CN116054440A - 一种安培力电机及健身器械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安培力电机及健身器械，涉及电机领域，该安培力电机包括定子和转子，定子包括固定体、线圈骨架、漆包线和铁芯，线圈骨架与固定体固定连接，漆包线绕设于线圈骨架上，并形成三相线圈，铁芯设置于线圈骨架内部，并位于线圈内侧；转子包括转盘、磁铁和磁轭，转盘数量至少为两个，并分别位于定子轴向两端，转盘转动连接于线圈骨架或固定体上，磁铁等间距设置于转盘的圆周上，磁轭设置于转盘上，并位于磁铁背离定子一侧。该安培力电机和健身器械通过电流变化能够更加精准的控制电机的输出，齿槽转矩和电磁扰动小，输出稳定。

Description

一种安培力电机及健身器械

技术领域

本发明涉及电机领域，具体涉及一种安培力电机及健身器械。

背景技术

电机指能使机械能转化为电能、电能转化为机械能的机器，主要包括发电机和电动机两类。电动机通常作为驱动元件提供动力，并可以实时的输出可控的功率和扭力，在健身设备中也可以用来反向提供实时可控的阻力，是实现数字力量的主要技术手段。健身设备用的阻力电机需要具备成本低、可靠性高、顺畅性好和可控性强等特点。

相关技术中，应用于健身器材的电动机主要包括无刷发电机，如公开号为CN104868682B的中国专利公开的外转式永磁无刷电机，该外转式永磁无刷电机将飞轮、转子与定子设于前、后支持架上的前、后轴承座间，由传动轴带动飞轮而使转子围绕定子旋转。由于电机转速过快，无法适应健身设备使用时低转速的要求，相关技术中，电机通常通过与差动轮系组合形成阻力装置为健身器材提供阻力，但这种方式的作用力由于差动轮系传动而存在滞后，回差感强，使健身体验感降低。

现有伺服电机主要分为交流伺服电机和直流伺服电机两类。直流伺服电机功率大、调速特性平滑、调速范围宽广，但是关键部件电刷容易损坏，不适用于健身设备中；交流伺服电机结构简单、没有电刷且后期维护方便，更加适合在健身设备中使用。交流伺服电动机主要由一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子组成。现有交流伺服电机的转子有两种结构形式，一种是笼型转子，与普通三相异步电动机笼型转子相似，只不过在外形上更细长，从而减小了转子的转动惯量。笼型转子交流伺服电动机快速响应性能稍差，低速运行也不够平稳；另一种是非磁性空心杯形转子，其转子做成了杯形结构，为了减小气隙，在杯形转子内还有一个内定子，内定子上不设绕组，只起导磁作用，转子用铝或铝合金制成，杯壁厚0.2～0.8mm，转动惯量小且具有较大的电阻，空心杯型转子交流伺服电动机具有响应快、运行平稳的优点，但结构复杂，气隙大载电流大，功率因数较低。同时，交流伺服电机都存在控制器和算法复杂，成本仍较高的问题，且健身器械中需要配备两台同步转动的电机时，两个电机由于控制精度问题而同步程度较差。

相关技术中的阻力电机多采用径向磁场，即传统永磁体电机的定子和转子是同心环状结构，即转子位于电机中心，定子环绕在转子外围，电机工作时，其内部磁场变化较大，根据安培力公式f＝IBLsinα，转子所受安培力由于磁场变化无法通过电流有效控制。

相关技术中的阻力电机存在较大的齿槽转矩，齿槽转矩是永磁电机绕组不通电时永磁体和铁芯之间相互作用产生的转矩，是由永磁体与电枢齿之间相互作用力的切向分量引起的，相关技术中的电机齿槽转矩较大，使电机产生振动和噪声，出现转速波动，使电机不能平稳运行。

