云开·全站APP登录入口 一种智能化腰腹助力健身椅系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种智能腰腹助力健身椅系统，包括座椅控制系统和用户交互模块，座椅控制系统包括主控电路，主控电路第一输入端连接压力检测模块的输出端，主控电路第二输入端连接角度检测模块的输出端，主控电路输出端连接椅背驱动模块的输入端，主控电路通过无线通信模块与用户交互模块进行无线通信，椅背驱动模块上设有伺服驱动电机。本发明专利技术公开了一种智能腰腹助力健身椅系统的锻炼方法，本发明专利技术可以为用户的腰腹训练提供动力，降低用户在训练过程中腰背部肌肉和骨骼受伤的风险； 本发明的专利技术可提供个性化的后续功率，用户可通过用户交互模块选择适合自己的运动功率配比，满足不同的健身及康复需求。

智能腰腹辅助健身椅系统及方法

本发明涉及一种智能腰部辅助健身椅系统，包括座椅控制系统和用户交互模块，座椅控制系统包括主控电路，主控电路的第一输入端与压力检测模块的输出端连接，主控电路的第二输入端与角度检测模块的输出端相连接，主控电路的输出端与背部驱动模块的输入端连接，主控电路的无线通信模块与用户交互模块之间为无线通信，在椅子的背部驱动模块内设置伺服驱动电机。

本发明公开了一种智能腰腹辅助健身椅系统的锻炼方法，可帮助用户进行腰腹训练，降低训练过程中腰背部肌肉及骨骼损伤的风险；可提供个性化的跟随力，用户通过用户交互模块选择合适的锻炼辅助比例，满足不同的健身及康复需求。

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【技术实现步骤总结】

智能腰腹助力健身椅系统及方法

该专利技术涉及医疗康复建设

，特别是一种智能腰腹助力健身椅系统及方法。

技术简介

腰腹肌训练是一项重要的康复健身方法。腰腹训练可以加强腰、背、腹乃至下肢的肌肉，即所谓的核心肌群，从而加强脊柱的稳定性，避免腰部受伤，减少腰腹部的脂肪堆积，减轻肥胖的影响，同时促进局部代谢产物的排除，可以缓解疼痛。常见的腰腹肌训练方法有卷腹、仰卧起坐等，这些运动可以有效增强肌肉和骨骼力量，提高人体的免疫功能。但是，运动时如果用力不当或者用力过猛，就会损害身体的健康。就拿仰卧起坐来说，仰卧起坐需要锻炼者弓起背部，这会对脊柱造成很大的压力，运动时产生的杠杆力会压迫腰椎间盘，甚至诱发椎间盘突出； 尤其是对于同样需要腰腹肌恢复训练的患者或老年人来说，仰卧起坐运动很难独立完成，而且很容易对身体造成伤害。再加上不同人群的锻炼目标不同，肌肉力量也各有不同，导致不同使用者对运动强度的需求也不同。目前市面上的腰腹健身器材只能为使用者提供扶手、弹簧等机械辅助方式，适用人群较窄，难以满足使用者个性化的健身康复需求。

技术实现思路

本专利技术的首要目的是提供一种智能腰腹助力健身椅系统，该系统能够提供个性化的腰腹肌助力锻炼，满足不同人群的健身需求，具有非常重要的科研价值和市场前景。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种智能腰腹助力健身椅系统，包括座椅控制系统和用户交互模块，二者之间通过无线通信，座椅控制系统包括主控电路、压力检测模块、角度检测模块、椅背驱动模块和无线通信模块，主控电路的第一输入端与压力检测模块的输出端连接，主控电路的第二输入端与角度检测模块的输出端连接，主控电路的输出端与椅背驱动模块的输入端连接，主控电路通过无线通信模块与用户交互模块进行无线通信，椅背驱动模块上装有伺服驱动电机。 椅背驱动模块的伺服驱动电机通过螺钉安装在座椅支撑件上，小传动齿轮嵌套在伺服驱动电机的转轴上，大传动齿轮通过齿轮固定杆与椅背固定连接，大传动齿轮与小传动齿轮相互啮合。角度检测模块采用增量式编码器，增量式编码器安装在伺服驱动电机的转轴上。压力检测模块包括四个压力传感器和背部测力板。四个压力传感器通过螺钉固定连接在椅背上；背部测力板通过螺钉固定连接在四个传感器上，背部测力板镶嵌在椅背与压力传感器之间。

