技术特征：
1.一种等速等张肌力训练器械，其特征在于，包括电机组件、紧凑弹力机构、绳索、拉手、电机驱动器、控制器和电源模块；所述电机组件连接绳索的一端，所述绳索经过紧凑弹力机构后连接拉手，所述电机驱动器连接电机组件，所述控制器连接电机驱动器和紧凑弹力机构中的电子元件，所述电源模块用于为所述训练器械供电。2.根据权利要求1所述的一种等速等张肌力训练器械，其特征在于，所述电机组件包括：电机及减速箱、电机固定法兰、绞线轮毂、电机基座、轮毂底端轴承、轮毂末端轴承和卡簧；所述电机及减速箱通过电机固定法兰安装在电机基座上，所述电机及减速箱的输出轴与绞线轮毂相连，所述绞线轮毂设置在电机基座内，所述绞线轮毂的底端通过轮毂底端轴承与电机基座相连，所述绞线轮毂的末端通过轮毂末端轴承与电机基座相连；所述轮毂末端轴承设置在绞线轮毂远离电机及减速箱的一端，所述卡簧安装在电机基座上并压住轮毂末端轴承的末端，实现对绞线轮毂轴向位置的限制，所述绳索固定在绞线轮毂上且在所述绞线轮毂上绕线设置。3.根据权利要求2所述的一种等速等张肌力训练器械，其特征在于，所述绞线轮毂具有用于容纳固定绳索端头的凹槽结构。4.根据权利要求1所述的一种等速等张肌力训练器械，其特征在于，所述紧凑弹力机构包括滑轮组支架、直线导轨滑轨、直线导轨滑块、滑轮基座、动滑轮、输出定滑轮、输入定滑轮、分体辊子、直线位移传感器、绕线件、扭簧和连接绳；所述直线导轨滑轨安装在滑轮组支架上，所述直线导轨滑块滑动安装在直线导轨滑轨上，所述滑轮基座安装在直线导轨滑块上，所述动滑轮安装在所述滑轮基座上，所述直线位移传感器安装在滑轮组支架上，所述直线位移传感器被配置为检测直线导轨滑块在所述直线导轨滑轨上的位移，所述控制器连接直线位移传感器；所述输出定滑轮和输入定滑轮使用同一根销钉同轴固定于滑轮组支架上，所述动滑轮的安装姿态与输出定滑轮和输入定滑轮的安装姿态垂直，所述绳索自电机组件伸出后自上而下绕经输入定滑轮后绕至动滑轮，再从动滑轮经过输出定滑轮的底端后伸出紧凑弹力机构，所述分体辊子使用销钉固定于滑轮组支架上且位于输出定滑轮和输入定滑轮的下方，所述分体辊子用于对所述绳索进行限位；所述绕线件和扭簧使用同一根销钉安装于滑轮组支架上远离输出定滑轮和输入定滑轮的一端，且不干涉直线导轨滑块在所述直线导轨滑轨上的滑动，所述绕线件可转动安装在滑轮组支架上，所述连接绳的两端分别连接绕线件和滑轮基座，所述扭簧的两端分别连接绕线件和滑轮组支架，当直线导轨滑块远离绕线件时，连接绳进而牵引绕线件转动，所述扭簧的势能增大。5.根据权利要求4所述的一种等速等张肌力训练器械，其特征在于，所述滑轮组支架和绕线件上具有盲孔结构，与销钉配合共同定位扭簧。6.根据权利要求4所述的一种等速等张肌力训练器械，其特征在于，所述绕线件具有用于容纳绳索的凹型回转结构，所述绕线件上设有用于容纳固定连接绳的端头的凹槽结构，所述动滑轮、输入定滑轮、输出定滑轮具有用于容纳绳索的凹型回转结构，所述输入定滑轮和输出定滑轮的凹型回转结构的底部对齐动滑轮的凹型回转结构，所述输入定滑轮和输出
定滑轮的凹型回转结构的间距适配动滑轮的凹型回转结构的直径。7.根据权利要求1所述的一种等速等张肌力训练器械，其特征在于，还包括外壳，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体组成容纳空间，所述上壳体上还留有进出绳索的开口，电机组件、紧凑弹力机构、绳索、拉手、电机驱动器、控制器和电源模块置于所述容纳空间内。8.根据权利要求7所述的一种等速等张肌力训练器械，其特征在于，所述外壳上还设有连接件，用于将训练器械与其他器材或物体固定。9.根据权利要求1所述的一种等速等张肌力训练器械，其特征在于，在等速训练模式中，控制器使用的控制方法为：末端速度外环使用自抗扰控制、电流内环使用pi控制，同时对使用者训练过程中手臂上随机的力变化导致的力矩影响、速度影响、紧凑弹力机构位置变化进行补偿，实现对弹性结构末端绳索速度的精确控制。10.根据权利要求4所述的一种等速等张肌力训练器械，其特征在于，在等张训练模式中，控制器使用的控制方法为：末端张力外环使用pid控制、电流内环使用pi控制，同时对紧凑弹力机构中动滑轮运动过程中存在的摩擦力进行补偿，实现对弹性结构末端绳索张力的精确控制。
技术总结
本发明涉及一种等速等张肌力训练器械，包括电机组件、紧凑弹力机构、绳索、拉手、电机驱动器、控制器和电源模块；电机组件连接绳索的一端，绳索经过紧凑弹力机构后连接拉手，电机驱动器连接电机组件，控制器连接电机驱动器和紧凑弹力机构中的电子元件，电源模块用于为训练器械供电。与现有技术相比，本发明将原本体积巨大的等速等张训练器械进行小型化，通过部件和结构和合理化设计，能在实现便携性的同时实现与大型等速器械相同的功能，实现病床边小体积下进行等速等张肌力训练功能。体积下进行等速等张肌力训练功能。体积下进行等速等张肌力训练功能。
技术研发人员：胡冰山 任豪 喻洪流 周洲 刘峰辰 张付超
受保护的技术使用者：上海理工大学
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/10/10