综上，发明人在实现本发明的技术方案时，发现现有电机存在以下技术问题：

现有电机存在内部磁场变化较大，电流控制输出不够精准，齿槽转矩较大，电机运行不够平稳的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明提供了一种安培力电机及健身器械，至少解决现有现有阻力电机存在内部磁场变化较大，电流控制输出不够精准，齿槽转矩较大，电机运行不够平稳的问题，能够提升电机的稳定性和可控性。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种安培力电机，包括：

定子，该定子包括：铁芯、线圈骨架、线圈和固定体，所述铁芯为环形铁芯，设置于线圈骨架内部，所述线圈沿铁芯的径向方向绕设于线圈骨架外表面，所述固定体设置于线圈骨架外部；

转子，该转子包括：转盘和磁铁，所述转盘数量至少为两个，并分别位于所述定子轴向两端，转盘之间相对平行且固定，所述磁铁设置于所述转盘的圆周上，同一所述转盘上间隔设置有磁极朝向相反的若干磁铁，两个所述转盘上的磁铁之间相对轴向设置，且一对磁铁的相对端的极性相同；

所述定子与转子之间形成轴向磁场。

在进一步设置的方案中，所述转子还包括磁轭，该磁轭设置于所述转盘上，并位于所述磁铁背离定子一侧。

在进一步设置的方案中，所述线圈为漆包线，并包括位于绕线槽顶端的第一线段和位于绕线槽底端的第二线段，所述第一线段和第二线段电流方向相反，且受所述磁铁磁场的安培力的大小和方向相同。

在进一步设置的方案中，所述线圈骨架上设置有卡块，所述卡块沿线圈骨架径向设置，且所述卡块之间形成绕线槽，所述的线圈绕设于绕线槽中。

在进一步设置的方案中，所述线圈为漆包线，并包括位于绕线槽顶端的第一线段和位于绕线槽底端的第二线段，所述第一线段和第二线段电流方向相反，且受所述磁铁磁场的安培力的大小和方向相同。

在进一步设置的方案中，所述转盘包括安装槽，该安装槽沿所述转盘的旋转周向等间隔设置，所述磁铁嵌设于安装槽内。

在进一步设置的方案中，所述转子还包括连接部，所述连接部位于所述转盘之间，并与转盘固定连接。

在进一步设置的方案中，所述固定体中部设有圆孔；所述定子还包括轴承，该轴承位于圆孔内侧，所述转子的连接部套设于轴承中，所述转子通过轴承与固定体活动连接。

在进一步设置的方案中，所述铁芯为导磁材料制成的环形层状铁芯。

在进一步设置的方案中，所述安培力电机为电动机，并包括控制组件，该控制组件包括：

传感器，用于感应所述转子与定子的相对位置，并生成位置信号；

控制器，用于接收所述传感器的位置信号，并根据位置信号控制所述线圈换向。

本发明还提供了一种健身器械，包括负载端及上述的安培力电机，所述安培力电机为电动机并与负载端连接，并提供所述负载端抗阻运动的阻力。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供的安培力电机及健身器械，具备以下有益效果：

(1)由安培力定律，安培力f＝IBLsinα，I为线圈控制电流，B为线圈处磁场强度，Lsinα为线圈绕组有效长度，在线圈绕组固定后，通电线圈绕组所受的安培力与控制电流成正比，因此，本申请的安培力电机通过线圈骨架、线圈、铁芯和固定体形成定子，通过转盘、磁铁和磁轭形成转子，定子和转子的结构层叠设置，定子与转子之间形成轴向磁场，从而与现有技术中电机的径向磁场具有明显区别；转子的转盘设置有两个以上，磁铁安装在转盘上，且同一转盘上间隔设置有磁极朝向相反的若干磁铁，一对磁铁的相对端的极性相同，使线圈上电流方向I相反的两部分分别受两个磁场作用而产生大小和方向相同的安培力，该安培力的方向始终与磁场方向垂直，从而保证了电机运行的平稳性。

