CN109224383A - 飞轮阻力调节结构与健身车 - Google Patents

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乔同舟
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    • A63B21/005—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
    • A63B21/0058—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using motors

Abstract

本发明提供了一种飞轮阻力调节结构，包含飞轮、电机(210)、传动结构以及磁瓦(204)；电机(210)、传动结构以及磁瓦(204)均安装在飞轮上；所述传动结构包含减速组件与丝杠组件，电机(210)、减速组件、丝杠组件、磁瓦(204)依次相连，所述磁瓦(204)滑动安装在飞轮上；所述丝杠组件包含丝杆(213)与调节螺母；丝杠组件按照以下任一种方式布置：丝杆(213)与减速组件相连，调节螺母与磁瓦(204)相连；调节螺母与减速组件相连，丝杆(213)与磁瓦(204)相连。本发明还提供了一种包含上述飞轮阻力调节结构的健身车。本发明省去外部拉线、外部拉线马达的额外位置固定、各种中间连接部件，有利于环保和成本控制。

Description

飞轮阻力调节结构与健身车
技术领域
本发明涉及健身器械领域、电磁调节技术领域，具体地，涉及一种飞轮阻力调节结构与健身车。
背景技术
现有飞轮阻力调节结构请参见图1与图2，主要由短钢丝拉绳109、长钢丝拉绳110、拉绳滑块108、滑块滑槽、外部拉力生成结构、磁瓦104、金属旋转轮组成。外部拉力来自于安装在外部的减速马达111，通过长钢丝拉绳110链接到拉绳滑块108，当减速马达111的拉力作用时，拉绳滑块108就在滑块滑槽里上下滑动，通过短钢丝拉绳109带动磁瓦104移动，改变磁瓦104和金属轮之间的间隙大小，最终实现了旋转时阻力的大小变化。
现有飞轮阻力调节结构的缺点：1.控制精度差；2.安装不方便、调试结果随机性大、一致性差；3.容易卡死和阻滞；4.由于从外部拉力到最终实现磁瓦104和金属旋转轮之间间隙调整由若干部件松动连接，存在各种间隙，导致阻力调整的不确定性，影响客户体验；5.整个飞轮的寿命取决于这些部件的疲劳失效，由于拉绳滑块108和滑块滑槽之间的滑动摩擦直接导致摩擦表面损耗，所以寿命短。
专利文献CN 106730636A提供的一种便捷型健身器材通过拉动把手来调节磁铁组与飞轮之间的间距以达到调节阻力的目的，但是该结构适用于手动操作，难以适应电机驱动的结构，不利于电动或自动调节。专利文献CN202620563U提供了一种健身车飞轮装置，该装置通过对电磁铁中电流的控制达到调节飞轮阻力的目的，但是需要额外配置电磁铁结构及相关线路，增加了制造难度。专利文献CN105848733B提供的缆绳器械中的磁性阻力机构中，阻力机构包括飞轮和布置为抵抗飞轮移动的磁性单元，但是该移动结构并不适用于例如健身车等空间较小、结构紧凑的应用环境中。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种飞轮阻力调节结构与健身车。
根据本发明提供的飞轮阻力调节结构，包含飞轮、电机、传动结构以及磁瓦；电机、传动结构以及磁瓦均安装在飞轮上；
所述传动结构包含减速组件与丝杠组件，电机、减速组件、丝杠组件、磁瓦依次相连，所述磁瓦滑动安装在飞轮上；
所述丝杠组件包含丝杆与调节螺母；丝杠组件按照以下任一种方式布置：
--丝杆与减速组件相连，调节螺母与磁瓦相连；
--调节螺母与减速组件相连，丝杆与磁瓦相连。
优选地，所述减速组件包含蜗轮与蜗杆，所述蜗杆与电机周向固定连接，所述蜗轮与丝杆周向固定连接；
所述调节螺母形成滑块，所述滑块通过设置的拉绳连接到磁瓦上。
优选地，所述飞轮上设置有相互连通的第一容纳槽与第二容纳槽；
电机、丝杠组件分别安装在第一容纳槽、第二容纳槽中，第二容纳槽的槽壁面形成对滑块的导向面。
优选地，所述飞轮上还设置有PCB板，电机与PCB板相连；所述PCB板上还安装有滑动电阻。
优选地，所述飞轮包含紧固连接的第一盖体与第二盖体；
