CN204996059U - 一种实时交互跑步机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种实时交互跑步机，其中：跑步机本体将俯仰模拟机构、转弯机构、速度调节机构、转弯传感器连接在一起；俯仰模拟机构改变跑步机的俯仰角度；转弯机构设置跑步转向并与交互式控制器互动；速度调节机构控制跑带转速并与交互式控制器互动；转弯传感器采集转弯机构的角度并传递给主控制器；主控制器控制输出俯仰角度、控制跑带的转速、采集旋转角度，采集跑步机跑带的转速设置、与交互式控制器交互；交互式控制器通过显示终端展现行进中的使用者，将当前虚拟路况各参数发送给主控制器从而控制跑步机俯仰角度和跑带转速，记录和再现使用者的姿态、行进效果和行进速度。

Description

一种实时交互跑步机

技术领域

本实用新型涉及运动娱乐交互领域，具体地，涉及一种实时交互跑步机。

背景技术

目前的健身只是使用者自身的健身运动，缺乏交互性和娱乐性，目前还没有出现针对实时交互的一种实时交互跑步机产品出现，

现有技术中，如申请号为201310598527.4的中国专利申请，该专利提供了一种基于健身自行车的新型同步视频系统，包括速度检测模块、方向检测模块、DSP数据采集和控制系统、液晶显示模块、工控机、网络服务平台、手控键盘、力检测模块和阻力电机，所述的速度检测模块、方向检测模块和力检测模块分别与DSP数据采集和控制系统连接，工控机与DSP数据采集和控制系统相连，阻力电机与DSP数据采集和控制系统连接，液晶显示模块与工控机连接，手控键盘与工控机连接，网络服务平台与工控机相连。

上述专利技术虽然提供了一定的虚拟场景中获得了如同真实环境中骑车的体验，但是无法应用与跑步机，同时也无法实现运动娱乐交互，而且该专利中也没有详细给出具体如何虚拟和控制的技术。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种实时交互跑步机，将跑步机、和虚拟现实结合在一起，通过显示终端的显示实时控制跑步机的状态，并根据使用者对跑步机的操作反应到显示中，提高跑步机的交互性和娱乐性。

为实现以上目的，本实用新型提供一种实时交互跑步机，包括跑步机本体、俯仰模拟机构、转弯机构、速度调节机构、转弯传感器、主控制器和交互式控制器，其中：所述俯仰模拟机构、转弯机构、速度调节机构、转弯传感器连接并固定在所述的跑步机本体上；

所述的俯仰模拟机构连接主控制器并受主控制器的控制，用于改变跑步机本体的俯仰角度以模拟上下坡效果，并将跑步机本体的俯仰角度信息实时反馈给主控制器；

所述的转弯机构，用于设置使用者当前跑步的转向，并与转弯传感器连接，由转弯传感器记录转弯机构的旋转角度；

所述的速度调节机构，连接主控制器并受主控制器的控制，用于控制跑步机本体的跑带转速，并与交互式控制器连接，通过交互式控制器实时记录和再现当前跑步机本体的跑带转速；

所述的转弯传感器，采集使用者使用过程中转弯机构的角度并传给主控制器，由主控制器传给交互式控制器，通过交互式控制器实时记录和再现当前转弯的角度；

所述的主控制器，用于控制俯仰模拟机构的输出俯仰角度、控制跑步机本体的跑带转速、采集转弯传感器的角度、采集速度调节机构的跑步机本体的跑带转速设置，主控制器与交互式控制器连接；

所述的交互式控制器，通过显示终端展现行进中的使用者，交互式控制器将当前设置的各种路况参数发送给主控制器从而控制跑步机本体的俯仰角度，将当前速度调节机构的跑步机本体的跑带转速设置发送给主控制器从而控制跑步机本体的跑带转速，并根据转弯传感器的转弯角度记录和再现使用者的姿态和行进效果，根据当前速度调节机构的跑步机本体的跑带转速设置记录和再现使用者的姿态和行进速度。

