具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置的制作方法

专利名称：具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及健身器材，尤其涉及一种将磁控负载装置与微型发电机及调整驱动机构完整结合构成一个单一体，并可分别拆开搭配使用，可通过电动或手动方式调控负载装置的磁通量密度变化，从而达到无段连续调整负载阻力功效的具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置。
二背景技术：
美国专利第5711404号揭示一种负载装置(MAGNETIC ADJUSTABLELOADING DEVICE WIHE EDDY CURRENT)，其是一种利用磁场变动而形成的涡流式阻力，作为刹车(负载)的方式；由于其是非接触的磁控状态，且易与微电脑连线，所以市场接受度颇高。其基本原理是利用导体置于变动磁通量中，则在导体内的局部闭合电路上产生一反电动势，产生所谓涡流(eddycurrent)，此涡流的流动方向所建立的磁作用必相反于产生此电流的原先磁通量变动方向，且由Max-well’sEq得知此磁作用力的大小与磁通量密度的平方成正比，而此磁作用力则可适合运动器材的刹车(负载)所需。
这类型的专利尚包括有美国专利第5879273号、第5437353号、第5096024号、第5072930号、第5236069号、第5586624号及第4775145号等专利。
然而，涡流式磁控负载装置虽具有优点及特色，但其负载部份如以永久磁铁作为磁场源，则很难与外界的数字信号相结合而达到电脑化、数据化的目的，除非另外配备马达及马达控制器，来改变磁铁和导体的相对位置，或是利用电磁线圈及外加电源克服此项困难，但是很多场合使用这种外加电源的方式，存在诸多不便，因而大大降低其实用性，所以一般被使用在较低价位的健身器材中；但是，目前健身器材的发展，愈来愈重视精确性及实用功能，因此需要借助电脑数据化才能实现；此外，具有数据化功能的健身器材，需要配备有仪表及控制器等机件，而这些机件需要使用电源，因此仍需由外部供应，这样又将增加很多困扰及局限性。
此外，美国第6084325号专利揭示一种“BRAKE DEVICE WITH ACOMBINATION OF POWER-GENERATING AND EDDY CURRENTMAGNETIC RESISTANCE”，其是利用外转式飞轮发电，供给在飞轮外侧的煞车铁心(Brake Core)电源，由该煞车铁心对飞轮提供一预定的涡流磁阻。这种类型负载装置发电量充足，除可供应煞车铁心电源外，还可提供健器材控制仪表等所需要的电流；但是，其将煞车铁心设在飞轮外侧的架构设计是针对大型健身器材的需求，如果装设在小型健身器材上时，则体型及重量上都会显得过大或过重，且不易空间运用，而且其成本高，所以并不能适用于各种健身或康复器材。
为此，本实用新型创作人针对上述缺点，积极研究改进，以期能提供一种构造简单、体积轻巧且能产生小型电力，做为自动控制涡流磁阻电力的磁控负载装置。
三、实用新型内容本实用新型的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，是装设在健身或康复器材上用于控制运动阻力的涡流磁控负载装置，可充分运用空间，在不增加飞轮及内部构件体积的前提下，将一转子与定子巧妙设在磁控负载装置中央，并使构成转子的永久磁铁设在飞轮的内环圈上，使飞轮转动时，即构成为一微型发电机的形态，可利用自身产生的电源，供给一小马达所需电力，由该小马达控制飞轮与装置间磁通量密度的变化，达到无段连续调整负载阻力的功效。
本实用新型的另一目的是提供一种涡流磁控负载装置，该磁控负载装置体积轻巧，可方便空间设计，适用在小型健身器材上，具有成本低的功效。
本实用新型的又一目的是提供一种涡流磁控负载装置，该磁控负载装置的磁通量密度控制，可通过小马达电动控制，也可通过一导索手动控制，具有电动和手动可分别拆开搭配使用的功效。
本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。
