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跑步機(jī)以及用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置和方法

文檔序號(hào):1625829閱讀:836來源:國知局
跑步機(jī)以及用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及跑步機(jī)的控制,旨在解決現(xiàn)有跑步機(jī)無法自動(dòng)調(diào)速的問題。為此目的,本發(fā)明提供一種跑步機(jī)以及用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置和方法。該自動(dòng)調(diào)速裝置包括:跑步帶張力檢測器,其用于檢測運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方和后方的跑步帶張力;以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器,其與跑步帶張力檢測器和跑步機(jī)的電動(dòng)機(jī)連通,用于根據(jù)跑步帶張力檢測器的檢測結(jié)果來自動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于跑步帶張力檢測器的檢測結(jié)果能夠反映運(yùn)動(dòng)者的潛在調(diào)速需求,因此,本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置能夠自動(dòng)判斷運(yùn)動(dòng)者的加速和減速需求并相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié),而不需要任何手動(dòng)操作,從而消除了手動(dòng)操作的不便以及與之相關(guān)的危險(xiǎn)。
【專利說明】跑步機(jī)以及用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及跑步機(jī)的控制,具體涉及一種用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì),在陸地上每跑1000米,雙腿就得撞擊地面600-700次,不僅腳部、腿部和臀部肌肉會(huì)受到震動(dòng),還很容易扭傷肌肉或拉傷韌帶。跑步機(jī)是一種輔助人們跑步、散步的健身器材,由于其傳動(dòng)滾帶是橡膠的,所以對(duì)腿腳關(guān)節(jié)的沖擊力比跑馬路要減少很多,不易引起傷病,從而保證運(yùn)動(dòng)量的科學(xué)和安全。
[0003]現(xiàn)有跑步機(jī)的操作面板上設(shè)有多個(gè)窗口,分別顯示運(yùn)動(dòng)者的跑步速度、時(shí)間、里程、消耗的卡路里數(shù)、心率等。此外,該操作面板上往往還設(shè)有加速和減速按鈕,有的跑步機(jī)上還設(shè)有分級(jí)定速按鈕,供運(yùn)動(dòng)者調(diào)整速度時(shí)使用。然而,無論是加速和減速按鈕,還是分級(jí)定速按鈕,都存在一個(gè)共同的問題。即,這些按鈕都需要運(yùn)動(dòng)者手動(dòng)調(diào)節(jié),對(duì)于有視力障礙或者高速跑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)者來說,這種手動(dòng)操作就顯得極為不便,有時(shí)甚至?xí)l(fā)危險(xiǎn)。
[0004]因此,本領(lǐng)域需要一種能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)跑步機(jī)速度的裝置,該裝置能夠自動(dòng)判斷運(yùn)動(dòng)者的加速和減速需求并相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié),而不需要運(yùn)動(dòng)者進(jìn)行任何手動(dòng)操作,從而消除了手動(dòng)操作的不便以及與之相關(guān)的危險(xiǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在解決上述問題。具體而言,本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有跑步機(jī)無法自動(dòng)調(diào)速的問題。為此目的,本發(fā)明提供一種用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置。該自動(dòng)調(diào)速裝置的特征在于包括:跑步帶張力檢測器,其用于實(shí)時(shí)檢測運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方和后方的跑步帶張力;以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器,其與所述跑步帶張力檢測器和所述跑步機(jī)的電動(dòng)機(jī)連通,用于根據(jù)所述跑步帶張力檢測器的檢測結(jié)果來控制所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。優(yōu)選地,當(dāng)所述跑步帶張力檢測器檢測到運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方的跑步帶張力與運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)后方的跑步帶張力之間的差值達(dá)到一定閾值時(shí),所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器就命令所述電動(dòng)機(jī)加速或減速。
