本发明专利技术公开了一种电助力牵引装置及控制方法，涉及牵引设备技术领域，该牵引装置包括：机架；牵引机构，包括绕线筒及设于绕线筒外围的牵引轴与负载轴，绕线筒、牵引轴与负载轴分别活动连接于机架上；动力电机，设于机架上，与绕线筒传动连接以为绕线筒提供牵引助力；牵引索，至少缠绕绕线筒一圈；压力传感器，设于机架上与牵引索的牵引力方向相同的一侧，压力传感器的测量端与牵引轴的表面接触，以获取牵引轴受压时的压力数据；其中，压力传感器将压力数据发送至控制器，控制器根据压力数据调整动力电机的工作参数以改变对绕线筒的牵引助力。本发明专利技术能够解决现有技术中牵引装置无法提供助力的技术问题。力的技术问题。力的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种电助力牵引装置及控制方法
[0001]本专利技术涉及牵引装置
，具体涉及一种电助力牵引装置及控制方法。
技术介绍
[0002]定滑轮是工业界广泛使用的牵引和抬升机构，其机械特性是只改变拉力方向，不改变拉力大小和牵引行程。与其相对，动滑轮可以改变牵引力大小，但需要牵引行程成反比例变化。例如通过单动滑轮获得2倍拉力大小，则牵引行程也需要相应放大为2倍。杠杆、斜面等手动机构也都具有相似的特性，通过手动机构做功，力与行程的乘机等于输出功，在输出功一定时一者减小另一者就必须相应放大。全电动抬升装置，如卷扬机、电动葫芦等，可以代替人类手工劳动，但生活中还有一些牵引和抬升的场合，其运动的过程十分复杂，对抬升的位移和速度要求非常精确，以至于不能使用纯机动工具来代替手动工作，而同时其负载量又比较大，工作者有省力的愿望和需求，但又不希望付出增加行程的成本。
[0003]在运动训练界，许多运动项目的训练过程中需要使用到保护带，如跳水、体操、蹦床、攀岩等。保护带是一种常用的运动防护设备，其一端绑扎在运动员身上，另一端经过牵引轮等机构由教练员握持。教练员一方面通过保护带对运动员进行安全防护，另一方面保护带的牵引力还可以改变运动员在空中的运动状态，例如改变运动员在空中转体的速度，延长运动员滞空时间等。这些目的的实现需要依靠教练员非常精确的拉绳手感，不可能用纯机械的方式进行替代。另一方面，教练员在给运动员拉保护带时，其负载是一个人的体重，对教练员来说这不仅是一项重体力劳动，而且还增加了对教练员自身条件的限制：拉保护带的人的体重必须超过被拉的人。这些因素对保护带这种重要的训练方法的扩大使用附加了限制条件，导致很多女性教练、年龄稍大教练无法使用保护带进行训练。
[0004]因此，运动训练界需要一种既能保持教练员对保护带的精确控制，又能实现牵引力减负的技术方案。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种电助力牵引装置及控制方法，旨在解决现有技术中牵引装置无法提供助力的技术问题。
[0006]本专利技术的一方面在于提供一种电助力牵引装置，所述装置包括：机架；牵引机构，包括绕线筒及设于所述绕线筒外围的牵引轴与负载轴，所述绕线筒、所述牵引轴与所述负载轴分别活动连接于所述机架上；动力电机，设于所述机架上，与所述绕线筒传动连接以为所述绕线筒提供牵引助力；牵引索，至少缠绕所述绕线筒一圈，并且所述牵引索的牵引端穿出所述牵引轴，所述牵引索的负载端穿出所述负载轴；压力传感器，设于所述机架上与所述牵引索的牵引力方向相同的一侧，所述压力
传感器的测量端与所述牵引轴的表面接触，以获取所述牵引轴受压时的压力数据；其中，所述压力传感器将所述压力数据发送至控制器，所述控制器根据所述压力数据调整所述动力电机的工作参数以改变对所述牵引索的牵引助力。
[0007]与现有技术相比，采用本专利技术所示的电助力牵引装置的有益效果是：通过压力传感器能够获取牵引索张紧时施加于牵引轴上的压力数据，压力传感器将压力数据发送给控制器，控制器能够对应控制动力电机转动以输出扭矩，从而为牵引索提供牵引助力，便于女性教练、年龄稍大教练使用该装置为运动员训练提供辅助。
[0008]根据上述技术方案的一方面，所述牵引机构还包括分别设于所述绕线筒两端的安装板，所述绕线筒内穿设有一中轴丝杆，所述中轴丝杆的两端分别固定连接于所述安装板，所述安装板远离所述绕线筒的一端转动连接于所述机架，其中一所述安装板与所述动力电机传动连接。
[0009]根据上述技术方案的一方面，所述绕线筒的圆周表面设有螺旋形的绕线槽，所述牵引索缠绕于所述绕线槽内，并且所述绕线槽与所述中轴丝杆的螺距相等。
[0010]根据上述技术方案的一方面，所述绕线筒内穿设有至少两条光轴滑轨，所述光轴滑轨的两端分别固定连接于所述安装板上，并且两条所述光轴滑轨分别设于所述中轴丝杆的两侧；在牵引时，所述绕线筒绕所述中轴丝杆转动，并且所述绕线筒沿所述光轴滑轨滑动。
[0011]根据上述技术方案的一方面，所述牵引轴上设有牵引轮，所述负载轴上设有负载轮，所述牵引索的牵引端经所述牵引轮穿出所述机架，所述牵引索的负载端经所述负载轮穿出所述机架。
[0012]根据上述技术方案的一方面，所述机架的侧板上开设有一安装孔，所述安装孔设于所述牵引轴的安装位置以下，所述压力传感器设于所述安装孔内。
