运动设备的电力互助系统的制作方法

本发明与运动设备有关，特别是指一种运动设备的电力互助系统。

背景技术：

随着社会的飞速发展及人们对于自身健康日渐重视，体育运动已成为维持身体健康及提升自身体能的不二法门，其中，许多人是利用室内运动设备进行运动，室内运动设备具有不受天候及时间早晚影响的优点，相较于在户外运动更为方便，因此备受许多民众的喜爱。

以电力运作的室内运动设备的电力来源可概分为插电式及自发电式(self-powered)二种，插电式运动设备是利用该运动设备的插头连接室内的电源插座，而可获得交流电源(市电)使运动设备得以运作；自发电式运动设备则可将运动者使用该运动设备的机械能转换为电能，并将该电能供给至该运动设备使用或储存于运动设备的充电电池中以供运动设备备用。在这二种室内运动设备中，自发电运动设备因为不需要消耗市电，因此可降低使用成本及提升环保效益，且自发电运动设备并不需由外界供电，而不受室内插座位置及插座数量的限制，摆设位置及摆设数量十分自由，又因为自发电运动设备并不需要电源线及延长线，使得设置环境十分清爽简洁，尤其对于商业营业的健身房而言，提供舒适整洁的环境是吸引消费者上门的最佳途径。

在一般情况下，运动者以一基本速度运动所产生的电力即可供给自发电运动设备的仪表元件(例如led、七段显示器)及中央控制电路等的电力需求，当运动者的运动速度较高时，多余的电力便会充入该运动设备的充电电池中，当运动者的运动速度较低或停止运动时，运动设备则会以储存于充电电池中的电力进行仪表元件及中央控制电路的电力供给，以免因运动者一时减速或短暂地停止运动而造成运动程式的中断或重置。

然而，若运动设备具有马达，例如用于控制阻力装置(如涡电流控制器)的马达，或是用于驱动运动设备的骨架以改变运动者的运动轨迹的马达，由于其会大量且快速地消耗该运动设备所具有的电能，使得该运动设备所产生的电能并不足以供给马达所消耗的电能，而开始消耗该运动设备的充电电池所储存的电能，而当该充电电池的电能不足时，除非运动者以较快的速度进行运动，否则运动设备并无法支应马达所消耗的电能，且于一般状况下运动者并不会知道目前该运动设备所产生的净电值为负值，往往直到该运动设备停止运作并中断运动程式时，才察觉该运动设备已 无电力支应，而被迫中断运动者的运动进程。

再者，在健身房中，由于各个运动设备的运动类型、机种(新旧)及摆设位置各有不同，使得各个运动设备的使用频率及发电能力不尽相同，使用频率较低、发电能力较低(例如运动量较低的重量训练器材)或经常使用前述马达功能的运动设备，其电池的电量容易处于低准位，甚至可能因为电池电能的自然流失或过度使用而造成运动设备完全停摆；而使用频率较高或发电能力较高的运动设备，其电池电量经常处于高准位的状态，当电池已经充饱电时，该运动设备所产生的多余电能是以负载进行消耗，换言之，多余的电能是被浪费并没有进行有效利用。如此可知，在同一时间内，健身房中的某些运动设备可能因为电能不足而无法正常使用，某些运动设备则电能充足甚至过剩而必须以负载消耗电能。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种运动设备的电力互助系统，各个运动设备之间可分享电能，以确保各个运动设备具有足够运作的电能。

