飞轮发电结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种飞轮发电结构，包括有一飞轮本体、一内环圈、多个磁性单元、一线圈组，该飞轮本体可转动地结合于一转轴，飞轮本体具有一轴部、一飞轮内侧、两侧面及一飞轮外侧，该飞轮本体的两侧面的其中一侧面延伸出一内环圈，该内环圈具有一外环侧面与一内环面，其中多个磁性单元环列布设在该内环圈的内环面，线圈组绕置在一线圈承架的数个磁极，并延伸出有一对电力输出线，该线圈承架结合在该转轴的轴心作为定子，当该飞轮本体转动时，内环圈及磁性单元随着该飞轮本体转动，而由该线圈组感应一电能，由该电力输出线输出该电能至一制动装置。该飞轮发电结构还包括有一电磁制动装置。本发明具有高效能发电、增加惯性、节省材料的优点。
【专利说明】飞轮发电结构
【技术领域】
[0001]本发明为一种阻尼机构，尤指应用于健身器材的飞轮发电结构。
【背景技术】
[0002]传统的健身器材，例如健身车，运动者主要通过踩动踏板，进而驱动健身车上所设的飞轮产生转动，而为了使得踩动踏板时可以让运动者承受适当的阻力或抗力，目前主要通过磁阻力的方式，提供健身车不同阻力大小的调整，进而让运动者经由对抗不同的阻力或抗力而达到运动健身的效果。
[0003]现有健身车飞轮的内侧环面设置行星齿轮的结构，通过多个齿轮啮合的结构来达到产生电力的目的。此种现有结构存在的缺点包括有:需各种不同齿轮及齿轮盘组成复杂的齿轮结构、材料成本高、齿轮运转时的噪音大、组装不易、人工成本高、速度放大倍数受限于结构。
[0004]在另一种现有的一般健身脚踏车于内部设有飞轮装置结构，并且对应该飞轮装置结构的轮盘设有调整轮盘转动阻尼大小的装置(图未示)，通过该装置对于阻尼的调整，提供使用者不同的抵抗力量，让使用者随情况不同的施力来转动轮盘，达到不同的健身车运动效果。
[0005]请参阅图1，显示现有飞轮装置结构示意图。如图所示传统飞轮装置结构1包括有一飞轮11、一飞轮固定座12主要是在飞轮11中心位置处设有一轴柱111设置于飞轮固定座12的轴孔121，该飞轮11的内侧环112设置多个永久磁铁13，并在相对应于该永久磁铁13处配置一由硅钢片叠置而成的线圈承座14，并在该线圈承座14中绕置多个线圈141，各个线圈141相对应于该些永久磁铁13，并保持一预定间隙。当飞轮固定座12与飞轮11组装完成时，飞轮固定座12的外侧面122设置至少一个铝固定片15，防止飞轮11因转动时松脱掉落造成使用上的危险。
[0006]此外，运动者在使用传统健身设备进行运动时，传统健身设备往往无法有效回收运动者在进行运动时产生的能量，而造成能量的浪费。
[0007]然而飞轮的转速依据运动者所施加的踩踏力所产生的速度而定，并进一步影响发电效率，当运动者所施加的踩踏力所产生的速度较慢时，发电机组的发电效率也较差，因此如何有效地提高发电机组的发电效率成为一个重要的课题。
[0008]此种现有结构存在的缺点包括有:体积大、低转速时发电量小、材料成本较为昂贵而不利于生产制造、运转时的温度偏高、组装不易、人工成本高的问题。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的目的是即针对飞轮装置结构的缺失予以改善，以克服现有技术所遇到的各项问题。
[0010]为了能有效克服上述现有技术的问题，本发明主要在于提供一种可应用于健身器材，结构较为简单的脚踏传动飞轮高效能发电、增加惯性、节省材料的飞轮发电结构，易于运动者调整阻力大小，且阻力大小单纯依据磁铁强度而进行调整阻力大小。
[0011]本发明为解决现有技术的问题所采用的技术手段是提供飞轮发电结构，包括有:
[0012]一飞轮本体，具有一轴部、一飞轮内侧、两侧面及一飞轮外侧，其中该轴部可转动地结合于一转轴，使该飞轮本体得以该转轴为旋转中心受一外加驱动力而旋转；
