CN103816642A - 步行运动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供的步行运动机不会产生大的振动或噪音，并且能够在较短的运动时间内确保有效的运动量；步行运动机(100)具备：使用者站在上面进行步行的步行带(120)、使用者双手把持的扶手部(101)、使用者对开关等进行操作的操作盘(140)、以及驱动步行带(120)移动的驱动机构；步行带(120)通过由蜗杆使蜗轮旋转而进行移动，其中，蜗杆通过驱动电动机的驱动而进行旋转，蜗轮与滚筒相连接；通过蜗轮蜗杆部的制动功能而使制动力相对于步行带(120)发挥作用。

Description

步行运动机

技术领域

本发明涉及运动者在环状带上进行步行运动或跑步运动的步行运动机。

背景技术

已知有一种运动者在移动的环状带上进行步行运动或跑步运动(以下统称为“步行运动”，在本发明中并未明确区分“步行”和“跑步”)的、被称为跑步机的运动器械。在这样的运动器械中，为了防止运动者在运动过程中跌倒等情况从而确保安全，而设有从配置在规定高度上的上部框架延伸至环状带的左右两侧为止的扶手臂。由于具备这样的结构，因而在不使用时会占用很大的空间，因此，例如专利文献1(日本特开2007-159879号公报)中公开了一种在不使用时能够将扶手臂紧凑地折叠起来的步行运动器械。

【在先技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本公报、特开2007-159879号

但是，在专利文献1所公开的运动器械中，为了增加运动量而考虑到了提高在该运动器械上的步行速度、或者增加使用该运动器械的运动时间。但是，像这样提高步行速度会使振动或噪音变得过大，这对于居住在公寓等中的使用者来说并不理想。另外，增加运动时间对于并没有多余闲暇时间的使用者来说并不理想。但是，专利文献1中既未公开也未暗示关于这样的课题及其解决方法。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种不会产生大的振动或噪音，并且，即使在较短的运动时间内也能够确保有效的运动量的步行运动机。

为了达成上述目的，本发明采取以下的技术方法。

本发明涉及的步行运动机具有：主体框架，其在长度方向的前后两端部上以旋转自如的方式转动支承有滚筒，并且在上述滚筒之间缠绕有环状的步行带；驱动机构，其驱动上述步行带从主体框架的前方侧朝向后方侧移动；扶手部，其设置于上述主体框架的前部；以及操作盘，其设置在上述扶手部上。该步行运动机的特征在于：上述主体框架的前部的位置高于后部的位置，从而将主体框架配置成急倾斜状态。

另外，可以构成为：上述驱动机构具有驱动电动机、传递机构以及限制机构，其中，上述传递机构将上述驱动电动机的驱动力传递至步行带，上述限制机构限制发生下述情况，即，当使用者在步行带上步行时，步行带朝向后方侧移动超过由驱动电动机产生的驱动量的距离。

进而，可以构成为：上述传递机构具有由蜗杆和蜗轮构成的蜗轮蜗杆部，并且，上述蜗轮蜗杆部作为上述限制机构进行工作，其中，上述驱动电动机的旋转力被输入到上述蜗杆中，并且上述蜗杆和上述蜗轮啮合传动，由此由上述蜗轮输出旋转驱动力而使上述步行带从主体框架的前方侧朝向后方侧移动。

优选上述限制机构使用驱动电动机的反电动势。

优选上述限制机构具备控制部，其中，上述控制部被构成为：通过使上述驱动电动机的电源输入端彼此间短路从而使上述反电动势作为相对于驱动电动机的制动力发挥作用，并且，上述控制部控制使上述驱动电动机的电源输入端彼此间短路的时间。

优选上述限制机构具备连接在上述驱动电动机的电源输入端间的电阻。

优选上述限制机构构成为：通过在上述驱动电动机的电源输入端间设置有电阻的情况下使上述驱动电动机的电源输入端彼此间短路，从而使上述反电动势作为相对于驱动电动机的制动力发挥作用。

优选上述限制机构具备连接在上述驱动电动机的电源输入端间的继电器开关，并且，上述限制机构构成为：在停止供给市电时，使上述继电器开关工作而使上述驱动电动机的电源输入端彼此间短路，由此使驱动电动机产生反电动势并将该反电动势作为相对于驱动电动机的制动力发挥作用。

进而，可以在主体框架的前部设有支承部件，从而将上述主体框架配置成急倾斜状态。

进而，可以在上述操作盘中显示通过对步行带上的步行量进行换算而得到的高度方向上的移动量。

(发明效果)

