CN113318392A - 一种智能健身器械的支臂位置获取系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能健身器械的支臂位置获取系统及方法，包括第一检测单元，用于检测轨道绕自身轴线转动的角度；第二检测单元，用于检测支臂沿轨道平移的位置；第三检测单元，用于检测支臂绕支臂与轨道交点转动的角度；上位机，与第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元均信号连接。本发明提供一种智能健身器械的支臂位置获取系统及方法，以填补现有技术中对于智能健身器械支臂位置获取的技术空白，实现准确获取支臂位置，为判断健身动作是否合适和安全提供充分依据的目的。

Description

一种智能健身器械的支臂位置获取系统及方法

技术领域

本发明涉及健身器械领域，具体涉及一种智能健身器械的支臂位置获取系统及方法。

背景技术

在本案申请人所研发的智能健身器械中，用户通过拉动支臂末端的拉绳进行阻抗运动，通过调整支臂位置改变拉绳的起始位置，以进行不同的动作锻炼，并满足不同身高或发力习惯的用户进行使用。在具体运用时，主机需要获取两侧支臂的当前位置以确定进行相应的动作是否合适和安全，然而现有技术没有针对该类支臂有效进行位置获取的技术方案。

发明内容

本发明提供一种智能健身器械的支臂位置获取系统及方法，以填补现有技术中对于智能健身器械支臂位置获取的技术空白，实现准确获取支臂位置，为判断健身动作是否合适和安全提供充分依据的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种智能健身器械的支臂位置获取系统，包括：

第一检测单元，用于检测轨道绕自身轴线转动的角度；

第二检测单元，用于检测支臂沿轨道平移的位置；

第三检测单元，用于检测支臂绕支臂与轨道交点转动的角度；

上位机，与第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元均信号连接。

本发明首先提出一种智能健身器械的支臂位置获取系统，本系统由第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元对支臂的三个自由度进行检测，分别得到轨道绕自身轴线转动的角度、支臂沿轨道平移的位置、支臂绕支臂与轨道交点转动的角度。本发明通过三个检测单元的共同作用，以此准确获取支臂位置，为上位机判断健身动作是否合适和安全提供充分依据，从而填补了现有技术的空白。其中第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元与上位机的信号连接方式，可以是有线连接，也可以是无线连接。

进一步的，所述第一检测单元包括光电传感器或角度传感器。其中光电传感器/角度传感器均可采用现有设备。

进一步的，所述第二检测单元包括位于轨道上的若干感应装置、位于支臂沿轨道平移端的发生装置，所述感应装置能够感应所述发生装置。本方案在轨道上设置若干感应装置，当支臂沿轨道平移至合适距离时，能够被对应的某个感应装置感应到，感应装置向上位机发送检测信号，上位机通过信号来源位置即可判断支臂沿轨道平移的位置。

进一步的，所述感应装置为霍尔元件，所述发生装置为永磁块。

进一步的，所述轨道上沿轴向设置若干插槽，每个插槽内均设置感应装置。支臂与轨道连接的端部可设置与插槽相匹配的插销，便于插入插槽内实现在设定档位的固定，同时也便于第二检测单元的检测。

进一步的，所述第三检测单元包括加速度测量模块，所述加速度测量模块用于测量支臂在X轴、Y轴方向的加速度；其中Y轴平行于支臂轴线、X轴垂直于Y轴。本方案中，通过XY轴加速度读数的角度来判断支臂当前转动角度，加速度测量模块的检测数据发送至上位机，上位机即可得到支臂的上下转动角度。

一种智能健身器械的支臂位置获取方法：

第一检测单元检测轨道绕自身轴线转动的角度；

第二检测单元检测支臂沿轨道平移的位置；

第三检测单元检测支臂绕支臂与轨道交点转动的角度；

上位机接收第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元的检测信号，记录和/或输出检测结果。

进一步的，所述第一检测单元位于轨道下方，并实时读取轨道的转动角度并发送至上位机。

进一步的，当支臂与轨道连接的一端通过插销插入轨道内对应的某个插槽时，由位于插槽内的第二检测单元检测到插销，并向上位机发送检测信号，上位机通过信号来源位置判断支臂沿轨道平移的位置。

