CN201192551Y - 运动健身车 - Google Patents

Abstract

一种运动健身车，包含有一车架，该车架上组设有一踩踏装置、一控制装置及一椅座装置，所述踩踏装置由直流马达、二次传动组及踩踏组所构成，所述直流马达通过一电源供应单元来供应动作，且直流马达与控制装置相连结来达到控制动作；所述该控制装置包含：一电路控制单元；一输出模块，与电路控制单元相连结；一讯号控制切换单元，与输出模块相连结；一向量补偿模块，与讯号控制切换单元相连结；一阻力控制回路，与讯号控制切换单元相连结；一助力控制回路，与讯号控制切换单元相连结；一煞车模块，与阻力控制回路相连结；以直流马达为驱动核心，并搭配电路控制回路的设置，通过控制装置切换成人力输入发电模式，可调整不同阻力数值。

Description

运动健身车

技术领域

本实用新型涉及一种运动健身车，特别涉及一种兼具有助力与阻力双功能且可多段调整使用的健身车。

背景技术

公知运动健身车，泛指健身踩踏车，主要由一阻尼产生装置经由控制设定单元设定一阻尼值，可视使用者所需来调整阻尼值的大小，以当使用者的双脚在踩动踩踏组时，双脚便可感受到阻力的效果，而使使用者必须付出更大的力量才能踩动踩踏组，以达到运动健身的目的，这种运动健身车对于使用者而言，属主动式运动器材结构。

有些使用者虽有心想运动健身，往往因自身无行动能力无法去付诸实行，因此，遂有业者开发出一种可使运动健身车自行驱动来带动踩踏组动作，当使用者将双脚置放于踩踏组上时，只需再通过启动开关按钮，即可通过踩踏组的自行驱动来带动使用者的双脚进行踩踏运动，以达到运动健身或恢复健康的目的，这种运动健身车对于使用者而言，属被动式运动器材结构。

然而，上述两种结构在使用上虽各有优点，但却无法同时提供给使用者一种可在运动过程中达到可主动、被动相互切换的运动模式，因此对于相关业者而言，仍存在有可待改进之处。

而且，已有运动健身车的椅座装置通常会设置有一椅座调整机构，然而，公知常见的椅座调整机构大多只能单一调整椅座的前后设置位置或椅座的高度位置，而并无法同时提供给使用者前后及上下的两方向的调整结构，因此对于使用者而言，并无法有效地根据使用者的需要，调整至符合人体工学的运动角度。

实用新型内容

实用新型的目的是提供一种运动健身车，用以解决公知健身车无法同时提供助力与阻力双功能，且可多段调整使用的健身车及座椅调整时无法确实根据使用者所需而达到同时提供上下、前后等双方向的调整等问题。

为完成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供的运动健身车，包含有一车架，该车架上组设有一踩踏装置、一控制装置及一椅座装置，

所述踩踏装置由直流马达、二次传动组及踩踏组所构成，所述直流马达通过一电源供应单元来供应动作，且直流马达与控制装置相连结来达到控制动作；所述该控制装置包含：

一电路控制单元；

一输出模块，与电路控制单元相连结；

一讯号控制切换单元，与输出模块相连结；

一向量补偿模块，与讯号控制切换单元相连结；

一阻力控制回路，与讯号控制切换单元相连结；

一助力控制回路，与讯号控制切换单元相连结；

一煞车模块，与阻力控制回路相连结；

当控制装置输入一讯号至电路控制单元使电源供应单元供应输出电源至直流马达，产生一定额电压，而该讯号经由输出模块传送至讯号控制切换单元，并搭配向量补偿模块加以判读运算，再输出至助力控制回路，使直流马达带动踩踏组动作，以形成一运动助力系统；反之，若经由踩踏组施加作用力以带动直流马达动作，当踩踏组所产生的输入电压大于直流马达原先的定额电压时，经电路控制单元侦测后，将使讯号反相回馈输出至输出模块，再传送至讯号控制切换单元加以判读运算后，以输出至阻力控制回路，并通过煞车模块输出踩踏阻尼值，以形成一运动助力系统；

