以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置制造方法及图纸

一种以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，包括：一架体；一扭力源固定于架体上，扭力源包括一马达及一齿轮减速箱；马达为无刷马达或直流马达，齿轮减速箱一端与马达连接；一操作杆底端枢设于架体上；一连动机构输出端与齿轮减速箱的主轴连接；连动机构包括：一齿轮箱摇臂一端套设于主轴上，另一端连接第一连杆；一操作杆摇臂一端套设于操作杆上，另一端连接第二连杆；一S式荷重传感器左右两侧分别与第一及第二连杆连接；一电子表固定在架体上；一伺服控制器用以比对S式荷重传感器的感测值与电子表设定值的差异。本实用新型专利技术构造轻简，无噪音，提供使用者可自行设定连续而圆滑的变动负载，达到肌力锻炼的最佳效果。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，尤指一种以S式荷重传感器回授荷重值，经由伺服控制器比对设定值并予调整后驱动马达，以达到运动负载与设定扭力值相等的伺服装置。
技术介绍
锻炼肌力的运动器材或健身机，除了架体及连动机构外，必须包括一提供运动负 载的阻力装置，如图I、图2美国第7，396，319号专利的主要构造图所示，此类型健身机于座位11的前方设有一供大腿121及小腿122靠合的伸展构件12,底部设有一移动及内部或外部方向转换构件13,侧边设有一提供负载的阻力构造(resistance arrangement) 14,且该阻力构件14借由一缆线15与该移动及内部或外部方向转换构件13连动。借此，当使用者的大腿及小腿带动该伸展构件12朝向内部或外部而连动该移动转换构件13时，则该阻力构件14提供一运动负载给使用者。但查，现有的运动负载大都是使用数片叠置的铁块141所组成的阻力构件14，但这种传统的负重方式，存在有如下的缺失一、铁块141体积大占空间，且当使用者运动量负载要调整时，增加或减少铁块141等负载的个数及重量，来作为调整，其不仅费时费力，且无法使运动持续进行，不易达到预期的练习功效。二、该铁块141等负载，不但笨重且负载大小调整不易，亦无法依设定曲线做连续而圆滑的变动负载，因此不但使运动效果大打折扣而且还有造成肌肉运动伤害的潜在危险。三、当铁块141等负载被传动缆线15拉起，然后放下时，会产生极大的噪音，其不仅会干扰到别人，亦令运动者感到刺耳与不适，且传动缆线15须配合绞盘等构件，增加复杂性。是以，现有健身机10的负载装置，具备上述三项缺点；因此，当有改进空间。又，现有的运动器材或健身机，已有运用马达扭力作为运动负载的阻力控制，并在其马达转轴上连动一光遮断圆盘，及在其周缘设置光藕合器，用以构成一运动行程感知器，来控制马达电流，俾作曲线负载，达到顺畅健身的情境。但查，该光电机构，体积较为庞大，安装颇占空间，且因其精确度与耐久性稍差，制造成本也偏高，其应用性较难被一般使用者所接受。
技术实现思路
本技术所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其是利用马达主轴的扭力，来代替传统铁块，具有构造轻简，不仅大幅降低机台重量及体积，且无噪音的功效增进；其在结合S式荷重传感器的精确感测功能，回授荷重值给控制装置，修正差异后驱动马达，达到使用者所期望的运动负载；其提供使用者可自行设定连续而圆滑的变动负载，达到肌力锻炼的最佳效果。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，包含一架体，是本技术的载体，该架体可属于运动器材或医疗器材；一扭力源，包括一马达，以产生所需线性运动的负载；一齿轮减速箱，与马达相连接，借着齿轮的减速比来放大该马达输出的扭力值；一操作杆，是使用者锻炼肌力往复运动的杆件；—连动机构，其一端为输出端与该齿轮速箱连接，另一端为输入端与该操作杆连接；该连动机构，包括一齿轮箱摇臂、第一连杆、第二连杆、操作杆摇臂；其中，一 S式荷重传感器连接其第一连杆与第二连杆，以感测其机构的荷重值；S式荷重传感器的原理，应用该机构两侧承受拉力或压力时，机构会产生应变，其应变量会使黏贴于机构上的电阻值因而改变；因系统施予固定电源电压，因此，通过S式荷重传感器的分压也随之改变，该改变的分压值被测得后，其讯号经放大与运算，即可转换成该机构所承受的拉力或压力，亦即荷重值。S式荷重传感器的原理并非本技术的诉求重点，但，专利技术人很巧妙地将该机构装置于第一连杆与第二连杆之间，就是应用S式荷重传感器来感测自操作杆与齿轮减速箱主轴相互作用的荷重值，再传送给控制系统而达到最终控制的成效。