[发明专利]用于健身应用的模块化电磁驱动装置

说明书

一种用于健身器材中的模块化马达驱动装置，包括开关电路，开关电路具有开关并且响应于开关控制信号通过选择性地重新配置开关以根据开关控制信号控制对锻炼设备的马达的电力供应。马达驱动装置还包括可与锻炼设备的应用控制板联接的接口。响应于第一开关控制信号，开关电路将多个开关配置成驱动锻炼设备的马达。响应于对应于马达的电制动的第二开关控制信号，开关电路将多个开关配置成停止驱动锻炼设备的马达。

相关申请的交叉引用

本专利合作条约(PCT)申请要求于2019年10月14日提交的名称为“用于健身应用的模块化电磁驱动装置”的第62/914,899号美国临时专利申请的优先权，其全部内容特此通过引用结合到本申请中。

技术领域

本发明的方面涉及用于锻炼和健身应用的马达驱动装置，并且特别地涉及用于锻炼器材的模块化驱动装置及其控制/操作。

背景技术

机电锻炼器材通常包括提供对由用户提供的生物机械力的阻力的马达或类似的力产生部件。力产生部件的控制和监控可以取决于待提供的阻力、待进行的锻炼、用户的身体特征、潜在的安全问题(对于用户和装置本身两者)以及许多其他因素。

鉴于上述情况，需要一种可以容易地适于考虑这样的器材中广泛潜在可变性的用于机电锻炼器材中的控制系统。正是考虑到这些问题，构思了本公开的方面。

发明内容

在本公开的一个方面，提供了一种用于健身器材中的模块化马达驱动装置。模块化马达驱动装置包括开关电路，开关电路包括多个开关。开关电路响应于开关控制信号通过选择性地重新配置多个开关以根据开关控制信号控制对锻炼设备的马达的电力供应。马达驱动装置还包括可与健身器材的应用控制板连接的接口。响应于第一开关控制信号，开关电路将多个开关配置成驱动锻炼设备的马达。响应于对应于马达的电制动的第二开关控制信号，开关电路将多个开关配置成停止驱动锻炼设备的马达。

在某些实施方式中，马达为交流(AC)马达，并且模块化马达驱动装置的开关电路或制动控制电路中的至少一者配置成响应于第二开关控制信号向马达的定子绕组施加直流(DC)，从而通过DC注入制动来制动马达。

在其他实施方式中，开关电路或制动控制电路中的至少一者配置成响应于第二开关控制信号使马达的定子绕组的场反向，从而通过反相制动来制动马达。在这样的实施方式中，马达可以为AC马达，并且使定子绕组的场反向可以包括使定子绕组的场的旋转反向。

在另外的实施方式中，开关电路或制动电路中的至少一者配置成响应于第二开关控制信号发送(route)由马达产生的动力，从而通过再生制动来制动马达。在这样的实施方式中，模块化马达驱动装置可以还包括第二接口，第二接口用于将开关电路和制动电路中的至少一者可操作地互连到锻炼设备的动力系统，以在再生制动期间从马达向动力系统提供动力。

在其他实施方式中，模块化马达驱动包括通信地联接到开关电路的马达驱动控制器，并且接口还用于将马达驱动控制器通信地联接到应用控制板的应用控制器。在这样的实施方式中，开关电路可以配置成从马达驱动控制器接收开关控制信号。

在某些实施方式中，接口还用于将开关电路通信地联接到应用控制板的应用控制器。在这样的实施方式中，开关电路可以配置成从应用控制器接收开关控制信号。

在另一实施方式中，第二开关控制信号响应于与健身器材的用户相关联的用户事件而产生。用户事件可以可基于以下各项中的至少一者来检测：满足力分布的阈值偏差、检测到来自传感器的信号丢失、检测到指示用户失衡的力读数、检测到指示用户脱离的传感器信号或接收到来自算法的信号，算法通过监控系统信息、环境信息或状态信息中的至少一者来识别可能的用户安全问题。

在又一个实施方式中，开关电路和制动电路中的至少一者配置成响应于接收到第二开关控制信号而使马达的相位短路。在这样的实施方式中，开关电路和制动电路中的至少一者可以配置成默认进入马达相位短路的状态。