专利名称：一种利用电动控制的木人桩及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种针对中国武术的健身器材结构的控制技术领域，涉及木人桩及其 控制方法，具体涉及一种利用电动控制的木人桩及其控制方法。
背景技术：
目前，传统的针对中国武术的健身器材如刀、枪这样的兵器类器材，由于使用时所 需空间大、以及缺乏安全性方面的缺点致其使用范围越来越小，而同样作为针对中国武术 的健身器材的木人桩，其具有静止状的占用空间小且安全性能高的特点已经越来越成为中 国武术的健身器材的发展趋势。现在使用的木人桩都是由支座、在支座上可旋转的转筒以 及转筒上方的同一高度分布两个径向凸出的条状木人臂以及在转筒下方分布一个径向凸 出的条状木人臂，通过使用者的手臂攻击部位击打这三个条状木人臂时，木人臂带动支架 上的转筒旋转到不同位置，以便配合使用者的变换攻击招式来进行健身。但是，现在使用的木人桩却缺乏使用者和木人桩之间的互动性和击打的实际效果 监测装置，木人桩只能被动地接受使用者的击打，击打者无法在击打过程中准确判断自己 的击中部位是否准确和具体击中该部位的次数，缺乏互动性导致中国武术所需要的攻守兼 备这样的健身效果不能完全发挥出来，而无法确定击打效果，从而不能真正达到通过木人 桩来评估使用者练习的真实水平。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用电动控制的 木人桩及其控制方法，通过曲轴电机和主轴电机来驱动该木人桩的木人臂构造攻守兼备的 格斗方式，以实现不同强度下的仿真互动性格斗方式；另外通过在木人臂攻击部位和外套 筒内被攻击部位安装的压力传感器或者限位开关，其信号被其可编程逻辑控制器PLC处理 后送往触摸显示屏，显示使用者被打击数和打击数，这样的电动控制的木人桩及其控制方 法导致中国武术所需要的攻守兼备这样的健身效果能完全发挥出来，且通过触摸显示屏能 确定击打效果，从而真正达到通过该木人桩来评估使用者练习的真实水平。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是一种利用电动控制的木人桩，包括支座60、转筒9和转筒9上方的同一高度分布的 两个径向凸出的第一条状木人臂28和第二条状木人臂29、以及在转筒下方分布的一个径 向凸出的第三条状木人臂30所组成的条状木人臂组，所述的支座60上部为支撑板上板7， 其下部为支撑板下板2，支撑板上板7的板面上和支撑板下板2的板面上分别固定两个可 配合相同轴的主轴轴承8，两个主轴轴承8的中心轴线为纵向且相重合，和该两个主轴轴承 8相配的主轴6卡入此两个主轴轴承8的中心孔，在支撑板下板2上固定主轴电机1，主轴 电机轴的中心轴线和主轴6的中心轴线相平行，主轴电机轴卡入与主轴电机轴相配的主皮 带轮3的中心孔，主轴6卡入与主轴6相配的从皮带轮5的中心孔，环状皮带4张紧环绕住 主皮带轮3的圆周侧和从皮带轮5的圆周侧，主轴6的上端和所述的转筒9底部相固定，转筒9为一中空的柱状筒，单曲轴11纵向安装于转筒内部，其上端卡入与之相配的联轴器13 的一端中，联轴器13的另一端卡入固定在转筒内顶部的曲轴电机61的电机轴，单曲轴11 的下端卡入与之相配的曲轴轴承22中，曲轴轴承22通过固定件10固定在转筒底部表面， 单曲轴11上自上而下配置三个连杆12，三个连杆12的外端分别和所述的条状木人臂组的 第一条状木人臂28的内端、第二条状木人臂29的内端以及第三条状木人臂30的内端相连 