[0006]在采用本發(fā)明的技術(shù)方案的情況下,當(dāng)運(yùn)動(dòng)者在跑步機(jī)上跑步或行走時(shí),如果需要減速,運(yùn)動(dòng)者可以放慢腳步或者在手扶跑步機(jī)把手的同時(shí)向前逆向蹬踏跑步帶,此時(shí),由于運(yùn)動(dòng)者的邁腿速度低于跑步帶的向后運(yùn)行速度,跑步帶在一定程度上拖拽著運(yùn)動(dòng)者的腿往后運(yùn)行。在這種情況下,如果以運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)為基準(zhǔn),則跑步帶張力檢測器會(huì)檢測到落腳點(diǎn)前方的跑步帶張力小于落腳點(diǎn)后方的跑步帶張力,這表明運(yùn)動(dòng)者意圖降低跑步機(jī)的速度,此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器便可以根據(jù)跑步帶張力檢測器的檢測結(jié)果直接降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,而不需要運(yùn)動(dòng)者來手動(dòng)操作。反之,如果需要加速,則運(yùn)動(dòng)者可以加快腳步或者在手扶跑步機(jī)把手的同時(shí)向后踩踏跑步帶,此時(shí),由于運(yùn)動(dòng)者的邁腿速度高于跑步帶的傳動(dòng)速度,跑步帶在一定程度上被運(yùn)動(dòng)者的腿拖拽著往后運(yùn)行。在這種情況下,如果以運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)為基準(zhǔn),則跑步帶張力檢測器會(huì)檢測到落腳點(diǎn)前方的跑步帶張力大于落腳點(diǎn)后方的跑步帶張力,這表明運(yùn)動(dòng)者意圖提高跑步機(jī)的速度,此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器便可以根據(jù)跑步帶張力檢測器的檢測結(jié)果直接提高電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,而不需要運(yùn)動(dòng)者來手動(dòng)操作。關(guān)于此點(diǎn)需要指出的是,無論是需要加速還是減速,運(yùn)動(dòng)者在加快腳步(向后蹬踏跑步帶)或放慢腳步(向前蹬踏跑步帶)時(shí)幅度都無需過大,只要所述跑步帶張力檢測器能夠檢測到落腳點(diǎn)前后的張力變化即可。否則,尤其在因需要減速而放慢腳步的情況下,幅度過大可能會(huì)造成運(yùn)動(dòng)者從跑步機(jī)上掉落。
[0007]在上述自動(dòng)調(diào)速裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中,當(dāng)所述跑步帶張力檢測器檢測到運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方的跑步帶張力大于落腳點(diǎn)后方的跑步帶張力并且二者之間的差值達(dá)到一定閾值時(shí),所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器就命令所述電動(dòng)機(jī)加速,并且其中,當(dāng)所述跑步帶張力檢測器檢測到運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方的跑步帶張力小于落腳點(diǎn)后方的跑步帶張力并且二者之間的差值達(dá)到一定閾值時(shí),所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器就命令所述電動(dòng)機(jī)減速。
[0008]在理想情況下,當(dāng)運(yùn)動(dòng)者在跑步機(jī)上跑步或行走時(shí),其落腳點(diǎn)前后的跑步帶張力應(yīng)該大致相等。因此,如果跑步帶張力檢測器檢測到落腳點(diǎn)前的跑步帶張力大于落腳點(diǎn)后的跑步帶張力,則表明運(yùn)動(dòng)者意圖加速;反之,如果落腳點(diǎn)前的跑步帶張力小于落腳點(diǎn)后的跑步帶張力,則表明運(yùn)動(dòng)者意圖減速。然而,由于每個(gè)運(yùn)動(dòng)者的個(gè)體差異,落腳點(diǎn)前后的張力差可能各不相同。因此,對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)者而言,上述閾值也可能各不相同。例如,對(duì)于有些運(yùn)動(dòng)者而言,其平時(shí)喜歡被跑步帶拖拽著跑步或行走,在正常情況下其落腳點(diǎn)前的跑步帶張力小于落腳點(diǎn)后的跑步帶張力,即使在因?yàn)橄爰铀俣涌炷_步時(shí),其落腳點(diǎn)前的跑步帶張力可能也略小于落腳點(diǎn)后的跑步帶張力。在這種情況下,對(duì)于這個(gè)運(yùn)動(dòng)者而言,上述加速時(shí)的閾值就是負(fù)值。當(dāng)然,這種特殊情況可以通過本發(fā)明的參數(shù)設(shè)定器來解決,具體請(qǐng)參見下文的詳細(xì)描述。