优选地，所述的俯仰模拟机构，包括角度传动机构、角度执行电机、角度电机驱动器和角度传感器，其中：

所述角度传动机构，包含一个固定旋转支点和一个旋转结构，用于改变跑步机本体的俯仰角度；

所述角度执行电机，为角度传动机构的运动源，最终将角度执行电机的旋转角度变成一定比例的角度传动机构的输出角度，从而控制跑步机本体的俯仰角度；

所述角度电机驱动器，连接主控制器并受主控制器控制，用于改变角度执行电机的旋转角度，从而改变跑步机本体的俯仰角度；

所述角度传感器，作为主控制器部分对于俯仰模拟机构角度闭环控制的反馈部件，实时检测跑步机本体当前的俯仰角度，反馈给主控制器。

优选地，所述的速度调节机构，包括速度调节旋钮、速度设置接口和变速执行电路，其中：

所述速度调节旋钮，用于使用者在使用过程中通过正向或反向旋转旋钮来操控；

所述速度设置接口，根据使用者对速度调节旋钮的操作改变速度设置值，并将速度设置值传递给变速执行电路，同时将当前速度设置值传递给交互式控制器，交互式控制器记录和再现当前转速；

所述变速执行电路，根据调节旋钮的速度设置值，实时改变跑步机本体的跑带转速。

优选地，所述的主控制器，包括俯仰模拟控制部件、速度调节接口、转弯传感器接口、处理器，其中：

所述俯仰模拟控制部件，根据交互式控制器中的运动上下坡角度信息来控制俯仰模拟机构的俯仰输出角度，使得跑步机本体的俯仰角度和交互式控制器中的运动上下坡角度相匹配；

所述速度调节接口，根据使用者对速度调节旋钮改变的速度设置值，将当前速度设置值通过编码传递给交互式控制器，通过交互式控制器记录和再现当前转速；

所述转弯传感器接口，接收转弯传感器检测到的转弯机构的转弯角度，并将角度值传递给交互式控制器，通过交互式控制器记录和再现运动的转弯角度；

所述的处理器，结合当前跑步机本体俯仰角度值、当前跑步机本体的跑带转速设置值以及转弯传感器的转弯角度值和交互式控制器所对应的路况参数，得到跑步机本体的跑带转速、俯仰模拟机构的角度电机驱动器的角度。

更优选的，所述的处理器，包括控制输出部件、参数输入部件和数据交互部件，其中：

所述控制输出部件，用于将交互式控制器传递的路况参数处理得到俯仰模拟控制部件的俯仰值；

所述参数输入部件，用于输入当前跑步机本体的跑带转速设置值和转弯传感器的转弯角度值；

所述数据交互部件，用于建立处理器和交互式控制器的连接，将显示终端展现运动的路况信息发送给处理器，由处理器得到俯仰模拟控制部件的俯仰值给俯仰模拟机构的角度电机驱动器和运动转速给跑步机本体的跑带转速，从而将使用者所操作的跑步机本体与交互式控制器中的跑步机本体相匹配。

优选的，所述的交互式控制器，包括显示部件、运动控制接口，其中：

所述显示部件，用于显示使用者行进中的运动状态和路况以及跑步机本体状态；

所述运动控制接口，用于将当前显示部件中使用者行进中的路况参数传递给主控制器，由交互式控制器设置上下坡角度，计算出相对应的俯仰模拟控制部件的俯仰值传递给主控制器，交互式控制器根据速度设置值再现跑步机本体的跑带转速。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构合理，操作简便；可以第一时间根据交互式控制器的显示控制跑步机的状态，并根据使用者对跑步机的操作反应到交互式控制器的显示部件中，对于使用者有很好的交互性和娱乐性，具有广泛推广意义。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1、2为本实用新型一种实时交互跑步机结构示意图；

图中：1-跑步机本体，2-俯仰模拟机构，3-转弯机构，4-速度调节机构，5-辅助按键，6-转弯传感器，7-主控制器，8-交互式控制器；

图3为本实用新型一实施例中的俯仰模拟机构结构图，其中：(a)为跑步机俯仰部分水平状态，(b)为跑步机俯仰部分升起状态；

图4为本实用新型一实施例中的转弯机构结构图，其中：(a)为转弯机构水平状态，(b)为转弯机构右拐弯状态，(c)为转弯机构左拐弯状态；

图5为本实用新型一实施例中的速度调节机构结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1、图2所示，本实施例提供一种实时交互跑步机，包括跑步机本体1，俯仰模拟机构2，转弯机构3，速度调节机构4，辅助按键5，转弯传感器6，主控制器7，交互式控制器8，所述跑步机本体1为一种健身体育器材，通过电机带动跑带使使用者以不同的速度被动地跑步或走动，俯仰模拟机构2、转弯机构3、速度调节机构4、辅助按键5、转弯传感器6连接并固定在跑步机本体1上；所述俯仰模拟机构2、所述速度调节机构4、所述转弯传感器6均连接主控制器7，所述转弯机构3、所述速度调节机构4、所述辅助按键5与所述交互式控制器8连接。具体的：