接，第一条状木人臂28、第二条状木人臂29以及第三条状木人臂30分别穿过三个固定在 转筒外表面的外套筒19，第一条状木人臂28上、第二条状木人臂29上以及第三条状木人 臂30上分别装有置于各自对应的外套筒19内表面的滑块20，条状木人臂组的每个木人臂 的攻击部位和外套筒19内的被攻击部位分别安装有压力传感器45，这些压力传感器45通 过通信线缆分别和无线信号发射器44的不同的信号接入端相连接，和无线信号发射器44 相配的无线信号接收器40通过通信线缆和可编程逻辑控制器PLC33的输入信号端口 36相 连接，可编程逻辑控制器PLC33的通信端口 35和触摸显示屏41的输出信号端口 38用通信 线缆相互连接，可编程逻辑控制器PLC33的第一控制信号输出端口 34和触摸显示屏41的 受控接收端口 39用通信线缆相互连接，可编程逻辑控制器PLC33的第二控制信号输出端口 32和第三控制信号输出端口 31分别与曲轴电机变频装置43的受控接收端口 62和主轴电 机变频装置46的受控接收端口 63用通信线缆相互连接，曲轴电机61的电源接口、曲轴电 机变频装置43的电源接口以及曲轴电机开关42以串联的形式和电源64连接，主轴电机1、 主轴电机变频装置46以及主轴电机开关47以串联的形式和电源连接，触摸显示屏41和触 摸显示屏开关37以串联的形式和电源64连接，可编程逻辑控制器PLC33和可编程逻辑控 制器PLC开关50以串联的形式和电源64连接，可编程逻辑控制器PLC33内部包括单曲轴 电机速度控制模块、主轴电机速度控制模块、被攻击计数模块以及攻击计数模块。所述的两个主轴轴承8采用两个角接触球轴承，且两个角接触球轴承在支撑板上 板7的板面上和支撑板下板2的板面上是反装的。所述的支座60上部设置两个铜片25，转筒9的底部设置两个同心圆外铜环26和 内铜环27，两个铜片25中的一个铜片与外铜环26接触，另外一个铜片与外铜环26和内铜 环27相接触，这两个铜片25、两个同心圆外铜环26和内铜环27组成了防绕线结构，防绕线 结构、曲轴电机61、曲轴电机开关42、曲轴电机变频装置43以及电源64串联连接。上述的利用电动控制的木人桩的控制方法，步骤如下步骤1 先闭合可编程逻辑控制器PLC33开关，打开可编程逻辑控制器PLC33 ；随 后闭合触摸显示屏开关37，打开触摸显示屏41，最后闭合主轴电机开关47和曲轴电机开关 42 ；步骤2 通过触摸显示屏41输入主轴6的转速以及单曲轴11的转速，输入完毕后 按下屏幕上的启动键，随后该启动信号、输入主轴6的转速信号以及单曲轴11的转速信号 通过触摸显示屏41的输出信号端口由通信线缆38传输到可编程逻辑控制器PLC33的通信 端口 35，随后可编程逻辑控制器PLC33通过其内部的单曲轴电机速度控制模块和主轴电机 速度控制模块分别将输入的主轴6的转速信号以及单曲轴11的转速信号进行转换成变频 装置可处理的转速信号后，然后根据启动信号通过可编程逻辑控制器PLC33的第二控制信 号输出端口 32和第三控制信号输出端口 31，将处理后的输入主轴6的转速信号以及单曲轴 11的转速信号以控制指令形式由通信电缆分别发送到主轴电机变频装置46的受控接收端口 63和曲轴电机变频装置43的受控接收端口 62，随即曲轴电机变频装置43和主轴电机变 频装置46分别根据各自接收的转速控制指令启动对应的电机进行转动；步骤3 当使用者被第一条状木人臂28、第二条状木人臂29或第三条状木人臂 30的攻击部位击中时，通过该攻击部位上安装的压力传感器45的输出信号端口将采集的 