儲能式健身器的製作方法

2023-09-19 14:20:40 2

專利名稱：儲能式健身器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種家庭應用的儲能式健身器，能將健身鍛鍊所消耗的能量，轉換成電 能儲存在蓄電池內，供家庭生活用電使用。.技術背景家庭中使用的鍛鍊身體的健身器材主要有跑步機、健身車、臂力訓練器。 跑步機由金屬杆件組裝成平面四邊形框架，框架的前端和後端分別安裝輥筒，兩輥筒之 間鋪置有機物帶構成軟跑道。軟跑道前端的兩側面安裝"門"型架，"門"型架上安裝輥筒 旋轉阻力控制柄。健身鍛鍊時，蹬動跑步機的軟跑道，以連續跑步帶動輥筒旋轉。在輥筒旋 轉中，通過旋轉阻力控制柄施加機械摩擦力，增大輥筒旋轉阻力，消耗人體的能量，達到鍛 煉身體的目的。健身車由金屬杆件組裝成機架，機架前端安裝操作把，把上安裝轉輪阻力控制柄。機架 中下部同軸安裝大鏈輪和腳踏板，機架後端安裝轉輪。轉輪的轉軸上安裝小鏈輪，大鏈輪與 小鏈輪用鏈條連接傳動。健身鍛鍊時，蹬動腳踏板使大鏈輪轉動，大鏈輪經鏈條傳動使轉輪 連續轉動。在轉輪轉動中，通過轉輪阻力控制柄施加機械摩擦力，增大轉輪旋轉阻力，消耗 人體的能量，達到鍛鍊身體的目的。臂力訓練器由金屬杆件組裝成立式的機架，機架的立杆上安裝導向滑輪和定滑輪，機架 的上端水平安裝橫杆，橫杆上安裝定滑輪。橫杆上的定滑輪巻繞有機材料製作的拉繩，拉繩 經立杆上安裝的導向滑輪、定滑輪連接配重。健身鍛鍊時，拉動拉繩牽引配重上升，通過增 加配重的重量，增大牽引的力量，消耗人體的能量，達到鍛鍊身體的目的。由上所述，使用現有技術的跑步機、健身車、臂力訓練器鍛鍊身體，鍛鍊功能單一。是 以施加的機械摩擦力，增大健身器材能量消耗部件的運動阻力，達到增加人體能量消耗的目 的。人體肌肉力量對健身器材能量消耗部件作的功，轉變為摩擦產生的熱量消耗。人體肌肉 力量作的功，沒有被回收利用，浪費了人體的能量。實用新型內容針對使用現有技術的健身器材鍛鍊身體，存在健身鍛鍊消耗的能量不能回收利用的不足。 本實用新型的目的是提供一種儲能式健身器，將健身鍛鍊時所消耗的能量，轉換成電能儲 存在蓄電池內，供家庭生活用電使用，為家庭生活提供便利。本實用新型的上述目的是這樣實現的由"L"型機架、軟跑道、轉輪發電機組件、轉動 軸組件、傳動軸組件、齒輪齒條組件、充電器、單片機控制器、蓄電池組成儲能式健身器。 "L"型機架採用金屬杆件組裝，"L"型機架的底邊是一個平面四邊形底座，底座前端6兩側面焊接平面滑槽板，中部安裝嵌入了發電機的轉輪。轉動軸筒體內安裝轉動軸，轉動軸 的一邊安裝大鏈輪和腳踏板，另一邊安裝左旋帶棘爪小鏈輪和腳踏板。發電機轉軸的一邊安 裝右旋帶棘爪小鏈輪，另一邊安裝左旋帶棘爪小鏈輪，大鏈輪與右旋帶棘爪小鏈輪用鏈條連 接。傳動軸筒體內安裝傳動軸，傳動軸的一邊安裝齒輪，另一邊安裝小鏈輪，小鏈輪用鏈條 與轉動軸上左旋帶棘爪小鏈輪連接傳動。軟跑道採用金屬杆件組裝成平面四邊形框架，框架前端安裝前輥筒，前輥筒軸的兩端安 裝慣性輪，框架後端安裝後輥筒和傳動軸，後輥筒軸的兩端安裝小鏈輪，傳動軸兩端安裝小 鏈輪，兩組小鏈輪分別用鏈條連接傳動。傳動軸中部安裝齒輪，兩輥筒之間鋪置有機物膠帶 構成軟跑道。框架前端的兩側面安裝單杆"龍頭把"，"龍頭把"上安裝旋轉控制轉柄。傳 動軸放入機架底座前端的平面滑槽板內，傳動軸中部安裝的齒輪與機架上傳動軸安裝的齒輪 嚙合。"L"型機架的立邊採用金屬杆件組裝成四桿立柱，拉力臂與四桿立柱上端連接。拉力臂 上安裝導向滑輪，四桿立柱上端安裝定滑輪，中部安裝左旋帶棘爪的小鏈輪以及同軸安裝的 齒輪，中部橫杆上安裝齒條導向滑槽，導向滑槽內裝入齒條與左旋帶棘爪小鏈輪軸上安裝的 齒輪嚙合。有機拉繩繞過拉力臂上安裝的導向滑輪和定滑輪後，與齒條的一端連接，齒條的 另一端連接另一條有機拉繩的一端，有機拉繩的另一端繞過機架底座安裝的定滑輪後與回位 彈簧的一端連接，回位彈簧的另一端懸掛在中部橫杆上。