一种数控阻尼源控制方法、装置、系统及健身器材与流程

本发明涉及数控阻尼源技术领域，更具体地说，涉及一种数控阻尼源控制方法、装置、系统及健身器材。

背景技术：

目前的健身器材均采用电控控制，例如通过力矩电机作为阻力源，但是由于力矩电机的惯性很大，运动的速度变化不能太快，爆发力锻炼效果不好，还容易受伤，这样力就无法控制，只能用在慢速的环境下，使用受限。并且，通过健身器材选择阻力时，需要手动选择不同的阻力，操作繁琐。

因此，如何解决现有的电控控制中存在的惯性大、运动速度变化不能太快、爆发力锻炼效果不好等问题，是本领域技术人员需要解决的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种数控阻尼源控制方法、装置、系统及健身器材，以实现解决现有的电控控制中存在的惯性大、运动速度变化不能太快，爆发力锻炼效果不好等问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种数控阻尼源控制方法，包括：

接收用户输入的阻力参数选择指令；

利用所述阻力参数选择指令确定目标阻力曲线信息；所述目标阻力曲线信息中的力矩随着伺服电机转子角度的变化而变化；

根据所述目标阻力曲线信息，控制伺服电机在不同转子角度下输出不同的力矩；其中，在同一转子角度下输出的力矩随阻力参数的增加而增加。

其中，所述接收用户输入的阻力参数选择指令之前，还包括：

接收用户输入的锻炼模式选择指令；其中，与同一阻力参数对应的不同锻炼模式下的目标阻力曲线信息不同。

其中，用户输入的锻炼模式选择指令，包括：自适应模式选择指令或者常规力量模式选择指令。

其中，所述利用所述阻力参数选择指令确定目标阻力曲线信息之前，还包括：

接收用户输入的身份信息；

查找是否存在与所述身份信息相对应的专属阻力曲线信息；

若存在，则将所述专属阻力曲线信息作为所述目标阻力曲线信息。

一种数控阻尼源控制装置，包括：

阻力参数指令接收模块，用于接收用户输入的阻力参数选择指令；

阻力曲线确定模块，用于利用所述阻力参数选择指令确定目标阻力曲线信息；所述目标阻力曲线信息中的力矩随着伺服电机转子角度的变化而变化；

控制模块，用于根据所述目标阻力曲线信息，控制伺服电机在不同转子角度下输出不同的力矩；其中，在同一转子角度下输出的力矩随阻力参数的增加而增加。

其中，本方案还包括：

锻炼模式指令接收模块，用于接收用户输入的锻炼模式选择指令；其中，与同一阻力参数对应的不同锻炼模式下的目标阻力曲线信息不同。

其中，本方案还包括：

身份信息获取模块，用于接收用户输入的身份信息；

所述阻力曲线确定模块，用于查找是否存在与所述身份信息相对应的专属阻力曲线信息；若存在，则将所述专属阻力曲线信息作为所述目标阻力曲线信息。

一种数控阻尼源控制系统，包括显示设备、伺服控制器、伺服电机；

所述显示设备，用于接收用户输入的阻力参数选择指令；

所述伺服控制器，用于利用所述阻力参数选择指令确定目标阻力曲线信息；根据所述目标阻力曲线信息，控制所述伺服电机在不同转子角度下输出不同的力矩；其中，所述目标阻力曲线信息中的力矩随着伺服电机转子角度的变化而变化，并且在同一转子角度下输出的力矩随阻力参数的增加而增加。

其中，还包括传感器，用于确定所述伺服电机的原点位置。

一种健身器材，包括上述数控阻尼源控制系统。

通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种数控阻尼源控制方法，包括：接收用户输入的阻力参数选择指令；利用所述阻力参数选择指令确定目标阻力曲线信息；所述目标阻力曲线信息中的力矩随着伺服电机转子角度的变化而变化；根据所述目标阻力曲线信息，控制伺服电机在不同转子角度下输出不同的力矩；其中，在同一转子角度下输出的力矩随阻力参数的增加而增加。

