JP2005296649A

JP2005296649A - 運動装置に対するパラメータ検知システム

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Publication number: JP2005296649A
Application number: JP2005109805A
Authority: JP
Inventors: David E Dyer; イーディエールデヴィッド; Rodney P West; ピーウェストロドニー; Victor Pipinich; ピピニヒヴィクトル
Original assignee: Precor Inc
Current assignee: Precor Inc
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2005-10-27
Also published as: US7507187B2; EP1584356A2; DE602004013121D1; EP1584356A3; EP1584356B1; DE602004013121T2; US20050227820A1

Abstract

【課題】信頼性があり、コスト的にも十分低い状態で、ユーザが装置上に存在することを自動的に検知できる、トレッドミルを提供する。
【解決手段】トレッドミルは、枠と、デッキアセンブリと、少なくとも１つのデッキ歪曲センサと、制御システムとを含む。前記デッキアセンブリは、前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含む。前記デッキ歪曲センサは、前記デッキに結合され、電気的中間装置及びアンテナを含む非接触の変位センサとして機能する。前記制御システムは、前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサと動作可能に結合している。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィットネス機器に対する計測及び電子制御システムに関し、特に運動装置のパラメータ検知システムに関する。前記パラメータは、運動装置に対するユーザの存在及び位置を含み、運動装置のスピード及び／又は傾斜角度を含む。

フィットネス及びスポーツ訓練などに使用できる機械としては様々なものがある。そのような機械は、国内のリハビリテーション及び商業的目的から既に広範囲の市場において知られている。トレッドミル、すなわちランニングマシンは、そのような機械の中で最も
一般的なものである。例えば、前記トレッドミルは、支持枠、デッキ、エンドレスベルト、駆動メカニズム及びユーザインターフェイスを含んでいる。前記エンドレスベルトは、例えば、前記デッキを覆うようにして延在するとともに、前記デッキ及び一対の実質的に平行なローラの周囲を回転し、ユーザが歩いたり走ったりした際に、前記ユーザの下側の地面が動くようにしてシミュレートするものである。近時のトレッドミルに関連したユーザインターフェイスは、例えば組み込みソフトルーティンを有するディジタル電子制御システムを含んでいる。ディジタルエレクトロニクスによって提供される機能性が増加に従って、前記制御システムは、異なる運動ルーティン、カロリー消費環境、時間、勾配環境、スピードなどに対するプログラムを記憶する。このような装置に対するユーザは、例えば、前記装置に乗って自らの体重を入力し、さらにランニングプログラム、及び所望するスピード又は傾斜環境を適宜選択し、ベルトの動きに併せて歩行あるいはランニングを開始する。

選択したランニングプログラムの時間が経過した際、あるいはユーザがコントロールパネル上の１以上のボタンを押して前記ベルトの駆動をマニュアルで停止させた際において、前記ベルトの駆動は停止する。他のトレッドミルでは、つなぎによって前記ユーザと前記トレッドミルの前記コントロールパネルとが接続されるように構成されている。前記つなぎは、例えばコード、ストリング又はケーブルから構成することができ、前記ユーザに対する第１の末端及び前記トレッドミルの前記コントロールパネルの第２の末端の間を接続する。つなぎの長さは、前記ユーザが前記コントロールパネルから離隔することができる距離を決定する。もし、前記ユーザが、予め決められた距離を超えて前記コントロールパネルから離隔すると、前記つなぎの前記第２の末端は前記コントロールパネルから外れてしまい、前記ベルトの動きが停止する。

このように広範囲に使用されているものの、現存しているトレッドミルは多くの欠点を有している。多くのユーザは自身の体重入力に対して困難を感じており、その結果、前記トレッドミルを素早く作動させることが困難な状態にあった。したがって、組み込みソフトウエアルーティンを有し、機能性が増大したディジタル電子制御システムは、しばしばユーザを混乱させるとともに、その使用を躊躇させる原因ともなっている。このような洗練されたユーザインターフェイスの存在にも係わらず、上述のような理由から、前記ユーザインターフェイスの存在は、広範囲な使用に対する妨げとなっており、特に、年配者、技術的音痴な人々、又は公共のフィットネスクラブやジムなどにおいて、認識不足のためにまごついて恥をかく可能性のある人々に対して妨げとなっている。

