能单方向旋转；参见图5，抖线17两端连接有抖杆16，抖杆16上设置有抖杆手柄15，该抖线17为两端细、中间逐渐加粗状，该抖线17的截面形状为等边三角形，抖杆16为伸缩杆，结构类似伸缩电线，可以直线滑动自由伸缩调节，每节抖杆之间靠螺纹连接，滑动伸展后，螺纹锁紧固定。

该空竹利用了物理中的离心力原理，铰接配重块形成的空竹飞轮具有较大的转动惯量，使空竹配重运转更平稳，可以用来减少空竹运转过程中的速度波动。当空竹转速增高时，空竹飞轮的动能增加，把能量贮蓄起来；当空竹转速降低时，空竹飞轮动能减少，把能量释放出来。当所述可自由伸缩的无级变速空竹由静止变为旋转过程中，旋转速度逐渐加大，位于空竹最外圈的铰接配重块会在离心力的作用下，带动与所述铰接配重块相铰接的连杆变形，四根连杆所构成的平行四边形由最初的在伸缩滑杆方向上最长对角线的菱形变成对角线逐渐变短的菱形，两铰接配重块的距离会变得越来越大，回转半径越来越大，离心力也越来越大，两铰接配重块自身重量提供较大的离心力，离心力沿伸缩滑杆方向的分力会克服复位弹簧的弹力，带动伸缩滑杆向内缩，空竹重心位置会变得越来越低，逐渐靠近单向滚针轴承方向，直至变形到最大限位位置，重心越低越稳定，在此过程中，靠近铰接座一端的两个对称连杆夹角也由最初的大的夹角逐渐变为最小的夹角，由圆周上均布的十二个或更多个连杆所形成的锥形面的夹角也越来越小，此时在单向滚针轴承上抖动的抖线设置为一端细，一端粗的结构，呈锥形结构分布，抖线抖动的位置也由刚启动状态时的单向滚针轴承上，逐渐移动至承线槽的上端，工作半径不断加大，人抖动的频率不变的前提下，抖动力度将减小，变得省力，随之空竹速度下降，离心力变小，复位弹簧提供回复力，带动空竹上的伸缩滑杆伸长，旋转半径变小，人抖动空竹的频率加快，离心力再次变大，空竹旋转面再次变大，夹角再次变小，如此往复下去，实现空竹变速、伸缩可调的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可自由伸缩的无级变速空竹组件，其特征在于，包括可自由伸缩的无级变速空竹及与该可自由伸缩的无级变速空竹配合使用的抖线；所述可自由伸缩的无级变速空竹包括：两端均能够进行伸缩的伸缩滑杆，依次套接在伸缩滑杆中部的第一铰接座、单向滚针轴承、第二铰接座，固定套接在伸缩滑杆左端的第三铰接座，固定套接在伸缩滑杆右端的第四铰接座，套接在伸缩滑杆上、位于第一铰接座与第三铰接座之间的第一复位弹簧，套接在伸缩滑杆上、位于第二铰接座与第四铰接座之间的第二复位弹簧；所述第一铰接座、第二铰接座固定套接在伸缩滑杆中部，所述单向滚针轴承上开设有用于承接抖线的承线槽，所述抖线为两端细、中间逐渐加粗状，所述抖线的截面形状为等边三角形；所述第一铰接座、第二铰接座、第三铰接座及第四铰接座上均匀铰接有数量长度相同、十二个以上的连杆，所述第一铰接座上的连杆及与该第一铰接座上的连杆位置相对应的第三铰接座上的连杆之间、所述第二铰接座上的连杆及与该第二铰接座上的连杆位置相对应的第四铰接座上的连杆之间均通过铰接配重块进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种可自由伸缩的无级变速空竹组件，其特征在于，所述伸缩滑杆的左右最端部均设置有伸缩滑杆端盖。

3.根据权利要求1或2所述的一种可自由伸缩的无级变速空竹组件，其特征在于，所述承线槽呈“U”字型或“V”字型。