CN111840898B - 可设定运动速度的人力式跑步机 - Google Patents

Abstract

可设定运动速度的人力式跑步机。本发明涉及一种人力式跑步机，其具有一可由使用者双脚驱动绕转的环状带体、一可感测环状带体转动速度的感测装置、一可供使用者设定转动速度的输入装置、一可对环状带体的转动施加阻力的阻力调整装置，以及一与前述各装置电性连接的控制单元；在一控制模式下，控制单元会比较环状带体目前的转动速度与一基于使用者设定的目标速度，当目前速度慢于目标速度时，控制单元会控制阻力调整装置减少阻力，使环状带体在相同受力下转速加快，反之，当目前速度快于目标速度时，控制单元会控制阻力调整装置增加阻力，使环状带体在相同受力下转速减慢。

Description

可设定运动速度的人力式跑步机

技术领域

本发明与运动器材的跑步机(treadmill)有关，特别是指一种人力式跑步机(manual treadmill)。(注：本案采用通俗的“跑步机”一词指代该类运动器材，并无意限定其专用或可用于跑步运动，也包括主要用于走路运动的同类运动器材。)

背景技术

跑步机是一种十分常见的运动器材，可供使用者在一循环转动的环状带体(俗称跑步带)上进行走路或跑步运动。若就驱动前述环状带体转动的力量来看，跑步机可大致区分为动力式跑步机与人力式跑步机两大类，前者是以电动马达等动力装置驱动环状带体转动，后者则是通过使用者的施力驱动环状带体转动。

一般而言，动力式跑步机会在其仪表上显示前述环状带体的转动速度(注：对应于使用者在环状带体上走路或跑步的速度，以下也称运动速度，常用单位为“公里/小时”或“英哩/小时”)，并且可供使用者通过输入装置设定前述运动速度，然后在使用者运动过程中持续控制动力装置的动力输出(例如控制马达转速)，驱动环状带体依照使用者设定的速度循环转动。动力式跑步机在目前市场上占相对多数，意谓较多人较常使用动力式跑步机进行室内的走路或跑步运动，基于环状带体的转动可由动力装置准确驱控的特性，使用者通常会设定一个适合自己的运动速度(或运动程式)运动一段固定时间，以掌控每次运动的量化强度及消耗热量。

相对地，人力式跑步机并无法驱动及控制前述环状带体的转动，必须利用使用者在环状带体的顶面上走路或跑步的动作，经由双脚不断地对前述顶面施加由前往后的力量以驱动环状带体循环转动，其中，使用者运动时的动作，例如双手是否捉握跑步机前端的握把或两侧的扶手(以增减脚部施力)、迈步较快或较慢、步伐较大或较小等，多少都会影响环状带体的转动速度，此外，若是环状带体顶面呈现凹弧状的人力式跑步机，例如美国第8,343,016号专利所揭示的技术，使用者踩在前述顶面上的前后位置也会影响环状带体的转动速度。同时，许多人力式跑步机设有可对环状带体的转动施加阻力的阻力调整装置，使用者可依据个人条件及所进行的运动类型手动选择适当的阻力，例如跑步时所用的阻力通常小于走路时所用的阻力；反过来说，调整前述阻力将会改变相同动作或相同出力下的运动速度。然而，对使用者而言，改变自身的运动动作、前后位置及/或调整前述阻力等，基本上只是改变运动速度的相对程度(例如让速度变得“快一点”或“慢一点”)，并无法决定运动速度的绝对值(例如让速度正好维持在10公里/小时)，就这点来看，人力式跑步机较难满足想要以特定速度进行走路或跑步运动、以掌控运动的量化强度及消耗热量的使用者。少数人力式跑步机会持续感测及显示环状带体的转动速度，使上述问题获得某种程度的改善，然而，即便使用者在运动中可以随时知道目前的运动速度，想要藉由改变自身的运动动作、前后位置及/或调整前述阻力，任意地由目前的运动速度加快或减慢到一特定速度，然后维持在该特定速度(直到想要变换至另一特定速度或结束运动)，其实并不容易，而且会让使用者无法专注运动及享受运动。

美国第8,007,408号专利揭示一种可协助将运动速度控制在一设定值的人力式跑步机，其中，跑步机的控制单元可以通过电控机构控制(设有环状带体的)跑步台的仰角，而且，控制单元会在使用者进行运动时监控环状带体的转动速度(即运动速度)，如果目前的运动速度慢于/快于所设定的速度，则会控制跑步台(连同环状带体)加大/缩小仰角，让使用者的向下力量在环状带体的顶面运动方向上的分力加大/减小，以加快/减慢环状带体受力转动的速度，使运动速度趋近或符合所设定的速度。然而，依据上述技术，想要改变运动速度就要改变环状带体顶面(以下也称运动面)的仰角，而这无疑限制了利用跑步机进行走路或跑步运动的自由性及选择性，具体而言，使用者无法在运动面角度维持不变的状况下由走路运动加速成跑步运动，或是由跑步运动减速成走路运动，也无法选择在仰角相对较小的运动面上进行运动速度相对较快的运动、在仰角相对较大的运动面上进行运动速度相对较慢的运动。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种人力式跑步机，可供使用者依据个人需求设定运动速度，并且协助使用者以所设定的速度进行走路或跑步运动。

本发明的另一目的在于提供一种人力式跑步机，可供使用者依据个人需求设定运动速度，并且协助使用者以所设定的速度进行走路或跑步运动，其中，当运动速度改变时，使用者脚下的运动面的角度可维持不变，或者，在达到所设定的速度为优先前提下尽可能维持不变。

本发明的又一目的在于提供一种人力式跑步机，可供使用者依据个人需求设定运动面的角度及运动速度，并且协助使用者在所设定的角度下以所设定的速度进行走路或跑步运动。

为达到上述目的，本发明所提供的一种人力式跑步机，其特征在于包含有：一架体；一环状带体，以能循环转动的方式设在所述架体上，可供一使用者在其顶面上进行走路或跑步运动，并且能因所述使用者对所述顶面施加由前往后的力量而循环转动；所述环状带体的顶面预定区段形成一主要受力区，所述顶面至少在所述主要受力区呈现由前上方往后下方延伸；一感测装置，能感测与所述环状带体的转动速度对应的参数，并且产生一对应的速度讯号；一输入装置，供使用者输入含有设定所述环状带体转动速度的指示，并且产生一对应的指示讯号；一阻力调整装置，能产生阻碍所述环状带体转动的阻力，并且能受一第一控制讯号控制而改变所述阻力的大小；一控制单元，能接收来自所述感测装置的所述速度讯号并藉以得到一目前速度值、接收来自所述输入装置的所述指示讯号并藉以得到一目标速度值，以及产生用于控制所述阻力调整装置的所述第一控制讯号；至少在一控制模式下的某个时间，所述控制单元会因为所述目前速度值低于所述目标速度值而控制所述阻力调整装置减少所述阻力，或是因为所述目前速度值高于所述目标速度值而控制所述阻力调整装置增加所述阻力。由此，不需使用者自行控制，所述环状带体的转动阻力会因为目前的转动速度慢于/快于使用者设定的速度而自动减少/增加，使环状带体在相同受力下转速加快/减慢，因而趋近或符合使用者设定的速度。

