CN110393889A - 一种跑步机直流无刷无感电机控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种跑步机直流无刷无感电机控制系统，具体涉及一种可针对跑步机起步时自动将电机转速调节至最小档的控制系统，在触点开关接通电源后由齿条板带动齿轮和单向轮转动，单向轮利用锥齿环带动锥齿轮和从动轴转动进而驱动调速轮将转速自动调节至最小档。开关按钮活动连接在箱体上方，开关按钮通过导线电性连接变压器，固定板上方固定有电磁铁；箱体中固定有套筒，套筒上方套接有伸缩杆，伸缩杆上端固定连接活动板，活动板一侧下方固定连接触点开关，活动板相对触点开关一侧下方固定连接有齿条板，齿条板啮合齿轮，齿轮转动连接在吊杆下端；箱体内部转动连接有单向轮，单向轮与齿轮之间通过传动带连接，单向轮外部具有外轮。

Description

一种跑步机直流无刷无感电机控制系统
技术领域
本发明涉及一种控制装置，具体是一种跑步机直流无刷无感电机控制系统。
背景技术
跑步机是家庭及健身房常备的健身器材，而且是当今家庭健身器材中最简单的一种，是家庭健身器的最佳选择。
电动跑步机是健身房及家庭较高档的器材，它通过电机带动跑带使人以不同的速度被动地跑步或走动。由于被动地形成跑和走，从动作外形上看，几乎与普通在地面上跑或走一样，但从人体用力上看，在电动跑步机上跑、走比普通跑、走省去了一个蹬伸动作。
但是目前市场上的跑步机所采用的电机均不带有自动调节档位的功能，当上一次使用将档位调至最大关闭后，下一次再开启时自动锁定为最大档，使用者刚开始运动时不能够适应，同时也由于启动转速较大，易造成电机负载过大导致损毁。
发明内容
基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种跑步机直流无刷无感电机控制系统。
本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：
一种跑步机直流无刷无感电机控制系统，包括开关系统和自动调速系统，所述开关系统包括开关按钮、固定板、电磁铁、触点开关和弹簧，开关按钮活动连接在箱体上方，开关按钮通过导线电性连接变压器，变压器固定在固定板下方，固定板上方固定有电磁铁；所述箱体中固定有套筒，套筒上方套接有伸缩杆，伸缩杆上端固定连接活动板，活动板一侧下方固定连接触点开关，伸缩杆下端与套筒底部之间通过弹簧连接；
所述自动调速系统包括齿轮、单向轮、转轴和调速轮，其中，活动板相对触点开关一侧下方固定连接有齿条板，齿条板啮合齿轮，齿轮转动连接在吊杆下端；所述箱体内部转动连接有单向轮，单向轮与齿轮之间通过传动带连接，单向轮外部具有外轮，外轮内部转动连接有从动轮，从动轮与齿轮通过传动带连接，且从动轮外壁周向等距设置有多个摆杆，摆杆与从动轮转动连接，摆杆中部转动连接弹性杆上端，弹性杆下端转动连接在从动轮上，外轮内壁周向等距固定有多个限位块。
作为本发明进一步的方案：所述弹性杆包括固定杆、压簧和套杆，固定杆一端转动连接在摆杆上，固定杆另一侧套接套杆，套杆一端通过压簧弹性连接固定杆，套杆另一端转动连接在从动轮上。
作为本发明再进一步的方案：所述外轮外壁上固定连接锥齿环，锥齿环啮合锥齿轮，锥齿轮固定在从动轴上端，从动轴下端轴承连接在箱体底部。
作为本发明再进一步的方案：所述吊杆上端固定在箱体内壁上，吊杆上部与箱体连接处设置有加强筋。
作为本发明再进一步的方案：所述箱体上设置有转轴，转轴下端轴承连接箱体底部，转轴上部穿过箱体并与之套接，转轴与从动轴之间通过链条连接，转轴上端固定连接调速轮。
作为本发明再进一步的方案：所述触点开关采用铁质材质所制。
作为本发明再进一步的方案：所述转轴通过线缆信号连接电机。
