本實用新型屬于健身器材技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種上肢訓練器。

背景技術(shù)：

上肢訓練器中蝴蝶夾胸器是一種常用的健身器材，其針對胸大肌、斜方肌、肱三頭肌及小臂肌肉群具有很好的鍛煉效果。

目前的上肢訓練器，一般采用控制砝碼的重量來控制訓練強度，受訓人員通過蝴蝶夾胸推動施力手柄，施力手柄通過提升機構(gòu)將砝碼提升，從而實現(xiàn)上肢的抗阻訓練，然而這種上肢訓練器由于受訓人員在訓練過程中需要提升砝碼，砝碼重量所產(chǎn)生的拉力始終作用于受訓人員的雙臂，當受訓人員添加砝碼重量過大或者訓練力竭的時候，在提升砝碼中及其容易造成肌肉拉傷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要達到的目的就是提供一種上肢訓練器，解決現(xiàn)有的上肢訓練器容易造成受訓人員受傷的技術(shù)問題。

為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：一種上肢訓練器，包括機架，所述機架包括基座，所述基座上設(shè)有供手臂驅(qū)動的兩個上肢驅(qū)動設(shè)備，每個上肢驅(qū)動設(shè)備包括施力手柄、與施力手柄連接的轉(zhuǎn)軸以及設(shè)置于基座中的阻尼單元，所述阻尼單元包括輸出阻尼力矩的磁阻尼電機以及輸入端與磁阻尼電機相連的扭矩傳遞機構(gòu)，所述的扭矩傳遞機構(gòu)的輸出端與轉(zhuǎn)軸相連，所述上肢訓練器還包括主控系統(tǒng)，所述主控系統(tǒng)包括CPU模塊和控制電路，所述控制電路的輸入端與CPU模塊電連接、輸出端與磁阻尼電機電連接，所述CPU模塊通過控制電路控制輸入磁阻尼電機的電流大小，以控制磁阻尼電機輸出的阻尼力矩。

進一步的，所述扭矩傳遞機構(gòu)包括固定于磁阻尼電機輸出端的第一傳動齒輪、固定于轉(zhuǎn)軸上的第二傳動齒輪以及用于將第一傳動齒輪輸出的扭矩傳遞并放大至第二傳動齒輪的減速齒輪組。

進一步的，所述減速齒輪組包括第一齒輪組和第二個齒輪組，第一齒輪組包括同軸連接的第一大齒輪和第一小齒輪，第二齒輪組包括同軸連接的第二大齒輪和第一小齒輪，第一大齒輪與第一傳動齒輪嚙合傳動，第一小齒輪與第二大齒輪嚙合傳動，第二小齒輪與第二傳動齒輪嚙合傳動。

進一步的，所述施力手柄和轉(zhuǎn)軸之間通過扭矩傳感器相連，所述扭矩傳感器與CPU模塊相連。

進一步的，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有用于檢測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度的角度傳感器，所述角度傳感器與CPU模塊相連。

進一步的，所述基座包括基板和基蓋，所述基板和基蓋圍合形成安裝腔，所述阻尼單元位于安裝腔中且固定在基板上，所述轉(zhuǎn)軸穿過基蓋伸出安裝腔與施力手柄相連，所述安裝腔中設(shè)有第一連桿和第二連桿，所述第一連桿的下端固定連接于基板、上端連接于所述第二連桿的桿體，所述第二連桿兩端均設(shè)有用于轉(zhuǎn)軸穿過的套環(huán)。

進一步的，還包括將兩個轉(zhuǎn)軸的上端固定相連的第三連桿。

進一步的，還包括座椅，所述基座上設(shè)有升降立柱，所述座椅包括座墊，所述升降立柱的上端固定于座墊的下底面。

進一步的，所述座椅還包括靠背，所述座墊的后端設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述靠背的下端設(shè)有套設(shè)于轉(zhuǎn)軸上的套筒，所述座墊中設(shè)有電動推桿，該電動推桿的驅(qū)動端通過傳動鉸鏈與套筒的外壁相連，以將電動推桿的直線運動轉(zhuǎn)化為靠背的翻轉(zhuǎn)運動。

