CN113849006B - 一种力量型智能健身器械的输出力补偿方法 - Google Patents

一种力量型智能健身器械的输出力补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种力量型智能健身器械的输出力补偿方法，涉及智能健身领域，所述方法包括：获取力量型智能健身器械的实际输出力；获得所述力量型智能健身器械的摩擦力；基于所述实际输出力和所述摩擦力对所述力量型智能健身器械的输出力进行补偿；本方法能够对力量型智能健身器械的输出力进行补偿，通过本方法进行补偿使得力量型智能健身器械的设定力等于实际输出力。

Description

一种力量型智能健身器械的输出力补偿方法
技术领域
本发明涉及智能健身领域，具体地，涉及一种力量型智能健身器械的输出力补偿方法。
背景技术
力量型智能健身器械的工作原理为：力量型智能健身器械中包括电机、差速器、支臂、拉绳以及相应的控制器、电路及配件，电机输出轴与差速器之间连接有皮带，拉绳一端与差速器连接，拉绳另一端沿着支臂行进后连接相应的拉环或其他健身配件，用户在健身时可以通过拉动拉绳进行锻炼，也可以利用支臂进行锻炼，拉绳通过差速器及皮带带动电机运动，电机通电时产生输出力矩即阻力，用户拉动拉绳需要克服电机的输出力矩，进而实现了用户进行力量训练的目的。
力量型智能健身器械动力输出需要依靠传动部件，但传动部件会带来摩擦力，因此设定力会不等于实际输出力。另外，在用户使用力量型智能健身器械进行阻抗运动时，有拉出、回收两种行程，在拉出过程，实际输出力等于电机输出力加摩擦力，在回收过程中，实际输出力等于电机输出力减去摩擦力，如果在拉出和回收时都输出同样的力，由于摩擦力方向不一致，实际输出力就会不同。
发明内容
为了使得力量型智能健身器械的设定力等于实际输出力，保障健身效果，本发明提供了一种力量型智能健身器械的输出力补偿方法，通过本方法进行补偿使得力量型智能健身器械的设定力等于实际输出力。
为实现上述目的，本发明提供了一种力量型智能健身器械的输出力补偿方法，所述方法包括：
获取力量型智能健身器械的实际输出力；
获得所述力量型智能健身器械的摩擦力；
基于所述实际输出力和所述摩擦力对所述力量型智能健身器械的输出力进行补偿。
其中，本方法的原理为，测量获得获取力量型智能健身器械的实际输出力和摩擦力，基于实际输出力和摩擦力对力量型智能健身器械的输出力进行补偿，使得力量型智能健身器械的设定力等于实际输出力。
优选的，所述方法还包括：
判断所述力量型智能健身器械的输出力的第一方向；
基于所述第一方向、所述实际输出力和所述摩擦力对所述力量型智能健身器械的输出力进行补偿。
其中，由于力量型智能健身器械在不同的运动方向下其摩擦力不同，因此为了实现准确的输出力补充需要首先判断力量型智能健身器械输出力的方向，然后进行输出力的补偿。
优选的，本方法通过标定的方式获得所述实际输出力。
具体的标定方法包括：
将拉力检测设备与力量型智能健身器械连接；
开启所述拉力检测设备检测获得所述力量型智能健身器械的实际拉力；
基于所述力量型智能健身器械的目标拉力与所述实际拉力获得拉力偏差；
基于所述拉力偏差对所述力量型智能健身器械进行标定。
其中，标定方法的原理为：将拉力检测设备与力量型智能健身器械连接，通过力量型智能健身器械检测力量型智能健身器械的输出力，基于力量型智能健身器械的目标拉力与实际拉力获得拉力偏差；利用获得拉力偏差对力量型智能健身器械进行标定，标定后的力量型智能健身器械输出力准确。
优选的，所述拉力检测设备为拉力台，所述将拉力检测设备的拉力传感器与力量型智能健身器械的拉绳连接。其中，利用拉力台可以产生相应的拉力，进而拉动力量型智能健身器械的拉绳，通过拉力传感器可以测量拉力的大小。
优选的，所述拉绳绕过定滑轮后与所述拉力传感器连接。通过定滑轮可以改变作用力的方向，便于在实际中进行标定。
优选的，所述拉力检测设备的检测过程为所述拉力传感器携带所述拉绳匀速进行往返运动。匀速运动便于力量型智能健身器械的输出力稳定，进而便于最终标定结果准确。