四桿立柱安裝在"L"型機架的底邊 上，左旋帶棘爪小鏈輪用鏈條與發電機轉軸上安裝的左旋帶棘爪小鏈輪連接傳動。 充電器、單片機控制器安裝在四桿立柱上，蓄電池安裝在機架底座上。 使用儲能式健身器鍛鍊身體時，蹬動傳動跑步機的軟跑道，以連續跑步帶動輥筒旋轉， 輥筒經小鏈輪傳動使傳動軸旋轉，傳動軸上的齒輪帶動大鏈輪旋轉，大鏈輪經鏈條傳動帶動 發電機繼續旋轉發電；蹬動腳踏板使大鏈輪轉動，大鏈輪經鏈條傳動帶動發電機繼續旋轉發 電；拉動拉繩牽引齒條上升，齒條驅動小鏈輪軸上安裝的齒輪旋轉，小鏈輪經鏈條傳動帶動 發電機轉軸上的小鏈輪驅動轉輪發電機繼續旋轉發電。此時，操作旋轉控制轉柄發出控制信 號，單片機控制器採集信號，從控制埠發出控制信號改變轉輪發電機組件工作於電動機 狀態的時間，改變人體消耗的能量；改變充電器充電電壓，控制蓄電池充電的電量；改變充 電器充電時間，發電機以能耗方式改變人體消耗的能量。達到將健身鍛鍊所消耗的能量回收， 轉換成電能儲存在蓄電池內，供家庭生活用電使用的目的。由上所述，採用上述技術的儲能式健身器，具有多種鍛鍊功能，可供多人同時鍛鍊。能 將健身鍛鍊時所消耗的能量，轉換成電能儲存在蓄電池內，供家庭生活用電使用，適當緩解 電網供電狀態，降低發電廠能源消耗。多種健身功能組合在一起體積小，不直接使用220伏 交流電，使用安全，因此，非常適宜在家庭中鍛鍊身體使用。


以下結合附圖對採用本實用新型的儲能式健身器實施例進行具體描述，其中 圖l是採用本實用新型的儲能式健身器的視圖。圖1中1是軟跑道框架、2是慣性輪、3是Y形叉、4是轉筒套、5是旋轉控制轉柄、 6是軟跑道傳動機構、7是"L"型機架底座、8是轉動軸組件的小鏈輪、9是傳動軸組件的 小鏈輪、IO是長弧形叉、11是轉輪發電機組件的轉輪、12是轉輪發電機組件的發電機、13 是機架四桿立柱、14是齒輪齒條組件的鏈輪齒輪組、15是齒輪齒條組件的齒輪齒條、16是 回位彈簧、17是定滑輪、18是充電器單片機控制器、19是座凳橫杆、20是蓄電池箱、21是 拉繩。
具體實施方式
下面以實施例來說明採用本實用新型的儲能式健身器。 本實用新型所述的儲能式健身器如圖1所示。由"L"型機架、軟跑道、轉輪發電機組件、轉動軸組件、傳動軸組件、齒輪齒條組件、 充電器、單片機控制器、蓄電池組成儲能式健身器。如圖1所示，"L"型機架由底座和立柱組成。底座使用圓形或矩形的金屬杆件，採用 焊接或螺紋連接組裝成平面四邊形框架，底座前端兩側面焊接平面滑槽板、連接杆和傳動軸 筒體。傳動軸筒體上端焊接金屬連接杆的一端，另一端焊接轉動軸筒體。轉動軸筒體的右側 面焊接安裝轉輪發電機組件的長弧形叉，長弧形叉後端焊接連接杆與底座連接。轉動軸筒體 的左側面焊接安裝單杆"龍頭把"的鉸鏈座。立柱使用圓形或矩形的金屬杆件，採用焊接或 螺紋連接組裝成四桿立柱，上端焊接安裝定滑輪的安裝板，中部橫向焊接加強杆安裝板，下 端焊接與底座連接的安裝板。四桿立柱上端橫向焊接安裝拉力臂的安裝板，四桿立柱中部用 金屬杆件焊接連接，拉力臂用螺栓與四桿立柱上端橫向安裝板連接，拉力臂加強杆的兩端焊 接安裝板用螺釘分別與拉力臂、四桿立柱連接。如圖1所示，軟跑道由平面四邊形框架、前輥筒、後輥筒、慣性輪、機物膠帶、單杆"龍 頭把"、傳動機構組成。平面四邊形框架使用圓形和矩形的金屬杆件製作，採用焊接或螺紋 連接組裝成框架，框架長側面的前端、後端焊接安裝軸承座的安裝板，安裝板上加工螺紋孔， 前端焊接與單杆"龍頭把"連接的鉸鏈板。前輥筒、後輥筒由輥筒、支承軸、軸承、小鏈輪、慣性輪組成。輥筒採用薄壁金屬管加 工，外表面加工細鋸齒紋，兩端焊接支承板。支承軸採用20號鋼管加工，兩端加工軸承安裝 位和鍵槽，焊接在輥筒支承板上。小鏈輪採用20號鋼加工，中心孔上加工鍵槽，用鍵連接將 小鏈輪安裝在後輥筒支承軸的兩端。