作为本发明再进一步的方案：所述箱体底部固定有安装板，安装板下方四角均开设有供安装的螺纹孔。
采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：该系统利用电磁铁通电间接启动触点开关，防止使用者肢体直接接触高压的开关造成健康威胁，在触点开关接通电源后由齿条板带动齿轮和单向轮转动，单向轮利用锥齿环带动锥齿轮和从动轴转动进而驱动调速轮将转速自动调节至最小档，启动时电机转速过大，使用者不能适应发生意外和电机启动转速过大产生过载导致电机烧毁。
附图说明
图1为跑步机直流无刷无感电机控制系统的结构示意图。
图2为跑步机直流无刷无感电机控制系统中单向轮的结构示意图。
图3为跑步机直流无刷无感电机控制系统中电机和控制系统的整体示意图。
图中：1-安装板；2-箱体；3-开关按钮；4-导线；5-固定板；6-变压器；7-套筒；8-电磁铁；9-触点开关；10-活动板；11-伸缩杆；12-弹簧；13-齿条板；14-齿轮；15-吊杆；16-传动带；17-单向轮；18-锥齿环；19-锥齿轮；20-链条；21-转轴；22-调速轮；23-从动轮；24-外轮；25-限位块；26-摆杆；27-弹性杆；28-电机。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
实施例1
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种跑步机直流无刷无感电机控制系统，包括开关系统和自动调速系统，其中，开关系统包括开关按钮3、固定板5、电磁铁8、触点开关9和弹簧12，开关按钮3活动连接在箱体2上方，开关按钮3通过导线4电性连接变压器6，变压器6固定在固定板5下方，固定板5固定在箱体1内壁，固定板5上方固定有电磁铁8，按动开关按钮3使得电磁铁8通过变压器6接通电源，使得电磁铁8产生磁性吸附力；所述箱体1中固定有套筒7，套筒7上方套接有伸缩杆11，伸缩杆11上端固定连接活动板10，活动板10一侧下方固定连接触点开关9，优选地，触点开关9采用铁质材质所制，伸缩杆11下端与套筒7底部之间通过弹簧12连接，当电磁铁8通电产生磁力后吸附触点开关9，带动活动板10下移进而将伸缩杆11套入套筒7内并将弹簧12压缩，利用触点开关9与电磁铁8接触将电机接通电源启动，关闭按钮开关3后电磁铁8失电不再具有磁力，此时伸缩杆11在弹簧12的弹力作用下使得触点开关9与电磁铁8分离，电机失电停止工作。
所述自动调速系统包括齿轮14、单向轮17、转轴21和调速轮22，其中，活动板10相对触点开关9一侧下方固定连接有齿条板13，齿条板13啮合齿轮14，齿轮14转动连接在吊杆15下端，吊杆15上端固定在箱体1内壁上，优选地，吊杆15上部与箱体1连接处设置有加强筋，当伸缩杆11在套筒7内上下伸缩时带动活动板10和齿条板13跟随上下移动，齿条板13驱动齿轮14转动；所述箱体1内部转动连接有单向轮17，单向轮17与齿轮14之间通过传动带16连接，具体来说，单向轮17外部具有外轮24，外轮24内部转动连接有从动轮23，从动轮23与齿轮14通过传动带16连接，且从动轮13外壁周向等距设置有多个摆杆26，摆杆26与从动轮24转动连接，摆杆26中部转动连接弹性杆27上端，弹性杆27下端转动连接在从动轮23上，外轮24内壁周向等距固定有多个限位块25，转动的齿轮14通过传动带16带动从动轮23正向转动，从动轮23带动摆杆26转动，摆杆26带动限位块25转动从而驱动外轮24转动，需要说明的是，当外轮24反向转动时带动限位块25转动，限位块25与摆杆26抵接时，弹性杆27被压缩不能带动从动轮23转动，即从动轮23可带动外轮24正向转动，而外轮24并不能带动从动轮23反向转动，实现单向传动功能。