上述した理由を含む様々な理由から、ユーザは自身の体重を正確に入力しない場合が度々生じる。結果として、前記電子制御システムは、カロリ燃焼やトレーニングの度合い
などに関するユーザ情報を正確に計算することができない。

また、特に混雑したフィットネスクラブやジムなどにおいては、ユーザが動作中であるにも拘わらず機械から降りてしまい、例えば機械を動かしたままで飲料を補給するような場合も度々生じる。第１のユーザが機械から離れている際に、第２のユーザがベルトの駆動を停止させることなく前記機械に乗って運動を行うことも可能である。但し、このような状態は、安全上の問題を生じる。現存する装置においては、機械の動作を制御すべく、つなぎの使用を取り入れている場合があるが、このようなつなぎの使用は、使用を困難にし、また窮屈であって不快であり、望ましいものではない。かかる観点より、多くのユーザは、そのような安全装置を使用することに対して抵抗がある。また、線形可変差動変圧器（Linearly Variable Differential Transformers: “LVDTS”）又はひずみゲージなどの機器をトレッドミルに組み込み、ユーザが装置上に存在すること、あるいは前記ユーザが装置上を歩いたり走ったりした際の、ユーザの衝撃を計測するように設計したものも存在する。しかしながら、このような装置は高価であるとともに複雑であるので、大規模なマーケットにおいて商業的に利用できることは極めて困難となる。

また、現存するトレッドミルの内、特にホームユース用に設計されたものについては、子供らによる好ましくない使用を防止するための十分な安全対策が採られていない。小さい子供達がエンドレスベルトを駆動させてしまった場合、かかる子供たちに対する安全上の問題が生じる。

さらに、トレッドミルのような運動装置では、ユーザが自身の手を使って前記運動装置のコントロールパネル又はディスプレイパネル上でマニュアルで入力及び制御を行い、前記運動装置のベルト速度などのような、前記運動装置の速度を調整しなければならない。このように、ユーザの手や腕を使ってマニュアルで入力するという操作は、人間工学上不適当であって、ユーザにとっても不便である。

また、トレッドミルのような運動装置の速度や傾斜をモニタリングすることは、ユーザが前記運動装置に対して繰り返し加えられる荷重や、前記ユーザの、前記運動装置の使用に際して生成される振動の影響によって困難である。また、運動装置の速度や傾斜をモニタリングするために使用する装置は高価であるとともに、耐久性及び信頼性に劣るという問題があった。

したがって、信頼性があり、コスト的にも十分低い状態で、ユーザが装置上に存在することを自動的に検知できる、トレッドミルのような運動装置の必要性がなお現存している。ユーザが、運動装置の制御システムに対して自己の体重をマニュアルで入力することなく、前記自己の体重を自動的に計測できるような運動装置を提供することは極めて有利である。また、ユーザが運動装置から離れた場合に、前記運動装置を素早く自動的にシャットダウンできるような運動装置を提供することが望まれている。さらに、大人と子供とを直ちに識別し、その動作状態を調整できるような運動装置の出現が望まれている。また、速度（例えば、ベルトの速度など）をユーザがマニュアルで入力することなく、前記ユーザの速度に応じて自動的に可変できる、トレッドミルなどの運動装置が望まれている。さらに、トレッドミルなどの運動装置の速度及び／又は傾斜を、高い信頼性の下に効果的かつ低コストで検知することのできるセンサの出現も望まれている。

本発明のトレッドミルは、基本的に、枠と、デッキアセンブリと、少なくとも１つのデッキ歪曲センサと、制御システムとを含む。前記デッキアセンブリは、前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含む。前記デッキ歪曲センサは、前記デッキに結合され、電気的中間装置及びアンテナを含む非接触の変位センサとして機能する。前記制御システムは、前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサと動作可能に結合している。