进一步的，所述第三检测单元包括分别用于检测两侧支臂的两个加速度测量模块，所述加速度测量模块用于测量对应支臂在X轴、Y轴方向的加速度；且当两个支臂均垂直于地面时，两个加速度测量模块所对应的X轴方向相反；上位机接收到第三检测单元的信号后，首先通过X轴数据判断数据来自哪一侧的支臂；当两侧支臂的X轴数据一致时，判断两侧支臂均垂直于地面。

本方案中由于左右支臂的加速度测量模块所对应的X轴是反向的，因此可以通过X轴数据判断数据来自左臂还是右臂，当左右臂竖直时X轴读数一致，此时不需要区分左右臂。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种智能健身器械的支臂位置获取系统及方法，能够准确获取支臂位置，为上位机判断健身动作是否合适和安全提供充分依据，从而填补了现有技术的空白。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例的系统连接示意图；

图2为本发明具体实施例的主视图；

图3为本发明具体实施例中第一调节组件的示意图；

图4为本发明具体实施例中轨道内的局部结构示意图；

图5为本发明具体实施例中轨道内的主视图

图6为本发明具体实施例中第二调节组件中的局部结构示意图；

图7为本发明具体实施例中手柄的结构示意图；

图8为本发明具体实施例中C型件的结构示意图；

图9为本发明具体实施例中定位销的结构示意图；

图10为本发明具体实施例中定位销的局部结构示意图；

图11为本发明具体实施例中第三调节组价的局部结构示意图；

图12为本发明具体实施例中调节座与端头的局部结构示意图；

图13为本发明具体实施例中调节座与端头的局部结构示意图；

图14为本发明具体实施例中调节杆的结构示意图；

图15为本发明具体实施例中第一连接件的结构示意图；

图16为本发明具体实施例中第二连接件的结构示意图；

图17为本发明具体实施例中支臂绕支臂与轨道交点转动过程的示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-支架，8-轨道，9-端头，10-调节座，11-插孔，12-定位块，13-第三转轴，14-盖板，15- 调节杆，16-第一转轴，17-第一连接件，18-第二转轴，19-第二连接件，20-第一弹簧，21-第二通槽，22-第四转轴，23-插槽，24-定位销，241-缺口，242-销轴，243-安装件，244-销筒， 245-第二弹簧，246-套筒，247-凸缘，25-手柄，251-弯钩部，252-第一螺纹孔，26-C型件， 261-定位槽，262-第二螺纹孔，263-夹片，27-机体，28-支臂，29-齿盘，30-齿形件，31-第五转轴。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

实施例1：

如图1所示的一种智能健身器械的支臂位置获取系统，包括：

第一检测单元，用于检测轨道绕自身轴线转动的角度；

第二检测单元，用于检测支臂沿轨道平移的位置；

第三检测单元，用于检测支臂绕支臂与轨道交点转动的角度；

上位机，与第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元均信号连接。

其中第一检测单元为光电传感器或角度传感器。第二检测单元包括位于轨道上的若干感应装置、位于支臂沿轨道平移端的发生装置，感应装置能够感应发生装置。感应装置为霍尔元件，发生装置为永磁块。轨道上沿轴向设置若干插槽，每个插槽内均设置感应装置。

第三检测单元包括加速度测量模块(IMU模块)，加速度测量模块用于测量支臂在X轴、 Y轴方向的加速度；其中Y轴平行于支臂轴线、X轴垂直于Y轴。

本实施例的获取方法为：

第一检测单元检测轨道绕自身轴线转动的角度；

第二检测单元检测支臂沿轨道平移的位置；

第三检测单元检测支臂绕支臂与轨道交点转动的角度；

上位机接收第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元的检测信号，记录和/或输出检测结果。

其中第一检测单元位于轨道下方，并实时读取轨道的转动角度并发送至上位机。

当支臂与轨道连接的一端通过插销插入轨道内对应的某个插槽时，由位于插槽内的第二检测单元检测到插销，并向上位机发送检测信号，上位机通过信号来源位置判断支臂沿轨道平移的位置。

