專利名稱：運動器材的自發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型與運動器材有關(guān)，特別是關(guān)于一種運動器材的自發(fā)電系統(tǒng)。
技術(shù)背景目前許多運動器材為了充分利用使用者運動過程中所消耗的能量，會在運動 器材中加裝發(fā)電裝置，例如健身腳踏車、橢圓機、踏步機等等，其中部分機種 便安裝了發(fā)電裝置，因此使用者在操作此類運動器材時，機械能同時在使用者運 動過程中產(chǎn)生，同時機械能經(jīng)由機構(gòu)系統(tǒng)傳遞到發(fā)電裝置發(fā)電，產(chǎn)生的電能可供 運動器材運用，例如操作面板、更改運動強度、測量心跳等等，不必再通過線 路外接到電源插座，由外界供給運動器材電源。如圖1所示，是一種常見的應(yīng)用于健身腳踏車的習(xí)用自發(fā)電系統(tǒng)(注圖中僅 示局部)，如圖l所示的機構(gòu)，為了使發(fā)電裝置51發(fā)電，因此將發(fā)電裝置51安裝 在飛輪32的一側(cè)，通過飛輪32的轉(zhuǎn)動(注就是使飛輪32的外圈充當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn) 子)，與發(fā)電裝置51的線圈產(chǎn)生磁場變化進而發(fā)電，發(fā)電裝置51也能利用此磁場的變化產(chǎn)生阻力，控制飛輪32的旋轉(zhuǎn)困難程度。(注飛輪內(nèi)側(cè)安裝許多線圈及其他元件使其成為發(fā)電裝置51及兼具阻力的功能為習(xí)知技藝，此處及圖中均未作詳細說明)前述習(xí)知自發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵在于飛輪32轉(zhuǎn)動時需達到足夠的轉(zhuǎn)速，才能使發(fā) 電裝置51產(chǎn)生足夠的電能供運動器材運用，因此習(xí)知技藝為了使飛輪32以高轉(zhuǎn) 速旋轉(zhuǎn)，采用了如圖l所示的傳動機構(gòu)。該傳動機構(gòu)具有第一傳動輪20a，當(dāng)使用 者踩踏踏板lla驅(qū)動第一傳動輪20a旋轉(zhuǎn)時，同時由套接在第一傳動輪20a及第 二傳動輪21a上的第一傳動帶23a帶動第二傳動輪21a以更高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，第二傳 動輪21a再同步帶動同軸固接的中介傳動輪26旋轉(zhuǎn)，同上所述，當(dāng)中介傳動輪26 旋轉(zhuǎn)時，再由套接于中介傳動輪26及第三傳動輪22a的第二傳動帶24a帶動第三 傳動輪22a以更高速旋轉(zhuǎn)，同樣的，第三傳動輪22a再同步帶動同軸固接的飛輪 32旋轉(zhuǎn)，此為習(xí)知技藝所采用的自發(fā)電系統(tǒng)傳動機構(gòu)。由上所述可知，為了達到足夠使用者操作運動器材所需的電能，前述習(xí)知技 藝所采用的整體傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所需元件多且體積較大，使得制造成本較 高，機構(gòu)也須占用較多空間，影響設(shè)計時的自由度。發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的主要目的在于提供一種運動器材的自發(fā)電系統(tǒng)， 其能在具有足夠的發(fā)電電能且兼具慣性及阻力之下，更有結(jié)構(gòu)精簡、傳動元件較 少、成本較低的特點。為達到上述目的，本實用新型所提供的一種運動器材的自發(fā)電系統(tǒng)，其特征 在于包括 一支架； 一第一傳動輪，樞設(shè)于所述支架，由所述運動器材的使用者 運動驅(qū)轉(zhuǎn)； 一傳動飛輪，樞設(shè)于所述支架，具有一環(huán)狀的傳動帶套接部； 一第二 傳動輪，與所述傳動飛輪同軸固接，所述第二傳動輪直徑小于所述第一傳動輪； 一第一傳動帶，套接于所述第一傳動輪及所述第二傳動輪； 一旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置， 設(shè)于所述支架，具有一旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生對應(yīng)電能； 一第三傳動輪， 與所述旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)軸同軸固接，所述第三傳動輪直徑小于所述傳動飛輪 的傳動帶套接部； 一第二傳動帶，套接于所述傳動帶套接部及所述第三傳動輪； 一電控阻力裝置，接受所述旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機產(chǎn)生的電能，改變所述傳動飛輪的轉(zhuǎn)動 阻力。