[发明专利]一种智能健身器电阻尼及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及健身器内部的控制系统，具体是指一种智能健身器电阻尼及其控制方法。

背景技术

现有的健身器材的内部阻尼产生方式一般分为机械阻尼和电磁阻尼两种。机械阻尼方式，采用摩擦片接触机械转盘产生的摩擦力提供阻尼，采用机械手柄作为控制摩擦力的大小，这种方式的缺点是阻尼大小不容易控制，改变阻尼需要重新调整手柄，不易操作，并且摩擦片长时间使用后存在磨损消耗，需要定期更换。摩擦片磨损变薄会导致摩擦力下降，需要手工调整。由于没有自调整程序，所以无法对健身器使用者的运动高中低强度进行实时调整，所以这类健身器逐渐被磁阻尼健身器替代。现有磁阻尼健身器的阻尼制动器以钢索牵引磁钢之间，控制磁钢环偏离制动环的幅度来控制飞轮的旋转阻力，名称为“健身车的磁阻尼制动器”、专利号为ZL02268668.1的中国专利详细介绍了这种控制方法。这个控制方法属于机械控制，不具有智能健身器的特点。专利ZL03253523.2的实用新型在结构方面对磁阻尼制动器进行了改进，如图1所示，采用电路放大器的控制电机流过晶体管的电流，以此控制电机所产生的磁阻尼，其中阻尼也需要手动调节可调电阻来控制，无法进行数字化程序控制，并且该专利的电路工作时4个晶体管工作在放大区，功耗极大，容易过热烧坏，可靠性低。

随着数字信息的快速发展，未来的健身器领域也将会向智能化，数字化迈进。智能化阻尼控制方法必然成为未来智能健身器不可或缺的技术。本申请人对现有磁控阻尼技术提出创新性的改进。在现有机械结构不变的情况下，增加智能控制电路，实现健身器阻尼的数字化控制。一旦实现阻尼的数字化控制，阻尼就可以根据人体工程学的原理通过设定程序对健身器的阻尼进行控制，智能感知调整锻炼者的运动负荷，提高人体的舒适度和易用性。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有智能性、灵活性、可升级维护性的智能健身器电阻尼。

本发明的另一目的在于提供一种智能健身器电阻尼的控制方法，该智能健身器电阻尼的控制方法可以用于需要阻尼控制的所有健身器材类场合，具有低成本、高智能的特点。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种智能健身器电阻尼，其包括三相桥式整流电路、数字稳压电路、智能控制芯片、电阻尼负载及机械传动输入，由发电机输出电压和电流，经过数字稳压电路，输出稳定的电压，稳压模块输出的电压由智能控制芯片控制，电压输入给电阻尼负载，电能消耗在电阻尼负载上，所述的电阻尼负载连接设有阻尼数字控制电路，所述的电阻尼负载连接设有阻尼智能控制电路。

所述的阻尼数字控制电路，其包括：智能控制IC、直流高压、直流可控低压、大功率电阻尼负载。

所述的阻尼智能控制电路，包括发电机M1、三相整流桥BR、储能滤波电容C1、稳压开关管Q1、Q2、电感L1、分压电阻R1、R2、R3、R4、输出滤波电容C2、大功率阻尼负载R和智能控制IC组成；所述发电机可以是两相或直流电机，三相整流桥BR1是两相的或无整流桥，三相整流桥BR1的输出连接稳压开关管Q1的D极，Q2的D极接到Q1的S极，并且与电感L1相连，Q2的S极接地，Q1、Q2的栅极接到控制IC的2个pwm信号的输出脚；所述的电感L1的另一端接到大功率阻尼负载R上，C1、C2分别接到输入直流电压和输出直流电压进行滤波，R1、R2组成分压电路连到输出电压Vout上，并将分压点连接智能控制IC的FB1脚，R3、R4组成分压电路连到输出电压Vin上，并将分压点连接智能控制IC的FB2脚。

首先将健身器的机械能通过传动变换旋转机械能输入到发电机M1，M1输出三相电，三相电通过三相整流桥整流成直流输出Vin，Q1、Q2组成同步降压电路，Q1和Q2的导通时间是互补的，Q1的导通占空比D由智能控制IC输出，L1是输出滤波电感，C1是滤波电容，此时Vout＝Vin*D，智能控制IC采样到Vout到FB1脚，并且进行模数转换进行处理，并且根据控制面板的输入调整占空比输出，以此来实现智能健身器电阻尼的控制方法。

采用上述方案后，本发明可以实现高度智能的健身器阻尼控制，使健身器的阻尼控制方式非常简单方便、灵活性大、可升级性高，由于采用数字化控制，使得健身器可以按照人体工程学的方式进行阻尼实时控制成为可能。具体优点如下：

1、以发电机作为磁阻尼，可靠性高，噪音低；

2、该技术提供了智能健身器的发展平台，为各种高端智能健身器的控制基础；

3、数字控制简易方便，可动态调整运动的阻尼大小。

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

附图说明