一种智能健身康复器材初始化和精度校正装置及调教方法与流程

本发明涉及健身康复器材的初始化和调教装置，尤其是涉及一种智能健身康复器材初始化和精度校正装置及调教方法。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，越来越多的人开始注重身体健康，因此，各种健身器械应用而生，健身器械主要是通过帮助人们进行辅助锻炼，从而达到强身健体的效果。

参照图1，现有的健身康复器材包括机架1、对称且转动连接在机架1上的摆臂2以及分别设置在摆臂2上的负载装置3，负载装置3包括伺服电机31、主动齿轮32、从动齿轮33、齿形带34、传动滑块35和推拉杆36，其中，伺服电机31安装在两摆臂2相背离的一侧，其输出轴穿过摆臂2，剩余部件安装在两摆臂2相对的一侧；主动齿轮32固接在伺服电机31的输出轴上；从动齿轮33设置为一对，其位于主动齿轮32的一侧，并且两从动之轮分别通过轴转动连接在摆臂2上位于主动齿轮32斜上方且等高的位置；齿形带34绕设在主动齿轮32和从动齿轮33上，其形状呈等腰三角形；传动滑块35固接在齿形带34上位于两从动齿轮33之间的位置；推拉杆36垂直固接在传动滑块35远离摆臂2的一侧；根据用户的需要，其可旋转摆臂2至不同的角度，以便对自身不同部位的肌肉进行锻炼。

使用时，用户握持推拉杆36并对其施加一定的力，使推拉杆36带动传动滑块35在导轨上水平往复运动，与此同时，伺服电机31通过主动齿轮32和齿形带34将动力传输至传动滑块35上，使其形成用户健身时的负载。

但是上述健身康复器材存在以下缺点：在无伺服电机31扭力的情况下，传动滑块35朝任意方向匀速运动均会产生一个包括伺服电机31转动阻力和机械传动摩擦力的总摩擦力，这就导致用户在拉放传动滑块35的不同阶段，其实际的重力负载并不相同，时大时小，影响用户体验。

技术实现要素：

本发明的目的一是提供一种智能健身康复器材初始化和精度校正装置，其优点是方便工作人员对健身康复器材进行初始化和校正，保证用户在拉放的过程中负载精确值，提升用户体验。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种智能健身康复器材初始化和精度校正装置，包括拉力传感器、动力源以及连接在两者之间的联动件，所述拉力传感器与控制器通信连接，并且所述拉力传感器远离联动件的一端与健身康复器材待调教的摆臂上的传动滑块相连接，所述拉力传感器采集伺服电机不同驱动电流值负载时传动滑块上产生的拉力，和在伺服电机空载状态下传动滑块匀速运动时的反向总摩擦力。

通过采用上述技术方案，本申请中校正装置的设置，方便工作人员对健身康复器材进行初始化和校正，保证用户在拉放的过程中负载精确值，提升用户体验；调教时，锁死联动件,控制待测摆臂上的伺服电机从0逐渐缓慢增加伺服电机的电流，当达到每个预设的负载值时，通过拉力传感器采集并记录每个预设负载值对应的电流值i静止，通过拉力传感器采集动力源带动待调教摆臂上的传动滑块匀速运动过程中的数据，然后通过该数据和i静止计算出每个节点i拉动和i放回的精准值，并将各项精准值输入健身康复器材的系统内，使用时，在不同的设定负载值下，系统判断滑块运动状态，输出相应的负载即可。

本发明进一步设置为：所述联动件为齿条，其一端与所述拉力传感器固接；

所述动力源包括基座、安装在所述基座上的等速电机、固接在所述等速电机输出轴上的传动齿轮、固接在所述基座上且位于等速电机正上方的支撑轴、转动连接在所述支撑轴上且同时与所述传动齿轮和所述齿条相啮合的减速齿轮。

通过采用上述技术方案，当等速电机启动时，其通过传动齿轮和减速齿轮将动力传输至齿条上，使其带动与之相连接的传动滑块运动。

本发明进一步设置为：所述基座为内部中空且一侧为敞口的箱体，所述等速电机和所述支撑轴均安装在所述箱体内，所述箱体侧壁上对应所述齿条的位置开设有供所述齿条穿过以和所述减速齿轮相啮合的导向孔。