优选的，所述拉力传感器携带所述拉绳进行N组往返运动，每组包括多次往返运动；其中，每组往返运动中所述拉力台的拉力大小恒定。其中，多次往返运动求平均，获取更准确的拉力模型，进行多组往返运动的目的是为了获得更多的数据，降低错误数据带来的风险，保障标定的精度，其中进行往返运动的目的是不同方向的输出力大小不同，为了实现准确的标定，需要进行往返运动，通过往返运动分别标定相应的输出力，每组往返运动中所述拉力台的拉力大小恒定是为了获得稳定的输出力数据。
优选的，任意两组所述往返运动对应的所述拉力台的拉力大小不同。其中，使用不同大小的拉力进行测试，以覆盖输出拉力从小到大的范围，建立准确的拉力和摩擦力模型。这样设计的目的是获得不同大小的输出力数据，最终通过这些数据计算出准确的力量型智能健身器械的输出力，保障最终的准确度。
优选的，第一组所述往返运动至第N组所述往返运动对应的所述拉力台的拉力大小递增。其中，这样设计便于测试流程进行，且符合逻辑。
优选的，所述方法还包括：以预设大小的频率对所述拉力检测设备的拉力进行采样。其中，该频率不固定，频率即采样率，采样率高可以使模型精度更高，在一次标定过程中采样率固定。
优选的，所述往返运动的单边距离为S，取行程为1/4S至3/4S的拉力数据计算所述力量型智能健身器械的实际拉力。其中，这样设计的目的是避免采集到行程起始或结束时由于连接传感器等因素造成的拉力突变数据。
优选的，所述拉绳拉出时的所述的力量型智能健身器械的实际拉力为Fout，所述拉绳回收时的所述的力量型智能健身器械的实际拉力为Fin，所述的力量型智能健身器械的输出力为Fmotor，Fmotor＝(Fout+Fin)/2。
优选的，在本补偿方法中：
若所述第一方向为拉出方向，则所述实际输出力为Freal＝k1Fconfig+b1，所述摩擦力为f＝k2Fconfig+b2，补偿后的所述力量型智能健身器械的输出力为F拉＝(Fconfig-(b1+b2))/(k1+k2)；
若所述第一方向为回收方向，则所述实际输出力为Freal＝k1Fconfig+b1，所述摩擦力为f＝k2Fconfig+b2，补偿后的所述力量型智能健身器械的输出力为F收＝(Fconfig-(b1-b2))/(k1-k2)，k1、k2、b1和b2均为相应系数。其中，k1、k2、b1和b2由拉力标定过程确定，拉力标定过程建立了拉力和摩擦力模型，这四个系数即为模型参数。
优选的，本方法中的方向判断方式为：若所述力量型智能健身器械的拉绳的移动速度大于或等于阈值，则判断第一方向为拉出方向；若所述力量型智能健身器械的拉绳的移动速度小于所述阈值，则判断第一方向为回收方向。
本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本方法能够对力量型智能健身器械的输出力进行补偿，通过本方法进行补偿使得力量型智能健身器械的设定力等于实际输出力。
本方法能够实现对力量型智能健身器械的输出力进行标定，并且标定结果准确，进而使得补偿结果准确。
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，构成本发明的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1为力量型智能健身器械的输出力补偿方法的流程示意图；
图2为力量型智能健身器械的输出力标定方法的原理示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
请参考图1，图1为力量型智能健身器械的输出力补偿方法的流程示意图，本发明实施例一提供了一种力量型智能健身器械的输出力补偿方法，所述方法包括：
获取力量型智能健身器械的实际输出力；
获得所述力量型智能健身器械的摩擦力；
基于所述实际输出力和所述摩擦力对所述力量型智能健身器械的输出力进行补偿。
其中，输出力补偿的目的即为通过实际力、摩擦力，保证拉出和回收过程中的实际输出力与设定力偏差满足给定标准。
其中，在本发明实施例中，所述方法还包括：
判断所述力量型智能健身器械的输出力的第一方向；
基于所述第一方向、所述实际输出力和所述摩擦力对所述力量型智能健身器械的输出力进行补偿。
在拉力补偿过程中，需要区分拉出过程还是回收过程，两者补偿力不一样，因此需要对行程方向进行判断，需要一个速度阈值，速度小于该阈值时，认为时回收过程，速度大于该阈值时，认为是拉出过程。定义速度拉出时为正，回收时为负。
其中，速度阈值的大小可以根据实际情况进行灵活调整，本发明实施例不进行具体的限定，速度阈值与当前行程方向相关：