可见，在本方案中，可根据用户选择的阻力参数确定对应的阻力曲线，通过该阻力曲线控制伺服电机在不同的位置输出不同的力矩，从而实现了对各种负载的模拟，并且力矩是可随位置变化而变化，随速度变化而变化，解决了现有电控控制中存在的惯性大、运动速度变化不能太快，爆发力锻炼效果不好等问题；本发明还公开了一种数控阻尼源控制装置、系统及健身器材，同样能实现上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种数控阻尼源控制方法流程示意图；

图2为本发明实施例公开的一种前踢腿机结构示意图；

图3为本发明实施例公开的一种不同阻力参数的阻力曲线示意图；

图4为本发明实施例公开的一种数控阻尼源控制装置结构示意图；

图5为本发明实施例公开的一种数控阻尼源控制系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种数控阻尼源控制方法、装置、系统及健身器材，以实现解决现有的电控控制中存在的惯性大、运动速度变化不能太快，爆发力锻炼效果不好等问题。

参见图1，本发明实施例提供的一种数控阻尼源控制方法，包括：

s101、接收用户输入的阻力参数选择指令；

具体的，本实施例中，可在健身器材的显示设备上显示不同档位的阻力参数，用户通过该显示设备便可触发不同档位的阻力参数选择指令，例如：20lbs、25lbs、30lbs等不同等级，这样用户选择不同等级的阻力参数时，便不需要手动更换，简化用户操作。

s102、利用所述阻力参数选择指令确定目标阻力曲线信息；所述目标阻力曲线信息中的力矩随着伺服电机转子角度的变化而变化；

s103、根据所述目标阻力曲线信息，控制伺服电机在不同转子角度下输出不同的力矩；其中，在同一转子角度下输出的力矩随阻力参数的增加而增加。

具体的，在本实施例中，根据不同健身器材的特点，可设置与不同健身器材所对应的阻力曲线，因此用户在使用健身器材时，可通过在健身器材上输入阻力参数，确定本健身器材的阻力曲线；需要说明的是，在每个阻力曲线中，其力矩均随着伺服电机转子角度的变化而变化，并且，随着阻力参数的不同，整个阻力曲线沿力矩轴进行平移，也就是说，在同一转子角度下，随着阻力参数的增加，其输出力矩也对应的增加。与现有技术中通过力矩电机作为阻力源相比，本方案采用低惯量的伺服电机，采用dsp数字控制，提供了高效的数控负载系统，克服了现有技术中惯性大、运动速度变化不能太快，爆发力锻炼效果不好等问题。

基于上述实施例，所述接收用户输入的阻力参数选择指令之前，还包括：

接收用户输入的锻炼模式选择指令；其中，与同一阻力参数对应的不同锻炼模式下的目标阻力曲线信息不同；用户输入的锻炼模式选择指令，包括：自适应模式选择指令或者常规力量模式选择指令。

具体的，在本方案中，可设置与不同模式相对应的不同的阻力曲线，参见图2，在本实施例以数控阻力源用在前踢腿机上应用进行说明；参见图2，本实施例中的前踢腿机包括：伺服电机、控制器、传感器以及显示设备，该控制器中存储了与不同模式下不同阻力参数相对应的阻力曲线，当用户通过显示设备确定目标阻力曲线后，控制器便利用该目标阻力曲线控制伺服电机输出对应的力矩。

具体的，以前踢腿机为例，伺服电机通过同步带传动2级减速，减速器输出轴直接与前踢腿的踢腿foam架相连，在输出轴出有原点传感器，主要是系统上电复位用。在系统上电，前踢腿foam架在伺服电机驱动下缓慢返回，当原点传感器导通时，系统记下此时前踢腿foam架的位置，然后系统自动回到起始位置，起始位置是方便锻炼者上下健身器材。在本实施例中提供两种锻炼模式，即：常规力量模式和自适应模式，当用户在健身器材上就位后，用户便可以在显示设备中从这两种锻炼模式进行选择，系统开机默认为自适应模式。

