一种跑步机的制作方法

本发明涉及一种跑步机，尤其涉及一种能够控制速度的跑步机。

背景技术

随着人们健身意识的提高，各种健身器械的使用也日益增多，跑步机是大家经常选用的健身器械。目前的跑步机需要在跑步开始前通过按钮、旋钮、遥控器或滑屏预先手动设定跑步机的运行速度，然后跑步机由电机驱动跑带按照设定的速度运行，人在跑带上只能以设定好的速度进行跑步。如果需要变换跑步的速度，就需要停止跑步重新设定跑步机的运行速度，或者在跑动的过程中完成重新设定跑步机的运行速度的操作，使用起来十分不方便。

中国发明专利说明书cn105999619b公开了一种智能跑步机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在上位机上设定保持区内位置的上、下限值；步骤2：在上位机上设定速度调整比例值；步骤3：红外线阵列传感器获取人体重心位置；步骤4：处理器模块检测人体重心是否在保持区内，若人体重心不在保持区内，则执行下一步骤，若人体重心在保持区内，则返回步骤3；步骤5：处理器模块检测人体重心是否在加速区内，若人体重心不在加速区内，则执行下一步骤，若人体重心在加速区内，则传输加速信号至电机驱动器，电机驱动器对电机进行加速，从而完成对跑步机的速度控制，其中，加速调整量＝(重心实际位置-位置上限值)*速度调整比例值；步骤6：处理器模块检测人体重心是否在减速区内，若人体重心不在减速区内，则返回步骤3，若人体重心在减速区内，则传输减速信号至电机驱动器，电机驱动器对电机进行减速，从而完成对跑步机的速度控制，其中，减速调整量＝(位置下限值-重心实际位置)*速度调整比例值；其中，所述步骤3包括：

步骤31：红外线阵列传感器获取人体脚步位置数据，并将其传输至处理器模块处理；步骤32：处理器模块将当前脚步位置数据与上一次脚步位置数据进行比较，若当前脚步位置数据大于上一次脚步位置数据，则返回步骤31，若当前脚步位置数据小于上一次脚步位置数据，则执行下一步骤；步骤33：保存上一次脚步位置数据，并记为数据最大值x1，此时，人体脚步最靠近于跑步机的前端；步骤34：红外线阵列传感器继续获取人体脚步位置数据，并继续将其传输至处理器模块处理；步骤35：处理器模块将当前脚步位置数据与上一次脚步位置数据进行比较，若当前脚步位置数据小于上一次脚步位置数据，则返回步骤34，若当前脚步位置数据大于上一次脚步位置数据，则执行下一步骤；步骤36：保存上一次脚步位置数据，并记为数据最小值x2，此时，人体脚步最靠近于跑步机的后端；步骤37：计算得到人体重心位置数据x，x＝(x1+x2)/2。这种跑步机的速度控制方法将跑带划分成加速区、保持区、减速区，通过计算人体重心处于哪一区域内，然后进行相应的速度调整：如果人体重心处于加速区内，那么对跑带进行加速；如果人体重心处于保持区内，那么跑带进行匀速运行；如果人体重心处于减速区内，那么对跑带进行减速，人们在使用这种跑步机时必须按照分区进行速度调整，使用不方便，速度控制过程复杂，并且当人体重心位于两区交界处时无法判断是否需要对速度进行调整。分区后的跑步机，跑带设计过于复杂，制造成本高。

因此，需要一种技术，以实现对跑步机的速度进行控制。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种跑步机，无需对跑步机的跑带进行分区，跑带的运行速度在人们跑步过程中在整个跑带上均可进行调整。

为了解决上述问题，本发明提供了一种跑步机，包括跑台、用于感应使用者落脚点位置的感应器单元、跑带、驱动所述跑带运行的跑带电机以及根据所述多个感应器的信号来控制所述跑带电机的转速的控制器；

感应器单元包括多个感应器，所述多个感应器设置于所述跑台上并且位于所述跑带两侧，所述多个感应器中的每个感应器用于获取使用者脚踏跑带的信号；

所述控制器接收所述感应器单元所获取使用者脚踏跑带的信号，并记录时间；所述控制器用于记录使用者相邻次脚踏跑带的时间差，并根据使用者相邻次脚踏跑带的时间差的大小关系，控制所述跑带电机驱动该跑带进行减速、匀速以及加速运行。