所述弹性杆27包括固定杆、压簧和套杆，固定杆一端转动连接在摆杆26上，固定杆另一侧套接套杆，套杆一端通过压簧弹性连接固定杆，套杆另一端转动连接在从动轮23上，通过压簧连接的固定杆和套杆之间实现弹性伸缩功能；所述外轮24外壁上固定连接锥齿环18，锥齿环18啮合锥齿轮19，锥齿轮19固定在从动轴上端，从动轴下端轴承连接在箱体1底部，且箱体1上设置有转轴21，转轴21下端轴承连接箱体1底部，转轴21上部穿过箱体1并与之套接，转轴21与从动轴之间通过链条20连接，转轴21上端固定连接调速轮22，在活动板10下移使得触点开关9接通电磁铁8通电时，此时电机开始工作，齿条板13带动齿轮14转动，齿轮14通过传动带16带动从动轮23转动，从动轮23驱动外轮24和锥齿环18转动，锥齿环18驱动锥齿轮19和从动轴转动，从动轴带动转轴21和调速轮22自动调节至转速最小档，防止跑步机启动时电机转速过大，使用者不能适应发生意外，同时还可防止电机启动转速过大产生过载导致电机烧毁的情况，当使用者在运动一段时间适应后慢慢调节调速轮22将电机转速调大时，转轴21带动从动轴和锥齿轮19转动，锥齿轮19带动锥齿环18和外轮24转动，此时外轮24并不能带动从动轮23转动，保证电源的接通，若开启按钮开关3时调速轮22已置于最小档时，传动带16连接的齿轮14与从动轮23之间会发生打滑，防止损坏调速轮22。
实施例2
为了进一步对上述跑步机直流无刷无感电机控制系统进行解释说明，本申请提供又一实施例，该实施例中的跑步机直流无刷无感电机控制系统具有如下技术特征：所述转轴21通过线缆信号连接电机28，箱体2底部固定有安装板1，安装板1下方四角均开设有供安装的螺纹孔，利用安装板1及其底部四角的螺纹孔方便将整个装置安装在跑步机上。
根据上述实施例的具体描述，易知本发明的工作原理是：按动开关按钮3使得电磁铁8通过变压器6接通电源，使得电磁铁8产生磁性吸附力,当电磁铁8通电产生磁力后吸附触点开关9，带动活动板10下移进而将伸缩杆11套入套筒7内并将弹簧12压缩，利用触点开关9与电磁铁8接触将电机接通电源启动，关闭按钮开关3后电磁铁8失电不再具有磁力，此时伸缩杆11在弹簧12的弹力作用下使得触点开关9与电磁铁8分离，电机失电停止工作,当伸缩杆11在套筒7内上下伸缩时带动活动板10和齿条板13跟随上下移动，齿条板13驱动齿轮14转动,转动的齿轮14通过传动带16带动从动轮23正向转动，从动轮23带动摆杆26转动，摆杆26带动限位块25转动从而驱动外轮24转动，需要说明的是，当外轮24反向转动时带动限位块25转动，限位块25与摆杆26抵接时，弹性杆27被压缩不能带动从动轮23转动，即从动轮23可带动外轮24正向转动，而外轮24并不能带动从动轮23反向转动，实现单向传动功能,通过压簧连接的固定杆和套杆之间实现弹性伸缩功能,在活动板10下移使得触点开关9接通电磁铁8通电时，此时电机开始工作，齿条板13带动齿轮14转动，齿轮14通过传动带16带动从动轮23转动，从动轮23驱动外轮24和锥齿环18转动，锥齿环18驱动锥齿轮19和从动轴转动，从动轴带动转轴21和调速轮22自动调节至转速最小档，防止跑步机启动时电机转速过大，使用者不能适应发生意外，同时还可防止电机启动转速过大产生过载导致电机烧毁的情况，当使用者在运动一段时间适应后慢慢调节调速轮22将电机转速调大时，转轴21带动从动轴和锥齿轮19转动，锥齿轮19带动锥齿环18和外轮24转动，此时外轮24并不能带动从动轮23转动，保证电源的接通，若开启按钮开关3时调速轮22已置于最小档时，传动带16连接的齿轮14与从动轮23之间会发生打滑，防止损坏调速轮22。