進一步的，所述施力手柄由座椅的下方向上延伸并位于座椅的兩側(cè)。

采用上述技術(shù)方案后，本實用新型具有如下優(yōu)點：

1.本實用新型的磁阻尼電機通過扭矩傳遞機構(gòu)將阻尼力矩輸出至施力手柄上，受訓人員的手臂推動施力手柄擺動做“蝴蝶夾胸運動”時，需要克服該阻尼力矩，從而實現(xiàn)胸大肌等肌肉群的抗阻訓練，由于磁阻尼電機輸出的阻尼力矩由所輸入的電流強度決定，通過主控系統(tǒng)的CPU模塊和控制電路控制輸入磁阻尼電機的電流強度，可以使磁阻尼電機輸出的阻尼力矩進行實時的調(diào)節(jié)，阻尼力矩的調(diào)節(jié)不存在滯后，因此提高了頸肌訓練的效果，更重要的時，磁阻尼電機僅在受訓人員推動施力手柄時，才會將阻尼力施加給受訓人員，當受訓人員停止推動施力手柄時，施力手柄并不會對受訓人員的手臂產(chǎn)生作用力，因此，受訓人員即使在力量不足的情況下，施力手柄也不會造成受訓人員發(fā)生肌肉拉傷的危險，提高了上肢訓練的安全性；

2.在磁阻尼電機輸出的阻尼力矩依次通過第一傳動齒輪、減速齒輪組和第二傳動齒輪傳遞至施力手柄的過程中，由于減速齒輪組的作用，磁阻尼電機所輸出的阻尼力得到了放大，因此，采用輸出較低阻尼力矩的磁阻尼電機，仍可以獲得較大的上肢訓練強度；

3.受訓人員的胸大肌等肌肉群所釋放的肌力大小將被扭矩傳感器實時檢測并發(fā)送給CPU模塊，CPU模塊就可以根據(jù)肌力大小控制電路控制輸入磁阻尼電機的電流大小，實時控制磁阻尼電機輸出合理的阻尼力矩，實現(xiàn)可變阻力的上肢訓練，設(shè)定不同的訓練等級并通過遞增阻力逐級增加訓練強度，使得上肢訓練更加科學有效；

4.在進行上肢訓練時，受訓人員手臂在做“蝴蝶夾胸運動”時，推動施力手柄的擺動角度過大時容易造成損傷，而在擺動角度過小則訓練效果降低，本實用新型通過角度傳感器實時檢測轉(zhuǎn)軸的擺動角度并發(fā)送給CPU模塊，CPU模塊可以預設(shè)一個限制角度，當角度傳感器檢測到轉(zhuǎn)軸的擺動角度達到限制角度，CPU模塊就可以通過控制電路控制輸入磁阻尼電機的電流增大，使得受訓人員可以明顯感知訓練阻力加大并且繼續(xù)使施力手柄向更大角度擺動變得困難，此時，受訓人員就可以往回擺動施力手柄，確保了受訓人員手臂在一個安全合理的角度進行擺動訓練；

5.本實用新型中設(shè)置的座椅可以通過升降立柱進行升降，受訓人員需要進行上肢訓練時，坐到座墊上后，通過控制升降立柱的升降，就可以使手臂位于一個舒適的位置握持施力手柄，提高了受訓人員使用的便利性以及確保了上肢訓練的坐姿符合訓練要求；

6.通過控制電動推桿的伸縮，可以使座椅上的靠背相對座墊進行翻轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)靠背的角度，滿足受訓人員直立坐姿或斜上坐姿的多種訓練坐姿需求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明：

圖1為本實用新型實施例一中上肢訓練器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例一中上肢訓練器的局部立體爆炸圖；

圖3為本實用新型實施例一中阻尼單元的俯視圖；

圖4為圖3中A-A向的剖視圖；

圖5為本實用新型實施例一中座椅的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型實施例二中用于上肢訓練器的控制方法的流程示意圖；

圖7為本實用新型實施例二中用于上肢訓練器的控制方法的簡要示意圖。

具體實施方式

實施例一：

如圖1至圖2所示，本實用新型提供一種上肢訓練器，包括機架1，機架包括基座11和立柱12，基座11上設(shè)有供手臂驅(qū)動的兩個上肢驅(qū)動設(shè)備2，每個上肢驅(qū)動設(shè)備2包括施力手柄21、與施力手柄21連接的轉(zhuǎn)軸22以及設(shè)置于基座11中的阻尼單元23，阻尼單元23包括輸出阻尼力矩的磁阻尼電機231以及輸入端與磁阻尼電機231相連的扭矩傳遞機構(gòu)232，扭矩傳遞機構(gòu)232的輸出端與轉(zhuǎn)軸21相連，上肢訓練器還包括主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)包括CPU模塊和控制電路，所控制電路的輸入端與CPU模塊電連接、輸出端與磁阻尼電機231電連接，所CPU模塊通過控制電路控制輸入磁阻尼電機231的電流大小，以控制磁阻尼電機231輸出的阻尼力矩。

