CN209529977U - 气阻类电控系统以及包括该电控系统的气阻训练器 - Google Patents

Abstract

一种气阻类电控系统以及包括该电控系统的气阻训练器，用于控制气阻训练器中气缸的充放气，所述气阻类电控系统包括控制阀、控制器和电源；所述控制阀包括用于控制气缸充气的第一控制阀和用于控制气缸排气的第二控制阀；电源为控制器供电，第一控制阀和第二控制阀均与控制器电连接，以便控制器控制第一控制阀和第二控制阀对所述气缸进行充气和排气。气阻类电控系统通过作为电器装置的控制阀控制气缸的充气和放气，使训练器的阻力通过电器控制，能够实现阻力的精确控制，同时消除了手动调节造成的阀门损坏，保证阀门密封性，防止气缸漏气造成的阻力不足、锻炼效果不佳的问题，也能够防止气缸充气过多造成的阻力过大使人锻炼时受伤的问题。

Description

气阻类电控系统以及包括该电控系统的气阻训练器

技术领域

本实用新型属于训练器材领域，尤其涉及一种用于调节阻力的气阻类电控系统，以及包括该气阻类电控系统的气阻训练器。

背景技术

气阻训练器是通过气缸内密封气体的压力作为阻力进行健身的一类训练器材，为了对阻力进行调节，则需要对气缸进行充气和放气，改变气缸内密封的气体量，改变密封气体所能够提供的压力。目前的气阻训练器，气体的充放是通过操作手动阀进行，手动操作难以精确控制气体的充放，并且手动阀也作为气体的密封部件，操作时用力过大或者用力偏斜，容易造成手动阀的损坏，密封性下降，使气缸漏气，阻力降低，无法达到锻炼效果，也能够使气源不断向气缸内缓慢充气，气缸内气体过多，阻力过大，使人锻炼时受伤。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术存在的问题，提出一种控制精确、运行稳定的气阻训练器电控系统以及包括该电控系统的气阻训练器。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种气阻类电控系统，用于控制气阻训练器中气缸的充放气，所述气阻类电控系统包括控制阀、控制器和电源；

所述控制阀包括用于控制气缸充气的第一控制阀和用于控制气缸排气的第二控制阀；

电源为控制器供电，第一控制阀和第二控制阀均与控制器电连接，以便控制器控制第一控制阀和第二控制阀对所述气缸进行充气和排气。

作为优选，所述气阻类电控系统进一步包括继电器；

所述继电器包括第一继电器和第二继电器；

所述电源通过第一继电器和第二继电器分别连接第一控制阀和第二控制阀，用以使第一继电器和第二继电器分别控制第一控制阀和第二控制阀供电的通断；

所述控制器分别与第一继电器和第二继电器电连接，以便控制第一继电器和第二继电器对所述气缸进行充气和排气。

作为优选，所述气阻类电控系统进一步包括与气缸相连用以对其压力进行检测的压力传感器，所述压力传感器与控制器电连接，以便所述控制器根据所述压力传感器测得的压力数据控制所述气缸压力大小。

作为优选，所述气阻类电控系统进一步包括安装在气缸上用于检测气缸的活塞杆运行位置的位移传感器，所述位移传感器与控制器电连接，以监测活塞杆的移动位移大小。

作为优选，所述控制器进一步包括速度运算器，所述位移传感器将检测的活塞杆运行位置信息传至所述速度运算器，所述速度运算器将所述活塞杆运行位置信息转化为移动速度值传递给所述控制器。

作为优选，所述控制器进一步包括功率运算器，所述控制器将移动速度值传递给功率运算器，所述气缸的活塞杆上安装有用以检测其推力的压力传感器，所述压力传感器与所述控制器电连接，用以将压力传感器检测到的压力值传递给功率运算器，所述功率运算器将压力值和移动速度值转化为功率值传递给所述控制器。

作为优选，所述气阻类电控系统进一步包括能够接收语音信号的语音接收器，所述语音接收器与控制器电连接，用以使控制器通过接收的语音信号控制继电器，进而控制气缸的充气与排气。

一种包括上述气阻类电控系统的气阻训练器，包括机架和安装在机架上的气缸，气缸的活塞杆通过传动机构连接操作手柄，用以使气缸为操作手柄的移动提供阻力；

所述操作手柄上安装有能够发射控制信号的控制开关，所述控制开关与控制器相连，用于使控制器通过接收的控制信号对控制阀或继电器进行控制，进而控制气缸的充气与排气。

作为优选，所述气阻类电控系统设置于机架一侧安装的侧板上。

作为优选，所述气阻训练器进一步包括设置于机架上的储气罐，所述储气罐通过管路与气缸相连通，用以增加气体存储体积降低气体压缩速率。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、气阻类电控系统通过作为电器装置的控制阀控制气缸的充气和放气，使训练器的阻力通过电器控制，能够实现阻力的精确控制，同时消除了手动调节造成的阀门损坏，保证阀门密封性，防止气缸漏气造成的阻力不足、锻炼效果不佳的问题，也能够防止气缸充气过多造成的阻力过大使人锻炼时受伤的问题。