本实用新型具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，其特征在于，包括(a)一飞轮，其中心轴套内设有第一轴承及第二轴承，轮面内侧为开口，使内部形成容置空间，轮面内周缘设有金属导体；(b)一固定轴，穿过飞轮，两端设有螺纹；(c)一传动轮，位于飞轮外侧而带动飞轮转动；(d)一微型发电装置，包括一设在飞轮轴套内侧的永久磁铁及一设在固定轴的定子铁心，该永久磁铁随飞轮转动，相对定子铁心形成转子形态；(e)一磁控负载装置，包括(1)一外侧盖，其中央轴孔周缘相对微型发电装置向内凸而形成一供其装设的容置槽；(2)一组调整定子，由一对呈相向对应配设的圆弧形导磁板及外缘设有的永久磁铁构成，其内侧设有压缩弹簧，且该二片导磁板一端为定位在外侧盖的枢转轴，另一端形成可活动的自由端，且二片导磁板的枢转轴系呈对角相向配设且自由端设有一拉索；(3)一调整板，其中央设有套置在容置槽外周缘的转孔，其上端和下端相对该二片导磁板自由端所设的拉索，设有联结用的定位槽，且板体一侧设有圆弧形的齿排；(4)一内侧盖，与外侧盖配合，其中央设有一套设在容置槽的定位孔，并通过数个螺丝与外侧盖结合，调整定子及调整板定位在二盖体之间，且该内侧盖相对于圆弧形齿排位置设有一通孔；(f)一调整驱动机构，设在内侧盖上，供选择使用电动或手动方式而驱动调整板转动。
前述的具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，其中调整驱动机构为电动式结构，包括一小马达、减速箱及凸设在减速箱底面的驱动齿轮，通过螺丝锁定在内侧盖表面，该驱动齿轮穿过内侧盖通孔进而与调整板的圆弧形齿排相啮合。
前述的具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，其中调整驱动机构为手动式结构，包括一设在调整板表面的凸卡槽，该凸卡槽凸伸出内侧盖相对位置所设的圆弧槽，该凸卡槽上连接一控制调整板转动的导索。
前述的具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，其中微型发电装置包括使定子铁心产生的电压经交流/直流转换器供给驱动机构小马达所需的直流电源的外接导线。
前述的具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，其中微型发电装置的永久磁铁固定在一凸设在轴套的环体内周缘，所述定子铁心包括一基座，该基座锁定在外侧盖容置槽内部。
前述的具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，其中传动轮为皮带轮，其上连接一皮带，轴孔外侧与固定轴间设有一第三轴承，轴孔内侧装设一单向轴承。
四

图1为本实用新型立体结构示意图。
图2为本实用新型立体结构分解示意图。
图3为本实用新型磁控负载装置立体结构分解示意图。
图4为本实用新型磁控负载装置平面结构示意图。
图5为图4所示的5-5断面剖视示意图。
图6为图5所示的6-6断面剖视意图。
图7为图6所示磁控调整实施状态示意图。
图中主要部件标号说明10飞轮、11轴套、12第一轴承、13第二轴承、14轮面、15容置空间、16金属导体、20固定轴、21螺纹、30传动轮、31第三轴承、32单向轴承、33皮带轮、40微型发电装置、41永久磁铁、411环体、42定子铁心、421线圈、422基座、43导线、50磁控负载装置、51外侧盖、511容置槽、52调整定子、521导磁板、522永久磁铁、523压缩弹簧、524枢转轴、525自由端、526拉索、53调整板、531转孔、532定位槽、534齿排、535凸卡槽、54内侧盖、541定位孔、542螺丝、543通孔、544圆弧槽、55驱动机构、551小马达、552减速箱、553驱动齿轮、554螺丝、56导索、60交流/直流转换器、70控制器。
五具体实施方式
参阅图1所示，本实用新型主要包括有一飞轮10、一固定轴20、一传动轮30、一带动传动轮的皮带33、一设在飞轮10中心的微型发电装置40以及套置在飞轮10容置空间的磁控负载装置50。
