[发明专利]花样滑冰捻转托举保护装置的控制方法

摘要

本发明提供一种花样滑冰捻转托举保护装置的控制方法，训练者正常训练时，编码器检测到绳索长度在设定的允许范围内，竖直绳索驱动电动机仅工作在力闭环，产生恒定的向上绳索牵引力；当训练者意外下落距离冰面一定高度时，即跌倒时，位置编码器检测到绳索长度超出设定范围值，竖直绳索驱动电动机切换至位置闭环，使得竖直绳索按斜坡规律停止下放，提供足够的、向上的缓冲提升力，避免人的意外摔伤。

主权项

1.花样滑冰捻转托举保护装置的控制方法，其特征在于：包括花样滑冰捻转托举保护装置，花样滑冰捻转托举保护装置包括支撑系统框架、移动平台、防止绳索打结的结构，所述支撑系统框架是三角形结构且与花样滑冰场地屋顶固定连接，支撑系统框架的三个角上还设置有力矩电机，每个力矩电机的输出端上缠绕有一号柔性绳索，所述移动平台包括三角形钢板、安装在三角形钢板上的带有编码器的竖直绳索驱动电机，竖直绳索驱动电机的输出端上缠绕有二号柔性绳索，三角形钢板的下端设置有角度传感器，三根一号柔性绳索分别绕过三角形结构上设置的过轮且端部分别与三角形钢板的三个角连接，所述二号柔性绳索的端部与防止绳索打结的结构的上端连接，防止绳索打结的结构还通过三号绳索与训练者连接，二号柔性绳索保持处于竖直方向与训练者在同一竖直线上；当角度传感器检测到绳索与竖直线形成角度θ时，通过电机牵引绳索，使移动平台形成位置闭环，平台始终在水平面运动且位于人体正上方，角度传感器再次检测θ是否为0，为0则平台静止，相反则继续调节；当θ≠0时，由于移动平台相对场地很小，将平台近似成一点，人体距离平台l，平台初始位置为p₄点，平台调节后的位置为p₅点，θ为人与竖直线的夹角；设绳索p₁p₄＝a，p₂p₄＝b，p₃p₄＝c，p₅点在X轴的投影为p_5x，夹角为θ₁；则p₄p_5x＝p₄p₅cosθ₁＝lsinθcosθ₁，设∠p₁p₄p_5x＝α，∠p₂p₄p_5x＝β，∠p₃p₄p_5x＝γ；根据余弦定理得到平台运动在X轴方向投影时绳索长度变化：p₅点在Y轴的投影为p_5y，夹角为θ₂；则p₄p_5y＝p₄p₅cosθ₂＝lsinθcosθ₂，设∠p₁p₄p_5y＝α₁，∠p₂p₄p_5y＝β₁，∠p₃p₄p_5y＝γ₁；根据余弦定理得到平台运动在Y轴方向投影时绳索长度变化：(1)当角度传感器检测到二号柔性绳索与竖直方向形成的角度θ不等于0时，三个力矩电机牵引三根一号绳索使移动平台形位置闭环，移动平台保持在水平面运动且位于训练者正上方；当θ等于0时，移动平台停止移动；(2)当编码器检测到二号绳索长度在设定的允许范围（ l+0.5）米 内，竖直绳索驱动电机仅工作在力闭环，产生恒定的向上绳索牵引力，训练者处于正常训练状态，其中：l是训练者正常站立时与移动平台之间的距离；(3)当训练者意外跌倒时，编码器检测到二号柔性绳索长度超出允许范围（ l+0.5）米 ，竖直绳索驱动电机由力闭环控制切换至位置闭环控制，使二号柔性绳索按斜坡规律停止下放，提供向上的缓冲提升力，避免人与冰面发生强烈碰撞。