[0013]一内环圈，由该飞轮本体的两侧面的其中一侧面一体地延伸出一长度，该内环圈具有一外环侧面与一内环面；
[0014]多个磁性单元，环列布设在该内环圈的内环面；
[0015]一线圈组，绕置在一线圈承架的数个磁极，并延伸出有一对电力输出线，该线圈承架结合在该转轴的轴心作为定子；
[0016]当该飞轮本体转动时，该内环圈及该磁性单元随着该飞轮本体转动，而由该线圈组感应一电能，由该电力输出线输出该电能至一制动装置。
[0017]本发明的一实施例中，飞轮发电结构，包括有:一飞轮本体、一飞轮内侧、一线圈组、一飞轮外侧及多个磁性单元，该磁性单元环列布设在该内环圈。当转轴已一驱动力驱动该飞轮本体转动时，飞轮本体得以该转轴为旋转中心受一外加驱动力而旋转，内环圈及磁性单元随着该飞轮本体转动，而由该线圈组感应一电能，由该电力输出线输出该电能至一制动装直。
[0018]本发明的另一实施例中，飞轮发电结构也可包括有一制动装置，该制动装置包括一驱动马达、一齿轮组、一支架，其中制动装置接收该线圈组所感应的该电能，以对该飞轮本体产生制动的效果。
[0019]本发明提供一种飞轮发电结构，具有结构较为简单、高效能发电、增加惯性、节省材料、易于组装、人工成本低的优点，此外，易于运动者调整阻力大小，且阻力大小单纯依据磁铁强度而进行调整。
[0020]本发明所采用的具体技术，将通过以下的实施例及附图作进一步的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1显示现有实施例的示意图。
[0022]图2显示飞轮本体的示意图。
[0023]图3显示飞轮本体结合制动装置的示意图。
[0024]图4显示飞轮本体连接制动装置的示意图。
[0025]图5显示飞轮本体连接电磁制动装置的示意图。
[0026]符号说明:
[0027]1传统飞轮装置结构
[0028]11 飞轮
[0029]111 轴柱
[0030]12飞轮固定座
[0031]121 轴孔
[0032]122外侧面
[0033]13永久磁铁
[0034]14线圈承座
[0035]141 线圈
[0036]15铝固定片
[0037]200飞轮发电结构
[0038]2飞轮本体
[0039]21 轴部
[0040]22飞轮内侧
[0041]23两侧面
[0042]24飞轮外侧
[0043]25 转轴
[0044]3 内环圈
[0045]31外环侧面
[0046]32内环面
[0047]4线圈组
[0048]41线圈承架
[0049]42 磁极
[0050]43电力输出线
[0051]5金属环
[0052]6磁性单元
[0053]7制动装置
[0054]71驱动马达
[0055]711驱动转轴
[0056]72齿轮组
[0057]721输出轴柱
[0058]73 支架
[0059]731 轴孔
[0060]732 孔槽
[0061]74 轴柱
[0062]75控制装置
[0063]8电磁制动装置
[0064]81电磁元件
[0065]82电磁铁控制器
[0066]2 电能
[0067]八驱动电力
【具体实施方式】
[0068]请参阅图2，显示飞轮本体的示意图。如图所示，一种飞轮发电结构200，包括有一飞轮本体2、一内环圈3及一线圈组4。
[0069]飞轮本体2的选定位置处具有一轴部21、一飞轮内侧22、两侧面23及一飞轮外侧24，该飞轮内侧22结合有一金属环5，使飞轮本体2旋转的惯性律动更为稳定。金属环5的使用材料为非导磁性材料，例如铝、铜为媒介材料。
[0070]飞轮本体2的轴部21转动地结合于一转轴25，使该飞轮本体2得以该转轴25为旋转中心受一外加驱动力而旋转。
[0071]内环圈3由该飞轮本体2的两侧面23的其中一侧面一体地延伸出一长度，该内环圈3具有一外环侧面31与一内环面32，其中内环圈3的内环面32设置多个磁性单元6，环列布设在该内环圈3的内环面32，该磁性单元6随着飞轮本体2转动与线圈组4制动而产生一磁力场。
