CN109701206A - 锻炼设备力源装置、锻炼设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锻炼设备力源装置、锻炼设备及其控制方法。该锻炼设备力源装置包括：移动件，移动件可移动地设置；施力机构，施力机构被配置为能对移动件直接施加作用力或者通过传动机构对移动件施加作用力。本发明提供的锻炼设备力源装置、锻炼设备及其控制方法中，施力机构能对移动件施加作用力。当其它作用力使移动件移动时，施力机构对移动件施加配合的作用力，达到训练功能。锻炼设备力源装置实现自动智能化，不易砸伤操作者，安全性能高。锻炼设备力源装置能实现自动智能控制，提升运动体验。锻炼设备力源装置能采集运动数据，自动调整控制模式，以匹配使用者的锻炼需求。

Description

锻炼设备力源装置、锻炼设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种锻炼设备力源装置、锻炼设备及其控制方法。

背景技术

随着经济的飞速发展，人们的工作日益繁忙，越来越多的人通过健身来锻 炼身体。因此，各种健身器材随着人们的需求而不断变化。现有的健身器材有 划船机或者类举重、拉力绳等运动器材。此类健身器材在自动化、智能性方面 有所欠缺，安全性不佳。

尤其是，在类举重运动中，操作者需要抓举或者挺举杠铃，实现健身，不 够自动化、智能化，导致健身体验不佳。

另外，传统杠铃的质量大，惯性大，不便于操作者操控。杠铃的质量大， 当操作者操作失误时，杠铃易砸伤操作者，造成安全事故。此类健身器材还无 法准确记录运动者的运动量数据。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术中的至少一个不足，提供一种能实 现自动化的锻炼设备力源装置、锻炼设备及其控制方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

根据本发明的第一方面，提供了一种锻炼设备力源装置。该锻炼设备力源 装置包括：移动件，所述移动件可移动地设置；施力机构，所述施力机构被配 置为能对所述移动件直接施加作用力或者通过传动机构对所述移动件施加作用 力。

可选地，所述施力机构被配置为，当其它作用力使移动件移动时，所述施 力机构对所述移动件施加的作用力构成移动件移动的阻力。

可选地，所述施力机构施加的作用力大小可调地设置。

可选地，所述施力机构输出的作用力方向可换地设置。

可选地，还包括控制装置，所述控制装置控制所述施力机构是否输出作用 力、输出作用力的方向和/或作用力大小。

可选地，所述移动件朝第一方向移动时，所述施力机构对所述移动件施加 的作用力构成所述移动件朝第一方向移动的阻力；所述移动件朝第二方向移动 时，所述施力机构对所述移动件施加的作用力可停止或可更换为所述移动件朝 第二方向移动的阻力，并且作用力大小可调地设置；所述第一方向与所述第二 方向相反或者呈钝角夹角。

可选地，所述施力机构可控制所述移动件运动地设置。

可选地，还包括第一导向装置，所述第一导向装置为所述移动件沿第一方 向移动时导向，所述移动件可沿所述第一导向装置移动地设置。

可选地，所述第一导向装置包括：导向杆，所述移动件可沿所述导向杆移 动地设置；和/或导向杆和第一滚轮，所述第一滚轮与所述导向杆相接触并可沿 所述导向杆滚动地设置；所述移动件与所述第一滚轮连接；和/或，所述第一导 向装置包括导向杆和第一套筒，所述第一套筒可沿所述导向杆滑动地套装在所 述导向杆上，所述移动件与所述第一套筒连接；和/或，所述第一导向装置包括 第一滑轨和第一滑块，所述第一滑块可沿所述第一滑轨滑动地连接在所述第一 滑轨上，所述移动件与所述第一滑块连接。

可选地，所述导向杆数目为多个，间隔设置；每个所述导向杆均设置有第 一滚轮；移动件与所述第一滚轮均连接。

可选地，所述第一滚轮数目为至少两个，两个第一滚轮分布在所述导向杆 径向两侧，共同夹持所述导向杆；所述移动件与所述至少两个第一滚轮均连接。

可选地，所述移动件包括一块第一侧板，所述第一滚轮可转动地设置在所 述第一侧板上；或者，所述移动件包括一对第一侧板，所述一对第一侧板分布 在所述导向杆径向两侧；第一滚轮可转动地设置在一对第一侧板之间。

可选地，所述第一滚轮上设有与所述导向杆相配合的凹槽，所述凹槽沿所 述第一滚轮周向设置一周；所述导向杆部分嵌入所述凹槽内。

可选地，还包括限位件，所述限位件被配置为能对所述移动件进行限位。

可选地，还包括：第二导向装置，所述第二导向装置为所述移动件沿第三 方向移动时导向，所述移动件和/或所述第一导向装置与所述第二导向装置连 接；所述第一方向与所述第三方向垂直或者呈锐角、钝角夹角设置；所述第二 导向装置与所述第一导向装置相同或者不相同。

