一种利用发电机模拟产生阻力代替传统阻力源的

本发明属于健身器材，具体涉及一种利用发电机模拟产生阻力代替传统阻力源的方法及其健身装置。背景技术：1、目前的健身器材普遍设置阻力源，例如坐式推胸训练器、史密斯机、卧式上推器采用配重块作为阻力源，划船器采用水阻器作为阻力源，健身单车采用磁阻器作为阻力源，上述传统的的配重块普遍存在体积大、重量大、调整阻力不方便的缺陷，例如中国专利局2015年08月19日公开的，公开号为cn204563460u，名称为《坐式推胸训练机》的专利技术，其包括配重块单元、主体支架、座垫、背垫、推杆和传动机构；所述座垫和背垫连接在主体支架上，座垫的中线和背垫的中线在同一平面上，该平面设为面a，面a垂直于水平面；所述配重块单元在面a的一侧，且与主体支架分离；所述推杆有关于面a对称的两个，它们分别转动连接在主体支架上，且两个转动轴的轴线相交于一点，或者两转动轴的轴线重合；所述配重块单元包括配重块、框架和提升杆；配重块有多个，它们在框架围成的空间内上下滑动，各个配重块与提升杆可拆卸连接；所述传动机构包括多根钢丝绳和多个滑轮；所述两个推杆分别连接一根钢丝绳，这两根钢丝绳分别通过设在主体支架上滑轮转而朝向配重块单元；配重块单元上也设有滑轮，来自推杆上的钢丝绳通过设在配重块单元上的滑轮连接提升杆，进而带动配重块向上滑动。上述结构的坐式推胸训练器由于配重块单元，存在占用空间大、重量重的缺陷，而且其改变配重时，步骤繁琐，操作不方便。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种利用发电机模拟产生阻力代替传统阻力源的方法及其健身装置，其无需使用传统笨重的阻力源，利用发电机消耗电子负载产生的阻力代替传统阻力源，降低训练器材整体的重量和体积，实现健身装置的小型化、数据化。2、本发明是通过如下技术方案来实现的：3、即一种利用发电机模拟产生阻力代替传统阻力源的方法，其特征在于发力机构的转动部件通过传动机构与发电机的转轴传动连接，发力机构受力时，转动部件转动带动发电机的转轴转动，由发电机发出电能，控制器为发电机提供电子负载，通过给发电机加电子负载使发电机向外提供阻力转矩，从而为发力动作提供阻力，上述阻力用于模拟代替传统阻力源。4、本发明可以应用于多种健身装置，例如：5、1）本发明应用于坐式推胸训练器时，推杆为发力机构，推杆转轴为转动部件，传统阻力源为配重块，推杆转轴通过传动机构与发电机的转轴传动连接，推杆受力摆动时推杆转轴转动带动发电机的转轴转动，阻力控制系统为发电机提供电子负载，通过给发电机加电子负载使发电机向外提供阻力转矩，从而为推杆的摆动提供阻力，上述阻力用于模拟代替配重块；6、2）本发明应用于史密斯机、卧式上推器、划船器时，拉环或推杆为发力机构，拉环或推杆通过拉绳与收卷器（又名回卷轮）连接，收卷器的转轴为转动部件，传统阻力源为配重块或水阻器，收卷器的转轴通过传动机构与发电机的转轴传动连接，拉环或推杆受力时，收卷器的拉绳放卷且其转轴转动带动发电机的转轴转动，由发电机发出电能，阻力控制系统为发电机提供电子负载，通过给发电机加电子负载使发电机向外提供阻力转矩，从而为拉环或推杆提供阻力，上述阻力用于模拟代替配重块或水阻器。7、进一步的，本发明的控制器通过调节发电机回路中电子负载的增加和减少即可控制发电机回路中电流的大小，从而调节发电机输出的阻力转矩大小，通过控制器设定发电机的输出电流，即可调整对转动部件的转动施加阻力的大小，用于模拟传统阻力源。8、进一步的，本发明的发力机构带动发电机的转轴双向转动时均受到发电机的阻力。9、上述方案适用于发力机构双向发力的健身器材，例如坐式推胸训练器。10、进一步的，本发明的发力机构带动发电机的转轴单向转动时受到发电机的阻力。11、上述方案适用于发力机构单向发力的健身器材。例如史密斯机、卧式上推器、划船器等。