[发明专利]一种健身设备阻力发生及配置系统

说明书

本发明公开了一种健身设备的阻力发生及配置系统，改变了原有的健身设备的阻力发生方式，巧妙的利用电磁感应原理，将健身设备转动时的动能转换为电能，并对制动设备产生的感应电信号进行直接控制，实现阻力的精准调整；又将产生的电能提供给其他耗电设备供电及蓄电池储电，节能环保。同时，由于阻力调整精准、灵敏，能够结合程序设计，实现多场景模拟的自适应阻力控制。

技术领域

本发明涉及健身设备的阻力调整技术领域，具体而言是椭圆机、动感单车等需要阻力调整的健身设备的阻力发生及配置系统。

背景技术

在健身设备的阻力调控中，常见的控制方式有磁控和摩擦阻力控制。磁控通过调整磁铁与飞轮外圈间距，调整涡流效果强弱，从而实现阻力调整；摩擦阻力控制通过调整摩擦片与飞轮外圈间距，调整摩擦力，从而实现阻力调整。

这两种常用控制方式缺陷为：

1、阻力调整不精确。主要通过旋钮等装置实现模糊调整或通过档位等装置实现有级调整，且有级调整也无法实现精准控制，不同时刻调整到同一档位，阻力都可能有偏差。

2、响应慢，即时可控性差，很难实现智能控制。由于是非智能控制，在例如停车时，为抵抗飞轮惯性运动，需要健身者腿部提供较大制动力，对膝盖容易产生损伤。

3、阻力调节机构复杂，易发生故障，导致调节性能变差，调级阻力稳定性差。

发明内容

发明目的：

本发明为解决现有技术中，健身阻力发生及配置系统不能在线灵活精准调控阻力的问题，提供一种健身设备阻力发生及配置系统，应用该系统，能够实现健身自发电，并在同时，不借助其他制动机构，实现阻力精准灵活控制的目的。

主要配置包括：

一种健身设备的阻力发生及配置系统，主要包括专用制动机构、中央处理单元、可充电蓄电池。

专用制动机构，包括定子和转子，定子为闭合线圈结构，转子为磁铁或励磁线圈。转子与健身设备运动端，如踏板，直接或间接连接。健身设备运转时，带动专用制动机构的转子部分跟随运动，产生变化的磁场。同时，定子切割磁力线，产生交替变化的感应电流。专用制动机构，可以是不同功率的永磁发电机，以达到不同的最大输出阻力，也可以是能达到以上目的的其他类似电磁机构。

可充电蓄电池，与专用制动机构输出端电连接，其电能来源为专用制动机构。专用制动机构运转，机械能转化为感应电能，部分电能消耗于健身设备耗电设备，部分电能储存至可充电蓄电池中。可充电蓄电池可用于在健身设备静止或低速运转、可控电信号无法达到要求值时，为耗电设备及专用制动机构供电。

所述中央处理单元根据阻力需求实时对专用制动机构给出控制电流信号，以使制动机构提供对应的阻力。

运动过程中，专用制动机构电磁感应的效果总是阻碍引起电磁感应的原因，因此，在运动过程中，专用制动机构内部闭合线圈切割磁力线，产生电动势的同时，产生对健身设备运动端的阻力效果。

根据磁场安培力公式，F＝BIL,对电流进行控制，就能实现对阻力的控制，且由于B——磁场强度，L——导线长度是定值，受控阻力与电流呈线性关系；因此中央处理单元可根据给出的电流信号影响阻力的大小。

由于对专用制动机构进行电磁控制，阻力产生精准迅速，因此能够实现对阻力的灵敏调控。结合具体算法，能够实现各种运动情况的模拟，如上坡、下坡、山地等环境，辅助健身者提高对身体各部位锻炼的侧重，增强锻炼趣味性；也可以模拟某些健身设备，如动感单车，对飞轮惯性作用的需求。当踩动踏板达到不同位置，中央处理单元结合人体工学相关算法，实时计算专用制动机构应设的控制电流信号，提供当前运动位置处最合适的作用力，以模拟飞轮惯性力。

工作原理：