一种直线电机磁感负重健身设备的动作判断方法技术

本发明专利技术公开了一种直线电机磁感负重健身设备的动作判断方法，本发明专利技术采用直线电机磁感负重模组来替代传统的笨重配重块，运用电磁感应原理，提供训练用的负重，结构更加轻便，也易于调节。本发明专利技术采用智能工业平板电脑及具有视觉组件的传感器组件，传感器组件的视觉组件采集训练者运动图像信息，通过传感器组件接口发送给智能工业平板电脑中的SOC单片系统进行处理，SOC单片系统解析出训练者图像信息，检测、判断分析操作杆的位置、训练者的训练姿态、动作及运动轨迹，并通过触摸屏显示器为训练者提供最佳训练指导并降低训练者受伤的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种直线电机磁感负重健身设备的动作判断方法
本专利技术涉及智能健身设备的
，特别是指一种直线电机磁感负重健身设备的动作判断方法。
技术介绍
市面上的各种力量训练健身器材大多采用重力阻尼，配重块通常100kg起步，最小调节量5kg，其较大的重量和繁琐的调节方法限制了在家用市场的推广。健身器材也有采用旋转电机提供反作用力的阻力方案，但由于是被动式的调节阻力，作用力越大，反作用力(即阻力)也越大，阻力并非恒定，具有变化的力曲线，这使健身效果大打折扣。再者，各种力量训练健身器材多为单功能设备或者功能很少，无法实现全身的综合训练，也容易让用户感到乏味；在有限的时间内使训练效果最大化至关重要，同时多样性和交叉训练对于维持兴趣也非常重要。其次，所有具有反馈的健身器材，都是采集力反馈数据提供健身指导，无法智能识别用户的训练姿势和体态，指导效果有限。另外，传统健身设备体积大、重量重，不利于运输和安装。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轻便、易于调节负重模组的直线电机磁感负重健身设备的动作判断方法。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种直线电机磁感负重健身设备的动作判断方法，健身设备包括机架及设置在机架上的智能工业平板电脑、训练操作平台、滑轮组、操作杆及直线电机磁感负重模组，滑轮组安装在钢丝绳上，钢丝绳连接操作杆及直线电机磁感负重模组的直线电机，智能工业平板电脑包括SOC单片系统及连接SOC单片系统的触摸屏显示器、负重模组控制器通讯端口、传感器组件接口，负重模组控制器通讯端口连接直线电机磁感负重模组，传感器组件接口连接传感器模组的视觉组件；直线电机磁感负重模组包括具有阻力线圈的直线电机及连接直线电机的直线电机控制器，直线电机控制器通过负重模组控制器通讯端口连接SOC单片系统；所述视觉组件检测直线电机动子/滑轮作输入点，目的为计算用户当下状态，定义：V+max：设置的动子正常向上移动的最大速度值；V+min：设置的动子正常向上移动的最小速度值；V-max：设置的动子正常向下移动的最大速度值；V-min：设置的动子正常向下移动的最小速度值；T1：测试的直线动机动子向上移动达到最小速度值的时间；T2：测试的直线动机动子在上顶点停留的时间；T3：测试的动子向下移动达到最小速度值的时间；T4：测试的动子在起始点停留的时间；T0max：设置的动子在起始点停留的最长时间；T0min：设置的动子在起始点停留的最短时间；T+max：设置的直线动机动子在上顶点停留的最长时间；T+min：设置的直线动机动子在上顶点停留的最短时间；Vtest:测试的动子移动的实际速度值；Ttest:测试的动子从停止到达V+min(向上移动)/V-min(向下移动)的实际时间；获取直线电机磁感负重模组传送的直线电机动子的移动速度值；直线电机动子向上移动时，Ttest>T1，判断为力竭/在间竭停顿继续；Ttest<T1，延迟一小段时间，开始判断Vtest，Vtest>V+max，判断为负荷太轻；T2>T+max或T2<T+min，判断为动作太快不规范；直线电机动子向下移动时，Ttest<T3，判断为力竭；Ttest>T3，延迟一小段时间，开始判断Vtest，Vtest>V-min，判断为动作太慢，可提示加快/正进行负行程负荷训练；Vtest<V-max，判断为力竭/使用不当，危险；T4>T0max或T4<T0min，判断为动作太快不规范。