参阅图2、图5所示，该飞轮10中心轴套11内设有一第一轴承12及第二轴承13(如图5所示)，其轮面14内侧为开口，使内部形成容置空间15，轮面内周缘设有金属导体16；如图5所示，一传动轮30位于飞轮10外侧，用于带动该飞轮10，其可设成与飞轮10连动的形态，一较佳实施例是轴孔外侧与固定轴20间设有一第三轴承31，轴孔内侧通过一单向轴承32正向带动该飞轮10，此处的传动轮30可为皮带轮或其他类型传动件，图式为皮带轮，并连接一皮带33，当皮带33与健身器材(图未示)连接时，即带动皮带轮30在固定轴20上转动，利用该单向轴承32正向带动飞轮10转动，由于飞轮10具有惯性力，因此当健身器材未再带动皮带轮30时，该飞轮10仍可在单向轴承32及第一轴承12上转动，以保护某些类型健身器材上的使用者，不会受到飞轮10惯性力的反向传动而导致受伤的问题。
参阅图2、图5所示，该微型发电装置40包括一设在轴套11内侧的永久磁铁41及一设在固定轴20的定子铁心42，其一较佳实施例，是将永久磁铁41固定在一凸设在轴套11环体411的内周缘，该定子铁心42则设在一基座422上并绕设有线圈421，该基座422锁定在磁控负载装置50中心的容置槽511内部。该永久磁铁41随飞轮10转动，相对定子铁心42形成一转子形态而构成磁路，使线圈421产生电力，这是永磁式交流发电机的工作原理，本实用新型运用这一原理，将飞轮10作为交流发电的动力源，使定子铁心42产生的电压，经外接导线43而至一交流/直流转换器60，即可供应本实用新型磁控负载装置50所需的电力，达到电动的负载控制。
该磁控负载装置50的结构，参阅图3至图6所示，其包括有一外侧盖51，中央轴孔周缘相对于前述微型发电装置40向内凸设形成一容置槽511而供其装设；一组调整定子52，由一对呈相向对应配设的圆弧形导磁板521，外缘设有永久磁铁522构成，其内侧设有压缩弹簧523，且该二片导磁板521一端为定位在外侧盖51的枢转轴524，另一端形成可活动的自由端525，二片导磁板521的枢转轴524呈对角相向配设且自由端525上设有一拉索526；一调整板53，其中央设有可套置在容置槽511外周缘的转孔531，上、下端相对于该二片导磁板521的自由端525所设的拉索526，设有联结用的定位槽532，且板体一侧设有圆弧形的齿排534；一内侧盖54，与外侧盖51配合设成，其中央设有一可套设在容置槽511的定位孔541，并通过数螺丝542与外侧盖51结合，以使该调整定子52及调整板53定位在二盖体之间，且该内侧盖54相对于该圆弧形齿排534位置，设有一通孔543；一电动调整驱动机构55，包括一小马达551、减速箱552及凸设在减速箱552底面的驱动齿轮553，并通过螺丝554锁定在内侧盖54表面，该驱动齿轮553穿过内侧盖54的通孔543进而与该调整板53圆弧形齿排534相啮合。
再者，本实用新型也可选择使用手动调整方式，即在该磁控负载装置50的调整板53表面设有一凸卡槽535，凸卡槽535凸伸出内侧盖54相对位置所设的圆弧槽544，并在该凸卡槽535上连接一控制调整板53转动的导索56，以构成一手动调整驱动机构。
故，本实用新型可自由选择使用电动调整驱动机构55，或是选择以手动调整驱动机构进行实施。进一步，该微型发电装置40的永久磁铁41固定在一凸设于轴套的环体411内周缘，而该定子铁心42还可包括一基座422，且该基座422锁定在外侧盖51的容置槽511内部。
再参阅图5、图6所示，本实用新型借助上述构成，当飞轮10转动时，微型发电装置40即可产生电源，供给小马达551使用，并通过输出端的驱动齿轮553带动调整板53进行一角度偏转，如图7所示，当调整板53顺时针偏转时，其上、下端的拉索526即带动二片圆弧形导磁板521的自由端525分别以枢转轴524为中心进行位移，进而改变永久磁铁522与飞轮10内缘金属导体16的空气间隙D，致使磁通量密度改变，可达到自动并无段连续调整运动负载阻力的目的。
本实用新型的主要特征在于，运用微型发电装置40设在磁控负载装置50中央的设计，完全不增加原有体积，且经实验测试结果，微型发电装置40所产生的电力足够供给小马达551使用，甚至可如图5所示，尚可供给一仪表或控制器70使用，不用外接电源，达到自给自足的功效。
本实用新型的另一特征是该调整板53也可连接一导索56，当不使用电动调整驱动机构55控制负载时，即可直接以手动控制导索56来改变调整板53的偏转，达到一机双用的功效。