(2)作为电动机时，通过采用本申请的转子与定子的结构，漆包线绕设在线圈骨架上形成三相线圈，线圈位于磁场中，线圈上垂直于磁感线且电流方向相反的两段所受磁场安培力的方向和大小相同，该安培力做正功使转子转动，同时，通过三相线圈按既定规则切换，使转子所受安培力大小和方向不变，进而使转子持续转动，输出稳定的扭矩。

(3)作为发电机时，通过采用本申请的转子与定子的结构，线圈位于轴向磁场中，同时，通过漆包线在绕线槽内径向绕设，使第一线段和第二线段能够沿径向设置，进而使线圈在同一方向所受的安培力为双倍，该安培力做负功使动能转化为电能，同时又可通过消耗该电能，调整电机的阻力输出。

(4)该安培力电机所采用的铁芯结构与传统永磁电机的铁芯不同，其结构为导磁材料制成的环形层状/块状铁芯，不存在齿槽结构，因此铁芯与磁铁之间的相互作用力始终不变，不存在齿槽效应，当本电机连接设备使用时，在低转速的情况下，也可保证电机运行平稳，无顿挫感，提升用户使用的体验感。

(5)该安培力电机整体呈上、下层状结构，自上而下分别是转子的一个转盘(设置了磁轭和磁铁)、定子以及转子的另一转盘(设置了磁轭和磁铁)，可根据对阻力的需要或发电功率需要通过设计更多数量的转盘进行叠加使用，在生产过程中，通过模块化的组合定制不同阻力需求的电机，结构简单，灵活度高，成本低。

(6)该安培力电动机的输出控制只需改变电流大小，控制更加简单，进而降低了制造难度和制作成本，更好的满足了大力量健身器械的使用需求。

(7)在进一步设置的方案中，该安培力电机的铁芯为导磁材料制成的环形层状式铁芯，当磁通穿过铁芯的狭窄截面时，涡流被限制在沿各层中的一些狭小回路流过，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，再由于这种材料的电阻率大，这样就可以显著地减小涡流损耗，避免设备使用过程中的过度发热，提供能量转化的效率。

附图说明

图1为实施例一中安培力电动机的立体图；

图2为实施例一中安培力电动机的俯视图；

图3为图2中A截面的剖面立体图；

图4为实施例一中安培力电动机的爆炸视图；

图5为实施例一中定子的爆炸视图；

图6为实施例一中转子的爆炸视图；

图7为实施例一中线圈与磁铁磁场作用的示意图；

图8为实施例一中控制组件的结构框图；

图9为实施例一中线圈切换过程的示意图；

图10为实施例二中安培力发电机的立体图；

图11为实施例二中安培力发电机的俯视图；

图12为图11中A截面的剖面立体图；

图13为实施例二中安培力发电机的爆炸视图；

图14为实施例二中定子的爆炸视图；

图15为实施例二中转子的爆炸视图；

图16为实施例二中线圈与磁铁磁场作用的示意图。

附图标记：

固定体1；

定子2、线圈绕组20、线圈骨架21、线圈22、铁芯23、轴承24、线圈骨架主体211、卡块212、绕线槽213、第一线段201、第二线段202；

转子3、转盘31、磁铁32、磁轭33、连接部34、连接轮35、安装槽310；

控制组件4、传感器41、控制器42。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

现有阻力电机存在内部磁场变化较大，电流控制输出不够精准，齿槽转矩较大，电机运行不够平稳的问题。

为解决上述问题，参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，图1为实施例中安培力电动机的立体图，图2为实施例中安培力电动机的俯视图，图3为图2中A截面的剖面立体图，图4为实施例中安培力电动机的爆炸视图，图5为实施例中定子的爆炸视图，图6为实施例中转子的爆炸视图。