可选地，所述传动机构选自链传动机构、带传动机构、蜗杆传动机构、齿 轮传动机构、绳传动机构、摩擦轮传动机构和/或齿轮与齿条的组合。

可选地，所述链传动机构包括传动链，所述施力机构驱动所述传动链旋转 地设置；所述移动件与所述传动链连接，所述施力机构通过所述传动链驱动所 述移动件移动。

可选地，还包括弹性张紧装置，所述弹性张紧装置可调节所述传动链张紧 程度地设置；所述弹性张紧装置具有弹性地设置。

可选地，所述弹性张紧装置包括弧形板，所述弧形板两端固定，所述弧形 板抵压所述传动链。

可选地，还包括：支撑框架，所述移动件、施力机构和/或传动机构可沿第 二方向移动地设置在所述支撑框架上；第二滚轮，所述第二滚轮支撑在所述支 撑框架上，并可沿第二方向滚动地设置；所述移动件、施力机构和/或传动机构 与所述第二滚轮连接。

可选地，还包括第一检测装置，所述检测装置用于检测所述移动件的加速 度。

可选地，所述施力机构包括伺服电机、直线电机和/或气缸。

可选地，所述伺服电机具有驱动控制器，所述驱动控制器配置为可检测所 述伺服电机的功率；和/或所述伺服电机设置有驱动控制器和输出轴，所述输出 轴上安装有检测所述输出轴转速的编码器，所述编码器根据所述输出轴的转速 向所述驱动控制器输送信号。

根据本发明的第二方面，提供了一种锻炼设备。该锻炼设备包括：上述锻 炼设备力源装置；及健身配件，所述健身配件与所述移动件连接。

可选地，所述健身配件为杆、拉绳、把手或拉环；所述杆、拉绳、把手或 拉环与所述移动件活动连接或固定连接。

可选地，健身配件与所述移动件通过连接件连接，所述连接件包括球形头 和球头座，所述球形头可转动地与所述球头座连接。

可选地，所述健身配件为杆，所述移动件为两个，两个所述移动件分别连 接在所述杆两端；所述球形头与所述杆固定连接或活动连接。

可选地，还包括水平测量仪，所述水平测量仪用于测量所述杆是否水平， 并根据测量结果输出信号。

可选地，控制装置，所述控制装置控制所述施力机构工作，并控制所述施 力机构输出的作用力方向及大小；第一检测装置，所述第一检测装置用于检测 所述移动件或所述健身配件的位置、位移、移动速度或者加速度，并向所述控 制装置输送信号；和/或，第二检测装置，所述第二检测装置用于检测所述施力 机构的功率大小，并向所述控制装置输送信号；所述控制装置根据所述第一检 测装置和/或第二检测装置输送的信号，控制所述施力机构停止或者输出作用力 方向和/或大小。

可选地，所述第一检测装置为编码器、位移传感器、速度传感器、转速传 感器、和/或加速度传感器。

根据本发明的第二方面，提供了一种锻炼设备控制方法。该锻炼设备控制 方法包括：所述设备包括施力机构和健身配件，所述施力机构对所述健身配件 施加作用力地设置，所述施力机构对所述健身配件的作用力使健身配件构成训 练负重；所述控制方法包括：检测健身配件是否处于训练者支撑状态；如检测 到健身配件未处于训练者支撑状态，则控制所述施力机构停止工作，使健身配 件停止移动。

可选地，所述检测健身配件是否处于训练者支撑状态，通过检测所述健身 配件的位置、位移、移动速度或加速度实现；所述健身配件移动速度或加速度 超过设定值时，即视为健身配件未处于训练者支撑状态；健身配件移动速度或 加速度未超过设定值时，即视为健身配件处于训练者支撑状态。

可选地，所述检测健身配件是否处于训练者支撑状态，通过检测施力机构 的功率或输出速度实现；所述施力机构实时功率未超过设定值时，视为健身配 件未处于训练者支撑状态；所述施力机构实时功率超过设定值时，视为健身配 件处于训练者支撑状态。

与现有技术相比，本发明提供的锻炼设备力源装置、锻炼设备及其控制方 法中，施力机构能对移动件施加作用力。当其它作用力使移动件移动时，施力 机构对移动件施加配合的作用力，达到训练功能。锻炼设备力源装置实现自动 智能化，不易砸伤操作者，安全性能高。锻炼设备力源装置能实现自动智能控 制，提升运动体验。锻炼设备力源装置能采集运动数据，自动调整控制模式， 以匹配使用者的锻炼需求。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特 征及其优点将会变得清楚。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的锻炼设备力源装置结构及使用状态示意图。

