CN220257047U - 智能拉力模拟装置 - Google Patents
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Abstract
一种智能拉力模拟装置，包括：一托架；一轴心，跨设于托架内；一卷线轮，搭配一卷轮盖设于轴心，卷线轮绕设有拉线且相对卷线轮设有一卷线轮旋转编码器；一外飞轮，搭配一飞轮盖设于轴心位于卷线轮内部，卷线轮与外飞轮相对耦合设有导磁片与磁铁且相对外飞轮设有一外飞轮旋转编码器；一内飞轮，设于轴心位于外飞轮内部，内飞轮与外飞轮具有动力传递关系，内飞轮内部设有场磁铁；一绕线组，设置一线圈固定架于轴心位于内飞轮内部，一电枢线圈于线圈固定架且电枢线圈与内飞轮的场磁铁耦合，电枢线圈搭配有一电流调节器；一控制系统，接收卷线轮旋转编码器的卷线轮旋转数据与外飞轮旋转编码器的外飞轮旋转数据而发送电枢电流控制数据至电流调节器。
Description
技术领域
本实用新型有关一种智能拉力模拟装置，尤其是指一种利用双转子非接触式扭力传递结构，而控制电枢电流模拟运动阻力的设计。
背景技术
如图1所示，传统的肌力训练机10是利用铁块11作为负载阻力，而让使用者通过握杆12与缆线13拉起铁块11来塑造健美的肌肉，并促进生理机能及保持身体健康；然而，传统的肌力训练机有如下的缺失：1、铁块11体积大占空间，且调整运动阻力相当费时费力，2、当该铁块11被缆线13拉起再放下时，会产生极大的撞击噪音，3、无法设定运动曲线来改变运动阻力，使其运动功能受到局限。
现有技术如TWM697670/US11173343揭示一种“肌力训练机”，其将卷线轮结合在减速机构的输出轴上，致使电动机产生的扭力直接传递至卷线轮，属于一种“接触式扭力传递结构”的设计，但此设计有如下的缺失：1.必须使用较大马力的电动机才能提供足够的运动阻力，2.调整电动机转速无法线性调整运动阻力。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种智能拉力模拟装置，其具有利用控制电枢电流模拟运动阻力的功效。
为达上述功效，本实用新型提供一种智能拉力模拟装置，包括有：一托架；一轴心，跨设于该托架内；一卷线轮，搭配一卷轮盖设置于该轴心而令内部形成有容置空间，该卷线轮绕设有拉线，且相对该卷线轮设置有一卷线轮旋转编码器；一外飞轮，搭配一飞轮盖设置于该轴心而令内部形成有容置空间，该外飞轮与该飞轮盖位于该卷线轮内部，且令该卷线轮与该外飞轮相对耦合设有导磁片与磁铁，且相对该外飞轮设置有一外飞轮旋转编码器；一内飞轮，设置于该轴心而令内部形成有容置空间，该内飞轮位于该外飞轮内部，该内飞轮与该外飞轮具有动力传递关系，该内飞轮内部设有场磁铁；一绕线组，设置一线圈固定架于该轴心而位于该内飞轮内部，并设置一电枢线圈于该线圈固定架，且令该电枢线圈与该内飞轮的场磁铁耦合，该电枢线圈搭配有一电流调节器；以及一控制系统，接收该卷线轮旋转编码器的卷线轮旋转数据与该外飞轮旋转编码器的外飞轮旋转数据，而发送电枢电
再者，该内飞轮与该外飞轮的动力传递关系通过一行星齿轮组达成，而将一环形齿轮设置于该外飞轮内部，并把一太阳齿轮设置于该内飞轮外部，且于该环形齿轮与该太阳齿轮之间设置有数个行星齿轮；或者，该内飞轮与该外飞轮的动力传递关系通过该内飞轮与该外飞轮的紧配合达成。
另外，该托架结合两侧板与一盖板，该盖板设有一导线孔，该导线孔设有一导线轴套，该拉线穿过该导线孔与该导线轴套而结合一拉环，该导磁片为铜片。
又，该卷线轮旋转编码器于该卷线轮设置一卷线轮旋转编码磁铁，而于该托架的侧板相对该卷线轮旋转编码磁铁设置一卷线轮旋转编码霍尔元件；该外飞轮旋转编码器于该飞轮盖设置一外飞轮旋转编码磁铁，该绕线组的电枢线圈相对该外飞轮旋转编码磁铁设置一外飞轮旋转编码霍尔元件。
附图说明
图1为传统肌力训练机的结构立体图。
图2为本实用新型第一实施例的结构分解图。
