一种上肢训练器制造技术

本发明专利技术公开了一种上肢训练器，解决了现有的上肢训练器容易造成受训人员受伤的技术问题，其包括机架，机架包括基座，基座上设有供手臂驱动的两个上肢驱动设备，每个上肢驱动设备包括施力手柄、与施力手柄连接的转轴以及设置于基座中的阻尼单元，阻尼单元包括输出阻尼力矩的磁阻尼电机以及输入端与磁阻尼电机相连的扭矩传递机构，扭矩传递机构的输出端与转轴相连，所述上肢训练器还包括主控系统，主控系统包括CPU模块和控制电路，控制电路的输入端与CPU模块电连接、输出端与磁阻尼电机电连接，CPU模块通过控制电路控制输入磁阻尼电机的电流大小，以控制磁阻尼电机输出的阻尼力矩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于健身器材
，涉及一种上肢训练器。
技术介绍
上肢训练器中蝴蝶夹胸器是一种常用的健身器材，其针对胸大肌、斜方肌、肱三头肌及小臂肌肉群具有很好的锻炼效果。目前的上肢训练器，一般采用控制砝码的重量来控制训练强度，受训人员通过蝴蝶夹胸推动施力手柄，施力手柄通过提升机构将砝码提升，从而实现上肢的抗阻训练，然而这种上肢训练器由于受训人员在训练过程中需要提升砝码，砝码重量所产生的拉力始终作用于受训人员的双臂，当受训人员添加砝码重量过大或者训练力竭的时候，在提升砝码中及其容易造成肌肉拉伤。
技术实现思路
本专利技术要达到的目的就是提供一种上肢训练器，解决现有的上肢训练器容易造成受训人员受伤的技术问题。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种上肢训练器，包括机架，所述机架包括基座，所述基座上设有供手臂驱动的两个上肢驱动设备，每个上肢驱动设备包括施力手柄、与施力手柄连接的转轴以及设置于基座中的阻尼单元，所述阻尼单元包括输出阻尼力矩的磁阻尼电机以及输入端与磁阻尼电机相连的扭矩传递机构，所述的扭矩传递机构的输出端与转轴相连，所述上肢训练器还包括主控系统，所述主控系统包括CPU模块和控制电路，所述控制电路的输入端与CPU模块电连接、输出端与磁阻尼电机电连接，所述CPU模块通过控制电路控制输入磁阻尼电机的电流大小，以控制磁阻尼电机输出的阻尼力矩。进一步的，所述扭矩传递机构包括固定于磁阻尼电机输出端的第一传动齿轮、固定于转轴上的第二传动齿轮以及用于将第一传动齿轮输出的扭矩传递并放大至第二传动齿轮的减速齿轮组。进一步的，所述减速齿轮组包括第一齿轮组和第二个齿轮组，第一齿轮组包括同轴连接的第一大齿轮和第一小齿轮，第二齿轮组包括同轴连接的第二大齿轮和第一小齿轮，第一大齿轮与第一传动齿轮啮合传动，第一小齿轮与第二大齿轮啮合传动，第二小齿轮与第二传动齿轮啮合传动。进一步的，所述施力手柄和转轴之间通过扭矩传感器相连，所述扭矩传感器与CPU模块相连。进一步的，所述转轴上设有用于检测转轴转动角度的角度传感器，所述角度传感器与CPU模块相连。进一步的，所述基座包括基板和基盖，所述基板和基盖围合形成安装腔，所述阻尼单元位于安装腔中且固定在基板上，所述转轴穿过基盖伸出安装腔与施力手柄相连，所述安装腔中设有第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的下端固定连接于基板、上端连接于所述第二连杆的杆体，所述第二连杆两端均设有用于转轴穿过的套环。进一步的，还包括将两个转轴的上端固定相连的第三连杆。进一步的，还包括座椅，所述基座上设有升降立柱，所述座椅包括座垫，所述升降立柱的上端固定于座垫的下底面。