用于运动器材的制动系统和方法技术方案

用于调节运动设备上的阻力的系统和方法，包括第一阻力设备，该第一阻力设备具有调节托架、安装在调节托架的内表面上的磁性构件、具有调节轴并可操作为穿过调节轴的长度的一部分的步进马达。在第一位置，磁性构件布置在飞轮上方，并且在第二位置，磁性构件布置在飞轮的相对侧，向飞轮提供阻力。测力传感器将调节托架联接到车架，并生成与调节托架的移动相对应的信号。计算系统计算阻力、rpm、来自测力传感器信号的功率、步进马达位置、轴旋转位置和其它传感器输入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运动器材的制动系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2018年8月3日提交的美国临时申请No.62/714,635的权益和优先权，通过引用将该临时申请并入，如同在此处完全阐述一样。本公开涉及2018年1月17日提交的标题为“BrakingSystemandMethodforExerciseEquipment,”的美国临时申请No.62/618,581，通过引用将该临时申请并入，如同在此处完全阐述一样。
本申请总体涉及运动器材和方法的领域，更具体地涉及用于感测和/或调节运动器材中的阻力的系统和方法。
技术介绍
现代健身器材通常被构造为允许用户根据个人训练目标来调节强度和/或其它设置。对于许多用户来说，调节操作可能是困难和麻烦的，尤其是在运动期间。例如，诸如动感单车的运动自行车可以构造有扭矩调节器，这允许用户通过调节要施加到飞轮的扭矩的程度来调节踏板阻力。扭矩调节可能是困难的并且需要很长时间来准确地设置，这在运动期间给用户带来不便。进一步使用户体验复杂化的是，为了安全目的，还可能包括辅助制动器以停止旋转飞轮和传动系统。这通常通过单独的基于摩擦的制动器来实现，该制动器被设计为仅间歇地使用以使系统完全停止。因此，需要用于操作运动器材的改进的系统和方法，这些系统和方法提高了用户的便利性并增强了运动体验。附图说明参考以下附图和以下详细描述，可以更好地理解本公开的各方面及其优点。应当理解，相同的附图标记用于识别在一个或多个附图中例示的相同的元件，其中的示出是为了例示本公开的实施方式的目的，而不是为了限制本公开的实施方式。附图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在清楚地例示本公开的原理上。图1例示了根据本公开的一个或多个实施方式的制动系统。图2是根据本公开的一个或多个实施方式的辅助制动系统的剖视图。图3是根据本公开的一个或多个实施方式的辅助制动系统的剖视图。图4A例示了根据本公开的一个或多个实施方式的制动系统。图4B是根据本公开的一个或多个实施方式的制动系统的侧视图。图4C是根据本公开的一个或多个实施方式的制动系统的侧视图。图4D是根据本公开的一个或多个实施方式的制动系统的前视图。图4E是根据本公开的一个或多个实施方式的制动系统的后视图。图4F是根据本公开的一个或多个实施方式的制动系统的俯视图。图4G是根据本公开的一个或多个实施方式的制动系统的仰视图。图5A和图5B例示了根据本公开的一个或多个实施方式的制动系统的操作。图5C和图5D例示了根据本公开的一个或多个实施方式的辅助制动系统的操作。图6A和图6B例示了根据本公开的一个或多个实施方式的制动系统。图7是例示了根据本公开的一个或多个实施方式的用于运动设备中的电气部件的框图，所述电气部件实施了制动系统。图8例示了根据本公开的一个或多个实施方式的实施制动系统的运动设备。图9例示了根据本公开的一个或多个实施方式的操作制动系统的方法。图10例示了根据本公开的一个或多个实施方式的用于测量运动设备中的节奏和/或阻力的示例系统。图11例示了根据本公开的一个或多个实施方式的用于与运动设备一起使用的系统的示例功率状态。图12例示了根据本公开的一个或多个实施方式的用于运动设备的示例阻力校正机构。具体实施方式根据本公开的各种实施方式，提供了用于感测和调节运动器材中的扭矩的系统和方法。在一些实施方式中，制动系统包括多个磁体，当相对于运动设备的飞轮移动时，这些磁体提供变化的运动阻力。在一些实施方式中，制动系统包括：易于使用且准确的阻力调节组件，该阻力调节组件用于在运动期间调节阻力；和辅助制动器，该辅助制动器用于通过相同的调节旋钮使飞轮完全停止，这为操作者提供便利性和安全。在各种实施方式中，阻力调节设备可操作为使用电子系统和方法控制阻力制动器中的阻力水平。进一步地，可能期望物理地测量施加到飞轮的扭矩量和用户感觉到的阻力的量，以便确定正在生成多少瞬时功率以及用户已经做了多少总功。与通过测量制动机构相对于飞轮的位置并将该测量结果与先前测量的相关阻力水平进行比较来推断所施加的阻力的量的常规方法相比，物理地测量所施加的阻力的水平提高了测量的准确度。本文公开的实施方式提供了这些和对于本领域技术人员来说将是显而易见的其它优点。参考图1至图3，现在将描述本公开的示例实施方式。一种阻力系统包括电子阻力组件，该电子阻力组件可操作为调节施加到运动设备的飞轮5的阻力。电子阻力组件可以包括电驱动致动器1，该电驱动致动器驱动阻力制动组件2绕枢轴点3朝向和远离飞轮5枢转。在所例示的实施方式中，枢轴点3包括将阻力制动组件2可枢转地附接到自行车9的车架的一个或多个螺钉、螺栓或其它部件。阻力制动组件2包括两个或更多个磁体4，这些磁体被选择和布置为使得当磁体4移动得更靠近(例如，遮蔽飞轮5的边缘)和/或更远离飞轮5的中心时，阻力的量可从最大水平调节到零。飞轮5可以由铝或其它能够在通过磁体4的磁场时生成阻力的材料制成。在一个实施方式中，致动器1是包括轴6的步进马达，诸如永磁线性步进马达。轴6具有第一端，该第一端可枢转地附接到自行车9的车架，这允许轴6在步进马达沿着轴6穿过时枢转。在一个实施方式中，固定端被铰接，这防止沿着其主轴线旋转。步进马达主体1在安装点8处可枢转地附接到阻力制动组件2，这允许步进马达1在操作期间相对于阻力制动组件2枢转。在操作中，步进马达1可操作为使螺纹轴6上下平移，这使得制动组件2绕枢轴点3枢转。结果，磁体4相对于飞轮5选择性地上下移动以调节阻力。阻力系统还包括辅助制动组件10，该辅助制动组件可以独立于枢转阻力制动组件2操作。辅助制动组件10可以由操作者通过向下按压调节旋钮11来启动，这将使细长调节轴12朝向飞轮平移，这使枢转摩擦制动组件10朝向飞轮5枢转，最终接触飞轮的边缘并提供制动力。使调节旋钮11旋转将使细长调节轴12绕其主轴线旋转，该主轴线连接到电编码器(例如，如图4A所示)。电编码器响应于感测到的调节旋钮11的旋转而生成信号，该信号可由电子控制系统用于生成命令，该命令启动电子致动器1，以使枢转阻力制动组件2移动靠近或远离飞轮5。测力传感器13测量从枢转制动组件的第二部分14(包括磁体保持托架和保持在其中的一个或多个磁体)传递到安装到车架的第一部分7的反作用力。在各种实施方式中，测力传感器13可具有金属主体，并且可由粘结金属箔应变仪、硅应变仪和/或其它部件组成。测力传感器13将制动组件7的第一部分接合到制动组件14的第二部分。在一个实施方式中，制动组件14由测力传感器13支撑，而不由其它装置或组件支撑。磁体保持托架14和测力传感器13的构造将使得由测力传感器13测量的力将与施加到飞轮5的载荷成比例。为了计算施加到用户的扭矩，所施加的力和离飞轮中心的距离的乘积将产生施加到飞轮的扭矩。飞轮的转速也可以如本领域已知的那样测量(例如，使用一个或多个传感器来测量RPM)。然后，阻力设备吸收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运动设备的阻力系统，所述运动设备具有车架和飞轮，所述阻力系统包括：/n第一阻力设备，该第一阻力设备包括：/n调节托架；/n至少两个磁性构件，该至少两个磁性构件安装在所述调节托架的内表面上；/n具有调节轴的致动器，所述调节轴具有可枢转地附接到所述车架的第一端，并且其中，所述致动器可操作为穿过所述调节轴的一部分，并且其中，在第一位置处，所述两个磁性构件布置在所述飞轮上方，并且其中，在第二位置处，所述两个磁性构件布置在所述飞轮的相对侧上，向飞轮提供阻力；以及/n测力传感器，该测力传感器将所述调节托架联接到所述车架，所述测力传感器生成与所述调节托架的移动相对应的信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180803 US 62/7146351.一种用于运动设备的阻力系统，所述运动设备具有车架和飞轮，所述阻力系统包括：
第一阻力设备，该第一阻力设备包括：
调节托架；
至少两个磁性构件，该至少两个磁性构件安装在所述调节托架的内表面上；
具有调节轴的致动器，所述调节轴具有可枢转地附接到所述车架的第一端，并且其中，所述致动器可操作为穿过所述调节轴的一部分，并且其中，在第一位置处，所述两个磁性构件布置在所述飞轮上方，并且其中，在第二位置处，所述两个磁性构件布置在所述飞轮的相对侧上，向飞轮提供阻力；以及
测力传感器，该测力传感器将所述调节托架联接到所述车架，所述测力传感器生成与所述调节托架的移动相对应的信号。


