CN102649013B - 运动设备的转盘加速装置 - Google Patents

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Abstract

一种运动设备的转盘加速装置，包括有一固定轴；一第一大转盘，可转动地枢设于该固定轴；至少一加速转盘组；一第一皮带，连结于该加速转盘组与该第一大转盘之间；一第一轴承，结合于该固定轴；一第二小转盘，可转动地枢接于该固定轴，而与该第一大转盘同轴；一第二皮带，连结于该加速转盘组与该第二小转盘之间，该加速转盘组通过该第二皮带带动该第二小转盘旋转。本发明的运动设备的转盘加速装置，其外加驱动力的输入轴与经过加速后的输出轴采用同轴式结构，且该转盘加速装置的各相关组件整合在一有限空间中，实现小体积的要求。

Description

运动设备的转盘加速装置
技术领域
本发明有关于转盘加速装置，特别是一种具有运动设备的转盘加速装置。
背景技术
早期室内健身车在调整训练重量方面的手段，是以调整飞轮配重的方式进行，这对使用者很不方便。因此，另一现有技术乃在飞轮增加阻力，以提高使飞轮达到原转速所需要的能量，以让使用者必须多出一些力气才能使飞轮达到原转速，从而提高训练的重量。
目前较常用的飞轮阻力调整，是在飞轮加装自发电产生电磁阻力的方式。采用此一结构时，必须要在健身车结构中结合发电系统，以产生所需的电力。
传统健身车发电系统的主要构件主要是在健身车飞轮的内侧环面设置多数个永久磁铁，并在相对应于该永久磁铁处配置一由硅钢片叠置而成的线圈承座，并在该线圈承座中绕置多个线圈。其缺点包括有：体积大、低转速时发电量小、材料成本浪费太大、运转时的温度偏高、组装不易、人工成本高。
在其它各种现有的技术中，虽然可以达到产生电力、产生制动力及达到运动的目的，但其结构都较为复杂，且整体体积大，无法有效利用有限的空间。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种运动设备的转盘加速装置，其外加驱动力的输入轴与经过加速后的输出轴采用同轴式结构。
本发明的另一目的是提供一种可将转盘加速装置的各相关组件整合在一有限空间中、以实现小体积的运动设备的转盘加速装置。
本发明的另一目的是提供一种运动设备的转盘加速装置，在健身车飞轮结构中，整合了一转盘加速结构，由转盘加速结构产生高速的转动，而使发电模组产生较大的电力供应至健身车。
本发明解决问题的技术手段是提供一种运动设备的转盘加速装置，包括：
一固定轴；
一第一大转盘，可转动地枢设于该固定轴，该第一大转盘受一外加驱动力驱动而旋转；
该转盘加速装置包括有：
一个以上的加速转盘组，该加速转盘组由该第一大转盘带动旋转；
一第一轴承，结合于该固定轴；
一第二小转盘，通过该第一轴承可转动地枢接于该固定轴，而与该第一大转盘同轴，该第二小转盘由该加速转盘组带动旋转；
一飞轮，结合于该第二小转盘且可转动地枢设于该固定轴，该飞轮由该第二小转盘带动旋转。
在优选的实施方式中，该加速转盘组，包括有：
一第一副轴，定位在一邻近于该固定轴的位置，该第一副轴与该固定轴相隔一预定距离；
一第一小转盘，可转动地枢设于该第一副轴；
一第二大转盘，可转动地枢接于该第一副轴，并固接于该第一小转盘而与该第一小转盘同步旋转。
在优选的实施方式中，该固定轴固定有一支架，该支架的一自由端由该固定轴延伸出一长度，并在该自由端结合于该第一副轴，使该第一副轴定位在邻近于该固定轴的位置。
在优选的实施方式中，该第二小转盘结合有一承座，该承座由该第二小转盘带动旋转，而一发电模组具有一转子及一定子，其中该转子包括有多个环列磁性元件，该些磁性元件环列在该承座的内环面，该发电模组的定子包括有一线圈承座以及绕置在该线圈承座的多个线圈，各个线圈相对应于该些磁性元件，并保持一预定间隙。
在优选的实施方式中，该发电模组还连接有一制动装置，该发电模组所产生的电力供应至该制动装置。
在优选的实施方式中，该发电模组还连接有一充电电池。
在优选的实施方式中，该运动设备的转盘加速装置还包括有：一第一皮带，连结于该加速转盘组与该第一大转盘之间，该第一大转盘通过该第一皮带带动旋转该加速转盘组；一第二皮带，连结于该加速转盘组与该第二小转盘之间，该加速转盘组通过该第二皮带带动该第二小转盘旋转。
在优选的实施方式中，该固定轴固定有至少一支架。