1.当前为拉出状态时，速度阈值为0.05m/s(为避免回收起始阶段力量过小)；
2.当前为回收状态时，速度阈值为-0.05m/s(为避免拉出起始阶段有阻塞感)。
其中，在本发明实施例中，具体的补偿方式为：
补偿方式
假设通过拉力标定获取实际力模型为：
Freal＝k1Fconfig+b1
其中Freal为电机输出力，Fconfig为设定力，k1和b1为系数；
摩擦力模型为：
f＝k2Fconfig+b2
其中f为传动摩擦力，Fconfig为设定力，k2和b2为系数；
因此，补偿后的设定力在拉出阶段：
F拉＝(Fconfig-(b1+b2))/(k1+k2)
回收阶段：
F收＝(Fconfig-(b1-b2))/(k1-k2)
即可实现拉力补偿效果。
实施例二
在实施例一的基础上，实施例二对实施例一中的标定方法进行详细介绍。
请参考图2，图2为力量型智能健身器械的输出力标定方法的原理示意图，本发明实施例二提供了一种力量型智能健身器械的输出力标定方法，所述方法包括：
将拉力检测设备与力量型智能健身器械连接；
开启所述拉力检测设备检测获得所述力量型智能健身器械的实际拉力；
基于所述力量型智能健身器械的目标拉力与所述实际拉力获得拉力偏差；
基于所述拉力偏差对所述力量型智能健身器械进行标定。
其中，本实施例二中的拉力检测设备为拉力台或拉力器或拉力检测器，其中在实际应用中拉力检测设备也可以为其他类型的拉力检测设备，本发明实施例不对拉力检测设备的具体实现方式进行限定。
其中，在本发明实施例二中，对力量型智能健身器械的输出力进行标定的目的是：力量型智能健身器械通过输出力给用户提供负载，以实现阻抗训练的目的，设定力与实际输出力存在偏差，该偏差大小需要满足一定标准，因此需要对每一台设备在出厂前进行输出力标定标定和输出力标定补偿，使偏差满足相应标准。标定过程即获取实际输出力数据，并建立输出力模型的过程，将通过该输出力模型对输出力进行修正的过程称为补偿过程。
其中，力量型智能健身器械的输出力偏差类型分为两类：
输出力偏差与目标力大小、拉出行程有关，且不同机器、同一机器的不同支臂，该偏差也不同。认为偏差与速度无关，偏差组成包括：
第一类，结构造成的偏差：
a.左右支臂实际拉力均值差异；
b.单支臂实际拉力行程间差异(匀速拉出或回收过程中最大瞬时力与最小瞬时力的差值)；
第二类，可标定偏差：
c.单支臂实际拉力均值与目标拉力偏差；
力量型智能健身器械拉出阶段、回收阶段都需要满足一样的拉力精度要求：
-(0.5+5％F)<delta<0.5+5％F
其中F为设定力大小，delta为上述c偏差，a和b两个偏差标准与其不同。
将拉力检测设备与力量型智能健身器械连接，通过力量型智能健身器械检测力量型智能健身器械的输出力，基于力量型智能健身器械的目标拉力与实际拉力获得拉力偏差；利用获得拉力偏差对力量型智能健身器械进行标定，标定后的力量型智能健身器械输出力准确。
其中，在本发明实施例二中，所述拉力检测设备为拉力台，所述将拉力检测设备的拉力传感器与力量型智能健身器械的拉绳连接。其中，利用拉力台可以产生相应的拉力，进而拉动量型智能健身器械的拉绳，通过拉力传感器可以测量拉力的大小。
其中，在本发明实施例二中，所述拉绳绕过定滑轮后与所述拉力传感器连接。通过定滑轮可以改变作用力的方向，便于在实际中进行标定。
其中，在本发明实施例二中，所述拉力检测设备的检测过程为所述拉力传感器携带所述拉绳匀速进行往返运动。匀速运动便于力量型智能健身器械的输出力稳定，进而便于最终标定结果准确。
其中，在本发明实施例二中，所述拉力传感器携带所述拉绳进行N组往返运动，每组包括2次往返运动；其中，每组往返运动中所述拉力台的拉力大小恒定。进行多组往返运动的目的是为了获得更多的数据，降低错误数据带来的风险，保障标定的精度，其中进行往返运动的目的是不同方向的输出力大小不同，为了实现准确的标定，需要进行往返运动，通过往返运动分别标定相应的输出力，每组往返运动中所述拉力台的拉力大小恒定是为了获得稳定的输出力数据。
其中，在本发明实施例二中，任意两组所述往返运动对应的所述拉力台的拉力大小不同。这样设计的目的是获得不同大小的输出力数据，最终通过这些数据计算出准确的力量型智能健身器械的输出力，保障最终的准确度。
其中，在本发明实施例二中，第一组所述往返运动至第N组所述往返运动对应的所述拉力台的拉力大小递增。
