TWI587891B - A stepless magnetic control damping combined with a manual emergency brake fitness machine - Google Patents

Description

具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器

本發明係有關一種健身器，尤指一種具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器。

習知的健身車又稱為飛輪車，其具有類似騎乘自行車的功能，能讓使用者在室內進行一般健身或特殊的體能訓練。一般的健身車都具有車架、座椅、把手、腳踏板、傳動系統、飛輪及煞車裝置等構造，讓使用者坐在座椅上，雙腳輪動施力於腳踏板，再通過傳動系統帶動飛輪轉動，飛輪具有一定的重量，因此使用者必施一定的力踩踏，如此達到運動、健身與訓練的效果。又為了增加使用者踩踏的阻力，達到更強度的運動，習知的健身車實施有阻尼裝置，常見的阻尼裝置為機械式構造，例如CN202263342U、CN201064638Y專利公告所示，由於機械式阻尼裝置構造複雜，不能夠精確地無段調整阻尼，而且不能顯示阻尼的數值，因此，現有的健身車有採用電磁阻尼裝置，CN205549351U所示，通過電磁調控健身車的阻尼。然而，現有具備電磁阻尼裝置的健身車需額外連接外部的電力，而且其調整阻尼為分段式的調整，往往不能符合使用者的需求。再者，習知健身車的煞車裝置，也不能以無段漸進的模式煞車或用於產生阻尼，因此亟待改進。

有鑑於上述習知技術之缺憾，創作人有感其未臻於完善，遂竭其心智悉心研究克服，憑其從事該項產業多年之累積經驗，進而研發出一種具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，以期達到自發電供應所需的電力、無段控制健身車阻尼、結合手動緊急煞車及多功能煞車等目的。

本發明之主要目的在於提供一種具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，通過發電裝置產生電力給人機控制介面、磁控阻尼裝置並結合阻力及煞車調控裝置，使阻力及煞車調控裝置傳遞訊號給人機控制介面，進而控制磁控阻尼裝置對健身車的飛輪產生阻尼。

本發明之次要目的在於提供一種具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其阻力及煞車調控裝置具有電控煞車並結合手動緊急煞車之相關模式提供使用者選擇，且電控煞車功能也能用於調控健身車的阻尼式煞車。

本發明之另一目的在於提供一種具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，阻力及煞車調控裝置的電控煞車功能可應用碼盤與編碼器或磁體與感應晶片來達成。

為達上述目的及其他目的，本發明提供一種具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其較佳的包含: 一健身車、一人機控制介面、一磁控阻尼裝置及一阻力及煞車調控裝置，其中: 該健身車具有一車體，一設置在該車體用於被腳踏轉動的飛輪，一相鄰該飛輪的煞車器，一結合在該車體中的控制單元，一設置在該飛輪中透過旋轉動力進行發電的發電裝置，該發電裝置供電給該控制單元；該人機控制介面設置在該健身車上，並電性連接該控制單元，用於提供使用者操作；該磁控阻尼裝置結合在該飛輪上的車體，該磁控阻尼裝置具有一軛鐵，及一繞設在該軛鐵上的電磁線圈，該軛鐵具有二磁極，該二磁極延伸到該飛輪的二側面，該電磁線圈電性連接該人機控制介面與該控制單元，該人機控制介面提供控制訊號給該控制單元，用以控制該磁控阻尼裝置對該飛輪產生磁性阻尼作用；該阻力及煞車調控裝置包含一手桿，一結合在該手桿的桿身的活動塊，一結合在該手桿的一工作端的轉動體，一設置在該活動塊上並對應該轉動體的感應單元，及一結合在該手桿或該活動塊的煞車推桿或煞車索；該手桿可被扭轉同時轉動該轉動體，該感應單元感應該轉動體的轉動角度產生一訊號回饋到該控制單元，用於使該控制單元控制該磁控阻尼裝置對該飛輪產生磁性阻尼作用；該手桿用於被下壓或推拉以帶動該煞車推桿或煞車索，該煞車推桿或煞車索用於帶動該健身車的煞車器。

上述具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器中，該煞車推桿可改用煞車索連接於健身車較遠端的煞車器。

本發明具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，能夠達到以下之功效:

