专利名称：磁流变矩脚踏车健身器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及健身器材技术领域，具体的来说涉及一种脚踏车健身器。
背景技术：
当前由于生活环境及生活方式的改变，使得人们对室内健身器材的依 靠性日益加深，而相关产业界亦因应市场所需，不断开发出各种不同类型 的健身器，但在诸多不同型式的健身器中，最受欢迎的仍属脚踏健身车，由 于其在操作上无需太多的技巧，同时其负载亦可依使用者的需求方便的进行
调整，从而具有较大的接受度。
从现有的脚踏健身车结构来看，其结构已有多种不同层次的改变，最 早设计完成的此类健身器即如同传统的自行车般由链条带动轮子转动，同 时在轮辋上增设负载以达到运动的目的，但该类设计并非是针对室内环境的 用户，且其负载采用摩擦结构方式来提供，此即使得提供负载的元件在经过 一段时间的使用后即遭磨损而需要加以更换，造成用户及维修人员的不便。
近年来"磁控负载"结构的脚踏健身器被发展完成，其主要是运用负 载轮配合永久磁铁来提供负载，而其原理是在负载轮转动时，令其切割 永 久磁铁形成的磁力线，使得高速旋转的负载轮对磁力线产生拖曳现象，造成 磁力线呈弧形状穿透负载轮的路径而产生涡流效应，反向推动负载轮增加阻 力，如此即可在不发生"摩擦"的状态下来提供健身车适切的负载，以解决 以摩擦造成零附件磨损而需不断更换的问题。但是现有"磁控负载"的健身 车一般为永磁体，永磁体为固体，具有很强的磁滞性，在需要调整健身车负 载时，十分复杂。
磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混 合而成的悬浮物质。这种悬浮体在零磁场的条件下呈显出低粘度的牛顿流体 特性；在磁场的作用下，可以有小粘度易流动的牛顿流体变为高粘度难流动 的塑性宾汉(Bingham)流体。在显微镜下，零磁场下，磁流变的颗粒分布是杂乱的，而在强磁场的作用下，却是有规则的，且沿磁场方向成链或链束状 排列，阻碍了流体的正常流动，使其产生了类似固体的特征。磁流变液在可 变磁场的控制下，其粘度可实现适时、连续、可逆控制。而在脚踏车领域均 未见利用磁流变液来设计和制作。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在脚踏车负载 控制困难等诸多问题，提供一种磁流变矩脚踏车健身器。 为了解决上述问题本实用新型的技术方案是这样的-
一种磁流变矩脚踏车健身器，包括一脚踏车式骑乘架，所述骑乘架下部 设有脚踏板，前端设有一把手，其特征在于，所述脚踏板的旋转轴处设有回 转式磁流变矩器。
所述回转式磁流变矩器，包括中间转子、外圈定子、设置在转子和定子
之间的磁流变液和缠绕在定子上的励磁线圈；所述转子为脚踏板的旋转轴， 在转子上设有复数个平行圆盘，在定子的内壁上设有与平行圆盘交错的内凸 圆台，圆盘与圆台之间具有间隙，间隙中充满磁流变液。
所述励磁线圈中通以电流，在线圈内部产生磁场，磁场使处在转子与定 子之间的磁流变液的粘度发生变化，使定子的圆台与转子的圆盘之间进行相 对运动时产生阻力矩，此阻力矩与人脚控制踩踏板的力矩相平衡。电流是由 具有一控制其电流大小的控制器所控制，所述控制开关设置在脚踏车式骑乘 架的把手部位，控制器为旋转把手式控制器。
所述脚踏车式骑乘架的把手部位中部设有显示屏。
工作原理如下，骑乘健身时，启动把手上的控制器，使得磁流变矩器的 线圈内具有一定的电流，人脚踩踏板，即可进行骑乘健身锻炼，而且显示屏 上可以实时显示，骑乘训练的阻力大小，脚踏转动速度等信息。
有益效果本实用新型结构搭配简单，阻力控制简单精确、适时、连续、 可逆，衰减较小，运行稳定，不易产生故障。
以下结合附图和具体实施方式
来详细说明本实用新型； 图l为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明 白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参看图l，磁流变矩脚踏车健身器，包括一个脚踏车式骑乘架l，所述脚 踏车式骑乘架1可以固定在底面上，所述骑乘架1下部设有脚踏板2，前端设 有一把手3，所述脚踏板2的旋转轴21处设有回转式磁流变矩器4。
