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申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：本发明公开了一种可计算做功的推杆阻尼器，包括推杆阻尼器，所述推杆阻尼器包括缸筒以及可在所述缸筒内伸缩的活塞杆，还包括力传感器和位移传感器；所述力传感器被配置成可以测量所述活塞杆在所述缸筒内移动时产生的阻力，所述位移传感器被配置成可以测量所述活塞杆在所述缸筒内移动的距离。本发明使用力传感器和位移传感器进行配对，一组即可计算做功，力传感器能够精确地测量出活塞杆在缸筒中移动时产生的阻力，位移传感器能够精确地测量出活塞杆在缸筒中移动的距离，从而计算出做功量，十分方便。

主权项：1.一种可计算做功的推杆阻尼器，包括推杆阻尼器，所述推杆阻尼器包括缸筒以及可在所述缸筒内伸缩的活塞杆，其特征在于：还包括力传感器和位移传感器；所述力传感器设置在所述推杆阻尼器上且所述力传感器的受力方向与所述活塞杆在所述缸筒内的运动方向保持一致，所述力传感器被配置成可以测量所述活塞杆在所述缸筒内移动时产生的阻力，所述位移传感器也设置在所述推杆阻尼器上且所述位移传感器的测距方向与所述活塞杆在所述缸筒内的运动方向保持一致，所述位移传感器被配置成可以测量所述活塞杆在所述缸筒内移动的距离；还包括第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆通过第一接头连接在相应部位，所述第二连接杆通过第二接头连接在相应部位；所述力传感器设置在所述活塞杆的自由端端面或者设置在所述缸筒的底部外端面：其中，所述力传感器设置在所述活塞杆的自由端端面时，所述第一连接杆连接在固定于所述活塞杆的自由端端面的所述力传感器上，所述第二连接杆连接在所述缸筒的底部外表面；其中，所述力传感器设置在所述缸筒的底部外端面时，所述第一连接杆连接在所述活塞杆的自由端，所述第二连接杆连连接在固定于所述缸筒的底部外端面的所述力传感器上；所述位移传感器选用拉绳位移传感器或者加速度位移传感器：其中，选用拉绳位移传感器时，拉绳位移传感器设置在所述缸筒的外表面，拉绳位移传感器的拉绳的自由端连接有拉环，所述力传感器上设置有支撑杆，所述拉环套设在所述支撑杆上，其中，选用加速度位移传感器时，加速度位移传感器设置在所述推杆阻尼器的主动运动构件上。

全文数据：一种可计算做功的推杆阻尼器技术领域本发明涉及阻尼设备领域，具体地说涉及一种可计算做功的推杆阻尼器。背景技术生命在于运动，为响应全民运动的号召，全国很多人民都涌入了健身房，积极进行运动，这也导致了健身器材这一领域在不断发展。除此之外，对于患有中风、脑卒中等疾病的患者也需要通过运动疗法来进行治疗，获得健康，这也促使了康复器械领域在飞速发展。无论是一些健身器材还是一些康复器械，都会用到推杆阻尼器，如踏步训练机等。当使用者在踏步机等器械上进行运动时，推杆阻尼器产生的阻力为增大使用者的运动负荷，从而达到运动锻炼和运动康复的目的。虽然通过这些器材达到了锻炼和康复的效果，但是却不知道这些器材对使用者到底有多大的帮助，使用这些器材运动多久才最有效，即无法得知自己做了多少功，消耗了多少能量。因此开发出一种可计算做功的健身器材或康复器械尤为重要。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，能够方便快捷地计算做功的推杆阻尼器。