慣性輪採用中厚鋼板加工，輪子中部加工成凹形，中心 孔上加工鍵槽，用鍵連接將慣性輪安裝在前輥筒支承軸的兩端。單杆"龍頭把"由倒"Y"形叉、轉筒套、轉筒、龍頭把、旋轉控制轉柄組成。倒"Y" 形叉採用圓形金屬杆製作，"V"形金屬杆的連接處焊接在轉筒上。轉筒套採用鋼管加工， 兩端加工安裝滾珠鋼碗的環行槽，轉筒採用鋼管加工，兩端加工螺紋。龍頭把採用鋼管加工 成"Y"形。旋轉控制轉柄由轉把、觸點板組成。轉把採用工程塑料壓製成帶圓盤的長圓筒 形，圓盤上安裝一個輸入觸點。觸點板採用工程塑料壓製成帶圓盤的短圓筒形，圓盤上安裝 三個輸出觸點，裝入帶圓盤的長圓筒形內，輸入觸點連接蓄電池的正極，三路輸出觸點分別 連接三路分壓電阻。轉筒套兩端安裝滾珠鋼碗，放入滾珠，轉筒裝入轉筒套內，轉筒兩端旋 入帶環形滾道的螺母鎖緊，"龍頭把"插入轉筒內用拉杆螺栓鎖緊，右端"龍頭把"裝入旋 轉控制轉柄。傳動機構由傳動軸、小鏈輪、鏈條、齒輪、滾動軸承組成。傳動軸採用20號鋼管加工， 兩端加工軸承安裝位。小鏈輪採用20號鋼加工，中心孔上加工鍵槽，用鍵連接將小鏈輪安裝 在後輥筒支承軸的兩端。齒輪採用20號鋼加工，中心孔上加工鍵槽，用鍵連接將齒輪安裝在 傳動軸的中部。滾動軸承、滾珠鋼碗、滾珠、帶環形滾道的螺母、拉杆螺栓採用符合國家標準的標準件。如圖1所示，轉輪發電機組件由轉輪、發電機、右旋帶棘爪小鏈輪、左旋帶棘爪小鏈輪 組成。轉輪採用中厚鋼板加工，中心處加工嵌入發電機的帶邊圓孔，圓孔邊緣加工固定發電 機的螺紋孔，其他面加工成凹面，保留輪緣。發電機採用符合國家標準的標準件嵌入在轉輪 帶邊圓孔內用螺釘固定。發電機轉軸的一邊安裝右旋帶棘爪小鏈輪，另一邊安裝左旋帶棘爪 小鏈輪組裝成轉輪發電機組件。如圖1所示，轉動軸組件由轉動軸筒體、轉動軸、大鏈輪、左旋帶棘爪的小鏈輪、鏈條、 滾動軸承、螺紋壓蓋組成。轉動軸筒體採用20號鋼管加工成長圓柱形，兩端加工安裝滾動軸 承的安裝位，再加工一段左、右旋內螺紋。轉動軸採用45號鋼加工，兩端中部安裝滾動軸承 的安裝位， 一端再加工一段安裝小鏈輪、腳踏板的鍵槽，另一端加工安裝大鏈輪、腳踏板的 鍵槽。螺紋壓蓋採用鋼板分別加工成左、右旋外螺紋。如圖1所示，傳動軸組件由傳動軸筒體、傳動軸、齒輪、小鏈輪、鏈條、滾動軸承、螺 紋壓蓋組成。傳動軸筒體採用20號鋼管加工成長圓柱形，兩端加工安裝滾動軸承的安裝位， 再加工左、右旋內螺紋。傳動軸採用45號鋼加工，兩端中部安裝滾動軸承的安裝位， 一端再 加工一段安裝齒輪的鍵槽，再加工一段右旋螺紋，另一端加工安裝小鏈輪的鍵槽，再加工一 段左旋螺紋。螺紋壓蓋採用鋼板分別加工成左、右旋外螺紋。如圖1所示，齒輪齒條組件由支承軸、齒輪、齒條、左旋帶棘爪小鏈輪、滾動軸承、支 承板、滑動導向套、加強板組成。支承軸採用45號鋼加工，兩端加工安裝滾動軸承的安裝位， 中部加工安裝齒輪、左旋帶棘爪小鏈輪的鍵槽。齒輪採用20號鋼加工，中心孔上加工鍵槽，用鍵連接將齒輪安裝在支承軸的一端，用鍵連接將左旋帶棘爪小鏈輪安裝在支承軸的另一端。齒條採用45號鋼加工，上、下端加工安裝拉繩的螺紋孔。支承板採用鋼板製作成帶圓弧的三 角形，圓弧形處加工安裝滾動軸承的安裝孔，對邊焊接安裝板，安裝板上加工安裝孔。滑動導向套採用鋼板製作成四方形截面的長方形，中部焊接安裝板，板上加工安裝孔。 加強板採用鋼板製作成三角形，焊接在安裝板上。滾動軸承、大鏈輪腳踏板、右旋帶棘爪小鏈輪、左旋帶棘爪小鏈輪、鏈條採用符合國家 標準的標準件。充電器的原理和硬體製作如《開關電路技術》、《開關電源》、《新型穩壓電源及應用 實例》文中所述，其具體製作方法，本專業的技術人員對此已相當熟悉，不用贅述。實施例 中，充電器由PWM集成晶片及外圍電阻、電容、驅動放大管、逆變開關管、逆變變壓器、 整流二級管、濾波電容組成。