本实施例中，第三检测单元与上位机之间通过蓝牙模块进行通信。第一检测单元、第二检测单元与上位机之间通过信号线连接。

实施例2：

在实施例1的基础上，第三检测单元包括分别用于检测两侧支臂的两个加速度测量模块，加速度测量模块用于测量对应支臂在X轴、Y轴方向的加速度。

本实施例中，加速度测量模块实际上测量的是重力加速度的值和方向，通过获取重力加速度的值和其相对于支臂的方向，以此来判断支臂角度。

如图17所示，当两个支臂均垂直于地面时，两个加速度测量模块所对应的X轴方向相反；在具体工作时：

上位机接收到两侧的加速度测量模块的信号后，首先判断两侧的加速度测量值，若两侧的Y轴方向加速度的矢量相等，则判断两侧支臂此时均竖直向下，无需区分左右臂；若不满足前述条件，则通过X轴加速度的矢量方向判断数据来自哪一侧的支臂，以此实现对左右臂的稳定区分、对左右臂角度的独立精准判断。

实施例3：

一种智能健身器械的支臂位置获取系统，如图2所示，包括机体27，还包括转动连接在机体27上的轨道8、滑动配合在轨道8内的调节座10、转动连接在调节座10上的端头9、与端头9固定连接的支臂28；还包括，

第一调节组件，用于调节轨道8在机体27上绕轨道自身轴线的转动角度；

第二调节组件，用于调节调节座10在轨道8内的轴向位置(即支臂沿轨道平移的位置)；

第三调节组件，用于调节端头9在调节座10上的转动角度(即支臂绕支臂与轨道交点转动的角度)。

实施例4：

一种智能健身器械的支臂位置获取系统，在实施例2的基础上，第一调节组件包括与轨道8固定连接的第五转轴31，第五转轴31上固定套设齿盘29，还包括用于与齿盘29相匹配的齿形件30，齿形件30由驱动装置驱动与齿盘29啮合和脱离。

本实施例中，驱动装置驱动齿形件30上下翻转实现与齿盘29的啮合与脱离，如图2所示：图2中右侧为齿盘29与齿形件30相啮合的示意，左侧为齿盘29与齿形件30相互脱离的示意。

在一个或多个优选的实施方式中，驱动装置为设置在机体27内的电磁阀。

实施例5：

一种智能健身器械的支臂位置获取系统，在实施例2或3的基础上，如图4至图10所示，

第二调节组件包括沿轴向设置在轨道8上的若干插槽23、与调节座10相连的定位销24，定位销24能够插入插槽23内；还包括用于控制定位销24进出插槽23的手柄25。

本实施例中，霍尔元件设置在每个插槽23的底部，定位销24上固定连接永磁块。

还包括转动连接在调节座10上的C型件26，手柄25与C型件26固定连接，定位销24与C型件26可拆卸连接；C型件26与调节座10之间通过第四转轴22转动连接；手柄25 与C型件26之间通过螺栓连接；手柄25上设置弯钩部251，弯钩部251上开设第一螺纹孔 252；C型件26上开设与弯钩部251相匹配的定位槽261，定位槽261内开设第二螺纹孔262；第一螺纹孔252与第二螺纹孔262相互匹配，当弯钩部251钩住定位槽261时，第一螺纹孔 252正对第二螺纹孔262。

C型件26上设置夹片263，定位销24端部设置用于夹持夹片263的缺口241；定位销24包括销轴242，销轴242的一端固定连接安装件243、另一端活动套设销筒244；缺口241 位于安装件243上，销筒244与安装件243之间连接第二弹簧245；定位销24还包括用于包覆销轴242的套筒246，套筒246顶部固定连接凸缘247，安装件243固定在凸缘247上，销轴242穿过凸缘247进入安装件243内，销筒244活动插入至套筒246内；第二弹簧245套设在销轴242外，第二弹簧245的两端分别与销筒244、安装件243固定连接。

实施例6：

一种智能健身器械的支臂位置获取系统，在实施例2～4的基础上，如图11至图16所示，第三调节组件包括设置在调节座10上、沿端头9转动方向环形分布的若干插孔11，端头9 上设置与插孔11相匹配的定位块12，定位块12能够进出插孔11。

