一种用于健身器械的发电机阻尼系统的制作方法

本实用新型实施例涉及健身器械技术领域，具体涉及一种用于健身器械的发电机阻尼系统。

背景技术：

阻尼系统是很多健身器械必不可少的组成部分，例如跑步机、阶梯式登山机、划船机、力量训练机中均设置有阻尼系统。

应用于健身器械的阻尼系统根据不同原理形式多样，有低端的摩擦阻尼系统，中高端的有磁控阻尼、电磁阻尼，还有风阻、水阻、重力阻尼等，这些阻尼系统依其阻尼特性都在一定范围内应用。

常见的健身车采用的是摩擦阻尼，其缺点是阻力不稳定且产生噪音，摩擦过程中会产生毛屑和粉尘，需要定期维护。近年来也有部分中高端的健身车采用磁控阻尼，磁孔阻尼具有无接触、低噪音、免维护的优点。在公路自行车运动领域，功率训练是广泛流传的训练模式，大部分健身车无法满足功率训练的要求，少数的高端健身车虽然能满足功率训练，但价格动辄上万。

划船机属于非常好的有氧健身器械，可锻炼全身80％的肌肉，阻尼系统包括风阻、水阻和磁阻，虽然不同阻尼系统的特性不同，但其共同点是阻尼部分的体积太大、太重，用户体验与真实的划船区别较大。

力量训练器械大多采用重力阻尼，配重块通常100kg起步，最小调节量5kg，其较大的重量和占地面积限制了在家用市场的推广。

综上所述，目前的阻尼系统虽然形式多样，但在体积、重量和成本等方面均存在不同程度的缺陷，而且不能通用，不同的健身器械需采用不同的阻尼系统，导致用户体验差。

技术实现要素：

为此，本实用新型实施例提供一种用于健身器械的发电机阻尼系统，以解决现有技术中由于现有阻尼系统不能通用而导致的用户成本高，体验差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

在本实用新型的实施方式的第一方面中，提供了一种用于健身器械的发电机阻尼系统，其特征在于，所述发电机阻尼系统包括健身器材、发电机、电机控制器和控制面板，所述控制面板的通讯接口与电机控制器的通讯接口连接，所述电机控制器的电机端口与所述发电机的电气端口连接，所述发电机的机械端口与健身器材的传动系统连接；所述控制面板用于发出阻尼指令，所述电机控制器根据阻尼指令通过矢量控制技术控制所述发电机的输入功率，所述发电机根据所述输入功率为健身器材提供动态阻力。

在本实用新型的一个实施例中，所述控制面板包括控制面板支架和控制模块，所述控制模块设置于所述控制面板支架，所述控制模块的控制信号通过设置在所述控制面板的通讯接口发送至所述电机控制器。

在本实用新型的另一实施例中，所述控制模块为控制按键、控制旋钮、控制手柄或触摸屏。

在本实用新型的又一个实施例中，所述控制面板还包括显示屏，所述显示屏用于显示阻尼大小、发电机的输入功率、转速。

在本实用新型的再一个实施例中，所述电机控制器用于控制所述发电机内绕组电流的幅值和相位来控制所述发电机的输入功率，从而控制所述健身器材的阻尼。

在本实用新型的另一个实施例中，所述发电机阻尼系统还包括蓄能器，所述蓄能器与所述电机控制器的电源接口电连接，用于储存所述发电机产生的电能。

在本实用新型的再一个实施例中，所述发电机产生的电能用于自身能量消耗，以及向外输出电能。

在本实用新型的又一个实施例中，所述通讯接口为有线通讯接口或无线通讯接口。

根据本实用新型的实施方式，用于健身器械的发电机阻尼系统具有如下优点：

用户通过控制面板输出阻尼指令，然后通过通讯接口将该阻尼指令发送至电机控制器，电机控制器根据该阻尼指令依据矢量控制技术控制调节发电机的输入功率，发电机根据该输入功率为健身器材提供动态阻力，因此，该发电机阻尼系统可以提供不同的阻尼力，适用于不同的健身器械，提高了通用型，实现一机多用，从而降低用户的成本，而且不同用户可以根据自身身体状况任意调节阻尼的大小，阻尼大小无极调节，精确计量人体输出功率，提高了用户的体验。另外，该发电机阻尼系统重量轻，可以减小健身器材的重量和体积，适用于家庭场景；产生的电量除满足自身消耗外，还能对外输出能量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本实用新型的一实施例提供的一种发电机阻尼系统的结构图；

