专利名称：环保节能仿生态环境自发电多功能跑步机的制作方法
技术领域：
本发明属于一种健身节能器材领域，特别涉及一种环保节能仿生态环境自发电多 功能跑步机。
背景技术：
随着人类文明生活的水平不断提高，人们对身体健康的追求日益迫切，人类寿命 已逐年提高，物质极大丰富，食物质量大大提高，且多样化，为此，一方面让人们日趋一日过 上更幸福生活，但也由于美食的诱惑，人们进食了过量的食物，这些食物除了满足人体正常 的生理能量的需要外，会有相当部分过剩的营养转化为体内脂肪，使人们肥胖起来，成为人 体心脏负担，体型欠美，当今这种肥胖亚健康已成社会很严重的、比较普遍的病态，为此，个 人和国家每年付出巨额的防病治病费用。鉴于此，人们追求减肥瘦身已成全民迫切追求。减 肥瘦身最佳办法就是通过运动，特别是跑步运动为最有效和最受欢迎的方式，于是跑步机 应运产生。目前市场上的跑步机产品，其机构以电动跑步机为主，其基本原理是运动员在滚 动的履带上向前跑，履带往运动员背后滚动，人们作原地跑步运动。履带是前高、后低或平 履式，模拟人在平地或上坡跑，而履带滚动的动力来自电力，电力从室内电源插头提供。没 有电力提供，电动跑步机就跑不动，这种电动跑步机要耗电，功能单一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不需要外供电源，能自身发电并供给自身电力需求的 环保节能仿生态环境自发电多功能跑步机，所述的自身需求如提供负离子发生器及机上 屏幕上各项功能所需的多项电能。本发明的目的是这样实现的所述的环保节能仿生态环境自发电多功能跑步机， 包括履带、显示屏幕、底座、前升降柱和后升降柱，履带包括履带前轮、履带后轮和履带传送 带，履带传送带套在履带前轮和履带后轮上，履带传送带移动能带动履带前轮和履带后轮 转动，履带前轮和履带后轮分别设有前轮转轴和后轮转轴并分别绕前轮转轴和后轮转轴转 动，其结构特点为在底座的前部和后部上分别设有前升降柱和后升降柱，所述的前升降柱 上端通过前轴承支承住前轮转轴，前升降柱下端固定在底座前部上；所述的后升降柱上端 通过后轴承支承住后轮转轴，后升降柱下端固定在底座后部上；所述前升降柱和后升降柱 的结构包括外壳、外壳内的液压腔、液压液体和液压柱，在液压柱下端连接活塞，所述外壳 内的液压腔设置有弹簧，且液压腔内填充有液压液体，所述的弹簧一端置于或固定于液压 腔底部，另一端顶或固定在液压柱底端上；前升降柱的液压腔经连通管连接后升降柱的液 压腔，在连通管上设置有流体调节阀；前升降柱与后升降柱之间的液压液体由双向的连通 管及其调节阀实现前后升降柱的自由调节。本发明的目的还可通过以下技术方案实现的，所述的环保节能仿生态环境自发电 多功能跑步机，其特点为在履带前轮经一离合器与发电机连接，发电机经一逆变器连接电储能器。所述的环保节能仿生态环境自发电多功能跑步机，其特点为在履带前轮或履带后 轮上设有主动轮，主动轮通过皮带连接从动轮，从动轮与发电机连接，发电机经一逆变器连 接电储能器。所述的环保节能仿生态环境自发电多功能跑步机，其特点为在底座前部设有 显示屏幕，显示屏幕经显示屏电源接入口接通电储能器；所述显示屏幕显示有1)储电量； 2)运动状态；3)负离子供给情况；4)心率、血压显示。