等速肌力训练设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种等速肌力训练设备，包括操作组件和等速机头，操作组件与等速机头固定连接，等速机头包括驱动组件和传感器组件。驱动组件包括电机；传感器组件包括转轴、固定座、采集模块和转换模块；转轴穿设于固定座，转轴的一端与操作组件固定连接，另一端与电机的输出轴固定连接；转换模块包括第一线圈和第二线圈，第一线圈和采集模块电连接并分别套设在转轴上，第二线圈设置在固定座上并与第一线圈相对，采集模块用于采集转轴的扭矩参数，第一线圈用于将扭矩参数传输到第二线圈。本实用新型专利技术结构简单且安装方便，不仅实现收发信号隔离，大大延长了传感器组件的使用寿命，且机械震动小，扭矩测量和传输更加稳定。

【技术实现步骤摘要】
等速肌力训练设备
本技术涉及运动器械
，特别是涉及一种等速肌力训练设备。
技术介绍
肌肉收缩是肌肉对刺激所产生的收缩反应现象。根据肌肉收缩时肌肉长度和肌张力的变化，可将肌肉收缩分为三种形式：等长收缩、等张收缩、等速收缩。其中，等速收缩，指的是肌肉在收缩时，肌肉的长度变化，而肌肉内部张力也不断变化，但肌肉收缩速度保持恒定的肌肉收缩方式。由于等速收缩中肌肉承受的是顺应性阻力，肌肉在活动范围内始终产生最大肌力，因此，能更有效的锻炼肌肉的力量、耐力和灵活性。在自然状态下，肌肉本身可产生等长和等张收缩，但是无法产生等速收缩，必须借助专门的设备，提供可以随着肌肉收缩而不断变化的阻力，保持肌肉收缩时的角速度不变，这种设备称为等速肌力设备。然而，传统的等速肌力训练系统设备在技术上存在的不足：普遍采用模拟信号传输的方式测量扭矩或力，具体的，应变片粘贴在转动的主轴上，AD转换器测量端设置在控制板上，这种测量方式对应采用变片电路的供电和模拟信号的传输大都需要同轴碳刷接触的方法，不仅造成使用寿命短，机械震动影响大，而且接触不良会导致严重的测量误差，安装难度较大，传输线路过长也容易使模拟信号受到干扰。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统等速肌力训练设备安装不便、使用寿命短、测量和传输不稳定的问题，提供一种等速肌力训练设备。一种等速肌力训练设备，包括操作组件和等速机头，所述操作组件与所述等速机头固定连接，所述等速机头包括驱动组件和传感器组件；所述驱动组件包括电机；所述传感器组件包括转轴、固定座、采集模块和转换模块；所述转轴穿设于所述固定座，所述转轴的一端与所述操作组件固定连接，另一端与所述电机的输出轴固定连接；所述转换模块包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述采集模块电连接并分别套设在所述转轴上，所述第二线圈设置在所述固定座上并与所述第一线圈相对，所述采集模块用于采集所述转轴的扭矩参数，所述第一线圈用于将所述扭矩参数传输到所述第二线圈。上述的等速肌力训练设备通过在转轴上设置第一线圈，在固定座上设置第二线圈，采集模块采集到的转轴的扭矩参数，并通过第一线圈将扭矩参数传输到第二线圈，以实现对采集到的扭矩参数的传输。本技术的等速肌力训练设备结构简单且安装方便，不仅不需要直接的接触，实现收发信号隔离，大大延长了传感器组件的使用寿命，而且机械震动小，扭矩测量和传输更加稳定。附图说明图1为本技术实施例的等速肌力训练设备的结构示意图；图2为本技术实施例的等速机头的结构示意图；图3为本技术实施例的等速机头的剖面示意图；图4为本技术实施例的传感器组件的结构示意图；图5为本技术实施例的急停开关与驱动器、电机的连接示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本技术进行进一步详细说明。请参阅图1至图4，本技术实施例提供一种等速肌力训练设备100。等速肌力训练设备100包括操作组件10和等速机头20。操作组件10与等速机头20固定连接，等速机头20包括驱动组件21和传感器组件22。驱动组件21包括电机211。传感器组件22包括转轴221、固定座222、采集模块223和转换模块224。转轴221穿设于固定座222，转轴221的一端与操作组件10固定连接，另一端与电机211的输出轴固定连接。转换模块224包括第一线圈2241和第二线圈2242，第一线圈2241和采集模块223电连接并分别套设在转轴221上，第二线圈2242设置在固定座222上并与第一线圈2241相对，采集模块223用于采集转轴221的扭矩参数，第一线圈2241用于将扭矩参数传输到第二线圈2242。操作组件10固定设置在等速机头20上，等速机头20为操作组件10提供运动阻力。本技术实施例的等速肌力训练设备100可以应用于医疗康复
，以供使用者进行等速肌力康复训练。在一个实施例中，操作组件10包括操作件和固定件，固定件与等速机头20固定连接，操作件与固定件固定连接，操作件用于固定使用者的肢体，例如供使用者握持或穿戴。在一个例子中，操作件为夹持腕带。当使用者通过操作组件10施加作用力时，等速机头20对操作组件10施加相反的运动阻力，如此，以达到等速训练的目的。以固定腿部为例，使用者将腿部固定在操作件上，进行膝关节的坐位伸/屈训练、膝关节的俯卧位伸/屈、膝关节的胫骨内旋/外旋训练等。等速机头20包括驱动组件21和传感器组件22。驱动组件21用于驱动操作组件10施加运动阻力，传感器组件22用于采集使用者施加至操作组件10上的力。具体的，驱动组件21包括电机211。在其中一个实施例中，驱动组件21还包括减速机212，减速机212用于降低电机211的转速，以提高电机211的输出扭矩，并提高电机211驱动的精确度和可靠性。传感器组件22包括转轴221、固定座222、采集模块223和转换模块224。转轴221穿设于固定座222，固定座222与等速机头20的外壳23固定连接，转轴221可相对于固定座222转动。转轴221的一端与操作组件10固定连接，另一端与电机211的输出轴固定连接，如此，在电机211启动时，电机211的输出轴带动转轴221以顺时针方向或逆时针方向转动。当使用者的肢体通过操作组件10施加作用力时，等速机头20对操作组件10施加相反的运动阻力，如此，以进行等速训练。在此过程中，设置在转轴221上的采集模块223采集转轴221的扭矩参数，并发送至同一转轴221上的第一线圈2241，接着第一线圈2241通过电磁感应将扭矩参数发送至位于固定座222上与第一线圈2241相对的第二线圈2242。其中，第一线圈2241与第二线圈2242相对的方式可以为两者同心、部分交错。如此，以将采集到转轴221上的扭矩参数发送到固定座222上的外部电路中，实现收发信号的物理隔离。上述的等速肌力训练设备100通过在转轴221上设置第一线圈2241，在固定座222上设置第二线圈2242，采集模块223将采集到的转轴221的扭矩参数，并通过第一线圈2241将扭矩参数传输到第二线圈2242，以实现对采集到的扭矩参数的传输。本技术的等速肌力训练设备100结构简单且安装方便，不仅不需要直接的接触，实现收发信号隔离，大大延长了传感器组件22的使用寿命，而且机械震动小，扭矩测量和传输更加稳定。请参阅图1，在其中一个实施例中，等速肌力训练设备100还包括主板30，主板30上设置有频率捕捉接口，频率捕捉接口与第二线圈2242电连接，主板30用于处理第二线圈2242传输的扭矩参数。第二线圈2242通过导线连接至频率捕捉接口，如图4所示，第二线圈2242通过出线口的导线225连接至频率捕捉接口。在一个例子中，主板30通过频率捕捉接口接收到扭矩参数后，计算出转轴221的扭矩大小。在其中一个实施例中，采集模块223包括应变片和采集芯片。应变片用于采集转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等速肌力训练设备，其特征在于，包括操作组件和等速机头，所述操作组件与所述等速机头固定连接，所述等速机头包括：/n驱动组件，包括电机；和/n传感器组件，包括转轴、固定座、采集模块和转换模块；所述转轴穿设于所述固定座，所述转轴的一端与所述操作组件固定连接，另一端与所述电机的输出轴固定连接；/n所述转换模块包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述采集模块电连接并分别套设在所述转轴上，所述第二线圈设置在所述固定座上并与所述第一线圈相对，所述采集模块用于采集所述转轴的扭矩参数，所述第一线圈用于将所述扭矩参数传输到所述第二线圈。/n

