[发明专利]直流电机驱动装置、直流电机组件、升降执行器和跑步机

说明书

公开了直流电机驱动装置、直流电机组件、升降执行器和跑步机。直流电机驱动装置包括：交流电输入部，其与正转交流输入线路和反转交流输入线路电连接；整流模块，所对从交流电输入线路输入的交流电进行整流；自动识别模块，生成指示正转交流输入线路通电或反转交流输入线路通电的电信号；直流电机驱动模块，适于连接至直流电机，并利用所接收的所述经整流的电流，根据来自所述自动识别模块的电信号而驱动直流电机正向旋转或反向旋转。直流电机组件包括直流电机和直流电机驱动装置。升降执行器包括直流电机组件和升降执行机械结构。跑步机包括升降执行器。

技术领域

本发明涉及直流电机驱动装置以及包括直流电机驱动装置的直流电机组件。本发明还涉及包括直流电机组件的升降执行器和包括升降执行器的跑步机。

背景技术

近年来，随着跑步机等健身器材的发展，对跑步机的升降执行器的要求也在进一步提高。例如在VR等技术的成功应用下，已诞生出可预设跑步路线的跑步机。这种跑步机在使用过程中根据预设情况能连续调整坡度，从而模拟实际路况。

传统的跑步机升降执行器所用电机为单向异步电容启动式交流电机。这种升降执行器能够满足传统跑步机单一升到定点坡度后停止的功能需求。然而，这种传统升降执行器在需要连续调整跑步机坡度时运行效率低下(10-20％)，发热严重无法连续使用，无法满足新兴的客户需求。

另外，现有的升降执行器采用交流电机，其壳体采用铸铝或锌合金材质，需要额外机壳接地，确保升降执行器使用安全性，防止在绕组基本绝缘失效时引起的触电危险。

还有一种跑步机升降执行器所用电机为直流有刷电机，该方案可以改善电机运行效率。但在目前跑步机的主控制器输出为交流输出线路，其适于与交流电机匹配，而无法直接匹配直流电机。为配套现有的跑步机主驱动器，该直流有刷电机方案需要额外增加一块外置驱动器，其上外置整流降压功能配套使用。该外置驱动器还需要额外从跑步机主驱动器上接收对应的正反转信号，从而控制升降执行器实现升降功能。这种方案需要配套修改跑步机主控制器的上层硬件和软件设计，综合成本高，且占用空间大。

此外，采用直流有刷电机的方案存在电机输出转速随负载变化波动的问题，其无法实现在不同负载下直线升降速度的动态调整。

因此，需要一种改进的跑步机升降执行器的驱动电机方案，其能够至少部分地克服现有技术中的缺陷。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中的上述问题的至少一些。

根据本发明的一个方面，提供了一种直流电机驱动装置，包括：交流电输入部，所述交流电输入部包括第一输入部和第二输入部，所述第一输入部适于与正转交流输出线路电连接，所述第二输入部适于与反转交流输出线路电连接；整流模块，所述整流模块被配置成电连接到所述交流电输入部，并对从所述交流电输入部输入的交流电进行整流，以产生经整流的电流；自动识别模块，所述自动识别模块被配置成与所述第一输入部和所述第二输入部电连接，并生成指示所述正转交流输出线路通电或所述反转交流输出线路通电的电信号；直流电机驱动模块，所述直流电机驱动模块配置成与所述整流模块和所述自动识别模块电连接，所述直流电机驱动模块适于连接至直流电机，并利用所接收的所述经整流的电流，根据来自所述自动识别模块的所述电信号而驱动所述直流电机正向旋转或反向旋转。

根据本发明的一些实施例，所述自动识别模块包括耦合元件，所述自动识别模块的所述电信号通过所述耦合元件与所述第一输入部和所述第二输入部电隔离。

根据本发明的一些实施例，所述耦合元件是光电耦合元件或磁电耦合元件。

根据本发明的一些实施例，所述直流电机驱动模块包括具有四个MOS管的H桥驱动模块，所述直流电机驱动装置还包括控制器，所述控制器接收所述耦合元件的所述电信号，并根据所述电信号产生用于控制所述MOS管的接通和断开的电信号，所述控制器的所述电信号包括PWM信号。