12、一种利用发电机模拟产生阻力代替传统阻力源的健身装置，包括机体框架和发力机构，发力机构与转动部件连接，其特征在于还包括发电机、传动机构、主控制器系统、负载功能控制模块和阻力控制系统，发电机设置在机体框架上，发力机构的转动部件与发电机的输出轴通过传动机构连接，主控制器系统包括控制器和主开关电源，负载功能控制模块为通信模块或模拟电压输出接口或pwm脉冲输出接口，阻力控制系统为电子负载，阻力控制系统与发电机连接，主控制器通过负载功能控制模块与阻力控制系统信号连接。13、进一步的，本发明的发电机的电流输出端通过输电线路与阻力控制系统连接。14、即发电机利用运转时发出电能给阻力控制系统供电。15、本发明也可以通过外部电能给予阻力控制系统供电。16、本发明的主控制器系统通过阻力控制系统对阻力进行调节（改变发电机输出电流）时能够直接切换或缓冲切换，阻力的调节范围为优选但不限于为0-32级。17、本发明的主控制器系统由控制器和主开关电源组成，本发明在使用时可以采用下列单片机作为控制器，例如优选但不限于为：stm32系列单片机，pic系列单片机，51系列单片机。18、单片机与各模块、元件的连接以及为了控制各模块、元件所进行的编程为本领域技术人员的常规技术手段。19、本发明的负载功能控制模块为通信模块（无线通信模块或有线通信接口）或模拟电压输出接口或pwm脉冲输出接口。20、本发明的阻力控制系统为电子负载，直接连接发电机（大功率电阻或是mos管等电子元件可以作为电子负载），阻力控制系统可以通过负载功能控制模块（通信接口或模拟电压接口或pwm脉冲接口）接收主控制系统下发的阻力设定命令。21、本发明的电子负载优选使用mos大功率管，是利用大功率管的线性区，当作可变电阻来用的，把电消耗掉。大功率管在恒流区（放大状态）内，vgs一定时id不随vds的变化而变化，可实现大功率管输出回路电流恒定。只要改变vgs的值，即可在改变输出回路中恒定的电流的大小。22、大功率管可以使用igbt、晶体管、mos管等电子元件。23、进一步的，本发明的发电机的输出轴与变速机构连接，变速机构的转轴通过传动机构与转动部件连接。24、本发明的变速机构即为变速箱，变速机构目的是：其作用是改变发电机转速；目的是适配不同器材对发电机对外输出的转矩即系统阻力，利用不同速比变速机构可以配比不同的器材。25、进一步的，本发明的传动机构为齿轮或皮带。26、本发明还可以使用其他现有技术已知的传动机构。27、进一步的，本发明的发电机的输出轴或变速机构的转轴上设有单向轴承。28、使用单向轴承，可以使得转动部件转动时，仅能单向带动发电机的输出轴或变速机构的转轴转动，从而使得发力机构只能单向受力。其尤其适用于史密斯机、卧式上推器、划船器等单向受力健身装置。29、进一步的，本发明的机体框架上还设有状态反馈装置，状态反馈装置包括转速传感器和o型皮带，转速传感器设置在转动部件的一侧，转动部件上设有第一皮带轮，转速传感器的转轴上设有第二皮带轮，第一皮带轮和第二皮带轮之间通过o型皮带连接。30、本发明还设置有反馈电路，反馈电路和状态反馈装置共同组成反馈系统，反馈装置负责将运动状态反馈给主控制器,具体的说为o型皮带将转动部件的转动量传递给转速传感器，由转速传感器转换成数字信号作为反馈信号传递给主控制器。31、本发明的转速传感器优选采用编码器。32、本发明的发电机为交流发电机或直流发电机，当发电机采用交流发电机时，发电机与整流模块连接，通过全桥整流的方式把发电机产生的交流电变成脉动的直流电，整流后的直流电通过主开关电源给以下几部分供电：(1)阻力控制系统及其周围电路供电；(2)主控制器系统；(3)反馈系统；当发电机采用直流发电机时，发电机产生的直流电直接给上述几部分供电。33、本发明的主控制器系统也可以外接电源供电。34、本发明具有重量轻、体积小、使用方便、使用成本低的优点。35、1）本发明利用发电机消耗电子负载产生的阻力模拟代替传统的阻力源，阻力能够做到连续的无级调节，保证了在进行训练或者锻炼时阻力调节变化的连续性，不对训练过程造成影响，保证了训练时的流畅性；36、2）本发明整个系统不需要供电，能耗低，低碳环保；37、3）本发明舍弃了传统的配重块单元，重量轻、体积小。38、本发明的发电机可以代替配重块、磁阻器、水阻器、油阻器等传统阻力源。