一种电机舱主动降噪电路及其跑步机的制作方法

1.本实用新型涉及跑步机技术领域，具体涉及一种电机舱主动降噪电路。


背景技术：

2.跑步机作为有氧运动器材推向市场后越来越受到广大消费者的欢迎，使广大消费者又增加一种室内健身运动的平台，它不仅能锻炼跑步者体质、承受能力及心肺功能，而且使跑步者犹如在正常路面上进行跑步一样，达到科学锻炼目的。
3.虽然现在家用跑步机已经大量普及，但是跑步机发出的噪音一直是困扰行业的一大难题，虽然有一些降低噪音的措施，例如增加减震结构，最终还是不尽人意，无法从源头上减少噪音，而且无法对现有的跑步机进行简单地改造，改造成本极高。
4.综上，亟待设计一种可显著降低噪音、提升用户体验及改造成本低的电机舱主动降噪电路及其跑步机。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种电机舱主动降噪电路及其跑步机。
6.为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种电机舱主动降噪电路包括电机舱和电机，所述电机舱内设有声学主动降噪电路和电磁优化电路；
7.所述声学主动降噪电路，通过在所述电机处设置拾音器和扬声器，将所述拾音器检拾的噪音进行滤高频通低频以及反向处理，处理后的低频信号通过功率放大器放大推动扬声器发出与原噪音强度相同相位反向的音频以降低噪音；
8.所述电磁优化电路，用于通过低通滤波减少电磁噪音。
9.工作原理及有益效果：
10.1、通过增加对电机运行进行主动降噪的声学主动降噪电路，收集电机运行的噪音再反向发出与原噪音强度相同相位反向的音频以降低噪音，从而显著降低了电机产生的噪音，至少可以降低十几分贝的噪音，从而显著提升用户的体验。
11.2、通过电磁优化电路来进行低通滤波减少电磁噪音，使之加在线圈上的脉动成分减少，从而减少电磁噪音，结合上述两种方案，显著提升了降噪效果，且无需对跑步机其他结构进行改造，只需要改造电路部分即可，可直接运用在现有技术的跑步机上，改造方便，改造成本低。
12.进一步地，所述电磁优化电路包括输入端和输出端，所述输入端与输出端之间设有第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容及第三电容，所述第一电阻一端与输入端连接，另一端与第二电阻连接，所述第二电阻另一端与输出端连接，所述第一电容一端与输入端连接，另一端接地连接，所述第二电容一端与第一电阻和第二电阻的连接点连接，另一端接地，所述第三电容一端与输出端连接，另一端接地。此设置，通过此电路组成低通滤波电路，对跑步机电路中脉宽调制信号进行低通滤波，使之加在线圈上的脉动成分减少，从而减少
电磁噪音，可降低跑步机综合工况噪音5～8分贝左右。而且此部分电路可先集成于一个模块内，然后直接接在现有的跑步机电路上即可，改造方便。
13.进一步地，所述声学主动降噪电路包括拾音器和扬声器，所述拾音器一端分别与电阻一和电容一连接，另一端接地，所述电阻一另一端与电容二和第一信号放大器正极端连接，所述电容一和电容二另一端接地，所述电阻一、电容一及电容二组成低通滤波器，所述第一信号放大器负极端连接电阻四，输出端与调节电阻以及电阻五连接，所述调节电阻另一端与电阻四连接，所述电阻四和调节电阻组成负反馈调节电路，所述电阻五另一端与第二信号放大器负极端连接，所述第二信号放大器输出端与扬声器连接，所述扬声器另一端接地，通过电阻二和电阻三组成第一信号放大器的静态偏置，通过电阻七和电阻八组成第二信号放大器的静态偏置，通过电阻六和电容三组成前置电源去耦电路。上述设置，将检拾的噪音进行滤高频通低频以及反向处理，处理后的低频信号通过功率放大器放大推动扬声器发出与原噪音强度相同相位反向的音频以降低噪音，可降低噪音8～10分贝。此部分电路也可先集成于一个模块内，然后直接接在现有的跑步机电路上即可，改造方便。
14.进一步地，所述拾音器和扬声器设于电机10厘米处且正对电机设置。此设置，接收噪音和播放反向音频的范围更广，且合理利用电机舱内部空间。
15.一种采用主动降噪电路的跑步机包括跑步机本体和上述的一种电机舱主动降噪电路。采用上述的主动降噪电路的跑步机，相比现有技术的跑步机，可在根源上降低电机的噪音，可完美兼容其他现有的减震结构，可提供更加优秀的降噪效果。
