本实用新型公开了一种力量训练器，涉及锻炼设备领域，其包括安装载体、卷线装置和阻力装置；卷线装置设置于安装载体内，并包括外壳、转动连接于外壳上的卷线轮及绕设于卷线轮上的拉绳；阻力装置包括：定子和转子，定子包括线圈支架、线圈和铁芯，线圈支架相对固定体固定，线圈绕设在线圈支架上，并形成三相线圈，铁芯位于线圈支架内部并位于线圈内侧；转子包括转盘、磁铁和磁轭，转盘数量至少为两个，并分别位于定子的轴向两端，转盘转动连接于线圈支架或安装载体上，并与卷线轮传动连接，转盘之间相对平行且固定。本实用新型的力量训练器
(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 219208869 U (45)授权公告日 2023.06.20 (21)申请号 7.1 (22)申请日 2023.01.16 (73)专利权人 厦门任和运动器材有限公司 地址 361000 福建省厦门市同安区工业集 中区集成路1129号厂房第四层 (72)发明人 任杨杰 (74)专利代理机构 厦门荔信律和知识产权代理 有限公司 35282 专利代理师 马永杰 (51)Int.Cl. A63B 21/005 (2006.01) A63B 23/12 (2006.01) 权利要求书1页 说明书6页 附图10页 (54)实用新型名称 一种力量训练器 (57)摘要 本实用新型公开了一种力量训练器，涉及锻 炼设备领域，其包括安装载体、卷线装置和阻力 装置；卷线装置设置于安装载体内，并包括外壳、 转动连接于外壳上的卷线轮及绕设于卷线轮上 的拉绳；阻力装置包括：定子和转子，定子包括线 圈支架、线圈和铁芯，线圈支架相对固定体固定， 线圈绕设在线圈支架上，并形成三相线圈，铁芯 位于线圈支架内部并位于线圈内侧；转子包括转 盘、磁铁和磁轭，转盘数量至少为两个，并分别位 于定子的轴向两端，转盘转动连接于线圈支架或 安装载体上，并与卷线轮传动连接，转盘之间相 对平行且固定。本实用新型的力量训练器的阻力 U 装置因齿槽转矩较小而提升了操作的顺畅性，且 9 可以通过电流精准控制输出。 6 8 8 0 2 9 1 2 N C CN 219208869 U 权利要求书 1/1页 1.一种力量训练器，其特征在于，包括： 安装载体； 卷线装置，设置于所述安装载体内，并包括外壳、转动连接于外壳上的卷线轮及绕设于 卷线轮上的拉绳； 阻力装置，包括： 定子，该定子包括：铁芯、线圈支架、线圈和固定体，所述铁芯为环形铁芯，设置于线圈 支架内部，所述线圈沿铁芯的径向方向绕设于线圈支架外表面，所述固定体设置于线圈支 架外部； 转子，该转子包括：转盘和磁铁，所述转盘数量至少为两个，并分别位于所述定子轴向 两端，转盘之间相对平行且固定，所述磁铁设置于所述转盘的圆周上，同一所述华体会转盘上间隔 设置有磁极朝向相反的若干磁铁，两个所述转盘上的磁铁之间相对轴向设置，且一对磁铁 的相对端的极性相同； 所述定子与转子之间形成轴向磁场。 2.根据权利要求1所述的力量训练器，其特征在于，所述转子还包括磁轭，所述磁轭设 置于转盘上，并位于所述磁铁背离定子一侧。 3.根据权利要求1所述的力量训练器，其特征在于，所述线圈支架上设置有卡块，所述 卡块沿线圈支架径向设置，且所述卡块之间形成绕线槽，所述的线所述的力量训练器，其特征在于，所述线圈为漆包线，并包括位于绕 线槽顶端的第一线段和位于绕线槽底端的第二线段，所述第一线段和第二线段电流方向相 反，且受所述磁铁磁场的安培力的大小和方向相同。 5.根据权利要求1所述的力量训练器，其特征在于，所述转盘包括安装槽，该安装槽沿 所述转盘的旋转周向等间隔设置，所述磁铁嵌设于安装槽内。 