本発明の好ましい態様において、トレッドミルは、枠と、デッキアセンブリと、少なくとも１つのデッキ歪曲センサと、駆動アセンブリと、制御システムとを含む。前記デッキアセンブリは、前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含む。前記デッキ歪曲センサは、前記デッキに結合され、前記デッキに負荷された体重を指示する信号を生成するように構成されている。前記駆動アセンブリは、前記第１及び第２のローラの一方又は両方に結合している。前記制御システムは、前記駆動アセンブリ及び前記デッキ歪曲センサと動作可能に結合しており、前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサから得た前記信号が所定の値を超えるまで、前記トレッドミルが動作しないように構成されている。

本発明の他の好ましい態様において、トレッドミルは、ユーザの体重を検知するように構成されており、枠と、デッキアセンブリと、少なくとも１つのデッキ歪曲センサと、制御システムとを含む。前記デッキアセンブリは、前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含む。前記デッキ歪曲センサは、前記デッキに結合され、少なくとも１つの送信巻線、少なくとも１つの受信巻線、及び電気的中間装置を含む。前記デッキアセンブリに対してユーザの体重が負荷されると、前記電気的中間装置が変位し、前記送信巻線及び前記受信巻線間の相互インダクタンスを変化させる。前記制御システムは、前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサと動作可能に結合し、前記送信巻線及び前記得新巻線の相互インダクタンス変化を電気的に計測するとともに、デッキ変位計測と相関付けるように構成されている。

本発明のその他の好ましい態様において、トレッドミルは、ユーザによって操作できるように構成されたトレッドミルであって、枠と、デッキアセンブリと、少なくとも１つのアンテナと、制御システムと、第１及び第２の電気的中間装置とを含む。前記デッキアセンブリは、前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含む。前記アンテナは、前記デッキに近接して位置し、送信巻線及び受信巻線を含む。前記制御システムは、前記送信巻線及び前記受信巻線に対して動作可能に結合され、前記送信巻線に対して所定の交流電気信号を供給するように構成されている。前記第１及び第２の電気的中間装置は、それぞれユーザの左右の足に固定され、各中間装置は、前記巻線に対する相対的な位置変化に応じて、前記送信巻線及び前記受信巻線間の相互インダクタンスの変化を生ぜしめるように構成されている。

本発明のさらに他の好ましい態様では、トレッドミルは、枠と、デッキアセンブリと、駆動アセンブリと、少なくとも１つのアンテナと、制御システムとを含む。前記デッキアセンブリは、前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含む。前記駆動アセンブリは、前記第１及び第２のローラの一方と結合し、トレッドミルの使用中において、共通軸の周りに回転できるように構成された複数の構成要素を含む。前記アンテナは、前記枠と結合するとともに、前記駆動アセンブリの前記構成要素の少なくとも１つに近接して位置し、非円筒形状に配置された送信巻線及び受信巻線を含む。前記制御システムは、速度センサと結合している。前記駆動アセンブリの前記少なくとも１つの構成要素は、前記アンテナに対して相対的に移動する際に、前記送信巻線及び前記受信巻線間の相互インダクタンスを変化させるように構成され、この相互インダクタンスの変化は、前記トレッドミルの速度変化と相関づけられている。

本発明の他の好ましい態様においては、トレッドミルは、枠と、デッキアセンブリと、少なくとも１つのアンテナと、リフトアセンブリと、制御システムと、電気的中間装置とを含む。前記デッキアセンブリは、前記枠によって支持されるとともに前端部を有し、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含む。前記アンテナは、前記デッキの前端部に近接して位置し、１対の送信巻線及び受信巻線を含む。前記リフトアセンブリは、前記枠と結合し、傾斜アクチュエータ及び前記デッキアセンブリの前記前端部に結合したアクチュエーティングアームを含む。前記制御システムは、前記リフトアセンブリ、前記送信巻線及び前記受信巻線に対して動作可能に結合し、前記送信巻線に対して所定の交流電気信号を供給するように構成されている。前記電気的中間装置は、前記デッキアセンブリの前記前端部に結合し、前記巻線に対する相対的な位置変化に応じて、前記送信巻線及び前記受信巻線間の相互インダクタンス変化を生ぜしめるように構成されている。

以下、本発明を十分に理解できるように、添付された図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。なお、同一の構成要素は、同一の参照数字を用いて表している。

