一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车的制作方法

本发明涉及动感单车，特别是涉及一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车。

背景技术：

1、动感单车，英文名字(spinning)，是由美国私人教练兼极限运动员johnnyg于二十世纪八十年代首创，是一种结合了音乐、视觉效果等独特的充满活力的室内自行车训练课程。动感单车在克服了室外行驶的一切缺点后，由于技术上的改进，使得这项运动在简单易学之余，成为一项能够使全身得到锻炼的有氧运动。动感单车是一个大运动量的健身项目，提高心肺功能，还有助于减肥、增强腿部肌肉力度和全面提高身体素质，因为减脂效果好会员热情高。在骑行动感单车的过程中，找到一个适合自己的、舒适的骑行坐姿，非常重要，坐垫的高度是单车设定中最重要的一环，尤其与膝盖伤害与踏踩出力息息相关。

2、目前商用的动感单车大多使用车轮的摩擦力模拟骑行的阻力，使用惯性轮模拟骑车的惯性，此类设计存在以下问题：摩擦力模拟骑行阻力时，力量很难量化，难以精确测量，飞轮的重量较大，惯性不受控，停止时可能会伤及他人，骑行时脚蹬位置不同，蹬车作用的力也会不同，在某些位置会感受到骑行困难。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，使用直驱电机提供阻力，力更加可控。直驱电机内部可带有编码器和温度传感器进行位置检测和温度补偿，使用电机模拟飞轮的惯性力，省去了质量较重的飞轮，同时模拟出的惯性力更加安全可控，使用传感器检测脚蹬位置，调整阻力大小，方便在不同的位置提供不同的阻力，给使用者提供更加顺滑的体验。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，包括骑行惯力提供机构、车架和第一输出轴，所述骑行惯力提供机构包括固定在车架上的直驱电机，所述直驱电机内设有温度传感器，所述直驱电机连接有驱动器，所述驱动器分别连接能量源和显示和控制，所述直驱电机为双出轴电机且两侧分别设有第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴和第二输出轴上均连接有转杆，所述转杆的另一端设有脚踏，所述直驱电机上位于第一输出轴的一侧设有用于检测转杆相对车体角度的检测机构。

3、作为本发明的一种优选技术方案，所述直驱电机连接有能量源，所述直驱电机为有刷电机或无刷电机。

4、作为本发明的一种优选技术方案，所述能量源为电池或外部供电电路。

5、作为本发明的一种优选技术方案，所述车架的底部固定有支撑底座，所述车架上位于第一输出轴的上方设有坐垫横移套管，所述坐垫横移套管上方连接有车坐垫，所述车架上位于支撑底座的前端设有车把手。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述车架上位于车把手下方设有第三调节块，所述车架上位于坐垫横移套管的下方设有第一调节块，所述坐垫横移套管上设有第二调节块。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述第一输出轴和第二输出轴均与直驱电机内的电机转子连接。

8、作为本发明的一种优选技术方案，所述转杆的另一端穿设有转轴，所述脚踏固定在转轴的一端。

9、作为本发明的一种优选技术方案，所述脚踏的上端设有固定带，所述固定带呈半圆形，所述固定带的两端分别与脚踏的两侧固定连接。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述检测机构为旋转编码器，所述车架上固定有位置传感器。

11、作为本发明的一种优选技术方案，所述直驱电机上设置检测机构便于转杆转动到相对直驱电机不同位置时提供不同的阻力。

12、与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：

13、1、本发明使用直驱电机提供阻力，力更加可控。直驱电机内部可带有编码器和温度传感器进行位置检测和温度补偿，使用电机模拟飞轮的惯性力，省去了质量较重的飞轮，同时模拟出的惯性力更加安全可控，使用传感器检测脚蹬位置，调整阻力大小，方便在不同的位置提供不同的阻力，给使用者提供更加顺滑的体验；

14、2、本发明中在运动的过程中产生的能量可通过控制器外接电阻泄放，或者通过车架本身内阻构成的电阻等其他方式耗散，还可以选择外接充电器给其他设备供电，方便使用。

技术特征：

1.一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，其特征在于：包括骑行惯力提供机构、车架(2)和第一输出轴(4)，所述骑行惯力提供机构包括固定在车架(2)上的直驱电机(16)，所述直驱电机(16)内设有温度传感器(17)，所述直驱电机(16)连接有驱动器(19)，所述驱动器(19)分别连接能量源(20)和显示和控制(18)，所述直驱电机(16)为双出轴电机且两侧分别设有第一输出轴(4)和第二输出轴(15)，所述第一输出轴(4)和第二输出轴(15)上均连接有转杆(6)，所述转杆(6)的另一端设有脚踏(7)，所述直驱电机(16)上位于第一输出轴(4)的一侧设有用于检测转杆(6)相对车体角度的检测机构(9)。

2.根据权利要求1所述的一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，其特征在于：所述直驱电机(16)连接有能量源(20)，所述直驱电机(16)为有刷电机或无刷电机。

3.根据权利要求2所述的一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，其特征在于：所述能量源(20)为电池或外部供电电路，用于骑行动感单车时给电池充电实现动感单车脱离市电运行。

4.根据权利要求1所述的一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，其特征在于：所述车架(2)的底部固定有支撑底座(1)，所述车架(2)上位于第一输出轴(4)的上方设有坐垫横移套管(11)，所述坐垫横移套管(11)上方连接有车坐垫(12)，所述车架(2)上位于支撑底座(1)的前端设有车把手(13)。

5.根据权利要求4所述的一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，其特征在于：所述车架(2)上位于车把手(13)下方设有第三调节块(14)，所述车架(2)上位于坐垫横移套管(11)的下方设有第一调节块(3)，所述坐垫横移套管(11)上设有第二调节块(5)。

6.根据权利要求1所述的一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，其特征在于：所述第一输出轴(4)和第二输出轴(15)均与直驱电机(16)内的电机转子连接。

7.根据权利要求6所述的一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，其特征在于：所述转杆(6)的另一端穿设有转轴(8)，所述脚踏(7)固定在转轴(8)的一端。

8.根据权利要求1所述的一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，其特征在于：所述脚踏(7)的上端设有固定带(10)，所述固定带(10)呈半圆形，所述固定带(10)的两端分别与脚踏(7)的两侧固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，其特征在于：所述检测机构(9)为旋转编码器，所述车架(2)上固定有位置传感器。

10.根据权利要求1所述的一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，其特征在于：所述直驱电机(16)上设置检测机构(9)便于转杆(6)转动到相对直驱电机(16)不同位置时提供不同的阻力，通过控制直驱电机(16)的力模拟不同场景中的骑行体验。

技术总结本发明公开了一种使用电机模拟惯性并进行转矩补偿的动感单车，包括骑行惯力提供机构、车架和第一输出轴，骑行惯力提供机构包括固定在车架上的直驱电机，直驱电机内设有温度传感器，直驱电机连接有驱动器，驱动器分别连接能量源和显示和控制，直驱电机为双出轴电机且两侧分别设有第一输出轴和第二输出轴，第一输出轴和第二输出轴上均连接有转杆，转杆的另一端设有脚踏，直驱电机上位于第一输出轴的一侧设有用于检测转杆相对车体角度的检测机构，便于转杆转动到相对直驱电机不同位置提供不同的阻力，本发明使用直驱电机提供阻力并模拟飞轮的惯性力，力更加可控且省去了大质量飞轮。直驱电机内部可带有编码器和温度传感器进行位置检测和温度补偿。技术研发人员：李笑天受保护的技术使用者：天津哈雷科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17