16.进一步地，所述跑步机本体还包括用于控制所述电机舱主动降噪电路的控制板，通过所述控制板控制声学主动降噪的开闭。此设置，可根据用户习惯来开闭主动降噪电路，或者是调节主动降噪效果。
17.进一步地，所述控制板为plc、arm控制板及x86控制板的其中一种。
附图说明
18.图1是本实用新型的声学主动降噪电路示意图；
19.图2是电机舱降噪结构的结构示意图；
20.图3是电磁优化电路的示意图；
21.图4是声学主动降噪电路设置的一种较佳实施例示意图。
22.图中，1、电机舱盖；2、加强筋；3、隔音材料。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的披露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此
上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
25.本电机舱主动降噪电路包括电机舱和电机，所述电机舱内设有电机舱降噪结构、声学主动降噪电路以及电磁优化电路。在本实施，其中声学主动降噪电路安装在电机舱内部，而电磁优化电路可以是安装在电机舱内部，也可以在跑步机的其他部位。
26.具体地，所述声学主动降噪电路，通过在所述电机处设置拾音器mic和扬声器speaker，将所述拾音器mic检拾的噪音进行滤高频通低频以及反向处理，处理后的低频信号通过功率放大器放大推动扬声器speaker发出与原噪音强度相同相位反向的音频以降低噪音。
27.请参阅图1，具体地，所述声学主动降噪电路包括拾音器mic和扬声器 speaker，所述拾音器mic一端分别与电阻一r1和电容一c1连接，另一端接地，所述电阻一r1另一端与电容二c2和第一信号放大器u1正极端连接，所述电容一c1和电容二c2另一端接地，所述电阻一r1、电容一c1及电容二c2组成低通滤波器，所述第一信号放大器u1负极端连接电阻四r4，输出端与调节电阻 w1以及电阻五r5连接，所述调节电阻w1另一端与电阻四r4连接，所述电阻四 r4r4和调节电阻w1组成负反馈调节电路，所述电阻五r5另一端与第二信号放大器u2负极端连接，所述第二信号放大器u2输出端与扬声器speaker连接，所述扬声器speaker另一端接地，通过电阻二r2和电阻三r3组成第一信号放大器u1的静态偏置，通过电阻七r7和电阻八r8组成第二信号放大器u2的静态偏置，通过电阻六r6和电容三c3组成前置电源去耦电路。上述设置，将检拾的噪音进行滤高频通低频以及反向处理，处理后的低频信号通过功率放大器放大推动扬声器speaker发出与原噪音强度相同相位反向的音频以降低噪音，可降低噪音8～10分贝。
28.具体地，上述电路的工作原理如下：当拾音器mic接收到机舱内有噪音发生时，通过电阻一r1、电容一c1、电容二c2组成的低通滤波，低频噪音加载到前置放大器u1(也就是第一信号放大器)的同相输入端，经过放大后的噪音通过电阻五r5加载到功率放大器u2(也就是第二信号放大器)的反相输入端，经功率放大后推动扬声器speaker发出与原噪音反相的声波，以抵消原噪音，达到降低噪音的效果。调整调节电阻w1可改变前置放大器的增益，从而使降噪效果达到最佳。其中电阻r1～r8采用1/8w的金属膜电阻，电阻r9采用1/2w的金属膜电阻，金属膜电阻是迄今为止应用较为广泛的电阻，其精度高，性能稳定，结构简单轻巧，因此非常适合用于本方案，电容一c1、电容二c2均为瓷片电容，瓷片电容具有稳定性好，绝缘性好及耐高压的优点，电容三c3为电解电容。具体的位置设置请参阅图4，值得一提的是图4仅为本方案的一种较佳实施例。
29.在一种实施例中，经过实际测试，打开跑步机，将声级计置于跑步机前方 30厘米处，调节可调电阻w1，声级计读取数据，可调电阻w1会有一个点声级计的读数最小，此时扬声器speaker发出的反方向噪音正好最大程度的低消原来噪音，试验数据如下，未打开声学主动降噪电路，声级计显示69db(a)，打开声学主动降噪电路，调节可调电阻w1，声级计显示最低值是64db(a)，可见显著降低了噪音，同时配合其他的降噪结构，可显著降低噪音。
