具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1(a)、图1(b)所示的一种声控智能自适应臂力辅助练习器(以下简称练习器)，练习器包括：底座1、升降部2、站立平台3、传感部(未示出)、声控部(未示出)和智能控制部(未示出)。其中，升降部2设置在底座1上方；站立平台3设置在升降部2上方；传感部包括一个或多个设置在站立平台3中的传感器；传感部与智能控制部连接，传感部用于采集训练参数；声控部与智能控制部连接，用于将声音信号转化为电信号，并发送到智能控制部；智能控制部根据电信号获取控制命令；智能控制部与升降部2连接，根据训练参数和控制命令控制所述升降部2升降。如图1(b)所示，升降部2包括外套筒机构21和内套筒机构22。

如图2(a)、图2(b)所示，底座1包括底板11、滚轮组件12和第一销钉孔13。第一销钉孔13设置在底板11上，用于与升降部2连接。不失一般性地，滚轮组件121设置四个，便于练习器移动和转向。

示例性地，如图3所示，滚轮组件12包括滚轮121、滚轮芯轴122、转动杆123、滑动旋转杆124、滑块125和滑槽126。滚轮组件12为可收缩组件，能够带动滚轮121收起或放下。滚轮121安装在滚轮芯轴122上，滚轮芯轴122与转动杆123的第一端(自由端)相连接。转动杆123的第二端为固定端，转动杆123的第二端与底板11铰接，转动杆123能够绕铰接点转动。转动杆123的第一端还与滑动旋转杆124的第一端相连接。滑动旋转杆124的第二端与滑块125相连接，滑块125设置在滑槽126中。滑块125能够沿着滑槽126水平滑动，带动滑动旋转杆124的第二端水平移动，从而滑动旋转杆124带动转动杆123绕铰接点转动。铰接点为转动杆123与底板11铰接固定的点，铰接点设置在滑槽126一端，具体为靠近底板11外轮廓的一端。

进一步地，滑块125为数控滑块，可通过智能控制部控制位移从而实现滚轮121升降。通过滑块125在滑槽126内滑动来控制滑块125到铰接点的距离d。当滑块125靠近铰接点(即靠近转动杆123的第一端)时，距离d减小。转动杆123向上转动，带动滚轮121升起，当旋转杆123和滑动旋转杆124重叠在一条水平线上时，滚轮121收起至底座1外侧，底板11与地面贴合，防止练习器滑动。当滑块125远离铰接点(即远离转动杆123的第一端)时，距离d增大。转动杆123向下转动，带动滚轮121下降，滚轮121能够将底座1撑起，滚轮121接触地面，从而练习器可以容易地在地面上移动。具体地，转动杆123向下转动到竖直位置时，通过限位部件固定转动杆123的角度，作为滚轮121最佳工作位置。限位部件如可伸缩的卡块等，用来限制滑块125滑动。

如图4(a)、图4(b)所示，所述外套筒机构21上设有肋板211、底盘212、第二销钉孔213、液压腔214。底板11与外套筒机构21的底盘212通过销钉连接，即通过第一销钉孔13、第二销钉孔213和销钉连接。采用销钉连接的原因是该种情况下，销钉限制底盘212和底板11相对旋转，练习器的稳定性更为可靠。

如图5(a)、图5(b)所示，内套筒机构22设有受压柱体221、支承圆盘222、连接通孔223、橡胶圈224。液压腔214与受压主体221相配合，使得内套筒机构22能够沿外套筒机构21的内壁上下运动。液压腔214受控智能控制部控制，液压作用于受压柱体221下表面和橡胶圈224，工作原理和液压千斤顶相同或相似。受压柱体221承受来自外套筒机构21内液压腔214的液压强，沿外套筒内圈上下运动，整个机械运动里程为50mm-90mm，示例性地为70mm。实际使用时，根据智能控制部计算的升降高度智能设置升降运动里程，升降运动里程在机械运动里程的范围内。橡胶圈224套在受压柱体221尾端，使液压有效传递。支撑圆盘222与受压柱体221为一体，共同进行升降运动。支撑圆盘222上分布着多个(如4个)连接通孔223，连接通孔223用于与站立平台3通过连接通孔223和连接部件连接，使得站立平台3同样以相同的运动里程上下运动。

