[发明专利]基于柔性机械臂原理的健身器

权利要求书

1.一种基于柔性机械臂原理的健身器，其特征在于：包括机械臂、支撑部（4），机械臂与支撑部（4）连接，所述机械臂末端设有与人的肢体相配合的机械交互结构；还包括力馈关节、运动控制模块、力场控制模块、人机交互模块与人体运动姿态分析模块；所力馈关节位于机械臂与支撑部的连接处和/或机械臂本身的各个关节处，所述力馈关节包含力量传感器、动力器件以及机械传动机构；人机交互模块用于选择\输入训练模式和训练强度，人机交互模块将训练模式和训练强度参数输送至力场控制模块，力场控制模块根据接收的训练模式和训练强度参数生成机械臂末端发力需求参数并将该参数发送至运动控制模块，运动控制模块根据接收到的机械臂末端发力需求参数计算出每个力馈关节所需的动力输出参数并将各动力输出参数发送至各个力馈关节，各个力馈关节驱动机械臂各关节动作，各力量传感器检测各力馈关节的实际受力参数并形成负反馈控制逻辑，力场控制模块将机械臂运动参数反馈至人机交互模块；所述机械臂包括第一动力臂（1）和第二动力臂（2），第一动力臂（1）通过第一力馈关节与支撑部（4）铰接，第二动力臂（2）通过第二力馈关节与第一动力臂（1）铰接，第一力馈关节和第二力馈关节的动力器件与运动控制模块电连接；所述机械交互结构与第二动力臂（2）连接；所述第一力馈关节和第二力馈关节的机械传动机构相同，其中第一力馈关节的机械传动机构包括连杆（8）和滑动部（7），所述滑动部（7）沿第一动力臂（1）长度方向与第一动力臂（1）滑动连接，所述连杆（8）的一端与滑动部（7）铰接，另一端与一固定座（5）铰接，固定座（5）与支撑部（4）连接，第一动力臂（1）与固定座（5）铰接；所述第一力馈关节的动力器件是用于驱动滑动部（7）滑动的直线驱动元件。

2.根据权利要求1所述的基于柔性机械臂原理的健身器，其特征在于：所述人机交互模块还用于输入运动姿态检测控制指令，人机交互模块将运动姿态检测控制指令发送至人体运动姿态检测模块，人体运动姿态检测模块接收力场控制模块输出的机械臂运动参数，并根据该参数计算人体实际运动姿态数据，再将人体运动姿态数据发送至人机交互模块。

3.根据权利要求1所述的基于柔性机械臂原理的健身器，其特征在于：所述固定座（5）沿竖直方向与支撑部（4）活动连接以使机械臂的整体竖直高度可调。

4.根据权利要求1所述的基于柔性机械臂原理的健身器，其特征在于：所述机械交互结构为双手握杆（3），所述双手握杆（3）包括固定部（31）和折叠部（32），所述固定部（31）水平设置，所述折叠部（32）铰接在固定部（31）两端使折叠部（32）能够在以下两工位间活动：工位一，折叠部（32）与固定部（31）同轴；以及工位二，折叠部（32）相对于固定部（31）向上或向下摆动至与固定部（31）成夹角的状态。

5.根据权利要求1所述的基于柔性机械臂原理的健身器，其特征在于：支撑部（4）上设有座椅（6），所述座椅（6）包括底座（63）、第一翻板（61）和第二翻板（62），第一翻板（61）和第二翻板（62）表面设有软垫，第一翻板（61）和第二翻板（62）与底座（63）同轴铰接使第一翻板（61）和第二翻板（62）能够在以下三工位间进行切换：工位a，第一翻板（61）为直立状态，第二翻板（62）为摊平状态；工位b，第一翻板（61）为摊平状态，第二翻板（62）为直立状态；以及工位c，第一翻板（61）和第二翻板（62）均为摊平状态，所述第一翻板（61）、第二翻板（62）和底座（63）之间设有能够将三者保持在上述三个工位且能够将三者从上述三个工位释放的第一锁止机构。

6.根据权利要求5所述的基于柔性机械臂原理的健身器，其特征在于：所述底座（63）与支撑部（4）上设置的滑轨滑动连接，且滑轨与底座（63）之间设有能够将底座（63）锁止在任意位置且能够将底座（63）从该位置释放的第二锁止机构。

7.根据权利要求4所述的基于机械臂的健身器，其特征在于：所述人机交互模块为移动终端，所述双手握杆（3）上设有用于固定移动终端的支架（12）。

8.根据权利要求4所述的基于柔性机械臂原理的健身器，其特征在于：所述机械交互结构上设有用于检测人体生理参数的检测模块，检测模块包括双手握杆（3）上设置的电流传感器（11），电流传感器（11）用于检测人体心率和血样数据，检测模块将检测数据发送至人机交互模块。