全文摘要
本实用新型提供了一种动感单车阻力控制装置，应用于动感单车上，包括：控制盒、步进电机、蜗杆减速箱、刹车片和刹车杆；控制盒内安装有单片机和步进电机驱动器，通过单片机发送控制指令至步进电机驱动器，步进电机驱动器通过步进电机和蜗杆减速箱带动刹车杆移动，刹车杆末端安装有刹车片，进而可调节刹车片与车轮之间的距离，以控制车轮转动阻力。本实用新型的有益效果是：本实用新型提出一种动感单车阻力控制装置，采用电动调节方式，能更好的模拟爬坡、下坡等场景，增强用户体验。
主设计要求
1.一种动感单车阻力控制装置，应用于动感单车上，所述动感单车包括：底部支架(4)、连接杆(5)、车轮(6)、车把支架(10)、车把(11)和中间支架(13)；所述连接杆(5)固定连接于底部支架(4)和中间支架(13)之间；其特征在于：所述动感单车阻力控制装置包括：步进电机(2)、蜗杆减速箱(3)、永磁铁(7)、刹车片(9)和刹车杆(14)；所述步进电机(2)固定安装在连接杆(5)上，所述蜗杆减速箱(3)与步进电机(2)连接，以增大步进电机(2)的输出扭矩；所述中间支架(13)上设有安装孔，所述刹车杆(14)穿过所述安装孔安装在所述中间支架(13)上，且所述刹车杆(14)可在所述安装孔内滑动；所述蜗杆减速箱(3)上设有齿轮(02)，所述刹车杆(14)一端安装有刹车片(9)，所述刹车杆(14)安装有刹车片(9)的一端与中间支架(13)之间设有与所述齿轮(02)配合的齿条(01)；所述齿条(01)沿所述刹车杆(14)轴向且线性布置，所述齿轮(02)所述齿条(01)啮合；步进电机(2)转动，带动蜗杆减速箱(3)转动，进而通过所述齿轮(02)和所述齿条(01)之间的啮合，带动刹车杆(14)在所述安装孔内滑动，进而调节所述刹车片(9)与所述车轮(6)之间的距离，以达到控制车轮(6)的转动阻力的目的；所述刹车片(9)和所述车轮(6)均带有磁性，所述刹车片(9)和所述车轮(6)之间距离越大，阻力越小；距离越小，阻力越大。
设计方案
1.一种动感单车阻力控制装置，应用于动感单车上，所述动感单车包括：底部支架(4)、连接杆(5)、车轮(6)、车把支架(10)、车把(11)和中间支架(13)；所述连接杆(5)固定连接于底部支架(4)和中间支架(13)之间；其特征在于：所述动感单车阻力控制装置包括：步进电机(2)、蜗杆减速箱(3)、永磁铁(7)、刹车片(9)和刹车杆(14)；
所述步进电机(2)固定安装在连接杆(5)上，所述蜗杆减速箱(3)与步进电机(2)连接，以增大步进电机(2)的输出扭矩；所述中间支架(13)上设有安装孔，所述刹车杆(14)穿过所述安装孔安装在所述中间支架(13)上，且所述刹车杆(14)可在所述安装孔内滑动；
所述蜗杆减速箱(3)上设有齿轮(02)，所述刹车杆(14)一端安装有刹车片(9)，所述刹车杆(14)安装有刹车片(9)的一端与中间支架(13)之间设有与所述齿轮(02)配合的齿条(01)；所述齿条(01)沿所述刹车杆(14)轴向且线性布置，所述齿轮(02)所述齿条(01)啮合；步进电机(2)转动，带动蜗杆减速箱(3)转动，进而通过所述齿轮(02)和所述齿条(01)之间的啮合，带动刹车杆(14)在所述安装孔内滑动，进而调节所述刹车片(9)与所述车轮(6)之间的距离，以达到控制车轮(6)的转动阻力的目的；所述刹车片(9)和所述车轮(6)均带有磁性，所述刹车片(9)和所述车轮(6)之间距离越大，阻力越小；距离越小，阻力越大。
2.如权利要求1所述的一种动感单车阻力控制装置，其特征在于：所述动感单车阻力控制装置还包括控制盒(1)；所述控制盒(1)固定安装在底部支架(4)上，且所述控制盒(1)内安装有单片机和步进电机驱动器；所述单片机与所述步进电机驱动器电性连接，所述步进电机驱动器与所述步进电机(2)电性连接，以控制所述步进电机(2)转动。
3.如权利要求2所述的一种动感单车阻力控制装置，其特征在于：所述动感单车阻力控制装置还包括霍尔传感器(8)；所述霍尔传感器(8)安装在所述车把支架(10)上，所述永磁铁(7)安装在车轮上与所述霍尔传感器(8)对应的位置，所述霍尔传感器通过信号线与控制盒(1)中的单片机连接；车轮(6)转动时，带动永磁铁(7)转动，霍尔传感器(8)接收永磁铁(7)的转动信号，进而将转动信号通过信号线传输至单片机中，以测量动感单车车轮转速。
