CN206910676U - 一种健身车用磁力刹车定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种健身车用磁力刹车定位装置，包括飞轮组件、传动机构、操纵刹车机构和制动操纵机构。飞轮组件中设置飞轮，飞轮与传动机构连接；飞轮组件上还设置至少一组永磁体，每组永磁体包括两个沿飞轮径向设置且关于飞轮转轴对称的磁极方向相同的第一永磁体；制动操纵机构中设置两个分别位于飞轮两侧的制动杆且制动杆端部在外力的作用下向飞轮方向移动；操纵刹车机构设置一组刹车机构永磁体且刹车机构永磁铁组设置两个分别位于两个制动杆下端部的第二永磁体，第二永磁体与第一永磁体相匹配且磁极方向与第一永磁体的相同。该装置具有刹车定位功能，安全性高、结构简单、寿命高和经济性好。

Description

一种健身车用磁力刹车定位装置

技术领域

本实用新型涉及一种刹车定位技术，特别是一种健身车用磁力刹车定位装置。

背景技术

目前，传统健身车一般采用摩擦制动系统，制动器利用摩擦制动飞轮，摩擦力使健身车停车。这样就导致脚踏停留的位置是随机的，再次锻炼时，很大可能需要将脚踏旋转到特定的位置方能开始锻炼身体(特别在组织竞技比赛时需要将脚踏定位到统一位置)。而且制动装置主要部件就是刹车片，健身车刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成。其中隔热层是由不传热的材料组成，目的是隔热。摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成，刹车时被挤压在飞轮边缘上产生摩擦，从而达到让健身车减速刹车的目的。由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，一般来讲成本越低的刹车片磨损得越快。由于刹车片的磨损，健身车制动装置需要定期检查和更换。正常健身情况下每行驶5W圈对制动片检查一次，不仅要检查剩余的厚度，还要检查制动片磨损的状态，两边磨损的程度是否一样，回位是否自如等，发现不正常情况要及时更换。刹车片的更换取决于取决于健身车的使用情况刹车片和磨损情况。一般锻炼超过10W圈刹车片就需要进行更换了。这种制动装置的主要缺点是刹车片容易磨损，机械摩擦还能导致抱死，且需要经常进行检查维护保养和更换，经济性比较差。而一般通过软件、元器件的控制实现防抱死结构比较复杂，成本高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种健身车用磁力刹车定位装置，该装置具有刹车定位功能，安全性高、结构简单、寿命高和经济性好。

一种健身车用磁力刹车定位装置，包括飞轮组件、传动机构、操纵刹车机构和制动操纵机构。飞轮组件中设置飞轮，飞轮与传动机构连接；飞轮组件上还设置至少一组永磁体，每组永磁体包括两个沿飞轮径向设置且关于飞轮转轴对称的磁极方向相同的第一永磁体；制动操纵机构中设置两个分别位于飞轮两侧的制动杆且制动杆端部在外力的作用下向飞轮方向移动；操纵刹车机构设置一组刹车机构永磁体且刹车机构永磁铁组设置两个分别位于两个制动杆下端部的第二永磁体，第二永磁体与第一永磁体相匹配且磁极方向与第一永磁体的相同。

采用上述装置，所述制动操纵机构包括制动杆和限位件；其中两个制动杆相交于两连接点且上端连接点与外部刹车作用件连接，两个制动杆下端部平行设置于飞轮两侧，限位件设置于两个制动杆之间且限位件位于下端连接点和第二永磁体之间。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：(1)结构简单，故障点少，安全性高；(2)通过无接触刹车规避抱死；(3)通过无接触刹车飞轮组件和操纵刹车机构无机械接触，维护成本低。

