一种拉力控制电路、发电机组件及拉力控制方法与流程

1.本技术涉及健身器材技术领域，尤其涉及一种拉力控制电路、发电机组件及拉力控制方法。


背景技术：

2.拉力健身器材是一种适于大众健身锻炼的器械。现有电子控制拉力健身器材，一般是采用驱动一个电动机通电产生磁场的方式或者其他通电产生磁场的方式，来输出设定的拉力。
3.而现有电子控制拉力健身器材的缺点是，利用电能转换成拉力，这个能量转化过程会消耗很多的电能，非常消耗、浪费电能。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种拉力控制电路、发电机组件及拉力控制方法，可有效回收发电机的电能。
5.根据本技术的第一方面，提供了一种用于回收能量的拉力控制电路。该用于回收能量的拉力控制电路包括：
6.转变电路，所述转变电路被配置为能与发电机电连接，并将发电机产生的交流电转变为直流电；和
7.电流控制器，所述电流控制器与所述转变电路电连接，用于将所述转变电路输出的直流电调整为可控电流值以接入电池。
8.可选地，还包括比较控制电路，所述比较控制电路被配置为能：
9.获取拉力变送器响应于发电机拉力手柄拉力而线性对应输出的第一电压数值；将外部输入的配重数据转换为第二电压数值；
10.将所述第一电压数值与所述第二电压数值相比较；
11.若判断所述第一电压数值大于所述第二电压数值，则控制降低所述电流控制器输出的可控电流值，从而降低所述发电机的输出功率；若判断所述第一电压数值小于所述第二电压数值，则控制增加所述电流控制器输出的可控电流值，从而增加所述发电机的输出功率。
12.可选地，所述比较控制电路包括单片机和电压比较器；
13.所述单片机被配置为能将外部输入的配重数据dac转换为第二电压数值；
14.所述电压比较器与所述单片机电连接，并被配置为能：
15.获取拉力变送器响应于发电机拉力手柄拉力而线性对应输出的第一电压数值，并将所述第一电压数值与所述第二电压数值进行比较；
16.若判断所述第一电压数值大于所述第二电压数值，则所述电压比较器的输出电压下降，控制降低所述电流控制器输出的可控电流值，从而降低所述发电机的输出功率；若判断所述第一电压数值小于所述第二电压数值，则所述电压比较器的输出电压上升，控制增
加所述电流控制器输出的可控电流值，从而增加所述发电机的输出功率。
17.可选地，所述单片机的t和r端子连接至外部通讯端，用于获取外部输入的配重数据；
18.所述电压比较器的正向输入端与所述单片机电连接，用于获取所述单片机dac转换的所述第二电压数值；
19.所述电压比较器的负向输入端与拉力变送器的输入端子电连接，用于获取拉力变送器响应于发电机拉力手柄拉力而线性对应输出的第一电压数值。
20.可选地，所述比较控制电路包括单片机；所述单片机与拉力变送器的输入端子电连接，用于获取拉力变送器响应于发电机拉力手柄拉力而线性对应输出的第一电压。
21.可选地，所述转变电路包括整流器和升压降压电源模块；所述整流器的u v w端子被配置为能接入发电机产生的三相交流电，并将发电机产生的交流电整流为直流电；所述升压降压电源模块与所述整流器电连接，用于将所述整流器整流的直流电转变为稳定电压的直流电；所述电流控制器与所述升压降压电源模块电连接，用于将所述升压降压电源模块输出的直流电调整为可控电流值以接入电池；和/或，
22.所述电流控制器包括三极管；所述比较控制电路的输出端电连接至所述三极管的基级，用于控制调整所述可控电流值，从而调整所述发电机的输出功率。
23.可选地，所述拉力控制电路集成设置在同一电路板上。
24.根据本技术的第二方面，提供了一种发电机组件。该发电机组件包括：
25.发电机，所述发电机上设置有拉力手柄，所述发电机被配置为在所述拉力手柄拉动时产生交流电；
26.拉力变送器，所述拉力变送器连接在所述拉力手柄上，并被配置为响应于所述拉力手柄拉力而线性对应输出第一电压；和
27.上述的拉力控制电路；
28.所述转变电路与所述发电机电连接，用于将所述发电机产生的交流电转变为直流电。
29.根据本技术的第三方面，提供了一种用于回收能量的拉力控制方法。该用于回收能量的拉力控制方法包括：
30.将发电机产生的交流电整流为直流电；
31.将整流的直流电转变为升压或者降压为稳定电压的直流电；