在转盘加速装置中，包括有一固定轴；一第一大转盘，可转动地枢设于该固定轴；至少一加速转盘组；一第一皮带，连结于该加速转盘组与该第一大转盘之间；一第一轴承，结合于该固定轴；一第二小转盘，可转动地枢接于该固定轴，而与该第一大转盘同轴；一第二皮带，连结于该加速转盘组与该第二小转盘之间，该加速转盘组通过该第二皮带带动该第二小转盘旋转。
本发明具有下列优点：
(1)突破各种传统结构的设计。
(2)使用者在同一输入转速下可产生一高速的旋转输出。
(3)当产生的高速输出带动发电系统的转子时，可使发电系统产生较高的发电量。
(4)材料成本低，符合环保概念。
(5)发电品质稳定。
(6)人工组装成本低。
(7)发电量可由转盘尺寸大小的比例而调整或加大。
(8)高速转动时噪音小。
(9)制动装置于高转速下，可使制动装置体积及重量减少，且产生同样制动效能。
附图说明
图1是本发明第一实施例各构件分离时的立体分解图。
图2是本发明第一实施例各构件组合时的立体图。
图3是显示图2中A-A向断面的剖视图。
图4是显示本发明第一实施例第二小转盘与第一大转盘同轴的顶视示意图。
图5是显示本发明第一实施例发电模组连接有一制动装置的示意图。
图6是本发明应用例一的示意图。
图7是本发明应用例二的示意图。
图8是本发明应用例三的示意图。
图9是本发明应用例四的示意图。
图10是本发明应用例五的示意图。
图11是本发明应用例六的示意图。
图12是本发明应用例七的示意图。
图13是本发明第二实施例。
图14是本发明第三实施例。
元件符号说明
10 ……运动设备的转盘加速装置 20、20a……加速转盘组
100 ……转盘加速机构 200 ……发电模组
300、300a、300b、300c、300d、300e……制动装置
301 ……固定架 400 ……充电电池
401 ……前轮花鼓 402 ……后轮花鼓
500 ……运动设备 1、1a ……固定轴
2、2a ……飞轮 21 ……飞轮轴承
22 ……内侧面 23 ……飞轮碟片
3、3a ……第一大转盘 31 ……连结柱
4、4a ……第一副轴 I ……外加驱动力
5、5a ……第一小转盘 6、6a ……第二大转盘
7、7a ……第二小转盘 71 ……第一轴承
8 ……转子 81 ……磁性元件
82 ……承座 821 ……承座碟片
9 ……定子 91 ……线圈承座
92 ……线圈 93 ……固定座
94 ……支架 941 ……自由端
951、952 ……支架 B1 ……第一皮带
B2 ……第二皮带
具体实施方式
请参阅图1～3，本发明第一实施例的运动设备的转盘加速装置10主要包括有一转盘加速机构100及一发电模组200。转盘加速机构100包括一固定轴1及一飞轮2，固定轴1上配置有飞轮轴承21，以使飞轮2通过飞轮轴承21可转动地枢设于该固定轴1。
一第一大转盘3可转动地枢设于该固定轴1，并通过连结柱31结合于飞轮2的内侧面22，故当飞轮2受一外加驱动力I驱动而旋转时，可通过连结柱31带动第一大转盘3随同飞轮2同步旋转。
本发明包括有至少一加速转盘组20，其由一第一副轴4、一第一小转盘5、一第二大转盘6所组成。其中，该第一副轴4定位在一邻近于该固定轴1的位置，与该固定轴1相隔一预定距离。一第一小转盘5可转动地枢设于该第一副轴4。一第一皮带B1连结于该第一小转盘5与该第一大转盘3之间。该第一大转盘3通过该第一皮带B1带动旋转该第一小转盘5。
附图中是以一个加速转盘组20作为附图实施例。在实际应用时，可视加速放大倍数的需求而设计成一组或一组以上的加速转盘组20。
一第二大转盘6可转动地枢接于该第一副轴4，并固接于该第一小转盘5而与该第一小转盘5带动同步旋转。
一第二小转盘7通过一第一轴承71可转动地枢接于固定轴1，而与该第一大转盘3同轴，且该第二大转盘6与该第二小转盘7之间以一第二皮带B2予以连结。第二大转盘6通过该第二皮带B2带动该第二小转盘7旋转。
第一大转盘3的直径与所述的第一小转盘5的直径的比率可设计为例如5比1，第二大转盘6的直径与第二小转盘7的直径的比率可设计为例如5比1；如此，外加驱动力I由第一大转盘3带动第一小转盘5及第二大转盘6转动、再自第二大转盘6带动第二小转盘7旋转，即已将外加驱动力I的转速放大25倍。