实施例一：

本实施例提供一种安培力电动机，包括：定子2和转子3。

定子2包括：固定体1、线圈骨架21、线圈22和铁芯23。

固定体1设置于线圈骨架外部，固定体1用于固定安装定子2，作为定子的机座。

线圈骨架21与固定体1固定连接。

上述线圈骨架21用于安装线圈22和铁芯23，并将线圈22和铁芯23隔开，线圈骨架21可以是绝缘材料制成的支架，也可以是涂覆在铁芯23外围的绝缘涂层。

线圈22沿铁芯23的径向方向绕设于线圈骨架21外表面，形成线圈绕组20。

上述线圈22形成的线圈绕组20可以是三线线圈绕组，并在工作时只有两相线圈绕组20通电，其余一相断电，线圈绕组20的绕组数量可以根据需要设置。

铁芯23为环形铁芯，设置于线圈骨架21内部。

为了降低铁芯23和永磁体之间的齿槽转矩，减少涡流损耗，铁芯23可以是导磁材料制成的环形、叠层结构；其中，线圈骨架21可以是分体结构，并且分体之间形成容置铁芯23的空腔，这样线圈骨架21打开后即可将铁芯23安装在内部。

转子3包括：转盘31和磁铁32。

转盘31数量至少为两个，并分别位于定子2轴向两端，转盘31之间相对平行且固定。

上述转盘31用于安装磁铁32，并连接该安培力电动机的输出端；定子2位于转盘31之间，转盘31之间可以通过连接件相对固定以同步转动；转盘31的材质需要满足质量较轻且具有足够的结构强度，如选用铝材质；转盘31位于定子2轴向使转盘31上磁铁32的磁感线能够垂直作用于线圈上。

磁铁32设置于转盘31的圆周上，同一转盘31上间隔设置有磁极朝向相反的若干磁铁32，两个转盘上的磁铁32之间相对轴向设置，且一对磁铁32的相对端的极性相同。

结合图6和图7所示，图7为实施例中线圈与磁铁磁场作用的示意图，上述磁铁32可以是钕铁硼磁铁32，用于形成作用于线圈绕组20的磁场，同一转盘31上的相邻磁铁32之间磁极朝向相反，即该转盘31上的磁铁32朝向另一转盘31的一端极性依次为N、S、N、S、N...；一对磁铁32的相对端的极性相同使磁铁32之间形成的磁场以铁芯23为中心对称设置，同时使线圈绕组20上电流方向I相反的两部分分别受两个磁铁32作用而产生大小和方向相同的安培力；转盘31的圆周是指以转盘31旋转中心为圆心的圆形轨迹；磁铁32可以通过粘接或嵌设等方式安装在转盘31上。

其中，定子2与转子3之间形成轴向磁场。

上述转子3还可以包括磁轭33，磁轭33设置于转盘31上，并位于磁铁32背离定子2一侧。

上述磁轭33用于辅助磁力线传输，其可以是导磁率比较高的软铁、A3钢以及软磁合金来制造。

以上技术方案的安培力电动机通过线圈骨架21、线圈22和铁芯23形成定子2，通过转盘31、磁铁32和磁轭33形成转子3，其中，磁铁32形成轴向磁场，线圈22绕设在线圈骨架21上形成线圈绕组20，线圈绕组20位于磁场中部，线圈绕组20上电流方向相反的两段所受磁场安培力的方向和大小相同，安培力使转子3转动，同时，线圈绕组20通过切换，使转子3所受安培力大小和方向不变，进而使转子3持续转动，输出稳定的扭矩；