需要说明的是，本申请中变压器和电磁铁为现有技术的应用，通过电磁铁通电间接启动触点开关，防止使用者肢体直接接触高压的开关造成健康威胁，另外，在触点开关接通电源后由齿条板带动齿轮和单向轮转动，单向轮利用锥齿环带动锥齿轮和从动轴转动进而驱动调速轮将转速自动调节至最小档，启动时电机转速过大，使用者不能适应发生意外和电机启动转速过大产生过载导致电机烧毁为本申请的创新点，其有效解决了现有的跑步机电机不带有自动调速保护用户和电机的问题。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (8)

1.一种跑步机直流无刷无感电机控制系统，包括开关系统和自动调速系统，其特征在于，所述开关系统包括开关按钮（3）、固定板（5）、电磁铁（8）、触点开关（9）和弹簧（12），开关按钮（3）活动连接在箱体（2）上方，开关按钮（3）通过导线（4）电性连接变压器（6），变压器（6）固定在固定板（5）下方，固定板（5）上方固定有电磁铁（8）；所述箱体（1）中固定有套筒（7），套筒（7）上方套接有伸缩杆（11），伸缩杆（11）上端固定连接活动板（10），活动板（10）一侧下方固定连接触点开关（9），伸缩杆（11）下端与套筒（7）底部之间通过弹簧（12）连接；
所述自动调速系统包括齿轮（14）、单向轮（17）、转轴（21）和调速轮（22），其中，活动板（10）相对触点开关（9）一侧下方固定连接有齿条板（13），齿条板（13）啮合齿轮（14），齿轮（14）转动连接在吊杆（15）下端；所述箱体（1）内部转动连接有单向轮（17），单向轮（17）与齿轮（14）之间通过传动带（16）连接，单向轮（17）外部具有外轮（24），外轮（24）内部转动连接有从动轮（23），从动轮（23）与齿轮（14）通过传动带（16）连接，且从动轮（13）外壁周向等距设置有多个摆杆（26），摆杆（26）与从动轮（24）转动连接，摆杆（26）中部转动连接弹性杆（27）上端，弹性杆（27）下端转动连接在从动轮（23）上，外轮（24）内壁周向等距固定有多个限位块（25）。
2.根据权利要求1所述的一种跑步机直流无刷无感电机控制系统，其特征在于，所述弹性杆（27）包括固定杆、压簧和套杆，固定杆一端转动连接在摆杆（26）上，固定杆另一侧套接套杆，套杆一端通过压簧弹性连接固定杆，套杆另一端转动连接在从动轮（23）上。
3.根据权利要求1所述的一种跑步机直流无刷无感电机控制系统，其特征在于，所述外轮（24）外壁上固定连接锥齿环（18），锥齿环（18）啮合锥齿轮（19），锥齿轮（19）固定在从动轴上端，从动轴下端轴承连接在箱体（1）底部。
4.根据权利要求1所述的一种跑步机直流无刷无感电机控制系统，其特征在于，所述吊杆（15）上端固定在箱体（1）内壁上，吊杆（15）上部与箱体（1）连接处设置有加强筋。
5.根据权利要求3所述的一种跑步机直流无刷无感电机控制系统，其特征在于，所述箱体（1）上设置有转轴（21），转轴（21）下端轴承连接箱体（1）底部，转轴（21）上部穿过箱体（1）并与之套接，转轴（21）与从动轴之间通过链条（20）连接，转轴（21）上端固定连接调速轮（22）。
6.根据权利要求1所述的一种跑步机直流无刷无感电机控制系统，其特征在于，所述触点开关（9）采用铁质材质所制。
7.根据权利要求1所述的一种跑步机直流无刷无感电机控制系统，其特征在于，所述转轴（21）通过线缆信号连接电机（28）。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种跑步机直流无刷无感电机控制系统，其特征在于，所述箱体（2）底部固定有安装板（1），安装板（1）下方四角均开设有供安装的螺纹孔。
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