通过采用上述技术方案，箱体的设置，用于对等速电机、传动齿轮和减速齿轮进行保护。

本发明进一步设置为：所述齿条远离齿的一侧与所述导向孔的内顶壁滑动抵接。

通过采用上述技术方案，减速齿轮与导向孔之间相互配合，实现对齿条的限位和导向，以便齿条始终与减速齿轮相啮合。

本发明进一步设置为：所述联动件为钢索，其一端与所述拉力传感器可拆卸连接；

所述动力源包括健身康复器材上与待调教摆臂相对一侧的伺服电机、固接在摆臂两端且朝向两摆臂相对延伸的固定板、转动安装在所述固定板远离摆臂一侧的定滑轮，所述钢索远离所述拉力传感器的一端同时穿过两摆臂顶端或底端的定滑轮并且与所述伺服电机驱动的传动滑块相连接。

通过采用上述技术方案，与待调教摆臂相对一侧的伺服电机启动时，其带动与该伺服电机同侧的传动滑块运动，从而使该传动滑块通过钢索和定滑轮带动待调教摆臂上的传动滑块运动，通过健身康复器材上的伺服电机作为动力，降低了调教成本。

本发明进一步设置为：所述钢索的两端分别固接有金属钩，所述拉力传感器和所述传动滑块上分别固接有供所述金属钩钩接的固定环。

通过采用上述技术方案，由于联动件为柔性的，因此在调教的过程中，需要来回调整钢索的安装方向，以便动力源能够驱动传动滑块朝不同的方向运动，而金属钩和固定环的设置，方便工作人员对此进行操作。

本发明的目的二是一种基于智能健身康复器材初始化和精度校正装置实施的调教方法，包括以下步骤：

s1：锁死联动件,控制待测摆臂上的伺服电机从0逐渐缓慢增加伺服电机的电流；

s2：当达到每个预设的负载值时，通过拉力传感器采集并记录每个预设负载值对应的电流值i静止；

s3：通过动力源带动待调教摆臂上的传动滑块匀速运动，通过拉力传感器采集传动滑块匀速运动过程中的数据，通过该数据和i静止直接测出或间接算出每个预设负载节点i拉动和i放回的精准值；

s4：将步骤s3中测量的i拉动和i放回输入健身康复器材的系统内，使用时在不同的设定负载值下，系统判断滑块运动状态，输出相应的负载。

本发明进一步设置为：步骤s3中还包括以下步骤：

a1：将伺服电机断电，解除对联动件的锁死，通过动力源和联动件带动待调教摆臂上的传动滑块匀速运动，通过拉力传感器采集f总摩擦力；

a2：选择不同的运动速度重复步骤a1，计算f总摩擦力的平均值；

a3：通过i静止计算出负载和电流线性函数f=ki+b中的线性常数值k；

a4：计算补偿电流值i补偿=f总摩擦力/k；

a5：计算精准值，i拉动=i静止-i补偿；i放回=i静止+i补偿。

本发明进一步设置为：步骤s3中还包括以下步骤：

b1：设定任一负载对应的i静止，通过动力源和联动件拉动待调教摆臂上的传动滑块匀速运动，同时逐渐缓慢减小i静止的电流值，直到拉力传感器采集到的数值为i静止对应的负载值，记录此时的电流值i拉动即为精准值；

b2：重置步骤b1中负载对应的i静止，通过动力源和联动件拉动待调教摆臂上的传动滑块匀速运动并复位，同时逐渐缓慢增加i静止的电流值，直到拉力传感器采集到的数值为i静止对应的负载值，记录此时的电流值i放回即为精准值；

b3：在不同设定负载下重复步骤b1和步骤b2，记录相应的i拉动和i放回。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、本申请中校正装置的设置，方便工作人员对健身康复器材进行校正，保证用户在拉放的过程中负载精准值，提升用户体验；调教时，锁死联动件,控制待测摆臂上的伺服电机从0逐渐缓慢增加伺服电机的电流，当达到每个预设的负载值时，通过拉力传感器采集并记录每个预设负载值对应的电流值i静止，通过拉力传感器采集动力源带动待调教摆臂上的传动滑块匀速运动过程中的数据，然后通过该数据和i静止计算出每个节点i拉动和i放回的精准值，并将各项精准值输入健身康复器材的系统内，使用时，在不同的设定负载值下，系统判断滑块运动状态，输出相应的负载即可；