所述的环保节能仿生态环境自发电 多功能跑步机，其特点为在显示屏幕的壳体内安装有负离子发生器，负离子发生器的出风 口位于显示屏幕前部的壳体的上部，进风口位于显示屏幕前部的壳体的下部；在显示屏幕 壳体内设置有音视频播放器、扬声器调节开关和扬声器，音视频播放器与扬声器、显示屏幕 连接；在显示屏幕壳体上设置有音视频播放器接口用于外接另外的音视频播放器，此音视 频播放器接口与扬声器、显示屏幕连接；在显示屏幕壳体上设有充电插口 ；在显示屏幕的 壳体上设有手机音频信号输入接口和手机来电接听按钮，手机音频信号输入接口经手机来 电接听按钮接到扬声器；在显示屏幕的壳体上设有履带倾斜按钮开关，通过履带倾斜按钮 开关控制电动阀调整前升降柱和后升降柱的高度，使履带处于平行、斜行之一状态，并在所 述的显示屏幕上显示；在显示屏幕的壳体上还设有自电/外电切换开关。所述的环保节能 仿生态环境自发电多功能跑步机，其特点为显示屏幕的壳体安装有移动通讯及定位模块、 存储器、微波接收器、电源模块、空气负离子测定仪、二氧化碳检测仪和微控制器模块，移动 通讯及定位模块包括移动通讯模块和定位模块，电源模块与电储能器连接，电源模块转换 成的电压作为移动通讯及定位模块、存储器、微波接收器、空气负离子测定仪、二氧化碳检 测仪和微控制器模块工作的电源，在微控制器模块的相应功能引脚上连接有移动通讯及定 位模块、存储器、微波接收器、显示屏幕、空气负离子测定仪和二氧化碳检测仪；所述微波接 收器能接收戴在运动员手腕上的具有发射微波信号的血压器所发射的运动员的血压、心率 信号。本发明具有如下特点，1)本发明利用前升降柱和后升降柱来调节履带倾斜方式和 倾斜度，实现本发明机构中履带平行、斜行(前斜、后斜)，模拟运动员平地、上坡、下坡及其 不同斜度的运动状态。2)本发明利用履带受到运动员的跑步移动，来使履带前轮和履带后 轮的转动能经发电机转变为电能，供电给显示屏、负离子发生器、电磁阀、充电接口、音视播 放器等工作；3)利用显示屏这一平台显示血压、心率等信号在屏幕上，及时提示运动员的 血压、心率等情况，并能做到预警。本发明具有结构简单、操作容易、使用方便等优点。
图1为本发明的结构示意图。图2为图1的履带、升降柱连接的主视结构示意图。图3为本发明的履带、离合器、发电机、逆变器和电储能器相连接的结构示意图。图4为本发明的显示屏幕的结构示意图。图5为本发明的前后升降柱相连接且调节阀打开后前升降柱升高、后升降柱下降 的结构示意图。图5-1为图5的前升降柱升高、后升降柱下降到位后把调节阀关闭的结构示意图。图5-2为本发明的前后升降柱相连接且调节阀打开后前升降柱下降、后升降柱升 高的结构示意图。
图5-3为图5-2的前升降柱下降、后升降柱升高到位后把调节阀关闭的结构示意 图。图6为本发明的履带、主动轮、从动轮、发电机和电储能器的连接结构示意图。图7为本发明的前轮转轴、离合器、发电机、逆变器和电储能器的连接结构示意 图。图8为本发明所用的电路原理框图。图中。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本发明所述的环保节能仿生态环境 自发电多功能跑步机，包括履带、底座1、前升降柱2和后升降柱3，履带包括履带前轮4、履 带后轮5和履带传送带6，履带传送带6套在履带前轮4和履带后轮5上，履带传送带移动 能带动履带前轮和履带后轮转动，履带前轮4和履带后轮5分别设有前轮转轴7和后轮转 轴8并分别绕前轮转轴和后轮转轴转动，其结构特点为在底座1的前部和后部上分别设有 前升降柱2和后升降柱3，所述的前升降柱2上端通过前轴承9支承住前轮转轴7，前升降 柱2下端固定在底座1前部上；所述的后升降柱3上端通过后轴承10支承住后轮转轴8， 后升降柱3下端固定在底座1后部上；前升降柱2与后升降柱3之间的液压液体由双向连 通管12及其调节阀13实现前后升降柱的自由调节，通过前升降柱和后升降柱能调节履带 前轮和履带后轮的高度，从而达到调节履带传送带的前后部高度，实现履带平行、斜行(前 斜、后斜)，模拟运动员平地、上坡、下坡及其不同斜度的运动状态。