其中，如图9所示，图9为实施例一中线圈切换过程的示意图，图中阴影部分为转子的磁铁受力部分，当磁铁的数量与线圈的数量成2:3的关系，具体为：转子的2组磁性相反的磁铁(即一组N极和一组S极)对应定子的三相线圈(即A项、B项、C项3组线圈)时，如磁铁数量为12组，对应设置18组线圈，当磁铁数量为24组，对应设置36组线圈，三相线圈绕组20的通电规律为：每次提供两项线圈连通通电，如：初始位置时，电流由A项线圈通电流入，C项线圈流出，此时转子受到安培力作用转动；转子转动二分之一线圈长度的距离时为磁场的受力平衡点，此时，切换电路为电流由B项线圈通电流入，C项线圈流出，继而，转子再次受到安培力作用继续转动；当转子再次转动二分之一线圈长度距离时，继续切换电路为电流由B项线圈通电流入，A项线圈流出，进而，转子再次受到安培力作用继续转动；依次按A进C出、B进C出、B进A出、C进A出、C进B出、A进B出为一个循环类推进行三相线圈电流的切换，转子通过三相线圈绕组20的持续切换，使转子3所受安培力大小和方向不变，进而使转子3持续转动，输出的扭矩较为稳定。

可以看出，安培力电动机磁铁32形成的轴向磁场强度更加均匀和稳定，使电流变化能够更加精准的控制电机的输出。铁芯23位于磁场中部，用于形成完整磁路，由于两个一对磁铁32的相对端极性相同，其磁感线以铁芯23为中心对称设置，这样，铁芯23所受磁场作用力减小，极大降低了电机的齿槽转矩。安培力电动机整体呈上、下层状结构，结构简单，电动机的输出控制只需改变电流大小，控制更加简单，进而降低了制造难度和成本降低。安培力电动机同步性好，可根据需要叠加使用，满足大力量健身器械的使用需求。

参阅图8所示，图8为实施例中控制组件的结构框图，在线圈绕组20切换的一种实施方式中，该安培力电动机还包括控制组件4包括：传感器41和控制器42。传感器41，用于感应转子3与定子2的相对位置，并生成位置信号。控制器42，用于接收传感器41的位置信号，并根据位置信号控制线圈绕组20换向；上述传感器41按转子3位置的变化，沿着一定次序对定子2绕组的电流进行换流，即检测转子3磁极相对定子2绕组的位置，并在确定的位置处产生位置信号，控制器42的信号转换电路对位置信号处理后去控制功率开关电路，按一定的逻辑关系进行绕组电流切换，实现线圈绕组20受磁铁32磁场的安培力不变。上述传感器41可以是磁敏式位置传感器、光电式位置传感器和电磁式位置传感器。

参阅图5所示，在线圈骨架21与固定体1固定连接的一种实施方式中，固定体1内部形成容置线圈22的环形空腔；线圈骨架21包括位于环形空腔内的环形的线圈骨架主体211和沿线圈骨架主体211周向间隔设置的卡块212，线圈骨架21通过卡块212与卡槽连接，以相对固定体1固定。其中，在实际生产中，上述线圈22还可以通过注塑包胶的方式进行固定。

结合图5和图7所示，在线圈22形成线圈绕组20绕组的一种实施方式中，卡块212沿线圈骨架主体211径向设置，且卡块212之间形成线圈22的绕线槽213，线圈22包括位于绕线槽213顶端的第一线段201和位于绕线槽213底端的第二线段202，第一线段201和第二线段202电流方向相反，且受磁铁32磁场的安培力的大小和方向相同。其中，第一线段201和第二线段202各包括多条线段，以增大安培力。

参阅图6所示，在磁铁32与转盘31的一种连接方式中，转盘31包括安装槽310，安装槽310沿转盘31的旋转周向等间隔设置，即沿转盘31圆周阵列设置，磁铁32嵌设于安装槽310内，安装槽310能够快速定位磁铁32的安装位置和方向，并对磁铁32起到限位作用。可以理解的是，此时磁铁32还可以进一步粘接在安装槽310内，使磁铁32更加牢固的安装在转盘31上。

参阅图3、图5和图6，在转盘31之间相互固定的一种实施方式中，转子3还包括连接部34，连接部34位于两转盘31之间，并沿转盘31周向等间隔设置，每个连接部34与转盘31之间通过螺栓固定连接或焊连。该实施方式下的转盘31通过连接部34彼此固定，使转子3形成一体结构，并可通过在转盘31和固定体1之间加装轴承，使转盘31相对固定体1转动时减小转动过程中所受摩擦力。