具体地，外套筒机构21的外围设置有多个肋板212。不失一般性地，沿外围均匀设置4个肋板212。肋板212沿高度方向(即升降部2的升降方向)延伸，上窄下宽。肋板212用于稳固练习器结构。

如图6(a)、图6(b)所示，站立平台3包括缓冲垫31、沉头孔32。另外，传感部一个或多个传感器，其中至少一个或多个设置在站立平台3中。示例性地，采集训练者体重参数和升降过程中压力参数的压力传感器设置在站立平台3中。站立平台3上分布着多个(如4个)沉头孔32，所述沉头孔32设置在站立平台3上，用于与支撑圆盘222上的连接通孔223配合，通过螺钉或销钉连接，实现站立平台3与内套筒机构22的连接。此处对连接件的强度要求并不高，因此采用螺钉连接即可，连接通孔223为螺纹通孔，连接部件为螺钉。缓冲垫31的为弹性材料制成，示例性地，缓冲垫为泡沫垫。可以使训练者在进行臂力练习的时候脚底更加舒适。橡胶圈224和泡沫垫均可提供一定的缓冲作用。

本发明实施例的辅助练习器通过智能控制部，结合传感部、声控部实现智能自适应控制，方便为用户提供安全、科学和灵活的辅助力量。

辅助练习器的传感部包括多个传感器，多个传感器用于采集所述训练中的一个或多个训练参数。训练参数包括：练习者的身高、体重、臂展，训练器械的种类(单杠或双杠)、高度和位置。不失一般性地，多个传感器集成在练习器中，如设置在站立平台3中。

智能控制部根据传感器参数智能控制练习器，包括控制升降部2的升降。智能控制部可以集成在练习器中，如设置在站立平台3中或升降部2的侧方，也可以单独设置，并通过有线或无线的方式与升降部2、声控部、传感部相连接。智能控制部包括具有逻辑运算和控制的逻辑单元，进一步地，还包括逻辑单元连接的显示单元和输入单元。不失一般性地，显示单元和输入单元可以集成在同一部件上，如控制面板或者移动设备APP。逻辑单元为控制程序或者设置有控制程序的电子器件，不失一般性地，逻辑单元、显示单元和输入单元可以集成为一个控制面板，设置在站立平台3侧方。控制面板包括可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC系统)。

智能控制部根据传感部的训练参数生成训练方案，按照训练方案控制所述升降部升降。智能控制部根据训练参数确定控制参数中的一个或多个，所述控制参数包括：辅助力量、升降高度、起升速率和运动间隔，智能控制部根据所述控制参数控制升降部2升降。智能控制部根据站立平台3中的传感器采集的训练参数，确定训练者的训练状态；智能控制部在自动模式下，根据训练状态实时调整控制升降部2升降的控制参数。声控部用于根据语音信息控制练习器开启或关闭或暂停，并能够控制练习器以自动模式或非自动模式运行。非自动模式也是声控模式，作为备用控制方式在训练者对训练感到不适时对训练方案进行自行调整，在智能化自适应的训练系统中保留了可控性。自动模式下，智能控制部能自适应调整训练参数，为初学者的单双杠训练提供了极大的方便。

如图7所示，控制面板包括显示单元(显示器)和输入单元(如按键)。按键可以用于输入身高、需要的辅助力量、训练的频率等。本发明实施例的智能控制器既可以通过传感器采集训练参数来获取参数信息，也可以通过输入单元接收人工输入的参数信息，并可以结合两种采集方式，以提高灵活性和可用性。示例性地，泡沫垫中埋有压力传感器，训练者站在站立平台3上即可获得自己的体重参数，并显示在控制面板的屏幕上。

采集的参数信息显示在显示器上。示例性地，显示单元显示：训练模式(自动模式或者非自动模式)；训练者的身高、体重、臂展；当前训练过程的剩余时间、运动间隔、辅助力量和起升速率等。按键包括：“菜单”、“模式”、“确定”、“ON”(开启)和“OFF”(关闭)以及方向键。