调节座10的相对两侧均具有若干环形分布的插孔11，端头9包括两个定位块12，两个定位块12分别对应调节座10两侧的插孔11；端头9与调节座10通过第三转轴13转动连接。

端头9内部设置两个调节杆15，两个定位块12分别位于两个调节杆15上；且每个定位块12位于对应的调节杆15的一端，两个调节杆15呈剪式结构；两个调节杆15相互绕第一转轴16铰接，第一转轴16位于调节杆15两端之间；两个调节杆15上远离定位块12所在方向的一端均转动连接有第一连接件17；两个第一连接件17相互绕第二转轴18铰接；还包括位于端头9内的第二连接件19，第二转轴18安装在第二连接件19的一端，第二连接件19 的另一端沿端头9轴向朝向远离调节杆15的方向延伸；且第二连接件19远离第二转轴18的一端，与端头9内壁之间连接第一弹簧20；端头9表面开设与第二连接件19相匹配的第二通槽21，第二通槽21的长度方向平行于端头9轴线，第二连接件19能够在第二通槽21内移动。

本实施例中由于插孔11所形成的机械结构挡位的存在，因此对第三检测单元的检测数据的精度要求不高，只需通过IMU模块得出大概角度，上位机即可判断此时定位块12是位于哪个插孔11内。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体，意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以是经由其他部件间接相连。

Claims (10)

1.一种智能健身器械的支臂位置获取系统，其特征在于，包括：

第一检测单元，用于检测轨道绕自身轴线转动的角度；

第二检测单元，用于检测支臂沿轨道平移的位置；

第三检测单元，用于检测支臂绕支臂与轨道交点转动的角度；

上位机，与第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元均信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能健身器械的支臂位置获取系统，其特征在于，所述第一检测单元包括光电传感器或角度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种智能健身器械的支臂位置获取系统，其特征在于，所述第二检测单元包括位于轨道上的若干感应装置、位于支臂沿轨道平移端的发生装置，所述感应装置能够感应所述发生装置。

4.根据权利要求3所述的一种智能健身器械的支臂位置获取系统，其特征在于，所述感应装置为霍尔元件，所述发生装置为永磁块。

5.根据权利要求3所述的一种智能健身器械的支臂位置获取系统，其特征在于，所述轨道上沿轴向设置若干插槽，每个插槽内均设置感应装置。

6.根据权利要求1所述的一种智能健身器械的支臂位置获取系统，其特征在于，所述第三检测单元包括加速度测量模块，所述加速度测量模块用于测量支臂在X轴、Y轴方向的加速度；其中Y轴平行于支臂轴线、X轴垂直于Y轴。

7.一种智能健身器械的支臂位置获取方法，其特征在于：

第一检测单元检测轨道绕自身轴线转动的角度；

第二检测单元检测支臂沿轨道平移的位置；

第三检测单元检测支臂绕支臂与轨道交点转动的角度；

上位机接收第一检测单元、第二检测单元、第三检测单元的检测信号，记录和/或输出检测结果。

8.根据权利要求7所述的一种智能健身器械的支臂位置获取方法，其特征在于，

所述第一检测单元位于轨道下方，并实时读取轨道的转动角度并发送至上位机。

9.根据权利要求7所述的一种智能健身器械的支臂位置获取方法，其特征在于，

当支臂与轨道连接的一端通过插销插入轨道内对应的某个插槽时，由位于插槽内的第二检测单元检测到插销，并向上位机发送检测信号，上位机通过信号来源位置判断支臂沿轨道平移的位置。

10.根据权利要求7所述的一种智能健身器械的支臂位置获取方法，其特征在于，所述第三检测单元包括分别用于检测两侧支臂的两个加速度测量模块，所述加速度测量模块用于测量对应支臂在X轴、Y轴方向的加速度；且当两个支臂均垂直于地面时，两个加速度测量模块所对应的X轴方向相反；

上位机接收到第三检测单元的信号后，首先通过X轴数据判断数据来自哪一侧的支臂；当两侧支臂的X轴数据一致时，判断两侧支臂均垂直于地面。

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