参阅图6，为了方便扭矩输出，该安培力电动机还包括连接轮35，连接轮35与转盘31通过螺栓连接或焊接等方式固定，使连接轮35与转盘31同步转动；可以理解的是，在一些实施例中，连接轮35也可以是连接轴，连接轮35和连接轴用于与外部部件传动连接，输出扭矩。

实施例二：

参阅图10、图11、图12、图13、图14和图15所示，图10为实施例二中安培力发电机的立体图，图11为实施例二中安培力发电机的俯视图，图12为图11中A截面的剖面立体图，图13为实施例二中安培力发电机的爆炸视图，图14为实施例二中定子的爆炸视图，图15为实施例二中转子的爆炸视图。

本实施例提供一种安培力发电机，包括：定子2和转子3。

定子2包括：固定体1、线圈骨架21、线圈22和铁芯23。

固定体设置于线圈骨架外部，固定体1用于固定安装定子2，作为定子的机座。

线圈骨架21与固定体1固定连接。

上述线圈骨架21用于安装线圈22和铁芯23，并将线圈22和铁芯23隔开，线圈骨架21可以是绝缘材料制成的支架，也可以是涂覆在铁芯23外围的绝缘涂层。

线圈22沿铁芯23的径向方向绕设于线圈骨架21外表面，形成线圈绕组20。

上述线圈22形成的线圈绕组20可以是三线线圈绕组，线圈绕组20的绕组数量可以根据需要设置。

铁芯23为环形铁芯，设置于线圈骨架21内部。

为了降低铁芯23和永磁体之间的齿槽转矩，减少涡流损耗，铁芯23可以是导磁材料制成的环形、叠层结构；其中，线圈骨架21可以是分体结构，并且分体之间形成容置铁芯23的空腔，这样线圈骨架21打开后即可将铁芯23安装在内部。

转子3包括：转盘31和磁铁32。

转盘31数量至少为两个，并分别位于定子2轴向两端，转盘31之间相对平行且固定。

上述转盘31用于安装磁铁32，并连接该安培力电动机的输出端；定子2位于转盘31之间，转盘31之间可以通过连接件相对固定以同步转动；转盘31的材质需要满足质量较轻且具有足够的结构强度，如选用铝材质；转盘31位于定子2轴向使转盘31上磁铁32的磁感线能够垂直作用于线圈上。

磁铁32设置于转盘31的圆周上，同一转盘31上间隔设置有磁极朝向相反的若干磁铁32，两个转盘上的磁铁32之间相对轴向设置，且一对磁铁32的相对端的极性相同。

结合图6和图7所示，图7为实施例中线圈与磁铁磁场作用的示意图，上述磁铁32可以是钕铁硼磁铁32，用于形成作用于线圈绕组20的磁场，同一转盘31上的相邻磁铁32之间磁极朝向相反，即该转盘31上的磁铁32朝向另一转盘31的一端极性依次为N、S、N、S、N...；一对磁铁32的相对端的极性相同使磁铁32之间形成的磁场以铁芯23为中心对称设置，同时使线圈绕组20上电流方向I相反的两部分分别受两个磁铁32作用而产生大小和方向相同的安培力；转盘31的圆周是指以转盘31旋转中心为圆心的圆形轨迹；磁铁32可以通过粘接或嵌设等方式安装在转盘31上。

其中，定子2与转子3之间形成轴向磁场。

上述转子3还可以包括磁轭33，磁轭33设置于转盘31上，并位于磁铁32背离定子2一侧。

上述磁轭33用于辅助磁力线传输，其可以是导磁率比较高的软铁、A3钢以及软磁合金来制造。

以上技术方案的安培力发电机通过线圈骨架21、线圈22和铁芯23形成定子2，通过转盘31、磁铁32和磁轭33形成转子3，其中，磁铁32形成轴向磁场，线圈22绕设在线圈骨架21上形成线圈绕组20，线圈绕组20位于磁场中部，用户拉力等外部作用力驱动转子3转动时，线圈绕组20切割磁场产生电力。

