位移。
[0054]本发明的一个理念是生产一个在偏心移动和同心移动中用户的非对称负载，同时在使用健身器械时的舒适度，尤其避免移动的反转影响。本发明的一些内容源于当器械被一个用户使用时，使用一个电力传动装置，在一个健身器械上模拟一个惯性的理念，此惯性不同于健身器械的真实惯性。
[0055]本发明的一些内容源于发明一个器械的理念，器械使重量和惯性互相独立的变化成为了可能。
[0056]本发明的一些内容源于在健身器械上，使用电力传动装置模拟附加重量的理念。
[0057]本发明的一些内容源于在健身器械上，使用电力传动装置模拟附加摩擦的理念。
[0058]本发明的一些内容源于在一个器械内综合惯性器械的“惯性”类型的锻炼和重量器械的“重量”类型的锻炼获得的观察报告，以允许更好的节省空间和更少的投资。
[0059]本发明的一些内容源于在某些用户进行的肌肉锻炼的阶段，产生附加的惯性力的理念，和在肌肉锻炼的其它阶段取消这些惯性力的理念。
[0060]本发明的一些内容源于产生惯性负载而没有固定负载的理念，以创建针对在一个基本水平的轨道上引发的大块移动的反转的肌肉压力，尤其是一个跑步者运动的反转。
[0061]本发明将会被更好的理解，并且其它的内容，细节，特征和优势将会在之后的一些特别的实施例，其以单独的方式和非限制的方式给出，以及附图的结合中变得更清晰。
[0062]图1是一个锻炼器械的示意图，包含一个电机；
[0063]图2是图1的电机的控制系统的示意图；
[0064]图3是图1中描述的根据把手的时间的位置和加速度的图表，对应于用户的操作；
[0065]图4是电机在设备的实施时施加的力的图表，设备在图7中显示；
[0066]根据图3，图5是一个电机在设备的实施时施加的力的图表，对应于第一类型的锻炼；
[0067]根据图3，图6是一个电机在设备的实施时施加的力的图表，对应于第二类型的锻炼；
[0068]图7是另一种锻炼器械的示意图；
[0069]根据另一个实施例，图8是锻炼器械部分横截面的示意图，设备包含一个电机；
[0070]图9是用于图8中显示的电机的控制系统的功能示意图；
[0071]图10是用于反转一个跑步者移动的锻炼的示意图；
[0072]图11是一个迟滞比较器运行的示意图，迟滞比较器可以在图9的控制系统中使用；
[0073]图12是一个负载计算方法的示意图，负载计算方法可以通过图9的控制系统执行；
[0074]图13是把手的示意图，把手可以用于锻炼器械。
[0075]根据本发明，图1和图2说明了可实施的一个锻炼器械的控制方法。参考图1，锻炼器械包含一个电机1，电动机了旋转的驱动一轴2，并在轴2上施加一个扭矩。一滑轮3，紧密的安装在轴2上。一电缆4，它的第一端固定在滑轮3的凹槽中。电缆4可以围绕滑轮3卷入凹槽。电缆的第二端5具有一个固定在它上面的把手6，通过把手用户可以在参与肌肉锻炼时，通过他或她的肌肉力量影响此设备。
[0076]电机1包含一个位置编码器10，编码器测量电机轴2的位置。此位置以位置信号9的形式，被传输至一个电子版7。此电子版7被设计为接收此位置信号并使用位置信号9产生一个控制信号。凭借此控制信号，电子版7控制电机1产生的扭矩，以控制电机1施加的力，力通过滑轮3和电缆4被传输到把手6。为此，电子版7通过连接8传输控制信号至电机1。控制信号通过包含在电机1内的电源元件接收，依靠控制信号，电源元件提供一确定电流至电机1。电源元件提供的电流因而导致了在运动件2上的一个扭矩，并且因此，通过滑轮3和电缆4，导致了在把手6上的一个力。电机1施加的力基本上同电源元件提供给电机1的电流成正比。
[0077]可以在这样一个设备中实施多种控制方法，以便产生不同的肌肉压力。一个第一例子是模拟悬挂在一电缆上的预设块的存在，即电机施加在把手6的负载的电机扭矩根据方向和强度是一个常量。
[0078]在锻炼期间，当用户操作把手6时，用户使用他或她的肌肉力量对抗电机1的力。例如，在可以使用此设备的锻炼中，一个用户位于设备上，并使用他或她的手从一个低位到一个高位在把手6上进行拉伸运动。在此向上的移动中，用户必须克服电机1在把手6上施加的指向下方的力。当把手6抵达高位时，用户进行反向移动，并在同样的力的限制下，使把手6返回低位，此力属于电机1施加的力的相同方向。在下降过程中，用户伴随并减缓把手的向下的移动。锻炼器械因而模拟了一重块，重块被用户交替抬升和放下。
[0079]在此锻炼中，位置信号连续的被传递至电子版7，电子版计算并连续的传递相应的控制信号至电机。因而，设备在整个锻炼中控制了电机1产生的力。
[0080]然而，由于电机1至控制信号的响应时间以及电子版7的响应时间，理论上可以在编码器传输位置的时刻和电机1施加扭矩之间有一个轻微的补偿。随着电子元件的良好质量，补偿是及其细微的，并对锻炼器械的用户的感觉没有影响。