32.将稳定电压的直流电调整为可控电流值，以接入电池。
33.可选地，所述的将稳定电压的直流电调整为可控电流值，包括：
34.获取拉力变送器响应于发电机拉力手柄拉力而线性对应输出的第一电压数值；将外部输入的配重数据转换为第二电压数值；
35.将第一电压数值与第二电压数值相比较；
36.若判断第一电压数值大于第二电压数值，则控制降低可控电流值，从而降低发电机的输出功率；若判断第一电压数值小于第二电压数值，则控制增加电流控制器输出的可控电流值，从而增加发电机的输出功率。
37.本技术的有益效果包括：
38.本技术中，拉力控制电路中能将发电机产生的交流电可通过转变电路转变为直流
电，并通过电流控制器将直流电调整为可控电流值以接入电池。发电机的能量能被有效吸收和存储从而实现回收，不被浪费消耗。
39.拉力控制电路能获取拉力变送器响应于发电机拉力手柄拉力而线性对应输出的第一电压数值、及外部输入的配重数据，并将外部输入的配重数据转换为第二电压数值。通过比较第二电压数值与第一电压数值大小，对应控制调整电流控制器输出的可控电流值，从而调整发电机的输出功率实现拉力的控制，能让拉力手柄实际的拉力与配重数据对应拉力最终相等，达到平衡。
40.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。
附图说明
41.图1是本技术第一实施例提供的发电机组件的示意图。
42.图2是图1发电机组件中的拉力控制电路的电路图。
43.图3是本技术第二实施例提供的发电机组件的示意图。
44.图4是图3发电机组件中的拉力控制电路的电路图。
45.附图标记：
46.10-整流器；
47.20-升压降压电源模块；
48.30-电流控制器；
49.40-电压比较器；
50.50-单片机；
51.80-电池；
52.90-发电机；
53.92-拉力手柄；
54.94-拉力变送器。
55.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
具体实施方式
56.为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
57.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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它实施例，都属于本技术保护的范围。
58.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
59.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种
情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
60.应当理解，在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，不用于描述特定的顺序或先后次序。
61.取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
62.第一实施例：
63.根据本技术的第一实施例，提供了一种发电机组件。请查阅图1和图2，发电机组件包括发电机90、拉力变送器94和拉力控制电路。其中，发电机90上设置有拉力手柄92。拉力手柄92拉动时，发电机90发电从而产生交流电。
64.拉力变送器94连接在拉力手柄92上。拉力变送器94可采用电动式拉力变送器94，其能将压力转换成电动信号，从而输出拉力。根据拉力手柄92拉动的拉力，拉力变送器94线性对应输出第一电压。拉力变送器94输出的第一电压与拉力手柄92的拉力成线性关系。可选地，拉力变送器94输出的第一电压与拉力手柄92拉动的拉力可以是正比关系，拉力变送器94输出的第一电压随着拉力手柄92的拉力增大而增大或者减小而减小。
65.拉力控制电路包括转变电路和电流控制器30。转变电路与发电机90电连接，转变电路能将发电机90产生的交流电转变为直流电。转变电路具体可包括整流器10和升压降压电源模块20。
