一种健身设备、健身设备控制系统及其控制方法

摘要

本发明提供一种健身设备控制方法。所述健身设备控制方法包括：根据健身参数设定信息对电机施加预紧力；采集所述电机当前电流；判断所述当前电流与标准电流是否一致，所述标准电流由所述预紧力进行相应设置；若判断结果为是，则由所述电机输出力矩。本发明还提供一种健身设备控制系统及健身设备。所述健身设备控制方法通过采用电机输出力矩的方式模拟使用砝码的配重加载方式，以使用户在有限的空间内进行健身锻炼。

说明书

技术领域

本发明涉及健身设备领域，具体涉及一种健身设备、健身设备控制系统及其控制方法。

背景技术

随着人们对身体健康的重视，室内健身运动越发受人们喜爱。力量训练可以增加肌肉及韧带强度，加快代谢速度，训练关节，提高骨密度，锻炼心肺功能，可有效改善整体健康水平。传统的健身器械通常体积庞大，需要足够的场地容置，用户只能到特定的场所如健身房进行训练，并且健身器械不会采集用户健身数据，分析用户运动状态，训练无针对性，影响训练效果，降低用户健身积极性。另外，健身器械通常使用砝码作为提供力量训练的配重的加载方式，可选砝码重量跨度大，不能很好地满足用户对于肌肉逐渐增加或减少力量输出的需求。尤其用户在健身过程中若发生拉伤等意外，健身器械快速的反作用力易对用户造成二次损伤。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种健身设备控制方法。所述健身设备控制方法包括：根据健身参数设定信息对电机施加预紧力；采集所述电机当前电流；判断所述当前电流与标准电流是否一致，所述标准电流由所述预紧力进行相应设置；若判断结果为是，则由所述电机输出力矩。

可选地，所述健身设备控制方法包括：若判断结果为否，则将所述当前电流输出给健身设备的控制模块；由所述控制模块进行电机力矩调节操作。

可选地，在所述步骤由所述控制模块进行电机力矩调节操作之后，所述健身设备控制方法包括：由所述控制模块输出电流调节指令；由所述控制模块根据所述电流调节指令对所述当前电流进行调节，并返回所述步骤采集所述电机当前电流。

可选地，所述步骤根据健身参数设定信息对电机施加预紧力之后，所述健身设备控制方法包括：由所述电机接收用户提供的施加力；由编码器输出启动信号；由所述控制模块接收所述启动信号，开始计时操作并产生运动时间信号；由所述编码器产生电机运动位移信号；其中，所述步骤由所述控制模块进行电机力矩调节操作进一步包括：由所述控制模块基于所述运动时间信号、所述位移信号以及所述当前电流进行所述电机力矩调节操作。

可选地，在所述步骤根据健身参数设定信息对电机施加预紧力之前，所述健身设备控制方法包括：由所述健身设备进行系统自检操作；判断系统自检是否正常；若判断结果为否，则发出故障提示信号；若判断结果为是，则对所述健身设备进行运动使能操作；提示用户进行登录操作；判断用户输入密码是否正确；若判断结果为否，则返回步骤提示用户进行登录操作；若判断结果为是，则进入所述健身设备的用户操作主界面；接收用户在所述用户操作主界面上设置的健身参数设定信息；判断所述健身参数设定信息是否已经确定；若判断结果为否，则返回步骤接收用户在所述用户操作主界面上的健身参数设定信息；若判断结果为是，则进入步骤根据健身参数设定信息对电机施加预紧力。

可选地，在所述步骤若判断结果为是，则由所述电机输出力矩之后，所述健身设备控制方法包括：判断是否结束所述健身设备的锻炼操作；若判断结果为是，则保存用户锻炼数据；若判断结果为否，则返回步骤进入所述健身设备的用户操作主界面。

本发明还提供一种健身设备控制系统。所述健身设备控制系统包括：至少一处理器，用于实现各程序；至少一存储器，用于存储至少一个程序；所述至少一个程序被所述至少一处理器之行时，所述健身设备控制系统实现如前所述的健身设备控制方法。