采用上述方案后，本专利技术采用直线电机磁感负重模组来替代传统的笨重配重块，运用电磁感应原理，提供训练用的负重，结构更加轻便，也易于调节。本专利技术采用智能工业平板电脑及具有视觉组件的传感器组件，传感器组件的视觉组件采集训练者运动图像信息，通过传感器组件接口发送给智能工业平板电脑中的SOC单片系统进行处理，SOC单片系统解析出训练者图像信息，检测、判断分析操作杆的位置、训练者的训练姿态、动作及运动轨迹，并通过触摸屏显示器为训练者提供最佳训练指导并降低训练者受伤的风险。进一步，所述直线电机磁感负重模组的直线电机包括直线电机定子及直线电机动子；直线电机控制器包括PWM电机驱动器、直线电机控制接口及通讯端口，直线电机动子上安装有阻力线圈、温度传感器、电流传感器、位置传感器及直线电机接口，电流传感器用以测试阻力线圈的电流，直线电机定子的两端各安装一个安装位置极限开关，直线电机接口与直线电机控制接口通过软排线相连，所述PWM电机驱动器通过直线电机控制接口控制直线电机，直线电机控制器通过通讯端口与智能工业平板电脑上的负重模组控制器通讯端口相连，接收负重模组控制器通讯端口发出的控制指令，反馈直线电机的运动状态。进一步，直线电机定子为磁轨，直线电机动子安装阻力线圈，PWM电机驱动器采用恒定线圈电流驱动模式，使所述直线电机动子产生恒定的推力，实现恒定的训练负重。进一步，所述感器组件还包括行程开关组件及急停开关组件，所述行程开关组件通过传感器组件接口与智能工业平板电脑相连，所述急停开关组件与PWM电机驱动器相连。进一步，所述视觉组件具有多个，多个视觉组件分布在健身器械机架的不同位置上，用以检测训练者手握的操作杆是都水平、操作杆的位置、握杆宽度、杆左右长度、步宽，其中杆左右长度包括杆左长度和杆右长度、躺卧上下幅度、背弧及训练者的训练移动轨迹和移动范围。附图说明图1为本专利技术健身设备的结构框图。图2为本专利技术直线电机磁感负重模组的结构示意图。图3为本专利技术直线电机磁感负重模组恒定负重的动作示意图。图4为本专利技术动子移动速度及电流曲线示意图。图5为本专利技术带钢丝绳的滑轮组结构示意图一。图6为本专利技术带钢丝绳的滑轮组结构示意图一。图7为本专利技术视觉检测项目示意图一。图8为本专利技术视觉检测项目示意图二。图9为本专利技术视觉检测项目示意图三。图10为本专利技术的操作流程示意图。图11为本专利技术速度检测示意图。图12为本专利技术多功能智能优化健身设备其中一种实施方式的结构示意图。具体实施方式为了进一步解释本专利技术的技术方案，下面通过具体实施例来对本专利技术进行详细阐述。本专利技术涉及健身器材和系统中使用的智能工业平板电脑2及直线电机磁感负重模组3，利用智能工业平板电脑2管理、协调直线电机磁感负重模组3。本专利技术的直线电机磁感负重模组3通常代替现有健身器械中的重量，并带其他传统阻力元件的功能。如图1及图12所示，本专利技术揭示了一种多功能智能优化健身设备，包括：健身器械1、智能工业平板电脑2、直线电机磁感负重模组3及传感器组件4。所述健身器械1包括机架11、训练操作平台12、滑轮组13、钢丝绳14及操作杆15，所述智能工业平板电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直线电机磁感负重健身设备的动作判断方法，其特征在于：健身设备包括机架及设置在机架上的智能工业平板电脑、训练操作平台、滑轮组、操作杆及直线电机磁感负重模组，滑轮组安装在钢丝绳上，钢丝绳连接操作杆及直线电机磁感负重模组的直线电机，智能工业平板电脑包括SOC单片系统及连接SOC单片系统的触摸屏显示器、负重模组控制器通讯端口、传感器组件接口，负重模组控制器通讯端口连接直线电机磁感负重模组，传感器组件接口连接传感器模组的视觉组件；直线电机磁感负重模组包括具有阻力线圈的直线电机及连接直线电机的直线电机控