2、控制器通过继电器对控制阀与电源的通断进行控制，从而实现对控制阀启闭的控制，通过弱点电路实现强电电路的控制。控制阀采用常闭阀门，并且能够在系统故障，控制阀断电时，保证控制阀处于关闭状态，避免气体进一步充入或者气体的排出，保证气阻训练器中气路的密封性。

3、气缸连接压力传感器，压力传感器将检测到气缸的气压传递给控制器，在气缸的气压过大时，控制器可将控制阀打开，排出气缸内气体，降低气缸气压，保证装置安全。气缸安装位移传感器，检测气缸内活塞杆的运行位置和运行速度，获得使用者锻炼时的功率输出，同时对训练器的运行状态进行监控，使控制器了解使用者锻炼时的使用状态，也让使用者了解自身的训练状况，从而能够指导使用者对阻力进行的调节。控制器连接语音接收器，能够通过语音想控制器发送控制指令，进行气缸阻力的调节，无须通过电子开关等需要物理操作的器件进行控制，运动过程中可专注于锻炼，同时进行调节，提高了调节的便利性。

4、气阻训练器的操作手柄上安装控制开关，让使用者手握操作手柄进行锻炼时，也能够操作控制开关，进行阻力调节，增强调节便利性。气缸连接储气罐，增加存储气体的容积，在气缸的活塞运动时，存储的气体被压缩的程度降低，避免气缸的阻力增加过快，使气缸提供的阻力较为平稳，增加训练时的舒适性。

附图说明

图1为气阻类电控系统的结构示意图；

以上各图中：1、气缸；2、控制阀；2.1、第一控制阀；2.2、第二控制阀；3、继电器；3.1、第一继电器；3.2、第二继电器；4、控制器；4.1、速度运算器；4.2、功率运算器；5、电源；6、压力传感器；7、位移传感器；8、显示器；9、语音接收器；10、储气罐。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，气阻类电控系统，用于控制气阻训练器中气缸1的充放气。向气阻训练器的气缸中充气，可增加气缸内的储气量，使更多被气缸的活塞压缩的气体推动活塞，提高活塞移动的阻力，从而提高气阻训练器使用时的阻力；反之，将气阻训练器中气缸内的气体排出，则可降低气缸内的储气量，使活塞压缩的气体更少，压缩的气体对活塞的推力降低，从而降低气阻训练器使用时的阻力。

气阻类电控系统包括控制阀2、控制器4和电源5。

控制阀2为能够通过电信号进行开闭的电子阀门、能够通过气体进行控制的气动阀门等能够进行远程控制开闭的阀门装置。

控制阀2包括用于控制气缸1充气的第一控制阀2.1和用于控制气缸1排气的第二控制阀2.2。

第一控制阀2.1通过管路连接气泵等能够提供气体的气源，打开第一控制阀2.1，即可使将气源产生的气体通过第一控制阀2.1送入到气缸1中，增加气缸1缸体内的储气量。

第二控制阀2.1通过管路连接大气，打开第二控制阀2.1，即可使气缸1缸体内存储的气体通过第二控制阀2.1排到大气中，降低气缸1缸体内的储气量。

电源5为控制器4供电，控制器4连接有开关、按钮等输入设备，用以向控制器4输送充气或者放气的控制信号。

当控制器4接收到充气的控制信号时，控制器4控制第一控制阀2.1打开，使气源向气缸1内充气；当控制器4接收到放气的控制信号时，控制器4控制第二控制阀2.1打开，使气缸1内的气体排出。

控制阀2的工作通过控制器4控制，使气缸1的充气放气均为电器控制，控制精度高，在控制器4的控制下，能够实现阻力的精确控制。控制阀2无须人工手动操作，消除了外力对阀门的影响，保证阀门的寿命，保证不充气放气时，气缸1保持密封，阻力稳定。

