电动调整磁控的阻尼器
技术领域
本实用新型涉及一种阻尼器，尤指凭借控制固定座的位移，使永久磁铁与导磁环之间达到所欲的间隙，并据以产生涡流负载以形成运动阻尼的一种电动调整磁控的阻尼器。
背景技术
室内运动或复健器材中，多数作动机构设有阻尼装置，例如：划船健身器、肌力训练机……等；由于运动器材受限于空间，因此其阻尼器大都采用液压缸结构。此类液压缸的缸体内填充有液压油，且缸体内设有一活塞，活塞上开有孔道且一端设有活塞杆，当活塞杆受到轴向作用力而于缸体内线性位移时，液压油将凭借活塞上的孔道流通而产生阻尼作用。
一种以线性位移转换圆周运动并获得磁阻的非液压式阻尼器，如图1A所示，该实用新型的主要特征为：一传动杆930于缸体920之中轴向位移，经由一螺套940驱动一螺杆950转动，进而带动一设有永久磁铁963的环架体960 作圆周旋转，由于永久磁铁963与罩盖970的导磁面973之间具有间隙，该间隙将产生涡流负载，并据以形成该传动杆930位移运动的阻尼。该实用新型虽可改善前述液压缸漏油的问题，但其永久磁铁963与导磁面973间所形成的涡流负载将固定不变，换言之，该装置只能提供固定的阻尼值；然而，现实上运动阻尼无法变化将难以满足不同使用阶段的运动需求。
一种可调式阻尼器，如图1B所示，为美国编号14/993,685的专利，其包含一缸体820，一可于缸体820内轴向位移的传动杆830，并经由该传动杆830连结一螺套840以驱动一螺杆850转动，进而带动一设有永久磁铁863的环架体 860作圆周旋转，再凭借旋转帽890的旋转使作动环893的环体894产生往复位移；由于该环体894内缘设有一导磁面895，且该导磁面895与该永久磁铁863 的外周缘具有一环形间隙，因此位移的环体894将可改变该永久磁铁863与该导磁面895的作用面积及其所形成的涡流负载，并据以调整该传动杆830位移运动的阻尼。
前述可调式阻尼器，虽然可因应使用者的需求来调整阻尼的大小；惟查，该手动调整的旋转帽890并无设定与反馈机构，使用者只能凭感觉转动旋转帽 890来感受阻尼的变化，由于手动调整的运动阻尼装置无法精确提供所需的阻尼值，因此无法为使用者所接受。
实用新型内容
缘是，本实用新型的主要目的，系在提供一种可凭借马达驱动固定座的线性位移，以改变施力单元与磁控单元间隙所产生的涡流负载，进而达到调整阻尼大小的电动调整磁控的阻尼器。
本实用新型的再一目的，系在提供一种可凭借控制单元设定阻尼值并驱动马达，使施力单元与磁控单元的间隙产生所欲的涡流负载，并据以达到精确控制阻尼值的电动调整磁控的阻尼器。
为达上述目的，本实用新型提供一种电动调整磁控的阻尼器，其特征在于，包括：
一施力单元，具有一缸体，其内缘设有一第一轴向通道，且一端设有一第一通孔；一传动杆，穿设于该第一轴向通道并凸伸于该第一通孔的外部，且其外侧端设有一第一枢接部；一螺套，嵌套于该传动杆内侧端外缘，使其能够与该传动杆在该第一轴向通道内呈连动的轴向位移；一螺杆，具有一轴杆段及一能够与该螺套螺合的螺纹段，且令该螺套进行轴向位移将使该螺杆呈现可转动状态；一转子，套设于该轴杆段，且其外周缘设有一导磁环；一第一壳体，设有一第一容置空间用以容置该转子、一下盖用以固结该缸体、及一上盖用以连结一第二枢接部；
一磁控单元，具有一固定座，设置于该第一容置空间内，其设有一圆弧形的永久磁铁，该永久磁铁临近该转子的导磁环的侧方，以形成一间隙并据以产生涡流负载；该固定座设有一轴孔，该轴孔套设于一螺帽的外缘，该固定座还设有一转轴，该转轴设有一螺纹段并与该螺帽相螺合，且该转轴凸伸于该第一壳体的外部，该转轴的端部连结一被动齿轮，该被动齿轮能够带动该转轴旋转，进而经由该螺帽驱使该固定座产生线性位移；
一驱动单元，具有一马达及一齿轮组；一第二壳体设有一第二容置空间用以容置该马达，该第二壳体还设有一齿轮室用以容置该齿轮组；且该磁控单元中的被动齿轮与该齿轮组啮合，使该磁控单元中的转轴能够受该马达驱动而旋转；
一控制单元，装设于该第二壳体的壁面，其具有一输入接口以供设定一阻尼值，一控制器依据该设定的阻尼值而驱动该马达的转动；