上述本发明的技术方案中，在所述控制模式下的一段期间，所述控制单元会反复比较所述目前速度值与所述目标速度值，每当所述目前速度值低于所述目标速度值且所述阻力尚未到达可调范围的下限时，即控制所述阻力调整装置减少所述阻力，反之，每当所述目前速度值高于所述目标速度值且所述阻力尚未到达可调范围的上限时，即控制所述阻力调整装置增加所述阻力。由此，在该段期间内，即便使用者对所述环状带体的施力改变，环状带体的转动速度仍可保持趋近或符合使用者设定的速度。

所述控制单元会依据所述阻力与所述目前速度值的变动关系，估算出当所述阻力被调整至可调范围的下限时的所述环状带体的转动速度，据以修正所述输入装置可供目前使用者设定所述环状带体的转动速度的上限。由此，使用者可掌握个人可能达到的运动速度上限，使用体验较佳。

所述架体包含一固定架及一能相对于所述固定架改变位置的活动架；所述环状带体至少局部设在所述活动架，当所述活动架相对于所述固定架的位置改变时，所述环状带体的所述主要受力区的前端相对于后端的仰角也会跟着改变；一仰角调整装置，设在所述固定架与所述活动架之间，能受一第二控制讯号控制而驱动所述活动架改变其相对于所述固定架的位置；所述控制单元能产生用于控制所述仰角调整装置的所述第二控制讯号。由此，使用者可在不同的前述仰角下以所设定的速度进行运动。

至少在一控制模式下的某个时间，所述控制单元会因为所述目前速度值低于所述目标速度值而控制所述仰角调整装置加大所述仰角，或是因为所述目前速度值高于所述目标速度值而控制所述仰角调整装置缩小所述仰角。由此，除了所述阻力会自动增减，所述仰角也会因为环状带体目前的转动速度慢于/快于使用者设定的速度而自动加大/缩小，让使用者的向下力量在环状带体的顶面(尤其是主要受力区)运动方向上的分力加大/减小，使环状带体受力转动的速度加快/减慢，因而趋近或符合使用者设定的速度。

在一控制模式下，如果所述目前速度值低于所述目标速度值，而且所述阻力已经到达可调范围的下限且所述仰角尚未到达可调范围的上限时，所述控制单元会控制所述仰角调整装置加大所述仰角。由此，在所述阻力降至最低之后，运动速度仍可能继续提高。

在所述阻力尚未到达可调范围的下限之前，所述控制单元不会主动控制所述仰角调整装置。由此，除非改变所述仰角才能达到使用者设定的速度，否则所述仰角不会自动改变。

所述输入装置可供使用者输入含有设定所述仰角的指示；当所述控制单元接收到含有设定所述仰角的所述指示讯号后，会控制所述仰角调整装置以使所述仰角符合使用者的指示。由此，使用者可选择在特定仰角下以特定速度进行运动。

所述输入装置能供使用者由多个运动强度中选择一所述运动强度，各所述运动强度预设有一仰角值及一速度值；当所述控制单元接收到含有指定所述运动强度的所述指示讯号后，会控制所述仰角调整装置以使所述仰角符合所述运动强度所预设的所述仰角值，并且以所述运动强度所预设的所述速度值作为所述目标速度值。由此，使用者可快速地阶段式提高或降低运动的整体强度。

所述控制单元会依据所述阻力、所述仰角与所述目前速度值的变动关系，估算出当所述阻力被调整至可调范围的下限且所述仰角被调整至可调范围的上限时的所述环状带体的转动速度，据以修正所述输入装置可供使用者设定所述环状带体的转动速度的上限。由此，使用者可掌握个人可能达到的运动速度上限，使用体验较佳。

附图说明

图1是本发明第一较佳实施例的人力式跑步机的立体图；

图2是本发明第一较佳实施例的人力式跑步机的侧视图；

图3是图1当中的(假想线)矩形框范围的放大图；

图4是图2当中的(假想线)矩形框范围的放大图；

图5显示本发明第一较佳实施例的人力式跑步机的跑步台前端结构；

图6是本发明第一较佳实施例的人力式跑步机关于速度控制的构成示意图；

图7是本发明第一较佳实施例的人力式跑步机的一控制模式的流程图；

图8类似图6，示意本发明第一较佳实施例的一种变型形态；

图9是本发明第二较佳实施例的人力式跑步机关于速度控制的构成示意图；

图10A及图10B分别示意图9当中的环状带体处于第一仰角及第二仰角时承受同一向下力量的状况；

图11是本发明第二较佳实施例的人力式跑步机的一控制模式的流程图。

具体实施方式

以下将搭配附图详细说明本发明若干可能实施形态的结构、动作及功效进行详细说明。

如图1及图2所示，本发明第一较佳实施例的人力式跑步机具有一由若干金属骨材固接而成的架体10，架体10主要包含一平稳支撑在地面上的底座11、分别由底座11前端的左、右二侧向上延伸的左、右二前柱12、分别由底座11后端的左、右二侧向上延伸的左、右二后柱13、分别连接在左、右二侧的前柱12顶端与后柱13顶端之间的左、右二侧杆14，以及一连接在左、右二前柱12顶端之间的前架15。其中，底座11作为跑步机的跑步台骨架，其占地区域概呈前后较长、左右较短的长方形，而其上方形成一运动空间S，运动空间S的后端具有一出入口(注：位于左、右二后柱13之间，未标号)，让使用者可由跑步机的后方往前进入运动空间S，以及由运动空间S往后退出跑步机。