施力手柄21和轉(zhuǎn)軸22之間通過扭矩傳感器相連，扭矩傳感器與CPU模塊相連，受訓人員的胸大肌等肌肉群所釋放的肌力大小將被扭矩傳感器實時檢測并發(fā)送給CPU模塊，CPU模塊就可以根據(jù)肌力大小控制電路控制輸入磁阻尼電機的電流大小，實時控制磁阻尼電機輸出合理的阻尼力矩，實現(xiàn)可變阻力的上肢訓練，設(shè)定不同的訓練等級并通過遞增阻力逐級增加訓練強度，使得上肢訓練更加科學有效。

轉(zhuǎn)軸22上設(shè)有用于檢測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度的角度傳感器，角度傳感器與CPU模塊相連，角度傳感器除了可以使受訓人員在一個安全合理的擺動角度內(nèi)進行擺動訓練，還可以用于使CPU模塊通過角度信息識別出轉(zhuǎn)軸22往復擺動的次數(shù)，從而實現(xiàn)受訓人員手臂進行“蝴蝶夾胸運動”擺動次數(shù)的識別和記錄，用于科學的指導受訓人員根據(jù)實際情況進行相應(yīng)擺動次數(shù)的訓練。

在本實施例中，基座11包括基板111和基蓋112，基板111和基蓋112圍合形成安裝腔，阻尼單元23位于安裝腔中且固定在基板111上，轉(zhuǎn)軸22穿過基蓋112伸出安裝腔與施力手柄21相連，安裝腔中設(shè)有第一連桿24和第二連桿25，第一連桿24的下端固定連接于基板111、上端連接于第二連桿25的桿體，第二連桿25兩端均設(shè)有用于轉(zhuǎn)軸22穿過的套環(huán)251，轉(zhuǎn)軸22與套環(huán)251采用稍大的間隙配合，也就是轉(zhuǎn)軸22可在套環(huán)251中轉(zhuǎn)動，但當施力手柄21對轉(zhuǎn)軸22產(chǎn)生徑向力時，轉(zhuǎn)軸22的軸面與套環(huán)251的內(nèi)環(huán)壁接觸并且將該徑向力傳遞至第二連桿25，此時，由于第二連桿25和第一連桿24連接在一起，而第一連桿24固定在基板111上，因此，施力手柄21對轉(zhuǎn)軸22所施加的徑向力將被第二連桿25和第一連桿24所抵消，防止了阻尼單元23因轉(zhuǎn)軸22受到徑向力而使扭矩傳遞機構(gòu)232受損。

上肢訓練器還包括將兩個轉(zhuǎn)軸22的上端固定相連的第三連桿26，在本實施例中，第三連桿26為條板狀結(jié)構(gòu)，兩個轉(zhuǎn)軸22的上端面均設(shè)有螺孔，第三連桿26的兩端均設(shè)有用于安裝螺栓的安裝孔，通過在安裝孔中穿入螺栓，再將螺栓螺紋連接兩個轉(zhuǎn)軸22上的螺孔，從而使第三連桿26將兩個轉(zhuǎn)軸22固定連接，當受訓人員推動施力手柄21擺動時，第三連桿26可以進一步抵消兩個轉(zhuǎn)軸22所受到的施力手柄21的徑向力，加強兩個轉(zhuǎn)軸22的穩(wěn)定性，進一步防止阻尼單元23因轉(zhuǎn)軸22受到徑向力而使扭矩傳遞機構(gòu)232受損。