该施力单元受到轴向作用力时，该传动杆能够在该第一轴向通道内呈轴向位移，并经由该螺套驱使该螺杆转动，进而带动该转子与导磁环呈圆周旋转运动；凭借阻尼值的设定，该控制单元将驱使该驱动单元的马达转动，该齿轮组则凭借与该被动齿轮的连结，以带动该转轴旋转并使该磁控单元的固定座产生线性位移，则该永久磁铁与该导磁环之间将形成所欲的间隙，而该间隙所产生的涡流负载将据以形成该施力单元轴向作用力的阻尼。
所述的电动调整磁控的阻尼器，其中，该控制单元还包括一可变电阻器，其设置于该第二容置空间内，该可变电阻器包括一输入轴，该输入轴连结该齿轮组，使该输入轴能够受该马达驱动而旋转，并以反馈一位移值的信号给该控制器。
所述的电动调整磁控的阻尼器，其中，该永久磁铁由复数的铷磁铁所构成。
所述的电动调整磁控的阻尼器，其中，该导磁环由一环形导磁件固定在该转子的周缘所构成。
所述的电动调整磁控的阻尼器，其中，该第一枢接部包括一含油轴承或圆管。
所述的电动调整磁控的阻尼器，其中，该第二枢接部包括一含油轴承或圆管。
借助前揭特征，本实用新型电动调整磁控的阻尼器具有如下的效益：
(1)本实用新型系将传动杆的线性位移转换成转子与导磁环的圆周旋转运动，并凭借马达驱动固定座位移，使该固定座的永久磁铁与该转子的导磁环之间形成间隙，而该间隙所产生的涡流负载将据以形成该转子旋转与传动杆进行线性位移的阻尼；由于本实用新型系以磁阻取代传统的液压缸结构，具有不漏油以及运动施力可迅速反应的功效；同时本实用新型凭借马达驱动固定座位移，使用者无需动手费力来调整运动阻尼，因此也具有自动化与省力化的效益。
(2)本实用新型的控制单元，包括一可供使用者设定所欲阻尼值的输入接口、一受马达驱动并可反馈位移值的可变电阻器、以及一可接收反馈讯息并推算马达参数值的控制器；再凭借马达驱动固定座位移，使永久磁铁与导磁环之间得到所欲的间隙，而该间隙所产生的涡流负载将据以形成该施力单元进行轴向作用力的阻尼，由于本实用新型系通过控制单元以操控该固定座位移以获取所欲的间隙，因此可据以达到精确控制阻尼值的功效。
附图说明
图1A是本实用新型前案一的结构剖视图。
图1B是本实用新型前案二的结构剖视图。
图2是本实用新型的组合立体图。
图3是本实用新型的分解立体图。
图4A是本实用新型的组合剖视图。
图4B是本实用新型的局部组合剖视图。
图5是本实用新型驱动单元的分解立体图。
图6是本实用新型驱动单元的齿轮组的配置示意图。
图7是本实用新型磁控单元的磁座位移态样示意图一。
图8是本实用新型磁控单元的磁座位移态样示意图二。
图9是本实用新型控制单元的作动步骤方块图。
附图标记说明：10-施力单元；11-缸体；111-第一轴向通道；112-第一通孔； 113-第二通孔；12-传动杆；121-第一枢接部；13-螺套；14-螺杆；141-轴杆段； 142-螺纹段；15-转子；151-导磁环；16-第一壳体；161-第一容置空间；162-下盖；163-上盖；164-第二枢接部；20-磁控单元；21-固定座；211-轴孔；22-永久磁铁；23-转轴；231-螺纹段；24-被动齿轮；25-螺帽；30-驱动单元；31-马达； 32-主动齿轮；33-第二壳体；331-第二容置空间；332-齿轮室；34-齿轮组；341- 第一传动齿轮；342-第二传动齿轮；343-第三传动齿轮；344-中间齿轮；345-齿轮轴；346-轴座；35-顶板；36-内侧板；37-外侧板；40-控制单元；41-输入接口；42-可变电阻器；43-输入轴；44-控制器；100-电动调整磁控的阻尼器；G-间隙/ 所欲间隙值；G1-最小间隙值；G2-最大间隙值；T1-阻尼力矩；T2-施力力矩。
具体实施方式
