TW201530985A - 健身車飛輪發電裝置 - Google Patents

Abstract

一種健身車飛輪發電裝置，包括一飛輪、一承架、一渦流自激式發電裝置、一阻尼裝置。渦流自激式發電裝置包括有一定子、線圈架、複數組定位在該線圈架之自激線圈、一環狀殼體、複數個環列的磁性元件環列於該環狀殼體之外環面，並位在該飛輪之鄰近位置處。該飛輪轉動時，該渦流自激式發電裝置之該磁性元件與該飛輪之金屬環間產生磁吸作用，使該環狀殼體轉動，再由該自激線圈產生一電能。一控制器電連接於該渦流自激式發電裝置之該自激線圈，以接收該自激線圈所產生之該電能。

Description

健身車飛輪發電裝置

本發明係有關一種健身車飛輪裝置，尤指一種健身車飛輪發電裝置。

由於現代工商業社會的忙碌以及人們對於適當運動之日漸重視，若只是單純的藉由人體的自主運動來計算運動的成效的話，即會有許多不足且待加強的地方，且會有許多的人會因為不正確的運動方法，而會有受傷之虞，減低人們對於運動的興趣，有鑑於此，亦有許多業者即針對人們的使用習慣、運動效果以及運動的方式，以設計出許多讓人們可達到最佳運動效果之運動器材供人們使用。

而在各項運動器材之中，飛輪式的運動裝置(如室內運動健身車...等)即是人們最常使用的運動器材種類之一。傳統飛輪式的運動裝置，其飛輪材料大多是鑄鐵輪加上鋁圈或銅圈，為了對制動阻力裝置產生較佳磁場制動效果而加上鋁圈或銅圈之金屬材料。

而傳統製造該飛輪採用金屬材料鑄造，為了降低使用金屬材料的成本，中華民國專利公告第M432441號公開使用一中空的殼體，該殼體包括一第一側壁、一沿一軸線間隔於該第一側壁的第二側壁，及一圍繞該軸線且連接於該第一側壁與該第二側壁之間的外圍繞壁，該第一側壁具有多個散佈於該軸線之徑向的安裝部。而在該安裝部組合有至少一第一配重件。並在該中空的殼體內灌注一填充物，該填充物是分佈於該殼體內的膠結材料。在對該飛輪進行測試時，如果發現該填充物與該殼體所建立的一初始重心，發生自該軸線偏離的情形，製造者就能將該第一配重件組合在適合的安裝部中，進而使得該 慣性飛輪整體的重心趨近於該軸線。

阻力制動方式係利用電磁鐵的磁場強度因轉動時飛輪式的運動裝置產生之阻力制動的強度大小取決於磁場強度大小。

為了控制飛輪式的運動裝置阻力大小的變化，必須用手動的方式或者電控的方式調整電磁鐵與飛輪之距離，當電磁鐵與飛輪之距離越近磁場強度則越強，反之則越弱。轉動時飛輪式的運動裝置因磁鐵之磁場，飛輪在轉動時因鋁圈或銅圈導磁性不佳所產生極大的渦流因而發熱，而必須設計散熱裝置以提供散熱作用。

因此要如何解決上述習知技術之不足，即為從事此行業相關業者所亟欲研發之課題。

緣此，鑑於傳統飛輪式運動裝置之缺失，本發明之主要目的即是提供一種健身車飛輪發電裝置，係針對傳統飛輪式的運動裝置之缺失加以改良。

本發明採用的技術方案是在一種健身車飛輪發電裝置中，包括一飛輪、一承架、一渦流自激式發電裝置、一阻尼裝置。渦流自激式發電裝置包括有一定子、線圈架、複數組定位在該線圈架之自激線圈、一環狀殼體、複數個環列的磁性元件環列於該環狀殼體之外環面，並位在該飛輪之鄰近位置處。該飛輪轉動時，該渦流自激式發電裝置之該磁性元件與該飛輪之金屬環間產生磁吸作用，使該環狀殼體轉動，再由該自激線圈產生一電能。一控制器電連接於該渦流自激式發電裝置之該自激線圈，以接收該自激線圈所產生之該電能。

