CN108578993A - 一种功率车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种功率车，包括：训练机芯、传动装置、阻尼器、转矩测量装置、测速装置、主处理器；所述训练机芯采用曲柄链轮机构，用于通过摇动或踩动曲柄链轮机构进行训练；所述曲柄链轮机构通过传动装置传动连接至阻尼器；所述阻尼器、转矩测量装置、测速装置电连接主处理器，用于根据转矩和转速计算真实运动功率，并控制所述阻尼器转矩。本发明利用转矩测量装置测量阻尼器转矩、利用测速装置测量测量链轮和阻尼器转子实际转速，计算出真实运动功率，并对阻尼器的进行阻尼调节，达到转矩闭环控制的效果，进一步具有人体运动功率控制精准，调节精细的特点。

Description

一种功率车

技术领域

本发明涉及健身或医疗康复器械领域，具体涉及一种功率车。

背景技术

功率车是体育科研中必不可少的设备，分为直立式、背靠式两种，可以调整运动时的强度，起到健身的效果。在运动医学科研中应用广泛，功率车可以进行心脏运动负荷实验，测量心肺功能，确诊症状不明显的心脏病，而且可以通过身体较长时间，适当强度的运动来促进心血管的运动，加快新陈代谢，增强心脏和肺部功能，从而改善人体的体质。在体育教学和训练方面也有广泛使用，既可以做有氧运动也可以做无氧运动，功率车能有效的进行身体热量的燃烧，相比较跑步机锻炼者脚踩处会受到较小的压力,具有较高的安全性，与其他有氧健身器材比较，功率车具有较好的臀部及腿部塑形效果和较小的占地面积等优势。

申请号为201620137215.2的中国专利公开了一种康复运动车，包括车底架，车底架的前端固定设置有把手架体，把手架体下端的车底架上设置有磁控阻尼蹬踏器，把手架体上设置有车把手、显示仪表和阻尼调节器，车把手包括把手本体和心率检测装置，车底架的后端折弯杆的外侧壁上设置有加固支撑片，车底架的后部还设置有车座连接杆，车座连接杆的上方设置有滑座，滑座与车座连接杆的连接处还设置有紧固旋钮；现有康复运动车在了解运动功率时，大多和其类似，人们往往凭借自己的疲劳度，通过人工的方式调节蹬踏等运动部件的阻尼，进一步调节运动功率，这种凭借感觉去判断的方式会产生许多的误差，导致运动量不合理，造成对过量运动对身体的损害，迫切需要加以改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种功率车。本发明利用转矩测量装置测量阻尼器转矩、利用测速装置测量测量链轮和阻尼器转子实际转速，计算出真实运动功率，并对阻尼器的进行阻尼调节，达到转矩闭环控制的效果，进一步具有人体运动功率控制精准，调节精细的特点。

为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：一种功率车，包括：训练机芯、传动装置、阻尼器、转矩测量装置、测速装置、主处理器；

所述训练机芯采用曲柄链轮机构，用于通过摇动或踩动曲柄链轮机构进行训练；所述曲柄链轮机构通过传动装置传动连接至阻尼器；

所述转矩测量装置设置于阻尼器上，用于测量所述阻尼器的转矩(阻尼大小)；所述测速装置安装于曲柄链轮机构一侧，用于测量所述曲柄链轮机构的转速；所述阻尼器、转矩测量装置、测速装置电连接主处理器，用于根据转矩和转速计算真实运动功率，并控制所述阻尼器转矩。

进一步，所述曲柄链轮机构包括大链轮、曲柄、脚踏或手摇柄，所述阻尼器包括内定子、外转子，所述传动装置包括同轴且相对固定设置的小链轮、大同步带轮；

大链轮和小链轮通过链条传动连接，外转子一端面固设小同步带轮，大同步带轮和小同步带轮通过同步带传动连接。

进一步，所述阻尼器还包括转轴、滚珠轴承、励磁线圈；

所述外转子为导磁材质的碗状结构，所述内定子嵌套在所述外转子内；转轴穿过所述小同步带轮、内定子，且转轴通过销钉和所述小同步带轮固定，转轴通过滚珠轴承和内定子转动连接；