首先，请参阅图2～图3及图4A所示，为本实用新型电动调整磁控的阻尼器100机构；包括：一施力单元10，具有一缸体11，其内缘设有一第一轴向通道111，且其两端分别设有一第一通孔112与第二通孔113；一传动杆12，穿设于该第一轴向通道111并凸伸于该第一通孔112的外部，且其外侧端设有一第一枢接部121，而该第一枢接部121由一含油轴承或圆管所构成；一螺套13，嵌套于该传动杆12内侧端的外缘，使其可与该传动杆12于该第一轴向通道111 内呈连动的轴向位移；一螺杆14，具有一轴杆段141及一可与该螺套13螺合的螺纹段142，且令该螺套13进行轴向位移将使该螺杆14呈现可转动状态；一转子15，套设于该螺杆14的轴杆段141，且其外周缘设有一导磁环151，而该导磁环151可由一环形导磁件固定在该转子15的周缘所构成；一第一壳体16，设有一第一容置空间161用以容置该转子15、一下盖162用以固结该缸体11的第二通孔端113、及一上盖163用以连结一第二枢接部164，而该第二枢接部164 由一含油轴承或圆管所构成；上述的施力单元10，其第一枢接部121与第二枢接部164分别连结于健身器材的施力杆与固定部(图未示)上，使用者操作该施力杆即能使该传动杆12产生轴向位移，进而使该施力单元10中的转子15产生旋转的连动。
一磁控单元20(请进一步参阅图4B所示)，具有一固定座21，设置于该第一容置空间161内，其设有一圆弧形的永久磁铁22，系临近该转子15导磁环151 的侧方，并使该永久磁铁22与该旋转的导磁环151之间形成一间隙G，且据以产生涡流负载；此负载系利用磁场变动所形成的涡流式阻力，以形成健身运动所需的阻尼；其基本原理是利用导体置于变动磁通量中，则在导体内的局部闭合电路上形成一反电动势，而产生所谓涡流(eddycurrent)，此涡流的流动方向所建立的磁作用必相反于产生此电流的原先磁通量变动方向；再由Max-well’s Eq 得知此磁作用力的大小与磁通量密度的平方成正比，而此磁作用力则可提供作为运动器材所需的阻尼。再者，该磁控单元20的永久磁铁22由复数的铷磁铁所构成，且该固定座21设有一轴孔211，套设于一螺帽25的外缘，一转轴23，设有一螺纹段231并使其与该螺帽25相螺合，且该转轴23凸伸于该第一壳体 16的外部，其端部连结一被动齿轮24，令该被动齿轮24可带动该转轴23旋转，进而经由该螺帽25驱使该固定座21产生X-X轴向的线性位移；由于该被动齿轮24可受控制而进行正、反的转向以及控制其旋转的圈数，故而该固定座21 的位移方向与位移距离也受到控制；换言之，本实用新型操控该被动齿轮24的旋转即能使该固定座21进行位移，并使该永久磁铁22与该导磁环151之间达到所需的间隙G值，进而凭借其产生的涡流负载以得到健身运动所需的负载阻尼。
一驱动单元30(另请参阅图5～图6所示)，具有一马达31及与其连结的一主动齿轮32；一第二壳体33，设有一第二容置空间331用以容置该马达31、一齿轮室332用以装设减速与传动所需的齿轮组34、一顶板35用以固结该第一壳体16、一内侧板36用以护盖该第二容置空间331以防护该马达31、一外侧板 37用以护盖该齿轮室332以防护该齿轮组34避免外露；该齿轮组34包括有第一、第二、第三传动齿轮341/342/343及复数个中间齿轮344，且系通过数支齿轮轴345穿设于轴座346中令其转动；又令该主动齿轮32伸入该齿轮室332中与该第一传动齿轮341啮合，因此通过齿轮组34中复数个中间齿轮344的连结，将使该马达31的转速降低并经由该第一传动齿轮341分别传动给第二与第三传动齿轮342/343，而该磁控单元20中的被动齿轮24与该第二传动齿轮342啮合，因此该磁控单元20中的转轴23将可受该马达31驱动而旋转。
一控制单元40(请参阅图2与图5所示)，具有一输入接口41，可供使用者设定一所欲的阻尼值，系装设于该第二壳体33的壁面；一可变电阻器42，系组设于该第二容置空间331内，具有一输入轴43，系伸入该齿轮室332中与该第三传动齿轮343连结，因此该输入轴43将受该马达31驱动而旋转；一控制器(图未示)，系电性连接该马达31与该可变电阻器42，因此该控制器可依据该设定所欲的阻尼值以驱动该马达31，并接受该可变电阻器42反馈的位移值信号，以调整该马达31的转动。