根据本发明的步行运动机，由于将主体框架配置成急倾斜状、或者具有限制机构，因此，不会产生大的振动或噪音，并且，即使在较短的运动时间内也能够确保有效的运动量。

附图说明

图1是本发明第一实施方式涉及的步行运动机的整体立体图。

图2是本发明第一实施方式涉及的步行运动机的主视图。

图3是本发明第一实施方式涉及的步行运动机的侧视图。

图4是本发明第一实施方式涉及的步行运动机的驱动机构的放大立体图。

图5是表示本发明第一实施方式涉及的步行运动机的使用状态的图。

图6是本发明第二实施方式涉及的步行运动机的整体立体图。

图7是将本发明第二实施方式涉及的步行运动机的内部放大后的立体图。

图8是本发明第二实施方式涉及的步行运动机的限制机构的框图。

图9是本发明第三实施方式涉及的步行运动机的限制机构的框图。

图10是本发明第三实施方式涉及的步行运动机的限制机构的框图(变形例)。

(符号说明)

100  步行运动机             101  扶手部

102  上部水平框架           103  纵向框架

104  前部支脚部             105  后部支脚部

106  下部水平框架           107  悬挂框架

108  悬挂水平框架           109  连接框架

120  步行带                 121  滚筒(前侧、驱动侧)

122  减速齿轮               123  齿轮

124  旋转轴                 125  蜗轮

126  蜗杆                   127  电动机旋转轴

128  驱动电动机             130  滚筒(后侧、从动侧)

140  操作盘                 150  限制机构

200  控制部                 201  整流部

202  PWM控制部              203  半导体开关元件

203a 半导体开关元件         203b 半导体开关元件

204  二极管                 205  CPU

206  反相器                 207  半桥门极驱动器

208  过电流防止电路         209  加法器

210  速度计(速度检测传感器) 300  电阻

301  继电器开关

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，根据附图对本发明第一实施方式涉及的步行运动机100进行说明。

以下，为了便于说明而使用图2、图3的纸面中箭头所示的前后方向、左右方向、上下方向对装置进行说明。这些方向与由站在步行运动机100上的使用者U观察到的前后方向、左右方向、上下方向一致。

图1表示本实施方式涉及的步行运动机100的整体立体图，图2表示步行运动机100的主视图，图3表示步行运动机100的侧视图。

如这些图所示，该步行运动机100具有主体框架(详细来说是后述的下部水平框架106等)、驱动机构(详细来说是后述的驱动电动机128等)、扶手部101以及操作盘140，其中，主体框架在其长度方向的前后两端部上以旋转自如的方式转动支承(pivotally support)有滚筒121(前侧)和滚筒130(后侧)，并且，在该滚筒121与滚筒130之间缠绕有环状的步行带(walking belt)120；通过驱动机构的驱动将步行带120从主体框架的前方侧朝向后方侧输送；扶手部101设置于主体框架的前部；操作盘140设置于扶手部101(详细来说是如后述那样与扶手部101呈一体地构成的上部水平框架102的中央部附近位置处)。

在该步行运动机100中，运动者(使用者)U双脚站在步行带120上进行朝向前侧步行的运动。该情况下，通过驱动机构的驱动使步行带120从前方侧朝向后方侧(即，与使用者U的步行方向呈相反的方向)移动。该步行带120的宽度形成为比使用者的肩宽宽从而不会对步行造成障碍。

主体框架由上部水平框架102、纵向框架103、左右一对的下部水平框架106、左右一对的前部支脚部104和左右一对的后部支脚部105、连接框架109、以及悬挂框架107和悬挂水平框架108构成，其中，上部水平框架102设置于使用者的腹部周围且呈U字形；纵向框架103在左右侧分别竖立设置有一个以便支承上部水平框架102；左右一对的下部水平框架106支承纵向框架103，并且在其前后两端部上将滚筒121(前侧)和滚筒130(后侧)以旋转自如的方式加以保持；左右一对的前部支脚部104和左右一对的后部支脚部105安装在下部水平框架106上，并且，左右一对的后部支脚部105的高度低于左右一对的前部支脚部104；连接框架109将左右一对的前部支脚部104加以连接；悬挂框架107和悬挂水平框架108将驱动机构以悬挂的方式加以支承。

如图3所示，在该步行运动机100中，安装于下部水平框架106上的、作为支承部件的前部支脚部104和后部支脚部105被形成为后部支脚部105的高度低于前部支脚部104的高度。由于是这样的构成，因此，主体框架的前部的位置高于后部的位置，从而将主体框架配置成急倾斜状(陡直倾斜状)。从充分确保安全性的方面来看，图3所示的角度θ优选为20度～25度。