本发明的另一目的在于提供一种智能腰腹助力健身椅系统的运动方法，该方法依次包括如下步骤：（1）接通电源，通过用户交互模块启动运动，选择运动助力比例及运动次数；（2）根据用户交互模块的引导要求，压力传感器记录参考压力值并发送给主控电路存储；（3）启动运动，用户交互模块提醒用户躺下，当压力传感器检测到压力值小于设定助力值的一定范围时，椅背驱动模块驱动椅背向上掀起，启动助力跟进运动； (4)运动过程中，主控电路获取压力传感器和增量式编码器的检测信号，通过自适应PID控制算法，调整椅背驱动的速度和位置，进行恒力比跟随控制，使椅背的助力保持在设定值附近波动；(5)椅背升到最高点后，单人起立运动完成，若用户不选择结束运动，则椅背降到最低点，重复以上运动步骤；(6)达到设定的运动次数或用户主动选择结束运动后开yun官网入口登录APP下载，运动结束。恒力比跟随控制即主控电路通过压力传感器实时获取压力信号和椅背的位置、转动速度kaiyun体育登录网页入口，然后将数据反馈给自适应PID控制算法。 主控电路根据自适应PID控制算法的计算结果控制伺服驱动电机调节椅背驱动速度和位置，使椅背对用户的压力保持在目标范围内。从上述技术方案可以看出，本专利技术可以为用户的腰腹训练提供助力，降低用户在训练过程中腰背部肌肉和骨骼受伤的风险；本专利技术可以提供个性化的跟随助力，用户可以通过用户交互模块选择适合自己的运动助力比例，从而满足不同的健身和康复需求。

附图说明图1为本发明的系统框图；图2为本发明的结构示意图；图3为本发明的椅背驱动模块的结构示意图；图4为本发明的压力检测模块的结构示意图；图5为本发明的方法流程图；图6为本发明的恒功率比跟随控制方法示意图。具体实施方式如图1、图2所示，智能腰腹助力健身椅系统包括座椅控制系统13和用户交互模块，座椅控制系统13和用户交互模块之间通过无线通信连接。座椅控制系统13包括主控电路、压力检测模块、角度检测模块、椅背驱动模块3和无线通信模块。 主控电路第一输入端与压力检测模块的输出端连接，主控电路第二输入端与角度检测模块的输出端连接，主控电路输出端与椅背驱动模块3的输入端连接，主控电路通过无线通信模块与用户交互模块进行无线通信，椅背驱动模块3上设有伺服驱动电机9。如图3所示kaiyun下载app下载安装手机版，椅背驱动模块3的伺服驱动电机通过螺钉安装在座椅支架4上，小传动齿轮10套设在伺服驱动电机的转轴上，大传动齿轮7通过齿轮固定杆8与椅背1固定连接，大传动齿轮7与小传动齿轮10相互啮合。 角度检测模块采用增量式编码器11，增量式编码器11安装在伺服驱动电机9的转轴上，座椅5通过连接转轴6铰接在椅背1上。如图4所示，压力检测模块包括四个压力传感器2和背力板12，四个压力传感器2通过螺钉与椅背1固定连接；背力板12通过螺钉与四个传感器固定连接，背力板12镶嵌在椅背1与压力传感器2之间。