而在发电模组200方面，发电模组200包括有多个环列磁性元件81，该些磁性元件81环列在一个由第二小转盘7带动旋转的承座82的内环面，以作为该发电模组200的转子8。
而在相对应于该承座82及环列磁性元件81的位置，则设有一定子9。定子9包括有一线圈承座91及线圈92。线圈承座91是由多片硅钢片叠置而成，并可供多个线圈92绕置，使得各个线圈92相对应于该些磁性元件81，并保持一预定间隙。当第二小转盘7以高速旋转时，承座82及磁性元件81也随之旋转，如此即可由该线圈92产生电力。
在本实施例中，线圈承座91是通过一固定座93而结合于固定轴1，且该固定座93固定有一支架94，该支架94的自由端941由该固定轴1延伸出一长度，并在该自由端941结合于第一副轴4的一端，使该第一副轴4定位在邻近于该固定轴1的位置。
参阅图5所示，其显示图3中的发电模组200更连接有一制动装置300的示意图。发电模组200所产生的电力供应至该制动装置300，由该制动装置300产生制动力，而此制动装置300可安装在各种不同的运动设备中，以作为使用者在使用运动设备时所需的制动力。发电模组200也可更连接有一充电电池400。充电电池400可更连接一电源转换器，以供应例如电扇等电器所需的电能。
本发明的设计中，第二小转盘7通过第一轴承71可转动地枢接于该固定轴1，而与该第一大转盘3同轴，其等效的示意图如图4所示。
本发明的发电模组200所产生的电力可以作各种不同的应用。例如参见图5，当本发明应用在例如健身车时，发电模组200所产生的电力，可通过电线传送至一制动装置300，以作为使用者在使用健身车时，提供所需的制动力。
参见图6，本发明安装于室内健身车时，当健身车的飞轮2转动，通过本发明设置于飞轮2中的转盘加速结构而使健身车发电模组200产生电力，此电力供应至制动装置300后，可由制动装置300对飞轮2产生电磁制动力。制动装置300可通过简易的固定架301定位在相对应于健身车的飞轮2的外环缘邻近处，而在飞轮2的外环缘可加铝或铜环。
参见图7所示，此应用例类似于图6的配置，其可将制动装置300a通过支架94定位在相对应于承座82的外环缘邻近处。发电模组200产生的电力供应至制动装置300a后，可由制动装置300a对承座82产生电磁制动力，进而对飞轮2产生制动力。由于承座82是随着第二小转盘7高速旋转，故制动装置300a对承座82产生电磁制动效果佳。
参见图8，本发明安装于室内健身车，且当健身车的飞轮2外加铝或铜材料制成的飞轮碟片23时，可以如图所示的制动装置300b对应配置在飞轮2的飞轮碟片23两侧边。发电模组200产生电力供应至制动装置300b后，可由制动装置300b对飞轮2的飞轮碟片23产生电磁制动力，进而对飞轮2产生制动力。此应用例中，飞轮2可设计成较小的直径，可节省材料。再者，在此实施例中，该飞轮碟片23可整合于例如运动设备的飞轮2，也可以不装设飞轮2而仅单独以铝或铜制成的飞轮碟片23搭配发电模组200及制动装置300b即能达到制动的作用。
参见图9所示，此应用例类似于图7的配置，其可将制动装置300c通过支架94定位在相对应于承座82外加铝或铜材料制成的承座碟片821的两侧边。发电模组200产生的电力供应至制动装置300c后，可由制动装置300c对承座碟片821产生电磁制动力，进而对飞轮2产生制动力。在此实施例中，该承座碟片821可整合于例如运动设备的飞轮2，也可以不装设飞轮2而仅单独以铝或铜制成的承座碟片821搭配发电模组200及制动装置300c即能达到制动的作用。
参见图10，本发明也可在飞轮2的内侧缘配置制动装置300d。发电模组200产生电力供应至制动装置300d后，可由制动装置300d对飞轮2产生电磁制动力。
参见图11，本发明运动设备500若是一自行车训练器时，在自行车训练器后轮后方配置本发明的运动设备的转盘加速装置10(即包括有转盘加速机构及发电模组)，并延伸结合一制动装置300e。当使用者踩踏自行车训练器时，可带动本发明的运动设备的转盘加速装置10，再由发电模组产生电力供应至制动装置300e后，可由制动装置300e对自行车训练器后轮产生制动力。
参见图12，本发明应用于自行车时，在自行车的踏板轴处或前轮花鼓401、后轮花鼓402配置本发明的运动设备的转盘加速装置10(包括有转盘加速机构及发电模组)。当使用者踩踏自行车器时，可带动本发明的运动设备的转盘加速装置转动，再由发电模组200产生电力供应负载。