底座11的前端及后端分别设有可依自身轴线原地旋转的一前滚筒21及一后滚筒22，前滚筒21的轴线(第一轴线)A1及后滚筒22的轴线(第二轴线)A2均对应于左右轴向。一环状带体23以适当张力同时绕套前滚筒21及后滚筒22，使其可在底座11上以顶面/底面沿前后方向运动的方式循环转动，而且转动时会一并带动前滚筒21及后滚筒22原地旋转。如图2所示，前滚筒21距离地面的高度高于后滚筒22，使得环状带体23的顶面形成一前高后低的斜面。使用者可在环状带体23的倾斜顶面上进行走路或跑步运动，例如慢走、快走、慢跑、快跑、倒走、倒跑、侧走等，在正常的使用方式下，使用者进行上列各种运动都是经由双脚对环状带体23的顶面施加由较高的前端往较低的后端运动的力量，其中，进行倒走或倒跑时是面向跑步机的后方，进行侧走时是面向跑步机的侧面。在环状带体23的顶面与底面之间具有一固定在底座11上的平板26，平板26的顶面平行于环状带体23的顶面，用以支撑使用者踩踏环状带体23的重量。

如图1示意，本较佳实施例的人力式跑步机可选择性地在运动空间S内设置一拦阻装置30，拦阻装置30大体上为一概呈Y字形的带状体，视需要以可再拆卸的方式配接在架体10的前架15中央与左、右二后柱13的顶端之间，撑张在环状带体23上方的适当高度，当使用者进入运动空间S进行走路或跑步运动时，拦阻装置30可拦住使用者的腰部以阻挡其前进，让使用者不需捉握架体10的握把或扶手(例如前架15或侧杆14的适当部位)即可利用反作用力提升脚部对环状带体23顶面的向后推力，因此能以如同在户外运动般的自然动作进行走路或跑步运动。拦阻装置30在人力式跑步机上的应用为先前技术，相关细节可参阅CN106693282B专利的说明书内容。然而，对本发明的人力式跑步机而言，可协助使用者推动环状带体23的拦阻装置30，乃至架体10上的握把或扶手，并非必要不可或缺。换言之，使用本发明的人力式跑步机进行走路或跑步运动时，使用者可能不需捉握架体或向前抵靠拦阻装置以产生反作用力，光靠本身体重的向下力量在环状带体23的顶面运动方向上的分力，就能驱动前述顶面由较高的前端往较低的后端运动。

架体10的前架15中央设有一仪表组40，仪表组40上具有一用于显示各种资讯供使用者观看的显示装置41，以及一用于供使用者输入各种指示的第一输入装置42。图中绘示的显示装置41及第一输入装置42仅是示意，实际上的具体构成可由各种习知装置中择一或复合使用，例如，显示装置41可能包含：字元显示器(例如七段/九段/十四段/十六段显示器)、点阵显示器、液晶显示器等，而第一输入装置42可能包含：按键、旋钮、滑杆(slider)、拨杆、触摸式开关、非接触式开关、触控荧幕等。

使用者可通过第一输入装置42输入含有设定环状带体23的转动速度(或使用者的运动速度)的指示，举例而言，如同在一般动力式跑步机上设定运动速度，使用者可能以第一输入装置42提供的数字键或所谓“快速键(quick keys)”指定一特定速度(例如“10公里/小时”)、以“加键”或“减键”指示加快或减慢速度(例如每按一次即加快或减慢0.5公里/小时)，或是利用各种输入方式选出或编辑出一设定有时间长度且运动速度可依时序变化的运动程式等，其中，一个运动程式的设定内容例示如下：时间总长30分钟，以2分钟为单位区分为15个时段，各时段内的运动速度依序为2、4、4、6、6、8、8、10、8、8、6、6、4、4、2公里/小时，诸如此类。而且，第一输入装置42供使用者输入含有设定运动速度的指示，也包含使用者可能不知悉所设定的运动速度具体数值的状况，例如，使用者只是选择进行“快走15分钟”、“慢跑30分钟”之类的运动行程或“Level 1”、“Level 2”之类的运动强度，并不清楚每个行程/强度所预设的运动速度具体数值。在本较佳实施例中，架体10的左、右二前柱12顶端还分别设有一第二输入装置43及一第三输入装置44，让使用者可以更便利地在运动中进行常用的速度指示，例如，第二输入装置43提供有分别对应一预设速度的“暖身(warm-up)”及“缓和(cool-down)”按键，第三输入装置44提供有分别代表加速及减速的“加键”及“减键”。在下文中，第一输入装置42、第二输入装置43及第三输入装置44合称“输入装置”。

在使用者进行运动的过程中，显示装置41可能持续显示或在必要时显示以下资讯：使用者设定的运动速度及/或运动程式(例如图形化呈现的运动速度时序变化)、环状带体23目前的转动速度(也即使用者目前的运动速度)、目前为止的运动时间、目前为止的运动距离、目前为止的消耗热量等。其中，环状带体23的转动速度或使用者的运动速度例如可通过计测前滚筒21或后滚筒22的转速再经由换算得出，这部分在后文中将有进一步说明。此外，前述运动距离例如可通过计测前滚筒21或后滚筒22的旋转圈数再经由换算得出，前述消耗热量可基于运动速度及运动时间或运动距离等参数经由预设公式计算及累加得出，均为跑步机领域的先前技术。

请参阅图3及图4所示，前滚筒21的左端同轴凸伸一转轴27，转轴27的外端同轴固接一金属材质的飞轮28，飞轮28与前滚筒21同步旋转，以增加前滚筒21原地旋转时的转动惯量，使得与前滚筒21相互带动的环状带体23在循环转动时较为稳定平顺。

请再搭配参阅图5所示，前滚筒21的左端附近设有一阻力调整装置50，用于产生阻碍前滚筒21(及环状带体23)转动的阻力，阻力调整装置50主要包含一金属圆盘51、一步进马达52、一偏转座53及二永久磁铁54，其中，金属圆盘51同轴固接在转轴27上，会随着前滚筒21原地旋转；偏转座53依据一对应于左右轴向的第三轴线A3枢设于底座11，位于金属圆盘51的前缘附近；二永久磁铁54分别设在偏转座53的一U形部位的相对二内壁，二者左右相对且其间形成一间隙，前述间隙在左右轴向上的位置配合金属圆盘51的轴向厚度所在位置，换言之，金属圆盘51的前缘局部可相对进入二永久磁铁54之间；步进马达52装设在底座11上，其基本步级角(step angle)为0.9度，可驱动偏转座53依据第三轴线A3在图4当中的以实线所绘位置(以下称最外位置)及以假想线所绘位置(以下称最内位置)之间的将近60度范围内偏转，并且可令偏转座53停止在前述角度范围内等间均分的64个预定位置(包含前述最外位置与最内位置)之一；偏转座53愈往前述最外位置的方向偏转(图4中的顺时针旋转)，侧视下二永久磁铁54与金属圆盘51的重叠面积愈少，直至完全没有重叠；偏转座53愈往前述最内位置的方向偏转(图4中的逆时针旋转)，前述重叠面积愈多，直至永久磁铁54完全面向金属圆盘51。简单来讲，本较佳实施例的阻力调整装置50实质上为一涡电流制动器(eddy current brake)，也就是，当金属圆盘51相对进入二永久磁铁54之间时，转动的金属圆盘51与不动的永久磁铁54之间会产生阻碍转动的涡电流阻力，而因环状带体23循环转动时会带动金属圆盘51以对应转速原地旋转，所以前述涡电流阻力会成为阻碍环状带体23循环转动的阻力之一。前述涡电流阻力的大小会随着永久磁铁54与金属圆盘51的重叠面积而改变，在本例中，因为步进马达52可对偏转座53的角位置进行64段调整，所以阻力调整装置50理论上可对环状带体23的转动阻力进行由最小到最大共64段的细致调整。