其中，在本发明实施例二中，所述方法还包括：以预设大小的频率对所述拉力检测设备的拉力进行采样。
其中，在本发明实施例二中，所述往返运动的单边距离为S，取行程为1/4S至3/4S的拉力数据计算所述力量型智能健身器械的实际拉力。
具体的标定方式：
采用拉力台进行拉力标定，在标定时，使用拉绳连接拉力台拉力传感器，拉力台可控制拉力传感器以0.2m/s匀速运动，并以50Hz实时保存拉力传感器数据，检测此时拉绳的实际拉力，与力量型智能健身器械实际拉力进行对比，以此进行拉力标定。
如图2所示，可以使用定滑轮，或直接将拉绳连接至拉力传感器。
其中，本发明实施例中的标定步骤如下：
从最小力开始，到最大力均匀取四个点，如3Kg、10Kg、30Kg、50Kg，或每20Kg取一个点，将设定力依次设置为上述拉力。
1.每设置一个拉力，在拉力台上控制传感器以0.2m/s的速度匀速走两个来回，单次行程800mm，并以50Hz的频率对拉力进行采样。每个来回之间间隔1.5s，速度变向间隔0.5s。
2.取行程为200～600mm的拉力数据计。
3.算平均拉力、最大拉力与最小拉力的差值。
4.在另一个支臂上重复2、3步骤。
本实施例中的标定原理为：
假设力量型智能健身器械的电机实际输出拉力与设定拉力线性相关，设电机实际输出拉力为Fmotor，设定拉力为Fconfig，，摩擦力绝对值为f，令：
Fmotor＝k1Fconfig+b1
f＝k2Fconfig+b2
设在拉出阶段，实际拉力为Fout，回收阶段，实际拉力为Fin，有：
Fout＝Fmotor+f
Fin＝Fmotor-f
即在拉出阶段：
Fconfig＝(Fout-(b1+b2))/(k1+k2)
回收阶段：
Fconfig＝(Fin-(b1-b2))/(k1-k2)
在进行拉力标定时，根据拉出和回收阶段的实际平均拉力，计算期望配置拉力，并将原期望拉力替换，即可实现拉力标定的效果，其中，k1、k2、b1和b2均为相应系数。
假设未进行拉力标定时，拉出和回收阶段摩擦力绝对值相等，则摩擦力可根据拉出和回收力的差值确定：
f＝(Fout-Fin)/2
因此可得电机输出拉力为：
Fmotor＝(Fout+Fin)/2
使用拉力台进行标定，控制拉力台匀速拉出和回收，通过拉力台的拉力传感器，可以实时监测出拉绳的拉力情况，通过实际拉力和目标拉力的对比，即可得到拉力偏差，以此进行拉力标定。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种力量型智能健身器械的输出力补偿方法，其特征在于，所述方法包括：
获取力量型智能健身器械的实际输出力；
获得所述力量型智能健身器械的摩擦力；
基于所述实际输出力和所述摩擦力对所述力量型智能健身器械的输出力进行补偿；
所述方法还包括：
判断所述力量型智能健身器械的输出力的第一方向；
基于所述第一方向、所述实际输出力和所述摩擦力对所述力量型智能健身器械的输出力进行补偿；
假设力量型智能健身器械的电机实际输出拉力与设定拉力线性相关，设电机实际输出拉力为Fmotor，设定拉力为Fconfig，摩擦力绝对值为f，令：
Fmotor＝k1Fconfig+b1
f＝k2Fconfig+b2
设在拉出阶段，实际拉力为Fout，回收阶段，实际拉力为Fin，有：
Fout＝Fmotor+f
Fin＝Fmotor-f
即在拉出阶段：
Fconfig＝(Fout-(b1+b2))/(k1+k2)
回收阶段：
Fconfig＝(Fin-(b1-b2))/(k1-k2)
其中，k1、k2、b1和b2均为相应系数。
2.根据权利要求1所述的力量型智能健身器械的输出力补偿方法，其特征在于，本方法通过标定的方式获得所述实际输出力。
3.根据权利要求1所述的力量型智能健身器械的输出力补偿方法，其特征在于，所述通过标定的方式获得所述实际输出力，具体包括：
将拉力检测设备与所述力量型智能健身器械连接；
开启所述拉力检测设备检测获得所述力量型智能健身器械的实际拉力；
基于所述力量型智能健身器械的目标拉力与所述实际拉力获得拉力偏差；
基于所述拉力偏差对所述力量型智能健身器械进行标定。
4.根据权利要求1所述的力量型智能健身器械的输出力补偿方法，若所述力量型智能健身器械的拉绳的移动速度大于或等于阈值，则判断第一方向为拉出方向；若所述力量型智能健身器械的拉绳的移动速度小于所述阈值，则判断第一方向为回收方向。
