[發明專利]拉繩式力量訓練器械保護方法、裝置及力量訓練器械

在審

• 申請號: 202010903050.6
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112237709A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 陳英華
• 申請（專利權）人: 廣州視源電子科技股份有限公司;廣州源動智慧體育科技有限公司
• 主分類號: A63B21/005
• 分類號: A63B21/005;A63B24/00
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 潘桂生

1.一種拉繩式力量訓練器械保護方法，其特征在于，所述拉繩式力量訓練器械包括拉繩和電機，所述拉繩一端與所述電機轉軸連接，所述電機輸出載荷轉矩并作用在所述拉繩上，以牽引所述拉繩往與拉力相反的方向運動；

所述方法包括以下步驟：

獲取所述電機的轉速；

根據所述電機的轉速判斷所述電機是否處于停轉狀態；

當在第一設定時間內所述電機始終處于停轉狀態時，獲取電機運行時的第一交軸電流；

將所述第一交軸電流和所述轉速輸入轉矩觀測器，獲取轉矩估計值；

若所述轉矩估計值大于設定閾值，將所述電機的輸出力矩調整為預設的保護力矩。

2.根據權利要求1所述的拉繩式力量訓練器械保護方法，其特征在于，所述將所述第一交軸電流和所述轉速輸入轉矩觀測器，獲取轉矩估計值的步驟包括：

按照以下方式，獲取轉矩估計值：

其中，U為轉矩觀測器輸出的電機轉速調整值，g為轉矩輸出系數，t為時間，為轉速估計值，w為電機轉速，為轉矩估計值，J為轉動慣量，ψ_a為電機的磁鏈參數，i_q為第一交軸電流，p為電機極對數。

3.根據權利要求1所述的拉繩式力量訓練器械保護方法，其特征在于，所述獲取電機運行時的第一交軸電流的步驟，包括：

獲取電機的相電流和旋轉角度；

根據所述旋轉角度，對所述電機的運行電流進行克拉克變換和派克變換，獲取電機的第一直軸電流和第一交軸電流。

4.根據權利要求3所述的拉繩式力量訓練器械保護方法，其特征在于，還包括以下步驟：

獲取預設的轉速設定值、交軸電流設定值和直軸電流設定值；

將所述第一轉速與所述轉速設定值輸入第一PI控制器中，獲取第二交軸電流；

根據預設的調整系數，獲取與所述轉矩估計值對應的第三交軸電流；

將所述第一交軸電流、所述第二交軸電流、所述第三交軸電流和所述交軸電流設定值輸入第二PI控制器中，獲取交軸控制電壓；

將所述直軸電流設定值和所述第一直軸電流輸入第三PI控制器中，獲取直軸控制電壓；

根據所述直軸控制電壓和交軸控制電壓，調整所述電機的供電電壓。

5.根據權利要求4所述的拉繩式力量訓練器械保護方法，其特征在于，所述調整所述電機的供電電壓的步驟，包括：

將所述直軸控制電壓和交軸控制電壓進行派克逆變換，得到調整相電壓；

根據所述調整相電壓，利用三電平逆變器生成脈沖寬度調制信號；

根據所述脈沖寬度調制信號調整所述電機的供電電壓。

6.根據權利要求4所述的拉繩式力量訓練器械保護方法，其特征在于，在調整所述電機的供電電壓的步驟之后，還包括：

利用逆變器將所述供電電壓轉換為用于驅動所述電機轉動的相電流。

7.根據權利要求1所述的拉繩式力量訓練器械保護方法，其特征在于，所述根據所述電機的轉速判斷所述電機是否處于停轉狀態的步驟，包括：

當所述電機轉速為0時，判斷所述電機處于停轉狀態。

8.一種拉繩式力量訓練器械保護裝置，其特征在于，所述拉繩式力量訓練器械包括拉繩和電機，所述拉繩一端與所述電機轉軸連接，所述電機輸出載荷轉矩并作用在所述拉繩上，以牽引所述拉繩往與拉力相反的方向運動；

所述拉繩式力量訓練器械保護裝置包括：

轉速獲取模塊，用于獲取所述電機的轉速；

電機狀態判斷模塊，用于根據所述電機的轉速判斷所述電機是否處于停轉狀態；

第一交軸電流獲取模塊，用于當在第一設定時間內所述電機始終處于停轉狀態時，獲取電機運行時的第一交軸電流；

轉矩估計值獲取模塊，用于將所述第一交軸電流和所述轉速輸入轉矩觀測器，獲取轉矩估計值；

轉矩調整模塊，用于若所述轉矩估計值大于設定閾值，將所述電機的輸出力矩調整為預設的保護力矩。