6.根据权利要求1所述的力量训练器，其特征在于，所述转子还包括连接部，所述连接 部位于所述转盘之间，并与转盘固定连接。 7.根据权利要求1所述的力量训练器，其特征在于，所述铁芯为导磁材料制成的环形层 状铁芯。 8.根据权利要求1所述的力量训练器，其特征在于，所述阻力装置还包括与转盘连接的 从动轮，所述卷线装置还包括： 卷线轴，其连接于所述外壳上，并用于转动套设所述卷线轮； 主动轮，其套设于卷线轴上，并与所述卷线轮同步转动，且与所述从动轮传动连接； 复位卷簧，其与所述卷线轮连接且驱动所述卷线轮复位； 单向轴承，其包括内圈和可相对内圈单向运动的外圈，所述内圈与主动轮传动连接，所 述外圈套接卷线轮上； 拉动拉线驱动所述卷线轮正向旋转，带动所述主动轮正向旋转，所述从动轮随所述主 动轮旋转带动转盘旋转；松开所述拉线，所述复位卷簧驱动所述卷线轮反向旋转复位，所述 主动轮不旋转。 2 2 CN 219208869 U 说明书 1/6页 一种力量训练器 技术领域 [0001] 本实用新型涉及锻炼设备领域，具体涉及一种力量训练器。 背景技术 [0002] 力量训练器是力量训练设备的一种，其主要包括拉绳、卷线装置和阻力装置，拉绳 用于供锻炼者操作，卷线装置供拉绳卷绕并对拉出后的拉绳进行复位，阻力装置主要包括 为拉绳提供阻力的电机，电机的输出轴轴与卷线装置的卷线轮连接，锻炼时，锻炼者拉动拉 绳可带动电机轴旋转，而力量训练所需的阻力可以通过调整电机输出进行控制。 [0003] 相关技术中，力量训练器使用的电机包括电机轴、套于电机轴下端的从动齿轮、与 机架固定连接的定子和与电机轴固定连接的可相对定子旋转的转子，其中，转子包括设置 有定子容置腔且与电机轴固定连接且随电机轴旋转的转子固定体、位于定子容置腔的侧壁 的磁铁；定子包括收容于定子容置腔内的定子座、固定于定子座外侧且收容于定子容置腔 内的定子铁芯及缠绕于定子上的铜线。该电机的铁芯与磁铁之间互相作用，产生较大的齿 槽转矩，该齿槽转矩使拉绳拉动电机转动的过程中容易产生振动和噪音，并出现转速拨动， 让电机不能平稳运行，进而使力量训练器拉动不够顺畅。同时，相关技术的力量训练器使用 的电机通过径向磁场作用，其磁场强度的稳定性受齿槽转矩影响较大，存在较大损耗，根据 安培力f＝IBLsinα，线圈处磁场强度B不稳定会造成安培力f无法通过线圈控制电流I进行 精准控制，进而无法精准调节力量训练器的阻力。 [0004] 综上所述，发明人在实现本实用新型的技术方案时，发现现有力量训练装置存在 以下技术问题： [0005] 现有力量训练器因电机齿槽转矩较大而操作不够顺畅，且无法通过电流精准控制 输出的问题。 实用新型内容 [0006] (一)解决的技术问题 [0007] 本实用新型提供了一种力量训练器，至少解决现有力量训练器因电机齿槽转矩较 大而影响操作的顺畅性，且无法通过电流精准控制输出的问题。 [0008] (二)技术方案 [0009] 为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案： [0010] 一种力量训练器，包括： [0011] 安装载体； [0012] 卷线装置，设置于所述安装载体内，并包括外壳、转动连接于外壳上的卷线轮及绕 设于卷线] 阻力装置，包括： [0014] 定子，该定子包括：铁芯、线圈支架、线圈和固定体，所述铁芯为环形铁芯，设置于 线圈支架内部，所述线圈沿铁芯的径向方向绕设于线圈支架外表面，所述固定体设置于线] 转子，该转子包括：转盘和磁铁，所述转盘数量至少为两个，并分别位于所述定子 轴向两端，转盘之间相对平行且固定，所述磁铁设置于所述转盘的圆周上，同一所述转盘上 间隔设置有磁极朝向相反的若干磁铁，两个所述转盘上的磁铁之间相对轴向设置，且一对 磁铁的相对端的极性相同； [0016] 所述定子与转子之间形成轴向磁场。 [0017] 一些实施方式中，所述转子还包括磁轭，所述磁轭设置于转盘上，并位于所述磁铁 背离定子一侧。 [0018] 一些实施方式中，所述固定体为定子机座，该定子机座包括互相连接的上壳体和 下壳体，上壳体和下壳体之间形成容置所述线圈的环形槽，所述定子机座在环形槽内、外圆 周上开设有卡槽；所述线圈支架包括位于环形槽内的环形线圈支架主体和沿线圈支架主体 周向间隔设置的卡块，所述线圈支架通过所述卡块与卡槽连接，以相对所述定子机座固定。 [0019] 一些实施方式中，所述线圈为漆包线，并包括位于绕线槽顶端的第一线段和位于 绕线槽底端的第二线段，所述第一线段和第二线段电流方向相反，且受所述磁铁磁场的安 培力的大小和方向相同。 [0020] 一些实施方式中，所述转盘包括安装槽，该安装槽沿所述转盘的旋转周向等间隔 设置，所述磁铁嵌设于安装槽内。 [0021] 一些实施方式中，所述转子还包括连接部，所述连接部位于所述转盘之间，并与转 盘固定连接。 [0022] 一些实施方式中，所述固定体中部设有圆孔；所述定子还包括轴承，该轴承位于圆 孔内侧，所述转子的连接部套设于轴承中，所述转子通过轴承与固定体活动连接。 [0023] 一些实施方式中，还包括连接轮，所述连接轮与所述转盘连接。 [0024] 一些实施方式中，所述铁芯为硅钢片制成的环形层状铁芯，其表面涂有薄层绝缘 漆或绝缘氧化物。 [0025] 一些实施方式中，所述阻力装置还包括与转盘连接的从动轮，所述卷线] 卷线轴，其连接于所述外壳上，并用于转动套设所述卷线] 主动轮，其套设于卷线轴上，并与所述卷线轮同步转动，且与所述从动轮传动连 接； [0028] 复位卷簧，其与所述卷线轮连接且驱动所述卷线] 单向轴承，其包括内圈和可相对内圈单向运动的外圈，所述内圈与主动轮传动连 接，所述外圈套接卷线] 拉动所述拉线驱动所述卷线轮正向旋转，带动所述主动轮正向旋转，所述从动轮 随所述主动轮旋转带动转盘旋转；松开所述拉线，所述复位卷簧驱动所述卷线轮反向旋转 复位，所述主动轮不旋转。 [0031] (三)有益效果 [0032] 与现有技术相比，本实用新型提供的力量训练器，具备以下有益效果： [0033] (1)本申请的阻力装置为安培力电机，该电机通过线圈骨架、线圈、铁芯和固定体 形成定子，通过转盘、磁铁和磁轭形成转子，定子和转子的结构层叠设置，不仅极大的缩小 4 4 CN 219208869 U 说明书 3/6页 了电机的纵向体积，更好的满足该力量训练器轻薄的设计和有限的空间装配；同时，定子与 转子之间形成的轴向磁场与转子所受安培力始终垂直，从而保证了电机运行的平稳性。 [0034] (2)该力量训练器阻力装置的转子转盘设置有两个以上，磁铁安装在转盘上，且同 一转盘上间隔设置有磁极朝向相反的若干磁铁，一对磁铁的相对端的极性相同，将线圈置 于轴向磁场中，漆包线在绕线槽内径向绕设，使第一线段和第二线段能够沿径向设置，使线 圈上电流方向I相反的两部分分别受两个磁场作用而产生大小和方向相同的安培力，进而 使线圈在同一方向所受的安培力为双倍，该安培力做负功使动能转化为电能，同时又可通 过消耗该电能，调整阻力装置的阻力输出，通过用户运动产生的机械能转化为产品的电能 进而循环利用为产品提供阻力输出，实现产品节能环保的功能。 [0035] (3)阻力装置所采用的铁芯结构与传统永磁电机的铁芯不同，其结构为导磁材料 制成的环形层状/块状铁芯，不存在齿槽结构，因此铁芯与磁铁之间的相互作用力始终不 变，不存在齿槽效应，因此，本力量训练器在使用过程中，用户拉动卷线 秒/次，此时阻力装置处于低转速的情况下，也可保证电机运行平稳，无顿挫感，提升用户使 用的体验感。 [0036] (4)本力量训练器采用的阻力装置通过改变电流的大小，即可精准且线性的调节 阻力大小，控制更加简单，进而降低了数字化健身力量训练器的制造难度和制作成本。 [0037] (5)本力量训练器采用的阻力装置为安培力电机，该安培力电机的铁芯为导磁材 料制成的环形层状式铁芯，当磁通穿过铁芯的狭窄截面时，涡流被限制在沿各层中的一些 狭小回路流过，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，再由于这种材料的电阻率 大，这样就可以显著地减小涡流损耗，避免设备使用过程中的过度发热导致设备故障停机 的问题，同时也可提高能量转化的效率。 附图说明 [0038] 图1为实施例中力量训练器的立体图； [0039] 图2为实施例中力量训练器的内部结构立体图； [0040] 图3为图2的俯视图； [0041] 图4为实施例中阻力装置的立体图； [0042] 图5为实施例中阻力装置的俯视图； [0043] 图6为图5中A截面的剖面立体图； [0044] 图7为实施例中阻力装置的爆炸视图； [0045] 图8为实施例中定子的爆炸视图； [0046] 图9为实施例中转子的爆炸视图； [0047] 图10为实施例中线圈与磁铁磁场作用的示意图； [0048] 图11为实施例中卷线中C截面的示意图。 [0050] 附图标记：安装载体1、卷线、转子33、内圈271、外圈272、线、连接部 334、从动轮335、支架主体3211、卡块3212、绕线。 具体实施方式 [0051] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述。 [0052] 现有力量训练器因电机齿槽转矩较大而操作不够顺畅，且无法通过电流精准控制 输出的问题。 [0053] 为解决上述问题，参阅图1至图9所示，本实施例提供一种力量训练器，包括安装载 体1、卷线。卷线装置和阻力装置的数量可以根据锻炼项目设定，如该力 量训练器为平板训练器时，卷线的数量分别为两个，且形成两组锻炼装 置，锻炼者可以双手可以各操作一组锻炼装置进行锻炼。 [0054] 上述安装载体1可以是力量训练器的机壳或机架，其结构可以根据锻炼项目的需 要设置，如将安装载体1设置为平板状，使该力量训练器成为平板训练器。 [0055] 卷线上的卷线 及绕设于卷线] 上述卷线拉动卷线控 制力量训练器，其中，拉绳23也可以是柔性的拉带或拉线] 定子32包括：固定体31、线] 固定体设置于线，作为定子的机座。 [0060] 线] 上述线用于安装线，并将线隔开，线可以是绝缘材料制成的支架，也可以是涂覆在铁芯23外围的绝缘涂层。 [0062] 线的径向方向绕设于线外表面，形成线为环形铁芯，设置于线和永磁体之间的齿槽转矩，减少涡流损耗，铁芯323可以是导磁 材料制成的环形、叠层结构；其中，线可以是分体结构，并且分体之间形成容置铁 芯323的空腔，这样线包括：转盘331和磁铁332。 [0066] 转盘331数量至少为两个，并分别位于定子32轴向两端，转盘331之间相对平行且 固定。 [0067] 上述转盘331用于安装磁铁332，并连接阻力装置3的输出端；定子32位于转盘331 之间，转盘331之间可以通过连接件相对固定以同步转动；转盘331的材质需要满足质量较 轻且具有足够的结构强度，如选用铝材质；转盘331位于定子32轴向使转盘331上磁铁332的 磁感线能够垂直作用于线上间隔设置有磁极朝向相反的若 干磁铁332，两个转盘上的磁铁332之间相对轴向设置，且一对磁铁332的相对端的极性相 同。 [0069] 结合图6和图7所示，图7为实施例中线圈与磁铁磁场作用的示意图，上述磁铁332 6 6 CN 219208869 U 说明书 5/6页 可以是钕铁硼磁铁332，用于形成作用于线之间磁极朝向相反，即该转盘331上的磁铁332朝向另一转盘331的一端极性依次为N、S、 N、S、N...；一对磁铁332的相对端的极性相同使磁铁332之间形成的磁场以铁芯323为中心 对称设置，同时使线上电流方向I相反的两部分分别受两个磁铁332作用而产生 大小和方向相同的安培力；转盘331的圆周是指以转盘331旋转中心为圆心的圆形轨迹；磁 铁332可以通过粘接或嵌设等方式安装在转盘331上。 [0070] 其中，定子32与转子33之间形成轴向磁场。 [0071] 上述转子33还可以包括磁轭333，磁轭333设置于转盘331上，并位于磁铁332背离 定子32一侧。 [0072] 上述磁轭333用于辅助磁力线传输，其可以是导磁率比较高的软铁、A3钢以及软磁 合金来制造。 [0073] 以上技术方案的力量训练器使用时，拉绳拉动卷线正向转动，卷线与定子间产生安培力，该安培力使拉绳23的拉动具有阻力，从而起到锻 炼效果；阻力装置3通过线形成转子33，其中，磁铁332形成轴向磁场，线绕设在线上形 成三相线位于磁场中部，用户拉力等外部作用力驱动转子33转动时，线切割磁场产生电力。 [0074] 参阅图8，在线固定连接的一种实施方式中，固定体31内部 形成容置线的环形空腔；线包括位于环形空腔内的环形的线和沿线，线与卡槽 连接，以相对固定体31固定。其中，在实际生产中，上述线还可以通过注塑包胶的方式 进行固定。 [0075] 参阅图10所示，在线绕组的一种实施方式中，卡块3212沿线之间形成线的绕线，线包括位于绕 线顶端的第一线和位于绕线底端的第二线，第一线和第 二线电流方向相反，且受磁铁332磁场的安培力的大小和方向相同。其中，第一线和第二线各包括多条线段，以增大安培力。该实施方式下的线内绕设，使第一线和第二线能够沿径向设置，进而使线在同一方向 所受的安培力为双倍，提高了电能的转化率。 [0076] 参阅图7所示，在磁铁332与转盘331的一种连接方式中，转盘331包括安装槽3310， 安装槽3310沿转盘331的旋转周向等间隔设置，即沿转盘331圆周阵列设置，磁铁332嵌设于 安装槽3310内，安装槽3310能够快速定位磁铁332的安装位置和方向，并对磁铁332起到限 位作用。可以理解的是，此时磁铁332还可以进一步粘接在安装槽3310内，使磁铁332更加牢 固的安装在转盘331上。 [0077] 参阅图6所示，在转盘331之间相互固定的一种实施方式中，固定体31中部设有圆 孔；转子33还包括连接部334，定子32还包括轴承324，轴承324位于圆孔内侧，连接部334位 于轴承324内侧并位于转盘331之间，连接部334与转盘331之间通过螺栓固定连接，螺栓沿 连接部334周向等间隔设置。该实施方式下的转盘331通过连接部334彼此固定，使转子33形 成一体结构，并通过轴承324可相对固定体31转动，减小转动过程中所受摩擦力。 