[发明专利]一种阻力输出装置及运动康复训练设备

权利要求书

1.一种阻力输出装置，其特征在于包括绕线盘、第一拉绳、伺服电机和伺服电机驱动器，所述的伺服电机驱动器和所述的伺服电机连接，所述的绕线盘为圆环形，所述的绕线盘同轴固定安装在所述的伺服电机的输出轴上，所述的绕线盘的外壁上设置有螺旋型的布线槽，所述的第一拉绳沿所述的布线槽缠绕在所述的绕线盘的外壁上，所述的第一拉绳的起始端固定在所述的绕线盘上，所述的第一拉绳的终止端用于连接外部设备将阻力输出，在开始工作过程时，所述的伺服电机驱动器控制所述的伺服电机输出设定输出扭矩，并在工作过程中采集所述的电机的实时输出扭矩对所述的电机的当前输出扭矩进行校准，使所述的电机保持恒定输出扭矩输出。

2.一种运动康复训练设备，包括输入模块、控制器、阻力输出装置和阻力传递装置，所述的输入模块和所述的控制器连接，其特征在于所述的阻力输出装置包括绕线盘、第一拉绳、伺服电机和伺服电机驱动器，所述的伺服电机驱动器和所述的伺服电机连接，所述的绕线盘为圆环形，所述的绕线盘同轴固定安装在所述的伺服电机的输出轴上，所述的绕线盘的外壁上设置有螺旋型的布线槽，所述的第一拉绳沿所述的布线槽缠绕在所述的绕线盘的外壁上，所述的第一拉绳的起始端固定在所述的绕线盘上，所述的第一拉绳的终止端和所述的阻力传递装置连接，所述的控制器和所述的伺服电机驱动器连接，在开始工作过程时，所述的伺服电机驱动器在所述的控制器的控制下控制所述的伺服电机输出设定输出扭矩，并在工作过程中采集所述的电机的实时输出扭矩对所述的电机的当前输出扭矩进行校准，使所述的电机保持恒定输出扭矩输出。

3.根据权利要求2所述的一种运动康复训练设备，其特征在于所述的阻力传递装置包括定滑轮组、动滑轮组和用于训练者拉动的第二拉绳，所述的定滑轮组位于所述的动滑轮组的上方，所述的定滑轮组包括横向间隔固定设置的第一定滑轮、第二定滑轮和第三定滑轮，所述的第一定滑轮和所述的第二定滑轮的高度一样，所述的第二定滑轮的高度低于所述的第一定滑轮和所述的第三定滑轮，所述的动滑轮组包括第一动滑轮和第二动滑轮，所述的第一动滑轮和所述的第二动滑轮间隔同轴设置，且所述的第一动滑轮和所述的第二动滑轮受力能上下移动，所述的第二拉绳依次绕过所述的第一定滑轮、所述的第一动滑轮、所述的第二定滑轮、所述的第二动滑轮和所述的第三定滑轮，所述的第二拉绳的一端从所述的第一定滑轮外侧伸出，所述的第二拉绳的另一端从所述的第三定滑轮的外侧伸出，所述的第一动滑轮和所述的第二动滑轮通过连接件固定连接，所述的第一拉绳的终止端与所述的连接件固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种运动康复训练设备，其特征在于所述的控制器内存储有七种运动模式、每种运动模式下伺服电机的扭矩控制信号以及每种运动模式下伺服电机的参考转速范围，七种所述的运动模式分别为恒力等张运动模式、离心等张运动模式、向心等张运动模式、离心等速运动模式、向心等速运动模式、向心&离心等速运动模式和无惯性运动模式，当所述的运动康复训练设备开启时，所述的伺服电机复位，此时所述的伺服电机处于机械零点位置，所述的伺服电机输出设定输出扭矩，其当前转速为零，训练者通过所述的输入模块选择运动模式，所述的控制器根据训练者选择的运动模式输出对应的扭矩控制信号给所述的伺服电机驱动器，所述的伺服电机根据接收到的扭矩控制信号控制所述的伺服电机输出相应的设定输出扭矩，训练者拉动所述的第二拉绳开始训练，在训练者训练过程中，训练者通过所述的阻力传递装置和所述的第一拉绳对所述的伺服电机施加外部扭矩负载，当所述外部负载扭矩大于或等于所述的伺服电机的设定输出扭矩，则所述的伺服电机的输出扭矩保持设定输出扭矩不变，所述的伺服电机跟随运动；当外部负载扭矩小于所述的伺服电机的设定输出扭矩，则所述的电机保持静止状态，同时所述的伺服电机的输出扭矩保持设定输出扭矩不变，所述的伺服电机内的编码器实时反馈信号给所述的伺服电机驱动器，所述的伺服电机驱动器根据编码器的反馈信号计算得到所述的伺服电机的实时转速并发送给所述的控制器，所述的控制器将接收到的伺服电机的实时转速与其内存储的当前运动模式下的伺服电机的参考转速范围进行比对，并根据比对结果输出转速控制信号给所述的伺服电机驱动器，所述的伺服电机驱动器根据接收到的转速控制信号调整所述的伺服电机的转速使所述的伺服电机的转速位于当前运动模式下的伺服电机的参考转速范围内。