图2图1的局部结构示意图。

图3为本发明中的移动件及其它局部结构示意图。

图4为图1锻炼设备中的施力机构和传动机构的安装图。

图5为本发明实施例一提供的锻炼设备力源装置的控制原理示意图。

图6为本发明实施例二提供的锻炼设备力源装置的结构示意图。

图7为本发明实施例三提供的锻炼设备力源装置的控制原理示意图。

图8为本发明实施例五提供的锻炼设备力源装置的控制原理示意图。

图9为本发明实施例七的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

实施例一：

请参阅图1、图2和图5所示，其为本发明提供的一种锻炼设备力源装置。 该锻炼设备力源装置包括移动件300和施力机构。所述施力机构可以是伺服电 机、直线电机和/或气缸。在本实施例中，所述施力机构为伺服电机50。所述伺 服电机50具有输出轴51、驱动控制器52和编码器53。驱动控制器52用于驱 动控制，所输出轴51用于输出转矩。编码器53安装在输出轴51上，用于检测 输出轴51的转速及加速度。所述编码器53根据所述输出轴51的转速输送信号。 根据编码器53输送的信号，可判断输出轴51的转速或者加速度。所述驱动控制器52还可以检测所述伺服电机50的功率。

所述移动件300可移动地设置。所述移动件适于与健身配件比如杠铃杆、 把手、拉绳或拉环连接。所述施力机构用于对所述移动件施加作用力，或者， 所述施力机构通过传动机构对所述移动件施加作用力。

当其他作用力作用于所述移动件300时，所述移动件300移动。具体地， 当其他作用力，比如人力作用于所述移动件300时，所述施力机构对所述移动 件300施加的作用力构成所述移动件300移动的阻力。所述施力机构与其他作 用力配合作用于所述移动件300，达到训练功能。

所述移动件300能朝向第一方向及第二方向移动。所述第一方向与所述第 二方向相反或者呈钝角夹角。当所述移动件朝第一方向，比如向上移动时，所 述施力机构对所述移动件施加的作用力构成所述移动件300朝第一方向移动的 阻力。

当所述移动件300朝第二方向，比如向下移动时，所述施力机构对所述移 动件300施加的作用力可停止，不为所述移动件提供作用力，且移动件300停 止在该位置。或者，当所述移动件300朝第二方向移动时，所述施力机构对所 述移动件300施加的作用力可更换为所述移动件朝第二方向移动的阻力，并且 该作用力大小可调地设置。在本实施例中，所述施力机构还可以被设置为能控 制所述移动件运动，比如需要移动件停止时，施力机构可使移动件停止在某一 位置。

所述施力机构施加的作用力大小可调的设置。通过调节所述施力机构的作 用力大小，能匹配不同的训练需求。所述施力机构输出的作用力方向可更换地 设置，比如既可以朝上，也可以朝下。通过调节所述施力机构的作用力方向， 能匹配不同的训练状态。

如图5所示，为实现对所述施力机构的控制，所述锻炼设备力源装置还包 括控制装置200。所述控制装置200控制所述施力机构是否输出作用力、控制所 述施力机构的输出作用力的方向和/或控制所述施力机构的作用力大小。控制装 置200与所述驱动控制器52通信连接。所述编码器52与所述驱动控制器52通 信连接或与控制装置200通信连接。驱动控制器52检测到的伺服电机50的瞬 时功率并根据功率大小向控制装置200输送信号。控制装置200根据驱动控制 器52的信号可判断伺服电机50的瞬时功率。编码器53也可以根据检测的输出 轴51的转速或者加速度向控制装置200输送信号。控制装置200根据编码器53 输送的信号可判断输出轴51的转速或者加速度。控制装置200可采用可编程逻 辑控制器，也可以采用工控机或者电脑。

本实施例中，所述移动件300数目为两个，以下实施例中以其中一个移动 件300为例说明。所述移动件包括至少一块第一侧板30。在本实施例中，所述 移动件包括一对第一侧板30，所述一对第一侧板30分布在所述导向杆21径向 两侧。一对侧板30间隔设置，相互连接。一对侧板30的连接方式可以采用常 用的机械连接结构。进一步地，在所述第一侧板30上连接有第一连接轴32，第 一连接轴32两端分别与一对侧板30连接。

所述施力机构可通过传动机构40对所述移动件施加作用力。所述传动机构 40可选自链传动机构、带传动机构、蜗杆传动机构、齿轮传动机构、和/或齿轮 与齿条的组合等。在本实施例中，请参阅图4，所述传动机构40选自链传动机 构。所述链传动机构包括传动链41、主动链轮42和从动链轮43，所述施力机 构驱动所述传动链41旋转地设置。所述第一侧板30与所述传动链41连接，所 述施力机构通过所述传动链41驱动所述第一侧板30移动。具体地，所述主动 链轮42与从动链轮43径向间隔设置，所述传动链41环绕啮合于所述主动链轮 42和从动链轮43。当所述主动链轮42被驱动转动时，能带动所述传动链41和 从动链轮43转动。所述移动件固定连接在所述传动链41上。例如，所述传动 链41与所述第一齿条啮合固定。所述施力机构通过驱动所述主动链轮42转动， 从而带动所述传动链41转动，进而带动所述移动件300移动。