关于该角度θ，例如也可以通过将前部支脚部104相对于下部水平框架106的安装位置在上下方向上进行调整，从而能够根据使用者U的体力和/或年龄等来改变该角度θ。

上部水平框架102的左右两端构成扶手部101，并且，例如在上部水平框架102上缠绕有防滑的材料。另外，在构成扶手部101的上部水平框架102的中央部附近位置处设有操作盘140。该操作盘140由使用该步行运动机100进行运动的使用者U进行操作、或者对使用者U显示信息。该操作盘140的安装位置并未被限定，只要是使用该步行运动机100的使用者U能够容易地进行操作或者查看信息的位置即可。

在该操作盘140上，至少设有利用驱动机构开始驱动步行带120的驱动开始用开关和停止驱动步行带120的驱动停止用开关。进而，该操作盘140上优选设有用于改变步行带120的速度的开关。作为在该操作盘140中显示的信息，例如显示从运动开始起所经过的时间、或者运动开始时所设定时间的剩余时间。另外，也可以在该操作盘140中显示在步行带120上的步行量(步行距离)、或者显示通过将步行量(步行距离)换算成高度方向上的距离而得到的高度方向上的移动量。即，在该步行运动机100中，使用者U是在上坡路上步行，因此，相当于使用者U是在进行爬楼梯或者爬山路的运动。因此，例如也可以显示为到达东京晴空塔(Tokyo Skytree)的高度600m处、到达富士山的海拔3700m处等的信息。

参照图4对该步行运动机100的驱动机构进行说明。

该驱动机构具备：驱动电动机128，其从市电接收电力的供给进行旋转；蜗杆126，其以轴心一致的方式与驱动电动机128的电动机旋转轴127连接；蜗轮125，其与蜗杆126啮合；齿轮123，其通过旋转轴124以轴心一致的方式与蜗轮125连接；以及减速齿轮122，其被设置为与齿轮123啮合。减速齿轮122与前侧的滚筒121以旋转轴一致的方式连接。在该前侧的滚筒121(驱动侧)与后侧的滚筒130(从动侧)之间缠绕有环状的步行带120。即，在该步行运动机100中，作为传递机构而设有由蜗杆126和蜗轮125构成的蜗轮蜗杆部，其中，驱动电动机128的旋转力被输入到蜗杆126中，并且，通过蜗杆126与蜗轮125啮合，由此由蜗轮125向步行带120输出旋转驱动力。

进而，在该步行运动机100中设有限制机构150，该限制机构150限制发生下述情况，即，当使用者U在步行带120上步行时，步行带120朝向后方侧移动超过由驱动电动机128产生的驱动量的距离。上述蜗轮蜗杆部被构成为作为该限制机构150进行工作。以下对此详细地进行说明。

由蜗杆126和蜗轮125构成的蜗轮蜗杆部具有很难由输出轴(蜗轮125的旋转轴)使输入轴(蜗杆126的旋转轴)旋转这样的特性(旋转阻力大这样的特性)。可以将该特性解释为蜗轮蜗杆部的制动功能。

(理论上来说)当摩擦角大于蜗杆126的导程角(螺旋角)时能够实现该制动功能。虽然摩擦角根据润滑状况或表面粗糙度等而变动从而无法准确地求出，但是，已知在大多数情况下，当该导程角大于10度时会产生滑动。即，为了实现制动功能，需要将蜗杆126的导程角设在10度以下，在本实施方式涉及的步行运动机100中，也将蜗杆126的导程角设在10度以下。

由于是如上述那样设定了蜗杆126的导程角，因而下述情况被限制，即，当使用者U在步行带120上步行时，步行带120朝向后方侧移动超过由驱动电动机128产生的驱动量的距离。

另外，关于上述驱动电动机128，当由该驱动电动机128向前侧的滚筒121供给了旋转力的情况下使用者U在步行带120上步行时，该驱动电动机128朝向后侧输送步行带120。此时，也存在超过驱动电动机128的旋转力的力经由步行带120施加在驱动电动机128上的情况。如此由使用者U施加在驱动电动机128上的力，作为驱动电动机128的再生作用而产生电力。这样的驱动电动机128的再生作用对于使用者U来说成为负荷，从而作为制动器发挥作用。