在較佳實施例中，飛輪所使用的材料係選自於鑄鐵、鍛鐵、鑄鋼或者金屬、非金屬之填充物為媒介材料。阻尼裝置係包括至少一電磁性元件。

在較佳實施例中，阻尼裝置係包括有：一承架；一弧形板件，具有一軸柱、一自由端，該弧形板件以該軸柱結合於該承架， 並以該軸柱作為旋轉中心；一驅動馬達，電連接於該控制器，並定位於該承架，該驅動馬達結合於該弧形板件之該自由端；複數個第一磁性元件與複數個第二磁性元件，呈對地設置在該承架之該弧形板件且鄰近面對於該飛輪，各個相鄰的該第一磁性元件與第二磁性元件之間建立有一磁力場；其中該驅動馬達接收該控制器所產生之該驅動電力後，驅動該弧形板件以該軸柱為旋轉中心旋動，使該自由端旋動一角度，進而接近或遠離該飛輪，以對該飛輪產生制動。

在較佳實施例中，金屬環係為鋁圈或銅圈等非導磁性金屬，且該金屬環係可環設在飛輪的外環面，亦可環設在飛輪的內環面。

本發明所採用的具體技術，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

100‧‧‧健身車飛輪發電裝置

200‧‧‧阻尼裝置

1‧‧‧飛輪

11‧‧‧中心轉軸

12‧‧‧金屬環

121‧‧‧表面

2‧‧‧承架

21‧‧‧承置空間

22‧‧‧第一磁性元件

23‧‧‧第二磁性元件

24‧‧‧弧形面

25‧‧‧軸柱

26‧‧‧弧形板件

27‧‧‧自由端

3‧‧‧渦流自激式發電裝置

31‧‧‧定子

311‧‧‧軸承

312‧‧‧線圈架

32‧‧‧自激線圈

33‧‧‧環狀殼體

331‧‧‧外環面

34‧‧‧磁性元件

35‧‧‧培林

4‧‧‧控制器

5‧‧‧驅動馬達

51‧‧‧齒輪組

52‧‧‧驅動桿

6‧‧‧電磁性元件

61‧‧‧線圈

7‧‧‧健身控制裝置

E1‧‧‧電能

E2‧‧‧驅動電力

M‧‧‧磁力場

M1‧‧‧磁吸作用

第1圖係顯示本發明較佳實施例之立體圖。

第2圖係顯示本發明較佳實施例之平面示意圖(一)。

第3圖係顯示本發明較佳實施例之平面示意圖(二)。

第4圖係顯示本發明健身車飛輪發電裝置第二實施例之示意圖。

第5圖係顯示本發明健身車飛輪發電裝置第三實施例之示意圖。

第6圖係顯示本發明健身車飛輪發電裝置第四實施例之示意圖。

參閱第1圖、第2圖及第3圖，係分別顯示本發明較佳實施例之立體圖、較佳實施例之平面示意圖(一)、較佳實施例之平面示意圖(二)。如圖所示，本發明健身車飛輪發電裝置100包括有一飛輪1、一承架2、一渦流自激式發電裝置3、一阻尼裝置200。

飛輪1之形體係為圓形體，其中心位置處具有一中心轉軸11。飛輪1所使用的材料可為鑄鐵、鍛鐵、鑄鋼或者金屬、非金屬之填充物為媒介材料。一金屬環12結合於該飛輪1之外環處。金屬環 12係可為鋁圈或銅圈等非導磁性金屬。

阻尼裝置200係配置在該飛輪1之鄰近位置。阻尼裝置200包括一承架2，並在該承架2中形成一承置空間21。該承架2具有一弧形面24，並配置有一弧形板件26。弧形板件26一端係結合在一軸柱25，另一端係為自由端27。

複數個第一磁性元件22及相間隔呈對的複數個第二磁性元件23佈設在該弧形板件26。由於各個相鄰的第一磁性元件22及第二磁性元件23之間存在一磁力場M，且該第一磁性元件22及第二磁性元件23係鄰近於金屬環12之表面121，故該金屬環12之表面121會因磁力場M而產生渦流N(如第3圖所示)。該第一磁性元件22及第二磁性元件23係為永久磁鐵。

承架2的承置空間21中有一控制器4及一驅動馬達5，該驅動馬達5電連接於該控制器4並連結一齒輪組51，該齒輪組51可經由一驅動桿52連結於弧形板件26的自由端27。

一渦流自激式發電裝置3設置在鄰近於飛輪1之金屬環12處。渦流自激式發電裝置3具有一定子31、複數組自激線圈32、一環狀殼體33及複數個磁性元件34，其中該磁性元件34係環列在環狀殼體33之外環面331，且該磁性元件34係對應於金屬環12之表面121。

渦流自激式發電裝置3的定子31藉由一培林35結合在一軸承311。定子31包括有一線圈架312以及複數組定位在該線圈架312之自激線圈32，該自激線圈32電連接於控制器4。控制器4接收到該自激線圈32所產生之電能E1後，產生一驅動電力E2送至驅動馬達5。