为驱动所述主动链轮42，在本实施例中，所述传动机构40还包括齿轮传动 机构，所述齿轮传动机构包括相啮合的主动齿轮46和从动齿轮45。所述主动链 轮42与所述从动齿轮45同轴安装。所述伺服电机50的输出轴51与所述主动 齿轮46连接。所述施力机构驱动所述主动齿轮46，从而带动所述从动齿轮45 转动。所述从动齿轮45转动时带动所述主动链轮42转动。

为对所述移动件300的移动方向进行引导，所述锻炼设备力源装置还包括 第一导向装置，所述移动件300可移动地设置在所述第一导向装置上，所述第 一导向装置能对所述移动件300的移动方向进行导向。当其他作用力作用于所 述移动件时，所述第一导向装置对所述移动件进行导向，使所述移动件沿第一 方向或者第二方向移动。本实施例中，第一导向装置数目为多个，每个移动件 设置有一个第一导向装置。

如图1至3所示，以下实施例以其中一个第一导向装置为例说明。在本实 施例中，所述第一导向装置包括导向杆21和第一滚轮22。所述导向杆21的数 目可以为一个或者多个。所述第一滚轮22与所述导向杆21相接触，并可沿所 述导向杆21的长度方向滚动。所述第一滚轮22可转动地连接在所述移动件上， 使所述移动件能沿所述导向杆21的长度方向移动。

为使所述第一滚轮22能沿所述导向杆21滚动，所述第一滚轮22上设有与 所述导向杆21相配合的凹槽。所述凹槽沿所述第一滚轮22周向设置一周。所 述导向杆21部分嵌入所述凹槽内。所述第一滚轮22能在所述导向杆21上滚动， 所述第一滚轮22不会脱离于所述导向杆21。

为使所述第一导向装置能更好地对所述移动件进行导向，在本实施例中， 所述导向杆21的数目为两根，两根所述导向杆21间隔设置。其中一根所述导 向杆21上均设置有两个第一滚轮22。两个第一滚轮22分别位于导向杆21径向 两次侧，夹持导向杆22。所述移动件与所述第一滚均22轮连接，使所述移动件 沿所述导向杆21的长度方向移动。

所述第一滚轮22可转动地套设在所述第一连接轴32上，并位于一对第一 侧板30之间。所述第一滚轮22通过滚动轴承(图中未示出)可转动地设置在 所述第一连接轴32上。所述第一滚轮22数目为至少两个。本实施例中所述为 三个。其中两个所述第一滚轮22分布在一根所述导向杆21的径向两侧，共同 夹持所述导向杆21。第三个第一滚轮22设置在第二根导向杆21一侧，可沿该 导向杆21滚动。所述移动件300与所述三个第一滚轮22均连接，使所述移动 件300沿所述导向杆21的长度方向移动。

请结合参阅图2和图4，为使所述传动链41平稳传动，所述锻炼设备力源 装置还包括弹性张紧装置。所述弹性张紧装置具有弹性地设置，可调节所述传 动链41的张紧程度。具体地，所述弹性张紧装置包括弧形板82。所述弧形板 82两端固定。例如，所述弧形板82固定连接在所述第一导向杆21上。所述弧 形板82抵压所述传动链41。进一步地，所述弧形板82由高密度聚乙烯材料制 成。高密度聚乙烯的刚性、韧性和耐磨性较高，机械强度较好。当然，在其他 实施例中，所述弧形板82可被替换为张紧轮。

请参阅图1，所述锻炼设备力源装置还包括支撑框架10和第二导向装置70。 所述移动件、施力机构和/或传动机构可沿第三方向移动地设置在所述支撑框架 10上。所述移动件还能沿第三方向移动。所述第一方向与所述第三方向垂直或 者呈锐角、钝角夹角设置。所述第二导向装置70对所述移动件导向，以使所述 移动件沿第三方向移动。所述移动件和/或所述第一导向装置与所述第二导向装 置70连接。所述第二导向装置70与所述第一导向装置相同或者不相同地设置。 例如，所述施力机构可安装在所述第二导向装置70上。如图2所示，每根导向 杆21上下两端均设置有第二导向装置70。上下两个第二导向装置70结构既可 以相同，也可以不同。在如图所示的示例中，第二导向装置70包括第二导向杆75、第三滚轮72、第二套筒76和一对第二侧板71。第三滚轮72可转动地设置 在一对第二侧板71之间。第三滚轮72可沿第二导向杆75滚动地设置。第二套 筒76套装在第二导向杆75上并可沿第二导向杆75滑动。一对第二侧板71与 第二套筒76连接。第一导向杆21上端与一对第二侧板71连接。根据本发明的 优选实施例，第二侧板71上还设置有第二滚轮81。第二滚轮81支撑在支撑框 架10上，并可沿支撑框架10滚动。设置第二滚轮81，可确保第二侧板71移动时更稳定。所述第二滚轮81支撑在所述支撑框架10上，并可沿第三移方向滚 动地设置。当所述移动件沿第三方向移动时，带动所述第二滚轮81在所述支撑 框架10上滚动。