(一)通過發電裝置產生人機控制介面及磁控阻尼裝置所需的電力，無需額外的外部電力就能達到調控阻尼的功能。

(二) 應用磁控阻尼裝置飛輪的阻尼，能無段調控阻尼，確實符合使用者個人的需求。

(三) 阻力及煞車調控裝置為整合電控煞車與手動緊急煞車兩種模式的多功能煞車裝置，可讓使用者自由決定操作的模式。

(四) 阻力及煞車調控裝置的電控煞車模式，可用於產生訊號給人機控制介面，進而控制磁控阻尼裝置對健身車的飛輪產生無段磁性阻尼或煞車作用。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：

參閱圖1、圖2及圖3所示，本發明具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其係應用於健身車(飛輪車)上，可無段控制飛輪的阻尼並結合手動緊急煞車者，其實施例包含一健身車1、一人機控制介面2、一磁控阻尼裝置3及一阻力及煞車調控裝置4，其中:

如圖1及圖2所示，該健身車1具有一車體11，一設置在該車體11用於被腳踏轉動的飛輪12，一相鄰該飛輪12的煞車器13，一結合在該車體11中的控制單元5，一設置在該飛輪12中透過旋轉動力進行發電的發電裝置6，使該發電裝置6供應電力給該控制單元5；其中該車體11具有車架111、座椅112、把手113及腳踏板系統114等構造，該飛輪12可設置在該車架111前方的叉桿115之間(如圖1所示)，或設置在該車架111後方的叉桿之間(如圖11所示)；該煞車器13可實施有一固定在該車架111的彈片131，及一結合在該彈片131的煞車皮132，該煞車皮132相鄰於該飛輪12的圓周或任一側面，該煞車皮132用於接觸該飛輪12產生煞車力；該控制單元5可設置在該車架111內，用於控制該發電裝置6、該磁控阻尼裝置3及該阻力及煞車調控裝置4，該控制單元5亦可實施有充電電池(未圖式)用以儲存電力，提供健身車1所有所需的電力；該發電裝置6為已知的技術，可在該飛輪12內實施有轉子、定子等(未圖示)，該轉子設有多數個永久磁鐵，該定子設有多數個線圈，透過該飛輪12與轉子一起轉動，進而與該定子產生發電功能，藉以提供健身車1所需的電力。

如圖1及圖3所示，該人機控制介面2設置在該健身車1的把手113前方，並電性連接上述該控制單元5、磁控阻尼裝置3及阻力及煞車調控裝置4，通過該控制單元5供電給該人機控制介面2，使該人機控制介面2用於提供使用者操作與控制健身車1的各項功能，或觀看使用的狀態等資訊。

如圖3所示，該磁控阻尼裝置3結合在該飛輪12上方或一側的車體11上，其較佳的實施有一軛鐵31，及一繞設在該軛鐵31上的電磁線圈32；該軛鐵31可實施成類似C形狀，使該軛鐵31形成有二磁極311，該二磁極311鄰靠在上述該飛輪12的二側面；該電磁線圈32纏繞在該軛鐵31中間，並電性連接上述該控制單元5；藉此，可提供使用者透過該人機控制介面2及控制單元5的控制，使該磁控阻尼裝置3對該飛輪12產生磁性阻尼作用，詳言之，該磁性阻尼作用係由一電流通過該電磁線圈32，使該軛鐵31的二磁極311產生電磁場，因此該電磁場對該飛輪12產生一轉動阻力，如此能夠調控該健身車1踩踏的阻力；又，當該電磁場被調控到達一定數值時，亦可用於使該飛輪12接近停止狀態，此時結合手動式緊急煞車即可達到完全停止煞車的功能。

如圖4至圖7所示，該阻力及煞車調控裝置4係一種整合電控煞車與手動緊急煞車兩種模式的多功能煞車裝置，其第一較佳實施例除了具有電控煞車功能之外，並可用於推動上述該煞車器13而具有手動緊急煞車功能；具體而言，在第一較佳實施例中，該阻力及煞車調控裝置4包含一外殼41、一手桿42，一結合在該手桿42的桿身的活動塊43，一結合在該手桿42的一工作端421的轉動體44，一設置在該活動塊43上並對應該轉動體44的感應單元45，及一結合在該手桿42或該活動塊43的煞車推桿46。