2、通过健身康复器材上的伺服电机作为动力，降低了调教成本。

附图说明

图1是本发明背景技术的结构示意图；

图2是实施例1的结构示意图；

图3是体现实施例1中动力源的整体结构示意图；

图4是体现健身康复器材的结构示意图；

图5是实施例2的结构示意图；

图6是图5中a部分的局部放大示意图。

附图标记，1、机架；2、摆臂；3、负载装置；31、伺服电机；32、主动齿轮；33、从动齿轮；34、齿形带；35、传动滑块；36、推拉杆；4、拉力传感器；5、动力源；51、基座；511、导向孔；52、等速电机；53、传动齿轮；54、支撑轴；55、减速齿轮；56、固定板；57、定滑轮；58、金属钩；59、固定环；6、联动件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

参照图2，为本发明公开的一种智能健身康复器材初始化和精度校正装置，包括拉力传感器4、动力源5以及连接在两者之间的联动件6，拉力传感器4与控制器通信连接，用于显示测量的数值。拉力传感器4远离联动件6的一端与健身康复器材待调教的摆臂2上的传动滑块35相连接，用于采集伺服电机31不同驱动电流值负载时传动滑块35上产生的拉力，和在伺服电机31空载状态下传动滑块35匀速运动时的反向总摩擦力。

参照图2和图3，联动件6为齿条，其一端开设有供拉力传感器4安装的安装孔；动力源5包括基座51、安装在基座51上的等速电机52、固接在等速电机52输出轴上的传动齿轮53、固接在基座51上且位于等速电机52正上方的支撑轴54、转动连接在支撑轴54上且同时与传动齿轮53和齿条相啮合的减速齿轮55，基座51为内部中空且一侧为敞口的箱体，等速电机52和支撑轴54均安装在箱体内，箱体侧壁上对应齿条的位置开设有供齿条另一端穿过的导向孔511，其宽度与齿条宽度相适配，受减速齿轮55支撑的作用，齿条远离齿的一侧与导向孔511的内顶壁滑动抵接，减速齿轮55与导向孔511之间相互配合，实现对齿条的限位和导向，以便齿条始终与减速齿轮55相啮合。

当等速电机52启动时，其通过传动齿轮53和减速齿轮55将动力传输至齿条上，使其带动与之相连接的传动滑块35运动。

参照图4，为方便理解，此处对健身康复器材进行介绍。健身康复器材包括机架1、对称且转动连接在机架1上的摆臂2以及分别设置在摆臂2上的负载装置3，负载装置3包括伺服电机31、主动齿轮32、从动齿轮33、齿形带34、传动滑块35和推拉杆36，其中，伺服电机31安装在两摆臂2相背离的一侧，其输出轴穿过摆臂2，剩余部件安装在两摆臂2相对的一侧；主动齿轮32固接在伺服电机31的输出轴上；从动齿轮33设置为一对，其位于主动齿轮32的一侧，并且两从动之轮分别通过轴转动连接在摆臂2上且等高的位置；齿形带34绕设在主动齿轮32和从动齿轮33上，其形状呈等腰三角形；传动滑块35固接在齿形带34上位于两从动齿轮33之间的位置，并且传动滑块35上开设有供拉力传感器4安装的螺纹孔；推拉杆36垂直固接在传动滑块35远离摆臂2的一侧；根据用户的需要，其可将摆臂2旋转至不同的角度，以便对自身不同部位的肌肉进行锻炼，伺服电机31启动时，其通过主动齿轮32和齿形带34带动传动滑块35运动。