为达到上述目的，本发明所提供的一种运动设备的电力互助系统，其特征在于包含有：至少二运动设备，包含至少一第一运动设备及至少一第二运动设备，各所述运动设备具有一运动模组、一发电模组、一蓄电模组及至少一用电模组；所述运动模组受外力驱动而产生机械能；所述发电模组与所述运动模组连接，可将所述运动模组的机械能转换为电能；所述蓄电模组与所述发电模组连接，可蓄存所述发电模组所产生的电能；所述用电模组与所述蓄电模组连接，消耗所述蓄电模组所蓄存的电能；各所述第一运动设备与各所述第二运动设备之间分别具有一无线通讯管道，所述无线通讯管道可传输各所述运动设备的蓄电模组的蓄电量资讯；各所述第一运动设备更包含一能量发射模组及一控制单元；所述能量发射模组与所述第一运动设备所属的所述发电模组及/或所述蓄电模组连接，并可将所述发电模组及/或所述蓄电模组的电能转换为一能量波并向所述至少一第二运动设备发射；各所述第一运动设备的控制单元分别与所述第一运动设备所属的所述蓄电模组及所述能量发射模组连接，并控制所述能量发射模组发射所述能量波；各所述第二运动设备更包含一能量接收模组及一控制单元；所述能量接收模组与所述第二运动设备所属的所述蓄电模组连接，能接收所述至少一第一运动设备的能量发射模组所发射的能量波，并将所述能量波转换为电能并蓄存于所述蓄电模组；各所述第二运动设备的控制单元分别与所述第二运动设备所属的所述蓄电模组及所述能量接收模组连接，并控制所述能量接收模组接收所述能量波；所述的至少一第一运动设备的控制单元及至少一第二运动设备的控制单元是依据所述各运动设备的蓄电模组的蓄电量资讯 控制所述能量波的发射或接收。

上述本发明的技术方案中，各所述第二运动设备更包含一能量发射模组，所述能量发射模组与所述第二运动设备所属的所述控制单元及所述发电模组及/或所述蓄电模组连接，并能将所述发电模组及/或所述蓄电模组的电能转换为一能量波并向所述至少一第一运动设备发射；各所述第二运动设备的控制单元并控制所述能量发射模组发射所述能量波；各所述第一运动设备更包含一能量接收模组，所述能量接收模组与所述第一运动设备所属的所述控制单元及所述蓄电模组连接，能接收所述至少一第二运动设备的能量发射模组所发射的能量波，并将所述能量波转换为电能并蓄存于所述蓄电模组；各所述第一运动设备的控制单元并控制所述能量接收模组接收所述能量波；所述的至少一第一运动设备的控制单元及至少一第二运动设备的控制单元是依据所述各运动设备的蓄电模组的蓄电量资讯控制所述能量波的发射或接收。

各所述运动设备的蓄电模组具有一第一预设值及一第二预设值；当所述运动设备的蓄电模组的蓄电量高于所述第一预设值时，所述运动设备的控制单元才控制所述能量发射模组发射所述能量波；当所述运动设备的蓄电模组的蓄电量低于所述第二预设值时，所述运动设备的控制单元才控制所述能量接收模组接收所述能量波。

4、如权利要求1或2所述的运动设备的电力互助系统，其特征在于：所述第一运动设备及所述第二运动设备为相同种类的运动设备，当其中一所述运动设备的蓄电模组的蓄电量高于另一所述运动设备的蓄电模组的蓄电量时，蓄电量较高的所述运动设备的控制单元控制所述能量发射模组向蓄电量较低的所述运动设备发射所述能量波，而且，蓄量电较低的所述运动设备的控制单元控制所述能量接收模组接收蓄电量较高的所述运动设备所发射的能量波。

各所述运动设备具有一通讯装置，所述通讯装置与所述控制单元连接；所述无线通讯管道形成于所述二运动设备的二通讯装置之间。

所述无线通讯管道形成于所述二运动设备分别具有的能量发射模组及能量接收模组之间。

更包含有：一能量调配装置，无线连接于所述各运动设备之间并形成所述无线通讯管道，其能接收所述各运动设备的蓄电模组的蓄电量资讯，并传送一输电指令到所述至少一第一运动设备，使所述至少一第一运动设备的控制单元控制所述能量发射模组发射所述能量波。