2.根据权利要求1所述的阻力系统，还包括：
第二阻力设备，该第二阻力设备包括：
制动衬块组件，该制动衬块组件包括制动衬块；和
启动设备，该启动设备可操作为将所述制动衬块抵靠所述飞轮偏置，向飞轮提供阻力。


3.根据权利要求1所述的阻力系统，还包括：
用户调节轴，该用户调节轴可操作为在主轴线上旋转；和
制动编码器，该制动编码器可操作为感测所述用户调节轴的旋转。


4.根据权利要求3所述的阻力系统，还包括：
控制部件，所述控制部件可操作为控制所述阻力系统的操作；并且
其中，由所述控制部件接收表示所感测的旋转的信号。


5.根据权利要求4所述的阻力系统，其中，由所述控制部件处理所述所感测的旋转，并且其中，所述控制部件可操作为向所述致动器生成对应的指令，以使所述致动器根据指令沿着所述调节轴移动。


6.根据权利要求1所述的阻力系统，其中，所述测力传感器在第一端上安装到所述调节托架并且在第二端上安装到所述车架。


7.根据权利要求1所述的阻力系统，其中，所述测力传感器在第二端上安装到安装托架，所述安装托架枢转地安装到所述车架。


8.根据权利要求1所述的阻力系统，其中，当所述调节托架处于降低位置时，所述两个磁性构件向所述飞轮施加所述阻力。


9.根据权利要求1所述的阻力系统，还包括制动衬块组件和布置在其上的制动衬块，并且其中，所述调节轴可操作为将...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·W·彼得罗，T·P·柯蒂斯，J·C·孔西利奥，A·卡什亚普，
申请(专利权)人：珀洛顿互动公司，
类型：发明
国别省市：美国;US