CN104722020B - 运动装置及自动刹车方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种运动装置及自动刹车方法。该运动装置包含飞轮、驱动组以及控制模块。驱动组用于驱动该飞轮。控制模块包含角度感应器，该角度感应器用于测量该飞轮的旋转角度，该控制模块根据一固定期间内所测得该飞轮的旋转角度，计算该飞轮的角速度或角加速度，再根据至少一准则，决定是否停止该飞轮的转动。本发明的运动装置及自动刹车方法可自动停止运动装置的飞轮的转动，从而避免使用者的膝盖因为飞轮的惯性而造成伤害。

Description

运动装置及自动刹车方法

技术领域

本发明涉及一种运动装置，特别是涉及一种可以自动刹车的运动装置及自动刹车方法。

背景技术

飞轮(flywheel)是一种用于储存旋转能量的旋转装置。飞轮本身是一种转动转子，具有一固定轴，而能量以“旋转动能”的形式，储存在转子中。飞轮具有一转动惯量(moment of inertia)可抵抗转速的改变。旋转动能是正比于转速的平方。

在具有飞轮的运动装置中，当使用者施加力矩至飞轮，可增加飞轮的转速。由于惯性作用，即使使用者停止踩踏，飞轮仍会继续旋转。这样可能会对使用者的膝盖造成伤害。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种新的运动装置及自动刹车方法，所要解决的技术问题是使其可自动停止运动装置的飞轮的转动，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种运动装置包含飞轮、驱动组以及控制模块。驱动组用于驱动该飞轮。控制模块包含角度感应器，该角度感应器用于测量该飞轮的旋转角度，该控制模块根据一固定期间内所测得该飞轮的旋转角度，计算该飞轮的角速度或角加速度，再根据至少一准则，决定是否停止该飞轮的转动。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的运动装置，其中该飞轮设置于组架上，且该飞轮的转轴的一端上具有磁铁，该磁铁的表面具有S极和N极。

前述的运动装置，其中该角度感应器与该组架固定，并对准该飞轮的该转轴。

前述的运动装置，其中停止该飞轮的手段包含鼓刹、碟刹、液压、空气制动或电阻制动。

前述的运动装置，其中该至少一准则包含：当该飞轮的“角加速度”大于或等于某一预定值时，则启动自动刹车。

前述的运动装置，其中该驱动组包含转动轮，连动件、两曲柄、两踏板，该连动件连接该转动轮和该飞轮，每一个该曲柄的一端连接该转动轮的转轴，另一端连接一个该踏板。

前述的运动装置，还包含架体与座垫，该架体包含托架和支撑杆，该转动轮固定于该托架上，该坐垫固定于该支撑杆上。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种自动刹车方法用于一种运动装置，该运动装置包含飞轮，驱动组驱动该飞轮，以及控制模块包含角度感应器并执行该自动刹车方法，该自动刹车方法包含:每隔一固定期间，测量该飞轮的旋转角度；计算该飞轮的角速度或角加速度；以及根据至少一准则，决定是否启动自动刹车。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的自动刹车方法，其中该至少一准则包含：当该飞轮的“角加速度”大于或等于某一预定值时，则启动自动刹车。

前述的自动刹车方法，其中当决定启动自动刹车，以鼓刹、碟刹、液压、空气制动或电阻制动方法停止该飞轮。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明运动装置及自动刹车方法至少具有下列优点及有益效果：本发明的运动装置与自动刹车方法可避免使用者的膝盖因为飞轮的惯性而造成伤害。

综上所述，本发明是有关于一种运动装置及自动刹车方法。该运动装置包含飞轮、驱动组以及控制模块。驱动组用于驱动该飞轮。控制模块包含角度感应器，该角度感应器用于测量该飞轮的旋转角度，该控制模块根据一固定期间内所测得该飞轮的旋转角度，计算该飞轮的角速度或角加速度，再根据至少一准则，决定是否停止该飞轮的转动。本发明的运动装置及自动刹车方法可自动停止运动装置的飞轮的转动，从而避免使用者的膝盖因为飞轮的惯性而造成伤害。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果,诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1A和图1B分别是显示根据本发明第一实施例的运动装置的示意图，其中图1A为侧视图，图1B为立体图。

图2是显示根据本发明一较佳实施例中角度感测器设置于飞轮的情形的示意图。

图3是显示根据本发明一较佳实施例的自动刹车方法的示意图。

图4是显示根据本发明第二实施例的运动装置的示意图。

1： 运动装置 2： 运动装置

10： 架体 20： 壳体

30： 驱动组 302：转动轮

304：连动件 306：曲柄

308：踏板 40： 飞轮

402：磁铁 404：组架

406：轴 408：支撑片

50： 控制模块 502：角度感应器

504：电路板 60： 坐垫

702-710：自动刹车方法

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的运动装置及自动刹车方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明,在以下的实施例中，相同的元件以相同的编号表示。

本发明的一些实施例将详细描述如下。然而,除了以下描述外,本发明还可以广泛地在其他实施例施行，并且本发明的保护范围并不受实施例的限定，其以权利要求的保护范围为准。再者,为提供更清楚的描述及更容易理解本发明，图式内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘示出，以求图式的简洁。

图1A和图1B分别是显示根据本发明第一实施例的运动装置的示意图，其中图1A为侧视图，图1B为立体图。在图1A中，为了清楚表达运动装置的元件，壳体被省略未画出。

如图1A和图1B所示，运动装置1可包含架体10、壳体20、驱动组30、飞轮40、控制模块50及坐垫60。使用者坐在座垫60上，通过驱动组30驱动飞轮40旋转，而控制模块50通过一方法判断是否启动自动刹车模式，以停止飞轮40继续转动。详细说明如后。