当然，除了上述结构及调整方法，本发明中的阻力调整装置也可采用其他各种可能实施的结构及调整方法，包括但不限于以下的例子：其一，同样是涡电流制动器，但以位置固定的电磁铁取代前述位置可动的永久磁铁，通过控制流经电磁铁的电流大小以控制磁场强度，即可调整金属圆盘与电磁铁之间的涡电流阻力；其二，设置一发电机(其结构如同直流马达)，使前滚筒或后滚筒转动时带动前述发电机的转子旋转，且前述发电机的电力输出端连接一负载电路，通过控制发电机的负载大小，即可调整前滚筒或后滚筒的转动阻力；其三，以摩擦阻力作为阻力来源，例如设置一接触前述飞轮的摩擦块，并以一电控致动器驱动前述摩擦块抵紧或放松飞轮，即可调整飞轮的转动阻力，再例如设置一绕在飞轮周面的摩擦带，前述摩擦带一端固定，另一端可被一电控致动器扯紧或放松，同样可调整飞轮的转动阻力。其他如风阻、水阻、油压阻力等，也可能作为阻力调整装置的阻力来源。

请参阅图5所示，前滚筒21的右端附近(图5左侧)设有一发电装置70，发电装置70的结构如同直流马达，其转子外端同轴固接一小皮带轮71；对应地，前滚筒21的右端同轴固接一大皮带轮72，大皮带轮72与小皮带轮71之间套设一传动皮带73，使得前滚筒21原地旋转时会带动发电装置70的转子以更快的转速旋转，当转速够快时发电装置70即可产生对应的电力，前述电力会传输至一蓄电装置(图中未示)暂时储存，再提供给跑步机上需要电源进行工作的电子或电机类装置，例如显示装置41、输入装置42、43、44、阻力调整装置50等。当然，本发明的人力式跑步机也可能配置其他供电模组甚至外接电源，使所有电子及电机类装置都能随时获得充足的电力。

由于环状带体23带动前滚筒21转动的速度愈快/愈慢，发电装置70的输出电流或输出功率就愈高/愈低，因此，计测发电装置70的电流或功率等参数即可换算出环状带体23的转动速度，也就是说，发电装置70，以及前滚筒21经由皮带传动机构连接发电装置70的结构，整个构成一可感测环状带体23转动速度的感测装置80。

当然，除了上述结构及感测方法，本发明中的感测装置也可采用其他各种可能实施的结构及感测方法，包括但不限于以下的例子：以光感测、磁感测、影像感测等方式，感测前滚筒21或后滚筒22(或是会随着前滚筒21或后滚筒22旋转的构件，例如飞轮28、金属圆盘51、大皮带轮72等)的转速，由前述转速换算出环状带体23的转动速度。一个更具体的方案如下(图中未示)：设置一个会随着前滚筒21旋转的光栅盘，前述光栅盘的近外缘处设有若干沿着圆周等间排列的开孔，而且在光栅盘的两侧分别设置固定不动的一光发射器及一光接收器，通过计测前述光发射器的光线通过前述开孔照射到前述光接收器的频率，即可得知光栅盘的转速，进而换算出环状带体23的转动速度，例如，假设光栅盘与前滚筒21的转速比为1∶1，而且前滚筒21的圆周长度已知为25公分，那么，当测得光栅盘的转速为300rpm(等于每小时18000转)时，可推定环状带体23的转动速度为4.5公里/小时。总的来说，在本发明中，前述感测装置可感测与前述环状带体的转动速度对应的参数，并且产生一对应的速度讯号，前述速度讯号可能是尚未经过转换处理的讯号(例如因为前述光接收器受到激发而产生的脉波讯号)，也可能是已经过转换处理的讯号(例如可对应于一速度值的类比或数位讯号)。

图6为本较佳实施例的人力式跑步机的构成示意图，其中显示一使用者U在环状带体23的顶面24上进行走路或跑步运动，运动中的使用者U通常踩踏在顶面24的一预定区段(以下称主要受力区)25内，主要受力区25为一前高后低的斜面，让使用者U的向下力量产生沿着斜面由前上方往后下方的分力，有利于使用者U对环状带体23的顶面24施加由前往后的力量，使环状带体23依对应方向循环转动。在运动过程中，阻力调整装置50可产生阻碍环状带体23循环转动的阻力(同时也是使用者U要驱动环状带体23以进行走路或跑步运动的阻力)，而感测装置80可感测环状带体23的转动速度(也即使用者U在环状带体23上走路或跑步的运动速度)。

前述人力式跑步机还具有一控制单元60，控制单元60可依据预设规则进行运算、判断及控制等工作，实际上的具体构成主要包含可编程的微处理器及可存取资料的记忆体，通常装设在仪表组40内部，并且通过有线或无线方式与显示装置41、输入装置42、43、44、阻力调整装置50及感测装置80电性连接。当使用者通过输入装置42、43、44输入指示时，输入装置42、43、44会产生一对应的指示讯号传送给控制单元60，由控制单元60进行对应处理，其中，当指示讯号对应于含有设定环状带体23转动速度的指示时，控制单元60可由其中得到一目标速度值，也即使用者设定的运动速度具体数值(包含使用者直接指示的数值，以及使用者间接指示所对应的预设值)。控制单元60也会接收来自感测装置80的前述速度讯号，并由此得到一目前速度值，也即环状带体23目前的转动速度具体数值。控制单元60可利用一第一控制讯号控制阻力调整装置50(例如控制步进马达52的驱动电路)以改变前述阻力的大小。控制单元60可控制显示装置41显示特定资讯，例如前述目标速度值、目前速度值、目前为止的运动时间、目前为止的运动距离、目前为止的消耗热量等。控制单元60的工作电源可能来自发电装置70及蓄电装置，也可能部分或完全使用随时供给的电力，不需仰赖使用者U运动发电。