所述俯仰模拟机构2，连接主控制器7并受主控制器7控制，改变跑步机本体1的俯仰角度，模拟使用者上下坡效果，并将跑步机本体1的俯仰角度信息实时反馈给主控制器7；

所述转弯机构3用于设置使用者当前跑步的转向，与转弯传感器6连接，由转弯传感器6记录转弯机构3的旋转角度；

所述速度调节机构4，连接主控制器7并受主控制器7控制，用于控制跑步机本体1的跑带转速，并且与交互式控制器8互动，通过交互式控制器8实时记录和再现当前跑步机本体1的跑带转速；

所述辅助按键5设置在转弯机构3的手柄上，是用于提高娱乐交互性的操作功能按键，能配合交互式控制器8的场景需要设置相应的功能按键；

所述转弯传感器6将使用者使用过程中转弯机构3的角度进行采集，并传递给主控制器7，由主控制器7转换成角度信息传递给交互式控制器8，通过交互式控制器实时记录和再现当前转弯的角度；

所述主控制器7根据需求控制俯仰模拟机构1的输出俯仰角度、控制跑步机本体1的跑带转速、采集转弯传感器6的旋转角度，采集速度调节机构4的跑步机本体1的跑带转速设置，并与交互式控制器8交互；

所述交互式控制器8，通过显示终端展现行进中的使用者，交互式控制器8将当前设置的各种路况参数发送给主控制器7从而控制跑步机本体1的俯仰角度，交互式控制器8将当前速度调节机构4的跑步机本体1的跑带转速设置发送给主控制器7从而控制跑步机本体1的跑带转速，交互式控制器8根据转弯传感器6的转弯角度记录和再现使用者的姿态和行进效果，交互式控制器8根据当前速度调节机构4的跑步机本体1的跑带转速设置记录和再现使用者的姿态和行进速度。

在一实施例中，所述的主控制器7，包括俯仰模拟控制部件、速度调节接口、转弯传感器接口、处理器。俯仰模拟控制部件的输入端连接交互式控制器，输出端连接俯仰模拟机构；速度调节接口的输入端连接速度调节旋钮，输出端连接交互式控制器；转弯传感器接口的输入端连接转弯传感器，转弯传感器接口的输出端连接，输出端连接交互式控制器；处理器连接所述俯仰模拟机构2、所述速度调节机构4、所述转弯传感器6以及交互式控制器。

其中：

所述俯仰模拟控制部件，根据交互式控制器中的运动上下坡角度信息来控制俯仰模拟机构的俯仰输出角度，使得跑步机本体的俯仰角度和交互式控制器中的运动上下坡角度相匹配；

所述速度调节接口，根据使用者对速度调节旋钮改变的速度设置值，将当前速度设置值通过编码传递给交互式控制器，通过交互式控制器记录和再现当前转速；

所述转弯传感器接口，接收转弯传感器检测到的转弯机构的转弯角度，并将角度值传递给交互式控制器，通过交互式控制器记录和再现运动的转弯角度；

所述的处理器，结合当前跑步机本体俯仰角度值、当前跑步机本体的跑带转速设置值以及转弯传感器的转弯角度值和交互式控制器所对应的路况参数，得到跑步机本体的跑带转速、俯仰模拟机构的角度电机驱动器的角度。

在一实施例中，所述的处理器，包括控制输出部件、参数输入部件和数据交互部件，控制输出部件的输入端连接交互式控制器，输出端连接俯仰模拟控制部件；参数输入部件连接数据交互部件，数据交互部件连接交互式控制器。