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种可计算做功的推杆阻尼器，包括推杆阻尼器，所述推杆阻尼器包括缸筒以及可在所述缸筒内伸缩的活塞杆，还包括力传感器和位移传感器；所述力传感器设置在所述推杆阻尼器上且所述力传感器的受力方向与所述活塞杆在所述缸筒内的运动方向保持一致，所述力传感器被配置成可以测量所述活塞杆在所述缸筒内移动时产生的阻力，所述位移传感器也设置在所述推杆阻尼器上且所述位移传感器的测距方向与所述活塞杆在所述缸筒内的运动方向保持一致，所述位移传感器被配置成可以测量所述活塞杆在所述缸筒内移动的距离。进一步地，所述力传感器设置在所述活塞杆的自由端端面或者设置在所述缸筒的底部外端面。进一步地，所述位移传感器选用拉绳位移传感器或者加速度位移传感器，选用拉绳位移传感器时，拉绳位移传感器设置在所述缸筒的外表面，拉绳位移传感器的拉绳的自由端连接在所述活塞杆上，选用加速度位移传感器时，加速度位移传感器设置在所述推杆阻尼器的主动运动构件上。进一步地，还包括第一连接杆和或第二连接杆，所述第一连接杆连接在所述活塞杆的自由端或者连接在固定于所述活塞杆的自由端端面的所述力传感器上，所述第二连接杆连接在所述缸筒的底部外表面或者连接在固定于所述缸筒的底部外端面的所述力传感器上。进一步地，还包括第一连接杆和第二连接杆，所述力传感器固定在所述活塞杆的自由端端面，所述第一连接杆连接在所述力传感器的远离所述活塞杆的一端，所述第二连接杆连接在所述缸筒的底部外表面。进一步地，所述位移传感器选用拉绳位移传感器，拉绳位移传感器设置在所述缸筒的外表面，拉绳位移传感器的拉绳的自由端连接有拉环，所述力传感器固定在所述活塞杆的自由端端面，所述力传感器上设置有支撑杆，所述拉环套设在所述支撑杆上。进一步地，所述第一连接杆通过第一接头连接在相应部位，所述第二连接杆通过第二接头连接在相应部位。进一步地，所述第一接头呈环状，所述第一接头固定在相应部位，所述第一连接杆穿设在所述第一接头内并与所述第一接头转动配合，所述第二接头呈环状，所述第二接头固定在相应部位，所述第二连接杆穿设在所述第二接头内并与所述第二接头转动配合。进一步地，所述推杆阻尼器选用气动推杆阻尼器或者液压推杆阻尼器。本发明的有益效果体现在：本发明结构简单，容易制作，将本发明使用在健身器材或者康复器械中，通过推杆阻尼器上安装的力传感器能够得出使用者运动时产生的阻力，通过位移传感器能够得出使用者运动时产生的位移，即可计算出使用者运动时所做的功，进一步地，就能得出使用者运动时所消耗的能量，简单快捷。当使用者通过健身器材或康复器械进行运动能够得知自己消耗了多少能量，就能够制定符合自己的运动时间和运动程度，更有效的进行锻炼或者康复。附图说明图1是本发明一实施例在活塞杆伸长状态下的立体结构示意图。图2是本发明一实施例在活塞杆伸长状态下的俯视结构示意图。图3是本发明一实施例在活塞杆收缩状态下的立体结构示意图。图4是本发明一实施例在活塞杆收缩状态下的俯视结构示意图。附图中各部件的标记为：1缸筒、2活塞杆、3力传感器、4位移传感器、5位移传感器的拉绳、6第一连接杆、7第二连接杆、8第一接头、9第二接头、10力测量输出部分、11位移测量输出部分、12拉环、13连接杆。具体实施方式下面将参考附图来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。参见图1至图4。本发明可计算做功的推杆阻尼器，包括推杆阻尼器，所述推杆阻尼器包括缸筒1以及可在所述缸筒1内伸缩的活塞杆2，还包括力传感器3和位移传感器；所述力传感器3设置在所述推杆阻尼器上且所述力传感器3的受力方向与所述活塞杆2在所述缸筒1内的运动方向保持一致，所述力传感器3被配置成可以测量所述活塞杆2在所述缸筒1内移动时产生的阻力，所述位移传感器也设置在所述推杆阻尼器上且所述位移传感器的测距方向与所述活塞杆2在所述缸筒1内的运动方向保持一致，所述位移传感器被配置成可以测量所述活塞杆2在所述缸筒1内移动的距离。