図１及び２においては、運動装置、特にトレッドミルが、参照数字“１０”で示されている。本発明は、例えば、簡易化運動装置、階段昇降機、及びサイクリングマシンなどのような他の運動装置に対しても適用することができる。トレッドミル１０は、デッキアセンブリ１４を動作可能に支持する枠１２、駆動アセンブリ１６、リフトアセンブリ１８及び制御システム２０を含む。枠１２は、好ましくは第１及び第２の、長手方向に延在した側部２２及び２４、支持板２８の上端部と接続した少なくとも１対の上方に延在した支柱部２６を含む。支持板２８は、デッキアセンブリ１４の幅と同一のスパンを有し、制御システム２０の少なくとも一部を支持する。好ましい態様においては、枠１２は、さらにデッキアセンブリ１４の側部から上方へ向けて延在し、支持板２８の近接においてデッキアセンブリ１４を横切るようにして延在しているクロスバー３０を含む。枠１２は、丈夫で硬く、耐久性に富む材料、好ましくは、防錆効果を有する多層粉体コーティングが施されたスティールなどから構成する。但し、枠１２は、その他の金属や複合材料、あるいはそれらの組み合わせから構成することもできる。また、好ましくは、枠１２は、１以上の上方に延在した支柱部を有するように、あるいは１以上の上方に延在したクロスバーを有するように形成することができる。

デッキアセンブリ１４は、デッキ３２、少なくとも第１及び第２の実質的に平行なローラ３４及び３６、並びに第１及び第２のローラ３４及び３６を巻回し、デッキ３２を覆うようにして延在している、エンドレスベルト３８を含む。デッキ３２は、一般に矩形状であって、枠１２の第１及び第２の側部２２及び２４間において、第１及び第２のローラ３４及ぶ３６に近接して位置する、長手方向に延在した平板構造を呈する。デッキ３２は、走行面又は歩行面を形成するとともに、デッキ３２の上面を覆うようにして延在したベルト３８の一部を支持する。デッキ３２は、一般に、耐久性に富むとともに、弾力性のある材料から構成する。このような材料としては、フェノール系のコーティングが施された高密度ファイバーボードコアを好ましく用いることができる。但し、デッキ３２は、その他のベニヤ合板、ファイバボードなどから構成することもできる。デッキ３２は、ユーザの動き及びユーザの体重移動に従って偏るように構成されている。例えば、ユーザが走行している間に、その左足をデッキの左上端部に置いたとすると、最大の歪曲はその地点において生じ、その他の地点においては小さくなる。

第１及び第２のローラ３４及び３６は、枠１２の第１及び第２の側部２２及び２４間に延在するとともに、それらの前方及び後方において回転可能に結合されている。エンドレスベルト３８は、第１のローラ３４を巻回するとともに、デッキ３２の上面に沿って長手方向に延在するとともに、第２のローラ３６を巻回して後方に延在し、閉エンドレスループを構成している。ベルト３８の幅は、好ましくはデッキ３２の幅と同じか、若干小さくする。ベルト３８は弾力性があり耐久性に富む材料から構成することができ、好ましくは多織のポリエステルなどから構成することができる。また、ベルト３８は、その他の弾性材料、あるいはポリマーから構成することもできる。さらに、デッキアセンブリ１４の形状は、長手方向において垂直に切った面に沿って見た場合、一般には弓形を呈する。

図２及び３に示す例では、デッキアセンブリ１４は、さらにデッキ３２の下面に近接して位置する少なくとも１つのデッキ歪曲センサ４０を含む。デッキアセンブリ１４は、好ましくはデッキ３２の下面に近接した位置において、互いに離隔した状態で６つのデッキ歪曲センサ４０を含む。但し、デッキ３２の近傍に離隔して配置するデッキ歪曲センサの数は、任意に設定することができる。

図３及び４に示す例では、デッキ歪曲センサ４０は変位センサであり、非接触でデッキ歪曲を計測できるように構成されている。デッキ歪曲センサ４０は、ユーザがトレッドミル１０上で歩行、走行又は立ち止まっている際に生じるデッキの移動又は歪曲を計測するように構成されている。トレッドミル１０上での歩行又は走行から生じている歪曲は、所定のポイントに対して所定の荷重が負荷された際の技術的なプレート湾曲理論に従って、独自のパターンを生ぜしめる。

