專利名稱：一種跑步機的制作方法
技術(shù)領域：
本實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。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，跑步機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，其主要包括機架、電機、傳動件、跑步帶以及用于控制整個運動過程的調(diào)速系統(tǒng)，電機在調(diào)速系統(tǒng)的作用通過傳動件帶動跑步帶運轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)鍵身的目的。其中，上述電機和調(diào)速系統(tǒng)通常采用有刷直流電機、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，從而影響了人們的消費，也影響跑步機的推廣應用；常用的異步變頻調(diào)速系統(tǒng)電機起動電流也大，起動轉(zhuǎn)矩也小，短時間內(nèi)加速速度慢。當使用時，人在跑步機上的運動速度達到一定值時，人體消耗的能量已完全可以反向地帶動電機的轉(zhuǎn)動，但由于上述電機不易實現(xiàn)四項限運行，即不易實現(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。所以現(xiàn)有的跑步機系統(tǒng)仍存在著不盡人意之處，需進一步的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本實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。
本實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。
本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該跑步機包括機架、安裝在機架上的電機和跑步帶，所述的電機通過傳動機構(gòu)與跑步帶相聯(lián)動，其特征在于所述的電機為開關磁阻電機。
利用開關磁阻可作為發(fā)電機的性能，所述的機架上還可以安裝有蓄電裝置、充電電路和控制開關磁阻電機運行狀態(tài)的切換開關，當所述的開關磁阻電機處于發(fā)電狀態(tài)時，開關磁阻電機通過充電電路與蓄電裝置相連接。
所述的傳動機構(gòu)可以由安裝在開關磁阻電機輸出軸上的慣性輪、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行聯(lián)動；也可以采用其它常規(guī)的傳動方式進行聯(lián)動。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于由于采用了開關磁阻電機，因此在降低跑步機生產(chǎn)成本的同時，可使跑步機實現(xiàn)軟起動，加、減速平滑，可進行無級調(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，且變換器工作可靠，維護方便，使用壽命長。同時利用開關磁阻電機可作為發(fā)電機使用的特點，將使用過程中的多余機械能經(jīng)過其轉(zhuǎn)化為電能，儲存在蓄電裝置中，以備無電時跑步機本身使用或供生活用電，因此本實用新型在解決現(xiàn)有技術(shù)缺陷的同時，更具節(jié)能實用性，因而值得在跑步機領域推廣使用。


圖1為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例1中開關磁阻電機控制電路的工作原理圖；圖3為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型實施例2中開關磁阻電機控制電路的工作原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
實施例1，如圖1所示，該跑步機包括機架1、自機架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上適用于運動人員握持的把手3，而在所述的機架1上則安裝有開關磁阻電機6和其相應的控制電路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構(gòu)與開關磁阻電機6相聯(lián)動，這樣使得跑步帶10可隨主滾筒的轉(zhuǎn)動而具有回繞運轉(zhuǎn)的功能。在本實施例中，開關磁阻電機6位于支架本體2之下的機架1前端處，傳動機構(gòu)包括安裝在開關磁阻電機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，這樣控制開關磁阻電機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，從而達到跑步帶10運轉(zhuǎn)的目的。
