一种低冲击力跑步机及其控制方法与流程

本发明涉及跑步机技术领域，特别是涉及一种低冲击力跑步机及其控制方法。

背景技术：

跑者在跑道上跑步时脚向后蹬地，身体向前运动，地面跑道静止不动，跑累了以后可以很自然的停下来。而在传统跑步机上跑动起来以后，人的身体没有向前运动，而是履带高速向后运动，当跑者脚落地接触履带时，转动的履带会给脚一个很大的向后冲击力，与自然状态的跑步不同，容易造成下肢损伤，而在跑累了想停得时候，则需要快速跳下跑步机，或者逐渐降低跑步机的转速，逐渐慢下来再停止。否则，容易摔跤。由于在平地上跑步时地面是静止的，而在目前市场上所售的跑步机上跑步时，前脚触地（履带）时跑步机履带是向后运动的，这使得跑步机履带对人腿的反作用力加大，且跑步机速度越大，表面反作用力增加的越多，使人受伤的潜在危险越大。

且由于现在的跑步机只有几档调速，用户设置好跑速之后就只能被动地适应跑速，跑步机速度不能随人体跑速随意改变，即要人去适应跑步机，而不是让跑步机适应人体运动。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中的技术缺陷，而提供一种低冲击力跑步机及其控制方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种低冲击力跑步机，包括跑台以及设置于所述跑台上的由电机驱动旋转的履带，所述跑台的前端有立柱，所述立柱上有扶手以及显示屏，所述跑台上设有用于控制所述履带旋转速度的检测传感器，所述检测传感器用以感应跑步者是否在履带上跑步以及跑步速度；所述检测传感器以及驱动电机与跑步机的中控单元信号连接。

其中，所述的履带为两组，分别由两台驱动电机驱动，两组所述的履带分别用于跑步者的左脚与右脚在上面运动。

其中，所述检测传感器包括设在所述跑台上表面外侧的两组脚感应传感器。

其中，所述脚感应传感器为多个，安装在传感器安装板上。

其中，所述检测传感器包括设在所述的履带的下方的用于检测所述履带表面的压力的压力传感器。

其中，每组所述履带下方的所述的压力传感器为一只或者多只。

本发明的目的还在于提供一种低冲击跑步机的控制方法，当检测到履带上有跑步者在所述履带上时，驱动所述电机带动所述履带转动，当感知不到跑步者在所述履带上时，按预定控制方法驱动所述电机动作。

其中，优选的，当检测到跑步者在跑步机上跑步时，驱动电机带动履带转动，并实时根据跑步者的跑动速度转动，当感知不到跑步者在跑步机上跑步时后驱动电机按照怠速转动或停止转动。

本发明通过配置相应的检测传感器，以检测脚的位置和\或履带的压力，以判断跑步者的脚是否在履带上和\或履带的压力，并根据检测传感器的检测信号控制履带按预定的方法动作，实现了跑步机的履带随跑步者的速度而动，使跑步机速度随人体跑速随意改变，从而有效地防止了或是降低履带速度不变而对跑步者的下肢的冲击损害。

附图说明

图1是本发明的低冲击力跑步机的结构示意图；

图2是是本发明的低冲击力跑步机的履带下传感器的安装位置示意图；

图3是中控单元与检测传感器的连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，本发明低冲击力跑步机100，包括跑台2以及设置于所述跑台上的由电机驱动旋转的履带，所述跑台的前端有立柱，所述立柱上有扶手以及显示屏1，所述跑台上设有用于控制所述履带旋转速度的检测传感器，所述检测传感器用以感应跑步者是否在履带上跑步以及跑步速度；所述检测传感器用以驱动电机与跑步机的中控单元信号连接。

优选的，所述的履带为两组，包括左脚履带4以及右脚履带3，分别由两台驱动电机（左驱动电机以及右驱动电机）驱动，两组所述的履带3分别用于跑步者的左脚与右脚在上面运动。

本发明把跑步机的运动单元的履带的外侧安装相应的检测传感器，双脚分别在不同的履带上跑动（或者走动），在跑步时左脚踩在左边的履带上右脚踩在右边的履带上，两条履带分别由两台驱动电机驱动，所述的中控单元，用于接收传感器数据，并控制电机的启停和转速。所述的履带则是感知的脚落地以后再转动，感知到脚抬起以后则停止，感知到脚向后的蹬力大则速度加快，脚向后的蹬力小则速度降低，人站在履带上没有向后蹬，则履带不转。

实际操作时，驱动电机由静到高速运动可能不好实现，则可以提供另外一种方式，就是不让履带静止，而是低速怠速运动，感知到脚落地以后再高速运动，虽然这种方式没有不踩履带时履带静止好，但电机的加速压力降低了很多，实际操作起来更容易实现，对降低冲击力也有显著作用。

