CN217593717U - 一种带压力传感器的直线进给助力调节装置及动感单车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带压力传感器的直线进给助力调节装置及动感单车，包括直线电机模组、压力检测机构、直线导轨模块、调阻机构和控制器。压力检测机构配置在直线电机模组上，且可在直线电机模组的带动下沿竖直方向移动。压力检测机构包括一压力传感器。直线导轨模块设在压力检测机构上且其上设有调阻机构。调阻机构和压力传感器之间还设有弹簧。调阻机构被构造成可在直线电机模组的带动下移动以靠近或远离飞轮，从而调节阻力大小，以及可在直线导轨模块的带动下沿弹簧长度方向进行移动。本实用新型的调阻机构由直线电机模组带动，具有较好的刚性、运动精度和响应速度。通过压力传感器采集反作用力可以实时获得阻力情况，实现闭环阻力调节。

Description

一种带压力传感器的直线进给助力调节装置及动感单车

技术领域

本实用新型涉及动感单车技术领域，具体而言，涉及一种带压力传感器的直线进给助力调节装置及动感单车。

背景技术

目前，市面上动感单车多采用磁力提供飞轮的阻力，即通过调整磁场与飞轮的相对位置来改变阻力大小，以适应不同的锻炼目的。该阻力模块包括位置调整部件和磁场部件。通过位置调整部件可以调整磁场部件与飞轮的相对位置，从而进行飞轮阻力大小的调节。其中，位置调整部件多采用连杆机构、直线电机等实现位置的调节。

采用现有的位置调整部件进行位置调节虽然能够达到调节阻力的目的，但是在调整过程中噪声较大、响应速度和运动速度较慢、结构的运动精度较低且结构刚性较差，从而会导致阻力不够稳定等问题。此外，现有的调阻装置本身不具备阻力反馈功能，需要额外地在飞轮轴或者加踏板相连的主动皮带轮轴加装扭矩传感器才能够间接反馈阻力，不便于用户使用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种带压力传感器的直线进给助力调节装置及动感单车，旨在解决现有的动感单车的调整装置调整过程中阻力不够稳定，且不具备阻力反馈功能等问题。

本实用新型是这样实现的：

一种带压力传感器的直线进给助力调节装置，包括：

直线电机模组，用于配置在飞轮的一侧；

压力检测机构，配置在所述直线电机模组上，且被构造成可在所述直线电机模组的带动下沿竖直方向移动，所述压力检测机构包括一压力传感器，用于检测阻力变化；

直线导轨模块，配置在所述压力检测机构上；

调阻机构，配置在所述直线导轨模块上，所述调阻机构和所述压力传感器之间还设有弹簧，所述弹簧的一端与所述调阻机构连接，其另一端与所述压力传感器连接，所述调阻机构被构造成可在所述直线电机模组的带动下沿竖直方向移动以靠近或远离所述飞轮，从而调节阻力大小，以及可在所述直线导轨模块的带动下沿所述弹簧长度方向进行移动；

控制器，所述控制器分别与所述直线电机模组和所述压力传感器电连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述直线电机模组包括一与所述控制器电连接的移动模块，所述压力检测机构固定在所述移动模块上，所述移动模块可在控制器的控制下沿竖直方向移动，进而带动所述压力检测机构沿竖直方向移动。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述压力检测机构还包括一固定于所述移动模块上的压力传感器座，所述压力传感器远离所述弹簧的一端固定于所述压力传感器座上。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述直线导轨模块包括一导轨，所述导轨固定在所述压力传感器座上。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述直线导轨模块还包括一与所述导轨相适配的滑块，所述滑块被构造成可在外力作用下沿所述弹簧长度方向在所述导轨上移动。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述调阻机构包括磁铁座，所述磁铁座固定在所述滑块上。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述调阻机构还包括若干个磁铁，若干个所述磁铁设于所述磁铁座上。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述导轨远离所述压力传感器的一端还设有一滑块挡片。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述弹簧套设在所述磁铁座与所述压力传感器接触的一端，且该弹簧的一端与所述调阻机构连接，其另一端与所述压力传感器连接。