本发明使用力传感器和位移传感器进行配对，一组即可计算做功，力传感器能够精确地测量出活塞杆在缸筒中移动时产生的阻力，位移传感器能够精确地测量出活塞杆在缸筒中移动的距离，从而计算出做功量，十分方便。在一实施例中，所述力传感器3设置在所述活塞杆2的自由端端面或者设置在所述缸筒1的底部外端面。力传感器设置在活塞杆的自由端端面适用于缸筒固定、活塞杆运动的使用情形，而力传感器设置在缸筒的底部外端面适用于活塞杆固定，缸筒运动的使用情形，两种方式都能够精确有效地测量出阻力，而且结构简单、安装方便。在一实施例中，所述位移传感器选用拉绳位移传感器4或者加速度位移传感器，选用拉绳位移传感器4时，拉绳位移传感器4设置在所述缸筒1的外表面，拉绳位移传感器4的拉绳5的自由端连接在所述活塞杆2上，选用加速度位移传感器时，加速度位移传感器设置在所述推杆阻尼器的主动运动构件上。这样设计，不仅使装置结构简单、安装方便，还能够更精确地测量出活塞杆在缸筒中产生的位移。当活塞杆为主动运动构件，缸筒不动时，加速度位移传感器安装在活塞杆上；当活塞杆不动，缸筒为主动运动构件时，加速度位移传感器安装在缸筒上。不同的传感器提供了不同的安装选择，也为得出活塞杆在缸筒中产生的阻力和位移提供了不同的测量方法。在一实施例中，还包括第一连接杆6，所述第一连接杆6连接在所述活塞杆2的自由端当力传感器固定在缸筒上时或者连接在固定于所述活塞杆2的自由端端面的所述力传感器3上当力传感器固定在活塞杆的自由端端面时。通过第一连接杆能够更便于将本发明安装在康复器材或者医疗器械上进行使用，而且结构简单，设计合理。在一实施例中，还包括第二连接杆7，所述第二连接杆7连接在所述缸筒1的底部外表面当力传感器固定在活塞杆上时或者连接在固定于所述缸筒1的底部外端面的所述力传感器3上当力传感器固定在缸筒的底部外端面时。通过第二连接杆能够更便于将本发明安装在康复器材或者医疗器械上进行使用，而且结构简单，设计合理。在一实施例中，所述位移传感器选用拉绳位移传感器4，拉绳位移传感器4设置在所述缸筒1的外表面，拉绳位移传感器4的拉绳5的自由端连接有拉环12，所述力传感器3固定在所述活塞杆2的自由端端面，所述力传感器3上设置有支撑杆13，所述拉环12套设在所述支撑杆13上。力传感器和位移传感器按照上述结构形式安装在推杆阻尼器上，结构简单、合理，安装方便，能够更精确地测量出活塞杆在缸筒中产生的阻力和位移。在一实施例中，还包括第一连接杆6和第二连接杆7，所述力传感器3固定在所述活塞杆2的自由端端面，所述第一连接杆6连接在所述力传感器3的远离所述活塞杆2的一端，所述第二连接杆7连接在所述缸筒1的底部外表面。通过第一和第二连接杆能够更便于将本发明安装在康复器材或者医疗器械上进行使用，适用于缸筒固定、活塞杆运动的使用情形。在一实施例中，所述第一连接杆6通过第一接头8连接在相应部位，所述第二连接杆7通过第二接头9连接在相应部位。这样设计，以第一、第二接头为过渡，容易连接安装第一、第二连接杆。在一实施例中，所述第一接头8呈环状，所述第一接头8固定在相应部位，所述第一连接杆6穿设在所述第一接头8内并与所述第一接头8转动配合，所述第二接头9呈环状，所述第二接头9固定在相应部位，所述第二连接杆7穿设在所述第二接头9内并与所述第二接头9转动配合。这样设计，第一、二连接杆能够转动，从而在与康复器材或者医疗器械等设备连接配合时，能够实现转动连接，实用性更好。本发明的推杆阻尼器可使用气动推杆阻尼器，也可使用液压推杆阻尼器。可根据需要选择。具体实施中，力传感器可选用承重传感器或者拉力传感器，力传感器和位移传感器的形状和类别可根据推杆阻尼器的实际用途进行调整。根据推杆阻尼器用于不同种的健身器材和康复器械中，选择适合的力传感器和位移传感器，更有利于得出力和位移，进而更精确的计算出功。具体使用时，将本发明的推杆阻尼器通过第一连接杆和第二连接杆安装在健身器材或者康复器械中，如踏步训练机上。