5.根据权利要求3所述的力量型智能健身器械的输出力补偿方法，其特征在于，所述拉力检测设备为拉力台，所述将拉力检测设备的拉力传感器与力量型智能健身器械的拉绳连接。
6.根据权利要求5所述的力量型智能健身器械的输出力补偿方法，其特征在于，所述拉绳绕过定滑轮后与所述拉力传感器连接。
7.根据权利要求5所述的力量型智能健身器械的输出力补偿方法，其特征在于，所述拉力检测设备的检测过程为所述拉力传感器携带所述拉绳匀速进行往返运动。
8.根据权利要求5所述的力量型智能健身器械的输出力补偿方法，所述拉力传感器携带所述拉绳进行N组往返运动，每组包括2次往返运动；其中，每组往返运动中所述拉力台的拉力大小恒定。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6942603B1 (en) * 2002-09-24 2005-09-13 Tonic Fitness Technology, Inc. Control system of resisting and assisting force for a rehabilitation apparatus
CN105853141A (zh) * 2016-03-28 2016-08-17 南京邮电大学 具有重力补偿机构的肩部康复系统
CN109621330A (zh) * 2017-10-09 2019-04-16 北京力动科技有限公司 一种力量训练系统及电控方法
CN112230542A (zh) * 2020-10-13 2021-01-15 上海傅利叶智能科技有限公司 用于补偿摩擦力或摩擦力矩的方法、装置和康复机器人
CN112237709A (zh) * 2020-09-01 2021-01-19 广州视源电子科技股份有限公司 拉绳式力量训练器械保护方法、装置及力量训练器械

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW546155B (en) * 2002-09-10 2003-08-11 Tonic Fitness Technology Inc System for controlling auxiliary resistance in exercise/rehabilitation
CA2904365C (en) * 2013-03-15 2017-11-28 Sri International Exosuit system
CN112022621B (zh) * 2020-09-14 2023-06-16 中国医科大学附属盛京医院 用于跟腱挛缩及踝关节运动障碍的康复训练装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6942603B1 (en) * 2002-09-24 2005-09-13 Tonic Fitness Technology, Inc. Control system of resisting and assisting force for a rehabilitation apparatus
CN105853141A (zh) * 2016-03-28 2016-08-17 南京邮电大学 具有重力补偿机构的肩部康复系统
CN109621330A (zh) * 2017-10-09 2019-04-16 北京力动科技有限公司 一种力量训练系统及电控方法
CN112237709A (zh) * 2020-09-01 2021-01-19 广州视源电子科技股份有限公司 拉绳式力量训练器械保护方法、装置及力量训练器械
CN112230542A (zh) * 2020-10-13 2021-01-15 上海傅利叶智能科技有限公司 用于补偿摩擦力或摩擦力矩的方法、装置和康复机器人

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
智能手部康复器的研制;昌立国;《机械工程师》;20050125(第01期);全文 *

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