CN100396349C - 具有计步功能的跑步机及其计步方法 - Google Patents

Abstract

本发明是具有计步功能的跑步机及其计步方法，本发明的量测人员在该跑步机上跑步或行走的步数的装置与方法，包含有：设置一感测器，监测跑步机的运动组件，包含马达、传动件、滚轮与跑带的任一元件的速度；设置一处理器，感测该运动组件的速度的瞬间变化，并累加该瞬间变化的次数，最后在该显示器上显示该累加后的次数。

Description

具有计步功能的跑步机及其计步方法

技术领域

本发明系与运动器材有关，特别是指一种具有计步功能的跑步机。

背景技术

现有的运动器材，如跑步机，提供人员于跑带上行走或跑步，以达到运动或健身的效果。早期的跑步机提供某些机械资讯，例如：跑带速度、负荷大小与里程数等，近期的跑步机更提供一些生理资讯，例如：消耗热量、心跳数、呼吸等。以上的资讯是为让使用者了解运动的程度与自己的生理状态以达到预定的运动效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有计步功能的跑步机，其可记录并显示使用者的步数。

为达成前述的发明目的，本发明所提供的跑步机，包含有一基座、一运动组件，具有一跑带产生转动、一感测器，可感测该运动组件的任一元件的速度变化、一处理器，计算该感测器所感测到该运动组件的速度变化的次数，以及一显示器，显示该处理器的次数。

应用本发明的技术计算人员在一跑步机上行走或跑步的步数的方法，包含有下列步骤：a)监测一跑步机的运动组件的速度；b)感测该速度的瞬间变化；c)累加该速度的瞬间变化的次数，以及d)显示该速度的瞬间变化的次数。

为了详细说明本发明的构造及特点所在，兹举以下的较佳实施例并配合图式说明如后：

附图说明

图1是本发明第一较佳实施例的立体图；

图2是本发明第一较佳实施例的感测方式流程图；

图3是本发明第一较佳实施例的感测器的示意图；

图4是本发明第一较佳实施例的感测器的正视图；

图5是本发明第一较佳实施例的感测器的顶视图：

图6是本发明第一较佳实施例的感测器所量测的速度的曲线图；

图7是本发明第二较佳实施例的感测器的示意图；

图8是本发明第三较佳实施例的感测器的示意图；

图9是本发明第四较佳实施例的感测器的示意图；

图10与图11是本发明第四较佳实施例的感测器的开关动作示意图；

图12是本发明第五较佳实施例的感测器的示意图；以及

图13是本发明第七较佳实施例的感测器的示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明所提供的跑步机1，主要包含有：一基座2以及一运动组件3。该基座2具有一框架10、二直立架12，其底端设置于该框架10的二侧、二扶手14，分别固定于该直立架12，一跑板16，固定于该框架10中，以及一面板18，设置于该二直立架12的顶端，其上具有若干按键20以及一显示器22。该运动组件3具有一马达24、一传动件26、二滚轮28以及一跑带30。该二滚轮28的二端分别枢设于该框架10的前后二侧，该跑带30绕过该二滚轮28。该马达24固定于该框架10上，该传动件26连接该马达24与位于该框架10前侧的滚轮28，使马达24可带动该滚轮28转动，进而驱动该跑带30转动。

图2所示本发明的量测人员在该跑步机上跑步或行走的步数的装置与方法，包含有：设置一感测器32，监测该运动组件3的速度；设置一处理器34，感测该速度的瞬间变化，并累加该瞬间变化的次数，最后在该显示器22上显示该累加后的次数。

请参阅图3至图5所示，本发明第一较佳实施例的感测器32具有一光发射器36、一接收器38以及一光阀40。该光发射器36与该接收器38设置于同一元件上，并通过由一固定座42固定于该框架10上，位于靠近该前侧滚轮28的附近。该光发射器36可发射红外光束至该接收器38。该光阀40，其为一盘体，固定于该前侧滚轮28上，并可随该前侧滚轮28同步转动。该光阀40的周缘设有若干间距相等的缺口44。该光发射器36与该接收器38位于该光阀40的二侧，通过此，当该光阀40转动时，该接收器38会收到断续的光信号。该光阀40的二侧分别设置有一配重件46。该接收器38可将所接收到的光信号转换为电气信号输出至该处理器34。

该处理器34，设置于该面板18内，具有一处理回路以及一累加回路(未显示)，该处理回路可通过由所接收到由该接收器38所传来的连续二信号的时间差(Δt)，配合该光阀40的二缺口的夹角α，计算出该光阀40转动的角速度ω。而该角速度可视为该运动组件3的滚轮28的转速。