图7显示前述人力式跑步机的一控制模式的基本流程，简单来讲，在此控制模式下，控制单元60会反复比较可能变动的前述目前速度值与前述目标速度值，每当目前速度值低于目标速度值且前述阻力尚未到达可调范围的下限时，即控制阻力调整装置50减少阻力，反之，每当目前速度值高于目标速度值且前述阻力尚未到达可调范围的上限时，即控制阻力调整装置50增加阻力。以下将对图7中的各个程序及其流程作进一步说明，其中，判断程序(菱形框)之后的分支，“Y”代表“判断结果为是(Yes)”，“N”代表“判断结果为否(No)”。

程序101所指的“模式启动”可能包含两种状况，一种是控制单元60根据使用者输入的指示而开始运行此控制模式，另一种是未经使用者选择，控制单元60依据预设规则自动运行此控制模式，后者例如每当系统获得工作电源或重新启动时即自动运行此控制模式，再例如控制单元60基于前述速度讯号的变化判断出有使用者开始在环状带体23上运动时即自动运行此控制模式。

此控制模式刚开始运行时，即程序102，控制单元60会先将一预设速度值代入目标速度值，作为使用者设定运动速度之前的暂时目标。基于安全考量，前述预设速度值最好是一相对较慢的运动速度，例如一般人走路的速度，具体如4公里/小时。

接着，在程序103，控制单元60会判断在这之前是否新接收到来自输入装置42、43、44的含有设定运动速度的指示讯号(例如对应于使用者指定一特定速度、指示加快或减慢运动速度、选定执行一运动程式的指示等)，以及，如果现在正在执行使用者先前选定的运动程式，还要判断依据该运动程式所设定的运动速度时序变化，此时是否应该变更运动速度；如果有变更目标速度值的需要，先进入程序104，控制单元60会依据最新输入的指示或依据运动程式的设定而将现有的目标速度值变更为新的目标速度值，然后才进入程序105；否则，维持现有的目标速度值，直接进入程序105。

在程序105，控制单元60会将前述目前速度值与目标速度值进行数值比较，判断目前速度值是否小于目标速度值(或小超过一预定程度，例如0.1公里/小时)，若是，进入程序107；否则，进入程序106。

由程序105来到程序106，表示目前速度值没有小于目标速度值(或没有小超过前述预定程度)，控制单元60会再判断目前速度值是否大于目标速度值(或大超过一预定程度，例如0.1公里/小时)，若是，进入程序110；否则，表示目前速度值等于目标速度值(或二者的差距在预定程度内)，流程返回程序103，重新判断是否有变更目标速度值的需要。

由程序105来到程序107(位于流程图左半边)，表示目前速度值小于目标速度值(或小超过前述预定程度)，控制单元60会进一步判断阻力调整装置50目前的阻力是否已经到达可调范围的下限，就本例而言就是判断偏转座53是否位于前述最外位置(图4)，若是，进入程序109；否则，进入程序108。在程序108，控制单元60会控制阻力调整装置50减少其阻力，就本例而言就是控制偏转座53往前述最外位置的方向偏转，然后，流程返回程序103，重新判断是否有变更目标速度值的需要。

对称地，由程序106来到程序110(位于流程图右半边)，表示目前速度值大于目标速度值(或大超过前述预定程度)，控制单元60会进一步判断阻力调整装置50目前的阻力是否已经到达可调范围的上限，就本例而言就是判断偏转座53是否位于前述最内位置，若是，进入程序112；否则，进入程序111。在程序111，控制单元60会控制阻力调整装置50增加其阻力，就本例而言就是控制偏转座53往前述最内位置的方向偏转，然后，流程返回程序103，重新判断是否有变更目标速度值的需要。

细节上，控制单元60在程序108中控制减少阻力，以及在程序111中控制增加阻力，实施上有两种不同的方法，第一种方法是控制单元60会在程序108/程序111中持续控制减少/增加阻力，让环状带体23因为转动阻力减少/增加而使得转动速度对应加快/减慢，直至目前速度值等于目标速度值(或二者的差距在预定程度内)，或是控制过程中阻力已经先到达可调范围的下限或上限，才进入下一程序，也即返回程序103；第二种方法是，控制单元60在程序108/程序111中每次只控制阻力减少/增加一预定程度，而且通常是小幅调整，例如控制阻力调整装置50的偏转座53往前述最外位置/最内位置的方向偏移一个位置(也即可调范围内的64分之1)，然后就返回程序103。在上述第二种方法中，即使目前速度值与目标速度值一开始差距颇大，经过循环执行的数值比较及阻力控制程序(例如程序103、105、107、108、103…的循环，或是程序103、105、106、110、111、103…的循环)，目前速度值也会趋近或符合目标速度值。

由程序107来到程序109(位于流程图最左边)，表示环状带体23目前的转动速度仍慢于使用者设定的速度，但环状带体23的转动阻力已经到达可调范围的下限，也就是说，原则上已无法再通过减少阻力来协助加快运动速度，此时，控制单元60会控制显示装置41显示相关资讯告知使用者运动速度可能已达上限，而且，控制单元60会依据此时的目前速度值适当修正目标速度值，并据以修正输入装置42、43、44可供目前使用者设定运动速度的上限。

对称地，由程序110来到程序112(位于流程图最右边)，表示环状带体23目前的转动速度仍快于使用者设定的速度，但环状带体23的转动阻力已经到达可调范围的上限，也就是说，原则上已无法再通过增加阻力来协助减慢运动速度，此时，控制单元60会控制显示装置41显示相关资讯告知使用者运动速度可能已达下限，而且，控制单元60会依据此时的目前速度值适当修正目标速度值，并据以修正输入装置42、43、44可供目前使用者设定运动速度的下限。

设计程序109及程序112，主要原因是不同使用者可能有不同的体重，理论上，如果其他条件相同，体重较重的使用者可能驱动环状带体23循环转动的速度上限及下限都会高于体重较轻的使用者，而一使用者刚开始使用前述人力式跑步机时，输入装置42、43、44会暂时允许使用者在一常规范围内任意设定运动速度，举例来说，体重100公斤与体重50公斤的使用者都可以将运动速度设定为16公里/小时的高速或0.5公里/小时的低速，但体重较重的使用者可以达到的高速，可能体重较轻的使用者即使将阻力调至最小也无法达到，相反地，体重较轻的使用者可以达到的低速，可能体重较重的使用者即使将阻力调至最大也无法达到，所以，控制模式利用程序109及程序112分别修正使用者将运动速度设定成高于自己的上限及低于自己的下限的状况。运动速度的可能设定范围会在环状带体23停止转动之后重置为前述常规范围。