图3为本实用新型第一实施例的结构立体图。
图4为本实用新型第一实施例的卷线轮与行星齿轮组部分结构立体图。
图5为本实用新型第一实施例的绕线组、内飞轮与飞轮盖部分结构立体图。
图6为本实用新型第一实施例的结构剖示图。
图7为图6中7-7的断面剖示图。
图8为本实用新型第二实施例的结构剖示图。
图9为本实用新型的控制系统方块说明图。
附图标记说明：10-肌力训练机；11-铁块；12-握杆；13-缆线；20-托架；21、22-侧板；23-盖板；231-导线孔；232-导线轴套；24-定位件；30-轴心；31-定位件；40-卷线轮；41-卷轮盖；42-拉线；43-拉环；44-导磁片；45-轴承；46-卷线轮旋转编码器；461-卷线轮旋转编码磁铁；462-卷线轮旋转编码霍尔元件；50-外飞轮；51-飞轮盖；52-磁铁；53-轴承；54-外飞轮旋转编码器；541-外飞轮旋转编码磁铁；542-外飞轮旋转编码霍尔元件；60-内飞轮；61-场磁铁；62-轴承；70-绕线组；71-线圈固定架；72-电枢线圈；73-电流调节器；80-行星齿轮组；81-环形齿轮；82-太阳齿轮；83-行星齿轮；90-控制系统；91-扭力数据解析器；92-运动数据解析器；93-阻力需求设定单元；94-扭力需求演算单元；95-扭力控制演算单元；96-电枢电流演算单元；
具体实施方式
首先，请参阅图2～图7所示，本实用新型第一实施例包括有：一托架20，利用定位件24结合两侧板21、22与一盖板23，该盖板23设有一导线孔231，该导线孔231设有一导线轴套232；一轴心30，跨设于该托架20内而利用定位件31予以固定；一卷线轮40，搭配一卷轮盖41设置于该轴心30而令内部形成有容置空间，该卷线轮40绕设有拉线42，该拉线42穿过该导线孔231与该导线轴套232而结合一拉环43，该卷线轮40与该卷轮盖41利用轴承45设置于该轴心30，且相对该卷线轮40设置有一卷线轮旋转编码器46，该卷线轮旋转编码器46于该卷线轮40设置一卷线轮旋转编码磁铁461，而于该托架20的侧板21相对该卷线轮旋转编码磁铁461设置一卷线轮旋转编码霍尔元件462；一外飞轮50，搭配一飞轮盖51设置于该轴心30而令内部形成有容置空间，该外飞轮50与该飞轮盖51位于该卷线轮40内部，且令该卷线轮40与该外飞轮50相对耦合设有导磁片44与磁铁52，该导磁片44可为铜片，该外飞轮50与该飞轮盖51利用轴承53设置于该轴心30，且相对该外飞轮50设置有一外飞轮旋转编码器54，该外飞轮旋转编码器54于该飞轮盖51设置一外飞轮旋转编码磁铁541；一内飞轮60，利用轴承62设置于该轴心30而令内部形成有容置空间，该内飞轮60位于该外飞轮50内部，该内飞轮60内部设有场磁铁61；一绕线组70，设置一线圈固定架71于该轴心30而位于该内飞轮60内部，并设置一电枢线圈72于该线圈固定架71，且令该电枢线圈72与该内飞轮60的场磁铁61耦合，该电枢线圈72搭配有一电流调节器73，该绕线组70的电枢线圈72相对该外飞轮旋转编码磁铁541设置一外飞轮旋转编码霍尔元件542；一行星齿轮组80，将一环形齿轮81设置于该外飞轮50内部，并把一太阳齿轮82设置于该内飞轮60外部，且于该环形齿轮81与该太阳齿轮82之间设置有数个行星齿轮83；以及一控制系统90，接收该卷线轮旋转编码器46的卷线轮旋转数据与该外飞轮旋转编码器54的外飞轮旋转数据，而发送电枢电流控制数据至该电流调节器73。
此外，请参阅图8所示，本实用新型第二实施例与第一实施例的差异在于：第二实施例未设置减速组80，而令该外飞轮50与该内飞轮60利用紧配合传递扭力。