前升降柱和后升降柱其 结构一样，包括外壳、外壳内的液压腔、液压液体14和液压柱15，见图2所示，液压柱与外 壳内的液压腔壁是动密封，比如通过通常使用的活塞16实现动密封，即可在液压柱15下端 连接活塞16，且在液压腔上下移动时不会脱离液压腔即被框在外壳内(活塞16与液压腔 得连接类同于打气筒的结构)，所述外壳内的液压腔设置有弹簧17，且液压腔内填充有液 压液体，所述的弹簧一端置于或固定于液压腔底部，另一端顶或固定在液压柱底端上，通过 固定于液压柱底端的弹簧也可限制液压柱使之不脱离液压腔。前升降柱的液压腔经连通管 12连接后升降柱的液压腔，在连通管上设置有流体调节阀13，所述的流体调节阀可以是电 动阀，也可以是手动阀，手动阀使用时，如图5、图5-1、图5-2、图5-3所示，可以打开手动阀 用人体力量使履带传送带的履带前轮上升和履带后轮下降，调节高度适宜后即可把手动阀 关掉，此时前升降柱的液压腔和后升降柱的液压腔的液压获得平衡，保持前升降柱2和后 升降柱3的位置，此时履带可以处于平行、斜行(前斜、后斜)之一状态。模拟运动员平地、 上坡、下坡及其不同斜度的运动状态。本发明可以通过电动阀或手动阀调节履带处于平行、 斜行(前斜、后斜)。如图3所示，在履带前轮经一离合器22与发电机21连接，发电机21经一逆变器 24连接电储能器23，此时发电机发的电经逆变器24对电储能器23充电，电储能器可以是
蓄电池等。如图6所示，在履带前轮或履带后轮上设有主动轮18，一般在前轮转轴7或后轮 转轴的一端设有主动轮，主动轮通过皮带19连接从动轮20，从动轮可经一离合器与发电机连接电储能器23，此时发电机发的电经逆变器对电储能器充 电，电储能器可以是蓄电池等。本发明也可以将履带前轮的前轮转轴7经一离合器22与发 电机21连接，发电机21经一逆变器24连接电储能器23，如图7所示，此时发电机发的电经 逆变器对电储能器充电。其目的都是运动员将履带移动，使前轮转轴转动带动发电机发电， 发电机发的电冲入电储能器中。如图1、图4所示，在底座1前部设有显示屏幕11，显示屏幕可以是触摸屏或液晶 显示屏，触摸屏或液晶显示屏经显示屏电源接入口接通电储能器，通过电储能器供电给显 示屏幕工作。显示屏幕可显示1)储电量A 充满电能自动断电，2)运动状态B 平步、上坡、 下坡，时间、速度、里程；3)负离子供给情况C 可按需调整供给量，供给量显示，可以以五格 分为五个大小级别的供应量；4)心率、血压显示D 当运动员接入血压器时能在显示屏上显 示数值，可设定血压、心跳当达设定值时会声音告警，血压器与显示屏通过无线连接或有线 连接均可，一般以无线为佳，若无线连接，则在显示屏幕壳体上设有信号接收器，而在血压 器设有信号发射器，通过发射器和接收器能及时把运动员的血压、心跳等数值显示在显示 屏上，当运动员的血压、心跳高于血压、心跳的设定值时会声音告警，使运动员及时获知血 压、心跳预警信息，及时减少运动量等措施。