如此，使用者操作健身器材的施力杆即能使该传动杆12于该第一轴向通道 111内产生轴向位移，并经由该螺套13驱使该螺杆14转动，进而带动该转子 15与导磁环151呈圆周旋转运动；使用者再凭借该控制单元40的输入接口41 设定一阻尼值，则该控制单元40的控制器将依据该设定的阻尼值以驱使该驱动单元30的马达31转动；该齿轮组34的第二传动齿轮342则经由该被动齿轮24 的啮合，带动该转轴23旋转并使该磁控单元20的固定座21产生线性位移；同时，该可变电阻器42的输入轴43与该第三传动齿轮343连结而受该马达31驱动而旋转，该可变电阻器42将反馈位移值信号给控制器以调整该马达31的转动，则该磁控单元20的固定座21则因可变电阻器42的反馈信号而进一步产生位移，则最终使该永久磁铁22与该导磁环151之间达成所欲的间隙，而该间隙所产生的涡流负载则将据以形成该转子15旋转与该传动杆12轴向位移的阻尼。
请进一步参阅图7～图8所示，为本实用新型磁控单元20中其固定座21的位移态样；按，固定座21设有一圆弧形的永久磁铁22，其系临近转子15其外周缘所设的导磁环151的侧方，固定座21的轴孔211套设于一螺帽25的外缘，该螺帽25与该转轴23相螺合，且该转轴23凸伸于第一壳体16的外部且连结一被动齿轮24，因此该被动齿轮24可带动该转轴23旋转，且经由该螺帽25的驱使将使该固定座21产生线性位移，固定座21位移的结果将改变该该永久磁铁22与导磁环151之间的间隙；其中，图7所示是该固定座21位移至最临近转子15的状态，此时该永久磁铁22与导磁环151之间形成最小间隙值G1，而该最小间隙值G1所产生的磁通量密度最高即运动阻尼将最大；图8所示是该固定座21位移至最远离转子15的状态，此时该永久磁铁22与导磁环151之间形成最大间隙值G2，而该最大间隙值G2所产生的磁通量密度最低即运动阻尼将最小。
图9所示为控制单元40其元件之间其作动步骤方块图；首先，由使用者应用输入接口41设定所欲的运动阻尼值，则控制器44将参照阻尼值计算该永久磁铁22与导磁环151的间隙，并据以推算该驱动单元30的马达31所需转动的参数值且给予作动的指令，则马达31转动并经齿轮组34分别传动给第二传动齿轮342以驱转该被动齿轮24使该磁控单元20的固定座21产生线性位移，以及传动给第三传动齿轮343以驱转该输入轴43使该可变电阻器42反馈一位移值信号给控制器44，控制器44再据以推算马达31所需转动的补偿值，如此反复即能使永久磁铁22与导磁环151之间达到所欲间隙值G，则此时该所欲间隙值G所产生的涡流负载即为阻尼力矩T1，而使用者需施力于该施力单元10使该传动杆12轴向位移以带动转子15旋转者是施力力矩T2，由于施力力矩T2 必须大于阻尼力矩T1方能带动该传动杆12位移与转子15旋转，因此本实用新型的组尼器将可提供使用者达到运动健身的效果。
由于本实用新型系将传动杆12的线性位移转换成导磁环151的圆周旋转运动，并凭借马达31驱动固定座21位移，使永久磁铁22与导磁环151的间隙所形成的涡流负载，可据以作为该转子15旋转与传动杆12进行线性位移的阻尼；由于本实用新型系以磁阻取代传统的液压缸结构，具有不漏油以及运动施力可迅速反应的功效；同时本实用新型凭借马达31驱动固定座21位移，使用者无需动手费力来调整运动阻尼，因此也具有自动化与省力化的效益。再者，本实用新型的控制单元40，包括一可供使用者设定所欲阻尼值的输入接口41、一受马达31驱动并可反馈位移值的可变电阻器42、以及一可接收反馈讯息并推算马达31参数值的控制器44；本实用新型再凭借马达31驱动固定座21位移，使永久磁铁22与导磁环151之间得到所欲的间隙G，而该间隙所产生的涡流负载将据以形成该施力单元10进行轴向作用力的阻尼，由于本实用新型系通过控制单元40以操控该固定座21位移以获取所欲的间隙G，因此可据以达到精确控制阻尼值的功效。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
