一种智能力量型健身器的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种智能力量型健身器的控制方法，控制模式多样，用户可自定义，应用前景好。智能力量型健身器包括智能单元、电源、电机、控制器、角度传感器、力传感器、制动器、力输出单元及训练作用件；不但能实现用户根据自身需求选择运动模式，还能实时记录、显示并分析用户健身数据；其优化控制方法，精确调整电机输出阻力，使运动阻力输出平稳；在电机转动角度过大或用户实际拉力突减时，控制电机快速响应并缓慢回收绳索，安全性好；断电时自动锁紧所述索盘，通电时由控制器判断是否解锁所述索盘，更安全可靠；根据健身器电源类型设计不同的能量回收器及储能方法，提高了健身器的能量利用率和使用安全性。利用率和使用安全性。利用率和使用安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种智能力量型健身器的控制方法


[0001]本专利技术属于健身器材
，特别涉及一种智能力量型健身器的控制方法。

技术介绍

[0002]伴随物质生活水平的提高，人们的生活节奏不断加快，生活压力也越来越大，人们也逐渐意识到自身锻炼的重要性。人们对户内日常健身的需求，而力量健身是增强身体健康素质的一种重要锻炼方式。
[0003]随着智能化的不断发展，力量型健身器也在不断进行智能化和电气化。目前较为常见的电气化力量型健身器主要是通过设置电机对力量进行控制和回收，通过控制电流方向及电流大小对电机扭矩进行精确控制，并且可以在提供健身阻力的同时回收能量发电，节能环保。虽然电机是实现健身器电气智能化控制的一种良好载体，但如何具体对电机进行控制才能使得其能良好应用于智能力量型健身器是目前行业内面临的巨大挑战。现有技术中，控制模式单一，阻力控制精度差，且健身器缺少与用户的智能交互系统，也缺少健身过程缺乏数字化记录及健身数据的处理和管理系统，无法真正的实现智能化控制。
[0004]专利CN 108355301A本专利技术公开了一种智能配重健身器，包括杠铃杆，弹簧运动模块，电机运动模块，连接杠铃杆与测力反馈模块、测力反馈模块与弹簧运动模块、弹簧运动模块与电机运动模块的连接装置，用于测量连接装置上拉力的测力反馈模块，用于测量连接装置速度的测速反馈模块，控制中心模块；所述测速反馈模块、测力反馈模块、电机运动模块与可无线控制的控制中心模块电连接。该专利技术在电机控制输出阻力的基础上，添加弹簧运动模块，提高了阻力控制精度，但该装置体积较大，不适用于家庭等小型场所，同时未设置智能化交互和管理模块。
[0005]专利CN104368124A提供一种智能力量健身器材阻力源，所述智能阻力源由增速机构、磁粉扭力器、数字编码器、控制器组成。增速机构的主轴与磁粉扭力器的中心轴的一端通过平键连接，数字编码器的输入轴与磁粉扭力器的中心轴另一端通过平键连接。控制器中的电流控制器、RFID读卡器模块、触摸显示屏、wifi模块，分别与处理器的IO接口连接，数字编码器的信号线连接处理器的IO接口，电流控制器的输出信号线连接到磁粉扭力器的线圈上。该装置实现了智能改变阻力源的大小，将阻力源连接到互联网的功能；但该装置仅通过电流控制器控制电机输出阻力，精度较差；虽然通过WiFi模块实现了将阻力源连接到互联网的功能，但同样缺少与用户的智能交互系统，仅能用于大型健身场所中健身器的简单管理，不适用于个人用户。
[0006]专利CN101007205A提供了一种应用于健身器材的可程序控制阻力装置及方法，其包括有一控制单元、一驱动机构与一力量测量装置，所属驱动机构组设有一马达与一齿轮箱，所述齿轮箱组设有一卷筒可供索绳缠绕，且在绳索装置的滚轮间设有一力量量测装置，通过控制单元的面板输入所需的负重量，经微处理器比较面板输出所需的负重量和力量量测装置的感测值后随时控制讯号输出至所述驱动机构，使马达驱动卷筒正转或反转转动，以控制拉引或释放索绳，并产生阻力，且当产生失速或异常时，微处理器可经由力量量测装