[0009]在上述自動(dòng)調(diào)速裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中,所述跑步帶張力檢測器包括多個(gè)跑步帶張力傳感器,所述跑步帶張力傳感器設(shè)置在所述跑步機(jī)的主框架上,或者設(shè)置在所述跑步機(jī)的、靠近跑步帶的前后殼體上,或者設(shè)置在所述跑步帶上,或者設(shè)置在所述跑步帶下方的跑步板上,用于檢測運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方和后方的跑步帶張力。當(dāng)所述跑步帶張力傳感器設(shè)置在跑步帶上時(shí),其優(yōu)選地采用接觸式張力傳感器。當(dāng)所述跑步帶張力傳感器設(shè)置在所述主框架、殼體或跑步板上時(shí),其優(yōu)選地采用非接觸式張力傳感器。這些傳感器可以較密集地設(shè)置,以便覆蓋跑步帶的各個(gè)位置,從而無論運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)在跑步帶上的哪個(gè)位置,所述傳感器都能準(zhǔn)確地檢測出運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前后的跑步帶張力。
[0010]在上述自動(dòng)調(diào)速裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中,該跑步機(jī)包括主框架、所述電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)輥、從動(dòng)輥、所述跑步板和所述跑步帶,該主框架包括立柱和水平支架,所述電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輥設(shè)置在該主框架的水平支架的一端,所述電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輥相連并為其提供動(dòng)力,從動(dòng)輥與驅(qū)動(dòng)輥對(duì)置地設(shè)置在水平支架的另一端,所述跑步板在驅(qū)動(dòng)輥與從動(dòng)輥之間延伸并且介于水平支架的兩根側(cè)軌之間,所述跑步帶纏繞驅(qū)動(dòng)輥和從動(dòng)輥并且鋪設(shè)在所述跑步板上。優(yōu)選地,該跑步機(jī)還包括兩對(duì)軸承,該主框架還包括設(shè)置在所述水平支架上的兩對(duì)軸承座,所述驅(qū)動(dòng)輥和從動(dòng)輥分別通過所述兩對(duì)軸承和軸承座連接到所述主框架上,其中,所述跑步帶張力檢測器包括多個(gè)壓力傳感器,所述壓力傳感器設(shè)置在所述軸承與軸承座之間并且位于靠近跑步板中央的一側(cè),并且其中,當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)輥的軸承與軸承座之間的壓力傳感器檢測到的壓力大于所述從動(dòng)輥的軸承與軸承座之間的壓力傳感器檢測到的壓力并且二者之間的差值大于一定閾值時(shí),所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器就命令所述電動(dòng)機(jī)加速;并且當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)輥的軸承與軸承座之間的壓力傳感器檢測到的壓力小于所述從動(dòng)輥的軸承與軸承座之間的壓力傳感器檢測到的壓力并且二者之間的差值大于一定閾值時(shí),所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器就命令所述電動(dòng)機(jī)減速。
[0011]本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是,跑步帶的張力可以直接檢測,也可以通過跑步帶施加到驅(qū)動(dòng)輥或從動(dòng)輥上的作用力來檢測。具體而言,無論在靜止?fàn)顟B(tài)下還是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,只要跑步帶被安裝就位,其便會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)輥和從動(dòng)輥施加一定的作用力,這種作用力會(huì)直接反映到支撐驅(qū)動(dòng)輥和從動(dòng)輥的軸承與設(shè)置在水平支架上的軸承座之間。如果在所述軸承與軸承座之間的適當(dāng)位置設(shè)置壓力傳感器,便可以檢測出驅(qū)動(dòng)輥和從動(dòng)輥施加給水平支架(具體是施加給軸承座)的壓力,從而可以間接檢測出跑步帶施加給驅(qū)動(dòng)輥和從動(dòng)輥的壓力,進(jìn)而換算出跑步帶的張力。更具體地說,在理想情況下,當(dāng)運(yùn)動(dòng)者在跑步機(jī)上跑步或行走時(shí),其落腳點(diǎn)前后的跑步帶張力應(yīng)該大致相等,或者存在一組穩(wěn)態(tài)值。相應(yīng)地,落腳點(diǎn)前的跑步帶施加給驅(qū)動(dòng)棍的壓力與落腳點(diǎn)后的跑步帶施加給從動(dòng)棍的壓力也大致相等或者存在一個(gè)固定比率。因此,如果驅(qū)動(dòng)輥的軸承與軸承座之間的壓力傳感器檢測到的壓力大于從動(dòng)輥的軸承與軸承座之間的壓力傳感器檢測到的壓力,則表明落腳點(diǎn)前的跑步帶張力大于落腳點(diǎn)后的跑步帶張力,因而表明運(yùn)動(dòng)者意圖加速;反之,如果驅(qū)動(dòng)輥的軸承與軸承座之間的壓力傳感器檢測到的壓力小于從動(dòng)輥的軸承與軸承座之間的壓力傳感器檢測到的壓力,則表明落腳點(diǎn)前的跑步帶張力小于落腳點(diǎn)后的跑步帶張力,因而表明運(yùn)動(dòng)者意圖減速。當(dāng)然,如上所述,由于不同的運(yùn)動(dòng)者存在個(gè)體差異,落腳點(diǎn)前后的張力差可能各不相同,因此反映到前后壓力傳感器的輸出值的差值上也可能各不相同。
[0012]在上述自動(dòng)調(diào)速裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中,所述跑步帶張力檢測器包括四個(gè)壓力傳感器,其中兩個(gè)設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)輥的軸承與軸承座之間,另外兩個(gè)設(shè)置在所述從動(dòng)輥的軸承與軸承座之間。