使用时，当人力向上托举移动件300时，伺服电机50可输出作用力使其成 为移动件300向上移动的阻力。比如，伺服电机50输出30公斤的阻力，则人 力需要大于30公斤才能将移动件300向上托举。这样设置可使本发明中的力源 装置应用于健身器械中。在使用过程中，本发明装置还可判断移动件300是否 一直处于人力支撑的状态还是处于非受支撑状态，进而可判断是否对人身造成 伤害。

本实施例可以有两种方法判断移动件300是否处于受支撑的状态。其一是： 当移动件300无任何支撑时，其在重力作用下向下自由落体运动，并具有一定 的加速度，将该加速度数值作为参考加速度值。该加速度数值可根据实际运行 状况测量得出。当有支撑力支撑移动件300而阻止其下落时，移动件300的下 降的加速度必定小于参考加速度值。控制装置200通过编码器52可获知输出轴 51的转速，进而可换算得知输出轴51的加速度。输出轴51旋转的加速度与移 动件300下降的加速度相当。因此，得知输出轴51的加速度即可获知移动件300 下降的加速度。为减小误差，还可以将参考加速度值的80％至100％之间的任意值作为设定值，即如检测获知的移动件300的加速度小于参考加速度值的80％， 则说明移动件300处于有支撑的状态。如检测获知的移动件300的加速度等于 或大于参考加速度值的80％，则说明移动件300处于无支撑的状态。

另一种判断移动件300是否处于受支撑的状态的方法是：伺服电机50对移 动件300施加向下的作用力，当移动件300未受支撑时，伺服电机50具有一定 的输出功率值，且该输出功率值可通过驱动控制器52获知或者通过设置电流及 电压检测装置获知。将此功率值作为参考功率值，或者将该参考功率值的100％ 至120％之间的任意值作为设定值。当移动件300受到支撑而无法顺利下降时， 则伺服电机50的输出功率或增大。因此，根据检测获知的伺服电机50的瞬时 功率并与设定值比较，可判断移动件300是否处于受支撑的状态。当伺服电机 50的输出功率大于设定值时，则判断移动件300处于受支撑的状态；当伺服电 机50的输出功率小于等于设定值时，则判断移动件300处于未受支撑的状态。

以上两种判断移动件300是否处于受支撑状态的方法可择其一采用，也可 以同时采用两者方法。

所述施力机构能对移动件300施加作用力。当其它作用力使移动件300移 动时，所述施力机构对所述移动件300施加配合的作用力，达到训练功能。所 述锻炼设备力源装置能实现自动智能控制，提升运动体验。所述锻炼设备力源 装置能采集运动数据，自动调整控制模式，以匹配使用者的锻炼需求。

实施例二：

作为实施例一的变形，本发明提供了又一种锻炼设备。与实施例一不同的 是：请参阅图6，所述第一导向装置包括导向杆21和第一套筒23。所述第一套 筒23可沿所述导向杆21滑动地套装在所述导向杆21上。所述移动件300与所 述第一套筒23连接。

实施例三：

本实施例与实施例一的不同之处在于，为检测所述移动件300的运动状态， 所述锻炼设备力源装置还包括第一检测装置，所述第一检测装置用于检测所述 移动件300的加速度。所述第一检测装置为位移传感器、速度传感器、转速传 感器、和/或加速度传感器。如图7所示，本实施例中，第一检测装置为加速度 传感器301。加速度传感器301采用电容式加速度传感器。加速度传感器301设 置在第一侧板30上。加速度传感器301与控制装置300通信连接。移动件300 下降过程中，加速度传感器301可检测移动件300下降的加速度，并将信号输 送给控制装置300。控制装置300根据加速度传感器301的信号可判断移动件 300的加速度，进而可判断移动件300是否处于受支撑的状态。采用第一检测装 置时，可不再使用编码器503判断移动件300是否处于受支撑状态，也可以同 时使用编码器503判断移动件300是否处于受支撑状态。