图5中示出使用者U站在该步行运动机100的步行带120上进行步行的状态。

这样，使用者U双脚站在步行带120上，并且操作设置在操作盘140上的、使步行带120开始驱动的驱动开始用开关，从而从前侧朝向后侧输送步行带120。

使用者U与步行带120的移动相配合地进行步行。此时，由于步行带120是倾斜的，因而相当于在上坡路上步行(爬坡)。因此，(1)与步行带120平坦地设置的情况相比能够增大运动量。进而，当使用者U在步行带120上步行时，(2)限制步行带120朝向后方侧移动超过由驱动电动机128产生的驱动量的距离的限制力(蜗轮蜗杆部的制动功能)发挥作用，或者，(3)当步行带120欲朝向后方侧移动超过由驱动电动机128产生的驱动量的距离时，驱动电动机128的再生动作发挥作用。在上述(1)～(3)的任一种情况下，均使使用者U的运动量增加。

这样，由于无需加快步行带120的移动速度便可增大运动量，因此，在不产生大的振动或噪音的方面较为理想。另外，在即使在短时间内也能够增大运动量的方面较为理想。另外，由于步行运动机100是赋予像爬坡这样的运动的装置，因此，具有下述的优点，即，能够缩短成为步行面的步行带120的前后长度，进而，与现有的跑步机相比能够尽可能地缩短主体框架的前后长度。

[第二实施方式]

接下来，根据附图对本发明第二实施方式涉及的步行运动机100进行说明。

图6、图7中示出第二实施方式涉及的步行运动机100。该步行运动机100具有与图1所示的第一实施方式的步行运动机大致相同的构成。但是，在限制机构150的构成上较大地不同，其中，限制机构150限制步行带120朝向后方侧移动超过由驱动电动机128产生的驱动量的距离。

在第二实施方式的步行运动机100中，也是当由驱动电动机128向前侧的滚筒121供给了旋转力的情况下使用者U在步行带120上步行时，朝向后侧输送步行带120。

如图7所示，作为步行运动机100的驱动机构，在左侧的下部水平框架106的内侧安装有驱动电动机128，该驱动电动机128从市电接收电力的供给进行旋转。该驱动电动机128的电动机旋转轴127朝向前后方向，并且，在电动机旋转轴127的前端呈同轴状地设有蜗杆126。另一方面，在缠绕有环状的步行带120的、前侧滚筒121的左端侧呈同轴状地安装有蜗轮125，该蜗轮125与蜗杆126啮合。

因此，当使驱动电动机128进行旋转驱动时，其旋转驱动力经由蜗杆126、蜗轮125而被传递至前侧的滚筒121，由此使前侧的滚筒121旋转，从而使步行带120从前方朝向后方移动。

此时，也存在通过使用者U的步行而使超过驱动电动机128的旋转驱动力的力经由步行带120施加在驱动电动机128上的情况。如此由使用者U施加在驱动电动机128上的力，作为驱动电动机128的再生作用而产生电力(产生反电动势)。这样的驱动电动机128的再生作用对于使用者U来说成为负荷，从而作为制动器发挥作用。在第二实施方式中，将该再生作用作为限制机构150进行利用。即，限制机构150使用驱动电动机128的反电动势。

在此，由蜗杆126和蜗轮125构成的蜗轮蜗杆部不具备作为限制机构150的功能，其中，限制机构150限制发生下述情况，即，当使用者U在步行带120上步行时，步行带120朝向后方侧移动超过由驱动电动机128产生的驱动量的距离。

另外，上述驱动电动机128的电动机旋转轴127也朝向后方突出，并且，在该电动机旋转轴127的后方突出部分上安装有速度计(速度检测传感器)210，该速度计210检测电动机旋转轴127的转速、换而言之步行带120的移动速度。作为该速度计210能够采用使用了光电传感器的转速表等。

但是，第二实施方式的步行运动机中的限制机构150与第一实施方式不同，其是通过控制部200利用电的方式来控制驱动电动机128的旋转驱动力。换而言之，限制机构150具备控制部200，该控制部200被构成为通过使驱动电动机128的电源输入端彼此间短路，从而使驱动电动机128中产生的反电动势作为对驱动电动机128的制动力发挥作用，进而，控制部200对于使驱动电动机128的电源输入端彼此间短路的时间进行控制。

该限制机构150配置在左侧的下部水平框架106的内部且驱动电动机128的后侧。

图8是限制机构150的框图。

如图8所示，控制部200由整流部201和PWM控制部202构成，其中，整流部201将从外部供给的市电(交流)转换成直流并供给至驱动电动机128，PWM控制部202根据PWM脉冲信号(Pulse WidthModulation Pulse Signal)来控制驱动电动机128的旋转驱动力。