图2为搭载本实施例的提供的发电机阻尼系统的健身车的功率训练曲线图；

图3为搭载本实施例的提供的发电机阻尼系统的划船机的桨速曲线以及普通划船机的桨速曲线图。

图中：1-发电机，11-发电机的机械端口，12-发电机的电气端口，2-电机控制器，21-电机控制器的通讯接口，22-电机控制器的电机端口，23-电机控制器的电源接口，3-控制面板，31-控制面板的通讯接口，32-控制面板支架，33-控制模块，34-显示屏。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实施例提供一种用于健身器械的发电机阻尼系统。如图1所示，发电机阻尼系统包括健身器材(图中未示出)、发电机1、电机控制器2和控制面板3，所述控制面板3的通讯接口31与电机控制器2的通讯接口21连接，所述电机控制器2的电机端口22与所述发电机1的电气端口12连接，所述发电机1的机械端口11与健身器材的传动系统连接；所述控制面板3用于发出阻尼指令，所述电机控制器2根据阻尼指令通过矢量控制技术控制所述发电机1的输入功率，所述发电机1根据所述输入功率为健身器材提供动态阻力。电机控制器2通过电源接口23向外输出电能。发电机1采用永磁同步发电机，而且搭配矢量控制技术，依据电机学中的功率平衡方程以及标定参数进行理论推算，或通过转矩传感器测量实时转矩、转速进行计算，模拟固定阻尼、弹性阻尼等自然阻尼特性，以及各种健身器材需要的非线性阻尼特性，阻尼大小可以无级调节。不同的阻尼模式可以通过控制面板3进行调节，从而在各种健身器材之间实现阻尼系统的通用。

控制面板3包括控制面板支架32和控制模块33，所述控制模块33设置于所述控制面板支架32，所述控制模块33的控制信号通过所述控制面板3的通讯接口31发送至所述电机控制器2。

在本实施例中，控制模块33包括但不限于控制按键、控制旋钮、控制手柄或触摸屏。电机控制器2用于控制所述发电机1内绕组电流的幅值和相位来控制所述发电机1的输入功率，从而控制所述健身器材的阻尼。

优选地，控制面板还包括显示屏34，所述显示屏34用于显示阻尼大小(包括用户自己设置的阻尼大小，也包括当前实际阻尼大小)、发电机的输入功率、转速、时间、功率、能量等运动数据。需要说明的是，当控制模块33为触摸屏时，触摸屏可以直接当作显示屏。当然，控制面板也可以是用户使用的手机等移动终端，即用手机代替控制面板，以操控发电机阻尼系统。

在本实施例中，发电机1采用三相永磁同步发电机，电机控制器2根据用户设置的阻尼大小，通过矢量控制技术控制发电机1三相绕组内电流的幅值和相位，实现用户的阻尼要求。

优选地，发电机阻尼系统还包括蓄能器(图中未示出)，所述蓄能器与所述电机控制器2的电源接口23电连接，用于储存所述发电机产生的电能。发电机1是将人体输出的能量转化为电能，产生的电量除了供应发电机阻尼系统自身消耗外，还可以通过电源接口23输出。

在本实施例中，各通讯接口，如电机控制器的通讯接口21、控制面板的通讯接口31采用有线通讯接口或无线通讯接口。其中，无线通讯接口包括但不限于蓝牙接口、WIFI接口、Zigbee接口、ANT+接口，用于对应连接蓝牙设备、WIFI设备、Zigbee设备和ANT+设备。

将本实施例发电机阻尼系统应用于健身车时，用户可以通过控制面板3自定义功率曲线，电机控制器2实时调节阻尼满足功率要求，从而实现功率训练功能。图2为搭配发电机阻尼系统的健身车的功率训练曲线图。

由于划船机的阻尼在一个动作周期内无法动态调节，导致最终成型的桨速曲线与实际赛艇时不符。将本实施例发电机阻尼系统应用于划船机时，在一个拉桨行程中动态调节阻尼，可以还原赛艇运动的拉桨体验。图3为搭载本实施例的提供的发电机阻尼系统的划船机的桨速曲线以及普通划船机的桨速曲线图。

本实施例提供的发电机阻尼系统，用户通过控制面板输出阻尼指令，然后通过通讯接口将该阻尼指令发送至电机控制器，电机控制器根据该阻尼指令依据矢量控制技术控制调节发电机的输入功率，发电机根据该输入功率为健身器材提供动态阻力，因此，该发电机阻尼系统可以提供不同的阻尼力，适用于不同的健身器械，从而降低用户的成本，而且不同用户可以根据自身身体状况任意调节阻尼的大小，提高了用户的体验。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。