自驱动式滚筒总成、跑步机和走步机的制作方法

1.本公开涉及跑步机/走步机技术领域，具体地，涉及一种自驱动式滚筒总成、跑步机和走步机。


背景技术：

2.现在市场上使用的跑步机或走步机中，其滚筒通常采用外置电机的方式驱动。
3.在相关技术中，通常将电机通过传动结构与前滚筒传动连接，以通过电机驱动前滚筒旋转，从而使得环绕设置在前滚筒和后滚筒上的跑带转动起来。
4.在这些采用电机和传动结构驱动滚筒的方案中，通常电机设置在前滚筒的前侧，通过例如皮带传动结构与前滚筒的一端驱动连接。由于电机和传动结构需要一定的安装空间，因此，这种构造通常会使得跑步机或走步机的整个设备体积和整机重量增大。另一方面，因其传动结构构件较多，会导致较大的累积噪音，且长时间使用的情况下会因皮带的松弛或磨损而导致传动不稳定，从而引起绕设在前后滚筒上的跑带打滑而造成安全事故。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本公开的第一个目的是提供一种自驱动式滚筒总成，兼顾地降低自身的重量和体积，并且具有噪音低、结构可靠等优点。
6.本公开的第二个目的是提供一种跑步机，该跑步机具有噪音低、结构可靠以及整体体积和重量小的优点。
7.本公开的第三个目的是提供一种走步机，该走步机具有噪音低、结构可靠以及整体体积和重量小的优点。
8.为了实现上述目的，本公开提供一种自驱动式滚筒总成，所述自驱动式滚筒总成包括：定子组件，该定子组件包括沿轴线方向延伸的芯轴和固定于所述芯轴的线圈绕组；转子磁钢，该转子磁钢构造有轴孔，以可转动地间隙地套设在所述定子组件上；滚筒筒体，所述定子组件和所述转子磁钢位于所述滚筒筒体中，所述滚筒筒体的两端部支承在所述芯轴上，所述滚筒筒体的外侧壁上设有防滑结构；以及行星齿轮减速机构，所述转子磁钢通过所述行星齿轮减速机构与所述滚筒筒体传动连接。
9.可选地，所述行星齿轮减速机构包括内齿圈、行星架、行星齿轮、太阳齿轮，所述太阳齿轮活动地同轴套设在所述芯轴上且固连于所述转子磁钢，所述内齿圈的外侧壁与所述滚筒筒体的内侧壁固定连接且与所述芯轴同轴设置，所述行星架固设在所述芯轴上，所述行星齿轮可绕自身轴线转动地设置在所述行星架上且与所述太阳齿轮和所述内齿圈啮合配合。
10.可选地，所述行星齿轮减速机构包括端盖，所述端盖活动套设在所述芯轴上并且一侧固连于所述转子磁钢的端部，所述太阳齿轮固连于所述端盖背离所述转子磁钢的另一侧。
11.可选地，所述行星架上固设有支承轴，所述行星齿轮可绕自身轴线转动地套设在
所述支承轴上并通过第一弹性挡圈止挡以轴向限位在所述支承轴上。
12.可选地，所述行星架套设于所述芯轴上且与所述芯轴键连接，所述行星架通过第二弹性挡圈止挡以轴向限位在所述芯轴上。
13.可选地，所述行星齿轮的数量为多个，多个所述行星齿轮绕所述芯轴的轴线彼此间隔均匀地布置。
14.可选地，所述线圈绕组和所述转子磁钢均关于所述滚筒筒体的中心点对称布置，所述转子磁钢的两端设置有关于所述中心点对称构造的两个所述行星齿轮减速机构。
15.可选地，所述滚筒筒体的两端均设有散热机构，所述滚筒筒体内构造有连通两端的所述散热机构的流体通道。
16.可选地，所述散热机构包括风扇，该风扇相对于所述滚筒筒体固定以跟随所述滚筒筒体转动。
17.可选地，所述滚筒筒体两端的所述风扇的扇叶的螺旋方向彼此相同地构造。
18.可选地，所述散热机构包括风扇支架，该风扇支架固设在所述滚筒筒体和安装在所述芯轴上的轴承之间，并且所述风扇支架上开设有通风孔，所述风扇在所述风扇支架的内侧或外侧固连于所述风扇支架。
19.可选地，所述风扇支架构造为与所述芯轴同轴的环形结构，所述通风孔的数量为多个，多个所述通风孔关于所述芯轴的轴线均匀布置。
