一种健身车制造技术

本发明专利技术涉及健身器材技术领域。本发明专利技术公开了一种健身车，包括无刷电机、电机控制板、电机驱动电路、电源管理电路、开关电路、电能消耗单元和可充电的电池单元，所述电池单元通过电源管理电路为健身车供电，所述电机控制板通过电机驱动电路控制无刷电机输出相应的扭力作为该健身车的踩踏阻力，所述无刷电机在该扭力下转动产生的电能经过电机驱动电路处理后通过电源管理电路为电池单元充电和/或通过开关电路输出给电能消耗单元消耗掉，所述电源管理电路和开关电路的控制端分别与电机控制板连接。本发明专利技术既可以实现实时精确扭力控制，又可以对能量进行回收，进行自供电，甚至给外部设备使用，节能降耗，且结构简单，成本低。

A kind of fitness car

【技术实现步骤摘要】
一种健身车
本专利技术属于健身器材
，具体地涉及一种健身车。
技术介绍
当前随着人们生活水平不断提高，对身体的健康越来越重视，在工作之余抽空使用健身器材进行锻炼成为人们的一种选择，健身车也因此逐渐普及到我们生活中。健身车属于典型的模拟户外运动的有氧健身器材，也被称为心肺训练器材，主要是通过身体较长时间，适当强度的踩踏运动来促进心血管的运动，加快新陈代谢，增强心脏和肺部功能，从而改善人体的体质。市面上现有的健身车一般采用电磁控技术来调节阻力，阻力调节准确性差，经常调整不到位，且阻力调节反应慢，需要较长的反应过程。另外现有的健身车都需要外部交流电源作为动能供电，耗电大不环保且操作不方便；或者虽然有些健身车设有自发电装置，但自发电装置只能提供微少的电能供仪表显示使用而已，无法将用户健身运动时动能转换为电能并有效存储输出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种健身车用以解决上述存在的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种健身车，包括无刷电机、电机控制板、电机驱动电路、电源管理电路、开关电路、电能消耗单元和可充电的电池单元，所述电池单元通过电源管理电路为健身车供电，所述电机控制板通过电机驱动电路控制无刷电机输出相应的扭力作为该健身车的踩踏阻力，所述无刷电机在该扭力下转动产生的电能经过电机驱动电路处理后通过电源管理电路为电池单元充电和/或通过开关电路输出给电能消耗单元消耗掉，所述电源管理电路和开关电路的控制端分别与电机控制板连接。进一步的，所述电机控制板包括主控单元、母线电压测量电路、电流测量电路和位置检测电路，所述母线电压测量电路用于测量无刷电机母线的电压并输出给主控单元，所述电流测量电路和位置检测电路分别用于测量无刷电机的相电流和转子位置并输出给主控单元，所述主控单元根据无刷电机母线的电压、无刷电机的相电流和转子位置进行相应的FOC闭环控制。进一步的，所述电机驱动电路包括半桥驱动电路和功率逆变电路，所述功率逆变电路采用功率MOS管来实现。进一步的，所述电源管理电路包括DC降压电路和充放电管理电路，所述无刷电机在该扭力下转动产生的电能经过电机驱动电路处理后，再经过DC降压电路降压后，通过充放电管理电路为电池单元充电和为健身车供电。进一步的，所述电能消耗单元为功率电阻。进一步的，所述电池单元由锂电池构成。进一步的，还包括仪表，所述仪表与电机控制板通信连接。进一步的，所述电源管理电路还设有输出接口和输入接口，所述输入接口用于接外界充电电源为该电池单元供电，所述输出接口用于接外界用电单元。进一步的，所述开关电路的控制端与电机控制板的PWM控制端连接。更进一步的，在电机控制板未开启的时候，无刷电机在该扭力下转动产生的电能经过电机驱动电路处理后通过电源管理电路为电池单元充电；电机控制板开启后，电机控制板把电源管理电路的充电回路关断，并控制开关电路进行相应导通，来维持无刷电机母线电压稳定；当无刷电机做功超过设定值后，再把电源管理电路的充电回路打开，同时对开关电路进行相应控制，来维持无刷电机母线电压稳定。本专利技术的有益技术效果：本专利技术既可以实现实时精确扭力控制，又可以对能量进行有效回收，进行自供电，甚至给外部设备使用，节能降耗环保，且结构简单，成本低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术具体实施例的电路框图；图2为本专利技术具体实施例的部分具体电路图一；图3为本专利技术具体实施例的部分具体电路图二；图4为本专利技术具体实施例的部分具体电路图三。具体实施方式为进一步说明各实施例，本专利技术提供有附图。