當使用者踩踏踏板時(圖未示)，會帶動飛輪1旋轉。此時，渦流自激式發電裝置3的磁性元件34會與形成在飛輪1之金屬環12的渦流N形成磁吸作用M1而使環狀殼體33轉動，再由該自激線 圈32感應產生電能E1。當該電能E1傳輸至控制器4後，控制器4產生一驅動電力E2至驅動馬達5，再由驅動馬達5驅動該弧形板件26以該軸柱25為旋轉中心旋動一角度，使該自由端27接近或遠離該飛輪1之金屬環12，據以對該飛輪1產生制動力。

請參閱第4圖，其係顯示本發明第二實施例之示意圖。本實施例的大部份組成構件與第一實施例相同，故相同元件乃標示相同的元件編號，以資對應。在本實施例中，係在鄰近於金屬環12之表面121位置處，配置一電磁性元件6，而此電磁性元件6的線圈61則電連接至控制器4。

當飛輪1轉動時，渦流自激式發電裝置3的磁性元件34會與形成在飛輪1之金屬環12的渦流N形成磁吸作用M1而使環狀殼體33轉動，再由該自激線圈32感應產生電能E1。當該電能E1傳輸至控制器4後，控制器4產生一驅動電力E2至電磁性元件6，而使電磁性元件6產生一磁力場M，據以對該飛輪1產生制動力。

請參閱第5圖，其係顯示本發明第三實施例之示意圖。本實施例的大部份組成構件與第一實施例相同，故相同元件乃標示相同的元件編號，以資對應。在本實施例中，控制器4連接有一健身控制裝置7。

當飛輪1轉動時，渦流自激式發電裝置3的磁性元件34會與形成在飛輪1之金屬環12的渦流N形成磁吸作用M1而使環狀殼體33轉動，再由該自激線圈32感應產生電能E1。當該電能E1傳輸至控制器4後，控制器4產生一驅動電力E2至健身控制裝置7，而使電磁性元件6產生一磁力場M，據以對該飛輪1產生制動力。

請參閱第6圖，其係顯示本發明第四實施例之示意圖。如圖所示，一金屬環12結合於該飛輪1之內環面。

阻尼裝置200係配置在該飛輪1之內環面空間中。阻尼裝置200包括一承架2，且該承架2係結合在飛輪1之中心轉軸11。 該承架2具有一弧形板件26。弧形板件26一端係結合在一軸柱25，另一端係為自由端27。

複數個第一磁性元件22及相間隔對應的複數個第二磁性元件23佈設在該弧形板件26。相同於前一實施例，第一磁性元件22及第二磁性元件23係鄰近於金屬環12之內側面，故該金屬環12之內側面會因磁力場而產生渦流。

承架2中有一控制器4及一驅動馬達5，該驅動馬達5電連接於該控制器4並連結一齒輪組51，該齒輪組51可經由一驅動桿52連結於弧形板件26的自由端27。

一渦流自激式發電裝置3設置在鄰近於飛輪1之金屬環12的內側面。渦流自激式發電裝置3具有一定子31、複數組自激線圈32、一環狀殼體33及複數個磁性元件34，其中該磁性元件34係環列在環狀殼體33之外環面331，且該磁性元件34係對應於金屬環12之內側面。

渦流自激式發電裝置3的定子31藉由一培林35結合在一軸承311。定子31包括有一線圈架312以及複數組定位在該線圈架312之自激線圈32，該自激線圈32電連接於控制器4。控制器4接收到該自激線圈32所產生之電能E1後，產生一驅動電力E2送至驅動馬達5。

當飛輪1轉動時，渦流自激式發電裝置3的磁性元件34會與形成在飛輪1之金屬環12的渦流形成磁吸作用而使環狀殼體33轉動，再由該自激線圈32感應產生電能E1。當該電能E1傳輸至控制器4後，控制器4產生一驅動電力E2至驅動馬達5，再由驅動馬達5驅動該弧形板件26以該軸柱25為旋轉中心旋動一角度，使該自由端27接近或遠離該飛輪1之金屬環12，據以對該飛輪1產生制動力。

以上所舉實施例僅係用以說明本發明，並非用以限制本發明之範圍，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下而完成的等效修飾 或置換，均應包含於後述申請專利範圍內。