20.可选地，所述风扇包括多个扇叶和扇叶支架，所述扇叶支架构造为与所述芯轴同轴的环形结构且固连于所述风扇支架，多个扇叶从所述扇叶支架的内侧径向向内地延伸，并且绕所述芯轴彼此间隔均匀地布置。
21.可选地，所述滚筒筒体的外侧壁上设有防滑纹。
22.为了实现上述第二个目的，本公开提供一种跑步机，该跑步机包括上述的自驱动式滚筒总成。
23.为了实现上述第三个目的，本公开提供一种走步机，该走步机包括上述的自驱动式滚筒总成。
24.通过上述技术方案，即，通过本公开提供的自驱动式滚筒总成，采用了将驱动内置的方案，以充分利用滚筒的内部空间，从而减小额外体积的侵占，同时，不再如传统的独立式电机一样需要壳体等零部件对转子和定子进行封装，因此可以显著地降低重量。另外，转子磁钢通过行星齿轮减速机构与滚筒筒体传动连接，可以避免转子磁钢直接承载滚筒本体及施加于其上的负载，因此，可以以较小的功率实现较大的扭矩，能达到降速提扭矩的目的。同时，驱动和传动相关的结构均内置，有利于通过滚筒筒体隔离噪音，而所采用的行星齿轮减速机构本身也具有噪音小的特点，因此，本公开能够从两方面有效地降低噪音。当将本公开提供的自驱动式滚筒总成应用到跑步机、走步机中时，基于以上的优点，可以显著地提高用户体验。
25.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
26.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
27.图1是本公开示例性实施方式提供的自驱动式滚筒总成的立体图；
28.图2是本公开示例性实施方式提供的自驱动式滚筒总成的移除滚筒筒体的立体图；
29.图3是本公开示例性实施方式提供的自驱动式滚筒总成的主视图；
30.图4是本公开示例性实施方式提供的自驱动式滚筒总成的a-a剖面图；
31.图5是本公开示例性实施方式提供的自驱动式滚筒总成的局部放大示意图c；
32.图6是本公开示例性实施方式提供的自驱动式滚筒总成的局部放大示意图d；
33.图7是本公开示例性实施方式提供的自驱动式滚筒总成的b-b剖面图；
34.图8是本公开示例性实施方式提供的自驱动式滚筒总成的定子组件的立体图。
35.附图标记说明
36.1-芯轴；101-线缆槽；2-线圈绕组；3-转子磁钢；4-滚筒；401-防滑纹；5-行星齿轮减速机构；501-内齿圈；502-行星架；503-行星齿轮；504-太阳齿轮；505-端盖；506-支撑轴；507-第一弹性挡圈；508-第二弹性挡圈；6-散热机构；601-风扇；602-风扇支架；603-通风孔；604-扇叶；605-扇叶支架；606-轴承；7-电源线。
具体实施方式
37.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
38.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相关构件轮廓的内、外。“第一、第二”等是指为了区分一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。
39.下面将参照附图和具体实施方式对本公开作进一步的说明。
40.根据本公开的第一个方面，提供一种自驱动式滚筒总成。参考图1-8所示，该自驱动式滚筒总成，包括：定子组件，该定子组件包括沿轴线方向延伸的芯轴1和固定于芯轴1的线圈绕组2；转子磁钢3，该转子磁钢3构造有轴孔，以可转动地间隙地套设在所述定子组件上；滚筒筒体4，所述定子组件和转子磁钢3位于滚筒筒体4中，滚筒筒体4的两端部支承在芯轴1上，所述滚筒筒体4的外侧壁上设有防滑结构；以及行星齿轮减速机构5，转子磁钢3通过行星齿轮减速机构5与滚筒筒体4传动连接。