被攻击信号通过无线信号发射器44发射无线脉冲，再由无线信号接收器40将信号输出至 可编程逻辑控制器PLC33的输入信号端口 36，通过可编程逻辑控制器PLC33的被攻击计数 模块加一的功能处理得到被攻击次数，将处理后的被攻击次数信号通过可编程逻辑控制器 PLC33的第一控制信号输出端口 34由通信电缆发送到触摸显示屏41的受控接收端口 39接 收，随即在显示屏的显示被攻击次数的位置显示出被攻击次数的数值，同时通过可编程逻 辑控制器PLC33的第二控制信号输出端口 32将曲轴电机61的反转控制指令由通信电缆发 送到曲轴电机变频装置43的受控接收端口 62，随即曲轴电机变频装置62根据此指令驱动 曲轴电机61进行反转，通过联轴器13带动单曲轴11引导对应连杆12反向移动，致使条状 木人臂组的对应的木人臂收缩；当使用者击中外套筒19上的被攻击部位时，通过该攻击部 位上安装的压力传感器45将采集的攻击信号通过无线信号发射器44发射无线脉冲，再由 无线信号接收器40将信号输出至到可编程逻辑控制器PLC33的输入信号端口 36，通过可编 程逻辑控制器PLC33的攻击计数模块加一的功能处理得到攻击次数，将处理后的攻击次数 信号通过可编程逻辑控制器PLC33的第一控制信号输出端口 34由通信电缆发送到触摸显 示屏41的受控接收端口 39接收，随即在显示屏的显示攻击次数的位置显示出被攻击次数 的数值。通过该电动控制的木人桩的曲轴电机61来驱动支架60上的转筒9内置的单曲轴 三连杆传动机构，实现转筒9外表面凸起的木人臂的径向变速伸缩，同时主轴电机1通过皮 带轮驱动支架60内连接转筒9的主轴6，由此引导转筒9旋转，实现了转筒9绕其纵向轴线 转动和木人臂通过滑块20的径向变速伸缩耦合，致使其满足现实出拳攻击的情形，加上木 人臂的攻击部位安装有压力传感器45，在攻击到使用者后，该压力传感器45可以将信号发 送给可编程逻辑控制器PLC33中，由其操纵曲轴电机61致使攻击到使用者的木人臂通过滑 块20径向收缩移动，构造攻守兼备的格斗方式，攻击频率通过触摸显示屏41的设定，将设 定值传输到可编程逻辑控制器PLC33中来操纵连接曲轴电机变频装置62进行调节，以实现 不同强度下的仿真互动性格斗方式；另外通过在木人臂攻击部位和外套筒19内被攻击部 位安装的压力传感器，其信号被其可编程逻辑控制器PLC33处理后送往触摸显示屏41，显 示使用者被打击数和打击数，这样的电动控制的木人桩及其控制方法导致中国武术所需要 的攻守兼备这样的健身效果能完全发挥出来，且通过触摸显示屏41能确定击打效果，从而 真正达到通过该木人桩来评估使用者练习的真实水平。另外，两个主轴轴承8采用两个角 接触球轴承，且两个角接触球轴承在支撑板上板7的板面上和支撑板下板2的板面上是反 装的结构，能更好的让主轴6要承担上面整个转筒9结构的重量；还有支座60上部设置两 个铜片25，转筒9的底部设置两个同心圆外铜环26和内铜环27，两个铜片25中的一个铜 片与外铜环26接触，另外一个铜片与外铜环26和内铜环27相接触，这两个铜片25、两个同 心圆同心圆外铜环26和内铜环27组成了防绕线结构，这样防绕线结构、曲轴电机61、曲轴 电机开关42、曲轴电机变频装置43以及电源64串联连接时就能避免转筒9转动的时候将 曲轴电机的线缆出现绕线的故障问题。