好ましい態様において、デッキ歪曲センサ４０は、電気的な中間装置４２及びアンテナ４４を含む。中間装置４２は、指示素子又はターゲットであって、その変位によってアンテナ４４の巻線間の電気的なインダクタンスが変化する。好ましくは、中間装置４２は、受動的な共鳴回路を含む。特に好ましくは、中間装置４２は、導電性トラック又はワイヤからコイルとして構成されるインダクタンス（L）４６及びこれと直列に接続されたキャパシタ４８を含む共鳴LC回路を具える。インダクタンス４６のコイルは、プリントサーキットボード５０上において、一連の螺旋状トラックとして形成し、キャパシタ４８は、前記トラックに対して直列にはんだ付けする。中間装置４２は、好ましくはデッキ３２の下面に対して取り外し可能に接続するとともに、アンテナ４４に対して近接させて、好ましくは0.1‐100mmの範囲で配置する。また、中間装置４２は、デッキ３２に対して固定することもできるし、デッキ３２に対して直接隣接させて配置することもできる。センサ４０は、英国特許出願第2374424号（2002年、7月31日出願）に開示されたセンサと実質的に同一とすることができる。

中間装置４２の固有振動数（fn）は次式によって得ることができる。

中間装置４２のLC回路は、高価な高周波電子機器を必要とすることなく、100kHz〜10MHzの周波数帯域において固有の共鳴周波数を有し、この周波数帯域で良好な信号結合を実現する。中間装置４２は、他の固有共鳴周波数を有するように構成することもできる。

好ましくは、中間装置４２は、導電性金属ターゲット又はフェライトスラグとすることができる。また、信号の増幅度合い、信号品質ファクタ、及びS/N比などを考慮すると、LC共鳴回路を用いることが好ましい。また、前述した電気的な受動中間装置４２は、バッテリなどの電源によってパワーが供給される電気的に活性な装置とすることができる。このような電気的活性装置は、前記中間装置と前記アンテナとの距離が100mmである場合に好ましく用いることができる。

アンテナ４４は、送信巻線５２及び受信巻線５４を含むセンシングユニットである。アンテナ４４は、好ましくは平板形状とすることができる。また、アンテナ４４は、中間装置４２の位置及び動きの機械的なジオメトリに適するような形態に構成することができる。例えば、円筒形形状、円筒形の一部を構成するような湾曲形状、及び弓形形状とすることができる。

送信巻線５２及び受信巻線５４は、好ましくは多層プリント回路基板５６上のトラックとして形成する。各アンテナ４４は、それぞれ動作中において、互いに離隔した単一の中間装置４２を有することが好ましい。また、実質的に異なる共鳴周波数を有する２以上の中間装置４２を単一のアンテナ４４とともに使用することができる。アンテナ４４は、制御システム２０と結合され、中間装置４２に近接した位置において枠１２と機械的に結合している。アンテナ４４は、機械的な固定治具、接着剤、あるいは慣用の固定手段を用いることによって、枠１２に結合することができる。アンテナ４４は、中間装置４２から0.1-100mm離れた位置に配置することが好ましい。但し、アンテナ４４と中間装置４２との距離は100mmより大きくすることもできる。

図３〜５に示す例では、送信巻線５２は、局所交流電磁場５８を生成するように、制御システム２０を介して供給された交流電気信号によって活性化される。実際の操作においては、デッキ３２が歪曲することによって、中間装置４２がアンテナ４４に対して相対的に下方に撓む。なお、この撓み量は、デッキ歪曲の最小値及び最大値で規定される範囲内となる。交流磁場５８の周波数は、好ましくは中間装置４２の共鳴周波数と実質的に同一とする。デッキ３２が歪曲すると、中間装置４２は前記交流電磁場に沿って移動し、その結果、送信巻線５２及び受信巻線５４間の相互インダクタンスが、前記デッキの歪曲度合いに比例して変化するようになる。受信巻線５４によって生成される信号は、中間装置４２及びアンテナ４４間の離隔距離0.1-100mmの範囲内では影響されず、十分に高い精度で得ることができる。したがって、図３に示す例では、中間装置４２が、ｙ方向において、アンテナ４４に対して相対的に移動するので、0.1-100mmの範囲の離隔距離ｘの変化は、ｙ方向に沿って実施するデッキ歪曲計測に対して何らの悪影響を及ぼさない。中間装置４２は枠１２に結合することができ、アンテナ４４は、デッキ３２に荷重が負荷された際において、アンテナ４４が中間装置４２に対して相対的に下方に移動するように、デッキ３２に結合させることができる、