4.如权利要求2所述的一种动感单车阻力控制装置，其特征在于：所述动感单车阻力控制装置还包括刹车按钮(15)；所述刹车按钮(15)安装在所述刹车杆(14)的另一端；所述刹车按钮(15)与控制盒(1)中的单片机电性连接，单片机检测到刹车按钮(15)被触发时，控制刹车片(9)快速向动感单车车轮移动，以快速增大动感单车车轮的转动阻力，达到刹车的目的。
5.如权利要求1所述的一种动感单车阻力控制装置，其特征在于：所述动感单车阻力控制装置还包括显示屏和手机支架；所述显示屏固定安装在车把(11)的一边，用于显示数据；所述手机支架固定安装在所述车把(11)的另一边，用于放置手机。
6.如权利要求3所述的一种动感单车阻力控制装置，其特征在于：所述单片机采用RASPHERRY PI3芯片，所述步进电机(2)采用42BYG34-401A模块，所述步进电机驱动器采用TB6600模块，所述霍尔传感器(8)采用3144霍尔传感器模块，采用S-50-24开关电源将220V电压转换为步进电机驱动器所需要的24V电压，以为步进电机驱动器供电，采用S-10-5开关电源将220V电压转换为单片机所需要的5V电压，以为单片机供电。
7.如权利要求6所述的一种动感单车阻力控制装置，其特征在于：TB6600模块的EN-、DIR-和CP-引脚并联后，连接至RASPHERRY PI3芯片的39脚，TB6600模块的DIR+引脚连接至RASPHERRY PI3芯片的35脚，EN+引脚连接至RASPHERRY PI3芯片的37脚，CP+引脚连接至RASPHERRY PI3芯片的33脚；TB6600模块的B-引脚、B+引脚、A-引脚和A+引脚分别连接至42BYG34-401A模块的B-脚、B+引脚、A-引脚和A+引脚；
S-50-24开关电源和S-10-5开关电源的零线引脚和火线引脚分别连接至220V电源的零线和火线，其中，S-50-24开关电源的GND和VCC引脚分别连接至TB6600模块的GND和VCC引脚，S-10-5开关电源的GND和VCC引脚分别连接至RASPHERRY PI3芯片的GND和2引脚；3144霍尔传感器模块的VCC、GND和Do引脚分别连接RASPHERRY PI3芯片的4脚、6脚和7脚。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及动感单车阻力控制领域，尤其涉及一种动感单车阻力控制装置。
背景技术
随着生活水平的提高以及对身体健康的重视，人们在休闲之余投入了更多的时间进行健身。目前，健身的项目多种多样，其中动感单车是室内健身的常用健身器材，动感单车运动是一项能够使全身得到锻炼的有氧运动。越来越多的人利用动感单车进行体育锻炼，锻炼者在使用动感单车进行锻炼时，踩动踏板带动驱动轮极速旋转，配合绚丽灯光和分贝较高的音乐，使训练者进行充满活力的有氧运动，可增强身体素质，美化体型。
健身俱乐部的教练带学员上动感单车课时，为了让学员达到最佳的锻炼效果，在课程中学员要配合教练调节阻力。这样操作会带来很多弊端：第一，学员在站立骑行过程中空出一只手来调节阻力会使身体失去平衡，带来安全隐患。第二，学员配合教练调节后的阻力值因人而异，很难达到教练的阻力要求，严重影响单车课程的锻炼效果。且现有的动感单车训练系统功能单一，使用者不能很好地了解运动过程中自己的心率、阻力和速度，教练也不能实时了解各个运动者的运动情况，大大降低了用户体验。
实用新型内容
为了解决感单车阻力需要人工调节，造成的阻力达不到训练效果，各动感单车阻力调节不均匀，而导致的用户体验差的问题，本实用新型提供了一种动感单车阻力控制装置，应用于动感单车上，所述动感单车包括：底部支架、连接杆、车轮、车把支架、车把和中间支架；所述连接杆固定连接于底部支架和中间支架之间；其特征在于：所述一种动感单车阻力控制装置，包括：控制盒、步进电机、蜗杆减速箱、永磁铁、刹车片和刹车杆；
所述控制盒固定安装在底部支架上，且所述控制盒内安装有单片机和步进电机驱动器；所述步进电机固定安装在连接杆上，所述蜗杆减速箱与步进电机连接，以增大步进电机的输出扭矩；所述中间支架上设有安装孔，所述刹车杆穿过所述安装孔安装在所述中间支架上，且所述刹车杆可在所述安装孔内滑动；
所述蜗杆减速箱上设有齿轮，所述刹车杆一端安装有刹车片，所述刹车杆安装有刹车片的一端与中间支架之间设有与所述齿轮配合的齿条；所述齿条沿所述刹车杆轴向且线性布置，所述齿轮所述齿条啮合；步进电机转动，带动蜗杆减速箱转动，进而通过所述齿轮和所述齿条之间的啮合，带动刹车杆在所述安装孔内滑动，进而调节所述刹车片与所述车轮之间的距离，以达到控制车轮的转动阻力的目的；所述刹车片和所述车轮均带有磁性，所述刹车片和所述车轮之间距离越大，阻力越小；距离越小，阻力越大。