为了实现弱电电路对强电电路的控制，在系统故障时避免气体漏出，气阻类电控系统进一步包括继电器3。

继电器3包括第一继电器3.1和第二继电器3.2。

电源5通过第一继电器3.1和第二继电器3.2分别连接第一控制阀2.1和第二控制阀2.2，控制器4分别与第一继电器3.1和第二继电器3.2电连接。

当控制器4接收到充气的控制信号时，控制器4控制第一继电器3.1，使第一继电器3.1通电，从而使第一继电器3.1将电源5与第一控制阀2.1接通，第一控制阀2.1因通电而打开，使气源向气缸1内充气；当控制器4接收到放气的控制信号时，控制器4控制第二继电器3.2，使第二继电器3.2通电，从而使第二继电器3.2将电源5与第二控制阀2.2接通，第一控制阀2.2因通电而打开，使气缸1内的气体排出。

控制器4未控制继电器3，使继电器3未通电时，电源5与控制阀2的通电处于断开状态。由于控制阀2为常闭阀门，使控制阀2保持气缸1的密封，缸体内存储的气体量固定，使气阻训练器的阻力不变。

控制阀2采用常闭阀门，也能够在电控系统故障使控制阀2断电时，保证控制阀2处于关闭状态，保证气缸1内气体密封，阻力不变，使气阻训练器能够正常使用，避免气体泄漏造成的阻力骤减，从而保护正在使用训练器的使用者的安全。

控制器4通过继电器3控制控制阀2与电源5的通断，从而控制控制阀2的启闭，使控制器4所处弱电电路，对控制阀2所处强电电路进行控制。

为了保证气缸1的安全性，气缸1连接有压力传感器6，压力传感器6通过管路与气缸1相连，用以检测气缸1的压力。压力传感器6与控制器4电连接，以便控制器4通过压力传感器6测得气缸1的压力数据，对控制阀2进行控制，通过充放气控制气缸1压力大小。压力传感器6测得的压力数据发送到控制器4并通过连接的显示器8直接显示或换算成健身阻力进行显示。当控制器4检测出的气压超出设定值时，控制器4控制第二控制阀2.2打开，使气缸1内的气体通过第二控制阀2.2排到大气，降低气缸1压力，保证训练器安全。

为了对训练器的运行状态进行监控，气缸1上安装位移传感器7，控制器2与位移传感器7电连接，通过位移传感器7检测气缸1的活塞杆的运行位置，从而使控制器2根据活塞杆的运行位置状况测算出活塞的移动位移。

控制器4进一步包括速度运算器4.1，位移传感器7将检测的活塞杆运行位置信息传至速度运算器4.1，速度运算器4.1将活塞杆运行位置信息，利用其自身设置的计时器，通过位移和时间得出活塞杆的移动速度值，并将移动速度值传递给控制器4。

控制器4进一步包括功率运算器4.2，控制器4将移动速度值传递给功率运算器4.2。同时气缸1的活塞杆上安装的压力传感器，检测其运动时的推力。压力传感器与控制器4电连接，将压力传感器检测到的推力值传递给功率运算器4.2。功率运算器4.2将压力值和移动速度值转化为功率值传递给控制器4。

控制器4通过速度运算器4.1和功率运算器4.2得出训练时活塞杆的移动速度以及使用者的输出功率，发送到显示器8上进行显示，对训练器的运行状态进行监控，也使控制器了解使用者锻炼时的使用状态，让使用者了解自身的训练状况，从而能够指导使用者对阻力进行的调节。

为了进一步提高阻力调节的便利性，控制器4连接能够接收语音信号的语音接收器9，语音接收器9可为麦克风等能够接受声音信号的设备。

语音接收器9与控制器4可直接通过导线连接，也可通过无线通讯连接，使两者之间能够相互通讯。语音接收器9接受到的声音信号，发送给控制器4，控制器4对语音信号进行识别和解析，通过解析出的控制指令，控制继电器3工作，进而控制气缸1的充气与排气，进行阻力的调节。

使用者在训练的过程中，只需要发出声控指令，即可对阻力进行调节，无须使用者额外用力操作控制按钮等控制器件，不会对使用者训练时的运动产生影响。

采用上述气阻类电控系统的气阻训练器，包括机架和安装在机架上的气缸1，气缸1的活塞杆通过绳缆、连杆等训练器上常见的传动机构，连接有操作手柄，使气缸1为操作手柄的移动提供阻力，使用者推拉操作手柄，即可进行有阻力的训练。

操作手柄上安装有能够发射控制信号的控制开关，控制开关与控制器4电连接。使用者操作控制开关时，控制开关产生的控制信号发送到控制器，控制器4通过接收的控制信号直接对控制阀2的开闭进行控制，或通过控制继电器3对控制阀2的开闭进行控制，进而控制气缸1的充气与排气，进行阻力的调节。