PWM集成晶片選用TL494，驅動放大管選用NPN型三極體， 逆變開關管選用N溝道MOSFET開關管。在TL494集成晶片的時基5、 6引腳外接電阻、電 容組成脈寬調製電路由不同阻值的電阻和不同容量的電容組成兩組電路，由一個狀態開關 K3轉換分別單路連接，使一個電容連接TL494的第5腳， 一個電阻連接TL494的第6腳。 TL494集成晶片的一路脈衝輸出引腳9輸出的脈寬控制信號，連接一支驅動放大管NPN型 三極體的基極TL494集成晶片的另一路脈衝輸出引腳IO輸出的脈寬控制信號，連接另一支 驅動放大管NPN型三極體的基極，兩支驅動放大管NPN型三極體的集電極連接成推挽連接 形式連接發電機的負極，兩支NPN型三極體的基極與發射極之間分別正向並聯二極體。 一支 逆變開關管N溝道MOSFET開關管的柵極，連接一支驅動放大管NPN型三極體的發射極， 另一支逆變開關管N溝道MOSFET開關管的柵極，連接另一支驅動放大管NPN型三極體的 發射極，兩支逆變開關管N溝道MOSFET開關管的源極連接後接發電機的負極，兩支逆變 開關管N溝道MOSFET開關管的漏極，分別與逆變變壓器初級線圈連接成推挽形式組成逆 變主電路，初級線圈的中心抽頭經供電固態繼電器J4的觸點與發電機的正極連接。N溝道 MOSFET開關管安裝在散熱片上。散熱片安裝在機架上，通過機架散熱。逆變變壓器選用鐵 氧體磁芯繞制，容量200VA，磁芯截面50X60平方毫米。初級繞組用直徑0.5毫米漆包線， 兩根並繞2X60匝。逆變變壓器次級繞組有兩個線圈，其中一個線圈用直徑0.8毫米繞漆包 線繞70匝，50匝、60匝處抽頭，50匝、60匝、70匝引出端頭分別經變壓固態繼電器Jl、 J2、 J3觸點連接整流電路輸入端。整流二級管連接成全橋整流電路，電容器並聯在全橋整流 電路的正、負極，發電機輸出的電流整流後經電容器濾波向蓄電池充電。另一個線圈用直徑 0.3毫米漆包線繞400匝作為220伏輸出。單片機控制器由單片機系統、輸入接口電路、輸出驅動電路組成。實施例中，單片機芯 片選用AT89C51,輸入輸出接口晶片選用82C55,輸入接口電路八組，輸出功率驅動電路八組。將單片機系統，輸入接口電路製作在主電路板上，開關控制的輸出驅動電路分別單獨制 作單元電路板，兩電路板以上下重疊的形式放置，兩電路板之間通過插座、電纜、插頭連接。 單片機控制器硬體的製作如《MCS-51/96系列單片微型計算機及其應用》、《單片機原 理及製作》、《單片機應用系統設計與實踐》、《微型計算機控制基礎》文中所述。在選定 單片機晶片、輸入輸出接口晶片後，地址總線、數據總線、控制總線、片選信號可按規定連 接，其具體方法，本專業的技術人員對此已相當熟悉，不用贅述。實施例中，82C55的PA0、 PA1、 PA2、 PA3、 PA4、 PA5、 PA6、 PA7作為開關量輸入端，輸入接口電路具有相同的結 構82C55的PA0、 PA1、 PA2、 PA3、 PA4、 PA5、 PA6、 PA7分別接上拉電阻後再接開關的 一端，以一路為例光電藕合隔離選用4N25，輸入插口選用單列三腳插座，採集的輸入信號 經4N25隔離後，連接到82C55的一路輸入埠，三路分壓電阻連接點分別連接到三路輸入 埠。 PBO、 PB1、 PB2、 PB3、 PB4、 PB5、 PB6、 PB7作為開關量輸出端，輸出功率驅動電 路八組，以一路為例，光電隔離選用4N25，集成驅動選用74LS06,開關控制管選用TIP127， 繼電器選用固態繼電器，輸出插口選用單列四腳插座。82C55的一路輸出信號接光電藕合 4N25，經隔離後的信號接集成驅動74LS06的一個單元，集成驅動74LS06的一個單元輸出信 號推動功率放大管TIP127,功率放大管TIP127的開關迴路串接固態繼電器控制端，控制固 態繼電器觸點通、斷。