上述本實用新型的技術(shù)方案中，所述電控阻力裝置包含有至少一相對于所述 傳動飛輪可活動的磁鐵組，以及一可驅(qū)動所述磁鐵組位移的驅(qū)動器；所述驅(qū)動器 接受來自所述旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置的電能。上述本實用新型的技術(shù)方案中，所述傳動飛輪的其中一側(cè)面設(shè)有一圓形凹槽； 所述電控阻力裝置位于所述圓形凹槽內(nèi)，包含有 一齒輪組， 一端連接于所述驅(qū) 動器；二移動桿，各所述移動桿的一端具有一齒排，與相對于所述齒輪組連接在 所述驅(qū)動器的一端連接，所述驅(qū)動器通過所述齒輪組驅(qū)使所述二移動桿沿徑向靠 近或遠離所述傳動飛輪的圓心；二所述磁鐵組，各所述磁鐵組具有一弧形臂，以 及設(shè)在所述弧形臂面向所述圓形凹槽周壁的外側(cè)面的若干磁鐵，其中所述二磁鐵 組分別連接于所述二移動桿。上述本實用新型的技術(shù)方案中，所述傳動飛輪的傳動帶套接部設(shè)于所述傳動 飛輪的外周面。上述本實用新型的技術(shù)方案中，所述傳動帶套接部為一環(huán)狀凹槽，所述第二 傳動帶為一皮帶。采用上述技術(shù)方案，本實用新型由于將電控阻力裝置安裝在傳動飛輪旁邊， 可通過調(diào)整電控阻力裝置中的阻力構(gòu)件，例如磁鐵組，對傳動飛輪產(chǎn)生不同大小 的旋轉(zhuǎn)阻力，并且電控阻力裝置可利用旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能，使得使用者 可以用電控的方式控制阻力構(gòu)件。而且本實用新型的自發(fā)電系統(tǒng)省去了習(xí)知自發(fā)電系統(tǒng)中的第三皮帶輪，并將充塞于飛輪一側(cè)的繁雜的發(fā)電機線圈組成的發(fā)電裝 置，也改為設(shè)于運動器材上的旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置，并且在傳統(tǒng)飛輪增設(shè)傳動帶套接 部，改變習(xí)知飛輪僅具有提供使用者運動時所需的運動慣性的功能，使得飛輪也 具有帶動其他機構(gòu)元件的作用，而不需要再為了達到預(yù)定倍速，再另外設(shè)計皮帶 輪或鏈輪作為傳動動力媒介。因此本實用新型相比于習(xí)知自發(fā)電系統(tǒng)，使用的元 件更少，機構(gòu)元件的組合運用也更為精簡進步，達到在結(jié)構(gòu)上更為精簡、成本較 為低廉的目的。

圖1是習(xí)知自發(fā)電系統(tǒng)裝設(shè)于運動腳踏車的平面圖； 圖2是本實用新型一較佳實施例裝設(shè)于運動腳踏車的平面圖； 圖3是本實用新型一較佳實施例對應(yīng)于圖2狀態(tài)的立體圖； 圖4是本實用新型一較佳實施例中的電控阻力裝置內(nèi)部機構(gòu)圖。
具體實施方式
為了詳細說明本實用新型的結(jié)構(gòu)及特點，現(xiàn)舉以下較佳實施例并配合附圖說 明如下。本實用新型的運動器材的自發(fā)電系統(tǒng)可應(yīng)用于健身腳踏車、橢圓機、踏步機 等運動器材，本實施例為應(yīng)用于健身腳踏車。如圖2所示，是本實用新型的自發(fā)電系統(tǒng)1裝設(shè)于運動腳踏車的平面圖，自 發(fā)電系統(tǒng)l主要具有 一支架10; —第一傳動輪20樞接于支架10; —傳動飛輪 30樞接于支架10; —電控阻力裝置50，安裝于傳動飛輪30的一側(cè)； 一第二傳動 輪21，與傳動飛輪30同軸固接； 一旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置40位于傳動飛輪30上方，同 樣設(shè)于支架10上； 一第三傳動輪22與旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置40的旋轉(zhuǎn)軸43同軸固接； 一第一傳動帶23，套接于第一傳動輪20及第二傳動輪21; —第二傳動帶24，套 接于傳動飛輪30及第三傳動輪22。