[實用新型]以馬達組合S式荷重傳感器的肌力鍛煉控制裝置

有效

• 申請號: 201220043115.5
• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN202666268U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 謝豊民
• 申請（專利權）人: 祺驊股份有限公司
• 主分類號: A63B21/005
• 分類號: A63B21/005;A63B23/04;A63B23/12;A63B24/00;A63B71/06
• 代理公司: 天津三元專利商標代理有限責任公司 12203
• 代理人: 錢凱

技術領域

本實用新型涉及一種以馬達組合S式荷重傳感器的肌力鍛煉控制裝置，尤指一種以S式荷重傳感器回授荷重值，經由伺服控制器比對設定值并予調整后驅動馬達，以達到運動負載與設定扭力值相等的伺服裝置。

背景技術

鍛煉肌力的運動器材或健身機，除了架體及連動機構外，必須包括一提供運動負載的阻力裝置，如圖1、圖2美國第7,396,319號專利的主要構造圖所示，此類型健身機于座位11的前方設有一供大腿121及小腿122靠合的伸展構件12，底部設有一移動及內部或外部方向轉換構件13，側邊設有一提供負載的阻力構造（resistance?arrangement)14，且該阻力構件14借由一纜線15與該移動及內部或外部方向轉換構件13連動。借此，當使用者的大腿及小腿帶動該伸展構件12朝向內部或外部而連動該移動轉換構件13時，則該阻力構件14提供一運動負載給使用者。

但查，現有的運動負載大都是使用數片疊置的鐵塊141所組成的阻力構件14，但這種傳統的負重方式，存在有如下的缺失：

一、鐵塊141體積大占空間，且當使用者運動量負載要調整時，增加或減少鐵塊141等負載的個數及重量，來作為調整，其不僅費時費力，且無法使運動持續進行，不易達到預期的練習功效。

二、該鐵塊141等負載，不但笨重且負載大小調整不易，亦無法依設定曲線做連續而圓滑的變動負載，因此不但使運動效果大打折扣而且還有造成肌肉運動傷害的潛在危險。

三、當鐵塊141等負載被傳動纜線15拉起，然后放下時，會產生極大的噪音，其不僅會干擾到別人，亦令運動者感到刺耳與不適，且傳動纜線15須配合絞盤等構件，增加復雜性。

是以，現有健身機10的負載裝置，具備上述三項缺點；因此，當有改進空間。

又，現有的運動器材或健身機，已有運用馬達扭力作為運動負載的阻力控制，并在其馬達轉軸上連動一光遮斷圓盤，及在其周緣設置光藕合器，用以構成一運動行程感知器，來控制馬達電流，俾作曲線負載，達到順暢健身的情境。但查，該光電機構，體積較為龐大，安裝頗占空間，且因其精確度與耐久性稍差，制造成本也偏高，其應用性較難被一般使用者所接受。

實用新型內容

本實用新型所要解決的主要技術問題在于，克服現有技術存在的上述缺陷，而提供一種以馬達組合S式荷重傳感器的肌力鍛煉控制裝置，其是利用馬達主軸的扭力，來代替傳統鐵塊，具有構造輕簡，不僅大幅降低機臺重量及體積，且無噪音的功效增進；其在結合S式荷重傳感器的精確感測功能，回授荷重值給控制裝置，修正差異后驅動馬達，達到使用者所期望的運動負載；其提供使用者可自行設定連續而圓滑的變動負載，達到肌力鍛煉的最佳效果。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種以馬達組合S式荷重傳感器的肌力鍛煉控制裝置，包含：

一架體，是本實用新型的載體，該架體可屬于運動器材或醫療器材；

一扭力源，包括：一馬達，以產生所需線性運動的負載；一齒輪減速箱，與馬達相連接，借著齒輪的減速比來放大該馬達輸出的扭力值；

一操作桿，是使用者鍛煉肌力往復運動的桿件；

一連動機構，其一端為輸出端與該齒輪速箱連接，另一端為輸入端與該操作桿連接；該連動機構，包括：一齒輪箱搖臂、第一連桿、第二連桿、操作桿搖臂；其中，一S式荷重傳感器連接其第一連桿與第二連桿，以感測其機構的荷重值；

S式荷重傳感器的原理，應用該機構兩側承受拉力或壓力時，機構會產生應變，其應變量會使黏貼于機構上的電阻值因而改變；因系統施予固定電源電壓，因此，通過S式荷重傳感器的分壓也隨之改變，該改變的分壓值被測得后，其訊號經放大與運算，即可轉換成該機構所承受的拉力或壓力，亦即荷重值。S式荷重傳感器的原理并非本實用新型的訴求重點，但，發明人很巧妙地將該機構裝置于第一連桿與第二連桿之間，就是應用S式荷重傳感器來感測自操作桿與齒輪減速箱主軸相互作用的荷重值，再傳送給控制系統而達到最終控制的成效。

一電子表，供使用者設定其鍛煉肌力所需的扭力值；

一伺服控制器，用以比對該連動機構中S式荷重傳感器的感測值，與該電子表設定值的差異，其差異值經調整后輸出電流以驅動該馬達，該馬達即可產生轉矩；又，該轉矩經齒輪減速箱放大后，即為使用者所需的扭力，亦即運動負載的阻力；該扭力值再經連動機構傳遞至操作桿，使用者操控該操作桿，其肌力就能因承受該運動阻力，而達到鍛煉的效果。