控制开关设置在操作手柄上，让使用者手握操作手柄进行锻炼时，能够通过拇指按压控制开关，进行阻力调节，同时能够保持对操作手柄的握持，保持锻炼状态。

气阻类电控系统设置于机架一侧安装的侧板上，减小对训练器的体积占用。

气阻训练器进一步包括设置于机架上的储气罐10，储气罐10通过管路与气缸1相连通。

通过充气存储到气缸1内的气体，能够通过管路进入到储气罐10中，储气罐10增加了气缸1储气的容积。当活塞移动，气体被压缩产生阻力时，由于气体的存储空间容积增大，使气体体积的变化率将会减小，阻力增大的幅度降低。避免使用者锻炼时，因阻力的变化幅度较大，使其发力增加的幅度较大，增加使用者锻炼时的负荷，从而提高使用者锻炼时阻力的适应性。

Claims (10)

1.一种气阻类电控系统，用于控制气阻训练器中气缸(1)的充放气，其特征在于：所述气阻类电控系统包括控制阀(2)、控制器(4)和电源(5)；

所述控制阀(2)包括用于控制气缸(1)充气的第一控制阀(2.1)和用于控制气缸(1)排气的第二控制阀(2.2)；

电源(5)为控制器(4)供电，第一控制阀(2.1)和第二控制阀(2.2)均与控制器(4)电连接，以便控制器(4)控制第一控制阀(2.1)和第二控制阀(2.2)对所述气缸(1)进行充气和排气。

2.根据权利要求1所述的气阻类电控系统，其特征在于：所述气阻类电控系统进一步包括继电器(3)；

所述继电器(3)包括第一继电器(3.1)和第二继电器(3.2)；

所述电源(5)通过第一继电器(3.1)和第二继电器(3.2)分别连接第一控制阀(2.1)和第二控制阀(2.2)，用以使第一继电器(3.1)和第二继电器(3.2)分别控制第一控制阀(2.1)和第二控制阀(2.2)供电的通断；

所述控制器(4)分别与第一继电器(3.1)和第二继电器(3.2)电连接，以便控制第一继电器(3.1)和第二继电器(3.2)对所述气缸(1)进行充气和排气。

3.根据权利要求1所述的气阻类电控系统，其特征在于：所述气阻类电控系统进一步包括与气缸(1)相连用以对其压力进行检测的压力传感器(6)，所述压力传感器(6)与控制器(4)电连接，以便所述控制器(4)根据所述压力传感器(6)测得的压力数据控制所述气缸(1)压力大小。

4.根据权利要求1所述的气阻类电控系统，其特征在于：所述气阻类电控系统进一步包括安装在气缸(1)上用于检测气缸(1)的活塞杆运行位置的位移传感器(7)，所述位移传感器(7)与控制器(4)电连接，以监测活塞杆的移动位移大小。

5.根据权利要求4所述的气阻类电控系统，其特征在于：所述控制器(4)进一步包括速度运算器(4.1)，所述位移传感器(7)将检测的活塞杆运行位置信息传至所述速度运算器(4.1)，所述速度运算器(4.1)将所述活塞杆运行位置信息转化为移动速度值传递给所述控制器(4)。

6.根据权利要求5所述的气阻类电控系统，其特征在于：所述控制器(4)进一步包括功率运算器(4.2)，所述控制器(4)将移动速度值传递给功率运算器(4.2)，所述气缸(1)的活塞杆上安装有用以检测其推力的压力传感器，所述压力传感器与所述控制器(4)电连接，用以将压力传感器检测到的推力值传递给功率运算器(4.2)，所述功率运算器(4.2)将压力值和移动速度值转化为功率值传递给所述控制器(4)。

7.根据权利要求1所述的气阻类电控系统，其特征在于：所述气阻类电控系统进一步包括能够接收语音信号的语音接收器(9)，所述语音接收器(9)与控制器(4)电连接，用以使控制器(4)通过接收的语音信号控制继电器(3)，进而控制气缸(1)的充气与排气。

8.一种包括上述气阻类电控系统的气阻训练器，其特征在于：包括机架和安装在机架上的气缸(1)，气缸(1)的活塞杆通过传动机构连接操作手柄，用以使气缸(1)为操作手柄的移动提供阻力；

所述操作手柄上安装有能够发射控制信号的控制开关，所述控制开关与控制器(4)相连，用于使控制器(4)通过接收的控制信号对控制阀(2)或继电器(3)进行控制，进而控制气缸(1)的充气与排气。

9.根据权利要求8所述气阻训练器，其特征在于，所述气阻类电控系统设置于机架一侧安装的侧板上。

10.根据权利要求8所述的气阻训练器，其特征在于：所述气阻训练器进一步包括设置于机架上的储气罐(10)，所述储气罐(10)通过管路与气缸(1)相连通，用以增加气体存储体积降低气体压缩速率。