上述該外殼41可實施有一筒形殼411，及二個封閉該筒形殼411上下二端的蓋體412；該手桿42具有一桿體422及一手鈕423，該桿體422的一端為該工作端421並從上方的蓋體412延伸進入該外殼41內，該手鈕423結合在該桿體422的另一端並位於該外殼41外的上方。該活動塊43可為矩型框體，其滑動地設置在該外殼41內，並與該手桿42的桿體422彼此可轉動狀地相結合，使得該手桿42能夠自己轉動，也能夠用於下壓推動該活動塊43。該煞車推桿46一端穿過下方的該蓋體412進入該外殼41內並結合在該活動塊43，另一端為延伸到該外殼41外的推動端461，該推動端461用於推動上述該健身車1的煞車器13，且該煞車推桿46的桿身可設有一彈性元件47，該彈性元件47用於推動該煞車推桿46、該活動塊43及該手桿42回復原位。

藉此，本發明第一實施例中的阻力及煞車調控裝置4使用時，如圖5或圖7所示，可提供使用者操作無段電控煞車的功能，由使用者轉動該手桿42的手鈕423，使該手桿42被扭轉的同時也轉動該轉動體44，當該轉動體44被轉動時，使該感應單元45感應該轉動體44的轉動角度，進而產生一訊號回饋到上述該人機控制介面2或控制單元5，如此用於使該人機控制介面2或控制單元5控制該磁控阻尼裝置3對該飛輪12產生磁性阻尼或煞車作用。再如圖5所示，本發明第一實施例中的阻力及煞車調控裝置4，亦可提供使用者操作手動機械式緊急煞車的功能，由使用者下壓該手桿42的手鈕423，進而推動活動塊43與該煞車推桿46，使該煞車推桿46的推動端461推動該健身車1的煞車器13的彈片131，使其煞車皮132接觸該飛輪12，如此達到手動機械式緊急煞車的功能。

再如圖5及圖6所示，上述第一實施例的阻力及煞車調控裝置4中，該轉動體44具體的可為一結合在該手桿42的工作端421的碼盤441，而該感應單元45為一讀取該碼盤441轉動角度的編碼器451，因此可隨使用者轉動的角度，由編碼器451將訊號回饋到該人機控制介面2或控制單元5，進而使該磁控阻尼裝置3可無段且漸進式的控制磁性阻尼或用於產生煞車作用。再如圖7所示，上述該轉動體44具體的可改為一磁體442，而該感應單元45為一感應該磁體442轉動角度的感應晶片452，其同樣可隨使用者轉動手桿42與磁體442的角度，由感應晶片452將感應的訊號回饋到該人機控制介面2，達到相同的電控功能。再者，上述該感應單元45的編碼器451或感應晶片452可結合在一電路板453，通過該電路板453及訊號線454電性連接該人機控制介面2，或通過無線傳遞方式將訊回饋給該人機控制介面2。

如圖8至圖11所示，該阻力及煞車調控裝置4’ 為本發明之第二較佳實施例，其同樣具有電控煞車功能，惟其用於手動緊急煞車的構造與上述該煞車推桿46不同；具體而言，該阻力及煞車調控裝置4’同樣包含一外殼41’、一手桿42’，一結合在該手桿42’的桿身的活動塊43’，一結合在該手桿42’的一工作端421’的轉動體44’，一設置在該活動塊43’上並對應該轉動體44’的感應單元45’，及一連接該手桿42’或該活動塊43’的煞車索48’。 其中，該外殼41’可為二片體413’之間用多個固定元件(未圖示)連接的構造，而該手桿42’、 活動塊43’ 、轉動體44’及感應單元45’的構造，與上述第二較佳實施例相同，只有該手桿42’的桿體422’可設有一彈性元件424’，使該彈性元件424’用於推動該活動塊43’及該手桿42’回復原位。特別是，該煞車索48’與前述的煞車推桿46不同，其一端結合在該活動塊43’，另一端延伸出該外殼41’並可連接於上述該健身車1的煞車器13，或用於連接於一種後飛輪的健身車1’的煞車器13’(如圖11所示)，因此當下壓該手桿42’與活動塊43’時，可通過該煞車索48’帶動上述該煞車器13，或是帶動較遠端的後飛輪的一種煞車器13’，如此使得阻力及煞車調控裝置4’可安裝的位置更為自由，可適用的健身車機型也更多樣化。再者，在第二較佳實施例中，該轉動體44’與該感應單元45’的實施例，係與第一較佳實施例相同，可為碼盤441’與編碼器451’ 相匹配應用的型式(如圖9所示)，或磁體442’與感應晶片452’相匹配應用的型式(如圖10所示)，可以達到相同於上述的功能。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

