TW202033238A

TW202033238A - 固定健身車之主、被動外轉式磁控模組系統

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Publication number: TW202033238A
Application number: TW108108183A
Authority: TW
Inventors: 謝莉婷
Original assignee: 謝莉婷
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2020-09-16
Also published as: TWI695726B

Abstract

一種運動復健器材之主、被動外轉式磁控模組系統，係組設於一具圓周運動裝置之復健運動器材上，包括有一磁控阻力單元、一動力馬達，一轉動輪、一下控制單元、一上控制單元以及一模組定位座，當使用者使用運動復健器材時，係由該上控制單元透過下控制單元間接控制並偵測該磁控阻力單元產生之磁控阻力或該動力馬達轉動之速度，再藉由該轉動輪傳動該圓周運動裝置，讓使用者之手部或腳部推動該圓周運動裝置作圓周轉動，同時透過該磁控阻力單元之磁控阻力，以提供主動式之運動復健動作，或可透過該動力馬達直接傳動圓周運動裝置轉動，以提供被動式之運動復健動作；藉此，透過主、被動模式切換之選擇，以達到人性化之運動或復健操作使用目的。

Description

運動復健器材之主、被動外轉式磁控模組系統

本發明係有關於一種運動復健器材之主、被動外轉式磁控模組系統，係指利用上、下電性傳輸之控制單元控制相互傳動之磁控阻力單元與動力馬達，並同步連動運動復健器材之圓周運動裝置，得利用主、被動模式切換之選擇，達到人性化之運動或復健操作使用目的。

按，習用之運動器材係利用磁控阻尼裝置傳動轉動或擺動裝置，以達到主動式的肢體肌力訓練目的及效果，因此，肢體復健者或運動者受傷後無法利用運動器材作肢體復健動作。反之，習用之復健器材係利用馬達的轉動直接傳動轉動或擺動裝置，以達到被動式的肢體復健練習目的及效果，因此，運動者或復健者在受傷後復原狀況轉好後無法利用復健器材作肢體肌力訓練動作。是以，如何確實改善上述之缺點並進行研發改良結構，將運動器材與復健器材合而為一並兼具二者之功能效用，實為相關業界所需努力研發之目標。

有鑒於習知之運動器材以及復健器材，僅具有單一運動或復健的功能，導致運動者無法利用運動器材作肢體復健動作，且復健者無法利用復健器材肢體肌力訓練動作。

本發明係在提供一種動復健器材之主、被動外轉式磁控模組系統，係包括：一磁控阻力單元，係包含有間隙地相互對應之一磁性組件以及一非導磁性之金屬導體環片，藉以產生磁力效應來調整其所輸出之阻尼力道；一動力馬達，係至少包含有一可轉動之環形殼體、一線圈組以及一心軸，其中，該線圈組係位於該環形殼體內，該環形殼體具有一徑向周緣，該徑向周緣形成有一環形內壁面以及一環形外壁面，該環形外壁面係供該金屬導體環片套設，而該心軸二端分別伸出該環形殼體軸向二側；一轉動輪，係連動該環形殼體，並隨著該環形殼體轉動而轉動；一下控制單元，係電性傳輸接收一調整訊號後並電性傳輸發出一控制訊號給該磁控阻力單元或動力馬達，並可偵測該磁控阻力單元或動力馬達之運作數值資訊後，且電性傳輸發出一回饋資訊；一上控制單元，係對該下控制單元電性傳輸發出該調整訊號，且電性傳輸接收該下控制單元之回饋資訊；一模組定位座，係供該心軸二端樞接，並共同並列鄰近地組結該磁性組件以及動力馬達，且使該環形殼體上之金屬導體環片有間隙地對應該磁性組件；藉此，可組設於一復健運動器材上，並經由該轉動輪傳動該運動復健器材之圓周運動裝置，當使用該運動復健器材時，由上控制單元透過下控制單元間接控制該磁控阻力單元產生一適當磁控阻力，並以使用者之手部或腳部推動該圓周運動裝置作圓周轉動，且透過該磁控阻力單元之磁控阻力，以提供主動式之運動復健動作，同時，亦可透過該動力馬達直接傳動該圓周運動裝置轉動，以提供被動式之運動復健動作。