[0013]與上述直接檢測跑步帶張力的技術(shù)方案相比,這種采用壓力傳感器來檢測驅(qū)動(dòng)輥和從動(dòng)輥施加給軸承座的壓力的方式能夠大幅度減少所采用的傳感器的數(shù)量。并且,由于所述壓力傳感器設(shè)置在驅(qū)動(dòng)輥和從動(dòng)輥的軸承和軸承座之間,其穩(wěn)定性和耐用性顯然要高于設(shè)置在跑步板上的跑步帶張力傳感器。此外,從技術(shù)成熟度上來講,壓力傳感器也比張力傳感器要成熟很多。
[0014]在上述自動(dòng)調(diào)速裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中,該自動(dòng)調(diào)速裝置還包括參數(shù)設(shè)定器,該參數(shù)設(shè)定器用于在運(yùn)動(dòng)者最初踏上跑步機(jī)時(shí)讀取所述跑步帶張力檢測器的檢測結(jié)果并根據(jù)所述檢測結(jié)果來設(shè)定專用于該運(yùn)動(dòng)者的張力閾值或壓力閾值。
[0015]如上所述,不同的運(yùn)動(dòng)者存在個(gè)體差異,其落腳點(diǎn)前后的跑步帶張力差可能各不相同。因此,對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)者而言,上述各技術(shù)方案中的閾值也可能各不相同。例如,對(duì)于有些運(yùn)動(dòng)者而言,其平時(shí)喜歡被跑步帶拖拽著跑步或行走,在正常情況下其落腳點(diǎn)前的跑步帶張力明顯小于落腳點(diǎn)后的跑步帶張力,即使為了加速而加快腳步,其落腳點(diǎn)前的跑步帶張力也可能略小于落腳點(diǎn)后的跑步帶張力??紤]到這種情況,就需要針對(duì)不同的運(yùn)動(dòng)者確定不同的張力或壓力閾值。本發(fā)明的上述參數(shù)設(shè)定器能夠在運(yùn)動(dòng)者最初踏上跑步機(jī)的一小段時(shí)間內(nèi)讀取跑步帶張力檢測器的檢測結(jié)果,根據(jù)該檢測結(jié)果計(jì)算出適用于該運(yùn)動(dòng)者的各種張力或壓力閾值,從而在后續(xù)的自動(dòng)調(diào)速操作中使用所述閾值來判斷運(yùn)動(dòng)者的加速和/或減速意圖。備選地,本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置還可以為運(yùn)動(dòng)者提供不同的閾值選項(xiàng)。例如,可以提供至少三種閾值選項(xiàng):超前選項(xiàng)、正常選項(xiàng)和滯后選項(xiàng),超前選項(xiàng)適用于喜歡蹬著跑步帶跑步的運(yùn)動(dòng)者一即喜歡邁腿速度高于跑步帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度的運(yùn)動(dòng)者,正常選項(xiàng)適用于無特殊嗜好的運(yùn)動(dòng)者,滯后選項(xiàng)適用于喜歡被跑步帶拖拽著跑步的運(yùn)動(dòng)者一即喜歡邁腿速度低于跑步帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度的運(yùn)動(dòng)者。
[0016]在上述自動(dòng)調(diào)速裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中,該參數(shù)設(shè)定器集成在所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器中。這種集成既可以是物理集成,即參數(shù)設(shè)定器與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器一起設(shè)置在單個(gè)殼體中并因此形成一個(gè)組件,也可以是功能上的集成,即參數(shù)設(shè)定器作為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器的一個(gè)功能模塊而存在。
[0017]本發(fā)明還提供一種跑步機(jī),該跑步機(jī)包括上述技術(shù)方案中任一個(gè)所述的自動(dòng)調(diào)速
>J-U ρ?α裝直。
[0018]本發(fā)明另外還提供一種用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速方法。該方法包括:實(shí)時(shí)檢測運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方和后方的跑步帶張力;以及根據(jù)檢測出的運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方和后方的跑步帶張力來控制所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]通過結(jié)合附圖來理解本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,本發(fā)明的上述以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚,附圖中:
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明的跑步機(jī)的側(cè)面示意圖;
[0021]圖2是根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置的功能框圖;
[0022]圖3是根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置的第一實(shí)施方式的示意圖;