整流部201是通过将二极管204桥接(bridge connection)而构成。

PWM控制部202具有：MOS-FET(金属氧化物半导体场效应晶体管)等的半导体开关元件203、将PWM脉冲信号的脉冲宽度变更为所希望的宽度的CPU(central processing unit、中央处理器)205、以及将该PWM脉冲信号反相的反相器(inverter)206。此外，PWM控制部202还具备半桥门极驱动器(half-bridge gate driver)207和过电流防止电路208。

在PWM控制部202中，以串联的方式配置有两个半导体开关元件203，并且，将其中一个半导体开关元件203a的漏极(drain)侧与驱动电动机128的正极侧配线(整流部201的正输出侧)连接，将该一个半导体开关元件203a的源极(source)侧与驱动电动机128的0V侧配线连接。进而，将另一个半导体开关元件203b的漏极侧与半导体开关元件203a的源极侧连接，将该另一个半导体开关元件203b的源极侧与整流部201的0V输出侧连接。

CPU205产生用于对驱动电动机128的旋转力进行PWM控制的PWM脉冲信号，并且能够改变该PWM脉冲信号的脉冲宽度。来自设置在驱动电动机128上的速度计210的信号(即，步行带120的速度信息)被输入到CPU205中，当步行带120的速度低于设定值时，从CPU205输出脉冲宽度放大了的PWM脉冲信号，当步行带120的速度高于设定值时，从CPU205输出脉冲宽度缩小了的PWM脉冲信号。

从该CPU205输出的PWM脉冲信号经由半桥门极驱动器207被输入到半导体开关元件203b的门极(gate)，由此通过将半导体开关元件203b加以切换(switching)，使施加在驱动电动机128上的电压(驱动电动机128的电源输入端之间的电压)发生变化，从而将驱动电动机128的转速、旋转驱动力加以控制。也就是说，PWM脉冲信号作为控制驱动电动机128的旋转力的信号发挥作用。

另一方面，从该CPU205输出的PWM脉冲信号也被输入到反相器206中，从反相器206输出的PWM反相脉冲信号经由半桥门极驱动器207被输入到半导体开关元件203a的门极。当半导体开关元件203a的门极成为High(=1)时，驱动电动机128的电源输入端成为短路状态。当欲使呈短路状态的驱动电动机128旋转时，在该驱动电动机128中产生反电动势，由此成为驱动电动机128的电动机旋转轴127不易旋转的状态，从而对于步行带120发挥制动作用。也就是说，PWM反相脉冲信号是使PWM脉冲信号反相后的信号，并且作为对驱动电动机128进行制动控制的信号发挥作用。

另外，当来自CPU205的PWM脉冲信号全部为Low(例如，虽然被供给有市电但并未按下启动按钮，从而并未输出驱动步行带的指令的状态)时，PWM脉冲信号在反相器206中被反相，并且作为PWM反相脉冲信号而被输出。由于该PWM反相脉冲信号全部成为High，因此，驱动电动机128不会根据所输出的PWM反相脉冲信号进行空转。

也就是说，无论是在步行带停止时还是步行带被驱动时，当驱动电动机128未进行驱动时，均成为制动功能相对于步行带120发挥作用的状态。

进而，第二实施方式的步行运动机中的限制机构150具备过电流防止电路208，该过电流防止电路208防止在驱动电动机128中流动过电流。

具体而言，过电流防止电路208与从半导体开关元件203b的源极侧分岔出的配线连接，该过电流防止电路208对驱动电动机128进行驱动时的电流值进行监视。当驱动电动机128进行驱动时的电流值超过了规定值时，过电流防止电路208输出Low(=0)(当未检测到过电流时输出High(1))。过电流防止电路208的输出和从CPU205输出的PWM脉冲信号在设置于反相器206的输入侧的加法器209中被进行“与”处理(AND processing)，并且，其处理结果被输入到反相器206和半桥门极驱动器207中。

对于使用上述限制机构150对驱动电动机128的旋转驱动力进行控制的方法、换而言之限制机构150的制动功能进行叙述。

首先，与第一实施方式同样地操作设置在操作盘140上的、使步行带120开始驱动的驱动开始用开关，从而从前侧朝向后侧输送步行带120。然后，使用者U与步行带120的移动相配合地进行步行(参照图5)。