本發明之功效在於：(一)、可由上控制單元透過下控制單元間接控制動力馬達產生適當轉動，同時，並控制關閉該磁控阻力單元且不輸出功率，讓使用者之手部或腳部被動地隨著該圓周運動裝置作圓周轉動，以提供被動式之運動復健動作；(二)、亦可由上控制單元透過下控制單元間接控制該磁控阻力單元產生一適當磁控阻力，同時，並控制關閉該動力馬達且不輸出功率，讓使用者之手部或腳部主動地推動圓周運動裝置作圓周轉動，以提供主動式之運動復健動作；藉此，得以透過主、被動模式切換之選擇，以達到人性化之運動或復健操作使用。

1‧‧‧運動復健器材

2‧‧‧圓周運動裝置

10‧‧‧磁控阻力單元

11‧‧‧磁性組件

111‧‧‧電流線圈組

112‧‧‧磁性片

113‧‧‧弧形擺動片

114‧‧‧磁鐵

12‧‧‧金屬導體環片

20‧‧‧動力馬達

21‧‧‧環形殼體

211‧‧‧徑向周緣

2111‧‧‧環形內壁面

2112‧‧‧環形外壁面

212‧‧‧第一中央軸孔

22‧‧‧線圈組

221‧‧‧第二中央軸孔

23‧‧‧心軸

24‧‧‧轉動輪

25‧‧‧磁鐵

26‧‧‧蓋片

261‧‧‧第三中央軸孔

30‧‧‧下控制單元

31‧‧‧控制訊號

32‧‧‧運作數值資訊

33‧‧‧回饋資訊

40‧‧‧上控制單元

41‧‧‧調整訊號

50‧‧‧模組定位座

51‧‧‧第一定位板

52‧‧‧第二定位板

53‧‧‧第一定位軸孔

54‧‧‧第二定位軸孔

55‧‧‧固定樞片

56‧‧‧固定樞片

60‧‧‧穿戴式電子裝置

61‧‧‧生理資訊

第1圖係本發明第一較佳實施方式之立體組合圖。

第2圖係本發明第一較佳實施方式之另一視角立體組合圖。

第3圖係本發明第一較佳實施方式之立體分解圖。

第4圖係本發明第一較佳實施方式之另一視角立體分解圖。

第5圖係本發明之電性傳輸控制流程圖。

第6圖係本發明第二較佳實施方式之立體組合圖。

第7圖係本發明第二較佳實施方式之立體分解圖。

第8圖係本發明第二較佳實施方式之另一視角立體分解圖。

第9圖係本發明第三較佳實施方式之立體組合圖。

第10圖係本發明第三較佳實施方式之立體分解圖。

第11圖係本發明第三較佳實施方式弧形擺動片之擺動示意參考圖。

第12圖係本發明組設於復健運動器材上之示意參考圖。

為使貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】列舉實施例，詳述說明如后：本創作係提供一種運動復健器材之主、被動外轉式磁控模組系統，係包括：一磁控阻力單元10，包含有間隙地相互對應之一磁性組件11以及一非導磁性銅或鋁材料之金屬導體環片12；一動力馬達20，係包含有一可轉動之環形殼體21、一線圈組22、一心軸23、複數磁鐵25以及一蓋片26，其中，該環形殼體21係可為塑膠材料、鐵材料或與該金屬導體環片12一體成型且為銅材料或鋁材料，並該線圈組22係設置於該環形殼體21內，該環形殼體21具有一徑向周緣211，該徑向周緣211形成有一環形內壁面2111以及一環形外壁面2112，該環形外壁面2112係供該金屬導體環片12套設，而該複數磁鐵25係排列於該環形殼體21之環形內壁面2112，同時，該環形殼體21中央具有一第一中央軸孔212，並該線圈組22具有一第二中央軸孔221，且該蓋片26具有一第三