図４は、送信巻線５２及び受信巻線５４と協同する共鳴回路としての中間装置４２を示すものである。送信巻線５２は、第１及び第２の電気的に分離された正弦波的及び余弦波的に位相がシフトした、あるいは９０度位相がシフトした巻線回路５２a及び５２ｂとして配置している。これらの巻線回路５２a及び５２ｂは、プリント回路基板５６の２層上に、ピッチすなわち波長Lで形成されている。送信巻線５２は、その他の位相交差配置の構成で形成することもできる。プリント回路基板５６に対しては所定のスルーホールを通じたメッキ処理を施し、各巻線に対して中間層的な電気的接続を形成するようにすることができる。送受信巻線５２及び５４のプリント回路基板５６、並びに中間装置４２のプリント回路基板５０は、それぞれフォトエッチングにより形成された銅トラック、あるいは絶縁性基板上にプリントされた導電性トラックを含む。また、前記巻線は、絶縁カバーがなされた導電性ワイヤ又はケーブルから構成することもできる。しかしながら、相対的に高精度かつ簡易に製造が可能であることから、プリント回路基板を用いることが好ましい。

受信巻線５４は、送信巻線５２に沿って延在するとともに、送信巻線５２の周囲を覆うようにして形成された、単なるループとして構成することができる。受信巻線５４を構成する前記ループの形状は、好ましくは矩形状とすることができる。しかしながら、前記ループの形状は、楕円形、円形、多角形、あるいはイレギュラーな形状とすることもできる。なお、上述した配列以外に当業者にとって自明なその他の配列も当然に採用することができる。

中間装置４２は、好ましくは0.1-100mmの離隔距離の範囲内で、アンテナ４４の送受信巻線５２及び５４と実質的に平行となるように配置する。中間装置４２は、送受信巻線５２及び５４に対して垂直に移動するようにすることができる。このような配置では、以前に記述したような交流センシングアルゴリズムが要求される。例えば、交流アルゴリズムは、受信信号の変位に比例した大きさの変化と相関がある。

図４では、制御システム２０について詳細に示されている。制御システム２０は、デッキ歪曲センサ４０、駆動アセンブリ１６（図２参照）及び傾斜アセンブリ１８（図２参照）に対して動作可能に結合されており、これらのアセンブリの動作を制御している。所定の電源が制御システム２０、デッキ歪曲センサ４０、駆動アセンブリ１６及び傾斜アセンブリ１８に対して結合され、エネルギーを付与できるようになっている。また、制御システム２０は、周波数生成器６０、１組の受信エレクトニクス６２、マイクロコントローラ６４、及び表示パネル６６を含む。制御システム２０の構成要素は、好ましくは枠１２に対して設ける。例えば、表示パネル６６は、枠１２の支持板２８上に設けることができ(図１参照)、他の構成要素については、第１及び第２の側部２２及び２４間に設けることができる。なお、制御システム２０の構成要素は、枠１２の如何なる部分に対しても設けることができる。制御システム２０は、単一のマイクロコントローラ６４（又はマイクロプロセッサ）、単一の周波数生成器６０、単一組の受信エレクロニクス６２、及び単一の表示パネル６６を含むことができる。単一のマイクロコントローラ又はマイクロプロセッサを使用することにより、このマイクロコントローラ又はマイクロプロセッサのバンド幅を十分に利用して、前記マイクロコントローラすなわちマイクロプロセッサによって遂行される他の制御システムの機能の動作を何ら妨害することなく、デッキ歪曲計測を実行することができる。各デッキ歪曲センサ４０は、それぞれ専用のマイクロコントローラ又はマイクロプロセッサを有することができ、さらには周波数生成器、受信エレクトニクス、マイクロコントローラ及びディスプレイの１以上の組み合わせを有することができる。