接着，请参阅图9所示，该控制系统90可以包含有一扭力数据解析器91、一运动数据解析器92、一阻力需求设定单元93、一扭力需求演算单元94、一扭力控制演算单元95与一电枢电流演算单元96；该扭力数据解析器91接收该外飞轮旋转编码器54的外飞轮旋转数据而可解析出外飞轮转速数据ωm；该运动数据解析器92接收该卷线轮旋转编码器46的卷线轮旋转数据而可解析出卷线轮转向数据Du、卷线轮转速数据ωu与拉线拉出长度数据Lu；该扭力需求演算单元94接收该扭力数据解析器91的外飞轮转速数据ωm、该运动数据解析器92的卷线轮转速数据ωu与拉线拉出长度数据Lu，加上该阻力需求设定单元93输入的阻力需求数据Fr而可演算出扭力需求数据Tr；该扭力控制演算单元95接收该运动数据解析器92的卷线轮转向数据Du，加上该扭力需求演算单元94的扭力需求数据Tr而可演算出目标电流数据Ct；该电枢电流演算单元96接收该运动数据解析器92的卷线轮转速数据ωu，加上该扭力控制演算单元95的目标电流数据Ct而可演算出电枢电流数据Cr；该电流调节器73接收该电枢电流演算单元96的电枢电流数据Ct而成为电枢电流控制数据，用以控制该电枢线圈72的电流，但不限于此。
基于如是的构成，本实用新型利用绕线组70与内飞轮60致使外飞轮50产生扭力，当卷线轮40所绕设的拉线42被外拉时，扭力即可从外飞轮50通过耦合的导磁片44与磁铁52传输至卷线轮40，进而模拟成运动阻力，故控制电枢线圈72的电流即可调整运动阻力；其中，如图7所示，外飞轮50与卷线轮40构成双转子非接触式扭力传递结构，当卷线轮40所绕设的拉线42被外拉时，外飞轮50与卷线轮40反向旋转，外飞轮50通过耦合的导磁片44与磁铁52对卷线轮40形成运动阻力，当卷线轮40所绕设的拉线42无施加外力时，外飞轮50通过耦合的导磁片44与磁铁52带动卷线轮40同向旋转，进而将卷线轮40所绕设的拉线42回卷；是以，本实用新型具有利用控制电枢电流智能模拟运动阻力的功效。
以上述所提供的图式、说明，仅为本实用新型的较佳实施例，大凡熟悉此项技术人士，依本案精神范畴所作的修饰或等效变化，仍应包括在本案权利要求书的范围内。
Claims (4)
1.一种智能拉力模拟装置，其特征在于，包括有：
一托架；
一轴心，跨设于该托架内；
一卷线轮，搭配一卷轮盖设置于该轴心而令内部形成有容置空间，该卷线轮绕设有拉线，且相对该卷线轮设置有一卷线轮旋转编码器；
一外飞轮，搭配一飞轮盖设置于该轴心而令内部形成有容置空间，该外飞轮与该飞轮盖位于该卷线轮内部，且令该卷线轮与该外飞轮相对耦合设有导磁片与磁铁，且相对该外飞轮设置有一外飞轮旋转编码器；
一内飞轮，设置于该轴心而令内部形成有容置空间，该内飞轮位于该外飞轮内部，该内飞轮与该外飞轮具有动力传递关系，该内飞轮内部设有场磁铁；
一绕线组，设置一线圈固定架于该轴心而位于该内飞轮内部，并设置一电枢线圈于该线圈固定架，且令该电枢线圈与该内飞轮的场磁铁耦合，该电枢线圈搭配有一电流调节器；以及
一控制系统，接收该卷线轮旋转编码器的卷线轮旋转数据与该外飞轮旋转编码器的外飞轮旋转数据，而发送电枢电流控制数据至该电流调节器。
2.如权利要求1所述的智能拉力模拟装置，其特征在于，该内飞轮与该外飞轮的动力传递关系通过一行星齿轮组达成，而将一环形齿轮设置于该外飞轮内部，并把一太阳齿轮设置于该内飞轮外部，且于该环形齿轮与该太阳齿轮之间设置有数个行星齿轮；或者，该内飞轮与该外飞轮的动力传递关系通过该内飞轮与该外飞轮的紧配合达成。
3.如权利要求2所述的智能拉力模拟装置，其特征在于，该托架结合有两侧板与一盖板，该盖板设有一导线孔，该导线孔设有一导线轴套，该拉线穿过该导线孔与该导线轴套而结合一拉环，该导磁片为铜片。
4.如权利要求3所述的智能拉力模拟装置，其特征在于，该卷线轮旋转编码器于该卷线轮设置一卷线轮旋转编码磁铁，而于该托架的侧板相对该卷线轮旋转编码磁铁设置一卷线轮旋转编码霍尔元件；该外飞轮旋转编码器于该飞轮盖设置一外飞轮旋转编码磁铁，该绕线组的电枢线圈相对该外飞轮旋转编码磁铁设置一外飞轮旋转编码霍尔元件。
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