优选地，所述控制器用于：当所述控制器计算得到的使用者后一相邻次脚踏跑带时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带时间差的差值大于设定值e时，所述控制器控制所述跑带电机驱动该跑带减速运行直至停机。

优选地，所述控制器用于：当使用者的后一相邻次脚踏跑带时间差小于使用者前一相邻次脚踏跑带时间差时，并且当所述控制器计算得到的使用者后一相邻次脚踏跑带时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带时间差的差值的绝对值大于设定值f时，所述控制器控制所述跑带电机驱动该跑带加速运行。

优选地，所述控制器用于：当所述控制器没有接收所述感应器单元感应使用者脚踏跑带的信号而无法计算所述时间差超过设定时间时，所述控制器控制所述跑带电机驱动该跑带减速运行直至停机。

优选地，所述控制器用于：在所述跑带电机停机后，所述控制器又接收所述感应器单元感应使用者脚踏跑带的信号时，所述跑带电机启动，所述控制器接收所述感应器单元所获取使用者脚踏跑带的信号，并记录位置。

优选地，所述控制器用于：当所述跑带的运行速度大于设定值d时，所述控制器控制所述跑带电机驱动该跑带按该设定值d运行。

优选地，所述控制器用于：当所述控制器没有接收所述感应器单元感应使用者脚踏跑带的信号而无法计算所述时间差超过设定时间时，所述控制器控制所述跑带电机驱动该跑带低速运行。

本发明技术方案提供一种跑步机，包括跑台、用于感应使用者落脚点位置的感应器单元、跑带、驱动跑带运行的跑带电机以及根据多个感应器的信号来控制跑带电机的转速的控制器；感应器单元包括多个感应器，多个感应器设置于跑台上并且位于跑带两侧，多个感应器中的每个感应器用于获取使用者脚踏跑带的信号；控制器接收感应器单元所获取使用者脚踏跑带的信号，并记录时间；控制器用于记录使用者相邻次脚踏跑带的时间差，并根据使用者相邻次脚踏跑带的时间差的大小关系，控制跑带电机驱动该跑带进行减速、匀速以及加速运行。本发明提供的技术方案，实现了跑步机在运行过程中对跑步机运行速度的调整，并且对跑步机运行速度调整的操作简单，并且对跑步机运行速度调整的准确性高。

附图说明

图1为根据本发明优选实施方式的跑步机结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1为根据本发明优选实施方式的跑步机结构示意图。本发明实施方式提供的一种跑步机，包括跑台105、用于感应使用者落脚点位置的感应器单元102、跑带103、驱动跑带运行的跑带电机104以及根据多个感应器的信号来控制跑带电机104的转速的控制器106。

感应器单元102包括多个感应器，多个感应器设置于跑台105上并且位于跑带103两侧，多个感应器中的每个感应器用于获取使用者脚踏跑带103的信号。本申请中，通过在跑步机的脚踏跑带103侧面设置传感器，例如红外传感器，获取使用者在脚踏跑带103上脚步的落脚位置。本申请通过红外传感器102，获取使用者在跑带103上的对应的依次脚踏位置，如s1,s2,s3,s4时的落脚时间，并通过控制器106记录脚踏位置s1,s2,s3,s4对应的落脚时间。本申请中，通过控制器106，记录相邻次脚踏跑带103的位置对应的时间的时间差，如脚踏位置s1,s2,s3,s4是使用者依次在跑带103上踏脚的位置，则记录相邻次s1与s2的位置脚踏的时间差，s2与s3的位置脚踏的时间差,s3与s4的位置脚踏的时间差。本申请中，控制器106对使用者相邻次脚踏跑带103的脚踏的时间差进行计算，如记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，计算时间差1和时间差2的差值。

控制器106接收感应器单元102所获取使用者脚踏跑带103的信号，并记录时间；控制器106用于记录使用者相邻次脚踏跑带103的时间差，并根据使用者相邻次脚踏跑带103的时间差的大小关系，控制跑带电机104驱动该跑带103进行减速、匀速以及加速运行。本申请中，按记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，并比较时间差1和时间差2的大小关系，并按时间差1和时间差2的大小关系调整跑带103运行速度。