第一盖体与第二盖体装配后在沿径向的外端形成环形孔，环形孔内部形成磁瓦的滑动空间。
优选地，所述环形孔中还设置有铜套与钢套；或者，环形孔中还设置有铜套，不设置钢套；
第一盖体与第二盖体之间还设置有弹簧。
优选地，所述丝杆与飞轮之间设置有第一轴承；
所述飞轮上还紧固安装有法兰。
优选地，所述拉绳包含钢丝拉绳，钢丝拉绳与磁瓦一一对应。
优选地，所述电机通过设置的电机压块紧固安装在飞轮上。
本发明还提供了一种健身车，包含上述的飞轮阻力调节结构。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明省去外部拉线、外部拉线马达的额外位置固定、各种中间连接部件，有利于环保和成本控制；进而：
2、省去上述多个部件的装配工艺、工时、调整等步骤，有利于成本和质量控制；且这些部件的失效将不复存在，可靠性大为增加，大幅减少售后服务成本；
3、减少了传动结构中的部件数量，控制精度进一步提高；
4、丝杆与调节螺母之间具有足够大的接触面积，避免了传统齿轮减速箱中轮齿之间较小接触面积导致的强度失效；
5、飞轮寿命取决于丝杆和螺母的疲劳失效，这将大幅度提高飞轮寿命；
6、本发明采用了PCB板结构，省略了现有技术中电容等电子件的手工焊接过程，极大降低了制造难度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有技术中飞轮阻力调节结构的示意图；
图2为现有技术中飞轮阻力调节结构A-A向剖视图；
图1与图2中示出：
图3为本发明提供的飞轮阻力调节结构的示意图；
图4为本发明提供的飞轮阻力调节结构A-A向剖视图。
图3、图4中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图3、图4所示，本发明提供的飞轮阻力调节结构，包含飞轮、电机210、传动结构以及磁瓦204；电机210、传动结构以及磁瓦204均安装在飞轮上；所述传动结构包含减速组件与丝杠组件，电机210、减速组件、丝杠组件、磁瓦204依次相连，所述磁瓦204滑动安装在飞轮上；所述丝杠组件包含丝杆213与调节螺母；丝杠组件按照以下任一种方式布置：丝杆213与减速组件相连，调节螺母与磁瓦204相连；调节螺母与减速组件相连，丝杆213与磁瓦204相连。实施例中，所述减速组件包含蜗轮212与蜗杆211，所述蜗杆211与电机210周向固定连接，所述蜗轮212与丝杆213周向固定连接。所述调节螺母形成滑块215，所述滑块215通过设置的拉绳连接到磁瓦204上。优选地，所述拉绳包含钢丝拉绳206，钢丝拉绳206与磁瓦204一一对应，也就是说，可以设置多个磁瓦204，每个磁瓦204都通过一根钢丝拉绳206连接到滑块215上；优选地，每个磁瓦204上也可以配设有多个钢丝拉绳206。
优选地，所述飞轮上设置有相互连通的第一容纳槽与第二容纳槽；电机210、丝杠组件分别安装在第一容纳槽、第二容纳槽中，第二容纳槽的槽壁面形成对滑块215的导向面。优选地，所述飞轮上还设置有PCB板205，电机210与PCB板205相连。优选地，所述PCB板205上还安装有滑动电阻216。传统的飞轮阻力调节结构中，电容等电子元件通常焊接在电机或者飞轮上零散的位置上，由于焊接位置的多样性，导致需要较大工作量的手工焊，加工成本高，加工效率低。PCB板205的设置有效解决了上述问题。另外，由于电机210与PCB板205同时安装在飞轮上，因此，通过对PCB板205上元件的简单拓展，还能够实现对电机210运行状态监控的同时(如在PCB板205上设置有温度传感器与控制器，所述控制器包含MCU或者单片机)，不会产生过多的设计成本与过高的加工难度。在上述硬件平台的基础上进一步拓展，还能够实现对电机210的有线通信或无线通信控制，大大简化整体结构与线路布置。
优选地，所述飞轮包含紧固连接的第一盖体201与第二盖体202；第一盖体201与第二盖体202装配后在沿径向的外端形成环形孔，环形孔内部形成磁瓦204的滑动空间。所述环形孔中还设置有铜套208与钢套207，铜套208能够作为磁瓦204的导向结构，钢套207则可用于作为轴承，优选地，还可以设置铜套208而不设置钢套207，而是将两个磁瓦204通过一根钢丝拉绳206直接连接，然后再使用一根拉绳两端分别连接至钢丝拉绳206的中部、滑块215，这样在使用过程中，避免了钢丝拉绳206与钢套207之间的摩擦，降低钢丝拉绳206的磨损速率，提高使用寿命。第一盖体201与第二盖体202之间还设置有弹簧217。优选地，所述丝杆213与飞轮之间设置有第一轴承214。所述飞轮上还紧固安装有法兰203。优选地，所述电机210通过设置的电机压块209紧固安装在飞轮上。
