电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路的制作方法

本技术涉及健身器材，具体涉及一种电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路。

背景技术：

1、随着全民健身运动的推广，人们越来越多参与运动健身，在跑步、骑行等锻炼心肺功能的有氧运动广泛开展的情况下，越来越多的人开始重视肌肉力量训练，特别是老年人提升和保持肌肉力量更可以延缓衰老、保持自理能力。

2、抗阻力量训练器材是主要的室内肌力训练设备，传统的重量块的室内肌力训练设备占地空间大和运输不方便都不便于家庭化推广。近年来，通过电机产生的阻力设计的抗阻力量训练器越来越多投入市场，成为家庭方便肌力训练的器材，例如cn110898403a。

3、但是电机驱动式抗阻力量训练器存在以下因素会导致伤害使用者的安全隐患：1、电控零件异常引发失速控制；2、传输阻力的拉绳磨损断裂导致使用者惯性速度摔倒。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路，增强肌力训练安全性功能。

2、为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

3、电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路，用于在异常状态下制动阻力拉绳或永磁发电机，该失速保护电路包括嵌入式单片机、第一制动继电器、第二制动继电器、速度传感器、张力传感器以及制动负载；

4、所述速度传感器通过第一比较电路并联连接第一制动继电器的线圈和第二制动继电器的线圈，所述速度传感器还通过第一模数转换器电连接至嵌入式单片机输入端；

5、所述张力传感器通过串联的第二比较电路和第二模数转换器电连接至嵌入式单片机输入端；

6、所述制动负载电连接嵌入式单片机的输出端且制动负载在异常状态下制动抗阻力量训练器的阻力拉绳；

7、所述第一制动继电器和第二制动继电器共有三个常开触点和三个常闭触点，三个常开触点分别串联在永磁发电机的三相线，三个常闭触点电连接在永磁发电机的三相线和电阻制动电路之间，通过电阻制动电路在异常状态下制动永磁发电机。

8、优选地，所述制动负载包括制动电机及传动连接制动电机输出端的制动件，所述制动件在异常状态下受制动电机驱动而制动阻力拉绳。

9、优选地，所述制动件为制动凸轮，所述制动凸轮与制动电机之间采用皮带传动。

10、优选地，所述制动负载为电磁铁。

11、优选地，所述电阻制动电路为采用三角形接法或星形接法的三个制动电阻。

12、优选地，所述制动电阻为小电阻值功率电阻。

13、优选地，所述第一比较电路包括第一比较运算放大器、三极管、电容器、第一可变电阻器、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器和第五电阻器，所述速度传感器通过第三电阻器、第四电阻器与第一比较运算放大器的一个输入端电连接，第一可变电阻器的滑动端通过第一电阻器与第一比较运算放大器的另一个输入端电连接，所述第一比较运算放大器输出端通过第二电阻器与三极管基极电连接，所述三极管的集电极并联连接第一制动继电器的线圈和第二制动继电器的线圈；第三电阻器与第四电阻器的相接端通过电容器接地，所述第二电阻器与三极管的相接端通过第五电阻器接地。

14、优选地，所述第一制动继电器线圈并联有第一二极管，所述第二制动继电器线圈并联有第二二极管。

15、优选地，所述第二比较电路包括第二可变电阻器、第六电阻器、第七电阻器和第二比较运算放大器，所述张力传感器通过第七电阻器与第二比较运算放大器的一个输入端电连接，第二可变电阻器的滑动端通过第六电阻器与第二比较运算放大器的另一个输入端电连接，所述第二比较运算放大器输出端电连接第二模数转换器；所述第二模数转换器电连接至嵌入式单片机mcu的输入端。

16、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

17、本实用新型一方面在永磁发电机的三相线路通过第一制动继电器和第二制动继电器的常闭触点电连接有电阻制动电路，这样当永磁发电机速度失控时，所述速度传感器监测的阻力拉绳速度和加速度超过预设上限时，所述第一制动继电器和第二制动继电器失电而使得三个常闭触点闭合，从而使电阻制动电路与永磁发电机相连实现电阻制动，利用永磁发电机转动自发电产生的电流产生阻力，移动速度越快，发电电流越大，产生的阻力越大，保证训练者不会由于移动速度太快引起意外伤害。