本申请中，按记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，并比较时间差1和时间差2的大小关系，并按时间差1和时间差2的大小关系调整跑带103运行速度。当时间差2大于时间差1时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103减速运行。当使用者的后一相邻次脚踏跑带103时间差大于使用者前一相邻次脚踏跑带103时间差时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103减速运行。本申请实现了，跑步机在运行过程中，使用者不用操作按钮，直接比较相邻次后一脚踏跑带103时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带103时间差的差值，根据差值结果，控制跑步机的减速，并且操作简单。

本申请中，按记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，并比较时间差1和时间差2的大小关系，并按时间差1和时间差2的大小关系调整跑带103运行速度。当时间差2等于时间差1时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103匀速运行。当使用者的后一相邻次脚踏跑带103时间差等于使用者前一相邻次脚踏跑带103时间差时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103匀速运行。本申请实现了，跑步机在运行过程中，使用者不用操作按钮，直接比较相邻次后一脚踏跑带103时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带103时间差的差值，根据差值结果，控制跑步机的匀速，并且操作简单。

本申请中，按记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，并比较时间差1和时间差2的大小关系，并按时间差1和时间差2的大小关系调整跑带103运行速度。当使用者的后一相邻次脚踏跑带103时间差小于使用者前一相邻次脚踏跑带103时间差时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103加速运行。当时间差2小于时间差1时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103加速运行。本申请实现了，跑步机在运行过程中，使用者不用操作按钮，直接比较相邻次后一脚踏跑带103时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带103时间差的差值，根据差值结果，控制跑步机的加速，并且操作简单。

优选地，控制器106用于：当控制器106计算得到的使用者后一相邻次脚踏跑带103时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带103时间差的差值大于设定值e时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103减速运行直至停机。本申请中，按记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，并比较时间差1和时间差2的大小关系，并按时间差1和时间差2的大小关系调整跑带103运行速度。当时间差2大于时间差1时，并且时间差2与时间差1大于设定值e，如e可以为0.02s,0.03s,0.04s,0.05s,0.06s,0.07s,控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103减速运行。本申请实现了，跑步机在运行过程中，使用者不用操作按钮，直接比较相邻次后一脚踏跑带103时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带时间差的差值，且差值大于预设的定值，才对跑步机的速度进行调整，避免了当差值较小时，使用者并没有调整跑步机速度需求时的误调整。

优选地，控制器106用于：当使用者的后一相邻次脚踏跑带103时间差小于使用者前一相邻次脚踏跑带103时间差时，并且当控制器106计算得到的使用者后一相邻次脚踏跑带103时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带103时间差的差值的绝对值大于设定值f时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103加速运行。本申请中，按记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，并比较时间差1和时间差2的大小关系，并按时间差1和时间差2的大小关系调整跑带103运行速度。当时间差2小于时间差1时，并且时间差2与时间差1的差值的绝对值大于设定值f，如f可以为0.02s,0.03s,0.04s,0.05s,0.06s,0.07s,控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103加速运行。本申请实现了，跑步机在运行过程中，使用者不用操作按钮，直接比较相邻次后一脚踏跑带103时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带103时间差的差值，且差值的绝对值要大于预设的定值，才对跑步机的速度进行调整，避免了当差值较小时，使用者并没有调整跑步机速度需求时的误调整。

优选地，控制器106用于：当控制器106没有接收感应器单元感应使用者脚踏跑带103的信号而无法计算时间差超过设定时间时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103减速运行直至停机。本申请中，当控制器106没有接收到感应器单元102获取的使用者脚踏跑带103的信号而无法计算位置差超过设定时间时，例如在5s的设定时间内，感应器单元102没能获取使用者脚踏在跑带103上时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103减速运行直至停机。本申请在超过设定时间后自动停机，当使用者离开跑步机时，通过控制器106自动控制跑步机减速直至停车，实现了使用者离开跑步机后的自动停机。

优选地，控制器106用于：在跑带电机104停机后，控制器106又接收感应器单元102感应使用者脚踏跑带103的信号时，跑带电机104启动，控制器106接收感应器单元所获取使用者脚踏跑带103的信号，并记录位置。本申请在跑步机停机后，当控制器106再次接收感应器单元102获取的使用者脚踏跑带103的信号时，跑带电机104启动。本申请在跑步机停机后，当使用者需要使用跑步机时，使用者脚踏跑带103，感应器单元102获取使用者脚踏跑带103的信号时，跑带电机104启动。本申请的跑步机自动启动技术，方便使用者使用跑步机。

