一种新型力量训练器械的制作方法

本发明属于力量训练器械技术领域，具体涉及一种新型力量训练器械。

背景技术：

力量训练可以刺激肌肉的生长，使肌肉更强壮，促进脂肪快速燃烧。传统的力量训练机械一般通过重物配重、磁阻、风阻、水阻、滑动摩擦等来调整阻力，该种力量训练机械阻尼惯性大，无法实现阻尼大小快速变化，导致运动过程中速度变化不能太快，使得爆发力锻炼效果不好，同时安全性也不高。

技术实现要素：

为解决传统力量训练机械阻尼惯性大和安全性低的问题，本发明提供了一种新型力量训练器械，以减小阻尼惯性，提高训练的安全性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种新型力量训练器械，其特征在于，包括电机a、电机b、第一传力装置、第二传力装置、第一致动器、第二致动器、第一拉力绳、第二拉力绳和向电机输入信号以控制电机力矩的处理器；

所述第一拉力绳通过第一传力装置耦合在所述电机a和所述第一致动器之间；所述第二拉力绳通过第二传力装置耦合在所述电机b和所述第二致动器之间；

当用户驱动第一致动器和/或第二致动器时，所述电机a和/或电机b根据处理器发送的输入信号控制电流的方向和大小来控制力矩的方向和大小，为所述第一致动器和/或所述第二致动器提供阻力。

进一步地，所述第一传力装置包括第一滑轮、第二滑轮、第一轨道载体、第一轨道、第一滑块和第一动力臂；

所述电机a与所述第二滑轮连接，所述第二滑轮与所述第一滑轮连接；

所述第一滑轮通过所述第一轨道与所述第一滑块连接，所述第一轨道设置在所述第一轨道载体内；

所述第一滑块通过所述第一动力臂与所述第一致动器连接。

进一步地，所述第一动力臂，用于通过调整自由度调节所述第一致动器的位置和角度。

进一步地，所述第二传力装置包括第三滑轮、第四滑轮、第二轨道载体、第二轨道、第二滑块和第二动力臂；

所述电机b与所述第三滑轮连接，所述第三滑轮与所述第四滑轮连接；

所述第四滑轮通过所述第二轨道与所述第二滑块连接，所述第二轨道设置在所述第二轨道载体内；

所述第二滑块通过所述第一动力臂与所述第二致动器连接。

进一步地，所述第二动力臂，用于通过调整自由度调节所述第二致动器的位置和角度。

进一步地，所述电机a和所述电机b均采用力矩电机；

进一步地，所述电机a的转轴上设置有与所述第一拉力绳线轴配合的线轴，所述第一拉力绳经所述线轴从所述第一传力装置穿出与所述第一制动器连接；所述电机b的转轴上设置有与所述第二拉力绳线轴配合的线轴，所述第二拉力绳经所述线轴从所述第二传力装置穿出与所述第二制动器连接。

所述处理器，用于计算第一致动器和/或第二致动器的目标拉力，并将所述目标拉力转换为输入信号控制电流的方向和大小。

进一步地，所述使用直驱电机的新型力量训练器械还包括电缆；所述电缆，用于对所述电机a和所述电机b供电。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、处理器通过计算第一致动器和/或第二致动器的目标拉力，并将目标拉力转换为输入信号，控制控制电流的方向和大小来控制力矩的方向和大小，可以提高运动过程中速度的变化，提高爆发力锻炼的效果，同时可以减小功率损耗，减小阻尼惯性。

2、本发明还可以实现一个电机驱动单独驱动或者两个电机同时驱动，以实现灵活的力量训练方式。

附图说明

图1为本发明一种新型力量训练器械的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

一种新型力量训练器械，其特征在于，包括电机a、电机b、第一传力装置、第二传力装置、第一致动器、第二致动器、第一拉力绳、第二拉力绳和向电机a和/或电机b输入信号以控制电机力矩的处理器。第一拉力绳通过第一传力装置耦合在电机a和第一致动器之间；第二拉力绳通过第二传力装置耦合在电机b和第二致动器之间。

具体地，电机a的转轴上设置有与第一拉力绳线轴配合的线轴，第一拉力绳经线轴从第一传力装置穿出与第一制动器连接；电机b的转轴上设置有与第二拉力绳线轴配合的线轴，第二拉力绳经线轴从第二传力装置穿出与第二制动器连接。当用户驱动第一致动器和/或第二致动器时，电机a和/或电机b根据处理器发送的输入信号控制电流的方向和大小来控制力矩的方向和大小。