30.优选地，所述拾音器mic和扬声器speaker设于电机10厘米处且正对电机设置。此设置，接收噪音和播放反向音频的范围更广，且合理利用电机舱内部空间。
31.请参阅图2，具体地，所述电机舱降噪结构，用于增强电机舱盖1的机械强度和物理隔音效果，所述电机舱降噪结构包括电机舱盖1、设于电机舱盖1内壁的加强筋2及铺设于电
机舱盖1内壁的隔音材料3。此设置，通过先对电机舱盖 1用加强筋2进行加强，使其具备良好的机械强度，使其不会在电机长期振动下产生损坏，再通过在电机舱盖1的内壁上铺设隔音材料3，显著提升了电机舱对电机的降噪效果。其中电机舱盖1为整个电机舱的盖子，电机舱的结构为现有技术，其中电机舱内改进加设加强筋2和隔音材料3，安装方式与电机舱盖1上的一致。
32.优选地，所述加强筋2为网格状设置并位于所述电机舱盖1内壁，且所述隔音材料3铺设于加强筋2的网格内。此设置，可显著增强电机舱盖1的机械强度，且大大地方便隔音材料3的铺设。
33.优选地，所述隔音材料3为聚酯纤维棉隔音棉、离心玻璃棉、岩棉、矿棉及植物纤维喷涂的其中一种或多种。根据实际需求选用上述的材料，当然也可以是其他材料，这里的隔音材料3也可以是吸音材料。
34.优选地，所述加强筋2与所述电机舱盖1一体成型而成。此设置，可降低电机舱盖1的加工难度，一次成型而成，结构更加牢固。
35.请参阅图3，具体地，所述电磁优化电路包括输入端in和输出端out，所述输入端in与输出端out之间设有第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1、第二电容c2及第三电容c3，所述第一电阻r1一端与输入端in连接，另一端与第二电阻r2连接，所述第二电阻r2另一端与输出端in连接，所述第一电容c1 一端与输入端in连接，另一端接地连接，所述第二电容c2一端与第一电阻r1 和第二电阻r2的连接点连接，另一端接地，所述第三电容c3一端与输出端in 连接，另一端接地。此设置，通过此电路组成低通滤波电路，对跑步机电路中脉宽调制信号进行低通滤波，使之加在线圈上的脉动成分减少，从而减少电磁噪音，可降低跑步机综合工况噪音5～8分贝左右。
36.上述电磁优化电路中，进一步解释，输入端in经第一电阻r1和第一电容 c1组成的低通滤波器，高频由第一电容c1旁路到地，低频由第一电阻r1通过，再由第一电阻r1、第二电阻r2和第二电容c2组成的低通滤波器，高频由第二电容c2旁路到地，低频由第二电阻r2通过，第二电阻r2和第三电容c3组成的低通滤波器，高频由第三电容c3旁路到地，低频由第二电阻r2通过，经输出端out输出。时间常数由第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3的容量和第一电阻r1、第二电阻r2的阻值所决定，电容容量越大，电阻阻值越大，时间常数越长，可通过频率越低。
37.本方案的重点在于，先通过三者的互相配合起到的降噪效果，且三者可单独制成单一模块直接替换或安装在现有的跑步机上，改造成本低。
38.一种采用主动降噪电路的跑步机包括跑步机本体和上述的一种电机舱主动降噪电路。采用上述的主动降噪电路的跑步机，相比现有技术的跑步机，可在根源上降低电机的噪音，可完美兼容其他现有的减震结构，可提供更加优秀的降噪效果。其中跑步机本体为现有的结构，故未在附图中表示。
39.具体地，所述跑步机本体还包括用于控制所述电机舱主动降噪电路的控制板，通过所述控制板控制声学主动降噪的开闭。此设置，可根据用户习惯来开闭主动降噪电路，或者是调节主动降噪效果。
40.其中控制板为常见的arm主板，与现有的平板电脑和手机类似，可安装各种软件，更加智能化，控制板未在附图中表示。
41.本实用新型未详述部分为现有技术，故本实用新型未对其进行详述。
42.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
43.尽管本文较多地使用了电机舱盖1、加强筋2、隔音材料3等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
44.本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。