所述主处理器通过控制励磁线圈电流，进一步控制外转子的转矩。

进一步，所述转矩测量装置采用型号为YZC-133的单点梁式拉力传感器，所述内定子另一端面设置第一凸柱，设置第一拉线连接第一凸柱和拉力传感器，用于测量阻尼器的实际转矩。

作为本发明的优选，基于上述内容，不同的是，所述内定子另一端面设置第二凸柱，设置第二拉线和弹片，第二拉线两端连接第二凸柱和弹片，用于在所述阻尼器停止工作时，复位所述内定子位置。

进一步，所述测速装置采用型号为3144E的单磁极霍尔传感器设置于小链轮下，所述主处理器根据小链轮和大链轮、外转子比例换算出大链轮和外转子转速。

进一步，设置侧向固定架，侧向固定架开设第一限位孔、第二限位孔；所述转轴一端卡置在第一限位孔中，所述第一凸柱置于所述第二限位孔中，且第二限位孔孔径大于所述第一凸柱的直径。

进一步，设置车架、车身底座，所述训练机芯、传动装置、阻尼器、转矩测量装置、测速装置置于车架内，车架置于车身底座上，车身底座下设置移动轮和地脚。

进一步，所述车架上设置车座，车座下设置有车座前后调节伸缩杆和车座上下调节伸缩杆，并设置电动推杆控制车座上下调节伸缩杆的伸缩长度。

进一步，所述车架上设置用户操作面板和扶手、伸缩杆，用户操作面板和扶手通过伸缩杆连接至车架上，所述主处理器置于用户操作面板内。

本发明的有益效果在于：

本发明利用转矩测量装置测量阻尼器转矩、利用测速装置测量测量链轮和阻尼器转子实际转速，计算出真实运动功率，并对阻尼器的进行阻尼调节，达到转矩闭环控制的效果，进一步具有人体运动功率控制精准，调节精细的特点；除此之外本发明的功率车还具有结构稳固，使用舒适的特点。

附图说明

图1是本发明功率车的整体结构示意图；

图2是本发明训练机芯与阻尼器之间的动作结构示意图；

图3是本发明阻尼器的剖面示意图之一；

图4是本发明阻尼器的剖面示意图之二；

图5是本发明阻尼器和侧向固定架的安装结构示意图；

图6是本发明车座机构的结构示意图；

图7是本发明扶手和控制面板的固定结构示意图；

图8是本发明车身底座的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种功率车，包括：训练机芯3、传动装置、阻尼器、转矩测量装置、测速装置、主处理器；

所述训练机芯采用曲柄链轮机构，用于通过摇动或踩动曲柄链轮机构进行训练；所述曲柄链轮机构通过传动装置传动连接至阻尼器；需要说明的是，本发明的阻尼器和曲柄链轮机构、及转矩测量装置、测速装置组成的闭环控制系统，并不限于脚踏式功率车上的应用，其可以使用于任意具有阻尼运动，及阻尼调节的训练器材。

所述转矩测量装置设置于阻尼器上，用于测量所述阻尼器的转矩；所述测速装置308安装于曲柄链轮机构一侧，用于测量所述曲柄链轮机构的转速；所述阻尼器、转矩测量装置、测速装置电连接主处理器，用于根据转矩和转速计算真实运动功率，并控制所述阻尼器转矩。本发明利用转矩测量装置测量阻尼器转矩、利用测速装置测量测量链轮和阻尼器转子实际转速，计算出真实运动功率，并对阻尼器的进行阻尼调节，达到转矩闭环控制的效果，进一步具有人体运动功率控制精准，调节精细的特点。