较佳地，在前述控制模式运行当中，控制单元60能够自行依据前述阻力与目前速度值的变动关系，估算出当前述阻力被调整至可调范围的下限(及上限)时的环状带体23的转动速度，据以修正输入装置42、43、44可供目前使用者设定运动速度的上限(及下限)。由此，使用者可掌握个人可能达到的运动速度上限(及下限)，使用体验较佳。

经由以上对于图7所示流程的说明可知，当使用者在以前述控制模式运作的本较佳实施例的人力式跑步机上进行走路或跑步运动时，基本上，环状带体23的转动阻力会因为目前的转动速度慢于/快于使用者设定的速度而自动减少/增加，使环状带体23在相同受力下转速加快/减慢，因而趋近或符合使用者设定的速度。而且，通过反复比较目前速度值与目标速度值，并且依据比较结果控制阻力增减，就算在运动过程中使用者设定的运动速度改变，及/或使用者对环状带体23的施力改变，环状带体23的转动速度仍可保持趋近或符合使用者设定的速度。

除了前述控制模式，本较佳实施例的人力式跑步机也可能以其他模式运作，例如，在可供选择的另一种控制模式下，控制单元60不会主动控制前述阻力的大小，取而代之，使用者可通过输入装置42、43、44命令控制单元60调整前述阻力，也即，如同传统的人力式跑步机，使用者可设定适当的阻力以进行走路或跑步运动，以及在运动过程中随时调整阻力。

在上述较佳实施例中，环状带体23采用一般跑步机最常使用的结构型式，也即由一长形带体头尾相接而成，具有一连续的环状表面，其顶面24下方通常需要设置平板26以支撑使用者重量，而环状带体23与平板26之间的摩擦力也会成为阻碍环状带体23循环转动的阻力。本发明的人力式跑步机的环状带体也可能采用先前技术中的履带(slat-belt)式结构，也即由许多沿左右方向延伸的板片并列及铰接而成，可直接支撑使用者重量，而且转动阻力较小。如果环状带体采用履带式结构，那么，依据设计需求，除了可能将环状带体设置成顶面形成斜面的型式，也可能将环状带体设置成顶面呈现凹弧状的型式。例如，图8显示上述较佳实施例的一种变型形态(注：沿用图6的示意方式及代表符号)，其中的环状带体23即为履带式结构，而且，环状带体23的顶面24呈现凹弧状，其中间部位低于前后两端，运动中的使用者U通常踩踏在顶面24前端到中间部位之间的一主要受力区25内，主要受力区25同样呈现由前上方往后下方延伸，有利于使用者U对环状带体23的顶面24施加由前往后的力量。使用者在这种运动面(即顶面24)呈现凹弧状的人力式跑步机上进行走路或跑步运动时，向前迈出的脚部如果踩在主要力受力区25的愈前方/愈后方，脚部下滑之后对顶面24施加的由前往后的力量就愈大/愈小，对环状带体23的施力不易保持稳定，但通过本发明的上述控制机制，运动速度可以保持趋近或符合所设定的速度，不会因为使用者的施力变动而明显变动。

接着请参阅图9，为本发明第二较佳实施例的人力式跑步机的构成示意图(注：基本沿用图6的示意方式及代表符号)，相较于图6及图8所示的人力式跑步机，本较佳实施例的人力式跑步机的结构特征主要在于：架体包含一支撑在地面上的固定架16及一可相对于固定架16改变位置的活动架17，在本例中，活动架17的后端依据左右轴向枢接在固定架16，使活动架17能相对于固定架16及地面以其后端为轴上下偏转；环状带体23以可循环转动的方式设在活动架17上，且其顶面24的前端高于后端，当活动架17以其后端为轴上下偏转时，环状带体23顶面24的前端相对于后端的仰角也会跟着改变；一仰角调整装置90，设在固定架16与活动架18之间，具有一马达(未标号)，可驱动活动架17改变其相对于固定架16的位置，就本例而言就是驱动活动架17以其后端为轴在一预定角度范围内上下偏转；控制单元60可利用一第二控制讯号控制仰角调整装置90驱动活动架17偏转，等于控制加大或缩小环状带体23顶面24的仰角。

图9中绘示的固定架16、活动架17及仰角调整装置90仅是示意，实际上的具体结构可应用先前技术中各种可调整跑步台仰角的动力式跑步机的对应结构。在本较佳实施例的一种变型形态中(无图)，环状带体23只有局部设在活动架17，例如环状带体23的最前端受到活动架17上的前滚筒支撑，而最后端受到固定架16上的后滚筒支撑，如此，当活动架17相对于固定架16的位置改变时，环状带体23顶面24的仰角也会跟着改变。

除了上述构成，本较佳实施例的人力式跑步机也具有显示装置41、输入装置42、43、44、阻力调整装置50及感测装置80，由于各装置的结构及功能基本上都与前一较佳实施例中的对应装置相同，故不再赘述。

请参阅图10A及图10B，分别示意图9中的环状带体23处于第一仰角θ1及第二仰角θ2时承受同一向下力量DF的状况，即，如图10A所示，当环状带体23顶面24的仰角为相对较小的第一仰角θ1时，使用者体重的向下力量DF在环状带体23的顶面24运动方向上的分力(第一分力)CF1也相对较小；相对地，如图10B所示，当环状带体23顶面24的仰角为相对较大的第二仰角θ2时，同一向下力量DF在环状带体23的顶面24运动方向上的分力(第二分力)CF2也相对较大(注：各图中的垂直于地面的向下力量DF、垂直于顶面24的垂直线V，以及平行于顶面24的第一分力CF1/第二分力CF2，共同构成一直角三角形)。简单来讲，如果其他条件相同，当环状带体23顶面24的仰角愈大/愈小，使用者对顶面24施加的由前往后的力量就会愈大/愈小，而环状带体23受力转动的速度也会愈快/愈慢。

虽然图9、图10A及图10B中的环状带体23为顶面24形成斜面的型式，但如图8中所示的顶面24呈现凹弧状的环状带体23也可套用到本较佳实施例中，重点是，无论环状带体23的顶面24形成斜面或凹弧面，当环状带体23整体或局部随着活动架17位移时，顶面24的主要受力区的前端相对于后端的仰角也会跟着改变，而前述仰角愈大/愈小，使用者驱动环状带体23转动的力量就愈大/愈小。