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的右视图。

图3是本实用新型的飞轮组件的结构示意图，其中(a)为飞轮组件的主视图，(b)为(a)的A-A剖视放大图。

图4是本实用新型的操纵刹车机构和操纵刹车机构组合的结构示意图，其中(a)为该组合的主视图，(b)为该组合的左视图。

图5是本实用新型的原理示意图。

具体实施方式

其中结合图1和图2，本实用新型所述的磁力刹车定位装置包括飞轮组件1、制动操作机构2、传动机构3、操纵刹车机构4，及限位件、永磁体和限位端盖。所述飞轮组件1为圆盘式，中间设有装配孔，飞轮主轴穿过该装配孔。飞轮组件1与健身车的传动机构连接，在传动机构的带动下沿飞轮主轴做圆周运动。制动操作机构2与飞轮主轴固定连接，如花键连接等，永磁体随飞轮转动。所述永磁体至少包括两组第一永磁体和两组第二永磁体，其中两组永磁体设置于飞轮组件1上，另两组永磁体设置于制动操作机构2上，四组磁极方向相同。所述飞轮组件上的永磁体包括两个磁极方向相同的永磁体，且两个永磁体关于飞轮主轴的轴向对称设置；所述操纵刹车机构上的永磁体包括两组磁极方向相同的永磁体，且两组永磁体关于飞轮组件对称设置。在飞轮静止时，飞轮组件上第一永磁体形成的径向和传动机构脚踏形成的方向存在对应，所谓对应指第一永磁体形成的径向和传动机构脚踏形成的方向垂直。

飞轮组件上第一永磁体形成的径向和传动机构脚踏形成的方向垂直。当操纵刹车机构同时靠近飞轮组件，并达到一定距离时，便会附加扭矩在飞轮组件上。当该距离到达一定程度时，约束飞轮组件上任一永磁体停留在于操纵刹车机构中间，这样脚踏便会在对应的位置停止。磁力产生的转矩大小与飞轮组件和操纵刹车机构间的距离直接相关，此处的磁力是引力，其大小和方向与飞轮组件和操纵刹车机构间的距离、限位端盖的厚度相关。当飞轮组件和操纵刹车机构间距离最大时，无制动扭矩作用，随着飞轮组件和操纵刹车机构间距离的减小，制动扭矩逐渐加大，在飞轮组件任一永磁体和操纵刹车机构永磁体相对时，飞轮组件受操纵刹车机构的制动扭矩最大。此时传动机构脚踏跟随飞轮组件停留在同一水平面内。刹车过程无机械式摩擦规避抱死。所述飞轮组件任一永磁体和操纵刹车机构永磁体正面相对时，飞轮组件受操纵刹车机构的制动扭矩最大。

永磁体材料可以为铁氧体或合金永磁材料，例如四氧化三铁、钕铁硼等，限位端盖材料可以为高导磁率的材料，例如镍铁合金、铁钴合金等。

结合图3，所述飞轮组件1除了包括第一永磁体14外，还包括飞轮11、限位端盖12和限位件13。其中第一永磁体14设置于飞轮11上。所述第一组永磁体14包括两个磁极方向相同的永磁体，且两个永磁体关于径向对称设置。所述飞轮组件限位端盖12通过限位件13安装在飞轮11的表面。如图2所示，第一永磁体14共有两个永磁体且沿关于飞轮组件径向对称设置。

结合图4，所述操纵刹车机构除了包括第二永磁体25外，还包括制动杆组件21、复位件22、限位件23和限位端盖24。所述制动操纵机构2包括制动杆21和限位件23；其中两个制动杆21相交于两连接点且上端连接点与外部刹车作用件连接，两个制动杆21下端部平行设置于飞轮11两侧，限位件23设置于两个制动杆21之间且限位件23位于下端连接点和第二永磁体25之间。第二永磁体25设置于制动杆组件21前端，包括两个磁极方向相同的永磁体，与飞轮组件上的永磁体存在对应，所谓对应指飞轮组件每旋转180°其内一永磁体和操纵刹车机构内两组永磁体的几何中心位于同一直线上，即第二永磁体25在飞轮组件上投影和第一永磁体14重合。限位端盖24通过复位件22和限位件23安装在操纵刹车机构的表面。