[0023]圖4是根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置的第二實(shí)施方式的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式作出的詳細(xì)描述本質(zhì)上僅僅是示例性的,并非旨在限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)指出的是,盡管該優(yōu)選實(shí)施方式披露了本發(fā)明的各種具體參數(shù)和細(xì)節(jié),但是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是,本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于這些參數(shù)和細(xì)節(jié),在不偏離本發(fā)明的基本原理的情況下,本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)@些參數(shù)和細(xì)節(jié)做出修改或等同替換,修改或替換后的實(shí)施方案也將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0025]首先參照?qǐng)D1,該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的跑步機(jī)1的側(cè)面示意圖。如圖1所示,跑步機(jī)1包括主框架11、電動(dòng)機(jī)12、驅(qū)動(dòng)輥13、從動(dòng)輥14、跑步板15和跑步帶16。主框架11包括立柱111和水平支架112。通常情況下,立柱111呈傾斜狀態(tài),并且其頂部設(shè)置有操作面板,操作面板上設(shè)置有各種按鈕和窗口。電動(dòng)機(jī)12、驅(qū)動(dòng)棍13和從動(dòng)棍14均設(shè)置在該主框架11的水平支架112上。電動(dòng)機(jī)12與驅(qū)動(dòng)輥13通過皮帶傳動(dòng)等方式相連并為其提供動(dòng)力。作為示例,電動(dòng)機(jī)12可以是變頻電機(jī),以便根據(jù)需要調(diào)整其轉(zhuǎn)速。從動(dòng)輥14與驅(qū)動(dòng)輥13對(duì)置地設(shè)置在水平支架112的另一端(在圖1中為右側(cè))。跑步板15在驅(qū)動(dòng)輥13與從動(dòng)輥14之間延伸并且介于水平支架112的兩根側(cè)軌之間(圖1中未示出所述側(cè)軌)。跑步帶16纏繞驅(qū)動(dòng)輥13和從動(dòng)輥14并且鋪設(shè)在跑步板15上。在操作過程中,運(yùn)動(dòng)者2站立在跑步帶16和跑步板15上并隨著跑步帶16的運(yùn)轉(zhuǎn)而邁動(dòng)雙腿。
[0026]本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是,在理想狀態(tài)下,如果運(yùn)動(dòng)者2邁動(dòng)雙腿的速度與跑步帶16的運(yùn)轉(zhuǎn)速度正好匹配,當(dāng)運(yùn)動(dòng)者在跑步機(jī)1上跑步或行走時(shí),其落腳點(diǎn)P前后的跑步帶16的張力應(yīng)該大致相等。因此,如果落腳點(diǎn)P前的跑步帶張力大于落腳點(diǎn)P后的跑步帶張力,則表明運(yùn)動(dòng)者2邁動(dòng)雙腿的速度大于跑步帶16的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,從而表明運(yùn)動(dòng)者2意圖加速。反之,如果落腳點(diǎn)P前的跑步帶張力小于落腳點(diǎn)P后的跑步帶張力,則表明運(yùn)動(dòng)者2邁動(dòng)雙腿的速度小于跑步帶16的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,從而表明運(yùn)動(dòng)者意圖減速?;谶@種思路,本申請(qǐng)的發(fā)明人設(shè)計(jì)了根據(jù)本發(fā)明的跑步機(jī)自動(dòng)調(diào)速裝置。
[0027]下面參見圖2,該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置的功能框圖。如圖2所示,該自動(dòng)調(diào)速裝置包括跑步帶張力檢測器102和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器101。跑步帶張力檢測器102用于實(shí)時(shí)檢測運(yùn)動(dòng)者2的落腳點(diǎn)P前方和后方的跑步帶張力。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器101與跑步帶張力檢測器102和電動(dòng)機(jī)12連通,用于根據(jù)跑步帶張力檢測器102的檢測結(jié)果來控制電動(dòng)機(jī)12的轉(zhuǎn)速。具體而言,當(dāng)跑步帶張力檢測器102檢測到運(yùn)動(dòng)者2的落腳點(diǎn)P前方的跑步帶張力與運(yùn)動(dòng)者2的落腳點(diǎn)P后方的跑步帶張力之間的差值達(dá)到一定閾值時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器101就命令電動(dòng)機(jī)12加速或減速。更具體地,一方面,當(dāng)跑步帶張力檢測器102檢測到運(yùn)動(dòng)者2的落腳點(diǎn)P前方的跑步帶張力大于落腳點(diǎn)P后方的跑步帶張力并且二者之間的差值達(dá)到一定閾值時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器101就命令電動(dòng)機(jī)12加速;另一方面,當(dāng)跑步帶張力檢測器102檢測到運(yùn)動(dòng)者2的落腳點(diǎn)P前方的跑步帶張力小于落腳點(diǎn)P后方的跑步帶張力并且二者之間的差值達(dá)到一定閾值時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器101就命令電動(dòng)機(jī)12減速。
