一种智能调速跑步机及其调速方法与流程

本发明涉及智能健身器材领域，尤其涉及一种通过倾角感知自动调速的智能调速跑步机及其调速方法。

背景技术：

跑步机是运动健身器材中，使用较为普遍且运动效果显著的一种，而电动跑步机是由马达带动跑步带以预定速度回转，具有促使运动者必须跟上脚步的功效；由于每个人的体能不同，因此需求也不同，所以速度也会不同，虽然仪表上设有速度控制按键，使用者在跑步前可依自己的需求来设定速度，但跑步者在运动中会随时根据自己的体能状态而改变跑步速度，此时如要调整跑步带的转速，使用者必须向前跑接近仪表，选择按键调整速度，如此一来，不仅容易跌倒，且由于人尚在跑步中，要使用按键较为不便，并且，当发生紧急情况需要立即减速时，手很难准确地按到按钮并立即减速。

其次，目前虽然有以红外线方式来控制跑步带的速度，但红外线易受干扰，例如室内的电灯或户外的阳光，都是干扰源之一；因此以红外线控制方式调整转速，稳定度不高，是其最大的缺点。

此外，目前也有同感压力传感器检测压力值，根据压力值大小来调整跑步带速度的方式，但这些方式都存在着各种技术不成熟、反应速度过慢，解决问题不够彻底，并容易产生新的问题等不足之处，更为严重的是现有这些方式在造成使用者不便的情况下还会带来安全问题。

技术实现要素：

为了克服现有跑步机存在的操控不便，使用不安全，稳定性不高的缺点，本发明提供一种智能调速跑步机，包括：机体，所述机体包括前架，及与前架连结的底架，所述底架上设有跑步板，所述跑步板与电机连接，所述跑步板上环绕设有跑步带；所述底架与所述前架连接位置的内部设置有弹簧减震器；所述弹簧减震器的一端固定设置在所述底架上，所述弹簧减震器的另一端跑步板相连接，所述弹簧减震器上设置有位移传感器，所述电机上设置有控制器，所述跑步板上设置有陀螺仪传感器。

所述前架上端设置有体重因子调节器，所述体重因子调节器与所述控制器通信连接。

与所述跑步带相反于前架的另一端下部设置有支撑轮。

所述跑步带表面覆盖有防滑颗粒层。

本发明还提供一种智能调速跑步机的调速方法，包括：获取所述陀螺仪传感器采集的跑步板倾角值，将所述采集到的跑步板倾角值与预设的初始跑步板倾角值进行比较，

若所述采集的跑步板倾角值与所述初始跑步板倾角值一致，则不发送调速指令；

若所述采集的跑步板倾角值与所述初始跑步板倾角值不一致，则记录所述采集的跑步板倾角值与所述初始跑步板倾角值之间的差值，同时发送调速指令至所述控制器。

所述获取陀螺仪传感器采集跑步板倾角值的同时，获取所述位移传感器采集到的所述弹簧减震器的位移值，将所述弹簧减震器的位移值与预设的初始弹簧减震器的位移值进行比较，

若所述弹簧减震器的位移值与初始弹簧减震器的位移值一致，则不发送调速指令；

若所述弹簧减震器的位移值与初始弹簧减震器的位移值不一致，则记录所述弹簧减震器的位移值与初始弹簧减震器的位移值之间的差值，同时发送调速指令至所述控制器。

所述调速指令为加速指令或减速指令其中任一。

所述发送调速指令至所述控制器之前，还包括，获取体重因子调节器预置的体重对应的速度信息。

通过本发明的智能调速跑步机，解决了现有技术中存在的操控不便，使用不安全，稳定性不高的缺点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的智能调速跑步机的整体结构示意图；

图2为本发明的智能调速跑步机的调速方法示意图；

图3为本发明的智能调速跑步机的调速方法示意图。

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、完整地描述，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作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。

请参照图1，为本发明本发明的的智能调速跑步机的整体结构示意图；本发明提供了一种智能调速跑步机，包括：机体(1)，所述机体(1)包括前架(2)，及与前架(2)连结的底架(3)，所述底架(3)上设有跑步板(4)，所述跑步板(4)与电机(5)连接，所述跑步板(4)上环绕设有跑步带(10)；所述底架(3)与所述前架(2)连接位置的内部设置有弹簧减震器(6)；所述弹簧减震器(6)的一端固定设置在所述底架(3)上，所述弹簧减震器(6)的另一端跑步板(4)相连接，所述弹簧减震器(6)上设置有位移传感器(7)，所述电机(5)上设置有控制器(8)，所述跑步板(4)上设置有陀螺仪传感器(9)。前架(2)与底架(3)相互连接，使用者在使用跑步机进行运动时，手扶前架(2)上端作为固定，脚部与跑步带(10)相接触，使用者在跑步的过程中随着运动的进行，不断对跑步板(4)施加压力，因此跑步板(4)会带动弹簧减震器(6)的拉伸，通过移传感器(7)检测出所述弹簧减震器(6)的拉伸距离，根据该距离计算调整跑步带(10)的运行速度；跑步者对跑步板(4)施加压力也导致跑步板(4)倾角发生变化，陀螺仪传感器(9)实时监控所述跑步板(4)的倾角变化情况，根据该倾角变化情况计算调整跑步带(10)的运行速度，这样能够使得跑步带调速更加智能化，通过本发明的智能跑步机，解决了现有的跑步机不能自动调节速度，不够智能，安全系数低，用户体验差等问题。

