一种压电发电健骑机 |
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| 申请号 | CN202410084811.8 | 申请日 | 2024-01-19 | 公开(公告)号 | CN117919659A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 苏州市职业大学; | 发明人 | 孙春华; 尚广庆; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于健骑机技术领域，尤其为一种压电发电健骑机，包括垂直立柱、上臂摆动杆和座椅弯折臂，垂直立柱顶端的前侧固定连接有倾斜支臂，倾斜支臂的顶端通过第一 轴承 架铰接上臂摆动杆的中部；本发明利用 压电效应 在健骑机座椅的正下方安装一套压电发 电机 构，使用者每锻炼一次则座椅触碰压电发电机构一次，压电发电机构将其受到冲击产生的形变转换为 电能 并存储，所存电能供给显示器，通过显示器显示运动量和运动时产生的电能，激发使用者的运动兴趣，唤起人们对运 动能 等绿色 能量 收集利用的重视，提高健身器材的娱乐性和运动效果；可根据需求的发电量以及每个压电发 电子 单元的发电参数，实现可控压电发电，并设置计数器对锻炼的数量进行统计。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种压电发电健骑机，包括垂直立柱(1)、上臂摆动杆(4)和座椅弯折臂(9)，其特征在于：所述垂直立柱(1)顶端的前侧固定连接有倾斜支臂(2)，所述倾斜支臂(2)的顶端通过第一轴承架(3)铰接所述上臂摆动杆(4)的中部，所述上臂摆动杆(4)顶端的两侧固定连接有双臂横杆(5)，所述上臂摆动杆(4)底端的两侧固定连接有双叉臂(6)，所述双叉臂(6)的两侧固定连接有脚踏板(7)，所述垂直立柱(1)的顶端通过第二轴承架(8)铰接所述座椅弯折臂(9)的前端，所述座椅弯折臂(9)后端的顶面固定连接有坐垫(18)，所述上臂摆动杆(4)的中部与所述座椅弯折臂(9)之间铰接有联动杆拉(10)，所述垂直立柱(1)后端的底侧固定连接有弯折支杆(11)，所述弯折支杆(11)的顶端固定连接有压电发电机构(12)，所述座椅弯折臂(9)的底端碰触所述压电发电机构(12)的顶端，所述垂直立柱(1)的内腔固定安装有电容器(13)，压电发电机构(12)的两电极与电容器(13)的正负极对应电连接。 |
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| 说明书全文 | 一种压电发电健骑机技术领域[0001] 本发明涉及健骑机技术领域，具体为一种压电发电健骑机。 背景技术[0002] 健骑机是社区健身常见的器械之一，使用健骑机时，使用者正坐在坐垫上，双手正握把手，挺胸抬头，两脚踏住脚蹬，用力向下蹬，同时双臂向后拉，直至双腿伸直，并且身体尽可能向后伸展，然后在自重的作用下，有控制地返回到初始位置，通过这种运行，增强人体的心肺功能，活动全身主要关节，发展上下肢和腰背部力量，并通过运动按摩内脏增强消化系统功能；现有的健骑机都为单一运动功能的器械，除了锻炼身体之外，不具备其它功能，这就导致使用者在锻炼时，因为锻炼内容的枯燥以及自我克制调节能力的参差不齐，有的锻炼者能够长时间坚持锻炼获得期望的效果，有的锻炼者因为自我克制能力差，刚刚进入锻炼状态就中断了锻炼。 [0003] 因此需要在健骑机上加装能够计算锻炼者做功和耗能的设备，以及计算锻炼者锻炼时间和数量的设备来辅助其长时间持续锻炼，提升锻炼的效果。 发明内容[0004] (一)解决的技术问题 [0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种压电发电健骑机，解决了上述背景技术中所提出的问题。 [0006] (二)技术方案 [0007] 本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案： [0008] 一种压电发电健骑机，包括垂直立柱、上臂摆动杆和座椅弯折臂，所述垂直立柱顶端的前侧固定连接有倾斜支臂，所述倾斜支臂的顶端通过第一轴承架铰接所述上臂摆动杆的中部，所述上臂摆动杆顶端的两侧固定连接有双臂横杆，所述上臂摆动杆底端的两侧固定连接有双叉臂，所述双叉臂的两侧固定连接有脚踏板，所述垂直立柱的顶端通过第二轴承架铰接所述座椅弯折臂的前端，所述座椅弯折臂后端的顶面固定连接有坐垫，所述上臂摆动杆的中部与所述座椅弯折臂之间铰接有联动杆拉，所述垂直立柱后端的底侧固定连接有弯折支杆，所述弯折支杆的顶端固定连接有压电发电机构，所述座椅弯折臂的底端碰触所述压电发电机构的顶端，所述垂直立柱的内腔固定安装有电容器，压电发电机构的两电极与电容器的正负极对应电连接。 [0009] 进一步地，所述压电发电机构包括机构外壳，所述机构外壳的内腔通过纵横相交的隔板分隔成单元发电腔，所述单元发电腔内垂直放置有若干压电发电子单元和整流模块，若干压电发电子单元的输电端电性连接整流模块的集电端口，整流模块的输电端口电性连接所述电容器。 [0010] 进一步地，所述上臂摆动杆的顶端固定连接有显示器，所述显示器内置有电源微处理模块，所述电容器的输电端电性连接显示器的电源端，所述电容器的正负极之间连接有电压表和电量表，所述电压表和电量表信号连接电源微处理模块的对应信号端口。 [0011] 进一步地，所述垂直立柱底端的边侧固定连接有导向套管，所述垂直立柱通过导向套管活动嵌合有安装底座，所述安装底座的顶部设置有电子秤，所述电子秤的顶面支撑连接所述垂直立柱底端的中部，所述电子秤信号连接显示器。 [0012] 进一步地，所述座椅弯折臂的底端设置有缓冲胶垫，所述缓冲胶垫为波纹型。 [0013] 进一步地，所述倾斜支臂的顶端固定的连接有调节板，所述调节板的顶端嵌合连接有计数器，所述上臂摆动杆碰触所述计数器的感应端，所述计数器的输出端信号连接显示器。 [0014] 进一步地，所述双臂横杆的两端嵌套连接有弯折手柄，所述弯折手柄上嵌套连接有防滑胶套。 [0015] (三)有益效果 [0016] 与现有技术相比，本发明提供了一种压电发电健骑机，具备以下有益效果： [0017] 本发明，利用压电效应在健骑机座椅的正下方安装一套压电发电机构，使用者每锻炼一次则座椅触碰压电发电机构一次，压电发电机构将其受到冲击产生的形变转换为电能并进行存储，所存电能供给显示器，通过显示器显示运动量和运动时产生的电能，激发使用者的运动兴趣，唤起人们对运动能等绿色能量收集利用的重视，提高健身器材的娱乐性和运动效果； [0018] 本发明，可根据需求的发电量以及每个压电发电子单元的发电参数，在机构外壳内灵活设置压电发电子单元的数量，实现可控的压电发电，并设置计数器对每次锻炼的数量进行统计，从多个方面和角度计算出使用者的锻炼效果。附图说明 [0019] 图1为本发明主体结构外观示意图； [0020] 图2为本发明主体结构侧剖示意图； [0021] 图3为本发明压电发电机构分解示意图； [0023] 图5为本发明压电发电机构电路示意图。 [0024] 图中：1、垂直立柱；2、倾斜支臂；3、第一轴承架；4、上臂摆动杆；5、双臂横杆；6、双叉臂；7、脚踏板；8、第二轴承架；9、座椅弯折臂；10、联动杆拉；11、弯折支杆；12、压电发电机构；121、机构外壳；122、单元发电腔；123、压电发电子单元；124、整流模块；13、电容器；14、显示器；15、电源微处理模块；16、电压表；17、电量表；18、坐垫；19、电子秤；20、缓冲胶垫；21、调节板；22、计数器；23、弯折手柄；24、安装底座；25、导向套管。 具体实施方式[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0026] 实施例 [0027] 如图1、2、3、4和5所示，本发明一个实施例提出的一种压电发电健骑机，包括垂直立柱1、上臂摆动杆4和座椅弯折臂9，垂直立柱1顶端的前侧固定连接有倾斜支臂2，倾斜支臂2的顶端通过第一轴承架3铰接上臂摆动杆4的中部，上臂摆动杆4顶端的两侧固定连接有双臂横杆5，上臂摆动杆4底端的两侧固定连接有双叉臂6，双叉臂6的两侧固定连接有脚踏板7，垂直立柱1的顶端通过第二轴承架8铰接座椅弯折臂9的前端，座椅弯折臂9后端的顶面固定连接有坐垫18，上臂摆动杆4的中部与座椅弯折臂9之间铰接有联动杆拉10，垂直立柱1后端的底侧固定连接有弯折支杆11，弯折支杆11的顶端固定连接有压电发电机构12，座椅弯折臂9的底端碰触压电发电机构12的顶端，垂直立柱1的内腔固定安装有电容器13，压电发电机构12的两电极与电容器13的正负极对应电连接。 [0028] 本实施例中，垂直立柱1用于与运动场地的固定和对使用者身体的支撑，使用者跨坐在座椅弯折臂9顶部的坐垫18上，双脚搭在脚踏板7上、双手握持双臂横杆5，通过脚蹬脚踏板7和手臂拉伸双臂横杆5令上臂摆动杆4发生角度偏转，上臂摆动杆4通过联动杆拉10拉动座椅弯折臂9一起联动偏转，将坐在坐垫18上的人体拉起至设定高度，然后使用者的双手和双脚同时释放对上臂摆动杆4的施力，座椅弯折臂9在人体重量推动下，其底端碰触压电发电机构12的顶端，压电发电机构12受到碰触后将运动机构产生的运动能转化为电能，电能随即传输至电容器13中存储。 [0029] 进一步地，如图3所示，压电发电机构12包括机构外壳121，机构外壳121的内腔通过纵横相交的隔板分隔成单元发电腔122，单元发电腔122内垂直放置有若干压电发电子单元123和整流模块124，若干压电发电子单元123的输电端电性连接整流模块124的集电端口，整流模块124的输电端口电性连接电容器13。 [0030] 现有技术下，每个压电发电子单元123的发电功率都较小，因此要通过压电发电机构12将人体运动消耗的能量转换成电能，需要使用多个压电发电子单元123进行并联以增大其整体功率；每个压电发电子单元123由多层极化的压电陶瓷片经堆叠串联制成，因此可根据需求的发电量以及每个压电发电子单元123的发电参数，在机构外壳121内灵活设置压电发电子单元123的数量，实现可控的压电发电； [0031] 整流模块124包括AC/DC整流电路和DC/DC调压滤波电路，将并联或串联的压电发电子单元123产生的瞬时电流经过整流和电压调整后，储存于电容器13中。 [0032] 进一步地，如图4所示，上臂摆动杆4的顶端固定连接有显示器14，显示器14内置有电源微处理模块15，电容器13的输电端电性连接显示器14的电源端，电容器13的正负极之间连接有电压表16和电量表17，电压表16和电量表17信号连接电源微处理模块15的对应信号端口。 [0033] 其中，电压表16和电量表17可分别检测电容器13的电压变化和电量变化，然后将电容器13的变化量信号传输至电源微处理模块15的对应信号端口，因此可通过电源微处理模块15检测电容器13的电压信号和存电量，然后将电压信号和存电量在显示器14上显示； [0034] 电源微处理模块15可根据电容器13电压信号和存电量的变化来计算出锻炼者当前使用过程中产生的电量，同时计算出锻炼者本次使用健骑机时所消耗的自身能量，以激发使用者的运动兴趣，唤起人们对运动能等绿色能量收集利用的重视，提高健身器材的娱乐性和运动效果。 [0035] 进一步地，如图2所示，垂直立柱1底端的边侧固定连接有导向套管25，垂直立柱1通过导向套管25活动嵌合有安装底座24，安装底座24的顶部设置有电子秤19，电子秤19的顶面支撑连接垂直立柱1底端的中部，电子秤19信号连接显示器14。 [0036] 如上所述，当锻炼者坐在坐垫18上，且双手握住双臂横杆5、双脚踩住脚踏板7后，其全身的全部重量都通过垂直立柱1传导至电子秤19，电子秤19对使用者的体重进行称量，并将检测到的使用者体重信息信号传送至显示器14内置的电源微处理模块15，电源微处理模块15可根据使用者运动时产生的电能与电子秤19传送的体重信号进行对比和计算，从而计算出使用者进行锻炼时所消耗的自身能量，例如消耗了多少卡(千卡)的热量。 [0037] 其中，电子秤19具有可清零和去毛重的功能，能够自动减除垂直立柱1和其它部件的重量，从而准确称量出每一个锻炼者的体重。 [0038] 进一步地，如图2所示，座椅弯折臂9的底端设置有缓冲胶垫20，缓冲胶垫20为波纹型，能够在使用者猛然坐下时，缓冲座椅弯折臂9的底端对压电发电机构12的冲击。 [0039] 进一步地，如图1所示，倾斜支臂2的顶端固定的连接有调节板21，调节板21的顶端嵌合连接有计数器22，上臂摆动杆4碰触计数器22的感应端，计数器22的输出端信号连接显示器14。 [0040] 因此，每次使用者将上臂摆动杆4拉至计数器22的位置时，上臂摆动杆4就碰触或接近计数器22的感应端一次，计数器22的数值增加一个数值，并将显示数值传送至显示器14进行显示，因此可知使用者每次运动时拉动上臂摆动杆4的数量，从而促进其运动量和运动效率逐步提升；计数器22可在调节板21上进行位置调节，因此可控制每次拉动上臂摆动杆4的角度和幅度，以适应不同使用者进行锻炼。 [0041] 其中，计数器22可采用市售的LC‑98型计数表，其自带有红外感应探头，上臂摆动杆4拉至红外感应探头处，红外感应探头就向计数器22内部发送一次信号，因此，计数器22可对每次锻炼的数量进行统计，从多个方面和角度计算出使用者的锻炼效果。 [0042] 进一步地，如图1所示，双臂横杆5的两端嵌套连接有弯折手柄23，弯折手柄23上嵌套连接有防滑胶套，弯折手柄23适用于不同体型的使用者进行握持，也令使用者可改变握持姿势，使其保持长时间的锻炼。 [0043] 最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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