通过测试，操纵刹车机构的两块磁体随着制动操作机构打开到一定角度后对飞轮旋转约束很小，可忽略不计，当制动操作机构带动操纵刹车机构的两块磁体与飞轮组件达到刹车极限距离，健身车会逐渐停止，同时脚踏会停留在同一水平面上。无机械式摩擦规避抱死。

为了防止操纵刹车机构4往返运动过程中出现碰触飞轮组件，其制动杆组件上设置一限位装置(如图4所示)，相应的车架设置一对应的定位装置。

结合图5，正常行车时，在制动操作机构的作用下，飞轮组件和操纵刹车机构之间的距离L处于最大状态，此时飞轮组件1不受来自操纵刹车机构4的作用力矩，此时处于非制动状态。当出现紧急情况或其它需要制动刹车或减速的情况下，人操作制动操作机构4使操纵刹车机构4和飞轮组件1之间的距离L减小，随着操纵刹车机构4和飞轮组件1之间的距离L减小的时候，飞轮组件1将受到来自操纵刹车机构4的作用力矩，且距离越小刹车作用力矩越大。当制动操作机构带动操纵刹车机构的两块磁体与飞轮组件达到刹车极限距离，且飞轮组件任一永磁体和操纵刹车机构永磁体相对时刹车力矩最大。此时传动机构脚踏跟随飞轮组件停留在同一水平面内。达到刹车定位的效果。在正常行车过程中，通过操作制动操作机构改变控制操纵刹车机构4和飞轮组件1的间隙，从而达到改变刹车扭矩的目的，实现刹车定位。

实施例一

设计某型号的单人健身车的磁用刹车定位装置，车重为80kg，最大载客总重量120kg，平均踏频90RPM，飞轮规格26寸(Φ660mm)。通过设计磁用刹车定位装置由一个飞轮组件、一个制动操作机构、一个传动机构、一个操纵刹车机构和健身车主架装配而成。飞轮组件由一个飞轮、两个磁体A、四个限位端盖和若干个紧固件装配而成；制动操作机构由控制杆组件、回力件，并镶嵌操纵刹车机构装配而成；传动机构由脚踏、传动轮和传动带装配而成；操纵刹车机构由两个磁体A、两个限位端盖和若干个紧固件装配而成。飞轮外径为660mm，材质为不锈钢，厚度为24mm。磁体A和磁体B的尺寸为16(磁极方向)×60×80，表面剩磁强度为0.5T。飞轮组件和操纵刹车机构的最大距离为20mm，最小距离为3mm。最大刹车扭矩150N·M。

Claims (4)

1.一种健身车用磁力刹车定位装置，包括飞轮组件(1)、传动机构(3)、操纵刹车机构(4)和制动操纵机构(2)，飞轮组件(1)中设置飞轮(11)，飞轮(11)与传动机构(3)连接，其特征在于

飞轮组件(1)上还设置至少一组永磁体，每组永磁体包括两个沿飞轮径向设置且关于飞轮(11)转轴对称的磁极方向相同的第一永磁体(14)；

制动操纵机构(2)中设置两个分别位于飞轮(11)两侧的制动杆(21)且制动杆(21)端部在外力的作用下向飞轮(11)方向移动；

操纵刹车机构(4)设置一组刹车机构永磁体且刹车机构永磁铁组设置两个分别位于两个制动杆(21)下端部的第二永磁体(25)，

第二永磁体与第一永磁体相匹配且磁极方向与第一永磁体的相同。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述制动操纵机构(2)包括制动杆(21)和限位件(23)；其中

两个制动杆(21)相交于两连接点且上端连接点与外部刹车作用件连接，

两个制动杆(21)下端部平行设置于飞轮(11)两侧，

限位件(23)设置于两个制动杆(21)之间且限位件(23)位于下端连接点和第二永磁体(25)之间。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一永磁体(14)位于飞轮(11)的第一永磁体槽内，且通过飞轮组件限位端盖(12)封装。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第二永磁体(25)位于制动杆(21)下端部的第二永磁体槽内，且通过制动操作机构限位端盖(24)封装。