所述前架(2)上端设置有体重因子调节器(11)，所述体重因子调节器(11)与所述控制器(8)通信连接。体重因子调节器(11)根据使用者的体重不同对电机(5)速度进行调节，进而控制跑步带(10)速度的调节控制，因每个使用者的体重不同，因此根据使用者的体重进行调节，更加智能人性化，能够满足各个使用者的需要。

与所述跑步带(10)相反于前架的另一端下部设置有支撑轮(12)，所述跑步带(10)表面覆盖有防滑颗粒层。支撑轮(12)为滚轮结构，可根据使用者使用地点进行位置调换，方便移动，并且具有防滑的作用，增加了安全系数。

请参照图2，图2是本发明一实施例示意图，示出本发明还提供一种智能调速跑步机的调速方法流程图，该方法可以用于跑步机上，包括以下步骤：获取所述陀螺仪传感器(9)采集的跑步板倾角值，将所述采集到的跑步板倾角值与预设的初始跑步板倾角值进行比较，

若所述采集的跑步板倾角值与所述初始跑步板倾角值一致，则不发送调速指令；

若所述采集的跑步板倾角值与所述初始跑步板倾角值不一致，则记录所述采集的跑步板倾角值与所述初始跑步板倾角值之间的差值，同时发送调速指令至所述控制器(8)。

所述发送调速指令至所述控制器(8)之前，还包括，获取体重因子调节器(11)预置的体重对应的速度信息。

请参照图3，图3是本发明的另一实施例示意图，示出本发明还提供一种智能调速跑步机的调速方法流程图，所述获取陀螺仪传感器(9)采集跑步板倾角值的同时，获取所述位移传感器(7)采集到的所述弹簧减震器(6)的位移值，将所述弹簧减震器(6)的位移值与预设的初始弹簧减震器(6)的位移值进行比较，

若所述弹簧减震器(6)的位移值与初始弹簧减震器(6)的位移值一致，则不发送调速指令；

若所述弹簧减震器(6)的位移值与初始弹簧减震器(6)的位移值不一致，则记录所述弹簧减震器(6)的位移值与初始弹簧减震器(6)的位移值之间的差值，同时发送调速指令至所述控制器(8)。

所述调速指令为加速指令或减速指令其中任一。当判断当前跑步带速度较快时，发送指令为减速指令，当判断当前跑步带速度较慢时，发送指令为加速指令。

所述发送调速指令至所述控制器(8)之前，还包括，获取体重因子调节器(11)预置的体重对应的速度信息。

请参照图2，图2是本发明一实施例，示出一种跑步机调速方法示意图，该方法可以用于跑步机上，包括以下步骤：

在跑步机空载的情况下，传感器检测跑步带的水平情况，水平值记为A，此种情况设为跑步机的初始情况，水平值A设为初始值，此时规定电机控制器控制电机不转或以最低速运行。

由上述实施例可见，跑步机在空载的情况下跑步带不动或以最低速运行，对跑步者旁立或上机都有很好的保护作用。

图2是本发明根据一实施例，示出的一种跑步机调速方法流程图，该方法可以用于跑步机上，包括以下步骤：

跑步者从跑步带后端上机时，人体重力作用在跑步带后端，对跑步带的水平情况影响小，此时传感器检测跑步带的水平情况，水平值记为B，可以看出B-A的绝对值较小，信号传给电机控制器指示电机以较低速运转，跑步带运行速度较低。

由上述实施例可见，跑步者从后端刚上机时，跑步带运行速度较慢，跑步者很安全。

图3是本发明一实施例，示出的一种跑步机调速方法流程图，该方法可以用于跑步机上，包括以下步骤：

跑步者从跑步带后端跑到跑步带前端时，人体重力作用到跑步带前端，对跑步带的水平情况影响较大，此时传感器检测跑步带的水平情况，水平值记为C，可以看出C-A的绝对值较大，信号传给电机控制器指示电机以较高速运转，跑步带运行速度较高。

由上述实施例可见，跑步者跑到跑步带前端时，电机提高运行速度到较快，以使跑步带适应跑步者的较快速度要求。

跑步者跑步速度慢时，跑步带会把跑步者带到跑步带后端，且跑步者较小的跑速对跑步带的冲力小，对跑步带的水平情况影响小，此时传感器检测跑步带的水平情况，水平值记为D，可以看出D-A的绝对值较小，信号传给电机控制器指示电机以较低速运转，跑步带运行速度较低。