另外要在此一提的是，在此較佳實施例中，第 二傳動輪21及第三傳動輪22均采用皮帶輪，而第一傳動帶23及第二傳動帶24 在本較佳實施例中，均采用皮帶，在其他實施方式中也可采用其他元件，例如傳 動輪釆用鏈輪，傳動帶采用鏈條。如圖2所示，第一傳動輪20與曲柄12同軸固接于曲柄軸(圖中未示)且樞接于 支架10上，曲柄12尾端上還裝設(shè)有踏板11供使用者踩踏，進而驅(qū)動第一傳動輪 20旋轉(zhuǎn)。傳動飛輪30樞接于支架10上，在傳動飛輪30的一側(cè)，第二傳動輪21 與傳動飛輪30同軸固接，且第二傳動輪21的直徑小于第一傳動輪30，如此，當(dāng) 使用者踩踏踏板11驅(qū)動第一傳動輪20旋轉(zhuǎn)時，便會由第一傳動帶23帶動傳動飛輪30以高于第一傳動輪20的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。如圖3所示，為本實施例的立體圖，其中旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置40的旋轉(zhuǎn)軸43與 第三傳動輪22同軸固接，且旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置40設(shè)于一支撐板41上，支撐板41 固接于一基座42，基座42則設(shè)于支架10上。傳動飛輪30具有一傳動帶套接部 31，用于套接傳動帶，使得傳動飛輪30也能帶動其他元件。在傳動飛輪30的傳 動帶套接部31和第三傳動輪22之間套接第二傳動帶24，其中，第三傳動輪22 的直徑小于傳動飛輪30。在本實施例中，傳動帶套接部31采用在傳動飛輪30外 周面設(shè)一傳動帶套接凹槽，在其他實施方式中也可采用其他方式，例如采用另一 傳動輪與飛輪同軸固接。由上述可知，當(dāng)?shù)谝粋鲃虞?0旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動能量驅(qū)動 傳動飛輪30轉(zhuǎn)動時，傳動飛輪30通過傳動帶套接部31同時也帶動套接于其上的 第二傳動帶24，并且驅(qū)動第二傳動帶24所套接的另一元件第三傳動輪22轉(zhuǎn)動， 并且因為第三傳動輪22直徑小于傳動飛輪30，使得第三傳動輪22轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)速高 于傳動飛輪30，而且與第三傳動輪22同軸安裝的旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置40也同步以高 于傳動飛輪30的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，使得在一般運動速率下(本實施例為踩轉(zhuǎn)踏板的速度)， 旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置40獲得足夠的旋轉(zhuǎn)速率，產(chǎn)生足夠功率的電能。另外，在支撐板 41上設(shè)一惰輪25，用于抵緊第二傳動帶24，使其不易滑脫，同樣的，也可以在裝 置中另外設(shè)惰輪(圖中未示)用于抵緊第一傳動帶23。如圖3所示，本實用新型在此實施例中，除了習(xí)知技藝所普遍知道的飛輪可 以提供運動慣性，在習(xí)知的飛輪外周面上增設(shè)了傳動帶套接部31，即可使傳動飛 輪30兼具習(xí)知結(jié)構(gòu)中的飛輪及傳動輪機能，由此簡化結(jié)構(gòu)。如圖4所示，為了提供可變阻力，在傳動飛輪30的一側(cè)設(shè)一電控阻力裝置50， 例如在本實施例中采用現(xiàn)今運動器材普遍使用的「渦電流制動器(Eddy Current Brake; ECB)」，如圖4所示，電控阻力裝置50設(shè)于傳動飛輪30的側(cè)面圓形凹 槽33內(nèi)，而且電控阻力裝置50不會隨著傳動飛輪30旋轉(zhuǎn)，電控阻力裝置50主 要具有 一驅(qū)動器52，本實施例中為一馬達；二移動桿54，在移動桿54—端設(shè) 有齒排55; —齒輪組57，連接在驅(qū)動器52(馬達)的出力端與移動桿54的齒排55 之間；二磁鐵組53，包含有二弧形臂53a，弧型臂53a接近傳動飛輪30的外側(cè)面 貼有若干磁鐵53b，移動桿54相對于設(shè)有齒排55的一端則與弧型臂53a連接。