CN218357121U - 一种在动感单车上的阻力控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在动感单车上的阻力控制装置，涉及动感单车技术领域。包括车架，所述车架上设置有飞轮，所述飞轮左侧的车架上设置有驱动轮，所述驱动轮通过皮带与飞轮传动连接，所述飞轮左下角的车架上固定安装有安装架，所述安装架上中部位置由下至上固定安装有主控单元、恒流源单元和励磁线圈，所述主控单元和恒流源单元与外部电源电性连接，所述安装架的上表面靠近右侧位置设置有测速单元，所述主控单元与智能终端电性连接。本实用新型阻力调整可以通过智能终端显示出来，使阻力情况一目了然，调整阻力一键完成，大幅度提高用户使用效率，通过模拟真实骑行的阻力随路况自动变化，使训练体验更好。

Description

一种在动感单车上的阻力控制装置

技术领域

本实用新型涉及动感单车技术领域，具体为一种在动感单车上的阻力控制装置。

背景技术

动感单车是一项很常见的有氧运动器材。由于其运动过程中的节奏感很强，运动体验很棒，在健身人士中很受欢迎。近几年生活水平不断提高，大多数人对生活态度也有了改变，全民运动开始普及，身心健康问题备受关注，动感单车的适用人群范围广特点，成为家庭首选锻炼器械之一。

现有技术中，市场上动感单车五花八门，普遍类型为牛皮机械摩擦力或永磁铁与旋转飞轮产生电磁阻尼提供阻力。由刹车杆伸缩控制飞轮与摩擦片或永磁铁间距进而控制阻力，间距越大时阻力越小，间距越小时阻力越大。由于原理结构简单，优点是成本低，缺点是需要通过各种旋钮进行阻力大小的调节，导致操纵繁琐，且阻力难以快捷精确把控，使动感单车模式单一，训练体验效果不佳。

实用新型内容

本实用新型提供了一种在动感单车上的阻力控制装置，以解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种在动感单车上的阻力控制装置，包括车架，所述车架上设置有飞轮，所述飞轮左侧的车架上设置有驱动轮，所述驱动轮前后侧面设置有脚踏，所述驱动轮通过皮带与飞轮传动连接，所述飞轮左下角的车架上固定安装有安装架，所述安装架上中部位置由下至上固定安装有主控单元、恒流源单元和励磁线圈，所述主控单元和恒流源单元与外部电源电性连接，所述励磁线圈上表面与飞轮下表面相面对设置，所述安装架的上表面靠近右侧位置设置有测速单元，且测速单元与主控单元电性连接，所述主控单元与智能终端电性连接。

进一步的，所述主控单元包括微控制器和储存器，所述微控制器和储存器安装于安装架上，所述微控制器和储存器电性连接。

进一步的，所述测速单元包括红外光传感器和反光贴纸，所述红外光传感器固定安装于安装架上，所述红外光传感器相对应的飞轮前侧面沿周向固定粘贴有反光贴纸。

进一步的，所述安装架的前后侧面上均设置有防护罩。

进一步的，所述智能终端采用具有可输出运动信息的外设智能电子设备。

进一步的，所述车架的四角均固定安装有防滑橡胶套。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种在动感单车上的阻力控制装置，具备以下有益效果：

该在动感单车上的阻力控制装置，通过设置主控单元联接测速单元、恒流源单元，实时检测测速单元采集的转速数据，监测恒流源单元采集的电流数据，根据转速变化进行调节恒流源单元电流，进而通过励磁线圈调整抑制飞轮运动的扭矩大小，阻力调整可以通过智能终端显示出来，使阻力情况一目了然，调整阻力一键完成，大幅度提高用户使用效率，通过模拟真实骑行的阻力随路况自动变化，实现多种运动模式的场景应用，使训练体验更好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的控制系统示意图。