图1是本发明的转筒的立体图。图2是本发明的转筒的俯视图。图3是本发明转筒和支座的剖视图，去除了第一条状木人臂、第二条状木人臂以 及它们的连杆的剖视图。图4是本发明的防绕线结构、曲轴电机、曲轴电机开关、曲轴电机变频装置以及电 源的接线图。图5是本发明的安装了压力传感器的条状木人臂的局部放大6是本发明的整体结构示意图，去除了第一条状木人臂、第二条状木人臂以及 它们的连杆的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作更详细的说明。如图1、图2和图3所示，利用电动控制的木人桩，包括支座60、转筒9和转筒9上 方的同一高度分布的两个径向凸出的第一条状木人臂28和第二条状木人臂29、以及在转 筒下方分布的一个径向凸出的第三条状木人臂30所组成的条状木人臂组，所述的支座60 通过固定件与地面固定，且该支座60上部为支撑板上板7，其下部为支撑板下板2，支撑板 上板7的板面上和支撑板下板2的板面上分别固定两个可配合相同轴的主轴轴承8，两个 主轴轴承8的中心轴线为纵向且相重合，和该两个主轴轴承8相配的主轴6卡入此两个主 轴轴承8的中心孔，在支撑板下板2上固定主轴电机1，主轴电机轴的中心轴线和主轴6的 中心轴线相平行，主轴电机轴卡入与主轴电机轴相配的主皮带轮3的中心孔，主轴6卡入与 主轴6相配的从皮带轮5的中心孔，环状皮带4张紧环绕住主皮带轮的圆周侧和从皮带轮 的圆周侧，主轴6的上端和所述的转筒9底部相固定，转筒9为一中空的柱状筒，单曲轴11 纵向安装于转筒内部，其上端卡入与之相配的联轴器13的一端中，联轴器13的另一端卡入 固定在转筒内顶部的曲轴电机61的电机轴，单曲轴11的下端卡入与之相配的曲轴轴承22 中，曲轴轴承22通过固定件10固定在转筒底部表面，单曲轴11上自上而下配置三个连杆 12，三个连杆12的外端分别和所述的条状木人臂组的第一条状木人臂28的内端、第二条状 木人臂29的内端以及第三条状木人臂30的内端相连接，第一条状木人臂28、第二条状木人 臂29以及第三条状木人臂30分别穿过三个固定在转筒外表面的外套筒19，第一条状木人 臂28上、第二条状木人臂29上以及第三条状木人臂30上分别装有置于各自对应的外套筒 19内表面的滑块20，所述的两个主轴轴承8采用两个角接触球轴承，且两个角接触球轴承 在支撑板上板7的板面上和支撑板下板2的板面上是反装的。如图4所示，所述的支撑板下板2的板面上设置两个同心圆外铜环26和内铜环 27，和两个铜片25，两个铜片25通过簧片压在外铜环26和内铜环27上。如图5所示，条状木人臂组的每个木人臂的攻击部位和外套筒内的被攻击部位分 别安装有压力传感器45，这些压力传感器45通过通信线缆分别和无线信号发射器44的不 同的信号接入端相连接。如图6所示，和无线信号发射器44相配的无线信号接收器40通过通信线缆和可
7编程逻辑控制器PLC 33的输入信号端口 36相连接，可编程逻辑控制器PLC33的通信端口 35和触摸显示屏41的输出信号端口 38用通信线缆相互连接，可编程逻辑控制器PLC33的 第一控制信号输出端口 34和触摸显示屏41的受控接收端口 39用通信线缆相互连接，可编 程逻辑控制器PLC33的第二控制信号输出端口 32和第三控制信号输出端口 31分别与曲轴 电机变频装置43的受控接收端口 62和主轴电机变频装置46的受控接收端口 63用通信线 缆相互连接，曲轴电机61的电源接口、曲轴电机变频装置43的电源接口以及曲轴电机开关 42以串联的形式和电源64连接，主轴电机1、主轴电机变频装置46以及主轴电机开关47 以串联的形式和电源连接，触摸显示屏41和触摸显示屏开关37以串联的形式和电源64连 接，可编程逻辑控制器PLC33和可编程逻辑控制器PLC开关50以串联的形式和电源64连 接，可编程逻辑控制器PLC33内部包括单曲轴电机速度控制模块、主轴电机速度控制模块、 被攻击计数模块以及攻击计数模块。