本發(fā)明與運(yùn)動(dòng)器材有關(guān)，特別是指一種具有磁阻裝置的運(yùn)動(dòng)器材。

背景技術(shù)：

1、一般的健身器材(如飛輪健身車(chē)或橢圓機(jī))為了讓使用者能以根據(jù)自身的訓(xùn)練需求來(lái)調(diào)整操作難易度或費(fèi)力程度，在結(jié)構(gòu)上通常會(huì)配置一個(gè)阻力系統(tǒng)，讓使用者能夠通過(guò)上述的阻力系統(tǒng)對(duì)飛輪或其他類似的轉(zhuǎn)動(dòng)元件施加不同程度的阻力，以獲得健身訓(xùn)練的效果。

2、請(qǐng)參閱圖1所示，圖1為先前技術(shù)中的一種磁阻式健身車(chē)的側(cè)視圖。可供一使用者于室內(nèi)模擬野外騎自行車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)使用者以一踩踏轉(zhuǎn)動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)健身車(chē)80的一踏板曲柄組81時(shí)，會(huì)經(jīng)由一傳動(dòng)系統(tǒng)82帶動(dòng)一金屬盤(pán)83以一軸部84為旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；其中，健身車(chē)80設(shè)有一可調(diào)整金屬盤(pán)83旋轉(zhuǎn)阻力的阻力調(diào)整裝置85，常見(jiàn)如渦電流剎車(chē)(eddycurrent?brake，簡(jiǎn)稱ecb)，是一種非摩擦制動(dòng)方式，可供使用者依據(jù)自身需求調(diào)整費(fèi)力程度。

3、請(qǐng)參閱圖2所示，圖2為圖1磁阻式健身車(chē)的磁鐵組的位移軌跡示意圖。阻力調(diào)整裝置85的技術(shù)手段主要是利用一動(dòng)力源85a(如馬達(dá)、齒輪、皮帶輪及連桿等元件的連動(dòng)組合)驅(qū)動(dòng)各磁鐵組85b以一軸心85c作為中心點(diǎn)由金屬盤(pán)83的外側(cè)以擺動(dòng)接近徑向位移的方式遠(yuǎn)離或靠近金屬盤(pán)83的外周表面，并讓各磁鐵組85b與金屬盤(pán)83之間保留一適當(dāng)?shù)拈g距，當(dāng)各磁鐵組85b由金屬盤(pán)83的外側(cè)位移接近轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的金屬盤(pán)83時(shí)，金屬盤(pán)83會(huì)通過(guò)切割磁場(chǎng)來(lái)產(chǎn)生一磁阻作用力，此時(shí)，各磁鐵組85b可沿著金屬盤(pán)83的軸心方向投影至金屬盤(pán)83的外周表面形成一切割磁場(chǎng)面積，上述阻力調(diào)整裝置85的磁阻作用力與切割磁場(chǎng)面積之間屬于一正相關(guān)的關(guān)系，使用者可通過(guò)調(diào)節(jié)磁阻作用力大小來(lái)實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的要求。

4、其中，磁通量與其對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的磁阻作用力兩者之間屬于一正相關(guān)的關(guān)系，而磁通量也可理解為垂直通過(guò)單位截面的磁力線條數(shù)，在不計(jì)入磁鐵的材料組合差異影響磁性能并設(shè)定磁鐵均為統(tǒng)一磁力強(qiáng)度的情況下，便可明白影響磁通量的主要因素是磁鐵投影至磁化物體的覆蓋面積及磁鐵與磁化物體之間的距離，上述主要因素分別對(duì)應(yīng)至切割磁場(chǎng)面積及間距，當(dāng)切割磁場(chǎng)面積越大時(shí)，則磁阻作用力越大，反之，切割磁場(chǎng)面積越小，則磁阻作用力越?。划?dāng)間距越大時(shí)，則磁阻作用力越小，反之，間距越小時(shí)，則磁阻作用力越大，但有其限制條件，間距不可為零，也不可過(guò)大，須調(diào)整適當(dāng)間距方可讓磁鐵對(duì)磁化物體產(chǎn)生磁化現(xiàn)象以發(fā)揮較佳的磁阻效果，因此，先前技術(shù)中設(shè)計(jì)保留適當(dāng)?shù)拈g距則是固定磁鐵與磁化物體之間的距離，讓磁阻作用力與切割磁場(chǎng)面積成一正相關(guān)的關(guān)系。

