CN101178058A - 多功能健身发电机 - Google Patents

Abstract

一种多功能健身发电机，在底座上安装轴座，轴座上安装轮轴，轮轴上安装动力轮和两个同方向的单向轮，动力轮与增速机构联接，增速机构与发电机联接，轮轴与动力轮之间有隔离轴承蓄能发条。单向轮的外轮圈上连接操作杆，操作杆一端安装操作件。人可以在多个方位、以多种方式，用操作件驱动操作杆，带动发电机发电。发出的电能可以即时使用或通过蓄电池储存、转换后使用。是一台集运动、发电功能于一体的新型机械，适用于家庭、学校、办公场所、公共社区等多种场合使用。是一项集节能、环保、促进人们健康于一体的新技术。

Description

多功能健身发电机

技术领域

本发明涉及多功能健身发电机。

背景技术

健身，是现代人们必须的生活方式，而人们在健身的时候必然要消耗体能。现有的健身器械都是采用重力或弹力装置来抵消这种体能，使这种体能白白地浪费掉。如果将人们健身时消耗的体能转换成电能，就可以节约许多能源。加上现在能源日趋短缺，停电也是人们经常遇到的烦恼事情。如何将健身时消耗的体能转换成电能，需要一种专用设备。在本发明人向国家专利局申请的申请号为200720062603X中，提供了一种人力发电机，它既是发电机，也可以作为健身器械使用，将健身时消耗的体能转换成电能。

这个人力发电机中的第四实施例，是在轮轴安装两个同方向的单向轮，将操作杆固定在单向轮的外轮圈上，操作杆一端安装脚套，另一端安装复位弹簧，将轮轴上的动力轮与变速器联接，变速器与发电机联接的方法，用人的双脚(或双手)做往复驱动动作，带动发电机发电。通过样机试验，其缺陷是：操作杆很少经常处于受力状态，当驱动力大于发电机负荷，两脚(或用手)交替驱动时，就会出现一个短时的放空现象，而两脚(或两手)同时驱动时，就会有个停转现象，使机械运动速度不稳定，也使机械效率有所降低。解决这个空转问题，就能稳定机械转速，提高人力发电机的发电效率。

发明内容

本发明提供一种多功能健身发电机，可以提高发电机的效率，同时还具有多种保健功能。

本发明的技术方案是：

在底座上的轴座之间的轮轴上安装动力轮和两个同方向的单向轮，动力轮与增速机构联接，增速机构与发电机联接；在单向轮的外轮圈上安装操作杆，操作杆一端安装操作件；轮轴上的动力轮与轮轴之间安装一隔离轴承，使动力轮不与轮轴结合且不同时转动；轮轴与动力轮之间还有一弹性发条，发条的内端与轮轴连接，发条的外端连接在动力轮上；轮轴与轴座之间也还有一个止回装置，止回装置上的止回座与轴座相固定，止回装置上的止回牙轮与轮轴固定并可与轮轴同步转动。

当人们使用时，用脚或手驱动操作件时，操作件带动轮轴转动，使弹性发条收缩，储存一个能量，当发条收缩到一定程度，开始带动动力轮转动，带动增速机构和发电机工作。当脚手动作交替时，产生的短时停顿时，即可由发条储存的能量补充带动动力轮继续转动，这样就不会出现短时停转现象，使机械转动平稳。轮轴与轴座之间的止回装置是用于制止脚手交替时轮轴在发条的反向作用下不致使操作杆反弹，以保证安全。

底座上可安装支架或扶手等附加组件，以增加其它功能。操作件可以是脚踏板，也可以是手把或其它组件。操作杆可以做成多段，可伸缩或折叠，端头可以连接脚踏件或手把或其它操作组件，可以用脚踩或手推、拉、提等进行操作，可以在多个方向操作。变速机构可以是一个整体组件，也可以在轴座上安装几个传动组件，将速度增加后直接与发电机联接。如果将轮轴延长，在上面安装多套单向轮和操作杆，就可同时供多人使用，以获得更大的电能。

本发明同时提供一种专用发电机多级绕组和连接电路。

发电机的感应绕组的每一匝线均由多条小线合成，每一条小线之间互相绝缘。小线线头引出发电机外，然后接入多级调节器。当使用健身器的人可以根据各自不同的体能级别选择调节器接入线圈的级数，可以获得相同电压、不同电流的电能。也就形成了一台多功率等级的发电机。