本发明还提供一种健身设备控制方法，其特征在于，所述健身设备控制方法包括：根据健身参数设定信息对电机施加预紧力；由所述电机向健身机械平台输出力矩，并在接收到用户对所述健身机械平台的施加力时向控制模块提供反馈信号；由所述控制模块在收到所述反馈信号时进行电机力矩调节操作。

本发明还提供一种健身设备。所述健身设备包括上位机、控制模块及健身机械平台。所述健身机械平台包括电机。所述电机向所述健身机械平台输出力矩，并在接收到用户对所述健身机械平台的施加力时向所述控制模块提供反馈信号。所述上位机用于接收用户设置的健身参数设定信息。所述控制模块用于根据所述健身参数设定信息对所述电机施加预紧力，并在收到所述反馈信号时进行电机力矩调节操作。

可选地，所述电机用于采集当前电流，并在所述当前电流与标准电流一致时输出力矩，在所述当前电流与所述标准电流不一致时将所述当前电流输出给所述控制模块，所述标准电流由所述预紧力进行相应设置，所述健身机械平台包括编码器以产生启动信号和电机运动位移信号，所述控制模块在收到所述启动信号时产生运动时间信号，并基于所述运动时间信号、所述位移信号以及所述当前电流进行所述电机力矩调节操作。

本发明提供的一种健身设备控制方法，通过采用电机输出力矩的方式模拟使用砝码的配重加载方式，以使用户在有限的空间内进行健身锻炼。此外，所述健身设备控制方法进一步在接收到用户对所述健身机械平台的施加力时向所述控制模块提供反馈信号，由所述控制模块在收到所述反馈信号时进行电机力矩调节操作，从而实现了在用户锻炼时可以平稳输出力矩，有效控制配重力，进而确保用户的锻炼效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1为本发明实施例提供的一种健身设备的模块结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种健身设备控制方法的流程图。

图3为所述健身设备控制方法的锻炼步骤的具体流程图。

图4为本发明实施例提供的一种健身设备控制系统的模块结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

参看图1，本发明实施例提供的一种健身设备100包括上位机110、控制模块120及健身机械平台130。上位机110接收用户设置的健身参数设定信息。控制模块120根据用户设置的健身参数设定信息对健身机械平台130施加预紧力。健身机械平台130接收到用户提供的施加力时，向控制模块120反馈信号，控制模块120在收到反馈信号时，对健身机械平台130进行电机力矩调节操作。

上位机110包括人机交互模块112，以实现人机交互功能，具体实现用户查看健身设备性能、查看自身锻炼参数、输入健身参数设定信息、修改自身用户信息等功能。其中，上位机110通过接收用户设置的健身参数设定信息来模拟使用砝码的配重加载方式。具体而言，用户可以在上位机110的人机交互模块112上选择不同配重的健身参数设定信息，如10千克、20千克、30千克等。当用户确定好具体的配重大小后，可以在人机交互模块112上选择确认按钮，即可完成健身参数设定信息的设置操作。在本实施例中，上位机110为台式电脑。在其他实施例中，上位机110也可以为其他包括显示器、处理器、存储器的电子设备。

控制模块120是相对上位机110而言的下位控制设备，用于实现在上位机110与健身机械平台130之间的控制转换功能，一方面基于上位机110的用户要求控制健身机械平台130的运转，另一方面，将健身机械平台130的反馈信息传送给上位机110，从而使用户能实时了解自身锻炼状况。

控制模块120包括控制卡122及驱动器124。控制卡122根据用户设置的健身参数设定信息产生控制指令，并将控制指令传送给驱动器124。驱动器124根据控制指令产生标准电流，并向健身机械平台130输出标准电流。控制卡122还接收来自健身机械平台130的反馈信号，并基于反馈信号进行电机力矩调节操作，以实现平稳输出力矩。在本实施例中，控制卡122可以根据写入的算法逻辑来实现不同的程序控制模式，以实现对驱动器124的控制，而驱动器124为直接执行控制卡122发出的控制指令的电子器件，以直接控制健身机械平台130的运转。