周波数生成器６０は、交流電気信号を送信巻線５２に提供し、中間装置４２の共鳴周波数と実質的に同一の局所交流電磁場５８を形成する。送信巻線５２に対してエネルギーを供給する前記交流送信信号は、好ましくは中間装置４２の共鳴周波数に適合させるために低減された、16MHｚあるいは32MHｚの結晶発振回路源などの発振回路源を用いて生成する。前記交流送信信号は、制御システム２０を介して送信巻線５２に供給される。但し、その他の大きさ及び型の電源を用いることもできる。特に、図４及び５に示す例では、周波数生成器６０は、送信巻線５２の第１及び第２の巻線回路５２a及び５２bに対する、
第１及び第２の位相シフト信号６８及び７０を生成する。周波数生成器６０の電気信号は、送信巻線５２及び受信巻線５４間の相互インダクタンスを生成する。中間装置４２がアンテナ４４に対して相対的に移動する際、デッキ３２の歪曲に依存して、送信巻線５２及び受信巻線５４間の相互インダクタンスは、デッキ３２の歪曲量に比例して変化する。

受信エレクトロニクス６２及びマイクロコントローラ６４を含む制御システム２０は、受信巻線５４からの信号を送信巻線５２からの信号と、電圧及び位相において比較できるように構成することが好ましい。これによって、中間装置４２の実際の位置における変化を、予めセッティングしておいた相互インダクタンス、あるいは理論的な相互インダクタンスに対して計算することができる。受信エレクトロニクス６２は、位相検知器７２及び位置計算機７４を含む。受信エレクトロニクス６２の出力、特に位置計算機７４の出力は、マイクロコントローラ６４及びディスプレイ６６を動作可能に結合されている。

制御システム２０は、デッキ歪曲センサ４０の信号を加工し、得られたデッキ歪曲情報を種々の方法で利用することができるように構成されている。デッキ歪曲センサ４０は、トレッドミルのデッキ上に位置するユーザの体重を自動的に計測するために使用することができる。この自動体重計算は、トレッドミルの動作以前に、制御システム２０に対してユーザがマニュアルで自己の体重を入力するという操作を排除する。また、ユーザの体重を自動的に計算することにより、前記ユーザの体重を見積もる際に生じる誤差を排除することができる。ユーザの体重情報は、ユーザの運動に関連した情報を計算するために用いることができるし、負荷レベルなどの機器パラメータをセッティングする際にも用いることができる。

また、制御システム２０は、第１の予め決定された歪曲又は体重設定を含む。また、制御システム２０は、ユーザの体重が前記第１の歪曲設定値と合致しないか、これを超えない場合、トレッドミル１０が作動するのを防止するようにすることができる。前記第１の歪曲設定値は、固定値とすることもできるし、必要に応じて調整可能な値とすることもできる。前記第１の歪曲設定値は、ユーザの最小の体重と関係付けて設定することができる。したがって、前記第１の歪曲設定値を任意の体重に設定し、前記トレッドミルの不慮の動作を抑制するようにすることもできる。好ましい態様においては、前記第１の歪曲設定値を３０ポンドに設定する。さらには、４０ポンド、５０ポンド及び６０ポンドのようにすることもできる。したがって、前記第１の歪曲設定値は、トレッドミルなどの運動装置が小さい子供などによっては動作できないようにし、トレッドミルのデッキ上に小さい子供が上った際の、前記トレッドミルの不慮の動作を抑制し、前記トレッドミルの活用性を増大することができる。

また、制御システム２０は、第２の予め決定された歪曲又は体重設定を含むことができる。この第２の歪曲設定値は、ユーザの体重が第１の時間の間に、前記第２の歪曲設定値以下になった際、トレッドミルの動作を停止又は完了するように設定することができる。前記第２の歪曲設定値は、代表的なユーザの体重に合致するようにして設定することができる。好ましくは、前記第２の歪曲設定値を７０ポンドに設定する。また、その他、６０ポンドや、５０ポンド、あるいは４０ポンドに設定することもできる。

また、前記第2の歪曲設定値は、ユーザの体重の所定の割合分、例えばユーザ体重の８０％あるいは７０％に設定することができる。一例として、前記第２の歪曲設定値をユーザ体重の７０％に設定し、２００ポンドの体重のユーザがトレッドミルから離れ、所定の第1の時間間隔において、トレッドミルのデッキ上の体重が１４０ポンド以下に保持されている場合、制御システム２０はトレッドミル１０の動作を停止する。