本发明实施例通过声控部控制练习器动作，声控部可以根据语音信息控制练习器开启或关闭，并能够控制练习器以自动模式或非自动模式运行。在训练过程中，训练者也可以通过声控部实时切换模式、终止训练、发出控制升降参数的命令，如加大助力等。通过声控部的设置，能够更智能的适应训练者的训练状态和训练要求，保障训练者的安全性。声控部包括声音控制电路，能够将采集的语音信息转化电信号，将电信号控制命令发送到智能控制部。不失一般性地，声控部与智能控制部可以是电性连接的两个独立的电器元件，也可以是集成在一个电路板上的不同功能模块。示例性地，通过设置在站立平台3上的声音传感器获取声音信号，声控部对声音信号进行处理，将声音信号转化为电信号，输入到智能控制部。智能控制部对电流信号进行解读和分析，确定控制命令，控制升降部2动作。

如图8所示，声控部通过传感器采集声音信号后转换为电信号(具体为电流信号)发送到智能控制部，智能控制部识别电流信号中包含的控制命令。首先对电流信号表示的原始声音信息进行预处理，通过VAD进行静音切除，利用移动窗函数进行声音分帧(如分为N帧)。将预处理后的声音信息进行特征提取，通过波形变换处理进行声学特征提取，将提取的声学特征表示为多维向量。多维向量为12行(行维向量)*N列矩阵，N为总帧数。通过多维向量训练语音识别模型。其中，模型产生过程包括：把帧识别成状态，把状态组合成音素，把音素组合成单词，保存模型。识别声音信息时，同样执行预处理、提取特征、获取多维向量的步骤，生成待识别的模型，将待识别的模型与保存的模型进行模型匹配。具体为，构建一个状态网络，寻找与声音匹配的路径。利用匹配模型的过程获取声音信息包含的命令信息，即控制命令，并将命令信息录入到智能控制部，以调节电机功率和电机速率。进一步地，可以控制电机的启动/关闭动作，以及通过控制点击的功率控制内套筒机构22带动站立平台3运动的压力，通过控制电机的转速控制高度。

下面结合图9对练习器的具体工作过程进行说明。

通过智能控制部控制滚轮组件12放下滚轮121.训练者推动练习器，各滚轮121的运动相互独立，运动至指定位置(如单杠或者双杠下方或附近)时，练习器通过传感部的传感器采集训练器械(单杠/双杠)的高度、位置，根据单双杠的位置自动调整位置，如调整到单杠正下方或者偏离正下方一定距离处，再如，调整到双杠一端的两根杠之间，滚轮121自动收起。示例性地，通过激光定位传感器定位训练器械的位置。智能控制部控制滚轮121收起后，底座1与地面接触，不易滑动。训练者可以选择在控制面板手动输入，或者通过语音输入自己的身高和所需的训练参数。也可以通过各种集成的传感器测定训练者的身高、体重、臂展、单双杠高度等数据，如站立在站立平台3测量体重。智能控制部根据训练参数自动计算控制参数，如起升高度、速率等，自适应控制练习器的机械装置，练习器的机械装置包括滚轮组件12、内套筒机构21、外套筒机构22、底座1等。其中智能控制部计算控制参数来实现控制，控制参数可以显示在控制面板上，也可以通过控制面板上的按钮进行调整。控制参数包括：起升高度、起升速率、运动间隔、辅助力量等。智能控制部通过设定的控制参数调整液压腔214的液压，使得站立平台3按照设定的训练要求进行运动。训练过程中，站立平台3会实时监控训练者的训练状态，表征出训练者的训练强度，并实时地自适应修改训练方案，保证训练者的舒适度和安全性。如果训练者不需要这种修改，可以用声音发出命令将自动模式关闭，改为非自动模式，使训练方案始终不变化。当训练完成后，练习器会自动脱离训练者(如下降到原始位置)。待机一定时间后练习器会自动关闭。

使用者还可以通过声音控制练习器的启动与关闭、训练模式的改变和训练参数的改变。声控部通过传感器采集的声音信号转化为电流信号，输入到智能控制部，进行控制。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。