其连接电路是，将发电机感应绕组输出的多级电源线接入多级电流调节器，然后经过充电器将电能充入蓄电池，蓄电池连接一电源逆变器后与双切开关连接。双切开关可与逆变器电源连接，也可以与市电电源连接。当蓄电池的电量达到供用电器使用要求时，双切开关接通逆变器输来的电源，当蓄电池电量不能够满足用电器使用要求时，双切开关接通市电源。

多功能健身发电机也可作为应急电源使用。如果发电机的电能不使用，只需接通电路的假负载，发电机就代替了健身器械上的耗能装置。

本实发明的有益效果是：它克服了人力发电机转速不稳定，发电效率较低的问题，将人们健身时消耗的体能最大程度地转换成电能，且这种电能是清洁、安全、环保的，有节约能源、保护环境的良好社会效益和较好的经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对发明进一步说明。

图1是本发明多功能健身发电机实施示意图；

图2是本发明中发条与动力轮、轮轴的关系示意图；

图3是本发明中单向轮与轮轴、操作杆的关系示意图；

图4是本发明止回装置的组成及与轮轴、轴座的关系示意图；

图5是本发明中发电机线圈绕组中一匝线的组合示意图；

图6是本发明中发电机出线简易接线示意图；

图7是本发明发电机的电能与市电切换连接示意图。

附图标号：1.底座，2.轴座，3.轮轴，31.单向轮，311.外轮圈，35.隔离轴承，36.发条，361发条的外端，362.发条的内端，37.止回装置，370.止回座，371.止回牙轮，372.止回顶块组合，3721.止回顶块，3722.止回顶块销，3723.止回顶块弹簧，4.操作杆，41.操作件，6.动力轮；7.变速机构，8.发电机，80.发电机线圈，800.线圈小线，81.可调电阻，82.充电器，83.电池，84.假负载，801.多位调节器，804.逆变器，805.切换开关，806.功率表。

具体实施方式

在图1所示实施例中，在底座(1)上安装两个轴座(2)，用于支撑轴座(2)之间的轮轴(3)，轮轴(3)上安装动力轮(6)，动力轮(6)的两侧安装两个同方向的单向轮(31)，单向轮的外轮圈(311)上连接操作杆(4)，操作杆(4)的端头安装操作件(41)。轮轴(3)与动力轮(6)之间有隔离轴承(35)，同时有发条(36)，发条(36)的内端(360)连接在轮轴(3)上，外端(361)联接在动力轮(6)上。轮轴(3)的任一端与轴座(2)相邻的位置安装一个由止回座(370)和止回牙轮(371)组成的止回装置(37)。止回装置(37)上的止回牙轮(371)与轮轴(3)相固定，止回座(370)与轴座(2)相固定。轮轴(3)上的动力轮(6)与变速机构(7)联接，变速机构(7)与发电机(8)联接。

底座(1)上可安装支架或扶手等附加组件，以增加其它功能。操作件(41)可以是脚踏板，也可以是手把或其它组件。操作杆(4)可以是圆形或方形，可以由可伸缩或折叠的多段构成，端头可以连接脚踏件或手把或其它操作组件。由于操作杆(4)固定在单向轮(31)外圈，操作件(41)安装在端头，因此，人们可以在多个方向用脚踩或手推、拉、提等进行操作。变速机构(7)可以是一个整体组件，也可以在轴座(2)上安装几个传动组件，将速度增加后直接与发电机联接。在转动机械外面加装一个机壳，以保证使用安全。如果将轮轴(3)延长，在上面安装多套单向轮(31)和操作杆(4)，一台发电机就可由多人同时驱动使用，以获得更大的电能。图1中轮轴(3)绘得较长，是为了视图清楚。

其工作原理是：当人们使用时，用脚或手驱动操作件，操作件带动轮轴转动，使发条收缩，储存一个能量，当发条收缩到一定程度，开始带动动力轮转动，然后带动变速机构和发电机工作。在脚手动作交替过程出现的短暂间隔，即可由发条储存的能量补充动力，带动动力轮继续转动，这样就不会出现短时停转现象，使机械转动平稳。轮轴与轴座之间的止回装置是用于制止脚手交替时轮轴在发条的反向作用下不致使操作杆反弹，以保证使用安全。