健身机械平台130根据标准电流产生预紧力，实现拟制健身配重效果，使用户能体验到与健身参数设定信息相对应的配重效果。当用户在健身机械平台130进行健身活动时，对健身机械平台130提供施加力。在施加力与预紧力的相对作用下用户可以体验到良好的健身效果，但是同时由于用户提供施加力的不稳定状态，包括速度、力量大小等不稳定因素，使得健身机械平台130接收的预紧力不稳定。因此，健身机械平台130接收到用户提供的施加力时，采集当前电流，并向控制卡122输出反馈信号，反馈信号包括启动信号、位移信号及当前电流。

健身机械平台130包括电机132、编码器134及用户锻炼组件136。电机132一方面接收驱动器124输出的标准电流，产生预紧力，输出相应的力矩，另一方面，电机132采集当前电流大小，并比较当前电流与标准电流大小，如果当前电流与标准电流大小一致，则电机132输出力矩，如果当前电流与标准电流大小不一致，则电机132将当前电流传送至控制卡122。在本实施例中，电机132可以是伺服电机。用户锻炼组件136是用户直接接触的锻炼器材，可以采用多种结构方式，如拉绳、拉杆、压杆、脚踏器等。当用户在用户锻炼组件136上进行锻炼时，会对用户锻炼组件136提供施加力。用户锻炼组件136在接收到用户提供的施加力后，会开始运动，进而产生位移、速度变化。编码器134监测用户锻炼组件136的运动状态，在用户锻炼组件136开始运动的时候就产生启动信号，并将启动信号反馈给控制卡122。此外，编码器134还实时检测用户锻炼组件136的位移大小，产生相应的位移信号，并将位移信号及时反馈给控制卡122。本实施例中，编码器134采用光电编码器，通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成电机运动位移信号。

控制卡122接收到来自编码器134的启动信号，开始计时操作并产生运动时间信号。控制卡122根据写入的算法逻辑对运动时间信号、位移信号以及当前电流进行处理，并产生相应的电流调节指令，进而向驱动器124发送电流调节指令。驱动器124根据电流调节指令输出调节电流以对当前电流进行调整。若当前电流低于标准电流，则向健身机械平台130输出正调节电流以增高当前电流；若当前电流高于标准电流，则向健身机械平台130输出负调节电流以降低当前电流，从而实现对电机力矩调节操作。通过控制模块120中控制卡122与驱动器124的协同工作，可以实现对当前电流的平稳调节，从而实现对健身机械平台130的电机132输出力矩的平稳性，使电机132输出的力始终保持在预紧力的大小。由此，本发明实施例提供的一种健身设备100可以实现在用户锻炼时平稳输出力矩，有效控制配重力，进而确保用户的锻炼效果。

图2为本发明健身设备控制方法的流程图，包括以下步骤202-224。

步骤202，由健身设备100进行系统自检操作。健身设备100是包括显示器、处理器、存储器的电子设备。系统自检操作可以确保设备的供电正常、元件无故障、系统运转正常。

步骤204，判断系统自检是否正常。

步骤206，若判断结果为否，则发出故障提示信号。如果健身设备100中的器件存在问题，如存储器运转不正常，健身设备100将通过人机交互模块112将对应的故障提示信号显示给用户，或显示的同时发出相应的警报声。

步骤208，若判断结果为是，则对健身设备100进行运动使能操作。如果系统自检正常，则系统开始进入正常工作状态。

步骤210，提示用户进行登录操作。健身设备100的人机交互模块112显示操作界面，以使得用户可以进行账号密码的输入操作。

步骤212，判断用户输入密码是否正确，若判断结果为否，则返回步骤210；若判断结果为是，则进入步骤214。

步骤214，进入健身设备100的用户操作主界面。健身设备100的人机交互模块112可以提供用户操作主界面，且用户操作主界面的显示内容和行使可以根据用户需求进行定制。其中，用户操作主界面主要包括提供健身操作的相关指令设定功能以及用户个人账户信息的设定修改功能。

步骤216，接收用户在用户操作主界面上设置的健身参数设定信息。当用户在用户操作主界面上进行相应的操作时，人机交互模块112实时检测并接收操作信息。在本实施例中，用户主界面上的健身参数设定窗口为弧形力量刻度条，用户可以通过手指滑动指针来调整需要的力量大小。

步骤218，判断健身参数设定信息是否已经确定；若判断结果为否，则返回步骤216；若判断结果为是，则进入步骤220。用户可以在健身参数设定窗口来回滑动指针，以调整需要的力量大小，当选择好对应的力量大小后，用户点击确认按钮就可以完成健身参数的设定信号操作。