其中：

所述控制输出部件，用于将交互式控制器传递的路况参数处理得到俯仰模拟控制部件的俯仰值；

所述参数输入部件，用于输入当前跑步机本体的跑带转速设置值和转弯传感器的转弯角度值；

所述数据交互部件，用于建立处理器和交互式控制器的连接，将显示终端展现运动的路况信息发送给处理器，由处理器得到俯仰模拟控制部件的俯仰值给俯仰模拟机构的角度电机驱动器和运动转速给跑步机本体的跑带转速，从而将使用者所操作的跑步机本体与交互式控制器中的跑步机本体相匹配。

作为一优选的实施方式，所述的俯仰模拟机构2采用蜗轮蜗杆实现俯仰效果(如图3中(a)、(b)所示，(a)为跑步机俯仰部分水平状态，(b)为跑步机俯仰部分升起状态)，具体包括：角度传动机构、角度执行电机、角度电机驱动器和角度传感器，角度电机驱动器一端连接主控制器，另一端连接角度执行电机，角度执行电机的输出轴连接角度传动机构，控制角度传动机构伸缩的距离，跑步机跑带一端通过旋转轴连接跑步机本体1，并可绕旋转轴做旋转运动，跑步机跑带另一端与角度传动机构连接，角度传感器与角度执行电机输出轴连接从而记录角度传动机构伸缩的长度。

其中：

所述角度传动机构，包含一个固定旋转支点和一个旋转结构，用于改变跑步机本体1的俯仰角度；

所述角度执行电机，为角度传动机构的运动源，最终将角度执行电机的旋转角度变成一定比例的角度传动机构的输出角度从而控制跑步机本体1的俯仰角度；

所述角度电机驱动器，用于接收主控制器7的命令，改变角度执行电机的旋转角度从而改变一定比例的跑步机本体1的俯仰角度；

所述角度传感器，作为主控制器7对于俯仰模拟机构2角度闭环控制的反馈部件，实时检测跑步机本体1当前的俯仰角度，反馈给主控制器7。

如图4中所示，本实施例所述的转弯机构3用于设置使用者当前跑步的转向，并与交互式控制器互动，通过交互式控制器8模拟出当前转弯的实时效果并呈现给使用者，其中：图4中(a)为转弯机构水平状态，图4中(b)为转弯机构右拐弯状态，图4中(c)为转弯机构左拐弯状态。

作为一优选的实施方式，所述的速度调节机构4在转弯机构3的把手末端安装速度调节旋钮，通过正转或反转旋钮来改变跑带转速设置值(如图5所示)。

所述的主控制器7、交互式控制器8可以采用采用逻辑组合电路或者芯片实现，比如数字信号处理器、单片机等。

上述实施例提供的一种实时交互跑步机，其结构合理，操作简便，可以第一时间根据显示终端的显示控制跑步机的状态，并根据使用者对跑步机的操作反应到显示终端中，对于使用者有很好的交互性和娱乐性。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (7)

1.一种实时交互跑步机，其特征在于，包括跑步机本体、俯仰模拟机构、转弯机构、速度调节机构、转弯传感器、主控制器和交互式控制器，其中：所述俯仰模拟机构、转弯机构、速度调节机构、转弯传感器连接并固定在所述的跑步机本体上；

所述的俯仰模拟机构连接主控制器并受主控制器的控制，用于改变跑步机本体的俯仰角度以模拟上下坡效果，并将跑步机本体的俯仰角度信息实时反馈给主控制器；

所述的转弯机构，用于设置使用者当前跑步的转向，并与转弯传感器连接，由转弯传感器记录转弯机构的旋转角度；

所述的速度调节机构，连接主控制器并受主控制器的控制，用于控制跑步机本体的跑带转速，并与交互式控制器连接，通过交互式控制器实时记录和再现当前跑步机本体的跑带转速；

所述的转弯传感器，采集使用者使用过程中转弯机构的角度并传给主控制器，由主控制器传给交互式控制器，通过交互式控制器实时记录和再现当前转弯的角度；

所述的主控制器，用于控制俯仰模拟机构的输出俯仰角度、控制跑步机本体的跑带转速、采集转弯传感器的角度、采集速度调节机构的跑步机本体的跑带转速设置，主控制器与交互式控制器连接；

所述的交互式控制器，通过显示终端展现行进中的使用者，交互式控制器将当前设置的各种路况参数发送给主控制器从而控制跑步机本体的俯仰角度，将当前速度调节机构的跑步机本体的跑带转速设置发送给主控制器从而控制跑步机本体的跑带转速，并根据转弯传感器的转弯角度记录和再现使用者的姿态和行进效果，根据当前速度调节机构的跑步机本体的跑带转速设置记录和再现使用者的姿态和行进速度。