上述的利用电动控制的木人桩的控制方法，步骤如下步骤1 先闭合可编程逻辑控制器PLC33开关，打开可编程逻辑控制器PLC33 ；随 后闭合触摸显示屏开关37，打开触摸显示屏41，最后闭合主轴电机开关47和曲轴电机开关 42 ；步骤2 通过触摸显示屏41输入主轴6的转速以及单曲轴11的转速，输入完毕后 按下屏幕上的启动键，随后该启动信号、输入主轴6的转速信号以及单曲轴11的转速信号 通过触摸显示屏41的输出信号端口由通信线缆38传输到可编程逻辑控制器PLC33的通信 端口 35，随后可编程逻辑控制器PLC33通过其内部的单曲轴电机速度控制模块和主轴电机 速度控制模块分别将输入的主轴6的转速信号以及单曲轴11的转速信号进行转换成变频 装置可处理的转速信号后，然后根据启动信号通过可编程逻辑控制器PLC33的第二控制信 号输出端口 32和第三控制信号输出端口 31，将处理后的输入主轴6的转速信号以及单曲轴 11的转速信号以控制指令形式由通信电缆分别发送到主轴电机变频装置46的受控接收端 口 63和曲轴电机变频装置43的受控接收端口 62，随即曲轴电机变频装置43和主轴电机变 频装置46分别根据各自接收的转速控制指令启动对应的电机进行转动；步骤3 当使用者被第一条状木人臂28、第二条状木人臂29或第三条状木人臂 30的攻击部位击中时，通过该攻击部位上安装的压力传感器45的输出信号端口将采集的 被攻击信号通过无线信号发射器44发射无线脉冲，再由无线信号接收器40将信号输出至 可编程逻辑控制器PLC33的输入信号端口 36，通过可编程逻辑控制器PLC33的被攻击计数 模块加一的功能处理得到被攻击次数，将处理后的被攻击次数信号通过可编程逻辑控制器 PLC33的第一控制信号输出端口 34由通信电缆发送到触摸显示屏41的受控接收端口 39接 收，随即在显示屏的显示被攻击次数的位置显示出被攻击次数的数值，同时通过可编程逻 辑控制器PLC33的第二控制信号输出端口 32将曲轴电机61的反转控制指令由通信电缆发 送到曲轴电机变频装置43的受控接收端口 62，随即曲轴电机变频装置62根据此指令驱动 曲轴电机61进行反转，通过联轴器13带动单曲轴11引导对应连杆12反向移动，致使条状 木人臂组的对应的木人臂收缩；当使用者击中外套筒19上的被攻击部位时，通过该攻击部 位上安装的压力传感器45将采集的攻击信号通过无线信号发射器44发射无线脉冲，再由 无线信号接收器40将信号输出至到可编程逻辑控制器PLC33的输入信号端口 36，通过可编 程逻辑控制器PLC33的攻击计数模块加一的功能处理得到攻击次数，将处理后的攻击次数信号通过可编程逻辑控制器PLC33的第一控制信号输出端口 34由通信电缆发送到触摸显 示屏41的受控接收端口 39接收，随即在显示屏的显示攻击次数的位置显示出被攻击次数 的数值。