如圖3至圖4所示，扭矩傳遞機構(gòu)232包括固定于磁阻尼電機231輸出端的第一傳動齒輪2321、固定于轉(zhuǎn)軸22233的第二傳動齒輪2322以及用于將第一傳動齒輪2321輸出的扭矩傳遞并放大至第二傳動齒輪2322的減速齒輪組2323，第一傳動齒輪2321、第二傳動齒輪2322和減速齒輪組2323安裝于齒輪箱234中，齒輪箱234安裝于罩體231的安裝腔231a中，磁阻尼電機231輸出端為扁位軸231a，第一傳動齒輪2321具有扁位孔2321a，扁位軸231a與扁位孔2321a配合，實現(xiàn)磁阻尼電機231輸出端與第一傳動齒輪2321的扭矩傳遞，第二傳動齒輪2322上固定有同軸設(shè)置的軸套2322a，該軸套2322a具有帶鍵槽的內(nèi)孔，轉(zhuǎn)軸22伸入該內(nèi)孔且轉(zhuǎn)軸22上的凸鍵與該內(nèi)孔的鍵槽配合，實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸22與第二傳動齒輪2322的扭矩傳遞；減速齒輪組2323包括至少一個齒輪組，齒輪組包括同軸連接的大齒輪2323a和小齒輪2323b，當減速齒輪組2323僅具有一個齒輪組時，大齒輪2323a與第一傳動齒輪2321嚙合傳動，小齒輪2323b與第二傳動齒輪2322嚙合傳動，而在本實施例中，如圖4所示，減速齒輪組2323包括第一齒輪組和第二個齒輪組，第一齒輪組包括同軸連接的第一大齒輪2323a和第一小齒輪2323b，第二齒輪組包括同軸連接的第二大齒輪2323c和第一小齒輪2323d，第一大齒輪2323a與第一傳動齒輪2321嚙合傳動，第一小齒輪2323b與第二大齒輪2323c嚙合傳動，第二小齒輪2323d與第二傳動齒輪2322嚙合傳動，當然，減速齒輪組2323也可以具有兩個以上的齒輪組，以此實現(xiàn)多級的減速，從而放大磁阻尼電機231輸出并傳遞至第一傳動齒輪2321的扭矩，因此，采用輸出較低阻尼力矩的磁阻尼電機231，仍可以獲得較大的上肢訓練強度。

如圖1和圖5所示，上肢訓練器還包括座椅3，座椅3包括座墊31和靠背32，基座11上設(shè)有升降立柱4，升降立柱4的上端固定于座墊31的下底面，升降立柱4采用的是市面上的電動升降立柱，座墊31由座墊框架31a及包覆于座墊框架31a外部的包覆層構(gòu)成，靠背32同樣的由靠背框架32a包覆于靠背框架32a外部的包覆層構(gòu)成，座墊31的后端具體是指座墊框架31a的后端，該位置設(shè)有轉(zhuǎn)軸31b，靠背32的下端具體是指靠背框架32a的下端，該位置設(shè)有套設(shè)于轉(zhuǎn)軸31b上的套筒32b，座墊31中設(shè)有電動推桿33，該電動推桿33的驅(qū)動端33a通過傳動鉸鏈34與套筒32b的外壁相連，具體在套筒32b的外壁上設(shè)置了凸柱32c，傳動鉸鏈34與凸柱32c鉸接，從而使得電動推桿33的直線運動可以轉(zhuǎn)化為套筒32b的旋轉(zhuǎn)運動，以控制靠背32的翻轉(zhuǎn)。

施力手柄21由座椅3的下方向上延伸并位于座椅3的兩側(cè)，施力手柄21的上部具有向座椅3側(cè)彎曲的握持部21a，受訓人員坐在座椅3上，通過控制升降立柱4調(diào)節(jié)好坐墊31高度，通過控制電動推桿33調(diào)節(jié)好靠背32的角度，之后雙手抓住握持部21a，即可進行蝴蝶夾胸運動，對上肢肌肉群進行訓練。

CPU模塊的輸入端連接有手持操作器6，手持操作器6具有調(diào)節(jié)按鍵，調(diào)節(jié)按鍵包括高度調(diào)節(jié)按鍵和高度記憶按鍵，通過操作高度調(diào)節(jié)按鍵可以控制升降立柱4升降，從而控制座椅31的高度值，通過操作高度記憶按鍵可以控制升降立柱4運行至設(shè)定的位置，使座椅31達到設(shè)定的高度值，立柱12上設(shè)有用于掛接手持操作器6的掛桿61，手持操作器6不使用時，可以掛在掛桿61上，便于受訓人員需要使用時拿取。