2.根据权利要求1所述的一种实时交互跑步机，其特征在于，所述的俯仰模拟机构，包括角度传动机构、角度执行电机、角度电机驱动器和角度传感器，其中：

所述角度传动机构，包含一个固定旋转支点和一个旋转结构，用于改变跑步机本体的俯仰角度；

所述角度执行电机，为角度传动机构的运动源，最终将角度执行电机的旋转角度变成一定比例的角度传动机构的输出角度，从而控制跑步机本体的俯仰角度；

所述角度电机驱动器，连接主控制器并受主控制器控制，用于改变角度执行电机的旋转角度，从而改变跑步机本体的俯仰角度；

所述角度传感器，作为主控制器部分对于俯仰模拟机构角度闭环控制的反馈部件，实时检测跑步机本体当前的俯仰角度，反馈给主控制器。

3.根据权利要求1所述的一种实时交互跑步机，其特征在于，所述的速度调节机构，包括速度调节旋钮、速度设置接口和变速执行电路，其中：

所述速度调节旋钮，用于使用者在使用过程中通过正向或反向旋转旋钮来操控；

所述速度设置接口，根据使用者对速度调节旋钮的操作改变速度设置值，并将速度设置值传递给变速执行电路，同时将当前速度设置值传递给交互式控制器，交互式控制器记录和再现当前转速；

所述变速执行电路，根据调节旋钮的速度设置值，实时改变跑步机本体的跑带转速。

4.根据权利要求1所述的一种实时交互跑步机，其特征在于，所述的主控制器，包括俯仰模拟控制部件、速度调节接口、转弯传感器接口、处理器，其中：

所述俯仰模拟控制部件，根据交互式控制器中的运动上下坡角度信息来控制俯仰模拟机构的俯仰输出角度，使得跑步机本体的俯仰角度和交互式控制器中的运动上下坡角度相匹配；

所述速度调节接口，根据使用者对速度调节旋钮改变的速度设置值，将当前速度设置值通过编码传递给交互式控制器，通过交互式控制器记录和再现当前转速；

所述转弯传感器接口，接收转弯传感器检测到的转弯机构的转弯角度，并将角度值传递给交互式控制器，通过交互式控制器记录和再现运动的转弯角度；

所述的处理器，结合当前跑步机本体俯仰角度值、当前跑步机本体的跑带转速设置值以及转弯传感器的转弯角度值和交互式控制器所对应的路况参数，得到跑步机本体的跑带转速、俯仰模拟机构的角度电机驱动器的角度。

5.根据权利要求4所述的一种实时交互跑步机，其特征在于，所述的处理器，包括控制输出部件、参数输入部件和数据交互部件，其中：

所述控制输出部件，用于将交互式控制器传递的路况参数处理得到俯仰模拟控制部件的俯仰值；

所述参数输入部件，用于输入当前跑步机本体的跑带转速设置值和转弯传感器的转弯角度值；

所述数据交互部件，用于建立处理器和交互式控制器的连接，将显示终端展现运动的路况信息发送给处理器，由处理器得到俯仰模拟控制部件的俯仰值给俯仰模拟机构的角度电机驱动器和运动转速给跑步机本体的跑带转速，从而将使用者所操作的跑步机本体与交互式控制器中的跑步机本体相匹配。

6.根据权利要求1所述的一种实时交互跑步机，其特征在于，所述的交互式控制器，包括显示部件、运动控制接口，其中：

所述显示部件，用于显示使用者行进中的运动状态和路况以及跑步机本体状态；

所述运动控制接口，用于将当前显示部件中使用者行进中的路况参数传递给主控制器，由交互式控制器设置上下坡角度，计算出相对应的俯仰模拟控制部件的俯仰值传递给主控制器，交互式控制器根据速度设置值再现跑步机本体的跑带转速。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种实时交互跑步机，其特征在于，所述的跑步机本体上进一步设有辅助按键，所述的辅助按键设置在转弯机构的手柄上，是用于提高娱乐交互性的操作功能按键，能配合交互式控制器的场景需要设置相应的功能按键。