第一连接杆和第二连接杆与健身器材或康复器械连接，两杆之间的距离是可变动的。当人在健身器材或康复器械上运动时，会带动第一或第二连接杆，使活塞杆在缸筒中来回运动，即使推杆阻尼器循环伸长和收缩。在这个运动过程中，通过力传感器和力测量输出部分10可以是数据线或无线发射器得出活塞杆在缸筒中伸长收缩时产生的阻力，通过位移传感器和位移测量输出部分11可以是数据线或无线发射器得出活塞杆在缸筒中伸长收缩时产生的位移，再通过计算得出做了多少功。因为活塞杆在缸筒中伸长和收缩做的功和人运动让活塞杆伸长收缩做的功是等效的，继而可以计算出人运动做了多少功，进一步地，可以得出人运动消耗了多少能量。将本发明用于健身器材和康复器械中，能够计算出使用者运动时做了多少功，从而得出使用者运动消耗了多少能量，让使用者能够制定出更加符合自己的运动时间和运动程度，进行更有效的锻炼或康复。应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种可计算做功的推杆阻尼器，包括推杆阻尼器，所述推杆阻尼器包括缸筒以及可在所述缸筒内伸缩的活塞杆，其特征在于：还包括力传感器和位移传感器；所述力传感器设置在所述推杆阻尼器上且所述力传感器的受力方向与所述活塞杆在所述缸筒内的运动方向保持一致，所述力传感器被配置成可以测量所述活塞杆在所述缸筒内移动时产生的阻力，所述位移传感器也设置在所述推杆阻尼器上且所述位移传感器的测距方向与所述活塞杆在所述缸筒内的运动方向保持一致，所述位移传感器被配置成可以测量所述活塞杆在所述缸筒内移动的距离。2.如权利要求1所述的可计算做功的推杆阻尼器，其特征在于：所述力传感器设置在所述活塞杆的自由端端面或者设置在所述缸筒的底部外端面。3.如权利要求1或2所述的可计算做功的推杆阻尼器，其特征在于：所述位移传感器选用拉绳位移传感器或者加速度位移传感器，选用拉绳位移传感器时，拉绳位移传感器设置在所述缸筒的外表面，拉绳位移传感器的拉绳的自由端连接在所述活塞杆上，选用加速度位移传感器时，加速度位移传感器设置在所述推杆阻尼器的主动运动构件上。4.如权利要求1所述的可计算做功的推杆阻尼器，其特征在于：还包括第一连接杆和或第二连接杆，所述第一连接杆连接在所述活塞杆的自由端或者连接在固定于所述活塞杆的自由端端面的所述力传感器上，所述第二连接杆连接在所述缸筒的底部外表面或者连接在固定于所述缸筒的底部外端面的所述力传感器上。5.如权利要求1所述的可计算做功的推杆阻尼器，其特征在于：还包括第一连接杆和第二连接杆，所述力传感器固定在所述活塞杆的自由端端面，所述第一连接杆连接在所述力传感器的远离所述活塞杆的一端，所述第二连接杆连接在所述缸筒的底部外表面。6.如权利要求1所述的可计算做功的推杆阻尼器，其特征在于：所述位移传感器选用拉绳位移传感器，拉绳位移传感器设置在所述缸筒的外表面，拉绳位移传感器的拉绳的自由端连接有拉环，所述力传感器固定在所述活塞杆的自由端端面，所述力传感器上设置有支撑杆，所述拉环套设在所述支撑杆上。7.如权利要求4或5所述的可计算做功的推杆阻尼器，其特征在于：所述第一连接杆通过第一接头连接在相应部位，所述第二连接杆通过第二接头连接在相应部位。8.如权利要求7所述的可计算做功的推杆阻尼器，其特征在于：所述第一接头呈环状，所述第一接头固定在相应部位，所述第一连接杆穿设在所述第一接头内并与所述第一接头转动配合，所述第二接头呈环状，所述第二接头固定在相应部位，所述第二连接杆穿设在所述第二接头内并与所述第二接头转动配合。9.如权利要求1或2所述的可计算做功的推杆阻尼器，其特征在于：所述推杆阻尼器选用气动推杆阻尼器或者液压推杆阻尼器。

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