41.通过上述技术方案，即，通过本公开提供的自驱动式滚筒总成，采用了将驱动内置的方案，以充分利用滚筒的内部空间，从而减小额外体积的侵占，同时，不再如传统的独立式电机一样需要壳体等零部件对转子和定子进行封装，因此可以显著地降低重量。另外，转子磁钢3通过行星齿轮减速机构5与滚筒筒体4传动连接，可以避免转子磁钢3直接承载滚筒本体及施加于其上的负载，因此，可以以较小的功率实现较大的扭矩，能达到降速提扭矩的目的。同时，驱动和传动相关的结构均内置，有利于通过滚筒筒体4隔离噪音，而所采用的行星齿轮减速机构5本身也具有噪音小的特点，因此，本公开能够从两方面有效地降低噪音。当将本公开提供的自驱动式滚筒总成应用到跑步机、走步机中时，基于以上的优点，可以显著地提高用户体验。
42.在本公开提供的具体实施方式中，其中的行星齿轮减速机构可以以任意合适的方式构造，例如，可以根据需求设置减速比，也可以根据可用的安装空间构造行星齿轮和太阳齿轮的布置方式。可选择地，在一些实施方式中，参考图4、图6和图7所示，行星齿轮减速机
构5可以包括内齿圈501、行星架502、行星齿轮503、太阳齿轮504，太阳齿轮504活动地同轴套设在芯轴1上且固连于转子磁钢3，内齿圈501的外侧壁与滚筒筒体4的内侧壁固定连接且与芯轴1同轴设置，行星架502固设在芯轴1上，行星齿轮503可绕自身轴线转动地设置在行星架502上且与太阳齿轮504和内齿圈501啮合配合。转子磁钢3于滚筒筒体1中发生转动时，带动太阳齿轮504同步转动，与太阳齿轮504啮合的行星齿轮503相对于太阳齿轮504反方向转动，同时，与行星齿轮503啮合的内齿圈501与行星齿轮503同方向旋转，并带动与之固定连接的滚筒筒体4同步旋转，以完成由转子磁钢3通过行星齿轮减速机构5与滚筒筒体4传动的过程。
43.在一些实施方式中，为了达到固定连接太阳齿轮504与转子磁钢3的目的，以及达到转子磁钢3可转动地间隙地套设于所述定子组件上的目的，参考图2、图4和图6所示，行星齿轮减速机构5可以包括端盖505，端盖505活动套设在芯轴1上并且一侧固连于转子磁钢3的端部，太阳齿轮504固连于端盖505背离转子磁钢3的另一侧。转子磁钢3通过端盖505带动太阳齿轮504同步旋转，同时太阳齿轮504通过端盖505将转子磁钢3可转动地间隙地套设于所述定子组件上。
44.在一些实施方式中，为了使行星齿轮503转动地设置在行星架502上，参考图6和图7所示，行星架502上固设有支承轴506，行星齿轮503可绕自身轴线转动地套设在支承轴506上。在本公开实施方式中，若行星齿轮503在支撑轴506上发生轴向位移，则会影响行星齿轮减速机构5的正常运转，因此行星齿轮503可以通过第一弹性挡圈507止挡以轴向限位在支承轴506上。
45.在一些实施方式中，若行星架502于芯轴1上发生轴向位移，则会影响行星齿轮减速机构5的正常运转。因此，参考图2和图6所示，行星架502套设于芯轴1上且与芯轴1键连接，行星架502通过第二弹性挡圈508止挡以轴向限位在芯轴1上。
46.在一些实施方式中，为了达到使行星齿轮减速机构5进一步平稳运转的目的，参考图7所示，行星齿轮503的数量为多个，多个行星齿轮503绕芯轴1的轴线彼此间隔均匀地布置。
47.在一些实施方式中，参考图2和图4所示，线圈绕组2和转子磁钢3均关于滚筒筒体4的中心点对称布置，转子磁钢3的两端设置有关于所述中心点对称构造的两个行星齿轮减速机构5。通过对称设置线圈绕组2、转子磁钢3以及行星齿轮减速机构5的方式，可以使本公开自驱动式滚筒总成运转更加平稳，有益于增大滚筒总成其自身的可靠性，并且能够提高其使用寿命。