进一步地，所述动感单车阻力控制装置还包括控制盒；所述控制盒固定安装在底部支架上，且所述控制盒内安装有单片机和步进电机驱动器；所述单片机与所述步进电机驱动器电性连接，所述步进电机驱动器与所述步进电机电性连接，以控制所述步进电机转动。
进一步地，所述动感单车阻力控制装置还包括霍尔传感器；所述霍尔传感器安装在所述车把支架上，所述永磁铁安装在车轮上与所述霍尔传感器对应的位置，所述霍尔传感器通过信号线与控制盒中的单片机连接；车轮转动时，带动永磁铁转动，霍尔传感器接收永磁铁的转动信号，进而将转动信号通过信号线传输至单片机中，以测量动感单车车轮转速；
进一步地，所述动感单车阻力控制装置还包括刹车按钮；所述刹车按钮安装在所述刹车杆的另一端；所述刹车按钮与控制盒中的单片机电性连接，单片机检测到刹车按钮被触发时，控制刹车片快速向动感单车车轮移动，以快速增大动感单车车轮的转动阻力，达到刹车的目的。
进一步地，所述动感单车阻力控制装置还包括显示屏和手机支架；所述显示屏固定安装在车把的一边，用于显示数据；所述手机支架固定安装在所述车把的另一边，用于放置手机；
进一步地，所述单片机采用RASPHERRY PI3芯片，所述步进电机采用42BYG34-401A模块，所述步进电机驱动器采用TB6600模块，所述霍尔传感器采用3144霍尔传感器模块，采用S-50-24开关电源将220V电压转换为步进电机驱动器所需要的24V电压，以为步进电机驱动器供电，采用S-10-5开关电源将220V电压转换为单片机所需要的5V电压，以为单片机供电。
进一步地，TB6600模块的EN-、DIR-和CP-引脚并联后，连接至RASPHERRY PI3芯片的39脚，TB6600模块的DIR+引脚连接至RASPHERRY PI3芯片的35脚，EN+引脚连接至RASPHERRY PI3芯片的37脚，CP+引脚连接至RASPHERRY PI3芯片的33脚；TB6600模块的B-引脚、B+引脚、A-引脚和A+引脚分别连接至42BYG34-401A模块的B-脚、B+引脚、A-引脚和A+引脚；
S-50-24开关电源和S-10-5开关电源的零线引脚和火线引脚分别连接至220V电源的零线和火线，其中，S-50-24开关电源的GND和VCC引脚分别连接至TB6600模块的GND和VCC引脚，S-10-5开关电源的GND和VCC引脚分别连接至RASPHERRY PI3芯片的GND和2引脚；3144霍尔传感器模块的VCC、GND和Do引脚分别连接RASPHERRY PI3芯片的4脚、6脚和7脚。
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型提出一种动感单车阻力控制装置，改变了传统的机械调节动感单车阻力的方式，采用电动调节的方式，能更好的模拟爬坡、下坡等场景，增强用户体验。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例中一种动感单车阻力控制装置结构图；
图2是本实用新型实施例中齿轮与齿条相对位置示意图；
图3是本实用新型实施例中一种动感单车阻力控制装置的硬件连接电路图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
本实用新型的实施例提供了一种动感单车阻力控制装置，应用于动感单车上；所述动感单车包括：底部支架4、连接杆5、车轮6、车把支架10、车把11和中间支架13；所述连接杆5固定连接于底部支架4和中间支架13之间。
请参考图1，图1是本实用新型实施例中一种动感单车阻力控制装置结构图，包括：步进电机2、蜗杆减速箱3、永磁铁7、刹车片9和刹车杆14；
所述步进电机2固定安装在连接杆5上，所述蜗杆减速箱3与步进电机2连接，以增大步进电机2的输出扭矩；所述中间支架13上设有安装孔，所述刹车杆14穿过所述安装孔安装在所述中间支架13上，且所述刹车杆14可在所述安装孔内滑动。
所述动感单车阻力控制装置还包括控制盒1；所述控制盒1固定安装在底部支架4上，且所述控制盒1内安装有单片机和步进电机驱动器；所述单片机与所述步进电机驱动器电性连接，所述步进电机驱动器与所述步进电机2电性连接，以控制所述步进电机2转动。
