提供运动阻力及自动回卷效能的改进的马达控制装置制造方法及图纸

一种提供运动阻力及自动回卷效能的改进的马达控制装置，其主要是通过微处理器配合电流检测回授回路及马达转轴转速侦测回路，以精确控制马达的快速随机运作，使该马达转轴可以依据外力的有无，而随即迅速控制损耗制动单元及功率驱动单元，使该马达得以自动变更为发电机输出状态（提供运动阻力）或电动机输出状态（提供自动回卷效能），并且该装置精简了组装结构，具有较佳的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与一种马达的控制装置有关，特别是指一种利用单一马达配合微处 理器，以令该马达可分别执行发电机或电动机两种不同的输出状态，从而得以 运用于诸如举重运动器，划船运动器等拉伸式运动的各式运动器材中，进而达 到精减组装构件且深具实用价值的新颖专利技术。
技术介绍
以传统举重运动器(未示于图)为例，众所周知，由于其通常以金属配重块做 为运动阻力的来源，故而皆有构件繁多、体积庞大、耗费空间且会发生吵杂噪 音等潜在弊病，因此，有业者以处于电动机输出状态的马达装置，取代金属配 重块或飞轮，并据以提供运动阻力给各式具有类似运动特征的相关运动器材使用；诸如美国第6790163号、第5762584号及第5435798号等专利前案，均具 有类似的电动机马达设计，以提供预期的运动阻力；之后，更有中国台湾第 1268789号『运用于健身器材的可程序控制阻力装置及方法』专利前案，通过微 处理器的内建程序配合力量量测装置的作用，以令其单一马达可进行正、逆向 电动机输出的运转方式，进而分别达成提供阻力及反向巻收的效用。虽说第1268789号专利前案确实具有其所表彰的预期效能，但任一稍具电机 学知识者均能通晓，当电动机系统的转轴被一再施予反方向制动时，该电动机 将发生所谓的『反接制动』的必然现象，即该电动机将会因而产生若干的发电 电流回授予总体电路系统，因此，若该发电电流未被适当排除，则将对马达使 用寿命及总体电路系统造成严重的伤害。再，该专利前案是以力量量测装置侦知索绳的受力数据，再据以比较其微 处理器的预先设定值，进而控制马达的正、逆向操作，甚至可用来侦知索绳的 受力异常现象，以便做出适当的安全性回应动作；但，事实上，力量量测装置 的『每一设定单位量测时间』中的量测过程，通常都要经历一段『稳定』过程(即 如同我们为量测体重而站上磅秤或体重计时，在测量初时的必然起伏现象)，方 能取得最佳的侦测值，从而大幅减缓其总体电路系统的反应速度；简言之，除 非使用者的操作及运动速度极为稳定且缓慢，否则，其将难以配合一般使用者 大脑及四肢在运动时的自然反应速率。基于以上实情，本案专利技术人遂凭其多年来熟执此业的实务经验，积极潜心研究，终于设计了一种提供运动阻力及自动回巻效能的改进的马达控制装置。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种提供运动阻力及自动回巻效能的改进的马达 控制装置，通过利用单一马达分别执行不同的输出状态，达到预期的精简组装 构件及维持马达使用寿命等积极目的。为达到以上目的，本专利技术的解决方案是 一种提供运动阻力及自动回巻效能的改进的马达控制装置，通过微处理器配 合相关的电流检测回授回路及马达转轴转速侦测回路，以精确控制马达的快速 随机运作，使该马达转轴得以依据外力的有无，而随即迅速控制损耗制动单元 及功率驱动单元，使该马达得以自动变更为发电机输出状态或电动机输出状态。进一步，其操控流程如下发电机输出状态当马达转轴受力而向拉伸方向旋动时，透过电流检测回授回路的通报，微 处理器将随即命令功率驱动单元截止运作，而损耗制动单元则被导通，再由负 载电阻将发电状态所产生的能量进行损耗消除；电动机输出状态当马达转轴外力暂停或消除时，透过相同的电流检测回授回路，微处理器 将随即命令功率驱动单元被导通并由电源供应端提供电能以开始产生反向巻收 动作，而损耗制动单元则同步被截止运作。其中，当马达转轴未受拉伸外力时，该马达处于电动机输出状态。其中，马达转轴转速侦测回路用以随时监测马达转轴的转速，并计算出转 轴的惯性转速及重力加速度，以有效检知全程运动施力状态，而让微处理器可 以随时配合调整并控制损耗制动单元及功率驱动单元的电流量输出设定值，以 使全程符合运动重量设定值。