其中，所述检测传感器包括设在所述跑台上表面外侧的两组脚感应传感器6，每组所述的脚感应传感器设在对应的每组所述履带的旋转方向外侧，以检测跑步者的左脚、右脚的位置状态，即判断左右脚是否与对应履带的接触或分离，是否在履带上，以及与履带的接触及分离频率或速度，以根据检测的位置状态频率信号控制履带的速度，以使履带的旋转速度与跑步者的跑步速度相适应。

具体的，所述的跑步机两侧装有脚感应传感器可以是光电感应传感器、红外传感器、超声波传感器（任何的传感器），以感应跑者的脚的位置状态。

其中，所述脚感应传感器为多个，安装在传感器安装板5上。所述的传感器安装板5沿跑台的轴向方向布置并延伸，为一个长条形的板，两个传感器安装板相对布置，通过脚感应器能检测感知履带上的脚的状态以及位置。

采用这种检测传感时，当人站在跑步机上跑步时，当跑步机两侧的传感器感受到脚落下的信号时，驱动电机带动静止的履带或怠速旋转的履带按跑步速度开始转动，当两侧传感器感知不到脚在履带上时，驱动电机停止转动或是怠速转动，履带也相应的停止运动或是怠速转动。

其中，所述检测传感器包括设在每组所述的履带的下方的用于检测所述履带表面的压力的压力传感器9。

其中，每组所述履带下方的所述的压力传感器为一只或者多只。

采用这种压力传感时，当人站在跑步机上跑步时，当履带下面的压力传感器感受到压力信号时，驱动电机带动履带转动，当压力传感器感知不到压力后驱动电机停止转动，履带也相应的停止运动。或者人站在跑步机上跑步时，当履带下面的压力传感器感受到压力信号时，驱动电机带动履带按照跑动速度（高速）转动，当压力传感器感知不到压力后驱动电机按照怠速（低速）转动，履带也相应的怠速运动。这样也可以有效降低履带对下肢的冲击。

具体的，所述的压力传感器可以是安装在履带3的驱动滚筒的驱动轴（驱动轴的两端与轴承7连接，轴承安装在轴承座8中）和轴承座支架10之间或是任何可用的位置，中控单元可以通过压力传感器反馈的信号频率强弱，来判断跑步时后蹬力的大小及跑步的速度，来相应调节驱动电机的转速，使转速与跑步的步速相适应。当然上述的压力传感器的安装方式与结构不限于图2所示的实施例，可以采用任何一种其它可用的安装方式或安装结构，具体不限。

其中，所述的每组履带也可以配置有速度传感器，可以将履带的转速传给中控单元，由所述中控单元采集。

其中，所述脚感应器与压力传感器可以是同时配置，一个用于检测脚的位置状态，一个用于检测压力大小，控制跑步速度。或是仅配置脚感应器，或是压力传感器以实现本发明的控制履带旋转的目的。

本发明的目的还在于提供一种低冲击跑步机的控制方法，当检测到每组履带上有跑步者在所述履带上时，驱动所述电机带动所述履带转动，当感知不到跑步者在所述履带上时，按预定控制方法驱动所述电机动作。

其中，优选的，当检测到跑步者在跑步机上跑步时，驱动电机带动履带转动，并实时根据跑步者的跑动速度转动，当感知不到跑步者在跑步机上跑步时后驱动电机按照怠速转动或停止转动。

本发明中，所述的中控单元可以控制两组履带按照双脚交替的节奏一直交互运动，也可以在跑动的速度变快以后，跑者的双脚不再同时接触履带以后，两组履带同时同步运动，待跑者的速度降下来以后再做交互运动。

以上仅是对采用两组履带的方式进行了说明，事实上，所述履带当然也可一组，不限于此两组履带的实施例，所述履带是一组，还是两组，不影响本发明的实施。如两只脚在履带上运动，当运动速度慢时，双脚都在履带上，传感器监测到有脚在运动，驱动电机正常运动，当步速加快两只脚交替在履带上运动时，传感器还是监测到履带上有脚在运动，还是驱动电机正常运动，当速度再快，双脚同时离开的履带，交替落地的时候，传感器能检测到双脚腾空时，履带上没有脚在运动了，这时控制电机停止转动，当有一只脚落地时，传感器感知到了就启动电机运动，如此往返，

也就是当走路或者低速跑步时，人的双脚没有同事离开履带，跑步机一直正常转动，这时由于速度低，运动的跑步机对下肢的冲击力不大，当跑步速度变快，跑步机对下肢冲击力较大时，跑步的姿态也出现双脚间或同时离地，并交替落地了，这时控制跑步机履带停——转、停——转、停——转以减少对下肢造成的冲击。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。