中央軸孔261，該心軸23穿設該第一中央軸孔212、第二中央軸孔221以及第三中央軸孔261，該蓋片26係結合封閉該環形殼體21，而該心軸23二端分別伸出該環形殼體215之軸向二側；一轉動輪24，係連動該環形殼體21並隨著該環形殼體21轉動而轉動，其中，該轉動輪24與環形殼體21之間可有2種不同之結合型態，即，(一)、當該心軸23係呈不可轉動之結構狀態且穿設該線圈組22之第二中央軸孔221時，該轉動輪24係可結合於該環形殼體21一側並隨著該環形殼體21轉動而轉動，同時；(二)、若該心軸23係呈可轉動之結構狀態且該心軸23穿固該環形殼體21之第一中央軸孔212時，該轉動輪24可樞固於該心軸23一端，使得該轉動輪24可藉由該心軸23而隨著該環形殼體21轉動；一下控制單元30，係電性傳輸接收一調整訊號41後並電性傳輸發出一控制訊號31給該磁控阻力單元10或動力馬達20，並可偵測該磁控阻力單元10或動力馬達20之運作數值資訊32後，且電性傳輸發出一回饋資訊33；一上控制單元40，係可為一儀表板、手機、電腦或遠端電腦，並對該下控制單元30電性傳輸發出該調整訊號41，且電性傳輸接收該下控制單元30之回饋資訊33；一模組定位座50，係包括有一第一定位板51以及一第二定位板52，該磁控阻力單元10以及動力馬達20共同並列鄰近地組結於該第一定位板51以及第二定位板52之間，以使該環形殼體21上之金屬導體環片12有間隙地對應該磁性組件11，且使該轉動輪24可位於該第一定位板51以及第二定位板52之間或第一定位板51外側，另外，該第一定位板51以及第二定位板52分別對應開設有第一定位軸孔53以及第二定位軸孔54，該第一定位軸孔53與第二定位軸孔54之外側分別螺固有一固定樞片55、56，二該固定樞片55、56分別供該心軸23之二端樞接；藉此，可組設於一復健運動器材1上，並經由該轉動輪24傳動該運動復健器材1之圓周運動裝置2，當使用該運動復健器材1時，由上控制單元40透過下控制單元30間接控制該磁控阻力單元10產生一適當磁控阻力，並以使用者之手部或腳部推動該圓周運動裝置2作圓周轉動，且透過該磁控阻力單元10之磁控阻力，以提供主動式之運動復健動作，同時，亦可透過該動力馬達20直接傳動該圓周運動裝置1轉動，以提供被動式之運動復健動作。

其中，當使用者使用該復健運動器材1並佩戴一穿戴式電子裝置60，該穿戴式電子裝置60偵測使用者之生理資訊61後，並以電性傳輸方式傳輸至該上控制單元40。

因此，以下就本發明可實施之方式加以說明：

(一)、本發明第一較佳實施方式第1~5圖所示，該磁性組件11係外電磁式之結構型態，即，該磁性組件11係包括有相互組結之一電流線圈組111以及複數相互堆疊組固之磁性片112，該磁性片112係矽鋼材料製成並鎖固於該第一定位板51以及第二定位板52之間，且該磁性組件11以及動力馬達20係共同並列鄰近地組結於該第一定位板51以及第二定位板52之間；而該心軸23係呈不可轉動之結構狀態並樞固在該第一定位板51以及第二定位板52，且穿固該線圈組22之第二中央軸孔221時，該轉動輪24係可結合或一體成型於該環形殼體21一側，並隨著該環形殼體21轉動而轉動；且該蓋片26藉由該心軸23穿設其第三中央軸孔261後，則結合封閉該環形殼體21；藉此，得以控制該磁性組件11的電流，以產生磁力效應來調整其所輸出之阻尼力道。