66.整流器10是把交流电转换成直流电的装置，可用于供电装置。整流器10设有u v w端子，发电机90产生的三相交流电接入整流器10的u v w端子。整流器10能将发电机90产生的交流电整流为直流电，以便于后续给电池80充电、或者给整个电路系统、或者外部供电。
67.升压降压电源模块20与整流器10电连接，升压降压电源模块20能将被整流器10整流的直流电转变为稳定电压的直流电。升压降压电源模块20具体可采用dc-dc变换器，dc-dc变换器是将某电压的直流电转变为另一电压值的直流电，以供实际使用。
68.电流控制器30与转变电路的升压降压电源模块20电连接。电流控制器30能将升压降压电源模块20输出的稳定电压的直流电调整为可控电流值，以接入电池80的接入端子，从而按照所设定的电流对电池80进行充电。可选地，电流控制器30具体可包括三极管，三极管为电流控制元件，其可通过用基极电流控制集电极电流，达到调整电流的作用。
69.该拉力控制电路中能将发电机90产生的交流电可通过转变电路转变为直流电，并通过电流控制器30将直流电调整为可控电流值以接入电池80。发电机90的能量能被有效吸收和存储从而实现回收，不被浪费消耗。
70.本实施例中，请查阅图1和图2，拉力控制电路还可以包括比较控制电路。比较控制电路包括单片机50和电压比较器40。
71.单片机50又称单片微控制器，是把一个计算机系统集成到一个芯片上，将数据运算与处理能力集成到芯片中，实现对数据的高速化处理。单片机50的t和r端子连接至外部通讯端，以与外部设备或者器件进行通信，从而获取外部输入的配重数据。例如，外部输入的配重数据可由用户选择或者设定。
72.单片机50设置有dac模块(数字/模拟转换模块)，其可将数字信号转换并输出电压模拟信号。单片机50能将外部输入的配重数据进行dac转换，输出与配重数据相对应的第二电压数值。
73.电压比较器40是对输入信号进行鉴别与比较的电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路。电压比较器40设置有正向输入端、负向输入端和输出端。
74.电压比较器40的正向输入端与单片机50电连接，使电压比较器40能获取单片机50dac转换的第二电压数值。
75.电压比较器40的负向输入端与拉力变送器94的输入端子f+电连接，使电压比较器40能获取拉力变送器94响应于发电机90拉力手柄92拉力而线性对应输出的第一电压数值。
76.电压比较器40的输出端电连接至三极管的基级，用于控制调整电流控制器30输出的可控电流值，从而调整发电机90的输出功率。
77.电压比较器40获取到第一电压数值和第二电压数值后，能将第一电压数值与第二电压数值相比较并判断两者数值大小，并根据判断结果控制调整电压比较器40的输出电压，从而调整电流控制器30输出的可控电流值。
78.若判断第一电压数值大于第二电压数值，则电压比较器40的输出电压下降，控制降低电流控制器30输出的可控电流值，从而降低发电机90的输出功率。如此，拉力手柄92的拉力增大，实现负反馈控制，能让拉力手柄92实际的拉力与配重数据对应拉力最终相等，达到平衡。
79.若判断第一电压数值小于第二电压数值，则电压比较器40的输出电压上升，控制增加电流控制器30输出的可控电流值，从而增加发电机90的输出功率。如此，拉力手柄92的拉力减小，实现负反馈控制，能让拉力手柄92实际的拉力与配重数据对应拉力最终相等，达到平衡。
80.本实施例中，拉力控制电路可集成设置在同一电路板上。拉力控制电路结构精简，拉力控制电路与发电机90之间的组装连接方便。
81.该拉力控制电路能通过拉力控制方法对发电机90的能量进行回收。请查阅图1和图2，该拉力控制方法包括如下步骤：
82.步骤一，将发电机90产生的交流电整流为直流电。
83.具体地，发电机90产生的三相交流电接入整流器10的u v w端子。整流器10将发电机90产生的交流电整流为直流电，以便于后续给电池80充电、或者给整个电路系统、或者外部供电。
84.步骤二，将整流的直流电转变为升压或者降压为稳定电压的直流电。
85.具体地，升压降压电源模块20可采用dc-dc变换器，dc-dc变换器将被整流器10整流的直流电转变为稳定电压的直流电，以供实际使用。
86.步骤三，将稳定电压的直流电调整为可控电流值，以接入电池80。