在本实施例中，驱动组30位于架体10上，可包含但不限于，转动轮302，连动件304、两曲柄306、两踏板308等元件。架体10可包含托架102和支撑杆104，转动轮302可固定于托架102上，坐垫60可固定于支撑杆104上。

转动轮302通过连动件304连接并驱动飞轮40。例如，一小转动轮(未图示)可与飞轮40同轴连接，而小转动轮通过连动件304连接转动轮302。转动轮302和小转动轮可以是皮带轮、炼轮、齿轮，或时规齿轮，而连动件304可以是对应的皮带、齿轮，或时规皮带。在本实施例中，转动轮302和小转动轮为皮带轮，而连动件304为皮带。

此外，每个曲柄306的一端连接转动轮302的转轴，另一端连接一踏板308。使用者坐在座垫60上，左右脚分别放在一踏板308上。当使用者模拟骑踏车的动作时，转动轮302通过连动件304带动飞轮40旋转。在本实施例中，飞轮40可进行双向，顺时针以及逆时针方向的旋转。

在本实施例中，控制模块50可包含一角度感测器(angle sensor)502与一电路板504。角度感测器502用于测量飞轮40的旋转角度，所测得的结果可传递至电路板504。如图2所示，图2是显示根据本发明一较佳实施例中角度感测器设置于飞轮的情形的示意图，其中显示了角度感测器502设置于飞轮40的情形。飞轮40被装置于组架404上，飞轮40的轴406上设有一磁铁402，磁铁402的一面同时具有N极和S极。角度感应器502固定于飞轮40的支撑片408上，其中心对准磁铁402。

图3是显示根据本发明一较佳实施例的自动刹车方法的示意图，控制模块50通过执行此方法，以判断是否启动自动刹车。如图3所示，步骤702，每隔一固定期间，利用角度感应器502测量飞轮40的旋转角度。步骤704，根据该固定期间，所测得的旋转角度，计算得到飞轮40的角速度及/或角加速度。步骤706，根据至少一准则，决定是否启动自动刹车。例如，如果计算出飞轮40的“角加速度”大于或等于某一预定值时，则启动自动刹车，进行步骤708，停止飞轮，如果未符合准则，则进行步骤710，不停止飞轮，使其继续转动。可使用任何现有习知技艺的方法，例如鼓刹、碟刹、液压、空气制动或电阻制动，停止飞轮40。

上述机构与方法可应于其他类型的运动装置，不限于如图1A和图1B所示的运动装置。

图4是显示根据本发明第二实施例的运动装置的示意图。根据本发明第二实施例的运动装置，在图4中，为了清楚表达运动装置的元件，壳体被省略未画出。

如图4所示，运动装置2可包含架体10、驱动组30、飞轮40、控制模块50、坐垫60。各元件的功能与实施程序可与第一实施例相同或类似，不再赘述。

熟悉本领域技术的技术人员可对本发明实施例做各种修饰、变换，或替更，这些都属于本发明的范围。例如，在本发明其他实施例中，转动轮302与飞轮40可整合成一个单一轮，此时角度感测器502可设置在此单一轮上，而连动件304可省略。

根据本发明的运动装置与自动刹车方法，可避免使用者膝盖，因为飞轮的惯性而造成伤害。

除非特别说明，一些条件句或字词，例如“可以(can)”、“可能(could)”、“也许(might)”，或“可(may)”，通常是试图表达本案实施例具有，但是也可以解释成可能不需要的特征、元件，或步骤。在其他实施例中，这些特征、元件，或步骤可能是不需要的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种运动装置，其特征在于其包含:

飞轮；

驱动组，驱动该飞轮；以及

控制模块，包含角度感应器，该角度感应器用于测量该飞轮的旋转角度，该控制模块根据一固定期间内所测得该飞轮的旋转角度，计算该飞轮的角加速度，再根据至少一准则，决定是否停止该飞轮的转动；

其中该至少一准则包含：当该飞轮的“角加速度”大于或等于某一预定值时，则启动自动刹车。

2.根据权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中该飞轮设置于组架上，且该飞轮的转轴的一端上具有磁铁，该磁铁的表面具有S极和N极。

3.根据权利要求2所述的运动装置，其特征在于其中该角度感应器与该组架固定，并对准该飞轮的该转轴。

4.根据权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中停止该飞轮的手段包含鼓刹、碟刹、液压、空气制动或电阻制动。

5.根据权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中该驱动组包含转动轮，连动件、两曲柄、两踏板，该连动件连接该转动轮和该飞轮，每一个该曲柄的一端连接该转动轮的转轴，另一端连接一个该踏板。

6.根据权利要求5所述的运动装置，其特征在于其还包含架体与座垫，该架体包含托架和支撑杆，该转动轮固定于该托架上，该座垫固定于该支撑杆上。

7.一种自动刹车方法，用于一种运动装置，该运动装置包含飞轮,驱动组驱动该飞轮，以及控制模块包含角度感应器并执行该自动刹车方法,其特征在于该自动刹车方法包含以下步骤：

每隔一固定期间，测量该飞轮的旋转角度；

计算该飞轮的角加速度；以及

根据至少一准则，决定是否启动自动刹车，该至少一准则包含：当该飞轮的“角加速度”大于或等于某一预定值时，则启动自动刹车。

8.根据权利要求7所述的自动刹车方法，其特征在于其中当决定启动自动刹车，以鼓刹、碟刹、液压、空气制动或电阻制动方法停止该飞轮。