所述能量波为电磁波或超音波。

各所述运动设备的能量发射模组是以波束成形技术发射所述能量波。

本发明还提供了另一技术方案：一种运动设备的电力互助系统，包含有至少二运动设备，所述各运动设备设置在同一场所，各所述运动设备具有一运动模组、一发电模组、一蓄电模组及至少一用电模组；所述运动模组供使用者进行特定的身体运动，并受所述身体运动带动而产生机械能；所述发电模组与所述运动模组动力连接，能将所述机械能转换为电能；所述蓄电模组与所述发电模组电性连接，能蓄存所述发电模组产生的电力；各所述用电模组需要消耗电力进行运作，而且至少一所述用电模组与所述蓄电模组电性连接，运作时消耗所述蓄电模组蓄存的电力；其特征在于：至少一所述运动设备各具有一能量发射模组，其他的所述运动设备各具有一能量接收模组；在具有所述能量发射模组的所述运动设备中，所述能量发射模组与所述发电模组及/或所述蓄电模组电性连接，能将所述发电模组及/或所述蓄电模组的电力转换为电磁波或超音波向外发射；在具有所述能量接收模组的所述运动设备中，所述能量接收模组与所述蓄电模组电性连接，能接收其他的所述运动设备的所述能量发射模组所发射的所述电磁波或超音波，并将所述电磁波或超音波转换为电力蓄存于所述蓄电模组；任一具有所述能量发射模组的所述运动设备与其他的任一具有所述无线接收模组的所述运动设备之间均具有一无线通讯管道，能传输关于所述蓄电模组的蓄电状况的资讯；各所述运动设备还具有一控制单元，所述控制单元会依据所述运动设备的所述蓄电模组的蓄电状况，以及所述运动设备通过所述无线通讯管道连接的另一所述运动设备的所述蓄电模组的蓄电状况，控制所述能量发射模组发射所述电磁波或超音波，及/或控制所述能量接收模组接收所述电磁波或超音波。

采用上述技术方案，本发明的运动设备的电力互助系统可将至少一运动设备的电能转换为一能量波，并将该能量波传送至至少另一运动设备，至少另一运动设备接收该能量波并将该能量波转换为电能而增加其电能存量，如此可使各个运动设备不会因为电能的自然消耗或过度使用而造成运动设备的完全停摆，确保运动设备保持可运作的状态，也不会浪费运动设备所产生的多余电能，使多余的电能可被其他运动设备所利用，而可有效地利用电能并达到电能共享的效果。

附图说明

图1是本发明第一较佳实施例的电力互助系统的运作示意图；

图2是图1的电力互助系统的架构图；

图3是本发明第二较佳实施例的电力互助系统的架构图；

图4是本发明第二较佳实施例的运作示意图，并显示能量调配装置传输输电指令；

图5是图4的运动设备间的输电示意图；

图6是图5的运动设备间切换输电状态的示意图；

图7是图4的运动设备间的另一输电示意图。

具体实施方式

现举以下实施例并结合附图对本发明的结构及功效进行详细说明。

请参阅图1，本发明所提供的运动设备的电力互助系统，是应用于同一运动场所中的运动设备，由电量较多或电量充沛的一个或多个运动设备(例如运动设备a)将电能以无线充电/无线传输的方式输送至一个或多个电量较少或电量低下的运动设备(例如运动设备b)，使各个运动设备保持可运作的状态，也不会浪费运动设备所产生的多余电能，达到本发明的电力互助的目的。附图中是以方框代表运动设备的范例，本发明的运动设备并不限于附图所绘的排列位置。

请参阅图2，是本发明一较佳实施例的运动设备的电力互助系统10，本发明可使至少二个或多个运动设备之间无线传输电力，首先以至少二个运动设备20为说明，各运动设备20包含有一运动模组21、一发电模组22、一蓄电模组23、至少一用电模组24、一能量发射模组25、一能量接收模组26、一控制单元28及一通讯装置29，其中：