在一个优选例中，所述飞轮阻力调节结构，仅仅由飞轮、电机210、传动结构以及磁瓦204构成；本优选例中的飞轮阻力调节结构不采用连接电机210与传动结构柔性传动件，例如钢丝绳，尤其是现有技术中的长钢丝绳。在另一个优选例中，飞轮阻力调节结构，仅仅由飞轮、电机210、传动结构、磁瓦204以及PCB板205构成，本优选例中的飞轮阻力调节结构不采用连接电机210与传动结构柔性传动件，例如钢丝绳，尤其是现有技术中的长钢丝绳。上述两个优选例所提供的飞轮阻力调节结构能够不采用连接电机210与传动结构柔性传动件，例如钢丝绳，尤其是现有技术中的长钢丝绳，极大提高了阻力调节精度。
本发明还提供了一种健身车，包含上述的飞轮阻力调节结构。
工作原理：
当电机210接受到电压开始旋转时，连接在电机210输出轴上的蜗杆211就开始旋转，用蜗轮蜗杆传动系统的降速原理，一方面将转动速度降下来，同时输出力矩大幅上升，该力矩驱动丝杆213旋转，丝杆213是通过两端的第一轴承214固定在飞轮上的，随着丝杆213的旋转，套在上面的滑块215开始产生位移，根据旋转方向的不同上下移动，带动固定在滑块215上的钢丝拉绳206上下移动，钢丝拉绳206带动磁瓦204产生位移，从而改变和外部金属轮之间的间隙，使金属轮受到的阻力发生变化，最终实现健身车骑行时阻力的改变。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种飞轮阻力调节结构，其特征在于，包含飞轮、电机(210)、传动结构以及磁瓦(204)；电机(210)、传动结构以及磁瓦(204)均安装在飞轮上；
所述传动结构包含减速组件与丝杠组件，电机(210)、减速组件、丝杠组件、磁瓦(204)依次相连，所述磁瓦(204)滑动安装在飞轮上；
所述丝杠组件包含丝杆(213)与调节螺母；丝杠组件按照以下任一种方式布置：
--丝杆(213)与减速组件相连，调节螺母与磁瓦(204)相连；
--调节螺母与减速组件相连，丝杆(213)与磁瓦(204)相连。
2.根据权利要求1所述的飞轮阻力调节结构，其特征在于，所述减速组件包含蜗轮(212)与蜗杆(211)，所述蜗杆(211)与电机(210)周向固定连接，所述蜗轮(212)与丝杆(213)周向固定连接；
所述调节螺母形成滑块(215)，所述滑块(215)通过设置的拉绳连接到磁瓦(204)上。
3.根据权利要求2所述的飞轮阻力调节结构，其特征在于，所述飞轮上设置有相互连通的第一容纳槽与第二容纳槽；
电机(210)、丝杠组件分别安装在第一容纳槽、第二容纳槽中，第二容纳槽的槽壁面形成对滑块(215)的导向面。
4.根据权利要求2所述的飞轮阻力调节结构，其特征在于，所述飞轮上还设置有PCB板(205)，电机(210)与PCB板(205)相连；所述PCB板(205)上还安装有滑动电阻(216)。
5.根据权利要求1所述的飞轮阻力调节结构，其特征在于，所述飞轮包含紧固连接的第一盖体(201)与第二盖体(202)；
第一盖体(201)与第二盖体(202)装配后在沿径向的外端形成环形孔，环形孔内部形成磁瓦(204)的滑动空间。
6.根据权利要求5所述的飞轮阻力调节结构，其特征在于，所述环形孔中还设置有铜套(208)与钢套(207)；或者，环形孔中还设置有铜套(208)，不设置钢套(207)；
第一盖体(201)与第二盖体(202)之间还设置有弹簧(217)。
7.根据权利要求2所述的飞轮阻力调节结构，其特征在于，所述丝杆(213)与飞轮之间设置有第一轴承(214)；
所述飞轮上还紧固安装有法兰(203)。
8.根据权利要求2所述的飞轮阻力调节结构，其特征在于，所述拉绳包含钢丝拉绳(206)，钢丝拉绳(206)与磁瓦(204)一一对应。
9.根据权利要求1所述的飞轮阻力调节结构，其特征在于，所述电机(210)通过设置的电机压块(209)紧固安装在飞轮上。
10.一种健身车，其特征在于，包含权利要求1至9中任一项所述的飞轮阻力调节结构。
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