置讯号判断而迅速使驱动机构停止运作或缓慢将绳索释放或收回，以确保安全。但该专利给出的装置和方法具有以下缺点：
①
仅根据不带有测速反馈模块，所以该装置只能通过判断当前电机的运动速度是否异常来判断阻力加载端的运动状态是否失速；由于电机的运动速度是一个受控量，并非严格等于阻力加载端的运动速度，所以利用该指标来判断失速具有极大风险；
②
该健身器也设置其他辅助安全装置或方法，健身器的安全系数并不高；
③
用户仅能通过控制单元的面板输入输出单点健身数据，不能输出健身曲线等健身过程数据，且没有远程交互装置和程序，健身器的智能化程度较小；
④
没有设置能量回收模块，能量利用率低。
[0007]因此，开发一种能够真正实现智能化控制、人机交互、安全性能高、能量利用率高的智能力量型健身器及控制方法极具现实意义。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服现有技术无法实现力量型健身器的智能化控制，阻力控制精度差，安全性能不足等缺点，提供一种智能力量型健身器的控制方法。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]一种智能力量型健身器的控制方法，其特征在于，所述智能单元，包括无线通讯模块、认证模块和用户交互程序；所述无线通讯模块，用于智能力量型健身器与用户移动设备或/和云端服务器的信息传输；所述认证模块为二维码或/和NFC标签，用于识别无线通讯模块，及用户获得无线通讯模块连接授权，所述二维码、所述NFC标签装载无线通讯模块ID信息；所述用户交互程序为APP或/和小程序，用于用户移动设备与智能力量型健身器或/和云端服务器的信息交互及信息显示；所述电源为电机、控制器、角度传感器、制动器和无线通讯模块供电；所述力输出单元，包括索盘、绳索；所述绳索，缠绕在索盘上，一端与索盘固定连接，对应的另一端与训练作用件连接；所述电机扭矩可控，为所述智能力量型健身器提供训练阻力，其输出轴与所述索盘固定连接；所述角度传感器用于采集索盘的转动角度和转动速度；所述力传感器用于采集用户作用在力输出单元上的拉力；所述制动器用于所述索盘的制动；所述控制器分别与电机、角度传感器、力传感器、制动器、智能单元连接，用于接收角度传感器、力传感器、智能单元发出的信号并处理该信号后，控制电机提供训练所需的阻力、以及控制制动器解锁或锁紧索盘；
[0011]所述智能力量型健身器的控制方法包括：根据电源通断电信号和用户通信连接指示端口高低电平信号控制制动器解锁或锁紧索盘：电源断电时，制动器锁紧索盘；电源通电时，检测用户通信连接指示端口是否为高电平信号，若检测结果为是，则制动器解锁索盘，若检测结果为否，则保持制动器锁紧索盘；当且仅当用户移动设备通过用户交互程序发送连接指令，并获得授权与所述智能健身器无线通讯模块建立连接后，所述用户通信连接指示端口置高电平。
[0012]优选地，在所述步骤制动器解锁索盘后，所述智能力量型健身器的控制方法包括：驱动电机转动收紧绳索，并在绳索收紧至极限初始位置时，驱动电机减小收紧力保持绳索静止。
[0013]优选地，在所述步骤用户通信连接指示端口置高电平后，所述智能力量型健身器的控制方法包括如下步骤：S1.通过串口响应用户交互程序通过无线通讯模块发送的健身
器信息查询指令；S2.通过串口接收用户交互程序通过无线通讯模块发送的力量配置指令，并根据所述力量配置指令配置电机输出扭矩最大值；所述力量配置指令由用户交互程序根据用户输入的身体条件或/和锻炼计划或/和指定力量值设定。