所述椅座装置设有一移动组、一升降组及一椅座，该移动组由一滑轨装置及一移动马达所构成，所述移动马达结合于车架前端处并设有一与滑轨装置相结合的移动轴，而升降组与移动组相结合且设有一支撑架、一导轨装置及一升降马达，该支撑架固设于滑轨装置上，而导轨装置设于支撑架上，另外升降马达设于滑轨装置上且设有一升降轴，而椅座与升降组相结合，该椅座的背面与升降组的导轨装置相结合，且椅座底部与升降马达的升降轴相结合。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、运动健身车通过该控制回路的设置，使使用者在使用时，该需用被动式运动者能通过直流马达自行驱动，以带动使用者产生一不同段数的助力运动效果，反之，若使用者需要运动阻力效果时，能自由切换成以双脚用力踩踏，以控制电流方式产生阻力，并产生不同段数的阻力运动效果。

2、通过该椅座装置的设置，使不同使用者能根据自身的身高而经由手动或自动调整方式来达到上下及前后双方向的调整，以确实符合较佳人体运动工学的运动姿势。

附图说明

图1为本实用新型运动健身车的立体图；

图2为本实用新型运动健身车的侧视图；

图3为本实用新型运动健身车的控制流程示意图一；

图4为本实用新型运动健身车的控制流程示意图二；

图5为本实用新型运动健身车的电路控制原理示意图；

图6为本实用新型运动健身车的座椅调整动作图一；

图7为本实用新型运动健身车的座椅调整动作图二。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

请参阅图1～图7所示，本实用新型运动健身车的较佳实施例，所述运动健身车A，其包含有一车架1，该车架1上组设有一踩踏装置2、一控制装置3(可为操作显示面板)及一椅座装置4，其中：

该踩踏装置2由直流马达20、踩踏组21及二次传动组22所构成，该二次传动组22由大皮带轮、飞轮23、24及传动皮带25所构成，而所述直流马达20通过一电源供应单元来供应动作，且直流马达20并再与控制装置3相连结来达到控制动作，其中，该控制装置3包含；一电路控制单元30；一输出模块31，与电路控制单元30相连结；一讯号控制切换单元32，与输出模块31相连结；一向量补偿模块33，与讯号控制切换单元32相连结；一阻力控制回路34，与讯号控制切换单元32相连结；一助力控制回路35，与讯号控制切换单元32相连结；一煞车模块36，与阻力控制回路34相连结。

当控制装置3输入一讯号至电路控制单元30以使电源供应单元供应输出电源至直流马达20，以产生一定额电压，而该讯号并经由输出模块31传送至讯号控制切换单元32，并搭配向量补偿模块33加以判读运算，再输出至助力控制回路35，使直流马达20带动踩踏组21动作，以形成一运动助力系统；反之，若经由踩踏组21施加作用力以带动直流马达20动作，当踩踏组21所产生的输入电压大于直流马达20原先的定额电压时，经电路控制单元30侦测后，将使讯号反相回馈输出至输出模块31，再传送至讯号控制切换单元32加以判读运算后，以输出至阻力控制回路34，并通过煞车模块36输出踩踏阻尼值，以形成一运动助力系统。

所述椅座装置4设有一移动组40、一升降组41及一椅座42，该移动组40由一滑轨装置43及一移动马达44所构成，所述移动马达44结合于车架1前端处并设有一与滑轨装置43相结合的移动轴45，而升降组41与移动组40相结合且设有一支撑架46、一导轨装置47及一升降马达48，该支撑架46固设于滑轨装置43上，而导轨装置47设于支撑架46上，升降马达48设于滑轨装置43上且设有一升降轴49，而椅座42与升降组41相结合，该椅座42的背面与升降组41的导轨装置47相结合，且椅座42底部与升降马达48的升降轴49相结合。