图中：1、车架；2、飞轮；3、驱动轮；4、脚踏；5、皮带；6、安装架；7、主控单元；701、微控制器；702、储存器；8、恒流源单元；9、励磁线圈；10、外部电源；11、测速单元；111、红外光传感器；112、反光贴纸；12、智能终端；13、防护罩；14、防滑橡胶套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1与图2，本实用新型公开了一种在动感单车上的阻力控制装置，包括车架1，所述车架1上设置有飞轮2，飞轮2为含有导体类型飞轮(铁、铜、铝等具有产生磁吸力的飞轮)，所述飞轮2左侧的车架1上设置有驱动轮3，所述驱动轮3前后侧面设置有脚踏4，所述驱动轮3通过皮带5与飞轮2传动连接，当踩踏脚踏4，脚踏4通过皮带5与飞轮2连接，由于静摩擦现象使得脚踏4与飞轮2运动状态一致，飞轮2切割励磁线圈9磁感线运动产生电磁阻尼现象，致使在飞轮2上产生阻碍其运动的力，称这个阻碍其运动的力为阻力，即施加在飞轮2上的扭矩，所述飞轮2左下角的车架1上固定安装有安装架6，所述安装架6上中部位置由下至上固定安装有主控单元7、恒流源单元8和励磁线圈9，励磁线圈9其位于飞轮2外侧，与飞轮2外侧存在一定空气间隙，其作用为产生磁场环境，所述主控单元7和恒流源单元8与外部电源10电性连接，恒流源单元8由外部电源10供电，恒流源单元8作用是输出稳定电流在励磁线圈9上，为控制励磁线圈9电流产生的磁场强度，主控单元7控制产生恒定电流，恒定电流作用于励磁线圈9上产生阻力，所述励磁线圈9上表面与飞轮2下表面相面对设置，所述安装架6的上表面靠近右侧位置设置有测速单元11，且测速单元11与主控单元7电性连接，所述主控单元7与智能终端12电性连接。

具体的，所述主控单元7包括微控制器701和储存器702，所述微控制器701和储存器702安装于安装架6上，所述微控制器701和储存器702电性连接。

本实施方案中，微控制器701接收测速单元11、恒流源单元8、智能终端12数据整合应用在励磁线圈9上控制阻力，储存器702用于保存励磁线圈9电流与扭矩的对应关系数据、保存ERG模式励磁线圈9电流与转速的对应关系数据、保存风阻模式励磁线圈9电流与转速的对应关系数据，储存器702具有掉电数据不丢失特点，由此展开，由公式P＝F*ω,其中P为目标功率，F为电流作用下励磁线圈9产生的扭矩，ω为线圈转速。ERG模式，当转速增加，微控制器701将控制流经励磁线圈9电流减小达到功率不变；反之转速降低电流越大达到功率不变。风阻模式，当转速增加，微控制器701将控制流经励磁线圈9电流增大；反之转速降低，将控制流经励磁线圈9电流减少。定阻模式，当转速增加，微控制器701将控制流经励磁线圈9电流不变。HIIT高强度间歇模式，微控制器701自动监测运动时间分段进行电流调节，使得同一分段时间内阻力相同，不同分段时间内阻力不同。

具体的，所述测速单元11包括红外光传感器111和反光贴纸112，所述红外光传感器111固定安装于安装架6上，所述红外光传感器111相对应的飞轮2前侧面沿周向固定粘贴有反光贴纸112。

本实施方案中，反光贴纸112与红外光传感器111应空间垂直，反光贴纸112由两色连续交替组成，两色区域可完全重合，一色作为反射红外光使用，另一色作为吸收红外光使用。当红外光传感器111发射端发出红外光照射在反光贴纸112上时，红外光传感器111接收端由于反光贴纸112的特性会出现接收红外光与丢失红外光的现象，当飞轮2旋转时，就可根据接收端红外光判断转速，根据公式为：ω＝Ч/t，Ч为所走过的弧度，t为时间。角速度ω的单位为：弧度每秒。在本装置中t为任意色反光贴纸112经过接收端时间差，Ч为任意色反光贴纸在接收端处走过的弧长。

具体的，所述安装架6的前后侧面上均设置有防护罩13。

本实施方案中，防护罩13为电子产品提供保护功能，有效防止汗液、补给水等洒落在表面，同时避免意外触碰造成触电危险。

具体的，所述智能终端12采用具有可输出运动信息的外设智能电子设备。

本实施方案中，智能终端12可采用平板电脑等外设智能电子设备，作为显示运动数据输出端以及目标运动数据的输入端，输出的运动数据包含功率、速度、距离、踏频、运动时间、卡路里等数据。输入的运动数据包括功率、运动时间、距离等数据。使用者经过智能终端12输入运动数据，经主控单元7接收、处理后将数据按储存器702预先存储关系转化为控制恒流源单元8电流大小作用在励磁线圈9上，达到控制飞轮2阻力来实现不同运动模式体验。