5、近年來(lái)健身車(chē)界流行功率訓(xùn)練，主要是通過(guò)使用者操作健身車(chē)產(chǎn)生力學(xué)的相關(guān)數(shù)值并將其數(shù)據(jù)化統(tǒng)合紀(jì)錄，其中包括功率(watt)，利用相關(guān)數(shù)據(jù)可方便使用者或培訓(xùn)人員參考擬定未來(lái)的鍛煉方案，并針對(duì)個(gè)人客制化一套更有效率的訓(xùn)練計(jì)劃；因此，功率顯示已經(jīng)成為市面上健身訓(xùn)練計(jì)畫(huà)中高階款健身車(chē)配備面板顯示不可或缺的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)之一，功率作為訓(xùn)練計(jì)劃中的基礎(chǔ)計(jì)算數(shù)值，其伴隨的精確度及可靠度更顯得尤為重要，功率健身車(chē)可在以顯示面板顯示運(yùn)動(dòng)時(shí)的強(qiáng)度，其功率量測(cè)目前在健身車(chē)上主要采用直接量測(cè)的方法，而欲取得參數(shù)的方式于健身車(chē)內(nèi)部的零組件結(jié)合有著密切關(guān)系。

6、依上述先前技術(shù)的磁阻式健身車(chē)的結(jié)構(gòu)計(jì)算飛輪功率的數(shù)據(jù)，其功率公式為：p＝τ×ω，p＝(f×l)×ω，其主要需要三項(xiàng)參數(shù)，磁阻作用力f、力臂l及角速度ω(未標(biāo)示)；磁阻作用力f可在動(dòng)力源85a加裝一測(cè)力計(jì)85d測(cè)得，角速度ω也可由傳動(dòng)系統(tǒng)82的帶動(dòng)輪上裝設(shè)一磁性體86，在磁性體86轉(zhuǎn)動(dòng)的路徑中，位于健身車(chē)80上新增固設(shè)一霍爾感應(yīng)器87取得即可；由先前技術(shù)的機(jī)械作動(dòng)方式中，可了解力臂l是磁阻作用力f的產(chǎn)生瞬間各磁鐵組85b與軸部84之間的距離，其阻力調(diào)節(jié)的技術(shù)手段是將各磁鐵組85b彼此之間保持適當(dāng)且固定的間距，減少磁通量的變因之一，并通過(guò)改變力臂l直接影響切割磁場(chǎng)面積的大小，以調(diào)整磁阻作用力f的大小，上述此種技術(shù)手段可歸類為變動(dòng)式力臂的磁阻裝置。

7、但上述先前技術(shù)的阻力調(diào)整裝置85仍具有以下缺陷，其一，由于其技術(shù)手段是磁鐵組85b以擺動(dòng)接近徑向位移的方式遠(yuǎn)離或靠近金屬盤(pán)83，使得力臂l呈現(xiàn)為一變動(dòng)值，為即時(shí)取得力臂l的變動(dòng)值數(shù)據(jù)，必須在磁鐵組85b的鄰近處加裝一位置感應(yīng)器88，以此方式才能即時(shí)追蹤力臂l的變動(dòng)值數(shù)據(jù)得以換算功率值，但采用此種方式會(huì)提高裝設(shè)位置感應(yīng)器88的成本，且位置感應(yīng)器88并不適用于高準(zhǔn)度量測(cè)，容易受到操作環(huán)境、溫度、震動(dòng)及時(shí)間相關(guān)因素導(dǎo)致穩(wěn)定度不足，可能產(chǎn)生不可預(yù)期的誤差，進(jìn)而影響功率值的準(zhǔn)確性。

8、其二，也有部分業(yè)者會(huì)考慮降低裝設(shè)位置感應(yīng)器88的成本，選擇不安裝位置感應(yīng)器88，直接采用不受使用者調(diào)整阻力過(guò)程中影響位置的固定元件相對(duì)于軸部84的距離作為假定的力臂l，后續(xù)再以校正方式推估力臂l，上述固定元件可優(yōu)選為鄰近于磁鐵組85b的馬達(dá)，但只要是以推估的計(jì)算方式就必須進(jìn)行校正，便較容易產(chǎn)生誤差，難以掌握精確度的控制，最終影響對(duì)功率值的可靠性。