参阅图14所示，在线圈骨架21与固定体1固定连接的一种实施方式中，固定体1内部形成容置线圈22的环形空腔；线圈骨架21包括位于环形空腔内的环形的线圈骨架主体211和沿线圈骨架主体211周向间隔设置的卡块212，线圈骨架21通过卡块212与卡槽连接，以相对固定体1固定。其中，在实际生产中，上述线圈22还可以通过注塑包胶的方式进行固定。

结合图14和图16所示，在线圈22形成线圈绕组20绕组的一种实施方式中，卡块212沿线圈骨架主体211径向设置，且卡块212之间形成线圈22的绕线槽213，线圈22包括位于绕线槽213顶端的第一线段201和位于绕线槽213底端的第二线段202，第一线段201和第二线段202电流方向相反，且受磁铁32磁场的安培力的大小和方向相同。其中，第一线段201和第二线段202各包括多条线段，以增大安培力。该实施方式下的线圈22在绕线槽213内绕设，使第一线段201和第二线段202能够沿径向设置，进而使线圈绕组20所受安培力大小在线圈排布路径或者转子转动路径的切线方向上，使线圈20在同一方向所受的安培力为双倍，提高了电能的转化率。

参阅图15所示，在磁铁32与转盘31的一种连接方式中，转盘31包括安装槽310，安装槽310沿转盘31的旋转周向等间隔设置，即沿转盘31圆周阵列设置，磁铁32嵌设于安装槽310内，安装槽310能够快速定位磁铁32的安装位置和方向，并对磁铁32起到限位作用。可以理解的是，此时磁铁32还可以进一步粘接在安装槽310内，使磁铁32更加牢固的安装在转盘31上。

参阅图12、图14和图15，在转盘31之间相互固定的一种实施方式中，固定体1中部设有圆孔；转子3还包括连接部34，定子2还包括轴承24，轴承24位于圆孔内侧，连接部34位于轴承24内侧并位于转盘31之间，连接部34与转盘31之间通过螺栓固定连接，螺栓沿连接部34周向等间隔设置。该实施方式下的转盘31通过连接部34彼此固定，使转子3形成一体结构，并通过轴承24可相对固定体1转动，减小转动过程中所受摩擦力。

参阅图15，为了方便动力输入，该安培力发电机还包括连接轮35，连接轮35与转盘31通过螺栓连接或焊接等方式固定，使连接轮35与转盘31同步转动；可以理解的是，在一些实施例中，连接轮35也可以是连接轴，连接轮35和连接轴用于与外部部件传动连接，输入动力使转子转动。

该安培力发电机可以连接用于调节发电机输出功率大小的调节件，以通过调节发电机的力矩，来实现阻力的调整，提高运动效果。具体的，调节件包括微控制器以及发电机输出功率调整模块，微控制器与发电机输出功率调整模块连接，发电机输出功率调整模块与发电机连接，微控制器用于控制发电机输出功率调整模块调整发电机的输出功率，实现阻力的调节。本实施例中，发电机输出功率调整设置为PWM信号占空比调整模块，通过微控制器控制PWM信号占空比调整模块，使得PWM信号占空比调整模块调节发电机正极与负极之间的占空比大小，在电压越大的情况下，发电机内的电磁力矩越大，给拉绳拉动提供的阻力便越大，提高拉动拉绳所需要的拉力，反之则减少拉绳拉力，从而配合传动轮组提供线性变化的阻力，提高运动效果。其中，调节件与蓄电池并联，以通过蓄电池给调节件提供电能使用，方便在发电机不做功发电的情况下，对发电机提供的阻力进行调整。