实施例四：

作为实施例一的变形，本发明提供了又一种锻炼设备力源装置。与实施例 一不同的是：所述第一导向装置为第一滑轨和第一滑块，所述第一滑块可沿所 述第一滑轨滑动地连接在所述第一滑轨上，所述移动件300与所述第一滑块连 接。

所述第一导向装置可采用上述四个实施例的其中一个或者多个组合。所述 第二导向装置与上述所述第一导向装置可相同或者不相同地设置。

实施例五：

本发明还提供了一种锻炼设备，请查阅图1和图2，所述练设备包括健身配 件和上述锻炼设备力源装置。所述健身配件与所述移动件连接。当操作者操作 所述健身配件移动时，所述健身配件对所述移动件施加其他作用力，使所述第 移动件移动，所述施力机构对所述移动件施加配合的作用力，实现训练功能。

所述健身配件为杆、拉绳、把手或拉环等。在本实施例中，所述健身配件 为杆90。所述移动件为两个，两个所述移动件300分别连接在所述杆90两端。

所述杆90与所述移动件活动连接或者固定连接。在本实施例中，所述杆90 与所述移动件活动连接在一起。具体地，所述杆90可在三个自由度活动地与所 述移动件连接。进一步地，请查阅图2和图9，所述健身配件与所述移动件通过 连接件连接。所述连接件包括球形头32和球头座31。所述球形头32可转动地 与所述球头座31连接。所述球形头32套设在所述杆90上。两个所述球头座31 连接在所述移动件的第一侧板21上。上下两个球头座31从上方和下方夹持所 述球形头32，并且球形头32可在两个球头座31之间转动，由此可实现杆90端 部在水平面、竖直平面内摆动，且其可绕自身轴线转动。当然，在其他实施例 中，所述球形头可连接在所述移动件上，所述球头座连接在所述健身配件上。

所述锻炼设备还包括控制装置200，所述控制装置200控制所述施力机构工 作，并控制所述施力机构输出的作用力方向及大小。所述锻炼设备还包括第一 检测装置和/或第二检测装置。所述第一检测装置用于检测所述移动件或所述健 身配件的位置、位移、移动速度或者加速度，并向所述控制装置输送信号。第 一位置检测装置可以是位移传感器202，例如光栅尺。所述位移传感器202设置 在支撑框架10上，检测杆90的位移，并输送信号给控制装置200。控制装置 200根据位移传感器202输送的信号，可计算杆90的移动速度及加速度。或者， 还可以在移动件或杆90上设置如实施例三所述的加速度传感器301，通过加速度传感器301可检测杆90或移动件的加速度。如果训练者正常训练，杆90下 降的速度或加速度应该是一个正常数值，并可见将此正常数值作为设定值。当 训练者无法支撑杆90时，杆90的下降速度或者加速度就会超出正常数值。如 检测到杆90的下降速度或者加速度超过设定值，可将其视为训练者无法支撑杆 90,由控制装置200控制施力机构停止，立即使移动件及杆90停止下落，以免 砸伤训练者。

如判断训练者是否能够正常训练，能够支撑杆90，还可以设置第二检测装 置用于检测所述施力机构的瞬时输出功率是否与设定值相当来判断杆90是否处 于受支撑状态。如伺服电机50输出20公斤向下的力，如果训练者未上举杆90， 此时伺服电机50的功率较小，可将此数值视为设定值作为对比对象。当训练者 向上举杆90，此时伺服电机50的输出功率将大于无训练者上举杆90时的功率。 通过检测伺服电机50的功率是否大于设定值，可判断是否有训练者在上举杆90。 如无训练者上举，则判断为训练者失去对杆90的支撑，处于危险状态。此时由 控制装置控制伺服电机50停止工作，使杆90立即停止运动。对于伺服电机50 的功率的判断阈值，可以设置为在检测到的功率未大于设定值的20％、50％或者 1倍以上时，即视为训练者无法支撑杆90。至于是20％、50％，还是1倍，可根 据实际情况确定。

所述锻炼设备还可以设置水平测量仪，所述水平测量仪用于测量所述杆90 是否水平，并根据测量结果输出信号。根据所述水平测量仪检测到的水平度， 能对训练状况进行相应分析。例如，所述水平测量仪为设置在所述杆90上的陀 螺仪91。又例如，所述水平测量仪还可以是用于检测所述杆90水平度的光栅尺 或者激光检测器等。如果检测到杆90未处于水平状态，可调整其中一个伺服电 机50，驱动杆90的一端移动使杆90处于水平状态。

实施例六：

本发明还提供了一种锻炼设备控制方法，请查阅图1和图2，所述锻炼设备 包括施力机构和健身配件，所述施力机构对所述健身配件施加作用力地设置， 所述施力机构对所述健身配件的作用力使健身配件构成训练负重。