由上述实施例可见，跑步者慢跑时，跑步带会把跑步者带到跑步带后端并以较低速度运行，以适应跑步者的速度。

跑步者跑步速度快时，跑步者对跑步带的冲力大，对跑步带的水平情况影响大，此时传感器检测跑步带的水平情况，水平值记为E，可以看出E-A的绝对值较大，信号传给电机控制器指示电机以较高速运转，跑步带运行速度较高。

由上述实施例可见，跑步者快跑时，跑步带会以较高速度运行，以适应跑步者的速度。

跑步者以任意速度跑步，传感器检测跑步带的水平情况，水平值记为F，根据F-A的绝对值信号值，传给电机控制器，电机控制器通过预设逻辑运算，把相应的运行速度指令传给电机，跑步带以相应速度运行。

由上述实施例可见，跑步者以任意速度跑时，跑步带都会自动调整到相应速度运行，以适应跑步者的速度。

标准成人体重的跑步者用同一速度在跑步机同一位置跑步时，传感器检测跑步带的水平情况，水平值记为G，根据G-A的绝对值信号值，传给电机控制器，电机控制器通过预设逻辑运算，把相应的运行速度指令传给电机，跑步带以相应速度运行。

图2为跑步机调速方法流程图，该包括以下步骤：

较标准成人体重偏重的跑步者用同一速度在跑步机同一位置跑步时，传感器检测跑步带的水平情况，水平值记为H，可以看出H-A的绝对值大于G-A的绝对值，这时通过体重因子调节器调节信号值到G-A的绝对值，再传给电机控制器，电机控制器通过预设逻辑运算，把相应的运行速度指令传给电机，跑步带以相应速度运行。

由上述实施例可见，较标准成人体重偏重的跑步者用同一速度在跑步机同一位置跑步时，跑步带输出的速度与标准成人体重的跑步者用同一速度在跑步机同一位置跑步时输出的速度一致，这样就消除了体重较重的人使用体验不一致的情况。

图2为一种跑步机调速方法流程图，该方法可以用于跑步机上，包括以下步骤：

较标准成人体重偏轻的跑步者用同一速度在跑步机同一位置跑步时，传感器检测跑步带的水平情况，水平值记为I，可以看出I-A的绝对值小于G-A的绝对值，这时通过体重因子调节器调节信号值到G-A的绝对值，再传给电机控制器，电机控制器通过预设逻辑运算，把相应的运行速度指令传给电机，跑步带以相应速度运行。

由上述实施例可见，较标准成人体重偏轻的跑步者用同一速度在跑步机同一位置跑步时，跑步带输出的速度与标准成人体重的跑步者用同一速度在跑步机同一位置跑步时输出的速度一致，这样就消除了体重较轻的人使用体验不一致的情况。

不同体重的跑步者，通过体重因子调节器调节信号值，可以得到一致的使用体验。

减振器弹簧随跑步者的步速做伸缩运动，伸缩的长短随跑步者的跑步速度而变化，通过侦测减振器弹簧一端的位移变化，而调整跑步带的运行速度以适应跑步者的速度要求。

跑步者在跑步带任意位置跑步时，传感器侦测到减振器弹簧一端位移距离记为M，信号传给电机控制器，控制器根据预设计算逻辑计算，把相应的运行速度传给电机，并控制电机以相应速度运行。

以上示例可以看出，通过侦测减振器弹簧一端的位移情况，可以推测跑步者的跑步位置，从而推算跑步者的速度要求以调整跑步机速度。

图3是本发明一示例性实施例示出的一种跑步机调速方法流程。

标准体重跑步者以速度V跑步时对减振器弹簧的一次冲击，传感器侦测到减振器弹簧一端位移距离记为L，信号传给电机控制器，控制器根据预设计算逻辑计算，把相应的运行速度指令传给电机，并控制电机以相应速度运行。

不同体重的跑步者相同跑速时，减振器弹簧一端位移距离并不一致，为使不同体重的跑步者相同跑速时的使用体验一致，还是用体重因子调节器调节。

偏重或偏轻体重的跑步者以相同速度V跑步时对减振器弹簧的一次冲击，传感器侦测到减振器弹簧一端位移距离记为LX，信号传给体重因子调节器，体重因子调节器调节信号值为L，修正后的信号值再传给电机控制器控制电机以相应速度运行。

以上示例可以看出，通过侦测减振器弹簧一端的位移情况，也可以实时自动调整跑步机速度以适应跑步者的速度要求，且不受体重不同的影响。

跑步者在上机前根据自己的体重或偏好调整体重因子调节器一次，跑步时不用再调节。

本发明也可以使用智能设备记录每个跑步者的体重或偏好并建立档案，每个跑步者使用跑步机时，跑步机可以根据档案自动调整体重因子调节器以适应当前跑步者的体重和偏好。

综上所述，本发明的智能调速跑步机及其调速方法，解决了现有技术中通过本发明的智能调速跑步机，解决了现有技术中存在的操控不便，使用不安全，稳定性不高的缺点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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。