在显示屏幕的壳体内安装有负离子发生器，负离子发生器的出风口 25位于显示 屏幕前部的壳体的上部，进风口 26位于显示屏幕前部的壳体的下部，这样风从显示屏幕前 部的壳体的下部进入壳体内的负离子发生器中，从显示屏幕前部的壳体的上部出来的是负 离子的风，这样对运动中的人员提供“负离子” “空气”，这负离子发生器也是采用电储能器 供电，负离子的状态通过以上所述方式显示(即负离子供给情况C)；在显示屏幕壳体内设 置有音视频播放器、扬声器调节开关27和扬声器，音视频播放器与扬声器、显示屏幕连接， 音视频播放器播放的讯号经显示屏幕显示，声音通过扬声器放出，音视频播放器也是采用 电储能器供电，音视频播放器可以是DVD机等，在显示屏幕壳体上设置有音视频播放器接 口 28用于外接另外的音视频播放器，此音视频播放器接口 28与扬声器、显示屏幕连接；在 显示屏幕壳体上设有充电插口 29(用于手机、电动车等充电)。在显示屏幕的壳体上设有 手机音频信号输入接口和手机来电接听按钮，手机音频信号输入接口经手机来电接听按钮 30接到扬声器，这样手机可以通过其音频输出口经音频线接到手机音频信号输入接口，要 用扬声器接听时，按下手机来电接听按钮30，使手机来电通过声音通过扬声器播出，这样运 动员可以一边运动一边接听手机电话，不用手拿接听，方便手机来电接听；在显示屏幕的壳 体上设有履带倾斜按钮开关31，通过履带倾斜按钮开关控制电动阀调整前升降柱和后升降 柱的高度，使履带处于平行、斜行(前斜、后斜)之一状态，并在以上所述的显示屏上显示。在显示屏幕的壳体上还设有自电/外电切换开关32，当显示屏上显示电储能器电 量不足时，可以通过自电/外电切换开关切换到外电源供电。显示屏电源接入口可以接自 电，也可外接外电源，当接自电，自电/外电切换开关切换到自电供电；当接外电，自电/外 电切换开关切换到外电供电。在底座下设置有滚轮便于移动。利用本发明机构自产的电能在跑步机的屏幕上产生“负离子” “空气”，“负离 子”“空气”被誉为空气中的“维生素”，改善运动场所的空气品质，使运动员如在园林环境下 锻炼身体，有益健康；能改善运动场所空气品质，使运动员如在园林环境下锻炼身体，有益健康。在运动员手腕上戴上一个腕式且具有发射微波信号的血压器(另配，为现有技 术)，其微波会在屏幕的微波接收器上把运动员的血压、心率等信号显示在屏幕上，当血压、 心跳达到设定的危险值时，屏幕和音像会发出信息信号，提醒运动员。能利用本发明机构的底座的前、后升降柱和前后升降柱之间相通且之间设有的流 体调节阀的装置实现机构中履带平行、斜行(前斜、后斜)，模拟运动员平地、上坡、下坡及 其不同斜度的运动状态。本发明机构有能量转换机构和储能机构，能量转换机构即上述的发电机等部件， 该机构的电储能器可以为运动员提供手机或电动车等的充电，以及作为播放影像等的电 源。禾Ij用本机构中的自电/外电切换开关，当自发电的电力供应不足时，把自电/外电 切换开关切向外电来供电或充电，储入储能机构的电储能器(如蓄电池)中，以便在有外电 和无外电时都能使用。如图8所示，本发明机构的显示屏幕的壳体安装有空气负离子测定仪和二氧化碳 检测仪，空气负离子测定仪可以采用日本ANDES ITC-201A空气负离子测定仪，通过空气负 离子测定仪检测负离子发生器产生的“负离子” “空气”量并通过显示屏幕显示。这样可以 有效控制运动场所“负离子” “空气”量，不致过多或过少。也可以通过二氧化碳检测仪检 测运动场所的二氧化碳量，如采用深圳市逸云天电子专业生产的二氧化碳检测仪，当运动 场所的二氧化碳量超标时通过移动通讯网络通知管理员或运动员采取必要措施减少二氧 化碳量，比如实时通风，或暂停运动，以保证运动员身体健康，这些都是通过微控制器模块 来控制实现的，所述显示屏幕的壳体安装有移动通讯及定位模块、存储器、微波接收器、电 源模块、空气负离子测定仪、二氧化碳检测仪和微控制器模块，移动通讯及定位模块包括移 动通讯模块和定位模块，电源模块与电储能器连接，电源模块为现有一般技术人员能实现 的技术，电储能器供电给电源模块，电源模块转换成的电压作为移动通讯及定位模块、存储 器、微波接收器、空气负离子测定仪、二氧化碳检测仪和微控制器模块工作的电源，其特征 在于在微控制器模块的相应功能引脚上连接有移动通讯及定位模块、存储器、微波接收器、 显示屏幕、空气负离子测定仪和二氧化碳检测仪。