[发明专利]一种智能健身器材的伺服负载控制方法

说明书

本发明公开了一种智能健身器材的伺服负载控制方法，通过从伺服驱动控制器第3个采样周期开始判定当前运动状态为向心运动还是离心运动，然后在后续采样周期中，判定当前运动状态与前一运动状态是否一致，如果一致，则对下一采样周期伺服电机的输出扭矩不做调整，如果不一致，计算得到运动方向切换等待时间和输出扭矩变化增减值，在当前采样周期结束后在运动方向切换等待时间内维持伺服电机输出状态不变，然后进入下一采样周期，并采用当前采样周期伺服电机的实际输出扭矩加上输出扭矩变化增减值作为下一采样周期伺服电机的实际输出扭矩；优点是既能进行向心负载与离心负载相等的专项训练，也能进行向心负载与离心负载不相等时的专项训练。

技术领域

本发明涉及一种伺服负载控制方法，尤其是涉及一种智能健身器材的伺服负载控制方法。

背景技术

随着社会不断进步，人们生活水平得到了大幅度提升，人们对运动健身也越来越重视。纯机械力量训练设备为当前使用比较广泛的传统的健身器材，该种健身器材主要包括传动机构和配重块组，配重块组作为健身器材的负载，配重块组包括多个配重块，在使用时，健身者通过传动机构的拉绳拉动配重块组中选定的配重块实现训练。但是，上述传统的健身器材在使用时，需要手动插拔配重块组中设置的销轴或掰转按钮实现配重块的选择，进行负载力量调整，操作不方便，且在切换配重块运动方向(向心运动切换至离心运动或者离心运动切换至向心运动)时，由于配重块自身惯性较大，配重块很容易产生振动，速度过快的话很容易对人体产生伤害，由此传统的健身器材不利于快速训练。

传统的健身器材已满足不了日新月异的当今时代，智能健身器材应运而生。现有的智能健身器材伺服电机、伺服驱动控制器、工控机、显示装置以及传动机构，工控机分别与伺服驱动控制器和显示装置连接，伺服驱动控制器与伺服电机连接，伺服电机和传动机构连接，伺服电机作为负载，称为伺服负载，在使用时，健身者通过工控机设定伺服电机的输出扭矩，工控机控制伺服驱动控制器驱动伺服电机输出对应的输出扭矩，由此实现负载力量输出，健身者通过传动机构中的拉绳拉动伺服电机实现力量训练。当需要调整负载力量时，直接在工控机上更改伺服电机的输出扭矩参数即可。现有的智能健身器材相对于传统的健身器材，操作更加方便，在切换伺服负载运动方向时也不会产生振动，能够实现快速训练。但是当伺服电机的输出扭矩在工控机中设定后，伺服负载保持恒定的输出，也就是说在训练过程中智能健身器材的向心负载(向心运动时的负载)和离心负载(离心运动的负载)保持相等，而当前不但需要进行向心负载与离心负载相等的专项训练，还需要进行向心负载与离心负载不相等时的专项训练，由此现有的智能健身器材不能满足需求，健身者需要额外采用其他方式去进行这方面的训练。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能健身器材的伺服负载控制方法，该方法可以使智能健身器材既能进行向心负载与离心负载相等的专项训练，也能进行向心负载与离心负载不相等时的专项训练。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种智能健身器材的伺服负载控制方法，包括以下步骤：

步骤1、在所述的智能健身器材的工控机中设置向心目标负载力F_S1和离心目标负载力F_S2，在所述的智能健身器材的伺服驱动控制器中设定采样周期，采样频率为300Hz，在工控机中设定临界低速值V_l，V_l的取值大于等于0.01m/s且小于等于0.05m/s；

步骤2、开启所述的智能健身器材中的伺服电机，所述的伺服电机在所述的智能健身器材的伺服驱动控制器驱动下输出与向心目标负载力F_S1相匹配的输出力矩，所述的伺服驱动控制器开始进行周期性的采样，获取所述的伺服电机的实时转速、实时角加速度和实时输出扭矩并发送给所述的工控机，与此同时，所述的工控机开始进行周期性的负载控制，所述的伺服电机内部设置的绝对值编码器实时记录所述的伺服电机的输出轴的转动角度，所述的伺服驱动控制器周期性的获取所述的伺服电机的输出轴的转动角度；