通过该电动控制的木人桩的曲轴电机61来驱动支架60上的转筒9内置的单曲轴 三连杆传动机构，实现转筒9外表面凸起的木人臂的径向变速伸缩，同时主轴电机1通过皮 带轮驱动支架60内连接转筒9的主轴6，由此引导转筒9旋转，实现了转筒9绕其纵向轴线 转动和木人臂通过滑块20的径向变速伸缩耦合，致使其满足现实出拳攻击的情形，加上木 人臂的攻击部位安装有压力传感器45，在攻击到使用者后，该压力传感器45可以将信号发 送给可编程逻辑控制器PLC33中，由其操纵曲轴电机61致使攻击到使用者的木人臂通过滑 块20径向收缩移动，构造攻守兼备的格斗方式，攻击频率通过触摸显示屏41的设定，将设 定值传输到可编程逻辑控制器PLC33中来操纵连接曲轴电机变频装置62进行调节，以实现 不同强度下的仿真互动性格斗方式；另外通过在木人臂攻击部位和外套筒19内被攻击部 位安装的压力传感器，其信号被其可编程逻辑控制器PLC33处理后送往触摸显示屏41，显 示使用者被打击数和打击数，这样的电动控制的木人桩及其控制方法导致中国武术所需要 的攻守兼备这样的健身效果能完全发挥出来，且通过触摸显示屏41能确定击打效果，从而 真正达到通过该木人桩来评估使用者练习的真实水平。另外，两个主轴轴承8采用两个角 接触球轴承，且两个角接触球轴承在支撑板上板7的板面上和支撑板下板2的板面上是反 装的结构，能更好的让主轴6要承担上面整个转筒9结构的重量；还有支座上部设置两个铜 片25，转筒9的底部设置两个同心圆外铜环26和内铜环27，两个铜片25中的一个铜片与 外铜环26接触，另外一个铜片与外铜环26和内铜环27相接触，这两个铜片25、两个同心圆 同心圆外铜环26和内铜环27组成了防绕线结构，这样防绕线结构、曲轴电机61、曲轴电机 开关42、曲轴电机变频装置43以及电源64串联连接时就能避免转筒9转动的时候将曲轴 电机的线缆出现绕线的故障问题。图中1是主轴电机；2是支撑板下板；3是主皮带轮；4是环状皮带；5是从皮带 轮；6是主轴；7是支撑板上板；8是主轴轴承；9是转筒；10是固定件；11是单曲轴；12是 连杆；13是联轴器；19是外套筒；20是滑块；22是曲轴轴承；25是铜片；26是外铜环；27是 内铜环；28是第一条状木人臂；29是第二条状木人臂；30是第三条状木人臂；31是第三控 制信号输出端口 ；32是第二控制信号输出端口 ；33是可编程逻辑控制器PLC ;34是第一控 制信号输出端口 ；35是通信端口 ；36是输入信号端口 ；37是触摸显示屏开关；38是输出信 号端口 ；39是触摸显示屏的受控接收端口 ；40是无线信号接收器；41是触摸显示屏；42是 曲轴电机开关；43是曲轴电机变频装置；44是无线信号发射器；45是压力传感器；46是主 轴电机变频装置；47是主轴电机开关；50是可编程逻辑控制器PLC开关；60是支座；61是 曲轴电机；62是曲轴电机变频装置的受控接收端口 ；63是主轴电机变频装置的受控接收端 口 ；64是电源。
权利要求
一种利用电动控制的木人桩，包括支座(60)、转筒(9)和转筒(9)上方的同一高度分布的两个径向凸出的第一条状木人臂(28)和第二条状木人臂(29)、以及在转筒下方分布的一个径向凸出的第三条状木人臂(30)所组成的条状木人臂组，其特征在于所述的支座(60)上部为支撑板上板(7)，下部为支撑板下板(2)，支撑板上板(7)的板面上和支撑板下板(2)的板面上分别固定两个可配合相同轴的主轴轴承(8)，两个主轴轴承(8)的中心轴线为纵向且相重合，和该两个主轴轴承(8)相配的主轴(6)卡入此两个主轴轴承(8)的中心孔，在支撑板下板(2)上固定主轴电机(1)，主轴电机轴的中心轴线和主轴(6)的中心轴线相平行，主轴电机轴卡入与主轴电机轴相配的主皮带轮(3)的中心孔，主轴(6)卡入与主轴(6)相配的从皮带轮(5)的中心孔，环状皮带(4)张紧环绕住主皮带轮的圆周侧和从皮带轮的圆周侧，主轴(6)的上端和所述的转筒(9)底部相固定，转筒(9)为一中空的柱状筒，单曲轴(11)纵向安装于转筒内部，其上端卡入与之相配的联轴器