进一步的，所述座椅还包括靠背，所述座垫的后端设有转轴，所述靠背的下端设有套设于转轴上的套筒，所述座垫中设有电动推杆，该电动推杆的驱动端通过传动铰链与套筒的外壁相连，以将电动推杆的直线运动转化为靠背的翻转运动。进一步的，所述施力手柄由座椅的下方向上延伸并位于座椅的两侧。采用上述技术方案后，本专利技术具有如下优点：1.本专利技术的磁阻尼电机通过扭矩传递机构将阻尼力矩输出至施力手柄上，受训人员的手臂推动施力手柄摆动做“蝴蝶夹胸运动”时，需要克服该阻尼力矩，从而实现胸大肌等肌肉群的抗阻训练，由于磁阻尼电机输出的阻尼力矩由所输入的电流强度决定，通过主控系统的CPU模块和控制电路控制输入磁阻尼电机的电流强度，可以使磁阻尼电机输出的阻尼力矩进行实时的调节，阻尼力矩的调节不存在滞后，因此提高了颈肌训练的效果，更重要的时，磁阻尼电机仅在受训人员推动施力手柄时，才会将阻尼力施加给受训人员，当受训人员停止推动施力手柄时，施力手柄并不会对受训人员的手臂产生作用力，因此，受训人员即使在力量不足的情况下，施力手柄也不会造成受训人员发生肌肉拉伤的危险，提高了上肢训练的安全性；2.在磁阻尼电机输出的阻尼力矩依次通过第一传动齿轮、减速齿轮组和第二传动齿轮传递至施力手柄的过程中，由于减速齿轮组的作用，磁阻尼电机所输出的阻尼力得到了放大，因此，采用输出较低阻尼力矩的磁阻尼电机，仍可以获得较大的上肢训练强度；3.受训人员的胸大肌等肌肉群所释放的肌力大小将被扭矩传感器实时检测并发送给CPU模块，CPU模块就可以根据肌力大小控制电路控制输入磁阻尼电机的电流大小，实时控制磁阻尼电机输出合理的阻尼力矩，实现可变阻力的上肢训练，设定不同的训练等级并通过递增阻力逐级增加训练强度，使得上肢训练更加科学有效；4.在进行上肢训练时，受训人员手臂在做“蝴蝶夹胸运动”时，推动施力手柄的摆动角度过大时容易造成损伤，而在摆动角度过小则训练效果降低，本专利技术通过角度传感器实时检测转轴的摆动角度并发送给CPU模块，CPU模块可以预设一个限制角度，当角度传感器检测到转轴的摆动角度达到限制角度，CPU模块就可以通过控制电路控制输入磁阻尼电机的电流增大，使得受训人员可以明显感知训练阻力加大并且继续使施力手柄向更大角度摆动变得困难，此时，受训人员就可以往回摆动施力手柄，确保了受训人员手臂在一个安全合理的角度进行摆动训练；5.本专利技术中设置的座椅可以通过升降立柱进行升降，受训人员需要进行上肢训练时，坐到座垫上后，通过控制升降立柱的升降，就可以使手臂位于一个舒适的位置握持施力手柄，提高了受训人员使用的便利性以及确保了上肢训练的坐姿符合训练要求；6.通过控制电动推杆的伸缩，可以使座椅上的靠背相对座垫进行翻转，从而调节靠背的角度，满足受训人员直立坐姿或斜上坐姿的多种训练坐姿需求。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术实施例一中上肢训练器的立体结构示意图；图2为本专利技术实施例一中上肢训练器的局部立体爆炸图；图3为本专利技术实施例一中阻尼单元的俯视图；图4为图3中A-A向的剖视图；图5为本专利技术实施例一中座椅的立体结构示意图；图6为本专利技术实施例二中用于上肢训练器的控制方法的流程示意图；图7为本专利技术实施例二中用于上肢训练器的控制方法的简要示意图。