9、依據(jù)上述考量的缺失，足見(jiàn)變動(dòng)式力臂的磁阻裝置存在有一定程度的改進(jìn)空間，因此，需要一種創(chuàng)新的健身器材的構(gòu)造以克服該項(xiàng)技術(shù)手段的缺陷，需將阻力裝置的機(jī)構(gòu)組合進(jìn)一步地優(yōu)化改良，以期提高健身器材對(duì)于功率計(jì)算的準(zhǔn)確性及可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有磁阻裝置的運(yùn)動(dòng)器材，其通過(guò)將阻力裝置的機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改良，來(lái)提高健身器材對(duì)于功率計(jì)算的準(zhǔn)確性及可靠性。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提供的一種具有磁阻裝置的運(yùn)動(dòng)器材，其包含有：一基座；一金屬盤(pán)，其樞設(shè)于所述架體上的軸部，供一使用者帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并定義有一第一側(cè)面、一第二側(cè)面、一直徑方向及一軸心方向；其特征在于：所述金屬盤(pán)具有一自所述第二側(cè)面沿著所述軸心方向向外凸伸的環(huán)狀框；一支撐座，其具有一轉(zhuǎn)接件及一固設(shè)有一磁性元件的托架，所述轉(zhuǎn)接件設(shè)置于所述架體鄰近所述金屬盤(pán)的位置，且所述托架以一能往復(fù)調(diào)整位移的方式設(shè)置于所述轉(zhuǎn)接件使所述磁性元件能在一第一位置及一第二位置之間位移，在所述第一位置時(shí)，所述磁性元件位于所述環(huán)狀框的外側(cè)，在所述第二位置時(shí)，所述磁性元件位于所述環(huán)狀框的一中心線上，其中，所述第一位置與所述第二位置之間的位移路徑同為一位移平面，且所述位移平面能與所述直徑方向互相垂直，當(dāng)所述磁性元件由第一位置往所述第二位置位移過(guò)程中，所述磁性元件與所述環(huán)狀框重疊且所述磁性元件與所述環(huán)狀框之間能沿著所述直徑方向上保持一相對(duì)間距；一測(cè)力感應(yīng)器，其設(shè)置于所述轉(zhuǎn)接件與所述架體之間，當(dāng)所述金屬盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)整所述磁性元件由所述第一位置往所述第二位置位移，用于施加至所述環(huán)狀框一切線方向的磁阻作用力，同時(shí)，所述托架能連動(dòng)所述轉(zhuǎn)接件作用于所述測(cè)力感應(yīng)器的一側(cè)，所述測(cè)力感應(yīng)器的另一側(cè)則抵靠于所述架體產(chǎn)生一反作用力，基于所述反作用力用于換算得知所述磁阻作用力。

3、上述本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述環(huán)狀框位于所述金屬盤(pán)的周緣，而所述軸部與所述磁阻作用力的切線方向兩者之間的垂直距離為所述金屬盤(pán)的半徑。

4、所述轉(zhuǎn)接件的一側(cè)設(shè)有一能以活動(dòng)方式設(shè)置于所述架體的第一轉(zhuǎn)軸，以及一與所述第一轉(zhuǎn)軸互相垂直設(shè)置的第二轉(zhuǎn)軸，而所述托架能樞設(shè)于所述第二轉(zhuǎn)軸，使所述磁性元件以所述第二轉(zhuǎn)軸作為一旋轉(zhuǎn)中心于所述第一位置與所述第二位置之間往復(fù)調(diào)整位移。

5、所述架體的一側(cè)固設(shè)有一鄰近于所述金屬盤(pán)的位置的基座，能將所述轉(zhuǎn)接件設(shè)置于所述基座的一側(cè)，并使所述支撐座相對(duì)于所述架體形成一傾斜角度，當(dāng)產(chǎn)生所述磁阻作用力時(shí)，所述反作用力的受力方向垂直于所述磁阻作用力的切線方向。