(13)的一端中，联轴器(13)的另一端卡入固定在转筒内顶部的曲轴电机(61)的电机轴，单曲轴(11)的下端卡入与之相配的曲轴轴承(22)中，曲轴轴承(22)通过固定件(10)固定在转筒底部表面，单曲轴(11)上自上而下配置三个连杆(12)，三个连杆(12)的外端分别和所述的条状木人臂组的第一条状木人臂(28)的内端、第二条状木人臂(29)的内端以及第三条状木人臂(30)的内端相连接，第一条状木人臂(28)、第二条状木人臂(29)以及第三条状木人臂(30)分别穿过三个固定在转筒外表面的外套筒(19)，第一条状木人臂(28)上、第二条状木人臂(29)上以及第三条状木人臂(30)上分别装有置于各自对应的外套筒(19)内表面的滑块(20)，条状木人臂组的每个木人臂的攻击部位和外套筒内的被攻击部位分别安装有压力传感器(45)，这些压力传感器(45)通过通信线缆分别和无线信号发射器(44)的不同的信号接入端相连接，和无线信号发射器(44)相配的无线信号接收器(40)通过通信线缆和可编程逻辑控制器PLC(33)的输入信号端口(36)相连接，可编程逻辑控制器PLC33的通信端口(35)和触摸显示屏(41)的输出信号端口(38)用通信线缆相互连接，可编程逻辑控制器PLC(33)的第一控制信号输出端口(34)和触摸显示屏(41)的受控接收端口(39)用通信线缆相互连接，可编程逻辑控制器PLC(33)的第二控制信号输出端口(32)和第三控制信号输出端口(31)分别与曲轴电机变频装置(43)的受控接收端口(62)和主轴电机变频装置(46)的受控接收端口(63)用通信线缆相互连接，曲轴电机(61)的电源接口、曲轴电机变频装置(43)的电源接口以及曲轴电机开关(42)以串联的形式和电源(64)连接，主轴电机(1)、主轴电机变频装置(46)以及主轴电机开关(47)以串联的形式和电源连接，触摸显示屏(41)和触摸显示屏开关(37)以串联的形式和电源(64)连接，可编程逻辑控制器PLC(33)和可编程逻辑控制器PLC开关(50)以串联的形式和电源(64)连接，可编程逻辑控制器PLC(33)内部包括单曲轴电机速度控制模块、主轴电机速度控制模块、被攻击计数模块以及攻击计数模块。
2.根据权利要求1所述的一种利用电动控制的木人桩，其特征在于所述的两个主轴 轴承(8)采用两个角接触球轴承，且两个角接触球轴承在支撑板上板(7)的板面上和支撑 板下板(2)的板面上是反装的。
3.根据权利要求1所述的一种利用电动控制的木人桩，其特征在于所述的支座上部 设置两个铜片(25)，转筒(9)的底部设置两个同心圆外铜环(26)和内铜环(27)，两个铜片 (25)中的一个铜片与外铜环(26)接触，另外一个铜片与外铜环(26)和内铜环(27)相接触，这两个铜片(25)、两个同心圆同心圆外铜环(26)和内铜环(27)组成了防绕线结构，防 绕线结构、曲轴电机(61)、曲轴电机开关(42)、曲轴电机变频装置(43)以及电源(64)串联 连接。
4. 一种利用电动控制的木人桩的控制方法，其特征在于，步骤如下步骤1 先闭合可编程逻辑控制器PLC(33)开关，打开可编程逻辑控制器PLC(33)；随 后闭合触摸显示屏开关(37)，打开触摸显示屏(41)，最后闭合主轴电机开关(47)和曲轴电 机开关(42)；步骤2 通过触摸显示屏(41)输入主轴(6)的转速以及单曲轴(11)的转速，输入完毕 后按下屏幕上的启动键，随后该启动信号、输入主轴(6)的转速信号以及单曲轴(11)的转 速信号通过触摸显示屏(41)的输出信号端口由通信线缆(38)传输到可编程逻辑控制器 