其中，该直流马达20可为有刷马达或无刷马达。

其中，通过控制装置3可以操控电路控制单元30以改变直流马达21的回转数，以使直流马达21可达多段变速功用。

其中，该讯号控制切换单元32可为OP AMP(运算放大器)。

其中，该电路控制单元30内并设有一A/D变换器，用以侦测定额电压值的变化。

其中，该控制装置3可为手动模式或手动/自动切换模式，所述控制装置设有一启动键、一手动开关转换键、一自动开关转换键、一切换键及一停止键，其中各按键与电路控制单元30相连接。

本实用新型的使用动作情形说明如下：

如图3、图4所示，本实用新型的控制流程示意图一、二，并请配合参阅图5所示，为详细的电路控制原理图；其中，因为将直流马达20当成驱动马达来使用(该直流马达的驱动电源利用电源供应单元E来供电)，利用运算放大器(OP AMP)Q2控制的回馈回路，由Vref2＝Vo×R4/(R4+R3)的关系式中得知，最后会在直流马达20两端(正极和负极)产生定额电压。

通常运算放大器(OP AMP)输出是以脉宽调制逻辑电路(PWM logic-PulseWidth Modulation logic)来切换，通过驱动器切换Tr1(FET or IGBT)产生定额电压Vo；在图4中，基于上述原理，虽然在运算放大器(-)输入是以产生于直流马达两端的电路转换波形，但在实际的回路中，是经由低通滤波来输入；此外，因为Tr1的定额电压Vo比接地端(GND)电位高，而运算放大器(OPAMP)Q2的基本电位为接地端(GND)电位，以及Tr1的驱动等级必须切换，故使用了高端驱动(High Side Driver)和光耦合器；以上的结果造成由微电脑(MPU)所控制的Vref2，因为被控制定额电压Vo的马达回转数和定额电压Vo有着比例关系，连带也造成马达回转数与Vref2产生比例关系，并可经由微电脑(MPU)随意设定直流马达20的回转数；此时因直流马达20负荷变大造成电流的增加，必须控制马达电流，于是形成以运算放大器(OP AMP)Q3所控制的定电流回路；由电流检出阻抗Re2的两端产生Vref3 X(R2/R1)的电压，所建构的回馈回路，因而确定马达电流的上限值，其结果不但是确定当所述运动健车A作为直流马达20来使用时，以Vref2决定的转数，去踩动踏板时的最大扭矩，也为使用者安全而设定了脚部所能承受的扭力负荷，这项功能适用于一些脚部动作退化的高龄者以及有肢障问题的使用者。

其次，使用者若更积极地踩动脚踏板，也就是刻意让转速比Vref2所决定的转数还快的话，直流马达20的发电电压会比上述定额电压Vo变得更大，由运算放大器(OP AMP)Q2控制的回馈回路会切断，而运算放大器(OP AMP)Q2的输出电压会比反馈回路接续时还要低，经由微电脑(MPU)的A/D变换器中检测出此电压变化，即表示使用者正开始积极地使脚踩动；由运算放大器(OPAMP)Q2的输出电压，会造成Tr1变成OFF的状态。

上述状态是依据平常以踩动踏板发电的原理，让直流马达20产生电能，并如图5所示在正负极性中产生电压；此电能在运算放大器(OP AMP)Q1的回馈回路中，从直流马达的正极，经由Tr2产生一定电流值Io流向Re1，最后回到直流马达的负极；电源供应单元(E)并不会因Tr1是OFF而流向直流马达；而定电流值Io是经由微电脑(MPU)控制的Vref1所决定的；其中，该运动健身车A通过踩踏组21所造成的负荷是因为定电流值Io与直流马达转矩有着比例的关系，而经由此转矩则产生增加大皮带轮、飞轮23、24齿轮比的踏板转矩。