100‧‧‧健身車飛輪發電裝置

200‧‧‧阻尼裝置

1‧‧‧飛輪

12‧‧‧金屬環

121‧‧‧表面

2‧‧‧承架

21‧‧‧承置空間

22‧‧‧第一磁性元件

23‧‧‧第二磁性元件

24‧‧‧弧形面

25‧‧‧軸柱

26‧‧‧弧形板件

27‧‧‧自由端

3‧‧‧渦流自激式發電裝置

31‧‧‧定子

311‧‧‧軸承

312‧‧‧線圈架

32‧‧‧自激線圈

33‧‧‧環狀殼體

331‧‧‧外環面

34‧‧‧磁性元件

35‧‧‧培林

4‧‧‧控制器

5‧‧‧驅動馬達

51‧‧‧齒輪組

52‧‧‧驅動桿

E1‧‧‧電能

E2‧‧‧驅動電力

M‧‧‧磁力場

M1‧‧‧磁吸作用

Claims (12)

1. 一種健身車飛輪發電裝置，包括：一飛輪，以一中心轉軸轉動；一金屬環，結合於該飛輪；一渦流自激式發電裝置，包括；一定子，包括有一軸承、一結合在該軸承之線圈架；複數組定位在該線圈架之自激線圈；一環狀殼體，藉由一培林可轉動地結合在該軸承；複數個環列的磁性元件，環列於該環狀殼體之外環面，並位在該飛輪之鄰近位置處；該飛輪轉動時，該渦流自激式發電裝置之該磁性元件與該飛輪之金屬環間產生磁吸作用，使該環狀殼體轉動，再由該自激線圈產生一電能；一控制器，電連接於該渦流自激式發電裝置之該自激線圈，以接收該自激線圈所產生之該電能。
2. 如申請專利範圍第1項所述的健身車飛輪發電裝置，其中該控制器係連接於一健身控制裝置，以將該自激線圈所產生之該電能供應至該健身控制裝置。
3. 如申請專利範圍第1項所述的健身車飛輪發電裝置，其中該飛輪所使用的材料係選自於鑄鐵、鍛鐵、鑄鋼或者金屬、非金屬之填充物為媒介材料。
4. 一種健身車飛輪發電裝置，包括：一飛輪，以一中心轉軸轉動；一渦流自激式發電裝置，包括；一定子，包括有一軸承、一結合在該軸承之線圈架；複數組定位在該線圈架之自激線圈； 一環狀殼體，藉由一培林可轉動地結合在該軸承；複數個環列的磁性元件，環列於該環狀殼體之外環面，並位在該飛輪之鄰近位置處；該飛輪轉動時，該渦流自激式發電裝置之該磁性元件與該飛輪之金屬環間產生磁吸作用，而使該環狀殼體轉動，再由該自激線圈產生一電能；一控制器，電連接於該渦流自激式發電裝置之該自激線圈，以接收該自激線圈所產生之該電能，再輸出一驅動電力；一阻尼裝置，設置在該飛輪之鄰近位置處，並連接於該控制器以接收該控制器所產生之該驅動電力後，產生一制動力對該飛輪產生制動。
5. 如申請專利範圍第4項所述的健身車飛輪發電裝置，其中該飛輪所使用的材料係選自於鑄鐵、鍛鐵、鑄鋼或者金屬、非金屬之填充物為媒介材料。
6. 如申請專利範圍第4項所述的健身車飛輪發電裝置，其中該阻尼裝置係包括至少一電磁性元件。
7. 如申請專利範圍第4項所述的健身車飛輪發電裝置，其中該阻尼裝置係包括有：一承架；一弧形板件，具有一軸柱、一自由端，該弧形板件以該軸柱結合於該承架，並以該軸柱作為旋轉中心；一驅動馬達，電連接於該控制器，並定位於該承架，該驅動馬達結合於該弧形板件之該自由端；複數個第一磁性元件與複數個第二磁性元件，呈對地設置在該承架之該弧形板件且鄰近面對於該飛輪，各個相鄰的該第一磁性元件與第二磁性元件之間建立有一磁力場；其中該驅動馬達接收該控制器所產生之該驅動電力後，驅動該 弧形板件以該軸柱為旋轉中心旋動，使該自由端旋動一角度，進而接近或遠離該飛輪，以對該飛輪產生制動。
8. 如申請專利範圍第4項所述的健身車飛輪發電裝置，其中該磁性元件係為永久磁鐵。
9. 如申請專利範圍第4項所述的健身車飛輪發電裝置，其中該飛輪結合有一金屬環。
10. 如申請專利範圍第9項所述的健身車飛輪發電裝置，其中該金屬環係為鋁圈或銅圈等非導磁性金屬。
11. 如申請專利範圍第9項所述的健身車飛輪發電裝置，其中該金屬環係環設在該飛輪的外環面。
12. 如申請專利範圍第9項所述的健身車飛輪發電裝置，其中該金屬環係環設在該飛輪的內環面。