[發(fā)明專利]一種智能健身器電阻尼及其控制方法

有效

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• 申請日: 2009-06-24
• 公開（公告）號: CN101837182A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁錫武
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市安托山技術(shù)有限公司
• 主分類號: A63B24/00
• 分類號: A63B24/00;A63B21/005;H02M7/04;G05B19/04
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及健身器內(nèi)部的控制系統(tǒng)，具體是指一種智能健身器電阻尼及其控制方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的健身器材的內(nèi)部阻尼產(chǎn)生方式一般分為機械阻尼和電磁阻尼兩種。機械阻尼方式，采用摩擦片接觸機械轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生的摩擦力提供阻尼，采用機械手柄作為控制摩擦力的大小，這種方式的缺點是阻尼大小不容易控制，改變阻尼需要重新調(diào)整手柄，不易操作，并且摩擦片長時間使用后存在磨損消耗，需要定期更換。摩擦片磨損變薄會導(dǎo)致摩擦力下降，需要手工調(diào)整。由于沒有自調(diào)整程序，所以無法對健身器使用者的運動高中低強度進行實時調(diào)整，所以這類健身器逐漸被磁阻尼健身器替代。現(xiàn)有磁阻尼健身器的阻尼制動器以鋼索牽引磁鋼之間，控制磁鋼環(huán)偏離制動環(huán)的幅度來控制飛輪的旋轉(zhuǎn)阻力，名稱為“健身車的磁阻尼制動器”、專利號為ZL02268668.1的中國專利詳細(xì)介紹了這種控制方法。這個控制方法屬于機械控制，不具有智能健身器的特點。專利ZL03253523.2的實用新型在結(jié)構(gòu)方面對磁阻尼制動器進行了改進，如圖1所示，采用電路放大器的控制電機流過晶體管的電流，以此控制電機所產(chǎn)生的磁阻尼，其中阻尼也需要手動調(diào)節(jié)可調(diào)電阻來控制，無法進行數(shù)字化程序控制，并且該專利的電路工作時4個晶體管工作在放大區(qū)，功耗極大，容易過熱燒壞，可靠性低。

隨著數(shù)字信息的快速發(fā)展，未來的健身器領(lǐng)域也將會向智能化，數(shù)字化邁進。智能化阻尼控制方法必然成為未來智能健身器不可或缺的技術(shù)。本申請人對現(xiàn)有磁控阻尼技術(shù)提出創(chuàng)新性的改進。在現(xiàn)有機械結(jié)構(gòu)不變的情況下，增加智能控制電路，實現(xiàn)健身器阻尼的數(shù)字化控制。一旦實現(xiàn)阻尼的數(shù)字化控制，阻尼就可以根據(jù)人體工程學(xué)的原理通過設(shè)定程序?qū)∩砥鞯淖枘徇M行控制，智能感知調(diào)整鍛煉者的運動負(fù)荷，提高人體的舒適度和易用性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種具有智能性、靈活性、可升級維護性的智能健身器電阻尼。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種智能健身器電阻尼的控制方法，該智能健身器電阻尼的控制方法可以用于需要阻尼控制的所有健身器材類場合，具有低成本、高智能的特點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種智能健身器電阻尼，其包括三相橋式整流電路、數(shù)字穩(wěn)壓電路、智能控制芯片、電阻尼負(fù)載及機械傳動輸入，由發(fā)電機輸出電壓和電流，經(jīng)過數(shù)字穩(wěn)壓電路，輸出穩(wěn)定的電壓，穩(wěn)壓模塊輸出的電壓由智能控制芯片控制，電壓輸入給電阻尼負(fù)載，電能消耗在電阻尼負(fù)載上，所述的電阻尼負(fù)載連接設(shè)有阻尼數(shù)字控制電路，所述的電阻尼負(fù)載連接設(shè)有阻尼智能控制電路。

所述的阻尼數(shù)字控制電路，其包括：智能控制IC、直流高壓、直流可控低壓、大功率電阻尼負(fù)載。

所述的阻尼智能控制電路，包括發(fā)電機M1、三相整流橋BR、儲能濾波電容C1、穩(wěn)壓開關(guān)管Q1、Q2、電感L1、分壓電阻R1、R2、R3、R4、輸出濾波電容C2、大功率阻尼負(fù)載R和智能控制IC組成；所述發(fā)電機可以是兩相或直流電機，三相整流橋BR1是兩相的或無整流橋，三相整流橋BR1的輸出連接穩(wěn)壓開關(guān)管Q1的D極，Q2的D極接到Q1的S極，并且與電感L1相連，Q2的S極接地，Q1、Q2的柵極接到控制IC的2個pwm信號的輸出腳；所述的電感L1的另一端接到大功率阻尼負(fù)載R上，C1、C2分別接到輸入直流電壓和輸出直流電壓進行濾波，R1、R2組成分壓電路連到輸出電壓Vout上，并將分壓點連接智能控制IC的FB1腳，R3、R4組成分壓電路連到輸出電壓Vin上，并將分壓點連接智能控制IC的FB2腳。

首先將健身器的機械能通過傳動變換旋轉(zhuǎn)機械能輸入到發(fā)電機M1，M1輸出三相電，三相電通過三相整流橋整流成直流輸出Vin，Q1、Q2組成同步降壓電路，Q1和Q2的導(dǎo)通時間是互補的，Q1的導(dǎo)通占空比D由智能控制IC輸出，L1是輸出濾波電感，C1是濾波電容，此時Vout＝Vin*D，智能控制IC采樣到Vout到FB1腳，并且進行模數(shù)轉(zhuǎn)換進行處理，并且根據(jù)控制面板的輸入調(diào)整占空比輸出，以此來實現(xiàn)智能健身器電阻尼的控制方法。

采用上述方案后，本發(fā)明可以實現(xiàn)高度智能的健身器阻尼控制，使健身器的阻尼控制方式非常簡單方便、靈活性大、可升級性高，由于采用數(shù)字化控制，使得健身器可以按照人體工程學(xué)的方式進行阻尼實時控制成為可能。具體優(yōu)點如下：

1、以發(fā)電機作為磁阻尼，可靠性高，噪音低；

2、該技術(shù)提供了智能健身器的發(fā)展平臺，為各種高端智能健身器的控制基礎(chǔ)；

3、數(shù)字控制簡易方便，可動態(tài)調(diào)整運動的阻尼大小。

下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明：

附圖說明