综上所述可知，这种回路用于运动健身车，因为将直流马达从驱动马达的用途顺利转换成为发电机的功能，不但让Vref1可以从0V缓慢上升，并且也可以逆向转换，而可达到主动、被动式相互切换的运动模式，以符合使用者所需。

如图6、图7所示，本实用新型椅座装置4的实施例图，主要通过椅座控制单元50以控制椅座装置4的移动组40及升降组41的动作，使椅座42可随滑轨装置43及导轨装置47而相对车架1产生前、后移动及上、下升降的调整效果，有效根据使用者的身高的之不同而进行调整，进而达到最舒适及最适当的运动角度。

所述椅座控制单元50可设置于椅座42预定位置处(以手动方式来达到调整)或也可设置在控制装置4上(以电控方式来达到调整)。

同时，通过该助力/阻力系统的切换，若适用对象为身体健康者，当使用者刚开始踩动时，可设定为较重的阻力配比，而当使用者踩踏一段时间，脚部肌肉渐渐适应后，通过电路自动切换统的功用，可使阻力配比减轻，改以直流马达驱动方式来带动使用者继续踩动，以达到较佳的运动效果，且对于女性使用者而言，也可达到锻炼腿部肌肉的效果。

若适用对象为身体肢障者，使用者一开始可通过直流马达驱动方式来带动使用者脚部跟着踩踏组动作，当使用者脚部复健情况逐渐好转时，可通过控制装置4设定阻力配比，使使用者通过所施加的阻力值来依靠自身的脚部力量来达到继续踩动的效果，以达到较佳的恢复健康功效。

本实用新型具有如下有益效果：

1、所述运动健身车通过该控制回路的设置，使使用者在使用时，当需用被动式运动者可通过直流马达自行驱动，以带动使用者产生一不同段数的助力运动效果，上述过程如同电动机的特性；反之，若使用者需要运动阻力效果时，可自由切换成以双脚用力踩踏，以控制电流方式产生阻力，并可通过控制装置调整不同阻力数值，以产生不同段数的阻力运动效果，上述过程则如同发电机的特性。

因此，通过本实用新型的设置，其适用对象可分别针对身体健康或身体肢障者的不同情况来施以适当的训练，，并通过手动/自动切换统来使使用者逐步达到运动健身或恢复健康的最大功效。

2、通过该椅座装置的设置，使不同使用者可根据自身的身高而经由椅座控制单元(可为手动调整模式或自动调整模式)，来使座椅通过导轨装置及滑轨装置的设置而达到上下及前后双方向的调整，确实符合较佳人体运动工学中的运动姿势，其中，所述较佳的运动姿势指双脚放置于脚踏板时，人体的双腿与脚踏板之间的夹角概呈45度角为最佳。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种运动健身车，包含有一车架，该车架上组设有一踩踏装置、一控制装置及一椅座装置，其特征在于：

所述踩踏装置由直流马达、二次传动组及踩踏组所构成，所述直流马达通过一电源供应单元来供应动作，且直流马达与控制装置相连结来达到控制动作；所述该控制装置包含：

一电路控制单元；

一输出模块，与电路控制单元相连结；

一讯号控制切换单元，与输出模块相连结；

一向量补偿模块，与讯号控制切换单元相连结；

一阻力控制回路，与讯号控制切换单元相连结；

一助力控制回路，与讯号控制切换单元相连结；

一煞车模块，与阻力控制回路相连结；

当控制装置输入一讯号至电路控制单元使电源供应单元供应输出电源至直流马达，产生一定额电压，而该讯号经由输出模块传送至讯号控制切换单元，并搭配向量补偿模块加以判读运算，再输出至助力控制回路，使直流马达带动踩踏组动作，以形成一运动助力系统；反之，若经由踩踏组施加作用力以带动直流马达动作，当踩踏组所产生的输入电压大于直流马达原先的定额电压时，经电路控制单元侦测后，将使讯号反相回馈输出至输出模块，再传送至讯号控制切换单元加以判读运算后，以输出至阻力控制回路，并通过煞车模块输出踩踏阻尼值，以形成一运动助力系统。