48.考虑到转子磁钢3与所述定子组件构成的电机在运行时，会产生大量的热量，如积聚的热量长时间无法散掉，会影响电机的寿命，同时也会因过高的温度传到跑带上，会有异味产生，影响使用体验。因此，在一些实施方式中，参考图2、图4和图5所示，滚筒筒体4的两端均设有散热机构6，滚筒筒体4内构造有连通两端的散热机构6的流体通道。其中，流体通道可以包括芯轴1与滚筒筒体4之间的间隙、行星架502与滚筒筒体4之间的间隙、行星齿轮503之间的间隙以及转子磁钢3与滚筒筒体4之间的间隙。
49.在本公开实施方式中，为了便于将滚筒筒体4内部的热量散发出去，即将积聚在所述流体通道内的热量散发出去，参考图2和图5所示，散热机构6包括风扇601，该风扇601相对于滚筒筒体4固定以跟随滚筒筒体4转动。在风扇601跟随滚筒筒体4转动的同时，形成风
力以增大滚筒筒体4中的气流速度，将流体通道内的热量快速排出，提高散热效率。
50.其中，为了使滚筒筒体4达到更好的散热效果，可以使滚筒筒体4的内部与外部之间形成流体循环。滚筒筒体4两端的风扇601的扇叶的螺旋方向可以彼此相同地构造。此种构造方式，可以使滚筒筒体4两端的风扇601，一个用于吹风，另一个用于吸风，以此形成滚筒筒体4的内部与外部之间的流体循环，以达到更好的散热效果。
51.在一些实施方式中，为了使风扇601跟随滚筒筒体4同步旋转，以达到吹风或吸风效果，参考图1、图2和图5所示，散热机构6包括风扇支架602，该风扇支架602固设在滚筒筒体4和安装在芯轴1上的轴承606之间，并且风扇支架602上开设有通风孔603，风扇601在风扇支架602的内侧或外侧固连于风扇支架602。其中，风扇支架602与滚筒筒体4可采用螺钉连接或其他固定连接的方式，其目的是风扇支架602能够跟随滚筒筒体4同步旋转，进而带动与其固定连接的风扇601旋转，本公开此处不作具体限定。
52.在本公开实施方式中，风扇支架602构造为与芯轴1同轴的环形结构，通风孔603的数量为多个，多个通风孔603关于芯轴1的轴线均匀布置。
53.在一些实施方式中，参考图1、图2和图5所示，风扇601包括多个扇叶604和扇叶支架605，扇叶支架605构造为与芯轴1同轴的环形结构且固连于风扇支架602，多个扇叶604从扇叶支架602的内侧径向向内地延伸，并且绕芯轴1彼此间隔均匀地布置。其中，风扇支架602与风扇601可采用粘接的方式预先固定连接，在装配时作为整体安装在芯轴的端部，能够简化安装过程，提高装配效率。
54.在一些实施方式中，参考图1、图2和图8所示，芯轴1的外壁上自其一端沿轴向延伸有线缆槽101，线圈绕组2的电源线7通过该线缆槽101引出。
55.在另一些实施方式中，为了避免发生如现有技术方案中滚筒筒体与跑带之间易打滑的现象，参考图3所示，滚筒筒体4的外侧壁上设有防滑结构，例如防滑纹401。其中，防滑纹401可以采用滚花的形式以增大滚筒筒体4与跑带之间的摩擦力，也可以采用其他的形式增大滚筒筒体4与跑带之间的摩擦力，本公开此处不作具体限定。
56.根据本公开的第二个方面，提供一种跑步机，该跑步机包括上述的自驱动式滚筒总成。
57.根据本公开的第三个方面，提供一种走步机，该走步机包括上述的自驱动式滚筒总成。
58.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
59.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
60.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。