1、1’‧‧‧健身車

11‧‧‧車體

111‧‧‧車架

112‧‧‧座椅

113‧‧‧把手

114‧‧‧腳踏板系統

115‧‧‧叉桿

12‧‧‧飛輪

13、13’‧‧‧煞車器

131‧‧‧彈片

132‧‧‧煞車皮

2‧‧‧人機控制介面

3‧‧‧磁控阻尼裝置

31‧‧‧ 軛鐵

311‧‧‧磁極

32‧‧‧電磁線圈

4、4’‧‧‧阻力及煞車調控裝置

41、41’‧‧‧外殼

411‧‧‧筒形殼

412‧‧‧蓋體

413’‧‧‧片體

42、42’‧‧‧手桿

421、421’‧‧‧工作端

422、422’‧‧‧桿體

423、423’‧‧‧手鈕

424’‧‧‧彈性元件

43、43’‧‧‧活動塊

44、44’‧‧‧轉動體

441、441’‧‧‧碼盤

442、442’‧‧‧磁體

45、45’‧‧‧感應單元

451、451’‧‧‧編碼器

452、452’‧‧‧感應晶片

453、453’‧‧‧電路板

454‧‧‧訊號線

46‧‧‧煞車推桿

461‧‧‧推動端

47‧‧‧彈性元件

48’‧‧‧煞車索

5‧‧‧控制單元

6‧‧‧發電裝置

[圖1]係本發明應用於健身器之實施例之立體示意圖。 [圖2] 係本發明應用於健身器之實施例之側視示意圖。 [圖3] 係本發明無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之實施例示意圖。 [圖4] 係本發明阻力及煞車調控裝置第一實施例之側視示意圖。 [圖5] 係本發明阻力及煞車調控裝置第一實施例之碼盤與編碼器示意圖。 [圖6]係本發明阻力及煞車調控裝置第一實施例之手動按壓動作示意圖。 [圖7] 係本發明阻力及煞車調控裝置第一實施例之磁體與感應晶片示意圖。 [圖8] 係本發明阻力及煞車調控裝置第二實施例之立體示意圖。 [圖9] 係本發明阻力及煞車調控裝置第二實施例之碼盤編碼器示意圖。 [圖10] 係本發明阻力及煞車調控裝置第二實施例之磁體與感應晶片示意圖。 [圖11] 係本發明阻力及煞車調控裝置第二實施例之應用狀態示意圖。

113‧‧‧把手

12‧‧‧飛輪

2‧‧‧人機控制介面

3‧‧‧磁控阻尼裝置

31‧‧‧軛鐵

311‧‧‧磁極

32‧‧‧電磁線圈

4‧‧‧阻力及煞車調控裝置

41‧‧‧外殼

411‧‧‧筒形殼

412‧‧‧蓋體

42‧‧‧手桿

422‧‧‧桿體

423‧‧‧手鈕

454‧‧‧訊號線

46‧‧‧煞車推桿

461‧‧‧推動端

5‧‧‧控制單元

6‧‧‧發電裝置

Claims (12)