其中，致动器指安装在力量训练器械上使用户进行力量训练的接触部件，包括但不限于拉手、杠铃杆和双头蛇。

本实施例中的电机a和电机b均采用力矩电机，以在电机低速甚至堵转(即转子无法转动)时仍能持续运转，为第一致动器和/或第二致动器提供阻力，以协助用户完成力量训练。

进一步地，处理器，用于计算第一致动器和/或第二致动器的目标拉力，并将目标拉力转换为输入信号控制电流的方向和大小。

其中，目标拉力指用户在力量训练器械上做力量训练时实际产生的拉力。

本实施例中的力量训练模式包括但不限于离心收缩模式、铁链模式、等速模式、监控模式和自由模式。

其中，离心收缩模式指用户在力量训练器械上做力量训练时，该力量训练器械上的拉绳往里回收时，会比往外拉时拉力更大。该种模式下，人体肌肉做离心收缩时，能提供的力量比向心收缩时要大的模式。因此，用户根据自身情况在计算机设备终端输入增大幅度，以完成力量训练。该增大幅度指以基准拉力为基准，作用在拉绳上为满足离心收缩要求需要对基准拉力增大的幅度。

铁链模式指在杠铃上挂一个铁链，拉绳往外拉的越远，则拉力越大的模式。

等速模式指拉绳的基准拉力不需要用户设置，力量训练器械的目标拉力主要根据用户能提供的拉力来决定。系统实时监控拉绳的速度，当速度高于设定值时拉力加大，速度低于设定值时拉力为默认拉力，该种模式在大重量运动时更加安全。

监控模式指系统实时监测拉力绳的运动状态，当发现拉力绳的运动速度低于预设速度时，则力量训练器械缓慢减小拉力输出，直到拉力绳的当前速度达到预设速度，该种模式主要用于当用户一个动作做了多次之后，拉不动之前设定的重量，这时逐渐减力，让用户重新能拉动。

自由模式指用户也根据自己的训练需求，设计自己独特的训练模式，可以是上述各模式的组合，以灵活设置训练模式，制定符合自身情况的力量训练。

进一步地，当训练模式为离心收缩模式时，服务器则通过第一目标拉力计算公式对基准拉力和增大幅度进行计算，获取第一目标拉力。

其中，第一目标拉力指通过第一目标拉力计算公式计算得到的拉力。第一目标拉力计算公式具体为：f1＝f0(1+amp)，其中，f1指第一目标拉力，f0指基准拉力，amp指增大幅度。

当训练模式为铁链模式时，服务器则通过第二目标拉力计算公式对拉力绳的当前位置、当前位置、增大幅度、拉力绳的初始位置和拉力绳的最大运动位置进行计算，获取第二目标拉力。

其中，第一目标拉力指通过第二目标拉力计算公式计算得到的拉力。第二目标拉力计算公式具体为：其中，f2指第二目标拉力，f0指基准拉力，amp指增大幅度，s指拉力绳的当前位置，s0指拉力绳的初始位置，rom指拉力绳的最大运动位置。

当训练模式为等速模式时，则通过第三目标拉力计算公式对拉力绳的当前速度和拉力绳的初始速度进行计算，获取第三目标拉力。

其中，第三目标拉力指通过第三目标拉力计算公式计算得到的拉力。进一步地，第三目标拉力计算公式具体为：f3＝f0+k(v-v0)，其中，f3指第三目标拉力，f0指基准拉力，k指系数，v指拉力绳的当前速度，v0指拉力绳的初始速度。

具体地，在得到目标拉力后，处理器根据公式i＝k*f计算目标拉力对应的电流，处理器根据该电流的大小控制力矩的大小，为第一致动器和/或第二致动器提供阻力。其中，i为输出电流，k为输出电流与目标拉力的系数，f指目标拉力。同时，处理器根据目标拉力的方向得到电流的方向来控制力矩的方向。

进一步地，第一传力装置包括第一滑轮301、第二滑轮302、第一轨道载体601、第一轨道501、第一滑块401和第一动力臂201。

电机a与第二滑轮302连接，第二滑轮302与第一滑轮301连接。

第一滑轮301通过第一轨道501与第一滑块401连接，第一轨道501设置在第一轨道载体601内。

第一滑块401通过第一动力臂201与第一致动器101连接。

进一步地，第一动力臂201，用于通过调整自由度调节第一致动器101的位置和角度。

进一步地，第二传力装置包括第三滑轮303、第四滑轮304、第二轨道载体602、第二轨道502、第二滑块402和第二动力臂202。

电机b与第三滑轮303连接，第三滑轮303与第四滑轮304连接。

第四滑轮304通过第二轨道502与第二滑块402连接，第二轨道502设置在第二轨道载体602内。

第二滑块402通过第一动力臂202与第二致动器102连接。

进一步地，第二动力臂202，用于通过调整自由度调节第二致动器102的位置和角度。

进一步地，使用直驱电机的新型力量训练器械还包括电缆，该电缆用于对电机a和电机b供电。

具体地，以上所述具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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