一电子表，供使用者设定其锻炼肌力所需的扭力值；一伺服控制器，用以比对该连动机构中S式荷重传感器的感测值，与该电子表设定值的差异，其差异值经调整后输出电流以驱动该马达，该马达即可产生转矩；又，该转矩经齿轮减速箱放大后，即为使用者所需的扭力，亦即运动负载的阻力；该扭力值再经连动机构传递至操作杆，使用者操控该操作杆，其肌力就能因承受该运动阻力，而达到锻炼的效果O前述的以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其中伺服控制器包括一直流电源供应器、一荷重讯号放大器、一差动放大器、一 PID(比例积分微分)控制器、及一 DSP驱动器；该S式荷重传感器的感测值，回授给该荷重讯号放大器，讯号经放大后再传至该差动放大器；又，该电子表的设定值，传送给该差动放大器；是以，该差动放大器比对荷重与设定值的差异后，其差异值经PID控制器调整后，推动该DSP驱动器输出电流以驱动该马达。前述的以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其中S式荷重传感器的左右两侧各设有一螺丝孔，又，该第一连杆与该第二连杆的一端，亦分别设有与该螺丝孔相配合的螺牙，且该第一连杆、第二连杆与该S式荷重传感器之间各装设一弹簧垫圈，使其螺牙与该螺丝孔的配合性更佳。前述的以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其中齿轮箱摇臂与该主轴间，以一连接套予以套设结合。前述的以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其中操作杆为左右分离的杆体，各以一法兰座紧密套入该杆体端部，两法兰座之间装设该操作杆摇臂，并以数组螺栓与螺帽锁合固定，使该操作杆摇臂得随该操作杆往复摆动。前述的以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其中齿轮箱摇臂与该第一连杆之间，以2片第一曲柄连结，并以数组螺栓与螺帽锁合固定。前述的以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其中操作杆摇臂与该第二连杆之间，以2片第二曲柄连结，并以数组螺栓与螺帽锁合固定。前述的以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其中更包括以一轴座，将该操作杆枢设于该架体上。本技术的有益效果是，其是利用马达主轴的扭力，来代替传统铁块，具有构造轻简，不仅大幅降低机台重量及体积，且无噪音的功效增进；其在结合S式荷重传感器的精确感测功能，回授荷重值给控制装置，修正差异后驱动马达，达到使用者所期望的运动负载；其提供使用者可自行设定连续而圆滑的变动负载，达到肌力锻炼的最佳效果。附图说明以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。图I是美国第7，396，319号专利所揭示的伸展机立体示意图(一)。图2是美国第7，396，319号专利所揭示的伸展机立体示意图(二)。图3是本技术实施例的分解立体示意图。图4是本技术实施例的组合立体示意图。图5是本技术的电路方块图。图6是本技术实施例应用在运动器材立体示意图。图中标号说明20 架体31 马达32齿轮减速箱321 底座322 主轴323 方键33连接套331中心孔332 键槽41齿轮箱摇臂411 轴孔412第一螺栓孔42 第一连杆421第三螺栓孔422 螺牙43 S式荷重传感器431螺丝孔44 第二连杆441第三螺栓孔442螺牙45操作杆摇臂451第五螺栓孔452第一螺栓孔46第一曲柄461第二螺栓孔462第四螺栓孔47第二曲柄471第二螺栓孔472第四螺栓孔50操作杆51右杆体52左杆体53轴座54法兰座541法兰面542第六螺栓孔61第一螺栓62第一螺帽63第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以马达组合S式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其特征在于，包括：一架体；一扭力源，固定于该架体上，该扭力源包括一马达及一齿轮减速箱；该马达为无刷马达或直流马达，该齿轮减速箱一端与该马达连接，另一端设有一主轴；一操作杆，其底端枢设于该架体上；一连动机构，其输出端与该齿轮减速箱的主轴连接，其输入端与该操作杆连接；该连动机构包括：一齿轮箱摇臂，其一端套设于该主轴上，另一端连接一第一连杆；一操作杆摇臂，其一端套设于该操作杆上，另一端连接一第二连杆；一S式荷重传感器，其左右两侧分别与该第一连杆及该第二连杆连接；一电子表，固定在该架体上，供使用者设定其所需的扭力值；一伺服控制器，用以比对该S式荷重传感器的感测值与该电子表设定值的差异，其差异值经调整后输出电流以驱动该马达。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢豊民，
申请(专利权)人：祺骅股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：