6、所述托架的一端設(shè)有一減速馬達(dá)，且能供所述使用者以一能調(diào)整級(jí)距的方式往復(fù)位移所述托架，當(dāng)所述磁性元件由所述第一位置往所述第二位置進(jìn)行位移時(shí)，所述磁性元件沿著所述直徑方向投影至所述環(huán)狀框能形成一切割磁場(chǎng)面積，當(dāng)所述磁性元件位于所述第一位置時(shí)，所述切割磁場(chǎng)面積為最小值，則所述磁阻作用力為最小值，當(dāng)所述磁性元件位于所述第二位置時(shí)，所述切割磁場(chǎng)面積為最大值，則所述磁阻作用力為最大值。

7、所述磁性元件為一圓餅平面狀的外形，所述磁性元件一側(cè)面的面法線能與所述軸心方向互相垂直。

8、所述轉(zhuǎn)接件與所述架體之間夾設(shè)有一能形變的第一彈性件，能供所述測(cè)力感應(yīng)器形成一預(yù)壓狀態(tài)。

9、所述托架的一端設(shè)置一能形變的第二彈性件，且所述第二彈性件的拉伸方向與所述位移平面以同一平面的方式進(jìn)行設(shè)置。

10、所述托架具有一托架及一與所述托架對(duì)稱設(shè)置的輔助托架，且所述磁性元件的數(shù)量為兩個(gè)以上，并分別以一兩兩對(duì)稱的方式固設(shè)于所述托架及所述輔助托架的內(nèi)側(cè)表面，當(dāng)各所述磁性元件位移至所述第二位置時(shí)，各所述磁性元件能分別鄰近于所述環(huán)狀框的一內(nèi)側(cè)面及一外側(cè)面，并使各所述磁性元件分別與所述外側(cè)面及所述內(nèi)側(cè)面之間沿著所述直徑方向上保持所述相對(duì)間距。

11、所述轉(zhuǎn)接件的一側(cè)設(shè)有一導(dǎo)向塊，而所述托架的一側(cè)設(shè)有一能供所述導(dǎo)向塊滑設(shè)的限位軌道，且所述限位軌道的軌道方向平行于所述軸心方向，并使所述磁性元件能沿著所述軸心方向于所述第一位置與所述第二位置之間往復(fù)調(diào)整位移。

12、采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明目的之一，其中，主要是將所述磁性元件由所述環(huán)狀框的外側(cè)以接近軸向位移的方式遠(yuǎn)離或靠近旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的環(huán)狀框以產(chǎn)生所述磁阻作用力，由此，可將用于計(jì)算功率的力臂設(shè)計(jì)為一固定值以簡(jiǎn)化力臂的讀取，更可利用所述環(huán)狀框的設(shè)計(jì)位置來(lái)定義的力臂長(zhǎng)度，相較于先前技術(shù)所采用的磁阻裝置，可將要讀取的力臂由變化值轉(zhuǎn)換為固定值，且不需安裝鄰近于磁鐵組的位置感應(yīng)器，利用上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改變功率參數(shù)中力臂的讀取方式，可減少不可預(yù)期的變數(shù)，以提高顯示功率的準(zhǔn)確性。

13、采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明目的之二，其中，利用所述基座設(shè)計(jì)所述支撐座相對(duì)于所述架體所形成的傾斜角度，可供所述支撐座在動(dòng)作過(guò)程中配合所述磁阻作用力的方向，當(dāng)產(chǎn)生所述磁阻作用力時(shí)，設(shè)計(jì)使所述反作用力的受力方向垂直于所述磁阻作用力的切線方向，便可基于所述反作用力簡(jiǎn)易計(jì)算得出所述磁阻作用力，利用上述機(jī)械組合的動(dòng)作方式，其測(cè)量計(jì)算上就可采用一種可較直觀的方式讀取所述磁阻作用力及力臂，不需要通過(guò)其他推估或間接的方式進(jìn)行校正，可減少誤差的產(chǎn)生，進(jìn)一步提高功率計(jì)算的可靠性。

14、以下
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
僅是說(shuō)明性的，并無(wú)意以任何方式進(jìn)行限制，即提供以下概述來(lái)介紹本文描述的非顯而易見(jiàn)的技術(shù)的概念及優(yōu)點(diǎn)，因此，以下發(fā)明內(nèi)容既不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)主題的必要特征，也不旨在用于確定所要求保護(hù)主題的范圍。