【技术特征摘要】
1.一种等速肌力训练设备，其特征在于，包括操作组件和等速机头，所述操作组件与所述等速机头固定连接，所述等速机头包括：
驱动组件，包括电机；和
传感器组件，包括转轴、固定座、采集模块和转换模块；所述转轴穿设于所述固定座，所述转轴的一端与所述操作组件固定连接，另一端与所述电机的输出轴固定连接；
所述转换模块包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述采集模块电连接并分别套设在所述转轴上，所述第二线圈设置在所述固定座上并与所述第一线圈相对，所述采集模块用于采集所述转轴的扭矩参数，所述第一线圈用于将所述扭矩参数传输到所述第二线圈。


2.根据权利要求1所述的等速肌力训练设备，其特征在于，所述等速肌力训练设备还包括主板，所述主板上设置有频率捕捉接口，所述频率捕捉接口与所述第二线圈电连接，所述主板用于处理所述第二线圈传输的所述扭矩参数。


3.根据权利要求1或2所述的等速肌力训练设备，其特征在于，所述采集模块包括应变片和采集芯片，所述应变片用于采集所述转轴的应变信号，所述采集芯片用于将所述应变信号转换成频率信号；
所述传感器组件还包括线圈座，所述线圈座套设在所述转轴上，所述第一线圈绕制在所述线圈座上并与所述采集芯片电连接，所述第二线圈绕制在所述固定座的内壁上并与所述第一线圈相对。


4.根据权利要求1或2所述的等速肌力训练设备，其特征在于，所述转换模块还包括第三线圈、第四线圈、第一转换模块和第二转换模块；
所述第三线圈和所述第一转换模块均设置在所述转轴上；所述第一转换模块的输入端电连接所述第三线圈，所述第一转换模块的输出端电连接所述采集模块，用于将交流电转换为直流电；
所述第四线圈和所述第二转换模块均设置在所述固定座上，所述第四线圈与所述第三线圈相对；所述第二转换模块的输入端用于电连接直流电源，所述第二转换模块的输出端电连接所述第四线圈，用于将直流电源的直流电转换为交流电。


5.根据权利要求1或2所述的等速肌力训练设备，其特征在于，所述等速机头还包括外壳，所述驱动组件和所述传感器组件均设置在所述外壳内；
所述等速肌力训练设备还包括限位组件，所述限位组件包括限位件和限位插板；所述限位插板固定在所述外壳上，所述转轴穿设所述限位插板，并从所述外壳伸出与所述操作组件固定连接；
所述限位插板开设有限位孔，所述限位件用于插设在所述限位孔内，以限定所述操作组件旋转的角度。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张霖，邱彬，郑先发，郭志康，
申请(专利权)人：广州市章和智能科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：广东;44