[0028]在優(yōu)選實(shí)施方式中,落腳點(diǎn)P前后的張力差值的計(jì)算以及該差值與相關(guān)閾值的比較都在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器101中進(jìn)行,跑步帶張力檢測器102僅負(fù)責(zé)檢測和收集落腳點(diǎn)P前后的跑步帶16的張力。此外,本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速操作還涉及到電動(dòng)機(jī)12和跑步帶16,因此從廣義上講,本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置還應(yīng)該包括跑步帶16和電動(dòng)機(jī)12,但是,由于電動(dòng)機(jī)12和跑步帶16本身是跑步機(jī)1的部件,因此在本申請(qǐng)中將本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置描述為僅包括跑步帶張力檢測器102和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器101。最后,需要指出的是,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器101可以是任何類型的控制器,例如組合邏輯控制器、微程序控制器等,只要其能夠接收跑步帶張力檢測器102發(fā)出的信號(hào)、進(jìn)行張力差值計(jì)算和與相關(guān)閾值的比較并且能夠向電動(dòng)機(jī)12發(fā)出變速信號(hào)即可。
[0029]下面參閱圖3,該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置的第一實(shí)施方式的示意圖。為了清楚起見,圖3中省略了多個(gè)其他部件。在該第一實(shí)施方式中,跑步帶張力檢測器102包括多個(gè)跑步帶張力傳感器S1、S2。跑步帶張力傳感器S1、S2設(shè)置在跑步帶16下方的跑步板15上,用于檢測跑步帶16的各個(gè)部位的張力。
[0030]如圖3所示,S1代表運(yùn)動(dòng)者2的落腳點(diǎn)P前面的張力傳感器,這些傳感器用于檢測落腳點(diǎn)P前方的跑步帶16的張力。S2代表運(yùn)動(dòng)者2的落腳點(diǎn)P后面的張力傳感器,這些傳感器用于檢測落腳點(diǎn)P后方的跑步帶16的張力。關(guān)于此點(diǎn)需要指出的是,盡管圖3中示出了四個(gè)前方傳感器S1和六個(gè)后方傳感器S2,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是,這種數(shù)量僅僅是示例性的。傳感器的總數(shù)可以根據(jù)具體應(yīng)用而改變,并且S1和S2的數(shù)量會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)者2的落腳點(diǎn)P的位置而發(fā)生變化。舉例來說,如果運(yùn)動(dòng)者2的落腳點(diǎn)P比較靠前,S1的數(shù)量可能變?yōu)?,而S2的數(shù)量可能變?yōu)?,反之亦然。此外,跑步帶張力傳感器S1、S2優(yōu)選地采用非接觸式張力傳感器,這些傳感器可以密集地設(shè)置在跑步板15上,以便覆蓋跑步帶16的各個(gè)位置,從而無論運(yùn)動(dòng)者2的落腳點(diǎn)P在跑步帶16上的哪個(gè)位置,所述傳感器都能準(zhǔn)確地檢測出運(yùn)動(dòng)者2的落腳點(diǎn)P前后的跑步帶張力。
[0031]最后參閱圖4,該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置的第二實(shí)施方式的示意圖。為了清楚起見,圖4中省略了多個(gè)其他部件。在該第二實(shí)施方式中,跑步機(jī)1還包括兩對(duì)軸承122,該主框架11還包括設(shè)置在所述水平支架112上的兩對(duì)軸承座121,驅(qū)動(dòng)輥13和從動(dòng)輥14分別通過所述兩對(duì)軸承122和軸承座121連接到主框架11上(具體是連接到水平支架112上)。并且,跑步帶張力檢測器102包括多個(gè)壓力傳感器P1、P2,所述壓力傳感器設(shè)置在所述軸承122與軸承座121之間并且位于靠近跑步板15中央的一側(cè),以便檢測跑步帶16通過驅(qū)動(dòng)輥13和從動(dòng)輥14施加到軸承座121上的壓力。具體地,當(dāng)驅(qū)動(dòng)輥13的軸承122與軸承座121之間的壓力傳感器P1檢測到的壓力大于從動(dòng)輥14的軸承122與軸承座121之間的壓力傳感器P2檢測到的壓力并且二者之間的差值大于一定閾值時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器101就命令電動(dòng)機(jī)12加速。反之,當(dāng)驅(qū)動(dòng)輥13的軸承122與軸承座121之間的壓力傳感器P1檢測到的壓力小于從動(dòng)輥14的軸承122與軸承座121之間的壓力傳感器P2檢測到的壓力并且二者之間的差值大于一定閾值時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器101就命令電動(dòng)機(jī)12減速。