图11显示本较佳实施例的一控制模式的基本流程，简单来讲，在此控制模式下，控制单元60会反复比较可能变动的前述目前速度值与前述目标速度值，每当目前速度值低于/高于目标速度值且前述阻力尚未到达可调范围的下限/上限时，即控制阻力调整装置50减少/增加阻力，进而，当目前速度值低于/高于目标速度值且前述阻力已经到达可调范围的下限/上限时，可能的话再控制仰角调整装置90加大/缩小前述仰角。图11中的许多程序与图7所示的前一较佳实施例的控制模式中的对应程序实质相同(注：具体而言，图11中的程序201至208及程序212、213分别对应于图7中的程序101至108及程序110、111)，除了少部分的差异将于后文中特别提出说明，相同部分基本上不再重述。

由程序207进入程序209，表示环状带体23目前的转动速度慢于使用者设定的速度，而且环状带体23的转动阻力已经到达可调范围的下限，控制单元60会进一步判断环状带体23的前述仰角是否已经到达可调范围的上限，若是，进入程序211；否则，进入程序210。在程序210，控制单元60会控制仰角调整装置90加大前述仰角，然后，流程返回程序203，重新判断是否有变更目标速度值的需要。

对称地，由程序212进入程序214，表示环状带体23目前的转动速度快于使用者设定的速度，而且环状带体23的转动阻力已经到达可调范围的上限，控制单元60会进一步判断环状带体23的前述仰角是否已经到达可调范围的下限，若是，进入程序215；否则，进入程序216。在程序215，控制单元60会控制仰角调整装置90缩小前述仰角，然后，流程返回程序203，重新判断是否有变更目标速度值的需要。

细节上，控制单元60在程序210中控制加大前述仰角，以及在程序215中控制缩小前述仰角，实施上有两种不同的方法，第一种方法是控制单元60会在程序210/程序215中持续控制加大/缩小前述仰角，让环状带体23因为使用者的前述分力加大/减小而使得转动速度对应加快/减慢，直至目前速度值等于目标速度值(或二者的差距在预定程度内)，或是控制过程中前述仰角已经先到达可调范围的上限或下限，才进入下一程序，也即返回程序203；第二种方法是，控制单元60在程序210/程序215中每次只控制前述仰角加大/缩小一预定程度，而且通常是小幅调整，例如使前述仰角变动0.5度，然后就返回程序203。

由程序209来到程序211，表示环状带体23目前的转动速度仍慢于使用者设定的速度，但环状带体23的转动阻力已经到达可调范围的下限，而且环状带体23的前述仰角也已经到达可调范围的上限，也就是说，原则上已无法再通过减少阻力或加大仰角来协助加快运动速度，此时，控制单元60会控制显示装置41显示相关资讯告知使用者运动速度可能已达上限，而且，控制单元60会依据此时的目前速度值适当修正目标速度值，并据以修正输入装置42、43、44可供目前使用者设定运动速度的上限。

对称地，由程序214来到程序216，表示环状带体23目前的转动速度仍快于使用者设定的速度，但环状带体23的转动阻力已经到达可调范围的上限，而且环状带体23的前述仰角也已经到达可调范围的下限，也就是说，原则上已无法再通过增加阻力或缩小仰角来协助减慢运动速度，此时，控制单元60会控制显示装置41显示相关资讯告知使用者运动速度可能已达下限，而且，控制单元60会依据此时的目前速度值适当修正目标速度值，并据以修正输入装置42、43、44可供目前使用者设定运动速度的下限。

必须提出说明的是，在程序203中，控制单元60除了会判断是否有变更目标速度值的需要，还会判断在这之前是否新接收到来自输入装置42、43、44的含有设定前述仰角的指示讯号，如果控制单元60接收到含有设定前述仰角的指示讯号，先进入程序204，控制单元60会控制仰角调整装置90以使前述仰角符合使用者的指示，然后才进入程序205；如果既没有变更目标速度值的需要，也没有接收到含有设定前述仰角的指示讯号，则直接进入程序205。

较佳地，在前述控制模式运行当中，控制单元60能够自行依据前述阻力、仰角与目前速度值的变动关系，估算出当前述阻力被调整至可调范围的下限且前述仰角被调整至可调范围的上限时的环状带体23的转动速度(以及前述阻力被调整至可调范围的上限且前述仰角被调整至可调范围的下限时的环状带体23的转动速度)，据以修正输入装置42、43、44可供目前使用者设定运动速度的上限(及下限)。由此，使用者可掌握个人可能达到的运动速度上限(及下限)，使用体验较佳。

经由以上对于图11所示流程的说明可知，当使用者在以前述控制模式运作的本较佳实施例的人力式跑步机上进行走路或跑步运动时，使用者可随时设定前述仰角及运动速度(包含分别设定及合并设定)，基本上，通过反复比较目前速度值与目标速度值，并且依据比较结果控制阻力增减，就算在运动过程中使用者设定的前述仰角或运动速度改变，及/或使用者对环状带体23的施力改变，环状带体23的转动速度仍可保持趋近或符合使用者设定的速度；虽然在以满足使用者对运动速度的指示为目标的本控制模式中，必要时会依据前述比较结果控制前述仰角增减，但除非改变前述仰角才能达到使用者设定的速度，否则前述仰角不会自动改变。也就是说，依据此控制模式，使用者能大致在所设定的前述仰角下以所设定的运动速度进行走路或跑步运动。

除了前述控制模式，本较佳实施例的人力式跑步机也可能以其他模式运作，例如，在可供选择的另一种控制模式下，控制单元60既不会主动控制前述仰角的大小，也不会主动控制前述阻力的大小，取而代之，使用者可通过输入装置42、43、44命令控制单元60调整前述仰角及前述阻力，也即，使用者可保持在所设定的前述仰角及所设定的阻力下进行走路或跑步运动，并且可在运动过程中随时调整仰角及阻力。

在可供选择的又一种控制模式下，使用者只能设定运动速度，不能设定前述仰角或前述阻力，也就是控制单元60完全以达到使用者设定的运动速度为目标，自动对前述阻力及前述仰角进行必要的调整，包含在同一时间(或同一处理程序)只调整阻力及仰角其中一个，以及在同一时间(或同一处理程序)同时调整仰角及阻力二者，例如控制减少阻力的同时控制加大仰角，或是控制增加阻力的同时控制缩小仰角。

在可供选择的再一种控制模式下，输入装置41、42、43可供使用者由多个运动强度中选择一运动强度，各运动强度预设有一仰角值及一速度值；当控制单元60接收到含有指定前述运动强度的指示讯号后，会控制仰角调整装置90以使前述仰角符合前述运动强度所预设的仰角值，并且以前述运动强度所预设的速度值作为目标速度值。由此，使用者可快速地阶段式提高或降低运动的整体强度。