前述的实施例中的飞轮2直径较大，也可采用较小直径的飞轮。如图13所示，本发明第二实施例包括有一固定轴1、一飞轮2a、一第一大转盘3、一第一副轴4、一第一小转盘5、一第二大转盘6、一第二小转盘7、一第一皮带B1、一第二皮带B2，各个构件是组立在两支架951、952之间，而飞轮2a是位在第一大转盘3、一第二大转盘6、第二皮带B2、第二小转盘7的侧面。
再者，前述的实施例是以转盘作为实施例说明，本发明也可采用齿轮作为组合构件。此实施例的动作原理与应用与前述实施例大致相同。如图14所示，本发明第三实施例的加速转盘组20a包括一固定轴1a、一第一大转盘3a、一第一副轴4a、一第一小转盘5a、一第二大转盘6a以及一第二小转盘7a，第一大转盘3a、第一小转盘5a、第二大转盘6a及第二小转盘7a皆为齿轮转盘。
第一小转盘5a可转动地枢设于第一副轴4a，并与第一大转盘3a互为啮合；当第一大转盘3a旋转时，其带动第一小转盘5a旋转。第二大转盘6a可转动地枢接于第一副轴4a，并固定连接于第一小转盘5a；当第一小转盘5a旋转时，其带动第二大转盘6a同步旋转。第二小转盘7a可转动地枢接于固定轴1a而与该第一大转盘3a同轴，并且第二小转盘7a与第二大转盘6a互为啮合；当第二大转盘6a旋转时，其带动第二小转盘7a旋转。

Claims (7)

1.一种运动设备(500)的转盘加速装置(10)，包括：
一固定轴(1)；
一第一大转盘(3)，可转动地枢设于该固定轴(1)，该第一大转盘受一外加驱动力驱动而旋转；
其特征在于，该转盘加速装置(10)还包括有：
一个以上的加速转盘组(20、20a)，该加速转盘组(20、20a)由该第一大转盘(3)带动旋转；
一第一轴承(71)，结合于该固定轴(1)；
一第二小转盘(7)，通过该第一轴承(71)可转动地枢接于该固定轴(1)，而与该第一大转盘(3)同轴，该第二小转盘(7)由该加速转盘组(20、20a)带动旋转；
一飞轮(2)，结合于该第二小转盘(7)且可转动地枢设于该固定轴(1)，该飞轮(2)由该第二小转盘(7)带动旋转；
该第二小转盘(7)结合有一承座(82)，该承座(82)由该第二小转盘(7)带动旋转，而一发电模组(200)具有一转子(8)及一定子(9)，其中该转子(8)包括有多个环列磁性元件(81)，该些磁性元件(81)环列在该承座(82)的内环面，该发电模组(200)的定子(9)包括有一线圈承座(91)以及绕置在该线圈承座(91)的多个线圈(92)，各个线圈(92)相对应于该些磁性元件(81)，并保持一预定间隙。
2.如权利要求1所述的运动设备的转盘加速装置，其特征在于，该加速转盘组(20、20a)，包括有：
一第一副轴(4)，定位在一邻近于该固定轴(1)的位置，该第一副轴与该固定轴(1)相隔一预定距离；
一第一小转盘(5)，可转动地枢设于该第一副轴(4)；
一第二大转盘(6)，可转动地枢接于该第一副轴(4)，并固接于该第一小转盘(5)而与该第一小转盘(5)同步旋转。
3.如权利要求2所述的运动设备的转盘加速装置，其特征在于，该固定轴(1)固定有一支架(94)，该支架(94)的一自由端(941)由该固定轴(1)延伸出一长度，并在该自由端(941)结合于该第一副轴(4)，使该第一副轴(4)定位在邻近于该固定轴(1)的位置。
4.如权利要求1所述的运动设备的转盘加速装置，其特征在于，该发电模组(200)还连接有一制动装置(300)，该发电模组(200)所产生的电力供应至该制动装置(300)。
5.如权利要求1所述的运动设备的转盘加速装置，其特征在于，该发电模组(200)还连接有一充电电池(400)。
6.如权利要求1所述的运动设备的转盘加速装置，其特征在于，该运动设备的转盘加速装置还包括有：一第一皮带(B1)，连结于该加速转盘组(20)与该第一大转盘(3)之间，该第一大转盘(3)通过该第一皮带(B1)带动旋转该加速转盘组(20)；一第二皮带(B2)，连结于该加速转盘组(20)与该第二小转盘(7)之间，该加速转盘组(20)通过该第二皮带(B2)带动该第二小转盘(7)旋转。
7.如权利要求1所述的运动设备的转盘加速装置，其特征在于，该固定轴(1)固定有至少一支架(951、952)。
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