[0081]参考图2，电机的控制装置将会在第二例子中进行详细描述。
[0082]接着，参考图2，22.2通道扬声器的放置作为一个多通道配置的例子被描述。
[0083]电子版7包含一个微处理器20。一个位置编码器10测量电机2的轴的位置，此位置编码为一个位置信号，位置信号通过连接38传递给微处理器20。因而，在一个实施例中，此测量可以每30ms进行一次，优选的为每5ms。在此微处理器20中，位置信号通过连接18传递给一个分流元件13。分流元件分流位置信号，因而产生一个速度信号，速度信号通过连接15被传递给一个第二分流元件14。第二分流元件分流速度信号，因而产生了一个加速信号。加速信号通过连接17传输至一个计算模块12。此外，位置信号和速度信号分别通过连接11和16，被传输至计算模块12。计算模块12计算被送至电机的控制信号，并把它通过连接19传输至电机。
[0084]特别的，控制信号从加速度中算得，以便电机1在把手6上施加的力包括引导向下的负载和一个预设的人造惯性。
[0085]为此，计算模块12考虑电机1施加的扭矩之和，以及设备旋转部分的惯性，其中设备施加在马达上有轴3，滑轮3，电缆4和把手6。
[0086]实际上，当一个用户操作把手6时:
[0087]mrXr-Fn+Fs (1)
[0088]其中Fs是用户在把手6上施加的力，F?是把电机1在把手6上施加的力，并且F?受计算模块12的控制，πν是带给把手6及其重块的运动件的惯性，而γ是把手6的加速度。
[0089]等式1对应于相应平移系统的动力学基本原理。然而，本领域的技术人员将会理解，在旋转系统上施加的扭矩可以以类似的方式模拟。
[0090]电机施加的力F?包含由控制信号导入的两个分量:一个代表负载的固定分量F ch,以及一个同加速度R成比例的分量，加速度代表人造惯性。因而:
[0091]Fn= F.h+F, (2)
[0092]其中力R根据比例系数k定义:
[0093]Ff -kX γ ο
[0094]摩擦系数k是一个在计算模块12设定的参数。
[0095]等式(1)也可以被重写为:
[0096](mr+k) X γ = Fch+Fs ⑷
[0097]以此方式，如果用于产生控制信号的比例系数k为负，即π^Κο，设备模拟了一个比真实设备惯性低的惯性，也就是设备的旋转部分的惯性。如果比例系数k为正，设备模拟了一个比真实设备惯性高的惯性。
[0098]用户，通过一个用户接口，接口未显示，可以修改固定分量的值和比例因子k的值，并因而决定了他或她想要锻炼的类型。因而，独立的改变惯性负载是可能的。因而可以向用户提供一个大范围的肌肉锻炼类型。
[0099]用户接口被连接至计算模块12，并可以接收关于位置，速度，加速度，或从这些数据计算的信息的数据，例如进行的努力或消耗的能量的数据。这些数据和信息通过计算模块12计算，其中加速度，速度和位置信号分别通过连接17，16和11传递至计算模块12。通过这些数据和信息，用户接口可以通过显示这个信息可感觉的提醒这个用户。用户可以借此继续他或她的身体锻炼中的压力程度。然而，这些压力可以是不同的属性，例如声音压力也可以被使用的。此外，用户界面包含控制元件，以使用户改变固定分量的值和比例因子k的值，优选的它们互相独立。这些控制元件例如是用户接口的按钮，对应于一对预设的固定分量和比例因子k。这对参数因而定义了一些锻炼类型。一个存储元件，例如在计算模块12内的存储器，使存储信息和数据成为了可能。通过这些存储，用户可继续他或她的锻炼水平。
[0100]参考图3，5和6，描述了一些特别的锻炼的例子，它们可以由上述的设备进行。
[0101]根据图1中的把手拉伸压力，图3表示了沿着图1的轴z的把手6的位置，以及把手6的加速度。弯曲的虚线21表示了由位置编码器10测量的把手的位置。连续的曲线22表示了对应弯曲的虚线21的加速度。依照惯例，轴z在图1中直面朝下。弯曲的虚线21的点24因而对应了把手6在低位的时刻，而点23对应了把手6在高位的时刻。
[0102]为说明点23和点25间的图案，位置曲线21基本上是正弦曲线。因而，加速度也可以在此期间，形成一个正弦曲线。随后，位置曲线不再为正弦的因而加速度也不再为正弦的。
[0103]图5表示了根据图3中相同的时间间隔，电机1对抗用户施加的力。曲线28在门限值26上是一个常量。实际上，图5对应于一第一锻炼，其中计算模块提供了一控制信号至电机，以便使抵抗用户的力在一定时间内时常量。为此，计算模块产生了一控制信号，控制信号引导了一个力，力具有一个与门限值26相等的负载分量，和一个零惯性分量。在此锻炼中，用户因而单独的抵抗一固定负载和系统的真实惯性。
[0104]图6表示了一第二锻炼，第二锻炼部分的使用了如图5所示的第一锻炼的原理。曲线4