以马达组合梁式荷重传感器的肌力锻炼控制装置制造方法及图纸

一种以马达组合梁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；一驱动臂上端内侧为压持面，其下端两侧各设有凸缘；一操作杆底端枢设于架体上；一连动机构包括：一摇臂，其下端套设于操作杆上，使之受操作杆的驱动；一前侧板与一后侧板，其下端各设有一中心孔；一连杆两端分别枢设于摇臂及前侧板与后侧板的上端；一梁式荷重传感器固设在驱动臂的侧边；一电子表固定在架体上；一伺服控制器用以比对梁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梁式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，尤指一种以梁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，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梁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；其是在结合梁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梁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，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，为使用者锻炼肌力的操控构件；一驱动臂，其上端内侧为压持面，其下端两侧各设有凸缘，该凸缘中心设有一轴 孔，该轴孔套设于该主轴上；一连动机构，包括一摇臂，其下端套设于该操作杆上，使之受该操作杆的驱动；一前侧板与一后侧板，其下端各设有一中心孔，分别枢设于该驱动臂两侧的凸缘上；一连杆，其两端分别枢设于该摇臂及该前侧板与后侧板的上端；借此，操控该操作杆，该摇臂将拉或推动该连杆，继之驱使该前、后侧板产生正反向回转；一梁式荷重传感器，固设在该驱动臂的侧边，其一端将触压该驱动臂的压持面；借此，当该前、后侧板反向回转时，该梁式荷重传感器的一端将顶压该驱动臂亦作反向回转；梁式荷重传感器的原理，应用机构一端承受剪力作用时，该机构的弹性体会产生剪切应变，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，通过梁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剪力，亦即荷重值。梁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机构装置于该驱动臂的侧边，就是应用梁式荷重传感器，在连结操作杆、连动机构至驱动臂以驱转齿轮减速箱主轴时，其弹性体所承受的剪切力可被感测并转换成荷重值，再传送给系统而达到控制的成效；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传递给梁式荷重传感器的荷重感测值，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。前述的以马达组合梁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即比例积分微分、控制器、及一 DSP驱动器；该梁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；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。前述的以马达组合梁式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其中更包括一荷重固定块，以数个螺丝将其锁固在该前、后侧板之间；该梁式荷重传感器的下端，以螺丝锁固在该荷重固定块上。前述的以马达组合梁式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其中梁式荷重传感器的上端，锁固一调整螺丝，使该调整螺丝的端部触压该驱动臂的压持面。前述的以马达组合梁式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其中前、后侧板下端的中心孔，分别置入一轴承座及一滚珠轴承，该轴承座以数个螺丝锁固于前、后侧板上，该滚珠轴承枢设于该驱动臂两侧的凸缘上，前后各一 C型扣环置于该凸缘内侧以定位该滚珠轴承，借此，该前、后侧板得在该驱动臂的凸缘上枢转。前述的以马达组合梁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，两法兰座之间装设该摇臂，并以数组螺栓与螺帽锁合固定，使该摇臂得随该操作杆往复摆动。前述的以马达组合梁式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其中摇臂与所述连杆之间，以2片曲柄连结，并以数组螺栓与螺帽锁合固定。前述的以马达组合梁式荷重传感器的肌力锻炼控制装置，其中更包括以一轴座， 将所述操作杆枢设于所述架体上。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；其是在结合梁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。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 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以马达组合梁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；？　　一驱动臂，其上端内侧为压持面，其下端两侧各设有凸缘，该凸缘中心设有一轴孔，该轴孔套设于该主轴上；？　　一操作杆，其底端枢设于该架体上，为使用者锻炼肌力的操控构件；？　　一连动机构，包括：一摇臂，其下端套设于该操作杆上，使之受该操作杆的驱动；一前侧板与一后侧板，其下端各设有一中心孔，分别枢设于该驱动臂两侧的凸缘上；一连杆，其两端分别枢设于该摇臂及该前侧板与后侧板的上端；借此，操控该操作杆，该摇臂将拉或推动该连杆，继之驱使该前、后侧板产生正反向回转；一梁式荷重传感器，固设在该驱动臂的侧边，其一端将触压该驱动臂的压持面；借此，当该前、后侧板反向回转时，该梁式荷重传感器的一端将顶压该驱动臂亦作反向回转；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，用以比对该梁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：