进一步，如图2所示，所述曲柄链轮机构包括大链轮302、曲柄、脚踏301或手摇柄，所述阻尼器包括内定子306、外转子305，所述传动装置包括同轴且相对固定设置的小链轮303、大同步带轮304；

大链轮302和小链轮303通过链条传动连接，外转子一端面固设小同步带轮314，大同步带轮304和小同步带轮314通过同步带传动连接。阻尼器(内定子306、外转子305)用于对人的运动(曲柄链轮机构)提供阻力。需要说明的是，链轮和同步带轮可以有不同的组合方式，不限于本发明所列举出的传动连接方式。

进一步，如图3和图4所示，所述阻尼器还包括转轴315、滚珠轴承316、励磁线圈313；

所述外转子305为导磁材质的碗状结构，所述内定子306也为导磁材质且嵌套在所述外转子内；转轴315穿过所述小同步带轮314、内定子306，且转轴通过销钉和所述小同步带轮314固定，转轴315通过滚珠轴承316和内定子306转动连接；本发明的阻尼器根据电磁涡流效应，由功率车的主处理器调节流入内圈的磁线圈313的电流，从而对外圈的飞轮(外转子305)的阻力转矩进行调节。

所述主处理器通过控制励磁线圈电流，进一步控制外转子的转矩。优选的，如图3和图4所示，所述外转子305通过连接件固定在小同步带轮314上，连接件通过滚珠轴承316转动连接在转轴315上。

进一步，所述转矩测量装置307采用型号为YZC-133的单点梁式拉力传感器，所述内定子306另一端面设置第一凸柱311，设置第一拉线310连接第一凸柱311和拉力传感器，用于测量阻尼器的实际转矩。由于电磁涡流效应，内定子相对外转子具有反向的微转动，根据杠杆定理，通过第一拉线310拉动固定在下述侧向固定架318上的垃圾传感器，即可以测出运动中的实际转矩。

作为本发明的优选，基于上述内容，不同的是，所述内定子306另一端面设置第二凸柱312，设置第二拉线309和弹片317，弹片一端固定，第二拉线309两端连接第二凸柱312和弹片317另一端，用于在所述阻尼器停止工作时，复位所述内定子306位置。由于弹片的弹性作用，内定子相对外转子具有反向的微转动时，第二拉线309拉动弹片317变形；当阻尼器工作时，弹片317恢复形变，将内定子复位，第一凸柱311置于下述第二限位孔中间。

进一步，所述测速装置308采用型号为3144E的单磁极霍尔传感器设置于小链轮下，所述主处理器根据小链轮303和大链轮302、外转子305比例换算出大链轮302和外转子305转速。

进一步，如图5所示，设置侧向固定架318，侧向固定架开设第一限位孔、第二限位孔；所述转轴315一端卡置在第一限位孔中，所述第一凸柱311置于所述第二限位孔中，且第二限位孔孔径大于所述第一凸柱的直径，阻尼器未工作时的初始位置下，第一凸柱311置于第二限位孔中间，同时第二限位孔还对所述内定子相对外转子的反向微转动具有限位作用，保证了本阻尼器的整体结构稳定性。

进一步，如图8所示，设置车架5、车身底座4，所述训练机芯、传动装置、阻尼器、转矩测量装置、测速装置置于车架内，车架5置于车身底座4上，车身底座4下设置移动轮402和地脚403、车身底座上设置固定槽401，所述车座上下调节伸缩杆203、立柱1固定插设在固定槽401内。其中移动轮402方便搬运功率车，地脚403使运动时功率车不发生移动，提高整车的稳固性。

进一步，如图6所示，所述车架上设置车座机构2，所述车座机构包括车座201，车座下设置有车座前后调节伸缩杆202和车座上下调节伸缩杆203，并设置电动推杆204控制车座上下调节伸缩杆203的伸缩长度。电动推杆的伸缩可以通过用户操作面板进行控制，经过车座上下调节伸缩杆，从而调节车座201相对功率车底面上下的高度，为用户提供一种舒适的训练姿态。