所述控制方法包括：所述检测健身配件是否处于训练者支撑状态。如检测 到所述健身配件未处于训练者支撑状态，则控制所述施力机构停止工作，使健 身配件停止移动。

可选地，通过检测所述健身配件的位置、位移、移动速度或加速度，来检 测所述健身配件是否处于训练者支撑状态；所述健身配件移动速度或加速度超 过设定值时，即视为健身配件未处于训练者支撑状态。例如，根据上述第一检 测装置的检测数据，上述控制装置判断所述检测健身配件是否处于训练者支撑 状态；当检测到所述健身配件未处于训练者支撑状态时，上述控制装置控制所 述施力机构停止工作，使健身配件停止移动。

可选地，通过检测施力机构的功率或输出速度实现，来检测所述健身配件 是否处于训练者支撑状态；所述施力机构实时功率未超过设定值时，视为健身 配件未处于训练者支撑状态。例如，根据上述第二检测装置的检测数据，上述 控制装置判断所述检测健身配件是否处于训练者支撑状态；当检测到所述健身 配件未处于训练者支撑状态时，上述控制装置控制所述施力机构停止工作，使 健身配件停止移动。

实施例七：

如图9所示，本实施例在实施例1的基础上，增加了限位件。限位件包括 限位套筒90和销子91。限位套筒90套装在导向杆21上，并可沿导向杆21滑 动。销子91插置在限位套筒90上。导向杆21上设置有多个孔92。销子91插 入孔92内，可将限位套筒90限制在某一位置。限位套筒90可阻挡移动件的第 一侧板30下落。在训练时，可将限位套筒90设置在合适的高度，当训练者失 去对杆90和移动件的支撑时，限位套筒90可防止杆90下落过多而砸伤训练者。

以上仅为本发明较佳的实施例，并不用于局限发明的保护范围，任何在本 发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (33)

1.一种锻炼设备力源装置，其特征在于，包括：

移动件，所述移动件可移动地设置；

施力机构，所述施力机构被配置为能对所述移动件直接施加作用力或者通过传动机构对所述移动件施加作用力。

2.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述施力机构被配置为，当其它作用力使移动件移动时，所述施力机构对所述移动件施加的作用力构成移动件移动的阻力。

3.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述施力机构施加的作用力大小可调地设置。

4.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述施力机构输出的作用力方向可换地设置。

5.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

还包括控制装置，所述控制装置控制所述施力机构是否输出作用力、输出作用力的方向和/或作用力大小。

6.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述移动件朝第一方向移动时，所述施力机构对所述移动件施加的作用力构成所述移动件朝第一方向移动的阻力；所述移动件朝第二方向移动时，所述施力机构对所述移动件施加的作用力可停止或可更换为所述移动件朝第二方向移动的阻力，并且作用力大小可调地设置；所述第一方向与所述第二方向相反或者呈钝角夹角。

7.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述施力机构可控制所述移动件运动地设置。

8.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：还包括：

第一导向装置，所述第一导向装置为所述移动件沿第一方向移动时导向，所述移动件可沿所述第一导向装置移动地设置。

9.根据权利要求8所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述第一导向装置包括：

导向杆，所述移动件可沿所述导向杆移动地设置；和/或

导向杆和第一滚轮，所述第一滚轮与所述导向杆相接触并可沿所述导向杆滚动地设置；所述移动件与所述第一滚轮连接；和/或，

所述第一导向装置包括导向杆和第一套筒，所述第一套筒可沿所述导向杆滑动地套装在所述导向杆上，所述移动件与所述第一套筒连接；和/或，

所述第一导向装置包括第一滑轨和第一滑块，所述第一滑块可沿所述第一滑轨滑动地连接在所述第一滑轨上，所述移动件与所述第一滑块连接。

10.根据权利要求9所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述导向杆数目为多个，间隔设置；每个所述导向杆均设置有第一滚轮；移动件与所述第一滚轮均连接。

11.根据权利要求9所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述第一滚轮数目为至少两个，两个第一滚轮分布在所述导向杆径向两侧，共同夹持所述导向杆；所述移动件与所述至少两个第一滚轮均连接。

12.根据权利要求9或10所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述移动件包括一块第一侧板，所述第一滚轮可转动地设置在所述第一侧板上；或者，

所述移动件包括一对第一侧板，所述一对第一侧板分布在所述导向杆径向两侧；第一滚轮可转动地设置在一对第一侧板之间。

13.根据权利要求9或10所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述第一滚轮上设有与所述导向杆相配合的凹槽，所述凹槽沿所述第一滚轮周向设置一周；所述导向杆部分嵌入所述凹槽内。

14.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于还包括限位件，所述限位件被配置为能对所述移动件进行限位。