微波接收器用于接收戴在运动员手腕上 的具有发射微波信号(如带有WIFI模块)的血压器所发射的运动员的血压、心率等信号。 微波接收器可以是带WIFI模块的接收器。所述的微控制器模块是各个功能模块的桥梁，为一般技术人员能实现的技术，按 实际需要对各功能模块进行调度，指挥各模块的工作，该模块可以是任何微处理器如单片 机或处理器；所述移动通讯模块可采用支持中国移动通信公司GSM通讯网络的移动通讯模 块，也可以采用支持中国联通公司CDMA通讯网络的移动通讯模块，即(TD-SCDMA/WCDMA/ CDMA2000/GSM/GPRS/CDMA)移动通讯模块，为一般技术人员能实现的技术。所述移动通讯及定位模块包括移动通讯模块和定位模块，该移动通讯模块一般为 内置有GPRS、WAP、喇叭，麦克风，内存扩充槽和蓝芽模块的移动通讯模块，可使用任何支持 中国移动公司的TD-SCDMA/GSM通讯网络的移动通讯芯片，也可以是中国联通的WCDMA及中 国电信的CDMA通讯网络的移动通讯芯片。定位模块，如GPS定位模块或AGPS定位模块。所 述的定位模块可以是一个完整的GPS接收机数字基带处理器，一般与移动通讯模块集成在一起。 所述的空气负离子测定仪和二氧化碳检测仪能对相关气体及项目进行检测以及 将检测数据(如负离子、二氧化碳浓度)、微波接收器接收的血压、心率等读取给微控制器 模块，微控制器模块启动调用存储器内存储的已设定的标准数据与输入的检测数据进行比 对，当检测数据出现异常，如检测到二氧化碳浓度超标、血压、心率的异常信息，微控制器模 块将异常信息显示于显示屏幕及通过内置扬声器发出报警信号，本发明中进行了次数设 定，当异常次数超过设定值(比如在5分钟内连续出现20次异常信息)则微控制器模块通 过移动通讯及定位模块借助移动通讯网络把异常信息和运动员位置联络给运动员的家属、 朋友进行远程监督。
权利要求
1.一种环保节能仿生态环境自发电多功能跑步机，包括履带、显示屏幕、底座(1)、前 升降柱(2)和后升降柱(3)，履带包括履带前轮(4)、履带后轮(5)和履带传送带，履带传送 带(6)套在履带前轮(4)和履带后轮(5)上，履带传送带移动能带动履带前轮和履带后轮 转动，履带前轮(4)和履带后轮(5)分别设有前轮转轴(7)和后轮转轴并分别绕前轮转轴 和后轮转轴转动，其特征在于在底座(1)的前部和后部上分别设有前升降柱(2)和后升降 柱(3)，所述的前升降柱(2)上端通过前轴承(9)支承住前轮转轴(7)，前升降柱(2)下端 固定在底座(1)前部上；所述的后升降柱(3)上端通过后轴承(10)支承住后轮转轴(8)， 后升降柱(3)下端固定在底座(1)后部上；所述前升降柱和后升降柱的结构包括外壳、外壳 内的液压腔、液压液体(14)和液压柱(15)，在液压柱(15)下端连接活塞(16)，所述外壳内 的液压腔设置有弹簧(17)，且液压腔内填充有液压液体，所述的弹簧一端置于或固定于液 压腔底部，另一端顶或固定在液压柱底端上；前升降柱的液压腔经连通管(12)连接后升降 柱的液压腔，在连通管上设置有流体调节阀(13)；前升降柱(2)与后升降柱(3)之间的液 压液体由双向的连通管(12)及其调节阀(13)实现前后升降柱的自由调节。