(二)、第二較佳實施方式第6~8圖所示，即，該磁性組件11係包括有相互組結之一電流線圈組111以及複數相互堆疊組固之磁性片112，該磁性片112係矽鋼材料製成並鎖固於該第一定位板51以及第二定位板52之間，且該磁性組件11以及動力馬達20係共同並列鄰近地組結於該第一定位板51以及第二定位板52之間；其中，與第一較佳實施方式略為不同的是：該心軸23係呈可轉動之結構狀態並以其二端樞接在該第一定位板51以及第二定位板52上，且穿設該線圈組22之第二中央軸孔221，該轉動輪24係可樞接或一體成型於該心軸23一端，並隨著心軸23轉動而轉動，並使該轉動輪24係位於第一定位板51外側；藉此，得以控制該磁性組件11的電流，以產生磁力效應來調整其所輸出之阻尼力道。

(三)、本發明第三較佳實施方式第9~11圖所示，該磁性組件11係外擺動磁式之結構型態，即，該磁性組件11係包括有一可擺動之弧形擺動片113以及排列於該弧形擺動片113上且面向該金屬導體環片12之複數磁鐵114，該弧形擺動片113一端以樞接於該第一定位板51以及第二定位板52之間作徑向擺動；其中，與第二較佳實施方式相同的是：該心軸23係呈可轉動之結構狀態並以其二端樞接在該第一定位板51以及第二定位板52上，且穿設該線圈組22之第二中央軸孔221，該轉動輪24係可樞接或一體成型於該心軸23一端，並隨著心軸23轉動而轉動，並使該轉動輪24係位於第一定位板51外側；藉此，擺動該弧形擺動片113以變動與該金屬導體環片12之間的距離而產生不同的磁力效應，藉以調整其所輸出之阻尼力道。

藉由上述之結構、組成設計，茲就本發明之操作使用情形說明如下：

(一)、被動式：由上控制單元40透過下控制單元30間接控制動力馬達20產生適當轉動，同時，並控制關閉該磁控阻力單元10且不輸出功率，以提供被動式之復健練習動作。

(二)、主動式：由上控制單元40透過下控制單元30間接控制該磁控阻力單元10產生一適當磁控阻力，同時，並控制關閉該動力馬達20且不輸出功率，以提供主動式之運動訓練動作。

藉上述具體實施例之結構，可得到下述之效益：以第12圖之固定健身車為例，並第6~8圖配合所示，本發明主要係經由該轉動輪24傳動該運動復健器材1之圓周運動裝置2，因此，當使用者使用該運動復健器材1時，可以產生切換二種使用模式：

(一)、當使用者在復建初期需作肢體被動式復健時，可由上控制單元40透過下控制單元30間接控制動力馬達20產生適當轉動，同時，並控制關閉該磁控阻力單元10且不輸出功率，讓使用者之手部或腳部被動地隨著該圓周運動裝置2作圓周轉動，以提供被動式之運動復健動作。

(二)、當使用者復原情況較佳且有強化肢體肌力的需求時，可由上控制單元40透過下控制單元30間接控制該磁控阻力單元10產生一適當磁控阻力，同時，並控制關閉該動力馬達20且不輸出功率，讓使用者之手部或腳部主動地推動圓周運動裝置2作圓周轉動，以提供主動式之運動復健動作。

(三)、當使用者使用復健運動器材1並佩戴一穿戴式電子裝置60時，該穿戴式電子裝置60偵測到使用者之生理資訊61(如：心跳、脈搏或血壓等)後，並電性傳輸至該上控制單元40，該上控制單元40可依偵測到之生理資訊61 的情況自動切換主、被動模式，以提升保護使用者使用復健運動器材1的安全性。

藉此，得以透過主、被動模式切換之選擇，以達到人性化之運動或復健操作使用。

綜上所述，本發明係能有效解決習知創作缺陋，並能為所屬技術領域中普通知識者所理解而輕易實施，惟，以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍；即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。