另外，座椅3還設(shè)有多功能顯示器7，該多功能顯示器7通過CAN總線與主控系統(tǒng)中的CPU模塊進行信息交互，多功能顯示器7為觸摸顯示屏，觸摸顯示屏可顯示的信息包括角度傳感器的角度信息、受訓人員的肌力信息、座椅高度信息、訓練次數(shù)及其歷史信息數(shù)據(jù)等，觸摸顯示屏具有觸摸按鍵，通過操作觸摸按鍵可對以上顯示信息對應(yīng)的功能進行操作和設(shè)定，多功能顯示器7還具有語音模塊，語音模塊對訓練次數(shù)進行語音播報，提醒受訓人員的訓練進程，另外，多功能顯示器7具有USB接口，可以通過外部存儲設(shè)備進行數(shù)據(jù)存儲、讀取的交互。

實施例二：

針對實施例一的上肢訓練器，本實用新型提供了對應(yīng)的控制方法，如圖6所示，所述控制方法包括：

步驟一，當檢測到調(diào)節(jié)按鍵按下時，獲取當前座椅高度值，如果當前座椅高度值沒有超出限位區(qū)間，則獲取調(diào)節(jié)按鍵屬性；

步驟二，根據(jù)調(diào)節(jié)按鍵屬性判定調(diào)節(jié)按鍵為高度調(diào)節(jié)按鍵，則獲取座椅高度變化量，如果根據(jù)座椅高度變化量調(diào)節(jié)后的座椅高度處于安全區(qū)間內(nèi)，則在調(diào)節(jié)按鍵松開時停止座椅高度調(diào)節(jié)，等待接收包括第一訓練指令或第二訓練指令的訓練指令；或

根據(jù)按鍵屬性判定調(diào)節(jié)按鍵為高度記憶按鍵，則獲取高度記憶按鍵對應(yīng)的座椅高度數(shù)值對座椅高度進行調(diào)節(jié)，等待接收包括第一訓練指令或第二訓練指令的訓練指令；

步驟三，在完成對座椅高度的調(diào)節(jié)后，如果接收到第二訓練指令，則向上肢驅(qū)動設(shè)備中設(shè)有的磁阻尼電機通電，等待接收上肢力度調(diào)節(jié)指令；

步驟四，如果接收到上肢力度調(diào)節(jié)指令，則根據(jù)上肢力度調(diào)節(jié)指令對輸入上肢驅(qū)動設(shè)備中的磁阻尼電機的電流進行調(diào)節(jié)。

在本實施中，第一訓練指令并不用于控制本申請的上肢訓練器，因此，在此不作展開介紹，在執(zhí)行步驟二后，如果接收到了第二訓練指令，則會執(zhí)行與第二訓練指令對應(yīng)的上肢訓練步驟。在根據(jù)第二訓練指令對上肢驅(qū)動設(shè)備中的磁阻尼電機進行通電后，如果進一步接收到上肢力度調(diào)節(jié)指令，則根據(jù)上肢力度調(diào)節(jié)指令的具體內(nèi)容對輸入上肢驅(qū)動設(shè)備中的磁阻尼電機的電流進行調(diào)節(jié)。

本步驟中位于上肢驅(qū)動設(shè)備中的磁阻尼電機是用于對上肢訓練部件產(chǎn)生阻尼力，使得受訓人員在對頸部肌肉進行鍛煉的間隙，還可以通過上肢驅(qū)動設(shè)備對上肢運動產(chǎn)生阻尼力的方式對受訓人員的上肢肌肉力量鍛煉，從而彌補了現(xiàn)有的頸肌訓練器中僅能對頸肌進行訓練、無法對上肢肌肉力量進行訓練的缺陷。

為了便于理解本控制方法的實施過程，特提供了如圖7所示的整個訓練過程的簡要流程圖。出于簡化流程的目的，圖7中的訓練指令實際上包括第二訓練指令，同樣力度調(diào)節(jié)指令包括上肢力度調(diào)節(jié)指令，在完成對座椅的調(diào)節(jié)后，可以根據(jù)接收到的是第二訓練指令上肢訓練。

除上述優(yōu)選實施例外，本實用新型還有其他的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型作出各種改變和變形，只要不脫離本實用新型的精神，均應(yīng)屬于本實用新型權(quán)利要求書中所定義的范圍。