运动模组21与发电模组22连接，并供运动者进行特定的身体运动，并受该身体运动的带动而产生机械能。发电模组22与运动模组21连接，并可将运动模组21所产生的机械能转换为电能。蓄电模组23与发电模组22连接，其可蓄存发电模组22所产生的电能。至少一用电模组24可为运动设备20的仪表元件、中央控制电路或马达，其与蓄电模组23连接，并消耗蓄电模组23所蓄存的电能。

能量发射模组25与发电模组22及/或蓄电模组23连接，并可将发电模组22及/或蓄电模组23的电能转换为一能量波27并向其它运动设备发射，在本实施例中，能量发射模组25与蓄电模组23连接。能量接收模组26与蓄电模组23连接，并可接收其他运动设备20的能量发射模组25所发射的能量波27，并将能量波27转换为电能并蓄存于蓄电模组23。

需说明的是，关于能量发射模组25将电能转换为能量波27的转换技术及能量接收模组26将能量波27转换为电能的转换技术为相关技术领域中的习知技术，且非属本发明的创作范畴，容不赘述。

本发明的运动设备20的能量发射模组25所发射的能量波27可为电磁波或超音波等无线能量波，并以波束成形(beamforming)技术向特定的运动设备20的能量接收模组26发射。

上述的波束成型的技术为相关技术领域的习知技术，也非本发明的创作范围，容不赘述。

控制单元28分别与蓄电模组23、能量发射模组25及能量接收模组26连接，其依照蓄电模组23的蓄电量控制能量发射模组25发射能量波27或控制能量接收模组26接收能量波27。

通讯装置29与控制单元28连接，并与其它运动设备20的通讯装置29保持连线。通讯装置29包含一资讯传输模组291及一资讯接收模组292，资讯传输模组291可发出蓄电模组23的蓄电量资讯，资讯接收模组292可接收其它运动设备20的资讯传输模组291所发出的蓄电量资讯。

再请参阅图1，本发明的运动设备20的蓄电模组23具有一第一预设值231及一第二预设值232，第二预设值232可设定为等于或低于第一预设值231，在本实施例中，第二预设值232低于第一预设值231。当蓄电模组23的蓄电量233高于第一预设值231时，控制单元28依状况或被要求而控制能量发射模组25发射能量波27。当蓄电模组23的蓄电量233低于第一预设值231且高于第二预设值232时，控制单元28关闭能量发射模组25及能量接收模组26，使运动设备20无法发射或接收能量波27。当蓄电模组23的蓄电量233低于第二预设值时，控制单元28控制能量接收模组26接收该能量波。

下文说明本发明的运作方式，所述的运作方式仅为例举用，本发明的技术特征的应用方式不以下文为限。为方便区分各个运动设备20，下文的各个运动设备20标注不同的英文字母(例如a至f)以作为区分，标注有英文字母的运动设备的结构与上述的运动设备20的结构相同。

再请参阅图1，该图显示有二运动设备a、b(二运动设备a、b可为相同或不同的运动器材，例如但不以此为限，可为跑步机、楼梯机、踏步机、健身脚踏车或重量训练器材等)，二运动设备a、b放置于同一运动场所。二运动设备a、b的二通讯装置29之间是无线连线，形成一无线通讯管道293，无线通讯管道293供二运动设备a、b保持沟通其蓄电模组23的蓄电量资讯。当运动设备b的蓄电模组23的蓄电量233低于该第二预设值时，其控制单元28开启运动设备b的能量接收模组26，使能量接收模组26能够接收其他运动设备的能量波；当运动设备a的蓄电模组23的蓄电量233高于该第一预设值，且依照运动设备b所传输的蓄电量资讯侦知运动设备b的蓄电模组23的蓄电量233低于该第二预设值时，运动设备a的控制单元28开启其能量发射模组25，使能量发射模组25向运动设备b的能量接收模组26发射能量波27，运动设备b的能量接收模组26接收能量波27并将之转换 为电能蓄存于其蓄电模组23，如此可增加运动设备b的蓄电模组23的蓄电量233，使运动设备b可正常运作。