如图6所示，当该运动组件3等速转动时，该感测器32所检测到的角速度ω约略是为一定值。当使用者在该跑带30上行走或跑步时，当使用者的脚踏在该跑带30上的瞬间，会提供该跑带30一瞬间负荷，而该瞬间负荷会使得该运动组件3的所有元件(包括跑带30、滚轮28、传动件26与马达24)的转速瞬间变化。在此瞬间，该角速度ω也会产生变化(在实务上，该角速度的变化是呈正弦波的型态)。此角速度的瞬间变化IV可被视为使用者踏下一步。因此，当该角速度的瞬间变化IV出现时，该累加回路纪录为”一步”。

该瞬间变化的认定为计算单位时间内角速度的变化(亦即角加速度)，在实务操作上，该处理器中会设有一滤波器，通过以过滤一些极端值，接着计算角加速度，如大于0.02度/秒²，则视为“一步”。

该处理器34的累加回路可累计“一步”的次数，并将其结果传送至该显示器22显示。

以上所述的实施例可将该感测器的光阀设置于该运动组件的马达或是传动件上，也可达到相同的功效。

图7显示本发明第二较佳实施例的跑步机的感测器50。该感测器具有一光阀52、一光发射器54以及一接收器56。该光阀52为设置于跑带58一端缘的齿部，而该光发射器54与该接收器56分别设置于该跑带58的二侧。如此也可达成相同的功效。图8显示本发明第三较佳实施例的跑步机的感测器62，其与第二实施例类似，但，该感测器62的光阀64为设置于跑带66边缘的等间距的缺口。前述的感测器62最好设置于靠近滚轮60，68的位置，以降低因该跑带的震动所产生的误差。

请参阅图9所示，本发明第四较佳实施例所提供感测器70。该感测器70主要具有一转子72以及一开关74。该转子72为一盘体，固定于一滚轮76，与该滚轮76同步转动，且具有若干磁铁78，呈环形设置于该转子72的周缘上。相邻的二磁铁78间的间距相等。该开关74设有一基座80与二簧片82，各该簧片82的一端固定于该基座80，外端具有一自由端84，该二自由端84具有一部分重叠。该二簧片82各通过由一电线(未显示)将信号传送至该处理器(未显示)。当该转子72的磁铁78接近该二簧片82时，该二簧片82的自由端84会相互吸引而搭接在一起(如图11所示)，当该磁铁78远离后，该二簧片82的自由端84会回复至分离的状态(如图10所示)。换言之，当该转子72转动时，会产生一呈周期变动的磁场，且其频率是与该转子72或是滚轮76的转速成正比，该磁场作用于该二簧片82，使该二簧片82的自由端84产生反覆地接触与分离，如此该开关74即可产生ON与OFF的数字信号。原理如前，可通过由二连续的ON信号或OFF信号间的时间，计算出转子72的角速度，如该角速度产生前述的瞬间变化时，可记录为“一步”。

请参阅图12所示，本发明第五较佳实施例所提供的感测器86，基本上与第四实施例的感测器70近似，具有一转子88，其上设有磁铁90，以及一线圈92。通过由该转子88转动时所提供的变动的磁场，可使该线圈92感应出一电流。当使用者踏下一步的瞬间，会造成该转子88转动的速度瞬间降低，而使该线圈92所感应出的电流产生瞬间变化。当检测到该电流的瞬间变化时，可判定为“一步”。

本发明第六实施例所提供的检测方法为监测马达的电流，该马达的电流大小可作为运动组件的速度的指标。当运动组件的负荷瞬间提高时，该马达的电流会提高以使该马达输出的扭力增加。此时，如检测到马达的电流瞬间提高，可判定为“一步”。

请参阅图13所示，本发明第七较佳实施例所提供的跑步机具有一感测器94，该感测器94具有一惰轮96一固定架98以及一转速计100。该惰轮96枢设于该固定架98上，可自由转动，该转速计100装设于该惰轮96中，可检测该惰轮96的转速。该固定架98上具有二长槽102，并利用二螺栓104固定于跑步机的框架106上，通过由旋转该二螺栓104可调整该固定架98的位置，使该惰轮96压贴在一跑带108上，使该惰轮96可与该跑带108同步转动。通过由感测该惰轮96的转速的瞬间变化，来记录使用者行走或跑步的步数。

前述的实施例，除第六较佳实施例外，均可应用于一非电动式的跑步机，换言之，该跑步机的运动组件没有马达与传动件，仅由二滚轮与一跑带所组成。

Claims (14)

1.一种跑步机，其特征在于包含有：

一基座，具有一框架二直立架，其底端设置于该框架的二侧，二扶手，分别固定于该直立架，一跑板，固定于该框架中，以及一面板，设置于该二直立架的顶端，其上具有按键及显示器；

一运动组件，具有一马达、一传动件、二滚轮以及一跑带，该二滚轮的二端分别枢设于该框架的前后二侧，该跑带绕过所述二滚轮；该马达固定于该框架上，该传动件连接该马达与位于该框架前侧的滚轮，使马达带动该滚轮转动，进而驱动该跑带转动；