驅(qū) 動器52由旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置40供電，并且可驅(qū)動齒輪組57旋轉(zhuǎn)，由于上述連接關(guān) 系，因此齒輪組57旋轉(zhuǎn)時可帶動齒排55沿著徑向位移，由此使得移動桿54同步 地徑向位移而往外推出或向內(nèi)拉回弧型臂53a，所以貼于弧型臂53a上的磁鐵53b 與傳動飛輪30的空間距離可以減少或增加，因此可以改變飛輪的旋轉(zhuǎn)阻力(注ECB作用原理不是本實用新型的重點，因此只作概略說明)。在其他實施方式中， 電控阻力裝置50也可能采用其他結(jié)構(gòu)，例如，不同于本實施例將電控阻力裝置50 安裝于傳動飛輪30的一側(cè)圓形凹槽33，也可將其與傳動飛輪30同軸并排安裝于 飛輪側(cè)面，或者安裝在傳動飛輪30周面外圍的任一處等等，再者，在其他實施例 中，渦流制動器不以徑向的方式與飛輪作用，而采用軸向作用力的方式，都是可 能的實施方式。通過上述自發(fā)電系統(tǒng)，使用者能使旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置40發(fā)電，而一部分的電能 用于控制電控阻力裝置50，使其所包含的磁鐵組53改變相對于傳動飛輪30的空 間距離關(guān)系，因而產(chǎn)生對傳動飛輪30大小不同的旋轉(zhuǎn)阻力，間接調(diào)整使用者踩踏 踏板11驅(qū)動第一傳動輪20旋轉(zhuǎn)的困難程度，使用者可通過電控阻力裝置50隨意 控制阻力變化，達到進行不同運動強度的目的，另一部分的電能可運用于器材儀 表、測量心跳等等其他附屬功能。本實用新型的自發(fā)電系統(tǒng)，也可包含蓄電裝置， 用以儲存過剩的電能，可在發(fā)電功率不夠的時候提供運動器材電能，此為習(xí)知技 藝，在此及圖中未做詳細說明及圖示。由上述可知，本實用新型使得使用者可方便地調(diào)整電控阻力裝置50產(chǎn)生的阻 力大小，進而調(diào)整阻力由此改變運動強度。并且因為傳動飛輪30的轉(zhuǎn)動，回饋使 用者運動過程中所需的運動慣性，使得使用者在運動過程中更為順暢舒適，而旋 轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置40在本實用新型中也以足夠的預(yù)定倍率，數(shù)倍于使用者驅(qū)動的第一 傳動輪10的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動,使得自發(fā)電系統(tǒng)1具有足夠的電能供使用者操作各種裝置， 例如操作面板、調(diào)整運動強度、測量心跳等等，最重要的是，本實用新型中的自 發(fā)電系統(tǒng)相比于習(xí)知的自發(fā)電系統(tǒng)，省去了圖1中的第三皮帶輪26，而圖l中充 塞于飛輪32 —側(cè)的繁雜的發(fā)電機線圈組成的發(fā)電裝置51，也改為設(shè)于運動器材上 的旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置50，并且在傳統(tǒng)飛輪增設(shè)傳動帶套接部31，改變習(xí)知飛輪僅具 有提供使用者運動時所需的運動慣性的功能，使得飛輪也具有帶動其他機構(gòu)元件 的作用，因此本實用新型相比于習(xí)知自發(fā)電系統(tǒng)，使用的元件更少，機構(gòu)元件的 組合運用更為精簡進步。