这些附图为本专利技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本专利技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图1-4所示，一种健身车，包括无刷电机2、电机控制板、电机驱动电路、电源管理电路3、开关电路5、电能消耗单元6和可充电的电池单元4，所述电池单元4通过电源管理电路3为健身车(包括电机控制板和仪表)供电，所述电机控制板通过电机驱动电路控制无刷电机2输出相应的扭力作为该健身车的踩踏阻力，所述无刷电机2在该扭力下转动产生的电能经过电机驱动电路处理后，即整流滤波后通过电源管理电路3为电池单元4充电进行能量回收，和/或通过开关电路5输出给电能消耗单元6消耗掉，所述电源管理电路3和开关电路5的控制端分别与电机控制板连接。本具体实施例中，所述电能消耗单元6优选为功率电阻，易于实现，成本低，但并不限于此，在其它实施例中，也可以采用其它可以消耗电能的装置来实现。本具体实施例中，电机控制板采用FOC(磁场定向控制)控制来控制无刷电机2，实时性和精确度高，FOC控制已是非常成熟的技术，具体可以参照现有技术，此不再细说。相应地，本具体实施例中，所述电机控制板包括主控单元1、母线电压测量电路9、电流测量电路10和位置检测电路11，所述母线电压测量电路9用于测量无刷电机2母线的电压并输出给主控单元1，所述电流测量电路10和位置检测电路11分别用于测量无刷电机2的相电流和转子位置并输出给主控单元1，所述主控单元1根据无刷电机2母线的电压、无刷电机2的相电流和转子位置进行相应的FOC闭环控制。本具体实施例中，位置检测电路11采用霍尔传感器来实现，精确度高，且易于实现，但并不限于此。本具体实施例中，母线电压测量电路9、电流测量电路10和位置检测电路11的具体电路连接关系详见图2和3，此不再细说，当然，在其它实施例中，母线电压测量电路9、电流测量电路10和位置检测电路11也可以采用现有的其它电路形式来实现，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。本具体实施例中，主控单元1采用型号为STM32F105RBT6的单片机U2来实现，具体电路详见图3，此不再细说，当然，在其它实施例中，主控单元1也可以采用其它单片机来实现。本具体实施中，所述电机驱动电路包括半桥驱动电路8和功率逆变电路7，半桥驱动电路8的控制端接主控单元1的控制输出端，半桥驱动电路8的输出端接功率逆变电路7的控制输入端，用于驱动功率逆变电路7，功率逆变电路7的交流端接无刷电机2，功率逆变电路7的直流端分别接电源管理电路3和开关电路5。本具体实施中，半桥驱动电路8采用半桥驱动器U8、U9和U10来实现，功率逆变电路7采用功率MOS管MOS1-MOS12来实现，半桥驱动器U8、U9和U10的型号为IR2181S，具体电路连接关系详见图2，此不再细说。采用该电机驱动电路，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种健身车，其特征在于：包括无刷电机、电机控制板、电机驱动电路、电源管理电路、开关电路、电能消耗单元和可充电的电池单元，所述电池单元通过电源管理电路为健身车供电，所述电机控制板通过电机驱动电路控制无刷电机输出相应的扭力作为该健身车的踩踏阻力，所述无刷电机在该扭力下转动产生的电能经过电机驱动电路处理后通过电源管理电路为电池单元充电和/或通过开关电路输出给电能消耗单元消耗掉，所述电源管理电路和开关电路的控制端分别与电机控制板连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种健身车，其特征在于：包括无刷电机、电机控制板、电机驱动电路、电源管理电路、开关电路、电能消耗单元和可充电的电池单元，所述电池单元通过电源管理电路为健身车供电，所述电机控制板通过电机驱动电路控制无刷电机输出相应的扭力作为该健身车的踩踏阻力，所述无刷电机在该扭力下转动产生的电能经过电机驱动电路处理后通过电源管理电路为电池单元充电和/或通过开关电路输出给电能消耗单元消耗掉，所述电源管理电路和开关电路的控制端分别与电机控制板连接。


2.根据权利要求1所述的健身车，其特征在于：所述电机控制板包括主控单元、母线电压测量电路、电流测量电路和位置检测电路，所述母线电压测量电路用于测量无刷电机母线的电压并输出给主控单元，所述电流测量电路和位置检测电路分别用于测量无刷电机的相电流和转子位置并输出给主控单元，所述主控单元根据无刷电机母线的电压、无刷电机的相电流和转子位置进行相应的FOC闭环控制。


3.根据权利要求1所述的健身车，其特征在于：所述电机驱动电路包括半桥驱动电路和功率逆变电路，所述功率逆变电路采用功率MOS管来实现。


4.根据权利要求1所述的健身车，其特征在于：所述电源管理电路包括DC降压电路和充放电管理电路，所述无刷电机在该扭力下转动产生的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣春，
申请(专利权)人：厦门景杉网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35