該跑步機的控制電路工作原理如圖2所示，其包括運行模式給定及運行狀態(tài)顯示單元、數(shù)字邏輯電路及單片機狀態(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行描述，而僅對其功能作說明。其中，運行模式給定及運行狀態(tài)顯示單元是通過控制面板上的按鍵實現(xiàn)對跑步機運行模式的設定，同時還包括運行過程中的調(diào)整設定，這些設定通過該單元內(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狀態(tài)控制單元中進行處理，并且在控制面板上實時顯示該跑步機的各種運行狀態(tài)和運行參數(shù)、數(shù)據(jù)，以便于使使用者及時了解跑步機所處的狀態(tài)和運行情況。而數(shù)字邏輯電路及單片機狀態(tài)控制單元是整個跑步機的控制核心單元，其接收上述各種指令后，根據(jù)跑步機目前的狀態(tài)，經(jīng)過實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)動電機運轉(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)動開關磁阻電機運轉(zhuǎn)所需的脈沖直流電，從而驅(qū)動開關磁阻電機運行，使得跑步機的運行過程按照使用者的意圖進行。
為了防止開關磁阻電機在電流過大或電壓過高或電壓過低的情況下運轉(zhuǎn)，在功率放大電路與數(shù)字邏輯電路及單片機狀態(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狀態(tài)控制單元中，當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，即關閉電路以達到保護開關磁阻電機的目的。另外經(jīng)過數(shù)字邏輯電路及單片機狀態(tài)控制單元中的單片機處理，可對開關磁阻電機進行電流控制，以達到電機的最佳控制的目的。
另外，由于開關磁阻電機本身帶有轉(zhuǎn)子位置檢測器，因此，在本實施例中，將轉(zhuǎn)子位置檢測器采集到的電機轉(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狀態(tài)控制單元中，經(jīng)數(shù)字邏輯電路及單片機狀態(tài)控制單元處理后實現(xiàn)對開關磁阻電機的速度閉環(huán)控制。
實施例2，如圖3和圖4所示，其與上述第一實施例不同之處在于利用了開關磁阻電機6可實現(xiàn)四項限運行的特點，使得開關磁阻電機6按需進行發(fā)電運行。為了實現(xiàn)上述功能，本實施例在機架1的前端處安裝有蓄電裝置12和相應的常規(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11，該切換開關11與數(shù)字邏輯電路及單片機狀態(tài)控制單元的相應腳相連，以便控制開關磁阻電機6按需處于發(fā)電運行模式中。
使用時，當跑步帶10的轉(zhuǎn)速到達一定值時，使用者按壓控制面板4上的切換開關11，向數(shù)字邏輯電路及單片機狀態(tài)控制單元發(fā)出發(fā)電運行控制信號，即設定開關磁阻電機6處于發(fā)電運行模式中，則開關磁阻電機系統(tǒng)在該單片機控制下逐步由電動模式進入到發(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，雖然開關磁阻電機6的運轉(zhuǎn)電流小了，但其仍然以與跑步帶10相應的速度旋轉(zhuǎn)，使開關磁阻電機6一直處于發(fā)電的狀態(tài)中，并將機械能轉(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11，向數(shù)字邏輯電路及單片機狀態(tài)控制單元發(fā)出退出發(fā)電運行狀態(tài)的控制信號，則開關磁阻電機系統(tǒng)在單片機控制下逐步由發(fā)電模式進入到電動模式中，即回復到原始狀態(tài)。所以本實用新型的跑步機在鍛煉身體的同時，又儲備了電能，因此使用起來非常地實用且節(jié)能。
權(quán)利要求1.一種跑步機，其包括機架、安裝在機架上的電機和跑步帶，所述的電機通過傳動機構(gòu)與跑步帶相聯(lián)動，其特征在于所述的電機為開關磁阻電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跑步機，其特征在于所述的機架上還安裝有蓄電裝置、充電電路和控制開關磁阻電機運行狀態(tài)的切換開關，當所述的開關磁阻電機處于發(fā)電狀態(tài)時，開關磁阻電機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，其特征在于所述的傳動機構(gòu)由安裝在開關磁阻電機輸出軸上的慣性輪、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行聯(lián)動。
專利摘要一種跑步機，其包括機架、安裝在機架上的電機和跑步帶，所述的電機通過傳動機構(gòu)與跑步帶相聯(lián)動，而所述的電機為開關磁阻電機。機架上還可以安裝有蓄電裝置、充電電路和控制開關磁阻電機運行狀態(tài)的切換開關，當所述的開關磁阻電機處于發(fā)電狀態(tài)時，其通過充電電路與蓄電裝置相連接。由于采用了開關磁阻電機，因此在降低跑步機生產(chǎn)成本的同時，可使跑步機實現(xiàn)軟起動，加、減速平滑，可進行無級調(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，且變換器工作可靠，使用壽命長。同時利用開關磁阻電機可發(fā)電的特點，將使用過程中的機械能經(jīng)過其轉(zhuǎn)化為電能，儲存在蓄電裝置中，以備無電時跑步機本身使用或供生活用電，因此本實用新型實用性強，而值得在跑步機上推廣應用。
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:浙江三榮電機有限公司