一种动感单车，包括上述的带压力传感器的直线进给助力调节装置。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的带压力传感器的直线进给助力调节装置包括直线电机模组、压力检测机构、直线导轨模块、调阻机构和控制器。压力检测机构配置在直线电机模组上，且被构造成可在直线电机模组的带动下沿竖直方向移动。压力检测机构包括一压力传感器。直线导轨模块配置在压力检测机构上。调阻机构配置在直线导轨模块上，且在调阻机构和压力传感器之间还设有弹簧。调阻机构被构造成可在直线电机模组的带动下沿竖直方向移动以靠近或远离飞轮，从而调节阻力大小，以及可在直线导轨模块的带动下沿弹簧长度方向进行移动。本实用新型的调阻机构由大导程的直线电机模组带动，具有较好的刚性、运动精度和响应速度。通过压力传感器采集反作用力可以得到实时的阻力情况，实现闭环阻力调节。

2、本实用新型的分布在飞轮两侧的调阻机构可单独运动，也可以同时运动，其阻力调节范围相对传统阻力调节方式更广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型第一实施例的带压力传感器的直线进给助力调节装置在第一视角下的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例的带压力传感器的直线进给助力调节装置在第二视角下的结构示意图；

图3是本实用新型第一实施例的带压力传感器的直线进给助力调节装置在磁铁与飞轮重合面积为非零状态时的主视图；

图4是图3中磁铁座与压力传感器接触端的局部放大图；

图5是本实用新型第一实施例的带压力传感器的直线进给助力调节装置在磁铁与飞轮重合面积为零时的主视图；

图6是图5所示的磁铁座与压力传感器接触端的局部放大图；

图7是本实用新型第一实施例的带压力传感器的直线进给助力调节装置的工作原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1～图6所示，本实用新型的第一实施例提供了一种带压力传感器的直线进给助力调节装置，包括直线电机模组1、压力检测机构2、直线导轨模块3、调阻机构4和控制器。其中，控制器分别与直线电机模组1和压力传感器21电连接。

参照图1所示，在本实施例中，所述直线电机模组1配置在飞轮5的一侧。该直线电机模组1包括一与控制器电连接的移动模块。所述压力检测机构固定在移动模块上，且该移动模块可在控制器的控制下沿竖直方向移动，进而带动压力检测机构沿竖直方向移动。本实用新型的调阻机构由大导程的直线电机模组1带动，有较好的刚性、运动精度、响应速度。

参照图1所示，具体地，压力检测机构2包括一压力传感器座22以及用于检测阻力变化的压力传感器21。所述压力传感器座22固定于移动模块上。所述压力传感器21的一端固定在压力传感器座22上。

参照图1和图2所示，在本实施例中，所述直线导轨模块3包括导轨以及与该导轨相适配的滑块。所述导轨固定在压力传感器座21上。所述滑块被构造成可在外力作用下在导轨上移动。所述导轨远离压力传感器21的一端还设有一滑块挡片6。通过设置滑块挡片5能够防止固定于滑块上的磁铁座41和滑块滑出导轨。

参照图1所示，在本实施例中，调阻机构4配置在直线导轨模块3上，且在调阻机构4和压力传感器21之间还设有弹簧7。该弹簧7的一端与调阻机构4连接，其另一端与压力传感器21连接。所述调阻机构4被构造成可在直线电机模组1的带动下沿竖直方向移动以靠近或远离飞轮5，从而调节阻力大小，以及可在直线导轨模块3的带动下沿弹簧长度方向进行移动。

参照图1所示，具体地，所述调阻机构4包括磁铁座41以及设于该磁铁座41上的若干磁铁42。所述磁铁座41固定在滑块上，从而使得磁铁座41和磁铁42可随滑块的移动而移动。所述弹簧7套设在磁铁座41与压力传感器21接触的一端，且该弹簧7的一端与磁铁座41连接，其另一端与压力传感器21连接。本实用新型中磁铁42和磁铁座41可随滑块移动而移动，且弹簧7会由于受力情况不同而沿其长度方向(即X轴方向)进行伸缩运动。

本实用新型的控制器可控制直线电机模组1的移动模块沿竖直方向移动，从而带动压力传感器座22沿竖直方向移动，进而带动压力传感器座22上的压力传感器21、直线导轨模块3和调阻机构4移动以实现阻力的调节。当直线电机模组1带动磁铁42向飞轮5中心靠近且磁铁42与飞轮5开始有重合面积的过程即是加阻的过程，磁铁42远离飞轮5中心的过程即是减阻的过程。其中，压力传感器21在调阻过程中检测到的力有如下情况：