一感测器，监测该运动组件中任一元件的速度；所述该感测器具有一光发射器、一接收器以及一光阀，该光发射器设置该框架上，发射一光束至该接收器，该光阀设置于该滚轮上，随该滚轮件同步转动，该光阀具有若干缺口，转动至该光束的路径上，通过此，当该光阀转动时，该接收器会收到断续的信号，并传送至该处理器，而该处理器可由连续二信号间的时间，计算出该速度；

一处理器，感测该速度的瞬间变化，并记录与累加该速度的瞬间变化的次数，以及

一显示器，显示该速度的瞬间变化的次数。

2.依据权利要求1所述的跑步机，其特征在于，所述该光阀为一盘体，其上设置有至少一配重件。

3.依据权利要求1所述的跑步机，其特征在于，所述该感测器具有一光发射器、一接收器以及一光阀，该光发射器设置于该框架上，可发射一光束至该接收器，该光阀为设置于该跑带上边缘的等间距的缺口，该光发射器与该接收器设置于该跑带的缺口的二侧，且该缺口可移动至该光束的路径上，通过此，当该跑带转动时，该接收器会收到断续的信号，并传送至该处理器，而该处理器可由连续二信号间的时间，计算出该速度。

4.依据权利要求1所述的跑步机，其特征在于，所述该感测器具有一光发射器、一接收器以及一光阀，该光发射器与该框架上，可发射一光束至该接收器，该光阀为设置于该跑带一端缘的齿部，该光发射器与该接收器设置于该跑带的齿部的二侧，且该齿部可移动至该光束的路径上，通过此，当该跑带转动时，该接收器会收到断续的信号，并传送至该处理器，而该处理器可由连续二信号间的时间，计算出该速度。

5.依据权利要求1所述的跑步机，其特征在于，所述该感测器具有一转子以及一开关，其中该转子设置于该运动组件的任一元件，可随该运动组件同步转动，该转子上具有若干磁铁，该开关具有二簧片，各该簧片具有一自由端，可受该磁铁的磁力作用而移动，通过此，当该转子转动时，该二簧片的自由端会反覆地接触与分离。

6.依据权利要求1所述的跑步机，其特征在于，所述该感测器具有一转子以及一线圈，其中该转子设置于该运动组件的任一元件，可随该运动组件同步转动，该转子上具有若干磁铁，通过此，当该转子转动时，该磁铁可提供一变动的磁场作用于该线圈，使该线圈感应一电流。

7.依据权利要求1所述的跑步机，其特征在于，所述该感测器具有一惰轮枢设于该框架上并压贴在该跑带，使该惰轮与该跑带同步转动，以及一转速计，可量测该惰轮的转速。

8.一种计算人员在一跑步机上行走或跑步的步数的方法，其特征在于，包含有下列步骤：

监测一跑步机的运动组件的速度；

感测该速度的瞬间变化；

累加该速度的瞬间变化的次数，以及

显示该速度的瞬间变化的次数。

9.依据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述监测一跑步机的运动组件的速度的方法包含有下列步骤：

发射一光束至一随该运动组件同步转动的光阀，其中该光阀上具有等间距的缺口，该缺口可转动至该光束的路径上；

接收穿过该缺口的光束，以及

量测连续二光束间的时间，以计算出该光阀的速度。

10.依据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述感测该速度的瞬间变化的方法包含有下列步骤：

计算单位时间内该速度的变化，以及

判断该单位时间内该速度的变化的值，当大于0.02度/秒2，则记录为一次瞬间变化。

11.依据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述监测一跑步机的运动组件的速度的方法包含有下列步骤：

提供一呈周期性变化的磁场，其频率与该运动组件的速度呈正比，该磁场作用于一开关，使该开关反覆产生ON与OFF的转换，以及

量测连续二ON或OFF间的时间，以换算出该运动组件的速度。

12.依据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述监测一跑步机的运动组件的速度的方法包含有下列步骤：

提供一呈周期性变化的磁场，其频率与该运动组件的速度呈正比，作用于一可移动的簧片，使该簧片反覆移动，而得到一组数字信号，以及

量测该组数字信号的频率，以换算出该运动组件的速度。

13.依据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述监测一跑步机的运动组件的速度的方法为提供一呈周期性变化的磁场，其频率与该运动组件的速度呈正比，作用于一线圈，使该线圈感应一电流，以及感测该速度的瞬间变化的方法为感测该电流的瞬间变化。

14.依据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述监测一跑步机的运动组件的速度的方法为量测该运动组件的马达的电流大小，作为该运动组件的速度的指标，以及感测该速度的瞬间变化的方法为感测该电流的瞬间变化。

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