图2为发条(36)与轮轴(3)、动力轮(6)、隔离轴承(35)的结构关系示意图。隔离轴承(35)是为了使动力轮(6)与轮轴(3)结合在一起但又不能同时转动，也能减少滚动磨擦。发条(36)位于动力轮(6)的侧面，内端(360)与轮轴(3)连接，外端(361)连接在动力轮(6)的侧面。

图3为单向轮(31)与轮轴(3)、操作杆(4)的关系示意图。操作杆(4)固定在单向轮(31)的外轮圈(311)上，单向轮(31)安装在轮轴(3)外，操作杆(4)可以多种方式向外延伸。

图4是止回装置(37)的组成及与轮轴(3)、轴座(2)的关系示意图。止回装置(37)由止回座(370)和止回牙轮(371)组成。止回牙轮(371)与轮轴(3)相固定，止回座(370)与轴座(2)相固定，止回座(370)上有由止回顶块(3721)、止回顶块销(3722)、止回顶块弹簧(3723)组成的止回顶块组合(372)。

图5表示一种发电机(8)线圈(80)绕组中一匝线的组合示意图。它由多条线圈小线(800)合成一条线，各小线之间相互绝缘。一端联结到一起，另一端分别接出发电机。

图6是表示发电机(8)出线二种简易接线示意图。5-1表示发电机感应绕组线接出发电机后，经过一个可调电阻(81)、充电器(82)，电流进入到电池(83)储存。5-2表示发电机(8)的感应绕组线经过可调电阻(81)，连接到假负载(84)。使用时通过调节可变电阻(81)来控制、调节发电机功率，以适应不同体能的人操作使用健身人力发电机。

图7表示发电机(8)输出的电能与市电切换连接示意图。发电机的感应绕组线经多位调节器(801)，经充电器(82)接入电池(83)，然后通过逆变器(804)连接到切换开关(805)，切换开关(805)，电路中还接有功率表(806)，以显示使用人的做功情况。当蓄电池(803)的电能达到使用条件时，切换开关(805)与蓄电池端连接，供用电器用电。当蓄电池电量不够使用条件时，切换开关(805)与市电端连接，供用电器用电。

多功能健身发电机也可作为应急电源使用。如果发电机的电能不使用，只需接通电路的假负载，发电机就代替了健身器械上的耗能装置。

为了适应各种不同体重和体能的人使用同一台人力发电机，可以在动力传输系统设置刹车器，根据不同体重和体的人调节刹车器的松紧程度来控制转速，这种技术措施在现有的健身器械中被普遍使用，可应用于本发明中。如果采用的发电机的磁极为电磁感应式时，则可以通过对发电机的励磁电流进行调节；当采用的发电机的磁极为永磁体时，可以通过对输出电流或电压进行调节以适应不同体能的人使用人力发电机。这些均是现有成熟的技术，本发明不做限定。而动力轮与变速机构、发电机之间的联接方式可以是齿轮、皮带轮，或磨擦接触均可。

本发明是一项集健身器材和清洁能源于一体的技术，特别适宜作为家庭、机关、学校等场所的健身器械和应急、备用电源，符合国家大力提倡的节能能源、保护环境、发展循环经济的产业政策，必将产生良好的经济效益和社会效益。

Claims (2)

1.一种多功能健身发电机，包括底座(1)、轴座(2)、轮轴(3)、动力轮(6)和隔离轴承(35)、发条(36)，其特征是：底座(1)上的轴座(2)之间的轮轴(3)与动力轮(6)之间有隔离轴承(35)，轮轴(3)与动力轮(6)有位于动力轮(6)侧面的发条(36)相连，发条(36)的外端(361)与动力轮(6)相连，发条(36)的内端(360)与轮轴(3)相连。

2.根据权利要求1所述的多功能健身发电机，其特征是：在轴座(2)与轮轴(3)相邻部位安装有止回装置(37)，止回装置(37)的止回座(370)与轴座(2)相固定，止回装置(37)的止回牙轮(371)与轮轴(3)固定并可与轮轴同时转动。

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