[0032]在優(yōu)選實(shí)施方式中,本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置包括四個(gè)壓力傳感器,即兩個(gè)傳感器P1和兩個(gè)傳感器P2。兩個(gè)傳感器P1設(shè)置在驅(qū)動(dòng)輥13的軸承122與軸承座121之間,另外兩個(gè)傳感器P2設(shè)置在從動(dòng)輥14的軸承122與軸承座121之間。
[0033]在更優(yōu)選的實(shí)施方式中,本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置還包括參數(shù)設(shè)定器(未圖示)。該參數(shù)設(shè)定器用于在運(yùn)動(dòng)者2最初踏上跑步機(jī)1時(shí)讀取跑步帶張力檢測器102的檢測結(jié)果并根據(jù)所述檢測結(jié)果來設(shè)定專用于該運(yùn)動(dòng)者2的張力閾值或壓力閾值。此外,該參數(shù)設(shè)定器可與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器101集成為一個(gè)部件。
[0034]眾所周知,不同的運(yùn)動(dòng)者之間會(huì)存在個(gè)體差異,其落腳點(diǎn)P前后的跑步帶張力差可能各不相同。因此,對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)者而言,上述各技術(shù)方案中的閾值也可能各不相同。例如,對(duì)于有些運(yùn)動(dòng)者而言,其平時(shí)喜歡被跑步帶16拖拽著跑步或行走,在正常情況下其落腳點(diǎn)P前的跑步帶張力明顯小于落腳點(diǎn)P后的跑步帶張力,即使為了加速而加快腳步,其落腳點(diǎn)P前的跑步帶張力也可能略小于落腳點(diǎn)P后的跑步帶張力??紤]到這種情況,就需要針對(duì)不同的運(yùn)動(dòng)者設(shè)定不同的張力或壓力閾值。本發(fā)明的上述參數(shù)設(shè)定器能夠在運(yùn)動(dòng)者最初踏上跑步機(jī)1的一小段時(shí)間內(nèi)讀取跑步帶張力檢測器102的檢測結(jié)果,根據(jù)該檢測結(jié)果計(jì)算出適用于該運(yùn)動(dòng)者2的各種張力或壓力閾值,從而在后續(xù)的自動(dòng)調(diào)速操作中使用所述閾值來判斷運(yùn)動(dòng)者2的加速和/或減速意圖。
[0035]備選地,本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)速裝置還可以為運(yùn)動(dòng)者2提供不同的閾值選項(xiàng)。例如,可以提供至少三種閾值選項(xiàng):超前選項(xiàng)、正常選項(xiàng)和滯后選項(xiàng)。超前選項(xiàng)適用于喜歡蹬著跑步帶跑步的運(yùn)動(dòng)者一即喜歡邁腿速度高于跑步帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度的運(yùn)動(dòng)者,正常選項(xiàng)適用于無特殊嗜好的運(yùn)動(dòng)者,滯后選項(xiàng)適用于喜歡被跑步帶拖拽著跑步的運(yùn)動(dòng)者一即喜歡邁腿速度低于跑步帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度的運(yùn)動(dòng)者。
[0036]盡管已參照優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明的技術(shù)方案,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是,本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這些【具體實(shí)施方式】,在不偏離本發(fā)明的基本原理的情況下,可以對(duì)所述實(shí)施方式以及其中的具體技術(shù)特征進(jìn)行拆分、組合或改變,拆分、組合或改變后的技術(shù)方案仍將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置,其特征在于包括: 跑步帶張力檢測器,其用于實(shí)時(shí)檢測運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方和后方的跑步帶張力;以及 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器,其與所述跑步帶張力檢測器和所述跑步機(jī)的電動(dòng)機(jī)連通,用于根據(jù)所述跑步帶張力檢測器的檢測結(jié)果來控制所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置,其特征在于,當(dāng)所述跑步帶張力檢測器檢測到運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方的跑步帶張力與運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)后方的跑步帶張力之間的差值達(dá)到一定閾值時(shí),所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器就命令所述電動(dòng)機(jī)加速或減速。