15.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于，还包括：

第二导向装置，所述第二导向装置为所述移动件沿第三方向移动时导向，所述移动件和/或所述第一导向装置与所述第二导向装置连接；所述第一方向与所述第三方向垂直或者呈锐角、钝角夹角设置；所述第二导向装置与所述第一导向装置相同或者不相同。

16.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述传动机构选自链传动机构、带传动机构、蜗杆传动机构、齿轮传动机构、绳传动机构、摩擦轮传动机构和/或齿轮与齿条的组合。

17.根据权利要求16所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述链传动机构包括传动链，所述施力机构驱动所述传动链旋转地设置；所述移动件与所述传动链连接，所述施力机构通过所述传动链驱动所述移动件移动。

18.根据权利要求17所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：还包括弹性张紧装置，所述弹性张紧装置可调节所述传动链张紧程度地设置；所述弹性张紧装置具有弹性地设置。

19.根据权利要求17所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：所述弹性张紧装置包括弧形板，所述弧形板两端固定，所述弧形板抵压所述传动链。

20.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于，还包括：

支撑框架，所述移动件、施力机构和/或传动机构可沿第二方向移动地设置在所述支撑框架上；

第二滚轮，所述第二滚轮支撑在所述支撑框架上，并可沿第二方向滚动地设置；所述移动件、施力机构和/或传动机构与所述第二滚轮连接。

21.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

还包括第一检测装置，所述检测装置用于检测所述移动件的加速度。

22.根据权利要求1所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述施力机构包括伺服电机、直线电机和/或气缸。

23.根据权利要求22所述的锻炼设备力源装置，其特征在于：

所述伺服电机具有驱动控制器，所述驱动控制器配置为可检测所述伺服电机的功率；和/或

所述伺服电机设置有驱动控制器和输出轴，所述输出轴上安装有检测所述输出轴转速的编码器，所述编码器根据所述输出轴的转速向所述驱动控制器输送信号。

24.锻炼设备，其特征在于，包括：

权利要求1至23任一权利要求所述的锻炼设备力源装置；及

健身配件，所述健身配件与所述移动件连接。

25.根据权利要求24所述的锻炼设备，其特征在于：

所述健身配件为杆、拉绳、把手或拉环，所述杆、拉绳、把手或拉环与所述移动件活动连接或固定连接。

26.根据权利要求24所述的锻炼设备，其特征在于：

健身配件与所述移动件通过连接件连接，所述连接件包括球形头和球头座，所述球形头可转动地与所述球头座连接。

27.根据权利要求26所述的锻炼设备，其特征在于：

所述健身配件为杆，所述移动件为两个，两个所述移动件分别连接在所述杆两端；所述球形头与所述杆固定连接或活动连接。

28.根据权利要求27所述的锻炼设备，其特征在于：还包括水平测量仪，所述水平测量仪用于测量所述杆是否水平，并根据测量结果输出信号。

29.根据权利要求24所述的锻炼设备，其特征在于：还包括：

控制装置，所述控制装置控制所述施力机构工作，并控制所述施力机构输出的作用力方向及大小；

第一检测装置，所述第一检测装置用于检测所述移动件或所述健身配件的位置、位移、移动速度或者加速度，并向所述控制装置输送信号；和/或，

第二检测装置，所述第二检测装置用于检测所述施力机构的功率大小，并向所述控制装置输送信号；

所述控制装置根据所述第一检测装置和/或第二检测装置输送的信号，控制所述施力机构停止或者输出作用力方向和/或大小。

30.根据权利要求29所述的锻炼设备，其特征在于：所述第一检测装置为编码器、位移传感器、速度传感器、转速传感器、和/或加速度传感器。

31.锻炼设备控制方法，其特征在于，所述设备包括施力机构和健身配件，所述施力机构对所述健身配件施加作用力地设置，所述施力机构对所述健身配件的作用力使健身配件构成训练负重；所述控制方法包括：

检测健身配件是否处于训练者支撑状态；

如检测到健身配件未处于训练者支撑状态，则控制所述施力机构停止工作，使健身配件停止移动。

32.根据权利要求31所述的锻炼设备控制方法，其特征在于：

所述检测健身配件是否处于训练者支撑状态，通过检测所述健身配件的位置、位移、移动速度或加速度实现；所述健身配件移动速度或加速度超过设定值时，即视为健身配件未处于训练者支撑状态；健身配件移动速度或加速度未超过设定值时，即视为健身配件处于训练者支撑状态。

33.根据权利要求31所述的锻炼设备控制方法，其特征在于：

所述检测健身配件是否处于训练者支撑状态，通过检测施力机构的功率或输出速度实现；所述施力机构实时功率未超过设定值时，视为健身配件未处于训练者支撑状态；所述施力机构实时功率超过设定值时，视为健身配件处于训练者支撑状态。