制器，直线电机控制器通过负重模组控制器通讯端口连接SOC单片系统；所述视觉组件检测直线电机动子/滑轮作输入点，目的为计算用户当下状态，定义：/nV+max：设置的动子正常向上移动的最大速度值；/nV+min：设置的动子正常向上移动的最小速度值；/nV-max：设置的动子正常向下移动的最大速度值；/nV-min：设置的动子正常向下移动的最小速度值；/nT1：测试的直线动机动子向上移动达到最小速度值的时间；/nT2：测试的直线动机动子在上顶点停留的时间；/nT3：测试的动子向下移动达到最小速度值的时间；/nT4：测试的动子在起始点停留的时间；/nT0max：设置的动子在起始点停留的最长时间；/nT0min：设置的动子在起始点停留的最短时间；/nT+max：设置的直线动机动子在上顶点停留的最长时间；/nT+min：设置的直线动机动子在上顶点停留的最短时间；/nVtest:测试的动子移动的实际速度值；/nTtest:测试的动子从停止到达V+min(向上移动)/V-min(向下移动)的实际时间；/n获取直线电机磁感负重模组传送的直线电机动子的移动速度值；/n直线电机动子向上移动时，/nTtest>T1，判断为力竭/在间竭停顿继续；/nTtest<T1，延迟一小段时间，开始判断Vtest，Vtest>V+max，判断为负荷太轻；/nT2>T+max或T2<T+min，判断为动作太快不规范；/n直线电机动子向下移动时，/nTtest<T3，判断为力竭；/nTtest>T3，延迟一小段时间，开始判断Vtest，Vtest>V-min，判断为动作太慢，可提示加快/正进行负行程负荷训练；Vtest<V-max，判断为力竭/使用不当，危险；/nT4>T0max或T4<T0min，判断为动作太快不规范。/n...

【技术特征摘要】
1.一种直线电机磁感负重健身设备的动作判断方法，其特征在于：健身设备包括机架及设置在机架上的智能工业平板电脑、训练操作平台、滑轮组、操作杆及直线电机磁感负重模组，滑轮组安装在钢丝绳上，钢丝绳连接操作杆及直线电机磁感负重模组的直线电机，智能工业平板电脑包括SOC单片系统及连接SOC单片系统的触摸屏显示器、负重模组控制器通讯端口、传感器组件接口，负重模组控制器通讯端口连接直线电机磁感负重模组，传感器组件接口连接传感器模组的视觉组件；直线电机磁感负重模组包括具有阻力线圈的直线电机及连接直线电机的直线电机控制器，直线电机控制器通过负重模组控制器通讯端口连接SOC单片系统；所述视觉组件检测直线电机动子/滑轮作输入点，目的为计算用户当下状态，定义：
V+max：设置的动子正常向上移动的最大速度值；
V+min：设置的动子正常向上移动的最小速度值；
V-max：设置的动子正常向下移动的最大速度值；
V-min：设置的动子正常向下移动的最小速度值；
T1：测试的直线动机动子向上移动达到最小速度值的时间；
T2：测试的直线动机动子在上顶点停留的时间；
T3：测试的动子向下移动达到最小速度值的时间；
T4：测试的动子在起始点停留的时间；
T0max：设置的动子在起始点停留的最长时间；
T0min：设置的动子在起始点停留的最短时间；
T+max：设置的直线动机动子在上顶点停留的最长时间；
T+min：设置的直线动机动子在上顶点停留的最短时间；
Vtest:测试的动子移动的实际速度值；
Ttest:测试的动子从停止到达V+min(向上移动)/V-min(向下移动)的实际时间；
获取直线电机磁感负重模组传送的直线电机动子的移动速度值；
直线电机动子向上移动时，
Ttest>T1，判断为力竭/在间竭停顿继续；
Ttest<T1，延迟一小段时间，开始判断Vtest，Vtest>V+max，判断为负荷太轻；
T2>T+max或T2<T+min，判断为动作太快不规...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾威，
申请(专利权)人：厦门宏泰科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35