可理解的是，在本发明的技术手段下，无论运动设备是处于待机中或使用中，均可进行电能的传输或接收，达到随时共享电能的效果。

另需说明的是，二运动设备a、b也可不设有通讯装置29；实施上，可使能量波为载波，以传输资讯，使所述的无线通讯管道293可形成于二运动设备a、b的能量发射模组25及能量接收模组26之间，如此，能量发射模组25可发射包含有蓄电模组23的蓄电量资讯的能量波27，能量接收模组26可接收包含有该蓄电量资讯的能量波27，进而达到二运动设备a、b之间的蓄电量资讯的交换。

值得注意的是，设计上，当二运动设备a、b为相同种类的运动器材时，例如同为跑步机、楼梯机、踏步机、健身脚踏车或重量训练器材等，则可将二运动设备a、b设定为不囿于各运动设备a、b的蓄电模组23的第一预设值231及第二预设值232的输电限制，也即，当一运动设备(例如运动设备a)的蓄电模组23的蓄电量233高于另一运动设备(例如运动设备b)的蓄电模组23的蓄电量233时，运动设备a的控制单元28控制其能量发射模组25向运动设备b发射能量波27，运动设备b的控制单元28则控制其能量接收模组26接收运动设备a所发射的能量波27，使同种类的运动设备之间可随时进行电能的相互传输，达到运动设备之间即时共享电能的效果。

此外，设备间的搜寻与配对；如何避免能量波不被其它非预期的电子设备误收等技术手段，为相关技术领域的习知技术，非本发明的主要创作范畴，容不赘述。

请参阅图3，为本发明的第二较佳实施例的电力互助系统10，同样包含至少二运动设备20，各运动设备20的架构也为相同，不同之处在于：

本实施例的电路互助系统10更包含有一能量调配装置30，无线连线于各运动设备20之间，并形成各运动设备20的无线通讯管道293，以供各个运动设备20持续传输其蓄电模组23的蓄电量资讯。能量调配装置30与各个运动设备20之间以wi-fi或蓝牙等无线通讯手段进行通讯。能量调配装置30包含一判断单元32及一处理单元34，判断单元32及处理单元34相互连接。处理单元34与各运动设备20的通讯装置29保持连线，并可接收各通讯装置29的资讯传输模组291所发出的蓄电量资讯。判断单元32依照处理单元34所接收的蓄电量资讯，使处理单元34发出一包含特定运动设备20的蓄电量资讯的输电指令36到至少一运动设备20的通讯装置29的资讯接收模组292。

请参阅图4，在同一运动场所的运动设备中，有些运动设备处于使用中且净电 量为正值或待机中的状态，或是经常被使用、机型较新、摆设位置较佳或产生的机械能较多的状况下，其蓄电量较高(例如运动设备b至e)，反之，有些运动设备较少被使用、或机型较旧、摆设位置不佳、产生的机械能较少，或在该运动设备使用时其用电模组24(例如阻力马达)大量消耗电能使其净电量为负值的状况下，其蓄电量较低(例如运动设备a)。

净电量是指运动设备所产生的电量扣除运动设备所消耗的电量的实际产生电量，例如净电量为正值，是指运动设备20在操作过程中所产生的电能大于其所消耗的电能，而增加蓄电模组23的电能并提升其蓄电量。蓄电量为负值是指运动设备20所产生的电能小于其所消耗的电能，而消耗蓄电模组23的电能并降低其蓄电量。

再请参阅图4，本实施例的运动设备无论处于使用中或待机中的状态，均可进行电能的传输或接收，当运动设备a的蓄电模组23的蓄电量233低于该第二预设值时，运动设备a的控制单元28开启能量接收模组26，使能量接收模组26可接收其它运动设备的能量发射模组25所发射的能量波27。