87.具体地，该步骤中的将稳定电压的直流电调整为可控电流值，可包括以下步骤：
88.单片机50将外部输入的配重数据转换为第二电压数值；电压比较器40获取拉力变送器94响应于发电机90拉力手柄92拉力而线性对应输出的第一电压数值。
89.电压比较器40将第一电压数值与第二电压数值相比较。
90.根据第一电压数值相与第二电压数值比较的结果，电压比较器40可对应处理。若
判断第一电压数值大于第二电压数值，则比较控制电路的输出电压下降，控制降低电流控制器30输出的可控电流值，从而降低发电机90的输出功率。若判断第一电压数值小于第二电压数值，则比较控制电路的输出电压上升，控制增加电流控制器30输出的可控电流值，从而增加发电机90的输出功率。
91.此外，请查阅图2，升压降压电源模块20还可电连接至v+v-的输出端子，给整个电路系统或者外部供电。
92.拉力控制电路能获取拉力变送器94响应于发电机90拉力手柄92拉力而线性对应输出的第一电压数值、及外部输入的配重数据，并将外部输入的配重数据转换为第二电压数值。通过比较第二电压数值与第一电压数值大小，对应控制调整电流控制器30输出的可控电流值，从而调整发电机90的输出功率实现拉力的控制，能让拉力手柄92实际的拉力与配重数据对应拉力最终相等，达到平衡。
93.第二实施例：
94.根据本技术的第二实施例，提供了另一种发电机组件。请查阅图3和图4，发电机组件包括发电机90、拉力变送器94和拉力控制电路。其中，发电机90上设置有拉力手柄92。拉力手柄92拉动时，发电机90发电从而产生交流电。
95.拉力变送器94连接在拉力手柄92上。拉力变送器94可采用电动式拉力变送器94，其能将压力转换成电动信号，从而输出拉力。根据拉力手柄92拉动的拉力，拉力变送器94线性对应输出第一电压。拉力变送器94输出的第一电压与拉力手柄92的拉力成线性关系。可选地，拉力变送器94输出的第一电压与拉力手柄92拉动的拉力可以是正比关系，拉力变送器94输出的第一电压随着拉力手柄92的拉力增大而增大或者减小而减小。
96.拉力控制电路包括转变电路和电流控制器30。转变电路与发电机90电连接，转变电路能将发电机90产生的交流电转变为直流电。转变电路具体可包括整流器10和升压降压电源模块20。
97.整流器10是把交流电转换成直流电的装置，可用于供电装置。整流器10设有u v w端子，发电机90产生的三相交流电接入整流器10的u v w端子。整流器10能将发电机90产生的交流电整流为直流电，以便于后续给电池80充电、或者给整个电路系统、或者外部供电。
98.升压降压电源模块20与整流器10电连接，升压降压电源模块20能将被整流器10整流的直流电转变为稳定电压的直流电。升压降压电源模块20具体可采用dc-dc变换器，dc-dc变换器是将某电压的直流电转变为另一电压值的直流电，以供实际使用。
99.电流控制器30与转变电路的升压降压电源模块20电连接。电流控制器30能将升压降压电源模块20输出的稳定电压的直流电调整为可控电流值，以接入电池80的接入端子，从而按照所设定的电流对电池80进行充电。可选地，电流控制器30具体可包括三极管，三极管为电流控制元件，其可通过用基极电流控制集电极电流，达到调整电流的作用。
100.该拉力控制电路中能将发电机90产生的交流电可通过转变电路转变为直流电，并通过电流控制器30将直流电调整为可控电流值以接入电池80。发电机90的能量能被有效吸收和存储从而实现回收，不被浪费消耗。
101.本实施例中，请查阅图3和图4，拉力控制电路还可以包括比较控制电路。比较控制电路包括单片机50。
102.单片机50又称单片微控制器，是把一个计算机系统集成到一个芯片上，将数据运
算与处理能力集成到芯片中，实现对数据的高速化处理。单片机50的t和r端子连接至外部通讯端，以与外部设备或者器件进行通信，从而获取外部输入的配重数据。例如，外部输入的配重数据可由用户选择或者设定。
103.单片机50设置有dac模块(数字/模拟转换模块)，其可将数字信号转换并输出电压模拟信号。单片机50能将外部输入的配重数据进行dac转换，输出与配重数据相对应的第二电压数值。
104.单片机50与拉力变送器94的输入端子f+电连接，使单片机50能获取拉力变送器94响应于发电机90拉力手柄92拉力而线性对应输出的第一电压数值。