实施例三：

本实施例还提供了一种健身器械，包括负载端及上述的安培力电动机，安培力电动机与负载端连接，并提供负载端抗阻运动的阻力。其中，健身器械可以是划船机、健身车等，负载端可以是相应的操作把手或踏板；安培力电动机的输出扭矩及数量可以根据锻炼所需力量大小选定，多个安培力电动机可以同时连接一负载端，进而增大健身器械健身所需的力量值。

健身器械在使用过程中，以拉力器为例，安装时，拉力器通过卷线盘(即连接轮35)与转盘31连接固定；开机时，安培力电动机正向转动，卷线盘的拉绳处于收紧状态；用户开始使用时，拉动卷线盘的拉绳往反向转动，此时，由于用户的力F大于电动机的力f，电动机会跟着反向转动；当用户做完拉伸动作并回线使卷线盘收紧拉绳时，用户的外部力F消失，电动机的力使电动机转盘31恢复正向转动，带动收紧拉绳。

以上技术方案的健身器械通过安培力电动机提供阻力，使用户可以通过负载端对抗该阻力，进而达到健身效果；由于上述安培力电动机能够通过电流精确控制扭矩和输出阻力，使得该健身器械的阻力调节更加精确；同时，由于上述安培力电动机齿槽转矩、涡流损坏小，使得该健身器械顺畅性更好，提升用户体验。

可以理解的是，健身器械还可以与安培力发电机连接，通过健身动作使安培力发电机发电。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解为在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种安培力电机，其特征在于，包括：

定子，该定子包括：铁芯、线圈骨架、线圈和固定体，所述铁芯为环形铁芯，设置于线圈骨架内部，所述线圈沿铁芯的径向方向绕设于线圈骨架外表面，所述固定体设置于线圈骨架外部；

转子，该转子包括：转盘和磁铁，所述转盘数量至少为两个，并分别位于所述定子轴向两端，转盘之间相对平行且固定，所述磁铁设置于所述转盘的圆周上，同一所述转盘上间隔设置有磁极朝向相反的若干磁铁，两个所述转盘上的磁铁之间相对轴向设置，且一对磁铁的相对端的极性相同；

所述定子与转子之间形成轴向磁场。

2.根据权利要求1所述的安培力电机，其特征在于，所述转子还包括磁轭，该磁轭设置于所述转盘上，并位于所述磁铁背离定子一侧。

3.根据权利要求1所述的安培力电机，其特征在于，所述线圈为漆包线，并包括位于绕线槽顶端的第一线段和位于绕线槽底端的第二线段，所述第一线段和第二线段电流方向相反，且受所述磁铁磁场的安培力的大小和方向相同。

4.根据权利要求1所述的安培力电机，其特征在于，所述线圈骨架上设置有卡块，所述卡块沿线圈骨架径向设置，且所述卡块之间形成绕线槽，所述的线圈绕设于绕线槽中。

5.根据权利要求1所述的安培力电机，其特征在于，所述转盘包括安装槽，该安装槽沿所述转盘的旋转周向等间隔设置，所述磁铁嵌设于安装槽内。

6.根据权利要求1所述的安培力电机，其特征在于，所述转子还包括连接部，所述连接部位于所述转盘之间，并与转盘固定连接。

7.根据权利要求1所述的安培力电机，其特征在于，所述铁芯为导磁材料制成的环形层状铁芯。

8.根据权利要求1所述的安培力电机，其特征在于，所述安培力电机为电动机，并包括控制组件，该控制组件包括：

传感器，用于感应所述转子与定子的相对位置，并生成位置信号；

控制器，用于接收所述传感器的位置信号，并根据位置信号控制所述线圈换向。

9.一种健身器械，其特征在于，包括负载端及权利要求1至8任一所述的安培力电机，所述安培力电机与负载端连接，并提供所述负载端抗阻运动的阻力。

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