[0072]线圈组4绕置在一线圈承架41结合在该转轴25并在一端处设有多个磁极42对应于内环圈3的磁性单元6。线圈组4延伸出有一对电力输出线43，该线圈组4与磁性单元6产生一磁力场而由该线圈组感应一电能￡,经电力输出线43电连接至一制动装置7 (如图3所示)。线圈承架41的使用材料为导磁性材料，例如硅、钢片、铁为媒介材料。
[0073]当该飞轮本体2转动时，转轴25带动该飞轮本体2旋转，其中多个磁性单元6设置于内环圈3的内环面32，随着飞轮本体2转动使磁性单元6与线圈组4制动而产生一磁力场进而产生电能2该线圈组4感应一电能2，由该电力输出线43输出电能2电连接至一制动装置7。
[0074]请参阅图3，显示本发明飞轮本体结合制动装置的示意图。本实施例的大部份组成构件与第一实施例相同，故相同元件乃标示相同的元件编号，以兹对应。在本实施例中，飞轮发电结构200设置一制动装置7，该制动装置7包括有一驱动马达71、一齿轮组72、一支架73、一轴柱74及一控制装置75，其中制动装置7接收该线圈组4所感应的电能2，以对该飞轮本体产生制动。
[0075]驱动马达71经电力输出线43电连接至控制装置75。驱动马达71设置有一驱动转轴711，该驱动转轴711与齿轮组72相啮合，经驱动马达71带动旋转。
[0076]齿轮组72具有一输出轴柱721，该输出轴柱721的端部对应该支架73的孔槽732，该齿轮组72与该驱动马达的驱动转轴711相啮合，由该驱动马达带动旋转。
[0077]支架73结合在制动装置7的轴柱74，该支架73具有一轴孔731与一孔槽732，该孔槽732结合齿轮组72的输出轴柱721。该轴孔731可转动以该轴柱74为旋转中心旋动一角度。
[0078]控制装置75电连接于该线圈组4，并在接收到该线圈组4所产生的该电能2后，产生一驱动电力八驱动该驱动马达71。
[0079]当飞轮本体2所产生的电能2电连接至控制装置75，该控制装置75产生一驱动电力八驱动该驱动马达71而开始运作。该驱动马达71的驱动转轴711结合齿轮组72并带动输出轴柱721，该输出轴柱721与孔槽732互相对应结合。支架73的轴孔731以该轴柱74为旋转中心旋动一角度，使该自由端接近或远离该飞轮的内环圈，而对该飞轮本体2产生制动。
[0080]唯上述可得知，在本发明一种飞轮发电结构200中，该飞轮本体2的飞轮内侧22结合一金属环5。内环圈3配置有多个磁性单元6，环列布设在该内环圈3的内环面32并相邻于线圈组4并延伸出有一对电力输出线43电连接至一制动装置7。
[0081]再者，当制动装置7的驱动马达71作动后，经由齿轮组72的输出轴柱721的端部对应于该支架73的孔槽732予以结合，以该轴柱74为旋转中心旋动一角度，而接近或远离金属环5，已达到制动装置7磁场阻尼制动的效能。
[0082]请参阅图4，显示飞轮本体连接制动装置的示意图。本实施例的大部份组成构件与第一实施例相同，故相同元件乃标示相同的元件编号，以兹对应。在该飞轮本体2的飞轮外侧24结合有一金属环5，并由线圈组4并延伸出有一对电力输出线43电连接至控制装置75，该控制装置75电接至驱动马达71。
[0083]当飞轮发电结构200转动时，该线圈组4感应一电能2经电力输出线43输出该电能2至控制装置75而产生一驱动电力八驱动该驱动马达71，该驱动马达71的驱动转轴711与齿轮组72相啮合，该齿轮组72的输出轴柱721对应于该支架73的孔槽732予以结合而驱动该支架73。支架73结合于轴柱74可转动制动装置7的支架73。以轴柱74旋转中心旋动一角度，而接近或远离金属环5，已达到磁场阻尼制动的功用。