此时，由于步行带120是倾斜的，因而相当于在上坡路上步行(爬坡)。在使用者U进行步行时，当步行带120的移动速度从设定值偏离一定值以上时，限制机构150进行工作而改变驱动电动机128的旋转驱动力(换而言之是转速)。

具体而言，PWM控制部202的CPU205输出用于将步行带120的移动速度控制为设定值(例如3.0km/h)的PWM脉冲信号，该PWM脉冲信号经由半桥门极驱动器207被输入到半导体开关元件203b的门极，由此将半导体开关元件203b加以切换。通过该PWM控制而使步行带120的移动速度维持为设定值。

但是，当变为由于使用者U的步行而步行带120的移动速度变慢(例如2.8km/h)的状况时，通过速度计210来测量步行带120的移动速度(变慢后的移动速度)，并将实际测量的速度输入到CPU205中。此时，CPU205输出PWM脉冲信号，该PWM脉冲信号经由半桥门极驱动器207被输入到半导体开关元件203b的门极，由此将半导体开关元件203b加以切换，其中，从CPU205输出的PWM脉冲信号的脉冲宽度扩大了与使步行带120的移动速度变快并恢复至设定速度所需脉冲宽度相对应的宽度。此时，控制电流(加速电流)如图8中的点划线所示那样流动。通过该PWM控制，将来自整流部201的输出控制为规定电压并供给至驱动电动机128，从而使步行带120的移动速度维持为设定值。

另一方面，当变为由于使用者U的步行而步行带120的移动速度变快(例如3.2km/h)的状况时，通过速度计210来测量步行带120的移动速度(变快后的移动速度)，并将实际测量的速度输入到CPU205中。此时，CPU205输出与使步行带120的移动速度变慢并恢复至设定速度(设定值)所需脉冲宽度相对应地将其脉冲宽度缩小了的PWM脉冲信号，该PWM脉冲信号经由半桥门极驱动器207被输入到半导体开关元件203b的门极，从而将半导体开关元件203b加以切换。

同时，还输出通过反相器206使PWM脉冲信号反相后的PWM反相脉冲信号，并且，该PWM反相脉冲信号经由半桥门极驱动器207被输入到半导体开关元件203a的门极，从而将半导体开关元件203a加以切换。通过将半导体开关元件203a切换而使驱动电动机128成为短路状态，并且，当在该状态下欲使驱动电动机128旋转时，在该驱动电动机128中再生作用发挥作用(产生反电动势)。此时，控制电流(制动电流)如图8中的虚线所示那样流动。该再生作用对于使用者U来说成为负荷，从而作为制动器而对欲使步行带120快速移动的动作发挥作用。也就是说，使步行带120的移动速度恢复至设定值。

这样，通过缩小PWM脉冲信号的脉冲宽度并且放大PWM反相脉冲信号的脉冲宽度从而将下述情况限制，即，当使用者U在步行带120上步行时，步行带120朝向后方侧移动超过由驱动电动机128产生的驱动量的距离。

另外，在步行带120的移动速度变慢而输出脉冲宽度变宽了的PWM脉冲信号时，也输出通过反相器206而使该PWM脉冲信号反相后的PWM反相脉冲信号，并且，该PWM反相脉冲信号经由半桥门极驱动器207被输入到半导体开关元件203a的门极。但是，由于PWM反相脉冲信号的脉冲宽度窄，因此，制动作用几乎不发挥作用。

但是，在使驱动电动机128旋转而驱动步行带120的情况下，当过电流流向驱动电动机128中时，该过电流从半导体开关元件203b的源极侧流入过电流防止电路208中。当通过过电流防止电路208检测到该过电流时，过电流防止电路208输出Low(=0)，该输出0与从CPU205输出的PWM脉冲信号在加法器209中被进行“与”处理。由于在PWM脉冲信号为任何脉冲宽度的信号时加法器209的输出都为输出0，因此，半导体开关元件203b成为断开(OFF)状态，半导体开关元件203a成为接通(ON)状态，由此，相对于步行带120的制动作用持续地发挥作用。

通过上述限制机构150的作用使步行带120以大致固定的速度进行移动，从而不会产生大的振动或噪音，并且，即使在较短的运动时间内也能够确保有效的运动量。

另外，第二实施方式的其他的构成和所发挥的作用效果与第一实施方式大致相同，因而省略其详细说明。

[第三实施方式]

接下来，对本发明第三实施方式涉及的步行运动机100进行说明。

第三实施方式的步行运动机100具有与第二实施方式的步行运动机100大致相同的外观和机械结构。但是，第三实施方式的步行运动机100所具备的控制部200(限制机构150)的构成与第二实施方式不同。