如图2所示，所述蜗杆减速箱3上设有齿轮02，所述刹车杆14一端安装有刹车片9，所述刹车杆14的安装有刹车片9的一端与中间支架13之间设有与所述齿轮配合的齿条01；所述齿条01沿所述刹车杆轴向且线性布置，所述齿轮02与所述齿条01啮合；步进电机2转动，带动蜗杆减速箱3转动，进而通过所述齿轮02与所述齿条01之间的啮合，带动刹车杆14在所述安装孔内滑动，进而调节所述刹车片9与所述车轮6之间的距离，以达到控制车轮6的转动阻力的目的；所述刹车片9与所述车轮6之间采用磁控阻力的阻力调节方式，即所述刹车片9和所述车轮6均带有磁性，所述刹车片9和所述车轮6之间距离越大，阻力越小；距离越小，阻力越大；其中，所述齿轮02可沿图2中箭头所示的方向转动。
所述动感单车阻力控制装置还包括霍尔传感器8；所述霍尔传感器8安装在所述车把支架10上，所述永磁铁7安装在车轮上与所述霍尔传感器8对应的位置，所述霍尔传感器通过信号线与控制盒1中的单片机连接；车轮6转动时，带动永磁铁7转动，霍尔传感器8接收永磁铁7的转动信号，进而将转动信号通过信号线传输至单片机中，以测量动感单车车轮转速；
所述动感单车阻力控制装置还包括刹车按钮15；所述刹车按钮15安装在所述刹车杆14的另一端；所述刹车按钮15与控制盒1中的单片机电性连接，单片机检测到刹车按钮15被触发时，控制刹车片9快速向动感单车车轮移动，以快速增大动感单车车轮的转动阻力，达到刹车的目的。
所述动感单车阻力控制装置还包括显示屏和手机支架；所述显示屏固定安装在车把11的一边，用于显示数据；所述手机支架固定安装在所述车把11的另一边，用于放置手机；
所述动感单车还包括车座12和底托板16；底托板16用于固定动感单车，车座12用于用户乘骑。
所述单片机采用RASPHERRY PI3芯片，所述步进电机2采用42BYG34-401A模块，所述步进电机驱动器采用TB6600模块，所述霍尔传感器8采用3144霍尔传感器模块，采用S-50-24开关电源将220V电压转换为步进电机驱动器所需要的24V电压，以为步进电机驱动器供电，采用S-10-5开关电源将220V电压转换为单片机所需要的5V电压，以为单片机供电。
如图3所示为硬件连接电路图，TB6600模块的EN-、DIR-和CP-引脚并联后，连接至RASPHERRY PI3芯片的39脚，TB6600模块的DIR+引脚连接至RASPHERRY PI3芯片的35脚，EN+引脚连接至RASPHERRY PI3芯片的37脚，CP+引脚连接至RASPHERRY PI3芯片的33脚；TB6600模块的B-引脚、B+引脚、A-引脚和A+引脚分别连接至42BYG34-401A模块的B-脚、B+引脚、A-引脚和A+引脚；
S-50-24开关电源和S-10-5开关电源的零线引脚和火线引脚分别连接至220V电源的零线和火线，其中，S-50-24开关电源的GND和VCC引脚分别连接至TB6600模块的GND和VCC引脚，S-10-5开关电源的GND和VCC引脚分别连接至RASPHERRY PI3芯片的GND和2引脚；3144霍尔传感器模块的VCC、GND和Do引脚分别连接RASPHERRY PI3芯片的4脚、6脚和7脚。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提出一种动感单车阻力控制装置，改变了传统的机械调节动感单车阻力的方式，采用电动调节的方式，能更好的模拟爬坡、下坡等场景，增强用户体验。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920301355.2
申请日:2019-03-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN209933942U
授权时间:20200114
主分类号:A63B22/06
专利分类号:A63B22/06;A63B21/015;A63B24/00
范畴分类:15H;
申请人:武汉地衣科技有限公司
第一申请人:武汉地衣科技有限公司
申请人地址:430074 湖北省武汉市东湖新技术开发区关山大道465号中国光谷创意产业基地1号楼11层1101、1108室
发明人:曾浩
第一发明人:曾浩
当前权利人:武汉地衣科技有限公司
代理人:孙妮
代理机构:42238
代理机构编号:武汉知产时代知识产权代理有限公司 42238
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计