三路輸出分別連接到充電器內三路變壓固態繼電器的控制端， 一路輸 出連接到充電器內驅動固態繼電器的控制端， 一路輸出連接到充電器內供電固態繼電器的控 制端。蓄電池選用高性能蓄電池，蓄電池箱採用鋼板製作，底板上加工安裝孔。 儲能式健身器的裝配如圖1所示"L"型機架的底座是安裝基體，傳動軸中部安裝滾動軸承裝入底座上焊接的傳動軸筒體內，兩端用壓蓋固定。傳動軸一端用鍵連接安裝小鏈輪 用螺母固定，另一端用鍵連接安裝齒輪用螺母固定。轉動軸中部安裝滾動軸承裝入轉動軸筒 體內，兩端用壓蓋固定。轉動軸一端用鍵連接安裝左旋帶棘爪小鏈輪、腳踏板用螺母固定， 另一端用鍵連接安裝大鏈輪、腳踏板用螺母固定。轉動軸一端安裝的左旋帶棘爪小鏈輪，用 鏈條與傳動軸一端安裝的小鏈輪連接傳動。在底座上的長弧形叉內安裝轉輪發電機組件用螺 母固定，轉動軸一端安裝的大鏈輪用鏈條與轉輪發電機組件的右旋帶棘爪小鏈輪連接傳動。 軟跑道的平面四邊形框架前端、後端軸承安裝處用軸承支承分別安裝前輥筒軸、後輥筒軸、傳動軸，輥筒軸、傳動軸商安裝兩個小鏈輪之間用鏈條連接傳動。單杆"龍頭把"的倒"Y" 形叉用螺栓與平面四邊形框前端焊接的連接板鉸鏈連接。軟跑道的傳動軸放入"L"型機架底 座前端的平面滑槽板內，傳動軸中部安裝的齒輪與機架上傳動軸一端安裝的齒輪嚙合。"L" 型機架的四桿立柱用螺釘安裝在底座上，拉力臂前端用螺釘安裝導向滑輪，四桿立柱上端用 螺釘安裝定滑輪，中部用螺釘安裝齒輪齒條組件，下端用螺釘安裝定滑輪。齒輪齒條組件的左旋帶棘爪小鏈輪用鏈條與轉輪發電機組件的左旋帶棘爪的小鏈輪連接傳動，齒輪與齒條齧 合傳動。有機拉繩繞過拉力臂上安裝的導向滑輪和定滑輪後，與齒條的一端連接，齒條的另 一端連接另一條有機拉繩的一端，有機拉繩的另一端繞過機架底座安裝的定滑輪後與回位彈 簧的另一端連接，回位彈簧的另一端與部橫杆連接。四桿立柱的一邊的中下部、下部分別 焊接連接座凳的鉸鏈座，座凳橫杆與鉸鏈座鉸鏈連接，加強杆上端與座凳橫杆鉸鏈連接，下 端與鉸鏈座鉸鏈連接。四桿立柱的另一邊的中下部焊接連接座凳的鉸鏈座，座凳橫杆與鉸鏈 座鉸鏈連接，座凳加強杆上端與座凳橫杆鉸鏈連接，下端與長弧形叉上的鉸鏈座鉸鏈連接。 充電器、單片機控制器安裝在四桿立柱的中部，蓄電池機箱安裝在底座後端。發電機正極經 驅動固態繼電器觸點、插頭、插座連接蓄電池正極，發電機負極經插頭、插座連接蓄電池負 極。單片機控制器正極經啟動開關、插頭、叉座連接到蓄電池的正極，單片機控制器負極經 插頭插座連接到蓄電池負極。旋轉控制轉柄的輸入端經插頭、插座連接蓄電池的正極。旋轉 控制轉柄的三路輸出觸點經插頭、插座分別連接單片機控制器內的三路分壓電阻，三路分壓 電阻連接點分別連接到單片機控制器的三路輸入埠。單片機控制器的三路輸出經插頭、插 座分別連接到充電器內三路變壓固態繼電器的控制端。單片機控制器的一路輸出經插頭、插 座連接到充電器內驅動固態繼電器的控制端。單片機控制器的一路輸出經插頭、插座連接到 充電器內供電固態繼電器的控制端。在PC微型計算機上，根據單片機控制器的控制功能要求1、 編寫實現控制功能的源程序；2、 交叉彙編控制源程序；3、 彙編後的源程序代碼，通過PC微型計算機的通訊接口輸入到單片機開發器；4、 單片機開發器連接輸入接口與輸出功率驅動電路進行實際調試5、 將調試正確的控制程序代碼，固化在AT89C51晶片內。 儲能式健身器使用時，由AT89C51晶片內固化的控制軟體控制實現各項功能。以上所述的僅是採用本實用新型原理，製作將健身鍛鍊時所消耗的能量，轉換成電能儲 存在蓄電池內，供家庭生活用電使用，適當緩解電網供電，適宜在家庭中使用的儲能式健身 器的優化實施例。應當指出，對於本領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提 下，還可以作出若干變型和改進，以至開發出其它的產品，也應視為屬於本實用新型的保護 範圍。