以上所述的圖示和實施例，僅是本實用新型的一較佳實施型態(tài)，并不以此限 定本實用新型可能的實施范圍，本實用新型的專利保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的范圍 為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、一種運動器材的自發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于包括一支架；一第一傳動輪，樞設(shè)于所述支架，由所述運動器材的使用者運動驅(qū)轉(zhuǎn)；一傳動飛輪，樞設(shè)于所述支架，具有一環(huán)狀的傳動帶套接部；一第二傳動輪，與所述傳動飛輪同軸固接，所述第二傳動輪直徑小于所述第一傳動輪；一第一傳動帶，套接于所述第一傳動輪及所述第二傳動輪；一旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置，設(shè)于所述支架，具有一旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生對應(yīng)電能；一第三傳動輪，與所述旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)軸同軸固接，所述第三傳動輪直徑小于所述傳動飛輪的傳動帶套接部；一第二傳動帶，套接于所述傳動帶套接部及所述第三傳動輪；一電控阻力裝置，接受所述旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機產(chǎn)生的電能，改變所述傳動飛輪的轉(zhuǎn)動阻力。
2、 如權(quán)利要求l所述的運動器材的自發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述電控阻力 裝置包含有至少一相對于所述傳動飛輪可活動的磁鐵組，以及一可驅(qū)動所述磁鐵 組位移的驅(qū)動器；所述驅(qū)動器接受來自所述旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置的電能。
3、 如權(quán)利要求2所述的運動器材的自發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述傳動飛輪 的其中一側(cè)面設(shè)有一圓形凹槽；所述電控阻力裝置位于所述圓形凹槽內(nèi)，包含有一齒輪組， 一端連接于所述驅(qū)動器；二移動桿，各所述移動桿的一端具有一齒排， 與相對于所述齒輪組連接在所述驅(qū)動器的一端連接，所述驅(qū)動器通過所述齒輪組 驅(qū)使所述二移動桿沿徑向靠近或遠離所述傳動飛輪的圓心；二所述磁鐵組，各所 述磁鐵組具有一弧形臂，以及設(shè)在所述弧形臂面向所述圓形凹槽周壁的外側(cè)面的 若干磁鐵，其中所述二磁鐵組分別連接于所述二移動桿。
4、 如權(quán)利要求l所述的運動器材的自發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述傳動飛輪 的傳動帶套接部設(shè)于所述傳動飛輪的外周面。
5、 如權(quán)利要求4所述的運動器材的自發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述傳動帶套 接部為一環(huán)狀凹槽，所述第二傳動帶為一皮帶。
專利摘要本實用新型涉及一種運動器材的自發(fā)電系統(tǒng)，其包括一支架；一第一傳動輪，樞設(shè)于支架，由運動器材的使用者運動驅(qū)轉(zhuǎn)；一傳動飛輪，樞設(shè)于支架，具有一環(huán)狀的傳動帶套接部；一第二傳動輪，與傳動飛輪同軸固接，第二傳動輪直徑小于第一傳動輪；一第一傳動帶，套接于第一傳動輪及第二傳動輪；一旋轉(zhuǎn)式發(fā)電裝置，設(shè)于支架，具有一旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生對應(yīng)電能；一第三傳動輪，與旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)軸同軸固接，第三傳動輪直徑小于傳動飛輪的傳動帶套接部；一第二傳動帶，套接于傳動帶套接部及第三傳動輪；一電控阻力裝置，接受旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機產(chǎn)生的電能，改變傳動飛輪的轉(zhuǎn)動阻力。由此，本實用新型在結(jié)構(gòu)上更為精簡，成本也較為低廉。
文檔編號F03G5/04GK201096059SQ20072017680
公開日2008年8月6日 申請日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者王貴華 申請人:喬山健康科技股份有限公司