具体的，所述车架1的四角均固定安装有防滑橡胶套14。

本实施方案中，防滑橡胶套14增加车架1下表面摩擦力，使车架1放置更加稳定。

在使用时，通过主控单元7对恒流源单元8的电流进行监测，测速单元11中反光贴纸112随飞轮2旋转，红外光传感器111通过反光贴纸112反射光线，对飞轮2的转速进行监测，主控单元7中微控制器701与储存器702联接测速单元11与恒流源单元8，实时检测飞轮2的转速数据，数据先经微控制器701分析、处理，再由微控制器701调节恒流源单元8输出电流，恒流源单元8通过电流大小调节，进而通过励磁线圈9调整抑制飞轮2运动的扭矩大小，阻力调整数据可以通过智能终端12显示出来，使阻力情况一目了然，调整阻力一键完成，大幅度提高用户使用效率，通过模拟真实骑行的阻力随路况自动变化，实现多种运动模式的场景应用，使训练体验更好，在全球提倡环保节源的理念时代下，采用“旧机升级”方式，将含有导体类型飞轮2(铁、铜、铝等具有产生磁吸力的飞轮)的动感单车通过本装置升级即可实现更多特性，一是提高器械利用率，节约使用不可再生资源，避免铺张浪费现象，二是原有功能升级，调节阻力方式由手动调节刹车杆变为电动调节，方便快捷；阻力进行数据可视化，直观感受阻力的变化，精确灵敏，阻力掌控从容不迫；阻力等级强度增加，涵盖原有阻力范围进一步提高最大阻力；体验感提升，采用无直接接触方式，避免牛皮直接摩擦方式的表面不均匀造成顿挫感，采用恒流源驱动励磁线圈9方式，避免PWM调整电压方式的电子元件开关噪音出现，以及元件温升引起的损耗。三是增加新特性。增加风阻模式，阻力随飞轮2转速变化自动调节，转速越快阻力越大，反之转速越慢阻力越小，模拟真实骑行状态。增加ERG模式，通过自动调整恒流源输出控制阻力，转速越快阻力越小，转速越慢阻力越大，以适配功率(即转速与阻力乘积)的稳定输出，适用于车手训练场景。增加HIIT高强度间歇模式，通过对运动时间分段，同一分段时间内阻力相同，不同分段时间内阻力不同，适用于肌肉爆发力训练场景。增加助停功能，停脚自动进行“刹车”。增加运动数据，通过微控制器701与APP进行联动，将运动数据进行数据化展示在APP上，包含功率、速度、距离、踏频等数据。同时，APP也可以将虚拟场景中的坡度、风速、路面摩擦力等虚拟参数传输至微控制器701，微控制器701处理分析数据产生对应的阻力反馈至用户，实现沉浸式骑行体验。

综上所述，该在动感单车上的阻力控制装置，主控单元7联接测速单元11、恒流源单元8，实时检测测速单元11采集的转速数据，监测恒流源单元8采集的电流数据，根据转速变化进行调节恒流源单元8电流，进而通过励磁线圈9调整抑制飞轮2运动的扭矩大小，阻力调整可以通过智能终端12显示出来，使阻力情况一目了然，调整阻力一键完成，大幅度提高用户使用效率，通过模拟真实骑行的阻力随路况自动变化，实现多种运动模式的场景应用，使训练体验更好。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种在动感单车上的阻力控制装置，包括车架(1)，其特征在于：所述车架(1)上设置有飞轮(2)，所述飞轮(2)左侧的车架(1)上设置有驱动轮(3)，所述驱动轮(3)前后侧面设置有脚踏(4)，所述驱动轮(3)通过皮带(5)与飞轮(2)传动连接，所述飞轮(2)左下角的车架(1)上固定安装有安装架(6)，所述安装架(6)上中部位置由下至上固定安装有主控单元(7)、恒流源单元(8)和励磁线圈(9)，所述主控单元(7)和恒流源单元(8)与外部电源(10)电性连接，所述励磁线圈(9)上表面与飞轮(2)下表面相面对设置，所述安装架(6)的上表面靠近右侧位置设置有测速单元(11)，且测速单元(11)与主控单元(7)电性连接，所述主控单元(7)与智能终端(12)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种在动感单车上的阻力控制装置，其特征在于：所述主控单元(7)包括微控制器(701)和储存器(702)，所述微控制器(701)和储存器(702)安装于安装架(6)上，所述微控制器(701)和储存器(702)电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种在动感单车上的阻力控制装置，其特征在于：所述测速单元(11)包括红外光传感器(111)和反光贴纸(112)，所述红外光传感器(111)固定安装于安装架(6)上，所述红外光传感器(111)相对应的飞轮(2)前侧面沿周向固定粘贴有反光贴纸(112)。

4.根据权利要求1所述的一种在动感单车上的阻力控制装置，其特征在于：所述安装架(6)的前后侧面上均设置有防护罩(13)。

5.根据权利要求1所述的一种在动感单车上的阻力控制装置，其特征在于：所述智能终端(12)采用具有可输出运动信息的外设智能电子设备。

6.根据权利要求1所述的一种在动感单车上的阻力控制装置，其特征在于：所述车架(1)的四角均固定安装有防滑橡胶套(14)。

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