为了提升使用上的便利性，本发明的人力式跑步机还可以设计如下功能：当控制单元判断出没有使用者在跑步机上运动时(例如没有接收到前述速度讯号，或是由速度讯号得到的目前速度值为0，而且持续一段时间)，会控制阻力调整装置产生一最大阻力，及/或控制一制动装置(无图)产生一制动阻力，前述最大阻力及/或前述制动阻力可让环状带体即使承载一使用者也能保持静止不动，意思是，当一体重未超过预期的使用者站在环状带体上时，光是使用者的体重在环状带体的顶面运动方向上的分力不足以克服环状带体的转动阻力；然后，当控制单元接收到来自输入装置的一含有指示开始运动的指示讯号时，会控制显示装置显示一用于提示使用者即将开始运动的讯息，并且控制阻力调整装置及/或制动装置的阻力在预定时间之后降低至环状带体能够因为承载一使用者而开始循环转动的程度。其中，前述制动装置的结构及前述制动阻力的控制，可能如同前述各种阻力调整装置之一。使用者通过输入装置指示开始运动，可能是通过按压标示着“开始(START)”或“GO”之类的实体或虚拟按键下达指示，或者，当使用者完成设定运动速度或运动程式的输入操作时(注：通常在最后需要按压“确认(Confirm)”或“OK”之类的按键)，即视同指示开始运动。前述提示讯息可能是依序显示“3”、“2”、“1”或以类似方式倒数三秒钟，在倒数结束后，前述阻力明显降低或以适当速率降低，使承载着使用者的环状带体由静止状态开始转动。

另外，在运动进行中，当控制单元接收到来自输入装置的一含有指示停止运动的指示讯号，或是执行中的运动程式时间结束而应停止运动时，会控制阻力调整装置及/或制动装置产生适当的阻力，使环状带体在短暂时间内停止转动。其中，使用者通过输入装置指示停止运动，可能是通过按压标示着“暂停(PAUSE)”、“停止(STOP)”或“紧急停止(E-Stop)”之类的按键或开关下达指示。进而，本发明的人力式跑步机也可能提供一套类似先前技术的安全夹(safety clip)装置及其检查装置(注：先前技术中的安全夹装置通常应用在动力式跑步机)，前述安全夹装置具有一长度适当的绳索，前述绳索一端设置磁铁或插销，以可脱离的方式附着在跑步机前端的前述检查装置，绳索另一端设置用于夹在使用者上衣的夹子，当运动中的使用者过度后退而将绳索前端扯离检查装置时，接收到对应讯号的控制单元会立即控制阻力调整装置及/或制动装置产生适当阻力以使环状带体停止转动。

总结来说，本发明提供的人力式跑步机可供使用者依据个人需求设定运动速度，并且协助使用者以所设定的速度进行走路或跑步运动，其中，当运动速度改变时，使用者脚下的运动面(即环状带体的顶面)的角度可维持不变，或者，在达到所设定的速度为优先前提下尽可能维持不变。本发明提供的人力式跑步机(例如前述第二较佳实施例)还可供使用者依据个人需求设定运动面的角度及运动速度，并且协助使用者在所设定的角度下以所设定的速度进行走路或跑步运动。

Claims (6)

1.一种人力式跑步机，其特征在于包含有：

一架体，包含一固定架及一能相对于所述固定架改变位置的活动架；

一环状带体，以能循环转动的方式设在所述架体上，可供一使用者在其顶面上进行走路或跑步运动，并且能因所述使用者对所述顶面施加由前往后的力量而循环转动；所述环状带体的顶面预定区段形成一主要受力区，所述顶面至少在所述主要受力区呈现由前上方往后下方延伸；所述环状带体至少局部设在所述活动架，当所述活动架相对于所述固定架的位置改变时，所述环状带体的所述主要受力区的前端相对于后端的仰角也会跟着改变；

一仰角调整装置，设在所述固定架与所述活动架之间，能受一第二控制讯号控制而驱动所述活动架改变其相对于所述固定架的位置；

一感测装置，能感测与所述环状带体的转动速度对应的参数，并且产生一对应的速度讯号；

一输入装置，供使用者输入含有设定所述环状带体转动速度的指示，并且产生一对应的指示讯号；

一阻力调整装置，能产生阻碍所述环状带体转动的阻力，并且能受一第一控制讯号控制而改变所述阻力的大小；

一控制单元，能接收来自所述感测装置的所述速度讯号并藉以得到一目前速度值、接收来自所述输入装置的所述指示讯号并藉以得到一目标速度值，以及产生用于控制所述阻力调整装置的所述第一控制讯号及用于控制所述仰角调整装置的所述第二控制讯号；至少在一控制模式下的一段期间，所述控制单元会反复比较所述目前速度值与所述目标速度值，每当所述目前速度值低于所述目标速度值且所述阻力尚未到达可调范围的下限时，即控制所述阻力调整装置减少所述阻力，反之，每当所述目前速度值高于所述目标速度值且所述阻力尚未到达可调范围的上限时，即控制所述阻力调整装置增加所述阻力，如果所述目前速度值低于所述目标速度值，而且所述阻力已经到达可调范围的下限且所述仰角尚未到达可调范围的上限时，所述控制单元会控制所述仰角调整装置加大所述仰角。

2.如权利要求1所述的人力式跑步机，其特征在于：至少在一控制模式下的某个时间，所述控制单元会因为所述目前速度值低于所述目标速度值而控制所述仰角调整装置加大所述仰角，或是因为所述目前速度值高于所述目标速度值而控制所述仰角调整装置缩小所述仰角。

3.如权利要求1所述的人力式跑步机，其特征在于：在所述阻力尚未到达可调范围的下限之前，所述控制单元不会主动控制所述仰角调整装置。

4.如权利要求1所述的人力式跑步机，其特征在于：所述输入装置可供使用者输入含有设定所述仰角的指示；当所述控制单元接收到含有设定所述仰角的所述指示讯号后，会控制所述仰角调整装置以使所述仰角符合使用者的指示。

5.如权利要求1所述的人力式跑步机，其特征在于：所述输入装置能供使用者由多个运动强度中选择一所述运动强度，各所述运动强度预设有一仰角值及一速度值；当所述控制单元接收到含有指定所述运动强度的所述指示讯号后，会控制所述仰角调整装置以使所述仰角符合所述运动强度所预设的所述仰角值，并且以所述运动强度所预设的所述速度值作为所述目标速度值。

6.如权利要求1所述的人力式跑步机，其特征在于：所述控制单元会依据所述阻力、所述仰角与所述目前速度值的变动关系，估算出当所述阻力被调整至可调范围的下限且所述仰角被调整至可调范围的上限时的所述环状带体的转动速度，据以修正所述输入装置可供使用者设定所述环状带体的转动速度的上限。

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