專利名稱：磁流變矩腳踏車健身器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及健身器材技術領域，具體的來說涉及一種腳踏車健身器。
背景技術：
當前由于生活環境及生活方式的改變，使得人們對室內健身器材的依 靠性日益加深，而相關產業界亦因應市場所需，不斷開發出各種不同類型 的健身器，但在諸多不同型式的健身器中，最受歡迎的仍屬腳踏健身車，由 于其在操作上無需太多的技巧，同時其負載亦可依使用者的需求方便的進行
調整，從而具有較大的接受度。
從現有的腳踏健身車結構來看，其結構已有多種不同層次的改變，最 早設計完成的此類健身器即如同傳統的自行車般由鏈條帶動輪子轉動，同 時在輪輞上增設負載以達到運動的目的，但該類設計并非是針對室內環境的 用戶，且其負載采用摩擦結構方式來提供，此即使得提供負載的元件在經過 一段時間的使用后即遭磨損而需要加以更換，造成用戶及維修人員的不便。
近年來"磁控負載"結構的腳踏健身器被發展完成，其主要是運用負 載輪配合永久磁鐵來提供負載，而其原理是在負載輪轉動時，令其切割 永 久磁鐵形成的磁力線，使得高速旋轉的負載輪對磁力線產生拖曳現象，造成 磁力線呈弧形狀穿透負載輪的路徑而產生渦流效應，反向推動負載輪增加阻 力，如此即可在不發生"摩擦"的狀態下來提供健身車適切的負載，以解決 以摩擦造成零附件磨損而需不斷更換的問題。但是現有"磁控負載"的健身 車一般為永磁體，永磁體為固體，具有很強的磁滯性，在需要調整健身車負 載時，十分復雜。
磁流變液是由高磁導率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導磁性液體混 合而成的懸浮物質。這種懸浮體在零磁場的條件下呈顯出低粘度的牛頓流體 特性；在磁場的作用下，可以有小粘度易流動的牛頓流體變為高粘度難流動 的塑性賓漢(Bingham)流體。在顯微鏡下，零磁場下，磁流變的顆粒分布是雜亂的，而在強磁場的作用下，卻是有規則的，且沿磁場方向成鏈或鏈束狀 排列，阻礙了流體的正常流動，使其產生了類似固體的特征。磁流變液在可 變磁場的控制下，其粘度可實現適時、連續、可逆控制。而在腳踏車領域均 未見利用磁流變液來設計和制作。

實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題在于，克服現有技術中存在腳踏車負載 控制困難等諸多問題，提供一種磁流變矩腳踏車健身器。 為了解決上述問題本實用新型的技術方案是這樣的-
一種磁流變矩腳踏車健身器，包括一腳踏車式騎乘架，所述騎乘架下部 設有腳踏板，前端設有一把手，其特征在于，所述腳踏板的旋轉軸處設有回 轉式磁流變矩器。
所述回轉式磁流變矩器，包括中間轉子、外圈定子、設置在轉子和定子
之間的磁流變液和纏繞在定子上的勵磁線圈；所述轉子為腳踏板的旋轉軸， 在轉子上設有復數個平行圓盤，在定子的內壁上設有與平行圓盤交錯的內凸 圓臺，圓盤與圓臺之間具有間隙，間隙中充滿磁流變液。
所述勵磁線圈中通以電流，在線圈內部產生磁場，磁場使處在轉子與定 子之間的磁流變液的粘度發生變化，使定子的圓臺與轉子的圓盤之間進行相 對運動時產生阻力矩，此阻力矩與人腳控制踩踏板的力矩相平衡。電流是由 具有一控制其電流大小的控制器所控制，所述控制開關設置在腳踏車式騎乘 架的把手部位，控制器為旋轉把手式控制器。
所述腳踏車式騎乘架的把手部位中部設有顯示屏。
工作原理如下，騎乘健身時，啟動把手上的控制器，使得磁流變矩器的 線圈內具有一定的電流，人腳踩踏板，即可進行騎乘健身鍛煉，而且顯示屏 上可以實時顯示，騎乘訓練的阻力大小，腳踏轉動速度等信息。
有益效果本實用新型結構搭配簡單，阻力控制簡單精確、適時、連續、 可逆，衰減較小，運行穩定，不易產生故障。


以下結合附圖和具體實施方式
來詳細說明本實用新型； 圖l為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明 白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
參看圖l，磁流變矩腳踏車健身器，包括一個腳踏車式騎乘架l，所述腳 踏車式騎乘架1可以固定在底面上，所述騎乘架1下部設有腳踏板2，前端設 有一把手3，所述腳踏板2的旋轉軸21處設有回轉式磁流變矩器4。