图9中示出第三实施方式的限制机构的框图。

如图9所示，控制部200由整流部201和PWM控制部202构成，其中，整流部201将从外部供给的市电(交流)转换成直流并供给至驱动电动机128，PWM控制部202根据PWM脉冲信号来控制驱动电动机128的旋转驱动力。

整流部201是通过将二极管204桥接而构成。

PWM控制部202具有：MOS-FET等的半导体开关元件203、将PWM脉冲信号的脉冲宽度变更为所希望的宽度的CPU205、以及将该PWM脉冲信号反相的反相器206。此外，PWM控制部202还具备半桥门极驱动器207和过电流防止电路208。

进而，第三实施方式的控制部200具有将驱动电动机128的正极侧配线和驱动电动机128的0V侧配线连接的配线，并且，在该配线上设有电阻300。该电阻300所发挥的作用效果如下所述。

在使用者U进行步行时，当步行带120的移动速度从设定值偏离一定值以上时，控制部200进行工作而改变驱动电动机128的旋转驱动力(换言之是转速)。

该情况与第二实施方式中所说明的情况相同，即，当变为由于使用者U的步行而使得步行带120的移动速度例如变快(例如3.2km/h)的状况时，通过速度计210来测量步行带120的移动速度(变快后的移动速度)，并将实际测量的速度输入到CPU205中。此时，CPU205输出与使步行带120的移动速度变慢并恢复至设定速度(设定值)所需脉冲宽度相对应地将其脉冲宽度缩小了的PWM脉冲信号，该PWM脉冲信号经由半桥门极驱动器207被输入到半导体开关元件203b的门极，从而将半导体开关元件203b加以切换。

同时，还输出通过反相器206使PWM脉冲信号反相后的PWM反相脉冲信号，并且，该PWM反相脉冲信号经由半桥门极驱动器207被输入到半导体开关元件203a的门极，从而将半导体开关元件203a加以切换。通过将半导体开关元件203a切换而使驱动电动机128成为短路状态，并且，当在该状态下欲使驱动电动机128旋转时，在该驱动电动机128中再生作用发挥作用(产生反电动势)。此时，控制电流(制动电流)如图9中的虚线所示那样流动。该再生作用对于使用者U来说成为负荷，从而作为制动器而对欲使步行带120快速移动的动作发挥作用。这种情况下产生的反电动势被施加到控制部200内部的电子器件、例如半导体开关元件203或未图示的电容器等，最坏时甚至有可能损坏该电子器件。

因此，在第三实施方式中，通过安装在驱动电动机128上的电阻300来消耗驱动电动机128中所产生的反电动势，从而能够防止对控制部200内部的电子器件带来不良影响。

为了有效地将电阻300因消耗反电动势所产生的热进行散热，可以将该电阻300安装在步行运动机100的下部水平框架106等上，并利用由安装在驱动电动机128上的风扇等产生的风进行冷却。

另外，通过设置该电阻300，驱动电动机128的输入端成为接近闭合(close)状态的状态(具有规定的电阻值R的闭合电路)。即，并不是完全的短路状态，而是处于在电阻300的电阻值R的介入下呈短路的状态。因此，通过配置该电阻300，能够持续产生一定程度的反电动势，并且能够与之相对应地实现对步行带120的制动作用。因此，通过适当地设定电阻300的电阻值R，也能够如图10所示不需要设置半导体开关元件203a，从而能够谋求降低成本。

进而，第三实施方式的控制部200具有将驱动电动机128的正极侧配线和驱动电动机128的0V侧配线连接的配线，并且，能够利用继电器开关301将该配线连接(ON)或断开(OFF)。该继电器开关301的工作及所发挥的作用效果如下所述。

假设使用者U正在步行带120上进行步行的情况。此时，假设例如供给电源用的插头突然脱落、或者停止供给市电(停电)。另外，假设由于增大对驱动电动机128的负荷导致保险丝被切断而安全电路进行工作。在这些状况下，从图9的框图明确可知：驱动电动机128的输入端变为打开(open)状态，由此此前起作用的反电动势完全不再发挥作用。该情况下，步行带120呈空转状态，从而妨碍使用者U以正常状态安全地进行步行。

因此，在市电中途断电、或保险丝被切断而安全电路进行工作时，使继电器开关301工作并将继电器开关301的接点连接到A侧，从而使驱动电动机128的输入端成为闭合状态。