權利要求1、一種儲能式健身器，所述的儲能式健身器包括機架、軟跑道、轉輪、轉動軸組件，其特徵是機架是「L」型，軟跑道具有傳動機構，轉動軸組件具有左旋帶棘爪小鏈輪，還具有轉輪發電機組件、傳動軸組件、齒輪齒條組件、充電器、單片機控制器、蓄電池；具體結構是「L」型機架的底座是安裝基體，傳動軸中部安裝滾動軸承裝入底座上焊接的傳動軸筒體內，兩端用壓蓋固定，傳動軸的一端用鍵連接安裝小鏈輪用螺母固定，另一端用鍵連接安裝齒輪用螺母固定；轉動軸中部安裝滾動軸承裝入轉動軸筒體內，兩端用壓蓋固定；轉動軸的一端用鍵連接安裝左旋帶棘爪小鏈輪、腳踏板用螺母固定，另一端用鍵連接安裝大鏈輪、腳踏板用螺母固定，轉動軸一端安裝的左旋帶棘爪小鏈輪，用鏈條與傳動軸一端安裝的小鏈輪連接；在底座上的長弧形叉內安裝轉輪發電機組件用螺母固定，轉動軸一端安裝的大鏈輪用鏈條與轉輪發電機組件的右旋帶棘爪小鏈輪連接；軟跑道的平面四邊形框架前端、後端軸承安裝處用軸承支承分別安裝前輥筒軸、後輥筒軸、傳動軸，兩小鏈輪之間採用鏈條連接，單杆「龍頭把」的倒「Y」形叉用螺栓與平面四邊形框前端焊接的連接板鉸鏈連接，軟跑道的傳動軸放入「L」型機架底座前端的平面滑槽板內，傳動軸中部安裝的齒輪與機架上傳動軸一端安裝的齒輪嚙合；「L」型機架的四桿立柱用螺釘安裝在底座上，拉力臂前端用螺釘安裝導向滑輪，四桿立柱上端用螺釘安裝定滑輪，中部用螺釘安裝齒輪齒條組件，下端用螺釘安裝定滑輪，齒輪齒條組件的左旋帶棘爪小鏈輪用鏈條與轉輪發電機組件的左旋帶棘爪小鏈輪連接，齒輪與齒條嚙合，有機拉繩繞過拉力臂上安裝的導向滑輪和定滑輪，與齒條的一端連接，齒條的另一端連接另一條有機拉繩的一端，有機拉繩的另一端繞過機架底座安裝的定滑輪後與回位彈簧的另一端連接，回位彈簧的另一端與中部橫杆連接；四桿立柱的一邊的中下部、下部分別焊接連接座凳的鉸鏈座，座凳橫杆與鉸鏈座鉸鏈連接，加強杆上端與座凳橫杆鉸鏈連接，下端與鉸鏈座鉸鏈連接，四桿立柱的另一邊的中下部焊接連接座凳的鉸鏈座，座凳橫杆與鉸鏈座鉸鏈連接，座凳加強杆上端與座凳橫杆鉸鏈連接，下端與長弧形叉上的鉸鏈座鉸鏈連接；充電器、單片機控制器安裝在四桿立柱的中部，蓄電池箱安裝在底座後端；發電機正極經驅動固態繼電器觸點、插頭、插座連接蓄電池正極，發電機負極經插頭、插座連接蓄電池負極，單片機控制器正極經啟動開關、插頭、叉座連接到蓄電池的正極，單片機控制器負極經插頭插座連接到蓄電池負極，旋轉控制轉柄的輸入端經插頭、插座連接蓄電池的正極，旋轉控制轉柄的三路輸出觸點經插頭、插座分別連接單片機控制器內的三路分壓電阻，三路分壓電阻連接點分別連接到單片機控制器的三路輸入埠，單片機控制器的三路輸出經插頭、插座分別連接到充電器內三路變壓固態繼電器的控制端，單片機控制器的一路輸出經插頭、插座連接到充電器內驅動固態繼電器的控制端，單片機控制器的一路輸出經插頭、插座連接到充電器內供電固態繼電器的控制端。
2、 如權利要求1所述的儲能式健身器，其特徵是儲能式健身器的"L"型機架由底座和 立柱組成；採用金屬杆件連接組裝成平面四邊形框架底座，底座前端兩側面焊接平面滑槽板、 連接杆和傳動軸筒體，傳動軸筒體上端焊接金屬連接杆的一端，另一端焊接轉動軸筒體，轉 動軸筒體的右側面焊接安裝轉輪發電機組件的長弧形叉，長弧形叉後端焊接連接杆與底座連 接，轉動筒體的左側面焊接安裝單杆"龍頭把"的鉸鏈座；立柱採用金屬杆件連接組裝成四 杆立柱，上端焊接安裝定滑輪的安裝板，中部橫向焊接加強杆安裝板，下端焊接與底座連接 的安裝板，四桿立柱上端橫向焊接安裝拉力臂的安裝板，四桿立柱中部用金屬杆件焊接連接， 拉力臂用螺栓與四桿立柱上端橫向安裝板連接，拉力臂加強杆的兩端焊接安裝板用螺釘分別 與拉力臂、四桿立柱連接。