当能量调配装置30通过运动设备a所传输的蓄电量资讯侦知运动设备a的蓄电模组23的蓄电量233已低于第二预设值232，其判断单元32使处理单元34优先向目前净电量为正值的运动设备发出输电指令36(例如运动设备b及运动设备c)，待净电量为正值的运动设备筛选完后，再向蓄电模组23的蓄电量233最高的运动设备发出输电指令36(例如运动设备d)，并依照运动设备a的蓄电模组23的蓄电量低于第二预设值232的电量决定进行输电的运动设备的数量，例如图5的运动设备a的蓄电模组23的蓄电量233尚须300瓦特才可达到第二预设值232，而运动设备b可提供的功率为150瓦特，运动设备c的提供功率为100瓦特，运动设备d所提供的功率为50瓦特，则三运动设备b、c、d所提供的功率已足以使运动设备a的蓄电模组23的蓄电量233回升至第二预设值232，能量调配装置30并不需要再使其它运动设备进行输电。

请参阅图6，若于输电过程中，进行输电的某一台运动设备的蓄电模组23的蓄电量233低于第一预设值231时，该运动设备的控制单元控制该运动设备停止对外输电、或能量调配装置30停止运动设备对外传输能量波，且若有其他运动设备处于可对外输电的状态时，能量调配装置30再指定其它运动设备进行输电，例如图6中的运动设备d因其蓄电模组23的蓄电量233低于第一预设值231而停止输电，能量调配装置30指定蓄电量233次高的运动设备e替补运动设备d向运动设备a进行输电。

值得注意的是，能量调配装置30筛选运动设备的蓄电模组23的蓄电量的标准可为依照蓄电量233高于蓄电模组23的第一预设值231的百分比或依照蓄电模组23的实际蓄电量。

可理解的是，各个动运设备可设定其单位时间的电能传输功率，不同设备可设定不同的传输功率；各该运动设备之间的输电方式可以所设定的传输功率进行输电，或是按照各该运动设备的净电量或/和蓄电量分配各该运动设备所输出的电能或输出的时间。

请参阅图7，当三运动设备b、c、d正在为运动设备a进行输电，且三运动设备b、c、d已足以提供运动设备a所需要的电能，使运动设备f并不用向运动设备a进行输电而处于未输电的状态，而运动设备e也因使用或待机造成蓄电量233低于第二预设值232而需要接受输电时，能量调配装置30优先将未进行输电的运动设备f对运动设备e进行输电，若运动设备f所提供的功率无法补足运动设备e所不足的电能，则能量调配装置30优先筛选净电量为正值的运动设备c对运动设备e输电，若不足时则再挑选蓄电量233最高的运动设备d对运动设备e输电，而可满足运动设备e所需的电能，并使得运动设备c、d同时对二台运动设备a、e进行输电，以同时满足运动设备a、e所需的电能，达到快速分享电能的效果。

需再说明的是，本实施例所述的能量调配装置30并不以独立于运动设备之外为限，其也可整合于某一运动设备之中(例如内建于一运动设备的控制单元中)，使同一场所中的运动设备不仅可供运动者进行运动，也可进行各该运动设备之间的电能调配，而可简化电力互助系统10的架构并提升运动设备的功能性。

由此，本发明的运动设备的电力互助系统无论各个运动设备处于使用中或运动中的状态，均可将至少一运动设备的电能供给至其它至少一运动设备，而可避免使用率或发电能力较低的运动设备因为电能的自然消耗或过度使用而造成运动设备的完全停摆，也不会因为运动者一时减速或短暂地停止运动而造成运动程式的中断或重置，运动设备持续保持于可运作的状态。再者，运动设备所产生的多余电能可分享至其它运动设备，使其它电力不足的运动设备可有效利用多余的电能而不会遭到浪费，而可增加电能的可利用性并提升环保的效果。