参照图2，基于上述智能健身康复器材初始化和精度校正装置实施的调教方法一，包括以下步骤：

s1：锁死联动件6,控制待测摆臂2上的伺服电机31从0逐渐缓慢增加伺服电机31的电流；

s2：当达到2.5kg，5kg，7.5kg……40kg期待预设使用的负载值时，通过拉力传感器4采集并记录每个预设负载值对应的电流值i静止；

s3：通过动力源5带动待调教摆臂2上的传动滑块35匀速运动，通过拉力传感器4采集传动滑块35匀速运动过程中的数据，通过该数据和i静止计算出每个节点i拉动和i放回的精准值；具体包括：

a1：将伺服电机31断电，解除对联动件6的锁死，通过动力源5和联动件6带动待调教摆臂2上的传动滑块35匀速运动，通过拉力传感器4采集f总摩擦力；

a2：选择不同的运动速度重复步骤a1，计算f总摩擦力的平均值；

a3：通过i静止计算出负载和电流线性函数f=ki+b中的线性常数值k；

a4：计算补偿电流值i补偿=f总摩擦力/k；

a5：计算精准值，i拉动=i静止-i补偿；i放回=i静止+i补偿；

s4：将步骤s3中测量的i拉动和i放回输入健身康复器材的系统内，使用时在不同的设定负载值下，系统判断滑块运动状态，输出相应的负载。

参照图2，基于上述智能健身康复器材初始化和精度校正装置实施的调教方法二，包括以下步骤：

s1：锁死联动件6,控制待测摆臂2上的伺服电机31从0逐渐缓慢增加伺服电机31的电流；

s2：当达到2.5kg，5kg，7.5kg……40kg期待预设使用的负载值时，通过拉力传感器4采集并记录每个预设负载值对应的电流值i静止；

s3：通过动力源5带动待调教摆臂2上的传动滑块35匀速运动，通过拉力传感器4采集传动滑块35匀速运动过程中的数据，通过该数据和i静止直接测出或间接算出每个预设负载节点i拉动和i放回的精准值；具体包括：

b1：设定任一负载对应的i静止，通过动力源5和联动件6拉动待调教摆臂2上的传动滑块35匀速运动，同时逐渐缓慢减小i静止的电流值，直到拉力传感器4采集到的数值为i静止对应的负载值，记录此时的电流值i拉动即为精准值；

b2：重置步骤b1中负载对应的i静止，通过动力源5和联动件6拉动待调教摆臂2上的传动滑块35匀速运动并复位，同时逐渐缓慢增加i静止的电流值，直到拉力传感器4采集到的数值为i静止对应的负载值，记录此时的电流值i放回即为精准值；

b3：在不同设定负载下重复步骤b1和步骤b2，记录相应的i拉动和i放回；

s4：将步骤s3中测量的i拉动和i放回输入健身康复器材的系统内，使用时在不同的设定负载值下，系统判断滑块运动状态，输出相应的负载。

针对上述调教方法，工作人员还可以通过调整电机转向、施力方向和摆臂2的朝向，同时重复以上步骤来提高调教精度。

实施例2：

参照图5，为本发明公开的一种智能健身康复器材初始化和精度校正装置，与实施例1的不同之处在于联动件6为钢索，其一端与拉力传感器4可拆卸连接；动力源5包括健身康复器材上与待调教摆臂2相对一侧的伺服电机31、固接在摆臂2两端且朝向两摆臂2相对延伸的固定板56、转动安装在固定板56远离摆臂2一侧的定滑轮57，钢索的另一端同时穿过两摆臂2顶端或底端的定滑轮57并且与伺服电机31驱动的传动滑块35相连接，为方便钢索安装，在固定板56上开设供其穿过的通孔，

参照图5和图6，钢索的两端分别固接有金属钩58，拉力传感器4和传动滑块35上分别固接有供金属钩58钩接的固定环59。

由于联动件6为柔性的，因此在调教的过程中，需要来回调整钢索的安装方向，以便动力源5能够驱动传动滑块35朝不同的方向运动，而金属钩58和固定环59的设置，方便工作人员对此进行操作。

实施例1中的调教方法同样能够通过本实施例中的校正装置来实现，安装时，将拉力传感器4固定在待测摆臂2的传动滑块35上，然后将钢索的一端钩接于拉力传感器4上，另一端穿过两摆臂2位于同一端的两滑轮与另一摆臂2上的传动滑块35钩接，通过与待调教摆臂2相对一侧的伺服电机31带动与该伺服电机31同侧的传动滑块35运动，从而使该传动滑块35通过钢索和定滑轮57带动待调教摆臂2上的传动滑块35朝一侧匀速运动，调教的过程中，通过调整钢索的安装位置，从而来实现对待调教摆臂2上的传动滑块35的拉动和放回。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。