PLC的通信端口(35)，随后可编程逻辑控制器PLC(33)通过其内部的单曲轴电机速度控制 模块和主轴电机速度控制模块分别将输入的主轴(6)的转速信号以及单曲轴(11)的转速 信号进行转换成变频装置可处理的转速信号后，然后根据启动信号通过可编程逻辑控制器 PLC(33)的第二控制信号输出端口(32)和第三控制信号输出端口(31)，将处理后的输入 主轴(6)的转速信号以及单曲轴(11)的转速信号以控制指令形式由通信电缆分别发送到 主轴电机变频装置(46)的受控接收端口(63)和曲轴电机变频装置(43)的受控接收端口 (62)，随即曲轴电机变频装置(43)和主轴电机变频装置(46)分别根据各自接收的转速控 制指令启动对应的电机进行转动；步骤3:当使用者被第一条状木人臂(28)、第二条状木人臂(29)或第三条状木人臂 (30)的攻击部位击中时，通过该攻击部位上安装的压力传感器(45)的输出信号端口将采 集的被攻击信号通过无线信号发射器44发射无线脉冲，再由无线信号接收器(40)将信号 输出至可编程逻辑控制器PLC (33)的输入信号端口(36)，通过可编程逻辑控制器PLC (33) 的被攻击计数模块加一的功能处理得到被攻击次数，将处理后的被攻击次数信号通过可编 程逻辑控制器PLC(33)的第一控制信号输出端口(34)由通信电缆发送到触摸显示屏(41) 的受控接收端口(39)接收，随即在显示屏的显示被攻击次数的位置显示出被攻击次数的 数值，同时通过可编程逻辑控制器PLC(33)的第二控制信号输出端口(32)将曲轴电机(61) 的反转控制指令由通信电缆发送到曲轴电机变频装置(43)的受控接收端口(62)，随即曲 轴电机变频装置(62)根据此指令驱动曲轴电机(61)进行反转，通过联轴器(13)带动单曲 轴(11)引导对应连杆(12)反向移动，致使条状木人臂组的对应的木人臂收缩；当使用者击 中外套筒(19)上的被攻击部位时，通过该攻击部位上安装的压力传感器(45)将采集的攻 击信号通过无线信号发射器(44)发射无线脉冲，再由无线信号接收器(40)将信号输出至 到可编程逻辑控制器PLC (33)的输入信号端口(36)，通过可编程逻辑控制器PLC (33)的攻 击计数模块加一的功能处理得到攻击次数，将处理后的攻击次数信号通过可编程逻辑控制 器PLC(33)的第一控制信号输出端口(34)由通信电缆发送到触摸显示屏(41)的受控接收 端口(39)接收，随即在显示屏的显示攻击次数的位置显示出被攻击次数的数值。
全文摘要
一种利用电动控制的木人桩及其控制方法，通过该电动控制的木人桩上部转筒上的曲轴电机和下部支架上的主轴电机来驱动该木人桩的木人臂构造攻守兼备的格斗方式，以实现不同强度下的仿真互动性格斗方式；另外通过在木人臂攻击部位和外套筒内被攻击部位安装的压力传感器或者限位开关，其信号被其可编程逻辑控制器PLC处理后送往触摸显示屏，显示使用者被打击数和打击数，这样的电动控制的木人桩及其控制方法导致中国武术所需要的攻守兼备这样的健身效果能完全发挥出来，且通过触摸显示屏能确定击打效果，从而真正达到通过该木人桩来评估使用者练习的真实水平。
文档编号G05B19/05GK101850173SQ20101016404
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月5日 优先权日2010年5月5日
发明者宋涛, 戴辰晨, 李忆南, 索双富, 蔡贝, 韩笑傲, 高雨浩 申请人:清华大学