优选地，控制器106用于：当跑带103的运行速度大于设定值d时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103按该设定值d运行。本申请中，当跑步机跑带103的运行速度大于设定值d时，如使用者一般最快速度为8km/h，当设定值d为8km/h时，超过使用者的使用极限，本申请将跑带103运行速度超过设定值d时，为保证使用者的安全，通过控制器106控制跑带电机104驱动跑带103按设定值d运行，以避免使用者因为跑带103速度过快而受伤。

优选地，控制器106用于：当控制器106没有接收感应器单元102感应使用者脚踏跑带103的信号而无法计算时间差超过设定时间时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103低速运行。本申请中，当控制器106没有接收到感应器单元102获取的使用者脚踏跑带103的信号而无法计算位置差超过设定时间时，例如在5s的设定时间内，感应器单元102没能获取使用者脚踏在跑带103上时，控制器106控制跑带电机104驱动该跑带103减速运行，减少跑步机的功率消耗。

利用本发明实施方式的一种跑步机进行速度控制的方法为：其中该跑步机包括跑台上设置的用于感应使用者落脚点的感应器单元、驱动跑带运行的跑带电机以及根据该感应器单元的信号来控制该跑带电机的转速的控制器，其中，感应器单元包括多个感应器，方法包括以下步骤：

步骤1、控制器接收感应器单元所获取的使用者脚踏跑带的信号，并记录时间。本申请中，通过在跑步机的脚踏跑带侧面设置传感器，例如红外传感器，获取使用者在脚踏跑带上脚步的落脚位置。图1所示，通过红外传感器202，获取使用者在跑带上的对应的依次脚踏位置，如s1,s2,s3,s4时的落脚时间，并通过控制器记录脚踏位置s1,s2,s3,s4对应的落脚时间。

步骤2、控制器计算使用者相邻次脚踏跑带的时间差。本申请中，通过控制器，记录相邻次脚踏跑带的位置对应的时间的时间差，如脚踏位置s1,s2,s3,s4是使用者依次在跑带上踏脚的位置，则记录相邻次s1与s2的位置脚踏的时间差，s2与s3的位置脚踏的时间差,s3与s4的位置脚踏的时间差。本申请中，控制器对使用者相邻次脚踏跑带的脚踏的时间差进行计算，如记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，计算时间差1和时间差2的差值。

步骤3、控制器比较相邻的使用者相邻次脚踏跑带时间差的大小，并根据前后时间差的大小关系按下列方式调整跑带运行速度。本申请中，按记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，并比较时间差1和时间差2的大小关系，并按时间差1和时间差2的大小关系调整跑带运行速度。

步骤3-1、当使用者的后一相邻次脚踏跑带时间差大于使用者前一相邻次脚踏跑带时间差时，控制器控制跑带电机驱动该跑带减速运行。本申请中，按记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，并比较时间差1和时间差2的大小关系，并按时间差1和时间差2的大小关系调整跑带运行速度。当时间差2大于时间差1时，控制器控制跑带电机驱动该跑带减速运行。本申请实现了，跑步机在运行过程中，使用者不用操作按钮，直接比较相邻次后一脚踏跑带时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带时间差的差值，根据差值结果，控制跑步机的减速，并且操作简单。

步骤3-2、当使用者的后一相邻次脚踏跑带时间差等于使用者前一相邻次脚踏跑带时间差时，控制器控制跑带电机驱动该跑带匀速运行。本申请中，按记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，并比较时间差1和时间差2的大小关系，并按时间差1和时间差2的大小关系调整跑带运行速度。当时间差2等于时间差1时，控制器控制跑带电机驱动该跑带匀速运行。本申请实现了，跑步机在运行过程中，使用者不用操作按钮，直接比较相邻次后一脚踏跑带时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带时间差的差值，根据差值结果，控制跑步机的匀速，并且操作简单。

步骤3-3、当使用者的后一相邻次脚踏跑带时间差小于使用者前一相邻次脚踏跑带时间差时，控制器控制跑带电机驱动该跑带加速运行。本申请中，按记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，并比较时间差1和时间差2的大小关系，并按时间差1和时间差2的大小关系调整跑带运行速度。当时间差2小于时间差1时，控制器控制跑带电机驱动该跑带加速运行。本申请实现了，跑步机在运行过程中，使用者不用操作按钮，直接比较相邻次后一脚踏跑带时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带时间差的差值，根据差值结果，控制跑步机的加速，并且操作简单。