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置,其特征在于,當(dāng)所述跑步帶張力檢測器檢測到運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方的跑步帶張力大于落腳點(diǎn)后方的跑步帶張力并且二者之間的差值達(dá)到一定閾值時(shí),所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器就命令所述電動(dòng)機(jī)加速,并且 其中,當(dāng)所述跑步帶張力檢測器檢測到運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方的跑步帶張力小于落腳點(diǎn)后方的跑步帶張力并且二者之間的差值達(dá)到一定閾值時(shí),所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器就命令所述電動(dòng)機(jī)減速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置,其特征在于,所述跑步帶張力檢測器包括多個(gè)跑步帶張力傳感器,所述跑步帶張力傳感器設(shè)置在所述跑步機(jī)的主框架上,或者設(shè)置在所述跑步機(jī)的、靠近跑步帶的前后殼體上,或者設(shè)置在所述跑步帶上,或者設(shè)置在所述跑步帶下方的跑步板上,用于檢測運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方和后方的跑步帶張力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置,其特征在于,該跑步機(jī)包括所述主框架、所述電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)輥、從動(dòng)輥、所述跑步板和所述跑步帶,該主框架包括立柱和水平支架,所述電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輥設(shè)置在該主框架的水平支架的一端,所述電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輥相連并為其提供動(dòng)力,從動(dòng)輥與驅(qū)動(dòng)輥對(duì)置地設(shè)置在水平支架的另一端,所述跑步板在驅(qū)動(dòng)輥與從動(dòng)輥之間延伸并且介于水平支架的兩根側(cè)軌之間,所述跑步帶纏繞驅(qū)動(dòng)輥和從動(dòng)輥并且鋪設(shè)在所述跑步板上, 該跑步機(jī)還包括兩對(duì)軸承,該主框架還包括設(shè)置在所述水平支架上的兩對(duì)軸承座,所述驅(qū)動(dòng)輥和從動(dòng)輥分別通過所述兩對(duì)軸承和軸承座連接到所述主框架上, 其中,所述跑步帶張力檢測器包括多個(gè)壓力傳感器,所述壓力傳感器設(shè)置在所述軸承與軸承座之間并且位于靠近跑步板中央的一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置,其特征在于,當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)輥的軸承與軸承座之間的壓力傳感器檢測到的壓力大于所述從動(dòng)輥的軸承與軸承座之間的壓力傳感器檢測到的壓力并且二者之間的差值大于一定閾值時(shí),所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器就命令所述電動(dòng)機(jī)加速;并且當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)輥的軸承與軸承座之間的壓力傳感器檢測到的壓力小于所述從動(dòng)輥的軸承與軸承座之間的壓力傳感器檢測到的壓力并且二者之間的差值大于一定閾值時(shí),所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器就命令所述電動(dòng)機(jī)減速。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置,其特征在于,所述跑步帶張力檢測器包括四個(gè)壓力傳感器,其中兩個(gè)設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)輥的軸承與軸承座之間,另外兩個(gè)設(shè)置在所述從動(dòng)輥的軸承與軸承座之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速裝置,其特征在于還包括參數(shù)設(shè)定器,該參數(shù)設(shè)定器用于在運(yùn)動(dòng)者最初踏上跑步機(jī)時(shí)讀取所述跑步帶張力檢測器的檢測結(jié)果并根據(jù)所述檢測結(jié)果來設(shè)定專用于該運(yùn)動(dòng)者的所述閾值。
9.一種跑步機(jī),包括權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的自動(dòng)調(diào)速裝置。
10.一種用于跑步機(jī)的自動(dòng)調(diào)速方法,其特征在于包括下列步驟: 實(shí)時(shí)檢測運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方和后方的跑步帶張力;以及 根據(jù)檢測出的運(yùn)動(dòng)者的落腳點(diǎn)前方和后方的跑步帶張力來控制所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
【文檔編號(hào)】A63B22/02GK104274942SQ201410572617
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】魏志遠(yuǎn), 魏天錫 申請(qǐng)人:魏志遠(yuǎn)
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