步骤220，使用健身设备100进行锻炼。当完成健身参数设定信号的确认操作后，人机交互模块112会显示用户提示信息，以指引用户使用健身设备100进行相应的锻炼操作。

步骤222，判断是否结束健身设备100的锻炼操作，若判断结果为否，则返回步骤214；若判断结果为是，则进入步骤224。人机交互模块112提供结束锻炼的按钮，由用户进行选择确认。

步骤224，保存用户锻炼数据。健身设备100在用户结束锻炼后及时保存用户锻炼数据，以提供给用户参考。

图3为所述健身设备控制方法的步骤220，即锻炼步骤的具体流程图，步骤220进一步包括以下步骤302-324。

步骤302，根据健身参数设定信息对电机132施加预紧力。健身设备100的控制卡122根据用户设置的健身参数设定信息产生控制指令，并将控制指令传送给驱动器124。驱动器124根据控制指令产生标准电流，并向健身机械平台130输出标准电流。健身机械平台130根据标准电流产生预紧力。

步骤304，由电机132接收用户提供的施加力。当用户在健身机械平台130进行健身活动时，对健身机械平台130提供施加力。

步骤306，由编码器134输出启动信号。用户锻炼组件136在接收到用户提供的施加力后，会开始运动，进而产生位移、速度变化。编码器134监测用户锻炼组件136的运动状态，在用户锻炼组件136开始运动的时候就产生启动信号，并将启动信号反馈给控制卡122。

步骤308，由控制模块120接收启动信号，开始计时操作并产生运动时间信号。控制卡122接收到来自编码器134的启动信号，开始计时操作并产生运动时间信号。

步骤310，由编码器134产生电机运动位移信号。编码器134还实时检测用户锻炼组件136的位移大小，通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成电机运动位移信号。

步骤312，采集电机132当前电流。

步骤314，判断当前电流与标准电流是否一致,标准电流由预紧力进行相应设置。电机132一方面接收驱动器124输出的标准电流，产生预紧力，输出相应的力矩，另一方面，电机132比较当前电流与标准电流大小。

步骤316，若判断结果为是，则由电机132输出力矩。

步骤318，若判断结果为否，则将当前电流输出给健身设备100的控制模块120。电机132将当前电流传送至控制卡122。

步骤320，由控制模块120基于运动时间信号、位移信号以及当前电流进行电机力矩调节操作。控制卡122根据写入的算法逻辑对运动时间信号、位移信号以及当前电流进行处理。

步骤322，由控制模块120输出电流调节指令。控制卡122产生相应的电流调节指令，进而向驱动器124发送电流调节指令。

步骤324，由控制模块120根据电流调节指令对当前电流进行调节，并返回步骤312采集所述电机132当前电流。驱动器124根据电流调节指令输出调节电流以对当前电流进行调整。

图4为本发明实施例提供的健身设备控制系统400的示意图。健身设备控制系统400采用本发明的健身设备控制方法。健身设备控制系统400包括处理器402及存储器404。其中，处理器402用于实现各程序。存储器404用于存储至少一个程序，所述至少一个程序被处理器402执行时，健身设备控制系统400可实现本发明提供的健身设备控制方法。本发明前述实施例提供的健身设备100可以包括本实施例提供的健身设备控制系统400。

本发明提供的一种健身设备控制方法，通过采用电机输出力矩的方式模拟使用砝码的配重加载方式，以使用户在有限的空间内进行健身锻炼。此外，所述健身设备控制方法进一步在接收到用户对所述健身机械平台的施加力时向控制模块提供反馈信号，由所述控制模块在收到所述反馈信号时进行电机力矩调节操作，从而实现了在用户锻炼时可以平稳输出力矩，有效控制配重力，进而确保用户的锻炼效果。

尽管已经给出本发明相关实施例的描述和图示，但本领域技术人员应该理解，这些实施例的描述和图示并不构成对本发明范围的限制，在不超出本发明构思和范围的前提下，可以对本发明进行多种形式和细节上变换。因此，本公开的范围不限于上述实施例，而应该由权利要求以及权利要求的等同物来确定。