專利名稱：一種跑步機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鍵身器械，尤其指一種健身用的電動跑步機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，跑步機(jī)已作為一種常用的鍵身器材而被廣泛使用，而為滿足這種需求，現(xiàn)市場上也已出現(xiàn)了各式跑步機(jī)，其主要包括機(jī)架、電機(jī)、傳動件、跑步帶以及用于控制整個運(yùn)動過程的調(diào)速系統(tǒng)，電機(jī)在調(diào)速系統(tǒng)的作用通過傳動件帶動跑步帶運(yùn)轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)鍵身的目的。其中，上述電機(jī)和調(diào)速系統(tǒng)通常采用有刷直流電機(jī)、直流永磁無刷調(diào)速系統(tǒng)、異步變頻調(diào)速系統(tǒng)。由于有刷永磁直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制器成體低，調(diào)速性能也優(yōu)良，因此在一定程度上滿足了使用要求。但由于直流電機(jī)的成本相對較高，起動電流大，額定電流時起動轉(zhuǎn)矩小，短時間內(nèi)加速速度慢。另外，電刷和換向器使用壽命較短，需要經(jīng)常更換和維護(hù)，從而影響了人們的消費(fèi)，也影響跑步機(jī)的推廣應(yīng)用；常用的異步變頻調(diào)速系統(tǒng)電機(jī)起動電流也大，起動轉(zhuǎn)矩也小，短時間內(nèi)加速速度慢。當(dāng)使用時，人在跑步機(jī)上的運(yùn)動速度達(dá)到一定值時，人體消耗的能量已完全可以反向地帶動電機(jī)的轉(zhuǎn)動，但由于上述電機(jī)不易實(shí)現(xiàn)四項限運(yùn)行，即不易實(shí)現(xiàn)發(fā)電的功能，因而這部分能量因沒有轉(zhuǎn)換而被白白浪費(fèi)。所以現(xiàn)有的跑步機(jī)系統(tǒng)仍存在著不盡人意之處，需進(jìn)一步的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種相對成本低、使用可靠的跑步機(jī)。
本實(shí)用新型所要解決的另一技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀的缺陷，提供一種可節(jié)能發(fā)電的跑步機(jī)。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該跑步機(jī)包括機(jī)架、安裝在機(jī)架上的電機(jī)和跑步帶，所述的電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與跑步帶相聯(lián)動，其特征在于所述的電機(jī)為開關(guān)磁阻電機(jī)。
利用開關(guān)磁阻可作為發(fā)電機(jī)的性能，所述的機(jī)架上還可以安裝有蓄電裝置、充電電路和控制開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的切換開關(guān)，當(dāng)所述的開關(guān)磁阻電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時，開關(guān)磁阻電機(jī)通過充電電路與蓄電裝置相連接。
所述的傳動機(jī)構(gòu)可以由安裝在開關(guān)磁阻電機(jī)輸出軸上的慣性輪、主滾筒滾輪和傳動皮帶組成，所述的主滾筒滾輪同軸安裝在支承跑步帶的主滾筒上，而在慣性輪與主滾筒滾輪之間通過上述傳動皮帶進(jìn)行聯(lián)動；也可以采用其它常規(guī)的傳動方式進(jìn)行聯(lián)動。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于由于采用了開關(guān)磁阻電機(jī)，因此在降低跑步機(jī)生產(chǎn)成本的同時，可使跑步機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起動，加、減速平滑，可進(jìn)行無級調(diào)速，并具有帶載起動電流小、低速大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速范圍大的特點(diǎn)，且變換器工作可靠，維護(hù)方便，使用壽命長。同時利用開關(guān)磁阻電機(jī)可作為發(fā)電機(jī)使用的特點(diǎn)，將使用過程中的多余機(jī)械能經(jīng)過其轉(zhuǎn)化為電能，儲存在蓄電裝置中，以備無電時跑步機(jī)本身使用或供生活用電，因此本實(shí)用新型在解決現(xiàn)有技術(shù)缺陷的同時，更具節(jié)能實(shí)用性，因而值得在跑步機(jī)領(lǐng)域推廣使用。