18、本实用新型另一方面在阻力拉绳的传送路径上设置制动负载，当阻力拉绳异常断裂，所述速度传感器监测的阻力拉绳速度和加速度超过预设上限时和/或所述张力传感器检测的阻力拉绳张力小于预设下限时，所述控制模组控制制动负载制动阻力拉绳，防止由于突然失去阻力而惯性快速移动引起受伤风险。

19、综上两方面，克服了现有技术的抗阻力量训练器由于电控零件异常引起的失速控制以及由于阻力拉绳磨损断裂引起的惯性快速移动所造成的安全事故，大大提升了训练器的安全使用性能。

技术特征：

1.电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路，用于在异常状态下制动阻力拉绳或永磁发电机，其特征在于：该失速保护电路包括嵌入式单片机、第一制动继电器、第二制动继电器、速度传感器、张力传感器以及制动负载；

2.根据权利要求1所述的电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路，其特征在于：所述制动负载包括制动电机及传动连接制动电机输出端的制动件，所述制动件在异常状态下受制动电机驱动而制动阻力拉绳。

3.根据权利要求2所述的电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路，其特征在于：所述制动件为制动凸轮，所述制动凸轮与制动电机之间采用皮带传动。

4.根据权利要求1所述的电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路，其特征在于：所述制动负载为电磁铁。

5.根据权利要求1所述的电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路，其特征在于：所述电阻制动电路为采用三角形接法或星形接法的三个制动电阻。

6.根据权利要求5所述的电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路，其特征在于：所述制动电阻为小电阻值功率电阻。

7.根据权利要求1所述的电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路，其特征在于：所述第一比较电路包括第一比较运算放大器、三极管、电容器、第一可变电阻器、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器和第五电阻器，所述速度传感器通过第三电阻器、第四电阻器与第一比较运算放大器的一个输入端电连接，第一可变电阻器的滑动端通过第一电阻器与第一比较运算放大器的另一个输入端电连接，所述第一比较运算放大器输出端通过第二电阻器与三极管基极电连接，所述三极管的集电极并联连接第一制动继电器的线圈和第二制动继电器的线圈；第三电阻器与第四电阻器的相接端通过电容器接地，所述第二电阻器与三极管的相接端通过第五电阻器接地。

8.根据权利要求7所述的电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路，其特征在于：所述第一制动继电器线圈并联有第一二极管，所述第二制动继电器线圈并联有第二二极管。

9.根据权利要求1所述的电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路，其特征在于：所述第二比较电路包括第二可变电阻器、第六电阻器、第七电阻器和第二比较运算放大器，所述张力传感器通过第七电阻器与第二比较运算放大器的一个输入端电连接，第二可变电阻器的滑动端通过第六电阻器与第二比较运算放大器的另一个输入端电连接，所述第二比较运算放大器输出端电连接第二模数转换器；所述第二模数转换器电连接至嵌入式单片机mcu的输入端。

技术总结本技术涉及一种电机驱动式抗阻力量训练器的失速保护电路，包括嵌入式单片机、第一制动继电器、第二制动继电器、速度传感器、张力传感器以及制动负载；速度传感器通过第一比较电路并联连接第一制动继电器的线圈和第二制动继电器的线圈；张力传感器通过串联的第二比较电路和模数转换器电连接至嵌入式单片机输入端；制动负载电连接嵌入式单片机输出端以在异常状态下制动阻力拉绳；第一制动继电器和第二制动继电器的三个常闭触点电连接在永磁发电机的三相线和电阻制动电路之间以在异常状态下制动永磁发电机。本技术克服了由于电控零件异常引起的失速控制以及由于阻力拉绳磨损断裂引起的惯性快速移动所造成的安全事故，提升安全使用性能。技术研发人员：洪小峰,陈少攀,姚智捷,骆炳福,吴伟志,杨涛,张钻链受保护的技术使用者：舒华体育股份有限公司技术研发日：20231024技术公布日：2024/7/23