CN1597025A - 伺服电机阻力装置 - Google Patents
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Abstract
一种伺服电机阻力装置。其特征在于它是由伺服电机、滚筒及其二者之间的联轴器以及缠绕在滚筒上的拉索组成，滚筒通过轴承座固定在底板上，伺服电机则受控于已有的伺服控制器和计算机；还可凭借另一传动联接结构的两个传动轮及其间的皮带实现伺服电机和滚筒之间的传动联接。本发明的特点是体积小、无噪音、无污染，具有等张和等动阻力转换；阻力实时调节，调速范围大，速度稳定性好，结构合理，安全可靠，维护工作量小，抗干扰性强，可广泛应用于体育健身训练、保健康复治疗、科研仪器设备需要阻力和动力源的场合。
Description
技术领域
本发明是体育训练、健身及康复医疗器械中使用的一种伺服电机阻力装置。
背景技术
在体育训练、健身及康复医疗器械中均要用到各种阻力装置，目前国内外市场上流行的阻力装置大致有：杠铃片式、拉弹簧式、橡皮条式和液压式等，例如CN2041964U型综合健身器械中的拉弹簧式阻力源。但现有运动训练器械中使用的阻力源，其结构和功能较为简单，不能方便并连续的调整训练阻力的大小，也不能实时计测运动过程中的阻力，更无法监测和控制各种运动参数，而且极易造成训练者肌肉拉伤、肌腱损伤等等一系列的运动损伤，严重影响了训练效果。最近虽有一种液压缸式阻力源问世，但因难以模拟各种专项体育训练动作，并容易造成环境污染，其市场前景并不乐观。目前，随着康复医疗训练和全民健身运动的兴起，对运动训练阻力源提出了数字化、智能化的要求，但这些要求通过以上各种形式的阻力装置都很难实现。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术的不足，为体育训练、健身及康复医疗器械提供一种可适时调整阻力大小的伺服电机阻力装置。
本发明的基本原理是当训练者的力量通过拉索间接作用于伺服电机上，使伺服电机反转，通过控制计算机采集到的电机转速信号，实时控制伺服电机的输出转矩，并凭借已有的伺服控制器与计算机及其之间经由A/D或D/A模数转换，通过已有PID控制算法使它所产生的阻力可随不同个体或同一个个体不同部位肌肉的收缩力的不同而变化。用力愈大，阻力愈大，用力变小(如骨骼杠杆，处于不利地位或病痛失力时)，阻力也变小，能有效地避免损伤，所以是最有效和最安全的阻力负荷。从而实现需要的等张和等动阻力，因此该阻力装置可以方便地进行下列设置：“等动”与“等张”阻力类型的切换；对等张训练阻力的大小进行预置；对阻力源的速度及在不同速度条件下所需阻力大小进行方便的调节。实时的显示训练过程中的各种运动参数和训练者的身体参数，便于训练者、教练员或医务监督的观察和分析。
本发明是由伺服电机、滚筒及其二者之间的联轴器以及缠绕在滚筒上的拉索组成，滚筒通过轴承座固定在底板上，伺服电机则受控于已有的伺服控制器和计算机。
本发明体积小、阻力可调、无噪音、无污染，具有等张和等动阻力转换；阻力实时调节，调速范围大，速度稳定性好，结构合理，安全可靠，维护工作量小，抗干扰性强等优点，可广泛应用于体育健身训练、保健康复治疗、科研仪器设备需要阻力和动力源的场合。
附图说明
图1，本发明的基本结构示意图。
图2，本发明的另一基本结构示意图。
图3，本发明的控制结构原理图。
其中：1、轴承座，2、拉索，3、滚筒，4、联轴器，5、伺服电机，6、电源接口，7、编码器接口。8、伺服控制器，9、计算机，10、传动轮，11、皮带，12、传动轮。
具体实施方式
如图1、图3，本发明由伺服电机5、滚筒3及其两者之间的联轴器4以及缠绕在滚筒3上的拉索2组成，滚筒3通过轴承座1固定在底板M上，且伺服电机5受控于相应的已有伺服控制器8和计算机9。这里联轴器4作为伺服电机5和滚筒3之间的硬性联接结构。
作为另一实施例是一软联接结构形式，即凭借传动联接结构是两个传动轮10、12及其间的皮带11实现伺服电机5和滚筒3之间的传动联接，如图2。伺服电机5与传动轮12相连，传动轮12通过皮带11与传动轮10相连，传动轮10通过轴承座1与滚筒3相连，柔性拉索2缠绕在滚筒3上。即在伺服电机5和滚筒3上分别固定一个传动轮10、12，由其间的皮带11联动，并由通常的伺服控制器8控制伺服电机5及控制伺服电机5的输出转矩。柔性拉索2促使伺服电机反方向转动，使伺服电机5处于制动状态即可产生阻力，阻力的特性为作用在柔性拉索端的力越大，伺服电机提供的阻力越大；作用在柔性绕索端的力越小，伺服电机提供的阻力越小。柔性拉索2到达极限位置后松绳，如此往复即可完成训练过程。
使用时，220V的电源通过电缆和电源接口6相连。伺服控制器8通过编码器电缆和编码器接口7相连，拉索2缠绕在滚筒3上，训练时主动力F直接或间接作用在缠绕在滚筒的拉索上，通过外力迫使伺服电机5处于制动状态，从而提供阻力。
Claims (2)
1 伺服电机阻力装置，其特征在于它包括伺服电机(5)、滚筒(3)及其两者之间的联轴器(4)以及缠绕在滚筒(3)上的拉索(2)组成，滚筒(3)通过轴承座(1)固定在底板上，且伺服电机(5)受控于相应的已有伺服控制器(8)和计算机(9)。
2 如权利要求1所述的伺服电机阻力装置，其特征在于伺服电机(5)和滚筒(3)之间的传动联接结构是两个传动轮(10)、(12)及其间的皮带(11)。
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| CN 200410035581 CN1597025A (zh) | 2004-08-18 | 2004-08-18 | 伺服电机阻力装置 |
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Family
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