[发明专利]一种等速力量训练动力装置及等速运动实现方法

说明书

本发明公开了一种等速力量训练动力装置及等速运动实现方法，涉及等速运动领域。它包含阻力源模块、信号采集模块及控制模块，阻力源模块用于产生阻力，控制模块用于通过控制阻力源内部阀门元器件调节阻力大小，信号采集模块用于采集力量信号与位移信号进行处理，通过速度、力量与脉冲阀开关频率三者间关系模型，检测到力的数据以及运动的速度数据快速找到与之对应的PWM控制脉冲阀调节油流动阻力产生的等效阻力，实现等速运动。降低等速运动的成本，易于推广，采用脉冲阀进行控制油速，通过拉力测试和数据回归拟合，获得不同速度V下的F‑PWM关系曲线图，并基于该图快速获取计算单片机输出的PWM占空比，实现等速运动，响应速度快，控制精准。

技术领域

本发明涉及等速运动领域，具体涉及一种等速力量训练动力装置及等速运动实现方法。

背景技术

等速运动是使肌肉在等速情况下收缩训练，这种肌肉收缩不论何种关节角度都可以发挥最大肌力训练，等速肌力训练设备能够在关节运动的全范围提供顺应性阻力，并能够有同时训练一对拮抗肌群，有效避免肌肉功能恢复不平衡状况出现，由于等速运动中速度不便，阻力可调，随肌肉收缩力量大小产生的顺应性阻力使肌肉在关节的全部活动范围内产生最大肌力，因此，能更有效的锻炼肌肉的力量、耐力和灵活性，是现如今在运动科学与康复医学界被公认最安全也是最有效肌力训练方式。

其早期主要应用于体育运动方面，其配有计算机获取运动员在训练中的数据，并逐渐向其他领域扩展，最终在康复医学领域应用最为广泛，其早去由于设备比较复杂，使用成本较高暂时未普及开。20世纪90年代后，国内部分大医院相继引进等速运动肌力测试和训练系统，帮助病人做恢复性训练，随着科技进步，越来越多的医学、儿科、神经康复、老年医学、运动医学都依赖等速肌力评估训练系统提供连续性的客观数据。

现有技术存在以下缺陷：

1.市场上实现等速运动装置价格昂贵，后期维护成本很高，难以普及；

2.其响应速度不够灵敏；

如何在实现等速运动的同时又能降低成本，是等速运动普及的关键问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种等速力量训练动力装置及等速运动实现方法，以解决上述背景技术中提出的如何在实现等速运动的同时又能降低成本，是等速运动普及的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种等速力量训练动力装置，它包含阻力源模块、信号采集模块及控制模块，其中，阻力源模块用于产生阻力，控制模块用于通过控制阻力源内部阀门元器件调节阻力大小，信号采集模块用于采集力量信号与位移信号进行处理；

所述的阻力源模块采用油缸装置，以液油作为阻力源，通过调节放置在两个油腔之间连接管道中的脉冲阀的开关频率实现液油流动阻力的控制；

所述的信号采集块通过力传感器和位移传感器实时采集数据，其中力传感器与油缸的拉杆在同一条直线上，并通过螺纹与油缸拉杆相连接，运动过程中力通过连杆作用到力量传感器实现采集数据；位移传感器与油缸平行固定，其位移传感器拉杆与油缸拉杆通过一块金属板进行固定，油缸拉杆进行运动的同时，位移传感器拉杆也同步运动，其位移量也是相同的，不同位移输出不同的电压值进行信号采集；

所述的控制模块由脉冲阀和控制板构成，脉冲阀内置在油缸内部两个腔联通管道之间，控制液油流动时的阻力，控制板中的主控电路分别与阻力源模块和信号采集块电连接，采集力的数据以及位移的数据，结合对应的速度的关系输出对应脉冲控制阀门的开合频率实现等效阻力调节。

本发明还提供一种等速运动实现方法：通过速度、力量与脉冲阀开关频率三者间关系模型，检测到力的数据以及运动的速度数据快速找到与之对应的PWM控制脉冲阀调节油流动阻力产生的等效阻力，实现等速运动。