7 7 CN 219208869 U 说明书 6/6页 [0078] 为了方便动力输入，该力量训练器还包括从动轮335，从动轮335与转盘331通过螺 栓连接或焊接等方式固定，使从动轮335与转盘331同步转动；可以理解的是，在一些实施例 中，从动轮335也可以是连接轴，从动轮335和连接轴用于与外部部件传动连接，输入动力使 转子转动。 [0079] 该力量训练器可以连接用于调节发电机输出功率大小的调节件，以通过调节发电 机的力矩，来实现阻力的调整，提高运动效果。具体的，调节件包括微控制器以及发电机输 出功率调整模块，微控制器与发电机输出功率调整模块连接，发电机输出功率调整模块与 发电机连接，微控制器用于控制发电机输出功率调整模块调整发电机的输出功率，实现阻 力的调节。本实施例中，发电机输出功率调整设置为PWM信号占空比调整模块，通过微控制 器控制PWM信号占空比调整模块，使得PWM信号占空比调整模块调节发电机正极与负极之间 的占空比大小，在电压越大的情况下，发电机内的电磁力矩越大，给拉绳23拉动提供的阻力 便越大，提高拉动拉绳23所需要的拉力，反之则减少拉绳23拉力，从而配合传动轮组提供线 性变化的阻力，提高运动效果。其中，调节件与蓄电池并联，以通过蓄电池给调节件提供电 能使用，方便在发电机不做功发电的情况下，对发电机提供的阻力进行调整。 [0080] 参阅图11和图12所示，在卷线连接的一种实施方式中，卷线还包括：卷线] 卷线上，并用于转动套设卷线周向转动。 [0082] 主动轮25，其套设于卷线上，并与卷线可以与卷线通过键连接实现周向固定，进而实现同步转动；主动轮25和从 动轮335之间可以通过皮带连接或通过齿纹配合，实现传动连接。 [0083] 复位卷簧26，其与卷线连接且驱动卷线一端与卷线连接，另一端可以相对固定体固定。 [0084] 单向轴承27，其包括内圈271和可相对内圈271单向运动的外圈272，内圈271与主 动轮25可以通过键连接等方式传动连接，实现同步转动，外圈272套接卷线上，并通过 紧连接或键连接等方式与卷线] 该实施方式下的卷线工作时，拉动拉线驱动卷线正向旋转，带动主动轮 25正向旋转，从动轮335随主动轮25旋转带动阻力装置3的转子旋转；松开拉线 驱动卷线] 可以理解的是，该力量训练器还可以增设喇叭、调节旋钮等部件，分别用于播放系 统语音和调节阻力装置3的功率。 [0087] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解为在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。 8 8 CN 219208869 U 说明书附图 1/10页 图1 9 9 CN 219208869 U 说明书附图 2/10页 图2 10 10 CN 219208869 U 说明书附图 3/10页 图3 11 11 CN 219208869 U 说明书附图 4/10页 图4 图5 12 12 CN 219208869 U 说明书附图 5/10页 图6 13 13 CN 219208869 U 说明书附图 6/10页 图7 14 14 CN 219208869 U 说明书附图 7/10页 图8 15 15 CN 219208869 U 说明书附图 8/10页 图9 16 16 CN 219208869 U 说明书附图 9/10页 图10 17 17 CN 219208869 U 说明书附图 10/10页 图11 图12 18 18
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