[0013]根据上述技术方案的一方面，所述动力电机设于所述机架的内侧，所述动力电机的输出轴穿出所述机架的侧板并在端部固定设有一主动轮，所述安装板远离所述绕线筒的一侧设有一连接轴，所述连接轴穿出所述机架的侧板并在端部固定设有一从动轮，所述从动轮与所述主动轮之间通过传动件连接。
[0014]本专利技术的另一方面在于提供一种电助力牵引装置的控制方法，用于控制上述技术方案中所述的电助力牵引装置，所述方法包括：通过压力传感器获取牵引轴在受到牵引索抵压时的压力数据；所述压力传感器将所述压力数据发送至控制器；所述控制器根据所述压力数据调整所述动力电机的工作参数以改变对所述牵引索的牵引助力。
[0015]根据上述技术方案的一方面，在所述动力电机的助力作用下，忽略所述绕线筒、所述负载轴与所述牵引轴转动连接位置的摩擦阻力，所述牵引索负载端拉力Fi和牵引端拉力Fo之间的的关系表示为：M/r = t * FiFo= Fi + M/r = (1+t) * Fi = k * Fi式中，M为动力电机经过传动总成传递到绕线筒上的助力力矩，r为绕线筒半径，即
绕线筒对牵引索的牵引力为M/r，t为绕线筒对牵引索助力与牵引索牵引端拉力的比例系数，k为综合助力倍数，在牵引索牵引端施加Fi大小的拉力时，在牵引索负载端获得k倍于Fi大小的牵引力。
[0016]根据上述技术方案的一方面，当所述牵引索处于张紧状态时，所述牵引索被压置于所述绕线筒表面的绕线槽内，所述牵引索与所述绕线筒通过静摩擦作用保证二者不发生相对滑动；所述牵引索在所述绕线筒表面的盘绕角度θ与二者的摩擦系数μ之间的关系为：θ > (ln(Fo/Fi))/μ。
[0017]本专利技术的附加方面与优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0018]本专利技术的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：图1为本专利技术一实施例当中所示电助力牵引装置的结构示意图；图2为本专利技术一实施例当中所示电助力牵引装置隐去部分结构的结构示意图；图3图2中A部结构的放大示意图；图4为本专利技术一实施例当中所示电助力牵引装置隐去部分结构的结构示意图；图5为本专利技术一实施例当中所示电助力牵引装置的另一结构示意图；图6为本专利技术一实施例当中所示牵引索的受力分析图；附图元器件符号说明：机架10、侧板11、连接件12、牵引机构20、绕线筒21、绕线槽210、牵引轴22、牵引轮220、负载轴23、安装板24、中轴丝杆25、光轴滑轨26、动力电机30、牵引索40、牵引端41、负本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电助力牵引装置，其特征在于，所述装置包括：机架；牵引机构，包括绕线筒及设于所述绕线筒外围的牵引轴与负载轴，所述绕线筒、所述牵引轴与所述负载轴分别活动连接于所述机架上；动力电机，设于所述机架上，与所述绕线筒传动连接以为所述绕线筒提供牵引助力；牵引索，至少缠绕所述绕线筒一圈，并且所述牵引索的牵引端穿出所述牵引轴，所述牵引索的负载端穿出所述负载轴；压力传感器，设于所述机架上与所述牵引索的牵引力方向相同的一侧，所述压力传感器的测量端与所述牵引轴的表面接触，以获取所述牵引轴受压时的压力数据；其中，所述压力传感器将所述压力数据发送至控制器，所述控制器根据所述压力数据调整所述动力电机的工作参数以改变对所述牵引索的牵引助力。2.根据权利要求1所述的电助力牵引装置，其特征在于，所述牵引机构还包括分别设于所述绕线筒两端的安装板，所述绕线筒内穿设有一中轴丝杆，所述中轴丝杆的两端分别固定连接于所述安装板，所述安装板远离所述绕线筒的一端转动连接于所述机架，其中一所述安装板与所述动力电机传动连接。3.根据权利要求2所述的电助力牵引装置，其特征在于，所述绕线筒的圆周表面设有螺旋形的绕线槽，所述牵引索缠绕于所述绕线槽内，并且所述绕线槽与所述中轴丝杆的螺距相等。4.根据权利要求2所述的电助力牵引装置，其特征在于，所述绕线筒内穿设有至少两条光轴滑轨，所述光轴滑轨的两端分别固定连接于所述安装板上，并且两条所述光轴滑轨分别设于所述中轴丝杆的两侧；在牵引时，所述绕线筒绕所述中轴丝杆转动，并且所述绕线筒沿所述光轴滑轨滑动。5.根据权利要求1所述的电助力牵引装置，其特征在于，所述牵引轴上设有牵引轮，所述负载轴上设有负载轮，所述牵引索的牵引端经所述牵引轮穿出所述机架，所述牵引索的负载端经所述负载轮穿出所述机架。6.根据权利要求1所述的电助力牵引装置，其特征在于，所述机架的侧板上开设有一安装孔，所述安装孔设于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞荣，郭水根，谢锋，王祥远，林嘉，
申请(专利权)人：南昌嘉研科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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