[0014]进一步优选地，在所述步骤根据所述力量配置指令配置电机输出扭矩最大值后，所述智能力量型健身器的控制方法包括：实时读取角度传感器采集的角速度值、力传感器采集的拉力值；实时比较所述角速度值与设定的初始位置基准值，当二者有差时，控制电机输出使索盘向初始位置转动的扭矩；当用户出力拉动绳索时，控制电机输出与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能力量型健身器的控制方法，其特征在于，所述智能力量型健身器包括智能单元、电源、电机、控制器、角度传感器、力传感器、制动器、力输出单元及训练作用件；所述智能单元，包括无线通讯模块、认证模块和用户交互程序；所述无线通讯模块，用于智能力量型健身器与用户移动设备或/和云端服务器的信息传输；所述认证模块为二维码或/和NFC标签，用于识别无线通讯模块，及用户获得无线通讯模块连接授权，所述二维码、所述NFC标签装载无线通讯模块ID信息；所述用户交互程序为APP或/和小程序，用于用户移动设备与智能力量型健身器或/和云端服务器的信息交互及信息显示；所述电源为电机、控制器、角度传感器、制动器和无线通讯模块供电；所述力输出单元，包括索盘、绳索；所述绳索，缠绕在索盘上，一端与索盘固定连接，对应的另一端与训练作用件连接；所述电机扭矩可控，为所述智能力量型健身器提供训练阻力，其输出轴与所述索盘固定连接；所述角度传感器用于采集索盘的转动角度和转动速度；所述力传感器用于采集用户作用在力输出单元上的拉力；所述制动器用于所述索盘的制动；所述控制器分别与电机、角度传感器、力传感器、制动器、智能单元连接，用于接收角度传感器、力传感器、智能单元发出的信号并处理该信号后，控制电机提供训练所需的阻力、以及控制制动器解锁或锁紧索盘；所述智能力量型健身器的控制方法包括：根据电源通断电信号和用户通信连接指示端口高低电平信号控制制动器解锁或锁紧索盘：电源断电时，制动器锁紧索盘；电源通电时，检测用户通信连接指示端口是否为高电平信号，若检测结果为是，则制动器解锁索盘，若检测结果为否，则保持制动器锁紧索盘；当且仅当用户移动设备通过用户交互程序发送连接指令，并获得授权与所述智能健身器无线通讯模块建立连接后，所述用户通信连接指示端口置高电平。2.如权利要求1所述的一种智能力量型健身器的控制方法，其特征在于，在所述步骤制动器解锁索盘后，所述智能力量型健身器的控制方法包括：驱动电机转动收紧绳索，并在绳索收紧至极限初始位置时，驱动电机减小收紧力保持绳索静止。3.如权利要求1或2所述的一种智能力量型健身器的控制方法，其特征在于，在所述步骤用户通信连接指示端口置高电平后，所述智能力量型健身器的控制方法包括如下步骤：S1.通过串口响应用户交互程序通过无线通讯模块发送的健身器信息查询指令；S2.通过串口接收用户交互程序通过无线通讯模块发送的力量配置指令，并根据所述力量配置指令配置电机输出扭矩最大值；所述力量配置指令由用户交互程序根据用户输入的身体条件或/和锻炼计划或/和指定力量值设定。4.如权利要求3所述的一种智能力量型健身器的控制方法，其特征在于，在所述步骤根据所述力量配置指令配置电机输出扭矩最大值后，所述智能力量型健身器的控制方法包括：实时读取角度传感器采集的角速度值、力传感器采集的拉力值；实时比较所述角速度值与设定的初始位置基准值，当二者有差时，控制电机输出使索
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【专利技术属性】
技术研发人员：汪毅，
申请(专利权)人：上海弦茨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：