1. 一種具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其包含一健身車、一人機控制介面、一磁控阻尼裝置及一阻力及煞車調控裝置，其中：該健身車具有一車體，一設置在該車體用於被腳踏轉動的飛輪，一相鄰該飛輪的煞車器，一結合在該車體中的控制單元，一設置在該飛輪中透過旋轉動力進行發電的發電裝置，該發電裝置供電給該控制單元；該人機控制介面設置在該健身車上，並電性連接該控制單元，用於提供使用者操作；該磁控阻尼裝置結合在該飛輪上的車體，該磁控阻尼裝置電性連接該人機控制介面或該控制單元，用以控制該磁控阻尼裝置對該飛輪產生磁性阻尼作用；該阻力及煞車調控裝置包含一手桿，一結合在該手桿的桿身的活動塊，一結合在該手桿的一工作端的轉動體，一設置在該活動塊上並對應該轉動體的感應單元，及一結合在該手桿或該活動塊的煞車推桿；該手桿可被扭轉同時轉動該轉動體，該感應單元感應該轉動體的轉動角度產生一訊號回饋到該控制單元，用於使該人機控制介面或該控制單元控制該磁控阻尼裝置對該飛輪產生磁性阻尼作用；該手桿用於被下壓或推拉以帶動該煞車推桿，該煞車推桿用於推動該健身車的煞車器。
2. 如請求項1所述具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其中該磁控阻尼裝置具有一軛鐵，及一繞設在該軛鐵上的電磁線圈，該軛鐵具有二磁極，該二磁極延伸到該飛輪的二側面，該電磁線圈電性連接該人機控制介面或該控制單元。
3. 如請求項1所述具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其中該轉動體為碼盤，該感應單元為一讀取該碼盤轉動角度 的編碼器。
4. 如請求項1所述具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其中該轉動體為磁體，該感應單元為一感應該磁體轉動角度的感應晶片。
5. 如請求項3或4所述具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其中該感應單元結合在一電路板，該電路板電性連接該人機控制介面或該控制單元。
6. 如請求項1所述具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其中該阻力及煞車調控裝置包含一外殼；該手桿具有一桿體及一手鈕，該桿體的一端為該工作端並延伸進入該外殼內，該手鈕結合在該桿體的另一端並位於該外殼外；該活動塊滑動地設置在該外殼內，並與該桿體彼此可轉動狀地相結合；該煞車推桿一端結合在該活動塊，另一端為延伸到該外殼外的推動端，該推動端用於推動該健身車的煞車器；及該煞車推桿設有一彈性元件，該彈性元件用於推動該煞車推桿、該活動塊及該手桿回復原位。
7. 一種具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其包含一健身車、一人機控制介面、一磁控阻尼裝置及一阻力及煞車調控裝置，其中：該健身車具有一車體，一設置在該車體用於被腳踏轉動的飛輪，一相鄰該飛輪的煞車器，一結合在該車體中的控制單元，一設置在該飛輪中透過旋轉動力進行發電的發電裝置，該發電裝置供電給該控制單元；該人機控制介面設置在該健身車上，並電性連接該控制單元，用於提供使用者操作；該磁控阻尼裝置結合在該飛輪上的車體，該磁控阻尼裝置電性連接該人機控制介面或該控制單元，用以控制該磁控阻尼裝置對該飛輪產生磁 性阻尼作用；該阻力及煞車調控裝置包含一手桿，一結合在該手桿的桿身的活動塊，一結合在該手桿的一工作端的轉動體，一設置在該活動塊上並對應該轉動體的感應單元，及一連接該手桿或該活動塊的煞車索；該手桿可被扭轉同時轉動該轉動體，該感應單元感應該轉動體的轉動角度產生一訊號回饋到該控制單元，用於使該人機控制介面或該控制單元控制該磁控阻尼裝置對該飛輪產生磁性阻尼作用；該手桿用於被下壓或推拉以帶動該煞車索，該煞車索用於拉動該健身車的煞車器。
8. 如請求項7所述具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其中該磁控阻尼裝置具有一軛鐵，及一繞設在該軛鐵上的電磁線圈，該軛鐵具有二磁極，該二磁極延伸到該飛輪的二側面，該電磁線圈電性連接該人機控制介面與或該控制單元。
9. 如請求項7所述具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其中該轉動體為碼盤，該感應單元為一讀取該碼盤轉動角度的編碼器。
10. 如請求項7所述具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其中該轉動體為磁體，該感應單元為一感應該磁體轉動角度的感應晶片。
11. 如請求項9或10所述具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其中該感應單元結合在一電路板，該電路板電性連接該人機控制介面或該控制單元。
12. 如請求項7所述具無段磁力控制阻尼並結合手動緊急煞車之健身器，其中該阻力及煞車調控裝置包含一外殼；該手桿具有一桿 體及一手鈕，該桿體的一端為該工作端並延伸進入該外殼內，該手鈕結合在該桿體的另一端並位於該外殼外；該活動塊滑動地設置在該外殼內，並與該桿體彼此可轉動狀相結合；該煞車索一端結合在該活動塊，另一端為延伸出該外殼並連接於該健身車的煞車器；及該桿體設有一彈性元件，該彈性元件用於推動該活動塊及該手桿回復原位。