参照图5和图6所示，当磁铁42与飞轮5重合面积为零的时候，压力传感器21检测到的力为弹簧弹力F0。此时，磁铁座41与压力传感器21无接触。

参照图3、图4和图7所示，磁铁42与飞轮5的重合面积由零开始增加至磁铁42面积的过程为加阻过程。此时，压力传感器21检测到的力有两种，即弹簧弹力以及磁铁42给飞轮5的阻力的反作用力，二者合成力F。磁铁座41与压力传感器21有接触。

本实用新型的压力传感器21可实时检测阻力变化并反馈给控制器。根据使用者设定的阻力参数，直线电机模组1的移动模块可带动磁铁42在Z轴方向运动，从而进行阻力的调节。通过实时检测阻力的变化情况，并根据力矩公式能够换算出实时的阻力矩情况，以形成阻力调节的闭环控制。

本实用新型的第二实施例提供了一种动感单车，包括上述的带压力传感器的直线进给助力调节装置。分布在飞轮5两侧的带压力传感器的直线进给助力调节装置可单独运动，也可以同时运动，因此阻力调节范围相对传统阻力调节方式更广，便于人们使用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带压力传感器的直线进给助力调节装置，其特征在于，包括：

直线电机模组，用于配置在飞轮的一侧；

压力检测机构，配置在所述直线电机模组上，且被构造成可在所述直线电机模组的带动下沿竖直方向移动，所述压力检测机构包括一压力传感器，用于检测阻力变化；

直线导轨模块，配置在所述压力检测机构上；

调阻机构，配置在所述直线导轨模块上，所述调阻机构和所述压力传感器之间还设有弹簧，所述弹簧的一端与所述调阻机构连接，其另一端与所述压力传感器连接，所述调阻机构被构造成可在所述直线电机模组的带动下沿竖直方向移动以靠近或远离所述飞轮，从而调节阻力大小，以及可在所述直线导轨模块的带动下沿所述弹簧长度方向进行移动；

控制器，所述控制器分别与所述直线电机模组和所述压力传感器电连接。

2.根据权利要求1所述的带压力传感器的直线进给助力调节装置，其特征在于，所述直线电机模组包括一与所述控制器电连接的移动模块，所述压力检测机构固定在所述移动模块上，所述移动模块可在控制器的控制下沿竖直方向移动，进而带动所述压力检测机构沿竖直方向移动。

3.根据权利要求2所述的带压力传感器的直线进给助力调节装置，其特征在于，所述压力检测机构还包括一固定于所述移动模块上的压力传感器座，所述压力传感器远离所述弹簧的一端固定于所述压力传感器座上。

4.根据权利要求3所述的带压力传感器的直线进给助力调节装置，其特征在于，所述直线导轨模块包括一导轨，所述导轨固定在所述压力传感器座上。

5.根据权利要求4所述的带压力传感器的直线进给助力调节装置，其特征在于，所述直线导轨模块还包括一与所述导轨相适配的滑块，所述滑块被构造成可在外力作用下沿所述弹簧长度方向在所述导轨上移动。

6.根据权利要求5所述的带压力传感器的直线进给助力调节装置，其特征在于，所述调阻机构包括磁铁座，所述磁铁座固定在所述滑块上。

7.根据权利要求6所述的带压力传感器的直线进给助力调节装置，其特征在于，所述调阻机构还包括若干个磁铁，若干个所述磁铁设于所述磁铁座上。

8.根据权利要求5所述的带压力传感器的直线进给助力调节装置，其特征在于，所述导轨远离所述压力传感器的一端还设有一滑块挡片。

9.根据权利要求6所述的带压力传感器的直线进给助力调节装置，其特征在于，所述弹簧套设在所述磁铁座与所述压力传感器接触的一端，且该弹簧的一端与所述磁铁座连接，其另一端与所述压力传感器连接。

10.一种动感单车，其特征在于，包括如权利要求1～9任意一项所述的带压力传感器的直线进给助力调节装置。

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