[0084]请参阅图5，显示飞轮本体连接电磁制动装置8的示意图。如图所示。金属环5结合于飞轮本体2的飞轮外侧24。内环圈3的内环面32设置的一线圈组4并延伸出有一对电力输出线43电连接至电磁铁控制器82，该电磁铁控制器82电连接至电磁元件81，并面向于金属环5，运动者可通过手动或自动方式来操作阻力的大小。
[0085]当飞轮本体2转动时，线圈组4与内环圈3产生磁吸作用而产生磁力，该线圈组因磁力产生进而感应一电能￡,由该电力输出线43输出电能2至电磁铁控制器82，该电磁铁控制器82电连接至电磁元件81。
[0086]当电磁元件81接收到飞轮发电结构200所产生的电能2，使该电磁元件81与金属环5间产生制动，达到磁场阻尼制动的功用。
[0087]以上所举实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围，凡其他未脱离本发明所揭示的精神下而完成的等效修饰或置换，均应包含于申请专利范围内。
【权利要求】
1.一种飞轮发电结构，其特征在于，该飞轮发电结构包括有: 一飞轮本体，具有一轴部、一飞轮内侧、两侧面及一飞轮外侧，其中该轴部可转动地结合于一转轴，使该飞轮本体得以该转轴为旋转中心受一外加驱动力而旋转； 一内环圈，由该飞轮本体的两侧面的其中一侧面一体地延伸出一长度，该内环圈具有一外环侧面与一内环面； 多个磁性单元，环列布设在该内环圈的内环面； 一线圈组，绕置在一线圈承架的数个磁极，并延伸出有一对电力输出线，该线圈承架结合在该转轴的轴心作为定子； 当该飞轮本体转动时，该内环圈及该磁性单元随着该飞轮本体转动，而由该线圈组感应一电能，由该电力输出线输出该电能至一制动装置。
2.如权利要求1所述的飞轮发电结构，其特征在于，该线圈承架以导磁材料所制成。
3.如权利要求2所述的飞轮发电结构,其特征在于,该导磁材料选自娃钢片、铁之一。
4.如权利要求1所述的飞轮发电结构，其特征在于，该飞轮本体的该飞轮内侧还结合有一金属环。
5.如权利要求4所述的飞轮发电结构，其特征在于，该金属环选自铝、铜之一的非导磁性材料。
6.如权利要求1所述的飞轮发电结构，其特征在于，该制动装置包括； 一驱动马达； 一控制装置，电连接于该线圈组，并在接收到该线圈组所产生的该电能后，产生一驱动电力予该驱动马达； 一齿轮组，与该驱动马达的一驱动转轴相啮合，由该驱动马达带动旋转； 一支架，具有一轴孔、一自由端、一孔槽，其中该轴孔可转动以一轴柱为旋转中心旋动一角度； 当该驱动马达接收该飞轮本体所产生的该电能后，该驱动马达驱动该支架以一轴柱为旋转中心旋动一角度，使该支架的该自由端接近或远离该飞轮本体的该飞轮内侧，而对该飞轮本体产生制动。
7.如权利要求1所述的飞轮发电结构，其特征在于，该制动装置为一外磁式制动装置，其中外磁式制动装置包括； 一驱动马达； 一控制装置，电连接于该线圈组，并在接收到该线圈组所产生的该电能后，产生一驱动电力予该驱动马达； 一齿轮组，与该驱动马达的一驱动转轴相啮合，由该驱动马达带动旋转； 一支架，具有一自由端、一轴孔、一孔槽，其中该轴孔可以一轴柱为旋转中心旋动一角度； 该外磁式制动装置位在该飞轮外侧的邻近位置处，当该外磁式制动装置接收该线圈组经该电力输出线所传输的电能后，驱动该支架以一轴柱为旋转中心旋动一角度，使该支架的该自由端接近或远离该飞轮外侧。
8.如权利要求1所述的飞轮发电结构，其特征在于，该飞轮发电结构还包括有一电磁制动装置，该电磁制动装置包括有: 一电磁元件，位在该飞轮外侧的邻近位置处； 一电磁铁控制器，电连接于该线圈组，并在接收到该线圈组所产生的该电能后，传输至该电磁元件以对该飞轮本体产生制动。
9.如权利要求1所述的飞轮发电结构，其特征在于，该飞轮本体的该飞轮外侧还结合有一金属环。
【文档编号】H02K7/02GK104426290SQ201410408503
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】陈穗荣 申请人:向一股份有限公司