进一步，如图7所示，所述车架上设置用户操作面板102和扶手101、伸缩杆103，用户操作面板和扶手通过伸缩杆连接至车架上，且伸缩杆103置于立柱1内。可以通过用户操作面板102控制伸缩杆103的伸缩长度，进一步为用户提供一种舒适的训练姿态。需要说明的是，所述主处理器置于用户操作面板102内，用户操作面板102内通过编程设置上位机，进一步通过主处理器电控所述电动推杆204、阻尼器等电气类元件。

对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种功率车，其特征在于，包括：训练机芯、传动装置、阻尼器、转矩测量装置、测速装置、主处理器；

所述训练机芯采用曲柄链轮机构，用于通过摇动或踩动曲柄链轮机构进行训练；所述曲柄链轮机构通过传动装置传动连接至阻尼器；

所述转矩测量装置设置于阻尼器上，用于测量所述阻尼器的转矩；所述测速装置安装于曲柄链轮机构一侧，用于测量所述曲柄链轮机构的转速；所述阻尼器、转矩测量装置、测速装置电连接主处理器，用于根据转矩和转速计算真实运动功率，并控制所述阻尼器转矩。

2.根据权利要求1所述的功率车，其特征在于，所述曲柄链轮机构包括大链轮、曲柄、脚踏或手摇柄，所述阻尼器包括内定子、外转子，所述传动装置包括同轴且相对固定设置的小链轮、大同步带轮；

大链轮和小链轮通过链条传动连接，外转子一端面固设小同步带轮，大同步带轮和小同步带轮通过同步带传动连接。

3.根据权利要求2所述的功率车，其特征在于，所述阻尼器还包括转轴、滚珠轴承、励磁线圈；

所述外转子为导磁材质的碗状结构，所述内定子嵌套在所述外转子内；转轴穿过所述小同步带轮、内定子，且转轴通过销钉和所述小同步带轮固定，转轴通过滚珠轴承和内定子转动连接；

所述主处理器通过控制励磁线圈电流，进一步控制外转子的转矩。

4.根据权利要求3所述的功率车，其特征在于，所述转矩测量装置采用型号为YZC-133的单点梁式拉力传感器，所述内定子另一端面设置第一凸柱，设置第一拉线连接第一凸柱和拉力传感器，用于测量阻尼器的实际转矩。

5.根据权利要求4所述的功率车，其特征在于，所述内定子另一端面设置第二凸柱，设置第二拉线和弹片，第二拉线两端连接第二凸柱和弹片，用于在所述阻尼器停止工作时，复位所述内定子位置。

6.根据权利要求5所述的功率车，其特征在于，所述测速装置采用型号为3144E的单磁极霍尔传感器设置于小链轮下，所述主处理器根据小链轮和大链轮、外转子比例换算出大链轮和外转子转速。

7.根据权利要求6所述的功率车，其特征在于，设置侧向固定架，侧向固定架开设第一限位孔、第二限位孔；所述转轴一端卡置在第一限位孔中，所述第一凸柱置于所述第二限位孔中，且第二限位孔孔径大于所述第一凸柱的直径。

8.根据权利要求1所述的功率车，其特征在于，设置车架、车身底座，所述训练机芯、传动装置、阻尼器、转矩测量装置、测速装置置于车架内，车架置于车身底座上，车身底座下设置移动轮和地脚。

9.根据权利要求8所述的功率车，其特征在于，所述车架上设置车座，车座下设置有车座前后调节伸缩杆和车座上下调节伸缩杆，并设置电动推杆控制车座上下调节伸缩杆的伸缩长度。

10.根据权利要求8所述的功率车，其特征在于，所述车架上设置用户操作面板和扶手、伸缩杆，用户操作面板和扶手通过伸缩杆连接至车架上，所述主处理器置于用户操作面板内。