CN201220064Y - 健身发电脚踏车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种健身器材，特别涉及一种能够利用人体健身时消耗的体能发电的健身发电脚踏车。本实用新型通过在传统的健身脚踏车上安装专门设计的能够在低速下开始发电的小型发电机来替代传统的阻尼机构，实现了将人体运动时所消耗的部分能量转化为电能，并储藏起来提供电力供应的愿望。本实用新型的特征是：健身脚踏车的主动轮和从动轮之间由传动带连接，从动轮通过轴承与发电机的机轴连接；当人体踩动脚踏板运动时，主动轮通过传动带带动从动轮并进而带动发电机的机轴转动发电；本实用新型的特征是，所述发电机的起始电压为0至30伏。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种健身器材，特别涉及一种能够利用人体健身时消耗的体能发电的健身发电脚踏车。
背景技术
普通的健身器在人们使用的过程中通常不能将人体运动所消耗的能量转化为电能储藏起来，这实际上是一种明显的能源浪费。在能源紧缺的今天，寻找一种方便可行的办法将人体运动时消耗的能量收集起来转化为电能加以利用显得非常必要。但是传统的发电机往往体积庞大，启动转速高，难以应用到现有的脚踏车等健身设备中。在200620110696.4号已授权的中国实用新型专利中提到一种新型小型风力发电机系统，其体积小，在低转速下就能够开始发电。在200820104208.8、200810073553.4和200810075354.9等中国专利申请中更进一步提出了一种新型的双层转子风力发电机。上述发电机具备在40-60rpm的低转速下开始发电的能力，因而同样适用于健身发电两用健身设备中。
发明内容
本实用新型通过在传统的健身脚踏车上安装专门设计的能够在低速下开始发电的小型发电机来替代传统的阻尼机构，实现了将人体运动时所消耗的部分能量转化为电能，并储藏起来提供电力供应的愿望。本实用新型在实现运动健身的目的的同时部分地解决电力匮乏的问题，而且这种电能是环保的。
本实用新型的特征是：健身脚踏车的主动轮和从动轮之间由传动带连接，从动轮通过轴承与发电机的机轴连接；当人体踩动脚踏板运动时，主动轮通过传动带带动从动轮并进而带动发电机的机轴转动；本实用新型的特征是，所述发电机的起始电压为0至30伏。
进一步的优化在于，所述发电机的起始转速为0至80rpm。
作为一种优选设计，所述发电机的起始电压为8至25伏，起始转速为20至70rpm。
更进一步地，所述主动轮的半径为7.5至20厘米，所述从动轮的半径为1至3厘米，主动轮和从动轮的转速比为1∶7至1∶4；
作为一种优选结构，所述主动轮的半径为10至15厘米，所述从动轮的半径为1.5至2.5厘米，主动轮和从动轮的转速比为1∶6至1∶5。
更进一步地，所述发电机的起始电压为8至10伏，起始转速为40至65rpm。
上述参数的设定是基于普通人体在脚踏车上锻炼时比较合理的运动速率和运动消耗而得出的。普通人体在250瓦的运动功率时能够坚持30分钟左右，而本实用新型所采用的发电机的额定功率为200瓦左右，额定转速为240至400rpm。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构侧视图；
图2是本实用新型中传动机构的连接关系示意图；
图中：1.主动轮；2.发电机；3.蓄电池、控制电路和输出接口；7.从动轮；8.传动带。
图3是本实用新型中主动轮和从动轮之间的半径比例关系示意图。
图中符号含义为：R为主动轮的半径；r为从动轮的半径。
图4是本实用新型采用两级传动结构的实施例示意图。图中：9.中间轮；81.传动带；82.传动带。
具体实施方式
以下根据本实用新型的一个较佳实施例并配合附图详细说明本实用新型的技术特征及有益效果。
图1及图2是本实用新型一实施例的整体外观和传动机构部分的连接关系示意图。当人体运动时主动轮1通过传动带8带动从动轮7转动，从而使发电机2发电，产生的电能储存在蓄电池里，图中3包括了蓄电池、控制电路和输出接口。
在本实施例中，传动轮可以是皮带轮，也可以是链轮。
在本实施例中，主动轮的半径为10厘米，从动轮的半径为2厘米，主动轮和从动轮的半径比为5∶1，也就是R∶r＝5∶1，这时主动轮和从动轮之间的转速比为1∶5。
当主动轮的转速，也就是锻炼者的运动转速达到每分钟48至80圈(48-80rpm)时，发电机达到额定转速240-400rpm。此时，脚踏的蹬力达到20公斤左右，发电机达到额定功率200瓦左右。
从上面的参数可以看到，以20kg的脚部蹬力，按每分钟60圈左右的转速运动完全符合大多数人的运动生理特点。实际上，当脚部蹬力达到1.5公斤时，发电机就开始发电了。这同样使得儿童和老年人也可以轻松地使用本实用新型。
最后需要补充说明的是，本实用新型所述及的主动轮和从动轮之间采用皮带轮或链轮来传动的一级结构同样可以扩展为增加一个中间轮的两级传动结构：主动轮带动中间轮转动，中间轮带动从动轮转动。中间轮的存在丰富了健身脚踏车的机械机构设计思路，同时也可以用来调整主动轮和从动轮的转速比关系。
图4显示的就是一种增加了中间轮的两级传动结构实施例。在主动轮1和从动轮7之间存在一个中间轮9，主动轮1和中间轮9之间由传动带81连接，中间轮9和从动轮7之间由传动带82连接。
当然上述传动带中的一个或两个都可以改用齿轮传动。
Claims (9)
1.一种健身发电脚踏车，包括支架、车座、脚踏、主动轮(1)、发电机(2)、从动轮(7)和传动带(8)，健身发电脚踏车的主动轮(1)和从动轮(7)之间由传动带(8)连接，从动轮(7)通过轴承与发电机(2)的机轴连接；当人体踩动脚踏板运动时，主动轮(1)通过传动带(8)带动从动轮(7)并进而带动发电机(2)的机轴转动，其特征在于，所述发电机(2)的起始电压为0至30伏。
2.根据权利要求1所述的健身发电脚踏车，其特征在于，所述发电机(2)的起始转速为0至80rpm。
3.根据权利要求2所述的健身发电脚踏车，其特征在于，所述发电机(2)的起始电压为8至25伏。
4.根据权利要求3所述的健身发电脚踏车，其特征在于，所述发电机(2)的起始转速为20至70rpm。
5.根据权利要求1至4之一所述的健身发电脚踏车，其特征在于，所述主动轮(1)和从动轮(7)的转速比为1∶7至1∶4。
6.根据权利要求5所述的健身发电脚踏车，其特征在于，所述主动轮(1)的半径为7.5至20厘米，所述从动轮(7)的半径为1至3厘米。
7.根据权利要求6所述的健身发电脚踏车，其特征在于，主动轮(1)和从动轮(7)的转速比为1∶6至1∶5。
8.根据权利要求7所述的健身发电脚踏车，其特征在于，所述发电机(2)的起始电压为8至10伏，起始转速为30至65rpm。
9.根据权利要求5所述的健身发电脚踏车，其特征在于，在主动轮(1)和从动轮(7)之间存在一个中间轮(9)，主动轮(1)和中间轮(9)之间由齿轮或传动带(81)连接，中间轮(9)和从动轮(7)之间由齿轮或传动带(82)连接。
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