3、 如權利要求1所述的儲能式健身器，其特徵是儲能式健身器的軟跑道由平面四邊形框 架、前輥筒、後輥筒、慣性輪、機物膠帶、單杆"龍頭把"、傳動機構組成輥筒採用薄壁金 屬管加工，外表面加工細鋸齒紋，慣性輪採用中厚鋼板加工，輪子中部加工成凹形，中心孔 上加工鍵槽，用鍵連接將慣性輪安裝在前輥筒支承軸的兩端；單杆"龍頭把"的旋轉控制轉 柄由轉把、觸點板組成，轉把採用工程塑料壓製成帶圓盤的長圓筒形，圓盤上安裝一個輸入 觸點，觸點板採用工程塑料壓製成帶圓盤的短圓筒形，圓盤上安裝三個輸出觸點，裝入帶圓 盤的長圓筒形內，輸入觸點連接蓄電池的正極，三路輸出觸點分別連接三路分壓電阻；傳動 機構由傳動軸、小鏈輪、鏈條、齒輪、滾動軸承組成，傳動軸採用20號鋼管加工，兩端加工 軸承安裝位，小鏈輪採用20號鋼加工，中心孔上加工鍵槽，用鍵連接將小鏈輪安裝在後輥筒 支承軸的兩端，齒輪採用20號鋼加工，中心孔上加工鍵槽，用鍵連接將齒輪安裝在傳動軸的 中部。
4、 如權利要求1所述的儲能式健身器，其特徵是儲能式健身器的轉動軸組件由轉動軸筒 體、轉動軸、大鏈輪、帶棘爪小鏈輪、鏈條、滾動軸承、螺紋壓蓋組成；轉動軸筒體採用20 號鋼管加工成長圓柱形，兩端加工安裝滾動軸承的安裝位，再加工一段左、右旋內螺紋，轉 動軸採用45號鋼加工，兩端中部安裝滾動軸承的安裝位， 一端再加工一段安裝小鏈輪、腳踏 板的鍵槽，另一端加工安裝大鏈輪、腳踏板的鍵槽，螺紋壓蓋採用鋼板分別加工成左、右旋 外螺紋。
5、 如權利要1所述的儲能式健身器，其特徵是儲能式健身器的轉輪發電機組件由轉輪、 發電機、右旋帶棘爪小鏈輪、左旋帶棘爪小鏈輪組成轉輪採用中厚鋼板加工，中心處加工 嵌入發電機的帶邊圓孔，圓孔邊緣加工固定發電機的螺紋孔，其他面加工成凹面，保留輪緣， 發電機採用符合國家標準的標準件嵌入在轉輪帶邊圓孔內用螺釘固定，發電機轉軸的一邊安 裝右旋帶棘爪的小鏈輪，另一邊安裝左旋帶棘爪的小鏈輪。
6、 如權利要求1所述的儲能式健身器，其特徵是儲能式健身器的傳動軸組件由傳動軸筒體、傳動軸、齒輪、帶棘爪的小鏈輪、鏈條、滾動軸承、螺紋壓蓋組成；傳動軸筒體採用20 號鋼管加工成長圓柱形，兩端加工安裝滾動軸承的安裝位，再加工左、右旋內螺紋，傳動軸 採用45號鋼加工，兩端中部安裝滾動軸承的安裝位， 一端再加工一段安裝齒輪的鍵槽，再加 工一段右旋螺紋，另一端加工安裝小鏈輪腳的鍵槽，螺紋壓蓋採用鋼板分別加工成左、右旋 外螺紋。
7、 如權利要求1所述的儲能式健身器，其特徵是儲能式健身器的齒輪齒條組件由支承軸、齒輪、齒條、左旋帶棘爪小鏈輪、滾動軸承、支承板、滑動導向套、加強板組成；支承軸採用45號鋼加工，兩端加工安裝滾動軸承的安裝位，中部加工安裝齒輪、左旋帶棘爪小鏈輪的 鍵槽，齒輪採用20號鋼加工，中心孔上加工鍵槽，用鍵連接將齒輪安裝在支承軸的一端，用 鍵連接將左旋帶棘爪小鏈輪安裝在支承軸的另一端，齒條採用45號鋼加工，上、下端加工安 裝拉繩的螺紋孔，支承板採用鋼板製作成帶圓弧的三角形，圓弧形處加工安裝滾動軸承的安 裝孔，對邊焊接安裝板，安裝板上加工安裝孔；滑動導向套採用鋼板製作成四方形截面的長 方形，中部焊接安裝板，板上加工安裝孔，加強板採用鋼板製作成三角形，焊接在安裝板上。
8、 如權利要求1所述的儲能式健身器，其特徵是儲能式健身器的充電器由PWM集成芯 片及外圍電阻、電容、驅動放大管、逆變開關管、逆變變壓器、整流二級管、濾波電容組成； PWM集成晶片選用TL494，驅動放大管選用NPN型三極體,逆變開關管選用N溝道MOSFET 開關管；一個電容連接TL494的第5腳， 一個電阻連接TL494的第6腳，TL494集成晶片的 一路脈衝輸出引腳9輸出的脈寬控制信號，連接一支驅動放大管NPN型三極體的基極； TL494集成晶片的另一路脈衝輸出引腳10輸出的脈寬控制信號，連接另一支驅動放大管NPN 型三極體的基極，兩支驅動放大管NPN型三極體的集電極連接成推挽連接形式連接發電機的 負極，兩支NPN型三極體的基極與發射極之間分別正向並聯二極體， 一支逆變開關管N溝 