[发明专利]拉绳式力量训练器械保护方法、装置及力量训练器械

权利要求书

1.一种拉绳式力量训练器械保护方法，其特征在于，所述拉绳式力量训练器械包括拉绳和电机，所述拉绳一端与所述电机转轴连接，所述电机输出载荷转矩并作用在所述拉绳上，以牵引所述拉绳往与拉力相反的方向运动；

所述方法包括以下步骤：

获取所述电机的转速；

根据所述电机的转速判断所述电机是否处于停转状态；

当在第一设定时间内所述电机始终处于停转状态时，获取电机运行时的第一交轴电流；

将所述第一交轴电流和所述转速输入转矩观测器，获取转矩估计值；

若所述转矩估计值大于设定阈值，将所述电机的输出力矩调整为预设的保护力矩。

2.根据权利要求1所述的拉绳式力量训练器械保护方法，其特征在于，所述将所述第一交轴电流和所述转速输入转矩观测器，获取转矩估计值的步骤包括：

按照以下方式，获取转矩估计值：

其中，U为转矩观测器输出的电机转速调整值，g为转矩输出系数，t为时间，为转速估计值，w为电机转速，为转矩估计值，J为转动惯量，ψ_a为电机的磁链参数，i_q为第一交轴电流，p为电机极对数。

3.根据权利要求1所述的拉绳式力量训练器械保护方法，其特征在于，所述获取电机运行时的第一交轴电流的步骤，包括：

获取电机的相电流和旋转角度；

根据所述旋转角度，对所述电机的运行电流进行克拉克变换和派克变换，获取电机的第一直轴电流和第一交轴电流。

4.根据权利要求3所述的拉绳式力量训练器械保护方法，其特征在于，还包括以下步骤：

获取预设的转速设定值、交轴电流设定值和直轴电流设定值；

将所述第一转速与所述转速设定值输入第一PI控制器中，获取第二交轴电流；

根据预设的调整系数，获取与所述转矩估计值对应的第三交轴电流；

将所述第一交轴电流、所述第二交轴电流、所述第三交轴电流和所述交轴电流设定值输入第二PI控制器中，获取交轴控制电压；

将所述直轴电流设定值和所述第一直轴电流输入第三PI控制器中，获取直轴控制电压；

根据所述直轴控制电压和交轴控制电压，调整所述电机的供电电压。

5.根据权利要求4所述的拉绳式力量训练器械保护方法，其特征在于，所述调整所述电机的供电电压的步骤，包括：

将所述直轴控制电压和交轴控制电压进行派克逆变换，得到调整相电压；

根据所述调整相电压，利用三电平逆变器生成脉冲宽度调制信号；

根据所述脉冲宽度调制信号调整所述电机的供电电压。

6.根据权利要求4所述的拉绳式力量训练器械保护方法，其特征在于，在调整所述电机的供电电压的步骤之后，还包括：

利用逆变器将所述供电电压转换为用于驱动所述电机转动的相电流。

7.根据权利要求1所述的拉绳式力量训练器械保护方法，其特征在于，所述根据所述电机的转速判断所述电机是否处于停转状态的步骤，包括：

当所述电机转速为0时，判断所述电机处于停转状态。

8.一种拉绳式力量训练器械保护装置，其特征在于，所述拉绳式力量训练器械包括拉绳和电机，所述拉绳一端与所述电机转轴连接，所述电机输出载荷转矩并作用在所述拉绳上，以牵引所述拉绳往与拉力相反的方向运动；

所述拉绳式力量训练器械保护装置包括：

转速获取模块，用于获取所述电机的转速；

电机状态判断模块，用于根据所述电机的转速判断所述电机是否处于停转状态；

第一交轴电流获取模块，用于当在第一设定时间内所述电机始终处于停转状态时，获取电机运行时的第一交轴电流；

转矩估计值获取模块，用于将所述第一交轴电流和所述转速输入转矩观测器，获取转矩估计值；

转矩调整模块，用于若所述转矩估计值大于设定阈值，将所述电机的输出力矩调整为预设的保护力矩。