具体的，在本实施例中，自适应模式为控制器控制伺服电机按照设定的阻力曲线运行，以使伺服电机按设定的速度以及运动范围内来回摆动，这时锻炼者是被动随着前踢腿的踢腿foam运动；需要说明的是，在此模式下，伺服电机是速度控制模式，当实际速度与设定速度有差异时，系统增大力矩，保持实际速度在设定速度很小差异的范围内运动，同时还可以通过显示设备实时显示实际力的大小。当锻炼者选择常规力量模式时，用户按“开始”键，控制器根据阻力曲线，缓慢的控制伺服电机力矩的大小，伺服电机始终朝一个方向出力旋转，当锻炼者前踢腿时，伺服电机是被动的随着锻炼者运动，但锻炼者返回时，伺服电机拉着锻炼者运动，前踢腿和返回的力矩曲线可以分别控制。

参见图3，为本实施例提供的常规力量模式下的不同阻力参数的阻力曲线示意图，可以看出，伺服电机的力矩是随着位置的不同而不同，阻力参数的增减会导致整个阻力曲线沿力矩轴平移，具体的阻力参数变大会导致阻力曲线沿力矩轴向上平移；并且本方案中的不同的健身器材的阻力曲线形式不一样，通过设定都写在伺服控制器中，这样器材就不用变绳轮半径，机械结构简单，从而很好的取代现有负载模式。

基于上述实施例，所述利用所述阻力参数选择指令确定目标阻力曲线信息之前，还包括：

接收用户输入的身份信息；

查找是否存在与所述身份信息相对应的专属阻力曲线信息；

若存在，则将所述专属阻力曲线信息作为所述目标阻力曲线信息。

具体的，在本实施例中，用户可在注册后，对运动器材的阻力曲线进行自定义；当用户再一次使用该运动器材时，首先输入用户的身份信息，如果用户之前有设置自己的专属阻力曲线，这时可将用户设定的专属阻力曲线作为本次锻炼所使用的阻力曲线；如果用户没有设定专属的阻力曲线，则通过默认的阻力曲线作为本次使用的阻力曲线。

下面对本发明实施例提供的数控阻尼源控制装置进行介绍，下文描述的数控阻尼源控制装置与上文描述的数控阻尼源控制方法可以相互参照。

参见图4，本发明实施例提供的一种数控阻尼源控制装置，包括：

阻力参数指令接收模块110，用于接收用户输入的阻力参数选择指令；

阻力曲线确定模块120，用于利用所述阻力参数选择指令确定目标阻力曲线信息；所述目标阻力曲线信息中的力矩随着伺服电机转子角度的变化而变化；

控制模块130，用于根据所述目标阻力曲线信息，控制伺服电机在不同转子角度下输出不同的力矩；其中，在同一转子角度下输出的力矩随阻力参数的增加而增加。

基于上述实施例，本方案还包括：

锻炼模式指令接收模块，用于接收用户输入的锻炼模式选择指令；其中，与同一阻力参数对应的不同锻炼模式下的目标阻力曲线信息不同。

基于上述实施例，本方案还包括：

身份信息获取模块，用于接收用户输入的身份信息；

所述阻力曲线确定模块，用于查找是否存在与所述身份信息相对应的专属阻力曲线信息；若存在，则将所述专属阻力曲线信息作为所述目标阻力曲线信息。

参见图5，本发明实施例提供的一种数控阻尼源控制系统，包括显示设备210、伺服控制器220、伺服电机230；

所述显示设备，用于接收用户输入的阻力参数选择指令；

所述伺服控制器，用于利用所述阻力参数选择指令确定目标阻力曲线信息；根据所述目标阻力曲线信息，控制所述伺服电机在不同转子角度下输出不同的力矩；其中，所述目标阻力曲线信息中的力矩随着伺服电机转子角度的变化而变化，并且在同一转子角度下输出的力矩随阻力参数的增加而增加。

基于上述实施例，本实施例还包括传感器240，用于确定所述伺服电机的原点位置。

本发明实施例还提供的一种健身器材，包括上述实施例中的数控阻尼源控制系统。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。