道MOSFET開關管的柵極，連接一支驅動放大管NPN型三極體的發射極，另一支逆變開關 管N溝道MOSFET開關管的柵極，連接另一支驅動放大管NPN型三極體的發射極，兩支逆 變開關管N溝道MOSFET開關管的源極連接後接發電機的負極，兩支逆變開關管N溝道 MOSFET開關管的漏極，分別與逆變變壓器初級線圈連接成推挽形式組成逆變主電路，初級 線圈的中心抽頭經供電固態繼電器的觸點與發電機的正極連接，N溝道MOSFET開關管安裝 在散熱片上，散熱片安裝在機架上；逆變變壓器選用鐵氧體磁芯繞制，容量200VA，磁芯截 面50X60平方毫米，初級繞組用直徑0.5毫米漆包線，兩根並繞2X60匝，逆變變壓器次級 繞組有兩個線圈， 一個線圈用直徑0.8毫米繞漆包線繞70匝，50匝、60匝處抽頭，在50 匝、60匝、70匝引出端頭分別經變壓固態繼電器觸點連接整流電路輸入端，整流二級管連接 成全橋整流電路，電容器並聯在全橋整流電路的正、負極；另一個線圈用直徑0.3毫米漆包 線繞400膽。
9、 如權利要求1所述的儲能式健身器，其特徵是儲能式健身器的單片機控制器由單片機 系統、輸入接口電路、輸出驅動電路組成，單片機晶片選用AT89C51，輸入輸出接口晶片選 用82C55,輸入接口電路八組，輸出功率驅動電路八組；單片機系統、輸入接口電路製作在 主電路板上，開關控制輸出驅動電路分別單獨製作單元電路板，兩電路板以上下重疊的形式 放置，兩電路板之間通過插座、電纜、插頭連接；82C55的PA0、 PA1、 PA2、 PA3、 PA4、 PA5、 PA6、 PA7作為開關量輸入端，輸入接口電路具有相同的結構82C55的PA0、 PA1、 PA2、 PA3、 PA4、 PA5、 PA6、 PA7 口分別接上拉電阻後再接開關的一端，以一路為例光電藕合 隔離選用4N25，輸入插口選用單列三腳插座，採集的輸入信號經4N25隔離後，連接到82C55 的一路輸入埠，三路分壓電阻連接點分別連接到三路輸入埠； PBO、 PB1、 PB2、 PB3、 PB4、 PB5、 PB6、 PB7作為開關量輸出端，輸出功率驅動電路八組，以一路為例，光電隔離 選用4N25，集成驅動選用74LS06,開關控制管選用TIP127,繼電器選用固態繼電器，輸出 插口選用單列四腳插座，82C55的一路輸出信號接光電藕合4N25，經隔離後的信號接集成驅 動74LS06的一個單元，集成驅動74LS06的一個單元輸出信號推動功率放大管TIP127，功率 放大管TIP127的開關迴路串接畫態繼電器控制端；三路輸出分別連接到充電器內三路變壓固 態繼電器的控制端， 一路輸出連接到充電器內驅動固態繼電器的控制端， 一路輸出連接到充 電器內供電固態繼電器的控制端。
10、 如權利要求1所述的儲能式健身器，其特徵是儲能式健身器的蓄電池箱採用鋼板制 作，底板上加工安裝孔。
專利摘要本實用新型涉及一種家庭應用的儲能式健身器。儲能式健身器由「L」型機架、軟跑道、轉輪發電機組件、轉動軸組件、傳動軸組件、齒輪齒條組件、充電器、單片機控制器、蓄電池組成。軟跑道連接在「L」型機架的底座前端，轉輪發電機組件安裝在「L」型機架底座中部，「L」型機架的四桿立柱安裝在「L」型機架底座的後端。軟跑道傳動軸安裝的齒輪與轉動軸組件安裝的齒輪嚙合傳動，轉動軸組件的大鏈輪用鏈條連接轉輪發電機組件轉軸上安裝的小鏈輪傳動，傳動軸組件的小鏈輪用鏈條連接轉動軸組件安裝的小鏈輪傳動，四桿立柱安裝的齒輪齒條組件的小鏈輪用鏈條與轉輪發電機組件轉軸上安裝的小鏈輪連接傳動。將健身鍛鍊的運動、所消耗的能量轉換成發電機的旋轉產生電能，並儲存在蓄電池內，供家庭生活用電使用。
文檔編號F03G5/00GK201108703SQ200720080818
公開日2008年9月3日 申請日期2007年8月28日 優先權日2007年8月28日
發明者炯 陳 申請人:炯 陳