如图1、图2所示，座椅控制系统13接收压力传感器2和角度检测模块采集的数据，主控电路分析计算实时目标压力值，通过智能控制算法控制座椅靠背驱动模块3的速度和位置，实现测量压力值向目标压力值的跟随。用户交互模块将操作指令传输给座椅控制系统13，并向用户显示信息。主控电路运行下位机软件，下位机程序根据通过无线通信模块接收到的用户设置信息，控制压力传感器2和角度检测模块采集数据控制座椅靠背驱动模块3；压力传感器2安装在座椅靠背1内，实时采集用户对座椅靠背1的压力数据并发送给主控电路，下位机程序对压力数据进行处理得到座椅靠背1对用户的推力； 增量式编码器11可实时检测伺服驱动电机轴的转动数据并传输给主控电路。下位机程序根据伺服驱动电机轴的转动数据计算出椅背1的转动角度及位置，主控电路智能算法进行分析，结合用户初始记录的参考压力值计算出椅背1各个位置对应的参考压力值。椅背驱动模块3通过下位机软件中的智能算法控制椅背1的摆动速度及幅度。无线通信模块实现主控电路与用户交互模块的通信，将用户交互模块的用户设置信息发送给主控电路，将指导信息、异常提醒、运动分析报告、指导意见等发送给用户交互模块显示给用户。

如图1、图2所示，用户交互模块涵盖所有能够运行人机交互客户端软件的设备，通过无线通信模块向座椅控制系统13发送电源开启/关闭、开始/结束运动、选择助力比例等命令，以及向用户下发引导信息、异常提醒、运动分析报告、使用说明等。运行在主控电路上的下位机软件包括一套自适应PID控制算法，通过比较测量的压力值与目标压力值，对座椅靠背1的速度和位置进行反馈调节，实现座椅靠背1的助力跟随。如图5所示，本运动方法依次包括以下步骤：(1)接通电源，通过用户交互模块启动运动，选择运动助力比例和运动次数；(2)根据用户交互模块的引导要求，压力传感器2记录参考压力值并发送给主控电路存储； （3）开始运动，用户交互模块提醒用户躺下，当压力传感器2检测到

【技术保护要点】

1.一种智能腰腹助力健身椅系统，其特征在于，包括座椅控制系统和用户交互模块，座椅控制系统和用户交互模块之间通过无线通信方式连接。座椅控制系统包括主控电路、压力检测模块、角度检测模块、椅背驱动模块和无线通信模块。主控电路的第一输入端连接压力检测模块的输出端，主控电路的第二输入端连接角度检测模块的输出端，主控电路的输出端连接椅背驱动模块的输入端，主控电路通过无线通信模块与用户交互模块进行无线通信，椅背驱动模块上设有伺服驱动电机。

【技术特点概要】

1.一种智能腰腹助力健身椅系统，其特征在于包括座椅控制系统和用户交互模块，座椅控制系统和用户交互模块通过无线通信方式连接。座椅控制系统包括主控电路、压力检测模块、角度检测模块、椅背驱动模块和无线通信模块。主控电路的第一输入端连接压力检测模块的输出端，主控电路的第二输入端连接角度检测模块的输出端，主控电路的输出端连接椅背驱动模块的输入端，主控电路通过无线通信模块与用户交互模块进行无线通信，椅背驱动模块上装有伺服驱动电机。 2.根据权利要求1所述的智能腰腹助力健身椅系统，其特征在于：椅背驱动模块的伺服驱动电机通过螺钉安装在椅座支撑件上，小传动齿轮镶嵌在伺服驱动电机的转轴上，大传动齿轮通过齿轮固定杆与椅背固定连接，大传动齿轮与小传动齿轮相互啮合。3.根据权利要求1所述的智能腰腹助力健身椅系统，其特征在于：角度检测模块采用增量式编码器，增量式编码器安装在伺服驱动电机的转轴上。4.根据权利要求1所述的智能腰腹助力健身椅系统，其特征在于：压力检测模块包括四个压力传感器和背力板，四个压力传感器通过螺钉固定连接在椅背上；背力板与四个传感器通过螺钉固定连接，背力板镶嵌在椅背与压力传感器之间。 5. 根据权利...

【专利技术属性】

技术研发人员：孙少明、陈敬成、李雷、张鹏飞、彭伟、王俊宏、赵增辉、王俊、

申请人（专利权人）：中国科学院合肥技术创新工程研究院

类型：发明

国家/地区: 安徽省, 34

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