优选地：在步骤3-1中，当控制器计算得到的使用者后一相邻次脚踏跑带时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带时间差的差值大于设定值e时，控制器控制跑带电机驱动该跑带减速运行直至停机。本申请中，按记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，并比较时间差1和时间差2的大小关系，并按时间差1和时间差2的大小关系调整跑带运行速度。当时间差2大于时间差1时，并且时间差2与时间差1大于设定值e，如e可以为0.02s,0.03s,0.04s,0.05s,0.06s,0.07s,控制器控制跑带电机驱动该跑带减速运行。本申请实现了，跑步机在运行过程中，使用者不用操作按钮，直接比较相邻次后一脚踏跑带时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带时间差的差值，且差值大于预设的定值，才对跑步机的速度进行调整，避免了当差值较小时，使用者并没有调整跑步机速度需求时的误调整。

优选地，在步骤3-3中，当使用者的后一相邻次脚踏跑带时间差小于使用者前一相邻次脚踏跑带时间差时，并且当控制器计算得到的使用者后一相邻次脚踏跑带时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带时间差的差值的绝对值大于设定值f时，控制器控制跑带电机驱动该跑带加速运行。本申请中，按记录的s1和s2的时间差1，s2和s3的时间差2，并比较时间差1和时间差2的大小关系，并按时间差1和时间差2的大小关系调整跑带运行速度。当时间差2小于时间差1时，并且时间差2与时间差1的差值的绝对值大于设定值f，如f可以为0.02s,0.03s,0.04s,0.05s,0.06s,0.07s,控制器控制跑带电机驱动该跑带加速运行。本申请实现了，跑步机在运行过程中，使用者不用操作按钮，直接比较相邻次后一脚踏跑带时间差与使用者前一相邻次脚踏跑带时间差的差值，且差值的绝对值要大于预设的定值，才对跑步机的速度进行调整，避免了当差值较小时，使用者并没有调整跑步机速度需求时的误调整。

优选地，当控制器没有接收感应器单元感应使用者脚踏跑带的信号而无法计算时间差超过设定时间时，控制器控制跑带电机驱动该跑带减速运行直至停机。本申请中，当控制器没有接收到感应器单元获取的使用者脚踏跑带的信号而无法计算位置差超过设定时间时，例如在5s的设定时间内，感应器单元没能获取使用者脚踏在跑带上时，控制器控制跑带电机驱动该跑带减速运行直至停机。本申请在超过设定时间后自动停机，当使用者离开跑步机时，通过控制器自动控制跑步机减速直至停车，实现了使用者离开跑步机后的自动停机。

优选地，在跑带电机停机后，控制器又接收感应器单元感应使用者脚踏跑带的信号时，跑带电机启动，重新执行步骤1。本申请在跑步机停机后，当控制器再次接收感应器单元获取的使用者脚踏跑带的信号时，跑带电机启动。本申请在跑步机停机后，当使用者需要使用跑步机时，使用者脚踏跑带，感应器单元获取使用者脚踏跑带的信号时，跑带电机启动。本申请的跑步机自动启动技术，方便使用者使用跑步机。

优选地，在步骤3-3中，当跑带的运行速度大于设定值d时，控制器控制跑带电机驱动该跑带按该设定值d运行。本申请中，当跑步机跑带的运行速度大于设定值d时，如使用者一般最快速度为8km/h，当设定值d为8km/h时，超过使用者的使用极限，本申请将跑带运行速度超过设定值d时，为保证使用者的安全，通过控制器控制跑带电机驱动跑带按设定值d运行，以避免使用者因为跑带速度过快而受伤。

优选地，在步骤2中，当控制器没有接收感应器单元感应使用者脚踏跑带的信号而无法计算时间差超过设定时间时，控制器控制跑带电机驱动该跑带低速运行。本申请中，当控制器没有接收到感应器单元获取的使用者脚踏跑带的信号而无法计算位置差超过设定时间时，例如在5s的设定时间内，感应器单元没能获取使用者脚踏在跑带上时，控制器控制跑带电机驱动该跑带减速运行，减少跑步机的功率消耗。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。