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1中開關(guān)磁阻電機(jī)控制電路的工作原理圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2中開關(guān)磁阻電機(jī)控制電路的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1，如圖1所示，該跑步機(jī)包括機(jī)架1、自機(jī)架1前端向上延伸的支架本體2、安裝在支架本體2上的控制面板4以及安裝在該支架本體2上適用于運(yùn)動人員握持的把手3，而在所述的機(jī)架1上則安裝有開關(guān)磁阻電機(jī)6和其相應(yīng)的控制電路5以及前、后分布的主滾筒、從滾筒，跑步帶10套于主、從滾筒之外，其中主滾筒通過傳動機(jī)構(gòu)與開關(guān)磁阻電機(jī)6相聯(lián)動，這樣使得跑步帶10可隨主滾筒的轉(zhuǎn)動而具有回繞運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。在本實(shí)施例中，開關(guān)磁阻電機(jī)6位于支架本體2之下的機(jī)架1前端處，傳動機(jī)構(gòu)包括安裝在開關(guān)磁阻電機(jī)6輸出軸上的慣性輪7和與主滾筒同軸安裝的主滾筒滾輪9，而在慣性輪7與主滾筒滾輪9之間通過傳動皮帶8相聯(lián)接，這樣控制開關(guān)磁阻電機(jī)6的轉(zhuǎn)動，即可通過慣性輪7、傳動皮帶8和主滾筒滾輪9的傳動，隨之帶動主滾筒轉(zhuǎn)動，從而達(dá)到跑步帶10運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。
該跑步機(jī)的控制電路工作原理如圖2所示，其包括運(yùn)行模式給定及運(yùn)行狀態(tài)顯示單元、數(shù)字邏輯電路及單片機(jī)狀態(tài)控制單元、功率放大前置電路、功率放大電路、電流及電壓反饋電路和速度反饋電路，這些電路單元均由常規(guī)的線路組成，在這里不再對具體的線路進(jìn)行描述，而僅對其功能作說明。其中，運(yùn)行模式給定及運(yùn)行狀態(tài)顯示單元是通過控制面板上的按鍵實(shí)現(xiàn)對跑步機(jī)運(yùn)行模式的設(shè)定，同時還包括運(yùn)行過程中的調(diào)整設(shè)定，這些設(shè)定通過該單元內(nèi)的CPU處理后，經(jīng)接口電路將指令傳至數(shù)字邏輯電路及單片機(jī)狀態(tài)控制單元中進(jìn)行處理，并且在控制面板上實(shí)時顯示該跑步機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)、數(shù)據(jù)，以便于使使用者及時了解跑步機(jī)所處的狀態(tài)和運(yùn)行情況。而數(shù)字邏輯電路及單片機(jī)狀態(tài)控制單元是整個跑步機(jī)的控制核心單元，其接收上述各種指令后，根據(jù)跑步機(jī)目前的狀態(tài)，經(jīng)過實(shí)時處理后得到弱電信號，該弱電信號通過功率放大前置電路轉(zhuǎn)變?yōu)槟茯?qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的50Hz交流電，該50Hz交流電再通過功率放大電路后轉(zhuǎn)變?yōu)槟茯?qū)動開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的脈沖直流電，從而驅(qū)動開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行，使得跑步機(jī)的運(yùn)行過程按照使用者的意圖進(jìn)行。
為了防止開關(guān)磁阻電機(jī)在電流過大或電壓過高或電壓過低的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，在功率放大電路與數(shù)字邏輯電路及單片機(jī)狀態(tài)控制單元之間連接有電流及電壓反饋電路，該電路對功率放大電路中的電流和電壓進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)變換成弱信號送至數(shù)字邏輯電路及單片機(jī)狀態(tài)控制單元中，當(dāng)電流過大或電壓過高或電壓過低時，數(shù)字邏輯電路及單片機(jī)狀態(tài)控制單元會發(fā)出指令，停止向功率放大前置電路發(fā)送弱電信號，即關(guān)閉電路以達(dá)到保護(hù)開關(guān)磁阻電機(jī)的目的。另外經(jīng)過數(shù)字邏輯電路及單片機(jī)狀態(tài)控制單元中的單片機(jī)處理，可對開關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行電流控制，以達(dá)到電機(jī)的最佳控制的目的。
另外，由于開關(guān)磁阻電機(jī)本身帶有轉(zhuǎn)子位置檢測器，因此，在本實(shí)施例中，將轉(zhuǎn)子位置檢測器采集到的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號通過速度反饋電路后送至數(shù)字邏輯電路及單片機(jī)狀態(tài)控制單元中，經(jīng)數(shù)字邏輯電路及單片機(jī)狀態(tài)控制單元處理后實(shí)現(xiàn)對開關(guān)磁阻電機(jī)的速度閉環(huán)控制。
實(shí)施例2，如圖3和圖4所示，其與上述第一實(shí)施例不同之處在于利用了開關(guān)磁阻電機(jī)6可實(shí)現(xiàn)四項限運(yùn)行的特點(diǎn)，使得開關(guān)磁阻電機(jī)6按需進(jìn)行發(fā)電運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，本實(shí)施例在機(jī)架1的前端處安裝有蓄電裝置12和相應(yīng)的常規(guī)充電電路，其中蓄電裝置12可采用常用的蓄電池，充電電路連接在功率放大電路和蓄電池之間，并在控制面板4上安裝有一切換開關(guān)11，該切換開關(guān)11與數(shù)字邏輯電路及單片機(jī)狀態(tài)控制單元的相應(yīng)腳相連，以便控制開關(guān)磁阻電機(jī)6按需處于發(fā)電運(yùn)行模式中。