參看圖2，利用回轉式磁流變變矩器可以連續、可逆、調整力矩的特點， 使腳踏板力可以人為連續、可逆的調整。回轉式磁流變變矩器4的結構設計 分為四部分轉子41、定子42及在轉子41和定子42之間的磁流變液43、 纏繞于定子42外壁的勵磁線圈44。轉子41為傳導回轉運動的旋轉軸21，在 轉子41的中間是與轉軸21為一體n個平行圓盤411。定子42靜止不動，定 子內壁上有n—l個內凸的圓臺421，圓臺421與轉子圓盤411平行交錯；轉 子41、定子42應由高導磁金屬材料制成。定子42上纏有勵磁線圈44，外部 為塑料封裝殼體。其特征在于轉子41、定子42應由高導磁金屬材料制成。轉 子上的圓盤411與定子上的圓臺421之間的間隙遠遠小于圓盤411半徑，轉 子41與定子42之間的間隙充滿磁流變液43。勵磁線圈44產生的磁力線應是 沿著中心回轉軸，垂直于圓盤411與圓臺421的徑向，形成均勻磁路。
再次參看圖l，為了達到控制磁流變變矩器4中的力矩的作用，進一步達 到控制踏板力的效果，在把手3處設有電流控制器31，電流控制器31為旋轉 式，當旋轉車把3時，即可增加或減小電流，以達到控制踏板力的效果，而 在兩車把3中間設有顯示屏32，而且顯示屏上可以適時顯示騎乘訓練的阻力 大小，腳踏轉動速度等信息。
騎乘健身時，啟動把手上的控制器，使得磁流變矩器的線圈內具有一定 的電流，人腳踩踏板，即可進行騎乘健身鍛煉，而且顯示屏上可以適時顯示 相關信息。
有益效果本實用新型結構搭配簡單，阻力控制簡單精確，適時、連續、可逆，不會發生衰減，運行穩定，不易產生故障。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優 點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述 實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型 精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都 落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利 要求書及其等同物界定。
權利要求1、一種磁流變矩腳踏車健身器，包括一腳踏車式騎乘架，所述騎乘架下部設有腳踏板，前端設有一把手，其特征在于，所述腳踏板的旋轉軸處設有回轉式磁流變矩器。
2、 根據權利要求1所述的一種磁流變矩腳踏車健身器，其特征在于，所 述回轉式磁流變矩器，包括中間轉子、外圈定子、設置在轉子和定子之間的 磁流變液和纏繞在定子上的勵磁線圈；所述轉子為腳踏板的旋轉軸，在轉子 上設有復數個平行圓盤，在定子的內壁上設有與平行圓盤交錯的內凸圓臺， 圓盤與圓臺之間具有間隙。
3、 根據權利要求2所述的一種磁流變矩腳踏車健身器，其特征在于，所 述勵磁線圈具有一控制其電流大小的控制器，所述控制開關設置在腳踏車式 騎乘架的把手部位，控制器為旋轉把手式控制器。
4、 根據權利要求1所述的一種磁流變矩腳踏車健身器，其特征在于，所 述腳踏車式騎乘架的把手部位中部設有顯示屏。
專利摘要一種磁流變矩腳踏車健身器，包括一腳踏車式騎乘架，所述騎乘架下部設有腳踏板，前端設有一把手，所述腳踏板的旋轉軸處設有回轉式磁流變矩器。所述回轉式磁流變矩器，包括中間轉子、外圈定子、設置在轉子和定子之間的磁流變液和纏繞在定子上的勵磁線圈；所述轉子為腳踏板的旋轉軸，在轉子上設有復數個平行圓盤，在定子的內壁上設有與平行圓盤交錯的內凸圓臺，圓盤與圓臺之間具有間隙。健身時，啟動控制器，使得線圈內具有電流，在線圈內部產生磁場，使處在轉子與定子之間的磁流變液的粘度發生變化，使定子的圓臺與轉子的圓盤之間進行相對運動時產生阻力矩，此阻力矩與人腳控制踩踏板的力矩相平衡，人腳踩踏板，即可進行騎乘健身鍛煉的目的。
文檔編號A63B22/08GK201143359SQ20072019900
公開日2008年11月5日 申請日期2007年12月7日 優先權日2007年12月7日
發明者波 趙, 趙曉昱 申請人:上海工程技術大學