2.根据权利要求1所述的运动健身车，其特征在于，所述直流马达为有刷马达或无刷马达。

3.根据权利要求1所述的运动健身车，其特征在于，经由控制装置操控电路控制单元以改变直流马达的回转数，使直流马达达多段变速功用。

4.根据权利要求1所述的运动健身车，其特征在于，所述讯号控制切换单元为运算放大器。

5.根据权利要求1所述的运动健身车，其特征在于，所述电路控制单元内设有一A/D变换器，以侦测定额电压值的变化。

6.根据权利要求1所述的运动健身车，其特征在于，所述二次传动组为大皮带轮、飞轮及传动皮带所构成。

7.根据权利要求1所述的运动健身车，其特征在于，所述控制装置为手动模式或自动切换模式设置。

8.一种运动健身车，其包含有一车架，车架上组设有一踩踏装置、一控制装置及一椅座装置，其特征在于：

所述踩踏装置由直流马达、二次传动组及踩踏组所构成，而所述直流马达通过一电源供应单元来供应动作，且直流马达与控制装置相连结来达到控制动作；所述控制装置包含：

一电路控制单元；

一输出模块，与电路控制单元相连结；

一讯号控制切换单元，与输出模块相连结；

一向量补偿模块，与讯号控制切换单元相连结；

一阻力控制回路，与讯号控制切换单元相连结；

一助力控制回路，与讯号控制切换单元相连结；

一煞车模块，与阻力控制回路相连结；

当控制装置输入一讯号至电路控制单元使电源供应单元供应输出电源至直流马达，产生一定额电压，而该讯号经由输出模块传送至讯号控制切换单元，并搭配向量补偿模块加以判读运算，再输出至助力控制回路，使直流马达带动踩踏组动作，以形成一运动助力系统；反之，若经由踩踏组施加作用力以带动直流马达动作，当踩踏组所产生的输入电压大于直流马达原先的定额电压时，经电路控制单元侦测后，将使讯号反相回馈输出至输出模块，再传送至讯号控制切换单元加以判读运算后，以输出至阻力控制回路，并通过煞车模块输出踩踏阻尼值，以形成一运动助力系统；

所述椅座装置设有一移动组、一升降组及一椅座，该移动组由一滑轨装置及一移动马达所构成，所述移动马达结合于车架前端处并设有一与滑轨装置相结合的移动轴，而升降组与移动组相结合且设有一支撑架、一导轨装置及一升降马达，该支撑架固设于滑轨装置上，而导轨装置设于支撑架上，另外升降马达设于滑轨装置上且设有一升降轴，而椅座与升降组相结合，该椅座的背面与升降组的导轨装置相结合，且椅座底部与升降马达的升降轴相结合。

9.根据权利要求8所述的运动健身车，其特征在于，所述直流马达为有刷马达或无刷马达。

10.根据权利要求8所述的运动健身车，其特征在于，经由控制装置操控电路控制单元以改变直流马达的回转数，使直流马达达多段变速功用。

11.根据权利要求8所述的运动健身车，其特征在于，所述讯号控制切换单元为运算放大器。

12.根据权利要求8所述的运动健身车，其特征在于，所述电路控制单元内设有一A/D变换器，以侦测定额电压值的变化。

13.根据权利要求8所述的运动健身车，其特征在于，所述二次传动组为大皮带轮、飞轮及传动皮带所构成。

14.根据权利要求8所述的运动健身车，其特征在于，所述控制装置为手动模式或自动切换模式设置。

15.根据权利要求8所述的运动健身车，其特征在于，所述椅座装置的移动组及升降组经由一椅座控制单元来达成其上下/前后的动作。

16.根据权利要求8或15所述的运动健身车，其特征在于，所述椅座控制单元设置于椅座预定位置处。

17.根据权利要求8或15所述的运动健身车，其特征在于，所述椅座控制单元设置于控制装置上。

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