2.根据权利要求1所述的环保节能仿生态环境自发电多功能跑步机，其特征在于在履 带前轮经一离合器(22)与发电机(21)连接，发电机(21)经一逆变器(24)连接电储能器 (23)。
3.根据权利要求1所述的环保节能仿生态环境自发电多功能跑步机，其特征在于在履 带前轮或履带后轮上设有主动轮(18)，主动轮通过皮带(19)连接从动轮(20)，从动轮与发 电机(21)连接，发电机(21)经一逆变器连接电储能器(23)。
4.根据权利要求1或2或3所述的环保节能仿生态环境自发电多功能跑步机，其特征 在于在底座(1)前部设有显示屏幕(11)，显示屏幕(11)经显示屏电源接入口接通电储能 器；所述显示屏幕显示有1)储电量㈧；2)运动状态⑶；3)负离子供给情况(C) ；4)心率、 血压显示(D)。
5.根据权利要求1或2或3所述的环保节能仿生态环境自发电多功能跑步机，其特 征在于在显示屏幕的壳体内安装有负离子发生器，负离子发生器的出风口(25)位于显示 屏幕前部的壳体的上部，进风口(26)位于显示屏幕前部的壳体的下部；在显示屏幕壳体内 设置有音视频播放器、扬声器调节开关(27)和扬声器，音视频播放器与扬声器、显示屏幕 连接；在显示屏幕壳体上设置有音视频播放器接口(28)用于外接另外的音视频播放器，此 音视频播放器接口(28)与扬声器、显示屏幕连接；在显示屏幕壳体上设有充电插口(29)； 在显示屏幕的壳体上设有手机音频信号输入接口和手机来电接听按钮，手机音频信号输入 接口经手机来电接听按钮(30)接到扬声器；在显示屏幕的壳体上设有履带倾斜按钮开关 (31)，通过履带倾斜按钮开关控制电动阀调整前升降柱和后升降柱的高度，使履带处于平 行、斜行之一状态，并在所述的显示屏幕上显示；在显示屏幕的壳体上还设有自电/外电切 换开关(32)。
6.根据权利要求1或2或3所述的环保节能仿生态环境自发电多功能跑步机，其特 征在于显示屏幕的壳体安装有移动通讯及定位模块、存储器、微波接收器、电源模块、空气 负离子测定仪、二氧化碳检测仪和微控制器模块，移动通讯及定位模块包括移动通讯模块 和定位模块，电源模块与电储能器连接，电源模块转换成的电压作为移动通讯及定位模块、 存储器、微波接收器、空气负离子测定仪、二氧化碳检测仪和微控制器模块工作的电源，在微控制器模块的相应功能引脚上连接有移动通讯及定位模块、存储器、微波接收器、显示屏 幕、空气负离子测定仪和二氧化碳检测仪；所述微波接收器能接收戴在运动员手腕上的具 有发射微波信号的血压器所发射的运动员的血压、心率信号。
全文摘要
本发明公开一种环保节能仿生态环境自发电多功能跑步机，包括履带、显示屏幕、底座、前升降柱和后升降柱，其结构特点为在底座的前部和后部上分别设有前升降柱和后升降柱，所述的前升降柱上端通过前轴承支承住前轮转轴，前升降柱下端固定在底座前部上；所述的后升降柱上端通过后轴承支承住后轮转轴，后升降柱下端固定在底座后部上；所述前升降柱和后升降柱的结构包括外壳、外壳内的液压腔、液压液体和液压柱，在液压柱下端连接活塞，所述外壳内的液压腔设置有弹簧，且液压腔内填充有液压液体，前升降柱与后升降柱之间的液压液体由双向的连通管及其调节阀实现前后升降柱的自由调节。履带移动使履带前轮、前轮转轴转动其转动能经发电机转变为电能。
文档编号F03G5/00GK102114320SQ20101060606
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者吴加正, 吴涛, 吴静怡 申请人:福建省科力新技术服务公司