其中，当马达转轴转速侦测回路监测出马达转轴有异常变化时，其微处理 器将做出适当的安全性回应。由于采用了上述技术方案，本专利技术达到了精减组装构件、维持马达使用寿 命且深具实用价值等有益效果。附图说明图1为本专利技术一种实施例的基础电路配置简示图。图2为依图1所示本专利技术实施例其马达心轴的运动方向示意图。具体实施例方式为使进一步深入洞悉本专利技术的技术手段与结构特征，现配合图式详细说明 于后首先，专利技术人必须先行陈明，所谓马达的发电机输出状态，是指将机械能(外 力)变换为电能的一种输出状态，反之，马达的电动机输出状态，则是指将电能 变换为机械能的另一种输出状态；而透过不同电路的配置，便能使单一马达进 行预期的两种不同输出状态，此乃基本的电磁感应原理。本专利技术即是依据此自 然法则而所为的创新控制装置，可以引用于诸如举重运动器、划船运动器等拉 伸式运动的各式运动器材中。如图l、图2所示，本专利技术主要是通过微处理器IO配合相关的电流检测回授回路12及马达转轴转速侦测回路14，以精确控制马达20的快速随机运作， 使该马达20转轴22得以依据外力的存在与否，而随即迅速控制损耗制动单元 40及功率驱动单元30，使该马达得以自动变更为发电机输出状态(提供运动阻力)或电动机输出状态(提供自动回巻效能)。 其中马达20的操控流程如下所述发电机输出状态当马达20转轴22受力而向拉伸方向A旋动时(即等同于使用者拉动传动带 24)，透过电流检测回授回路12的通报，微处理器IO将随即命令功率驱动单元 30截止运作，而损耗制动单元40则被导通，再由负载电阻50将发电状态所产 生的能量进行损耗消除。电动机输出状态当马达20转轴22因外力暂停或消除时(即等同于使用者停止施力或放松传 动带24)，透过相同的电流检测回授回路12，微处理器10将随即命令功率驱动 单元30被导通并由电源供应端60提供电能以开始向巻收方向B产生巻收动作， 而损耗制动单元40则同步被截止运作。承上所述，不论马达20处于发电机输出状态或电动机输出状态，其电流检 测回授回路12随时在监测功率驱动单元30及损耗制动单元40两方的电流值； 因此，其实际使用操作步骤为首先于参数设定端70先行设定所欲获得的运动重 量或阻力值(以下均简称为电流量输出设定值)，此时，在马达20转轴22未受 拉伸外力前，该马达20处于电动机输出状态，而其输出力矩值即是等于前述的 电流量输出设定值，当马达20转轴22被外力反向拉掣时，透过电流检测回授 回路12检知发电电流出现，并立即将此讯息传输回微处理器10，使该马达20 迅速被转换为发电机输出状态，之后，当外力暂停或解除时，发电电流将随之 消失，故马达20则将又再迅速转换为电动机输出状态，以真确模拟出形同金属 配重块的自然重力或遂行巻收动作的预期作用，如此不断反复运作。再，该马达20的发电能量或巻收力矩的大小，皆是由参数设定端70所预 先加以设定，使微处理器10可以依据该预先设定值做相对应的适当控制(即控制 电流量大小)，此为马达的基本操控方式，实非本案所诉求的特征所在，谨请鉴察。其负载电阻50据以消除发电能量的方式，主要是通过将电能转换为热能加 以消耗排除，当然，本专利技术也可加设导引线路(未示于图)，将电能予以适切导出 并排除，以避免发生『反接制动』现象。至于，其马达转轴转速侦测回路14主要是用以随时监测马达20转轴22的 转速，并计算出转轴22的惯性转速及重力加速度，如此，其将能有效且快速检 知使用者全程的运动施力状态，而让微处理器IO得本文档来自技高网...

【技术保护点】
提供运动阻力及自动回卷效能的改进的马达控制装置，其特征在于：其通过微处理器配合相关的电流检测回授回路及马达转轴转速侦测回路，以精确控制马达的快速随机运作，使该马达转轴得以依据外力的有无，而随即迅速控制损耗制动单元及功率驱动单元，使该马达得以自动变更为发电机输出状态或电动机输出状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王国梁，吴凉舟，
申请(专利权)人：王国梁，吴凉舟，
类型：发明
国别省市：71[]