具体实施方式实施例一：如图1至图2所示，本专利技术提供一种上肢训练器，包括机架1，机架包括基座11和立柱12，基座11上设有供手臂驱动的两个上肢驱动设备2，每个上肢驱动设备2包括施力手柄21、与施力手柄21连接的转轴22以及设置于基座11中的阻尼单元23，阻尼单元23包括输出阻尼力矩的磁阻尼电机231以及输入端与磁阻尼电机231相连的扭矩传递机构232，扭矩传递机构232的输出端与转轴21相连，上肢训练器还包括主控系统，主控系统包括CPU模块和控制电路，所控制电路的输入端与CPU模块电连接、输出端与磁阻尼电机231电连接，所CPU模块通过控制电路控制输入磁阻尼电机231的电流大小，以控制磁阻尼电机231输出的阻尼力矩。施力手柄21和转轴22之间通过扭矩传感器相连，扭矩传感器与CPU模块相连，受训人员的胸大肌等肌肉群所释放的肌力大小将被扭矩传感器实时检测并发送给CPU模块，CPU模块就可以根据肌力大小控制电路控制输入磁阻尼电机的电流大小，实时控制磁阻尼电机输出合理的阻尼力矩，实现可变阻力的上肢训练，设定不同的训练等级并通过递增阻力逐级增加训练强度，使得上肢训练更加科学有效。转轴22上设有用于检测转轴转动角度的角度传感器，角度传感器与CPU模块相连，角度传感器除了可以使受训人员在一个安全合理的摆动角度内进行摆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种上肢训练器，包括机架，所述机架包括基座，其特征在于，所述基座上设有供手臂驱动的两个上肢驱动设备，每个上肢驱动设备包括施力手柄、与施力手柄连接的转轴以及设置于基座中的阻尼单元，所述阻尼单元包括输出阻尼力矩的磁阻尼电机以及输入端与磁阻尼电机相连的扭矩传递机构，所述的扭矩传递机构的输出端与转轴相连，所述上肢训练器还包括主控系统，所述主控系统包括CPU模块和控制电路，所述控制电路的输入端与CPU模块电连接、输出端与磁阻尼电机电连接，所述CPU模块通过控制电路控制输入磁阻尼电机的电流大小，以控制磁阻尼电机输出的阻尼力矩。

【技术特征摘要】
1.一种上肢训练器，包括机架，所述机架包括基座，其特征在于，所述基座上设有供手臂驱动的两个上肢驱动设备，每个上肢驱动设备包括施力手柄、与施力手柄连接的转轴以及设置于基座中的阻尼单元，所述阻尼单元包括输出阻尼力矩的磁阻尼电机以及输入端与磁阻尼电机相连的扭矩传递机构，所述的扭矩传递机构的输出端与转轴相连，所述上肢训练器还包括主控系统，所述主控系统包括CPU模块和控制电路，所述控制电路的输入端与CPU模块电连接、输出端与磁阻尼电机电连接，所述CPU模块通过控制电路控制输入磁阻尼电机的电流大小，以控制磁阻尼电机输出的阻尼力矩。2.根据权利要求1所述的一种上肢训练器，其特征在于，所述扭矩传递机构包括固定于磁阻尼电机输出端的第一传动齿轮、固定于转轴上的第二传动齿轮以及用于将第一传动齿轮输出的扭矩传递并放大至第二传动齿轮的减速齿轮组。3.根据权利要求2所述一种上肢训练器，其特征在于，所述减速齿轮组包括第一齿轮组和第二个齿轮组，第一齿轮组包括同轴连接的第一大齿轮和第一小齿轮，第二齿轮组包括同轴连接的第二大齿轮和第一小齿轮，第一大齿轮与第一传动齿轮啮合传动，第一小齿轮与第二大齿轮啮合传动，第二小齿轮与第二传动齿轮啮合传动。4.根据权利要求1所述一种上肢训练器，其特征在于，所述施力手柄和转轴之间通过扭矩传感器相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鸣皋，胡仁昌，陆小健，徐建中，杨业兵，沈惠吉，单超，黄磊，李博，
申请(专利权)人：浙江捷昌线性驱动科技股份有限公司，中国人民解放军海军总医院，
类型：发明
国别省市：浙江;33