所以，本实用新型将磁控负载装置与发电装置以及调整驱动机构巧妙结合为一体，并可选择电动或手动控制阻力调整的使用方式，确实具有较好的实用性能，而且本实用新型所揭示的结构，也为现有技术所不具有的，具有可供产业利用的价值，符合实用新型专利申请要件，依法提出申请。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，其特征在于，包括(a)一飞轮，其中心轴套内设有第一轴承及第二轴承，轮面内侧为开口，使内部形成容置空间，轮面内周缘设有金属导体；(b)一固定轴，穿过飞轮，两端设有螺纹；(c)一传动轮，位于飞轮外侧而带动飞轮转动；(d)一微型发电装置，包括一设在飞轮轴套内侧的永久磁铁及一设在固定轴的定子铁心，该永久磁铁随飞轮转动，相对定子铁心形成转子形态；(e)一磁控负载装置，包括(1)一外侧盖，其中央轴孔周缘相对微型发电装置向内凸而形成一供其装设的容置槽；(2)一组调整定子，由一对呈相向对应配设的圆弧形导磁板及外缘设有的永久磁铁构成，其内侧设有压缩弹簧，且该二片导磁板一端为定位在外侧盖的枢转轴，另一端形成自由端，且二片导磁板的枢转轴系呈对角相向配设且自由端设有一拉索；(3)一调整板，其中央设有套置在容置槽外周缘的转孔，其上端和下端相对该二片导磁板自由端所设的拉索，设有联结用的定位槽，且板体一侧设有圆弧形的齿排；(4)一内侧盖，与外侧盖配合，其中央设有一套设在容置槽的定位孔，并通过数个螺丝与外侧盖结合，调整定子及调整板定位在二盖体之间，且该内侧盖相对于圆弧形齿排位置设有一通孔；(f)一调整驱动机构，设在内侧盖上。
2.根据权利要求1所述的具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，其特征在于，所述调整驱动机构为电动式结构，包括一小马达、减速箱及凸设在减速箱底面的驱动齿轮，通过螺丝锁定在内侧盖表面，该驱动齿轮穿过内侧盖通孔进而与调整板的圆弧形齿排相啮合。
3.根据权利要求1所述的具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，其特征在于，所述调整驱动机构为手动式结构，包括一设在调整板表面的凸卡槽，该凸卡槽凸伸出内侧盖相对位置所设的圆弧槽，该凸卡槽上连接一控制调整板转动的导索。
4.根据权利要求1所述的具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，其特征在于，所述微型发电装置包括使定子铁心产生的电压经交流/直流转换器供给驱动机构小马达所需的直流电源的外接导线。
5.根据权利要求1所述的具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，其特征在于，所述微型发电装置的永久磁铁固定在一凸设在轴套的环体内周缘，所述定子铁心包括一基座，该基座锁定在外侧盖容置槽内部。
6.根据权利要求1所述的具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，其特征在于，所述传动轮为皮带轮，其上连接一皮带，轴孔外侧与固定轴间设有一第三轴承，轴孔内侧装设一单向轴承。
专利摘要具有发电功能并与调整驱动机构结合一起的磁控负载装置，包括飞轮中心轴套内设两轴承，轮面内侧成容置空间，轮面内周缘设金属导体；固定轴穿过飞轮；传动轮位于飞轮外侧而带动飞轮转动；微型发电装置包括设在飞轮轴套的永久磁铁及设在固定轴的定子铁心，永久磁铁随飞轮转动，相对定子铁心形成转子；磁控负载装置包括外侧盖轴孔周缘成容置槽；调整定子由圆弧形导磁板及永久磁铁构成，内侧设压缩弹簧，导磁板一端为枢转轴，另端为自由端且设拉索；调整板设转孔，上下端设定位槽，板体设圆弧形齿排；内侧盖设定位孔，由螺丝与外侧盖结合，调整定子及调整板定位在盖体间；调整驱动机构设在内侧盖上，可选择使用电动或手动方式而驱动调整板转动。
文档编号H02K7/00GK2759515SQ20042008568
公开日2006年2月22日 申请日期2004年11月29日 优先权日2004年11月29日
发明者林丽裡 申请人:林丽裡