具体而言，作为继电器开关301而采用“电源联动型的继电器开关”，在被供给市电时，将继电器开关301的接点连接到B侧而使驱动电动机128的输入端呈打开状态。在未供给市电时，使继电器开关301工作并将继电器开关301的接点连接到A侧，从而使驱动电动机128的输入端成为闭合状态。于是，驱动电动机128处于产生最大反电动势的状态，从而步行带120呈被赋予制动力的状态而避免了空转，由此使用者U能够安全地停止步行。

另外，尤其优选构成为利用来自CPU205的信号使继电器开关301工作。在该构成的情况下，当步行带120处于停止时，使继电器开关301工作并将继电器开关301的接点连接到A侧而使驱动电动机128的输入端成为闭合状态，从而使驱动电动机128发挥制动作用。然后，当步行带120稍微开始移动时，将继电器开关301的接点连接到B侧而使驱动电动机128的输入端呈打开状态，从而解除制动作用。通过这样，能够确保使用者更安全地进行步行动作。

另外，由于第三实施方式的其他构成及所发挥的作用效果与第二实施方式大致相同，故省略其详细的说明。

应该认为以上所公开的实施方式的所有方面均为例示，而不是限制性的内容。尤其是关于本次所公开的实施方式中未明确公开的事项，例如运转条件或操作条件、各种参数、结构部件的尺寸、重量、体积等并未超出本领域一般技术人员通常实施的范围，而是采用本领域的一般技术人员能够容易想到的值。

Claims (10)

1.一种步行运动机，其具有：

主体框架，其在长度方向的前后两端部上以旋转自如的方式转动支承有滚筒，并且在所述滚筒之间缠绕有环状的步行带；

驱动机构，其驱动所述步行带从所述主体框架的前方侧朝向后方侧移动；

扶手部，其设置于所述主体框架的前部；以及

操作盘，其设置在所述扶手部上，

所述步行运动机的特征在于，所述主体框架的前部的位置高于后部的位置，从而将所述主体框架配置成急倾斜状态。

2.如权利要求1所述的步行运动机，其特征在于，

所述驱动机构具有驱动电动机、传递机构以及限制机构，

所述传递机构将所述驱动电动机的驱动力传递至所述步行带，

所述限制机构限制发生下述情况：当使用者在所述步行带上步行时，所述步行带朝向后方侧移动超过由所述驱动电动机产生的驱动量的距离。

3.如权利要求2所述的步行运动机，其特征在于，

所述传递机构具有由蜗杆和蜗轮构成的蜗轮蜗杆部，其中，所述驱动电动机的旋转力被输入到所述蜗杆中，并且所述蜗杆和所述蜗轮啮合传动，由此由所述蜗轮输出旋转驱动力而使所述步行带从所述主体框架的前方侧朝向后方侧移动，

所述蜗轮蜗杆部被构成为作为所述限制机构进行工作。

4.如权利要求2所述的步行运动机，其特征在于，所述限制机构使用所述驱动电动机的反电动势。

5.如权利要求4所述的步行运动机，其特征在于，

所述限制机构具备控制部，其中，所述控制部被构成为：通过使所述驱动电动机的电源输入端彼此间短路从而使所述反电动势作为相对于所述驱动电动机的制动力发挥作用，并且，所述控制部控制使所述驱动电动机的电源输入端彼此间短路的时间。

6.如权利要求4所述的步行运动机，其特征在于，

所述限制机构具备连接在所述驱动电动机的电源输入端间的电阻。

7.如权利要求4所述的步行运动机，其特征在于，

所述限制机构构成为：通过在所述驱动电动机的电源输入端间设置有电阻的情况下使所述驱动电动机的电源输入端彼此间短路，从而使所述反电动势作为相对于所述驱动电动机的制动力发挥作用。

8.如权利要求4～7中任一项所述的步行运动机，其特征在于，

所述限制机构具备连接在所述驱动电动机的电源输入端间的继电器开关，并且，所述限制机构构成为：在停止供给市电时，使所述继电器开关工作而使所述驱动电动机的电源输入端彼此间短路，由此使所述驱动电动机产生反电动势并将所述反电动势作为相对于所述驱动电动机的制动力发挥作用。

9.如权利要求2所述的步行运动机，其特征在于，在所述主体框架的前部设有支承部件，从而使所述主体框架配置成急倾斜状态。

10.如权利要求2所述的步行运动机，其特征在于，

在所述操作盘中显示有通过对所述步行带上的步行量加以换算而得到的高度方向上的移动量。

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