105.单片机50的输出端电连接至三极管的基级，用于控制调整电流控制器30输出的可控电流值，从而调整发电机90的输出功率。
106.单片机50获取到第一电压数值和第二电压数值后，能将第一电压数值与第二电压数值相比较并判断两者数值大小，并根据判断结果控制调整电流控制器30输出的可控电流值。
107.若判断第一电压数值大于第二电压数值，则单片机50控制降低电流控制器30输出的可控电流值，从而降低发电机90的输出功率。如此，拉力手柄92的拉力增大，实现负反馈控制，能让拉力手柄92实际的拉力与配重数据对应拉力最终相等，达到平衡。
108.若判断第一电压数值小于第二电压数值，则单片机50控制增加电流控制器30输出的可控电流值，从而增加发电机90的输出功率。如此，拉力手柄92的拉力减小，实现负反馈控制，能让拉力手柄92实际的拉力与配重数据对应拉力最终相等，达到平衡。
109.本实施例中，拉力控制电路可集成设置在同一电路板上。拉力控制电路结构精简，拉力控制电路与发电机90之间的组装连接方便。
110.拉力控制电路能通过拉力控制方法对发电机90的能量进行回收。请查阅图3和图4，该拉力控制方法包括如下步骤：
111.步骤一，将发电机90产生的交流电整流为直流电。
112.具体地，发电机90产生的三相交流电接入整流器10的u v w端子。整流器10将发电机90产生的交流电整流为直流电，以便于后续给电池80充电、或者给整个电路系统、或者外部供电。
113.步骤二，将整流的直流电转变为升压或者降压为稳定电压的直流电。
114.具体地，升压降压电源模块20可采用dc-dc变换器，dc-dc变换器将被整流器10整流的直流电转变为稳定电压的直流电，以供实际使用。
115.步骤三，将稳定电压的直流电调整为可控电流值，以接入电池80。
116.具体地，该步骤中的将稳定电压的直流电调整为可控电流值，可包括以下步骤：
117.单片机50获取获取拉力变送器94响应于发电机90拉力手柄92拉力而线性对应输出的第一电压数值；将外部输入的配重数据转换为第二电压数值。
118.单片机50将第一电压数值与第二电压数值相比较。
119.根据第二电压数值与第一电压数值相比较的结果，单片机50可对应处理。若判断第一电压数值大于第二电压数值，则单片机50控制降低电流控制器30输出的可控电流值，从而降低发电机90的输出功率。若判断第一电压数值小于第二电压数值，则单片机50控制增加电流控制器30输出的可控电流值，从而增加发电机90的输出功率。
120.此外，请参阅图3，升压降压电源模块20还可电连接至v+v-的输出端子，给整个电路系统或者外部供电。
121.拉力控制电路能获取拉力变送器94响应于发电机90拉力手柄92拉力而线性对应输出的第一电压数值、及外部输入的配重数据，并将外部输入的配重数据转换为第二电压数值。通过比较第二电压数值与第一电压数值大小，对应控制调整电流控制器30输出的可控电流值，从而调整发电机90的输出功率实现拉力的控制，能让拉力手柄92实际的拉力与配重数据对应拉力最终相等，达到平衡。
122.本技术中，拉力控制电路中能将发电机产生的交流电可通过转变电路转变为直流电，并通过电流控制器将直流电调整为可控电流值以接入电池。发电机的能量能被有效吸收和存储从而实现回收，不被浪费消耗。
123.拉力控制电路能获取拉力变送器响应于发电机拉力手柄拉力而线性对应输出的第一电压数值、及外部输入的配重数据，并将外部输入的配重数据转换为第二电压数值。通过比较第二电压数值与第一电压数值大小，对应控制调整电流控制器输出的可控电流值，从而调整发电机的输出功率实现拉力的控制，能让拉力手柄实际的拉力与配重数据对应拉力最终相等，达到平衡。
124.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
125.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机，控制装置，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
126.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。