参看图2，利用回转式磁流变变矩器可以连续、可逆、调整力矩的特点， 使脚踏板力可以人为连续、可逆的调整。回转式磁流变变矩器4的结构设计 分为四部分转子41、定子42及在转子41和定子42之间的磁流变液43、 缠绕于定子42外壁的励磁线圈44。转子41为传导回转运动的旋转轴21，在 转子41的中间是与转轴21为一体n个平行圆盘411。定子42静止不动，定 子内壁上有n—l个内凸的圆台421，圆台421与转子圆盘411平行交错；转 子41、定子42应由高导磁金属材料制成。定子42上缠有励磁线圈44，外部 为塑料封装壳体。其特征在于转子41、定子42应由高导磁金属材料制成。转 子上的圆盘411与定子上的圆台421之间的间隙远远小于圆盘411半径，转 子41与定子42之间的间隙充满磁流变液43。励磁线圈44产生的磁力线应是 沿着中心回转轴，垂直于圆盘411与圆台421的径向，形成均匀磁路。
再次参看图l，为了达到控制磁流变变矩器4中的力矩的作用，进一步达 到控制踏板力的效果，在把手3处设有电流控制器31，电流控制器31为旋转 式，当旋转车把3时，即可增加或减小电流，以达到控制踏板力的效果，而 在两车把3中间设有显示屏32，而且显示屏上可以适时显示骑乘训练的阻力 大小，脚踏转动速度等信息。
骑乘健身时，启动把手上的控制器，使得磁流变矩器的线圈内具有一定 的电流，人脚踩踏板，即可进行骑乘健身锻炼，而且显示屏上可以适时显示 相关信息。
有益效果本实用新型结构搭配简单，阻力控制简单精确，适时、连续、可逆，不会发生衰减，运行稳定，不易产生故障。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优 点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述 实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型 精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都 落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利 要求书及其等同物界定。
权利要求1、一种磁流变矩脚踏车健身器，包括一脚踏车式骑乘架，所述骑乘架下部设有脚踏板，前端设有一把手，其特征在于，所述脚踏板的旋转轴处设有回转式磁流变矩器。
2、 根据权利要求1所述的一种磁流变矩脚踏车健身器，其特征在于，所 述回转式磁流变矩器，包括中间转子、外圈定子、设置在转子和定子之间的 磁流变液和缠绕在定子上的励磁线圈；所述转子为脚踏板的旋转轴，在转子 上设有复数个平行圆盘，在定子的内壁上设有与平行圆盘交错的内凸圆台， 圆盘与圆台之间具有间隙。
3、 根据权利要求2所述的一种磁流变矩脚踏车健身器，其特征在于，所 述励磁线圈具有一控制其电流大小的控制器，所述控制开关设置在脚踏车式 骑乘架的把手部位，控制器为旋转把手式控制器。
4、 根据权利要求1所述的一种磁流变矩脚踏车健身器，其特征在于，所 述脚踏车式骑乘架的把手部位中部设有显示屏。
专利摘要一种磁流变矩脚踏车健身器，包括一脚踏车式骑乘架，所述骑乘架下部设有脚踏板，前端设有一把手，所述脚踏板的旋转轴处设有回转式磁流变矩器。所述回转式磁流变矩器，包括中间转子、外圈定子、设置在转子和定子之间的磁流变液和缠绕在定子上的励磁线圈；所述转子为脚踏板的旋转轴，在转子上设有复数个平行圆盘，在定子的内壁上设有与平行圆盘交错的内凸圆台，圆盘与圆台之间具有间隙。健身时，启动控制器，使得线圈内具有电流，在线圈内部产生磁场，使处在转子与定子之间的磁流变液的粘度发生变化，使定子的圆台与转子的圆盘之间进行相对运动时产生阻力矩，此阻力矩与人脚控制踩踏板的力矩相平衡，人脚踩踏板，即可进行骑乘健身锻炼的目的。
文档编号A63B22/08GK201143359SQ20072019900
公开日2008年11月5日 申请日期2007年12月7日 优先权日2007年12月7日
发明者波 赵, 赵晓昱 申请人:上海工程技术大学