使用時，當(dāng)跑步帶10的轉(zhuǎn)速到達(dá)一定值時，使用者按壓控制面板4上的切換開關(guān)11，向數(shù)字邏輯電路及單片機(jī)狀態(tài)控制單元發(fā)出發(fā)電運(yùn)行控制信號，即設(shè)定開關(guān)磁阻電機(jī)6處于發(fā)電運(yùn)行模式中，則開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)在該單片機(jī)控制下逐步由電動模式進(jìn)入到發(fā)電模式，電能經(jīng)功率放大電路輸出，再經(jīng)充電電路變換后給蓄電池充電，這樣在使用者驅(qū)動跑步帶10的作用下，雖然開關(guān)磁阻電機(jī)6的運(yùn)轉(zhuǎn)電流小了，但其仍然以與跑步帶10相應(yīng)的速度旋轉(zhuǎn)，使開關(guān)磁阻電機(jī)6一直處于發(fā)電的狀態(tài)中，并將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成的電能儲備在蓄電池中，以備無電時使用。而一旦跑步帶10的轉(zhuǎn)速下降到一定值時，使用者再一次按壓切換開關(guān)11，向數(shù)字邏輯電路及單片機(jī)狀態(tài)控制單元發(fā)出退出發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)的控制信號，則開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)在單片機(jī)控制下逐步由發(fā)電模式進(jìn)入到電動模式中，即回復(fù)到原始狀態(tài)。所以本實(shí)用新型的跑步機(jī)在鍛煉身體的同時，又儲備了電能，因此使用起來非常地實(shí)用且節(jié)能。
權(quán)利要求1.一種跑步機(jī)，其包括機(jī)架、安裝在機(jī)架上的電機(jī)和跑步帶，所述的電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與跑步帶相聯(lián)動，其特征在于所述的電機(jī)為開關(guān)磁阻電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跑步機(jī)，其特征在于所述的機(jī)架上還安裝有蓄電裝置、充電電路和控制開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的切換開關(guān)，當(dāng)所述的開關(guān)磁阻電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時，開關(guān)磁阻電機(jī)通過充電電路與蓄電裝置相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的跑步機(jī)，其特征在于所述的傳動機(jī)構(gòu)由安裝在開關(guān)磁阻電機(jī)輸出軸上的慣性輪、主滾筒滾輪和傳動皮帶組成，所述的主滾筒滾輪同軸安裝在支承跑步帶的主滾筒上，而在慣性輪與主滾筒滾輪之間通過上述傳動皮帶進(jìn)行聯(lián)動。
專利摘要一種跑步機(jī)，其包括機(jī)架、安裝在機(jī)架上的電機(jī)和跑步帶，所述的電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與跑步帶相聯(lián)動，而所述的電機(jī)為開關(guān)磁阻電機(jī)。機(jī)架上還可以安裝有蓄電裝置、充電電路和控制開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的切換開關(guān)，當(dāng)所述的開關(guān)磁阻電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時，其通過充電電路與蓄電裝置相連接。由于采用了開關(guān)磁阻電機(jī)，因此在降低跑步機(jī)生產(chǎn)成本的同時，可使跑步機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起動，加、減速平滑，可進(jìn)行無級調(diào)速，并具有帶載起動電流小、低速大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速范圍大的特點(diǎn)，且變換器工作可靠，使用壽命長。同時利用開關(guān)磁阻電機(jī)可發(fā)電的特點(diǎn)，將使用過程中的機(jī)械能經(jīng)過其轉(zhuǎn)化為電能，儲存在蓄電裝置中，以備無電時跑步機(jī)本身使用或供生活用電，因此本實(shí)用新型實(shí)用性強(qiáng)，而值得在跑步機(jī)上推廣應(yīng)用。
文檔編號F03G5/00GK2712401SQ200420081469
公開日2005年7月27日 申請日期2004年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月5日
發(fā)明者陳伯榮 申請人:浙江三榮電機(jī)有限公司