前記第１の時間は固定することもできるし、必要に応じて調整することもできる。好ましくは、前記第１の時間を５秒とする。但し、その他の時間を設定することができ、例えば２秒、３秒及び１０秒とすることができる。このような自動的なシャットダウン特性は、ユーザが、トレッドミル１０を停止することなく、トレッドミル１０から降りたり、トレッドミル１０から離れたりする際に、トレッドミル１０自体を自動的に停止する。したがって、ユーザが、トレッドミルを停止させることなくトレッドミル１０を離れる場合、歪曲センサ４０はデッキの歪曲（ユーザの体重）が減少したこと、あるいはデッキ歪曲（ユーザの体重）が消失したことを検知し、相当する信号を制御システム２０に対して生成する。前記信号が、前記第２の歪曲設定値よりも小さい体重に相当し、前記信号が前記第１の時間を超えて所定時間存在する場合、制御システム２０は、自動的にトレッドミル１０を停止するか、ベルト３２の動作を停止し、その制御状態をスタンバイモードとする。

多重デッキ歪曲センサ４０がトレッドミル１０のデッキ３２に対して用いられる際、制御システム２０は、デッキ歪曲センサ間の差分を計算し、デッキ３２に対するユーザの足衝撃パターンを決定するように構成することができる。このようにして得た情報は、機械の速度や傾斜を調整したり、ユーザがトレッドミル１０のベルト３２の端部に近接した位置でトレッドミル１０を動作させていることを警告したりするために使用することができる。前記衝撃パターン情報は、歩幅の計算や診断に対しても使用することができる。

図６は、時間tに亘って歪曲ｘを示す４つのデッキ歪曲センサが設けられたトレッドミルを概略的に示す図である。ここでは、簡略化のため、トレッドミルのデッキが垂直方向に歪曲する場合について示している。４つのデッキ歪曲センサは、デッキの周囲又は下部の４つの位置に設けられている。具体的には、デッキの右前方、左前方、左後方及び右後方に設けている。このような配列はあくまでも一例であって、より多くのデータを得るためにより多くの数のセンサを配置することもできるし、経済性を考慮することにより、より少ない数のセンサを配置することもできる。この例では、ユーザの左右の足による衝撃の違いを検出することができる。左足による衝撃は、左前方の配置したセンサにおいて、右前方に配置したセンサよりも大きな歪曲を生ぜしめる。また、右足による衝撃は、右前方に配置したセンサにおいて、左前方に配置したセンサよりも大きな歪曲を生ぜしめる。各センサ間での衝撃すなわち歪曲度合いを比較することによって、ユーザの横方向及び縦方向の位置を推測することができる。自動モータ速度制御を行う際、縦方向の情報は可変値となる。すなわち、ユーザがトレッドミル１０の先端部近傍に位置してトレッドミル１０を操作している場合、トレッドミル１０（ベルト３２）の速度を上昇し、ユーザがトレッドミル１０の後端部近傍に位置してトレッドミル１０を操作している場合、トレッドミル１０（ベルト３２）の速度を低下させる。

所定時間に亘る衝撃数は計算によって導出することができ、ベルトの移動距離と対比することができる。したがって、機械の速度及び傾斜度合いを考慮することにより、歩幅及び歩行パターンに関するデータが生成され、ユーザの運動能力に対する診断を行うために使用することができる。

本発明のデッキ歪曲センサは、トレッドミルのデッキ歪曲を正確かつ高信頼性の下に、相対的に低コストで簡易に計測することができる。前記デッキ歪曲センサは、線形差動変圧器、超音波センサ、及び光センサなどの従来の機器と比較して、極めて低コスト化することができる。また、本発明の上記非接触の歪曲センサは、0.1−100mmの範囲において前記中間装置と前記アンテナとの離隔距離が変化する場合においては、何らの影響を受けることがないので、前記歪曲センサの中間装置及びアンテナを支持する構成要素の耐久性については、従来のセンサに要求されるほど厳密なものとする必要はない。

図６及び７に示す例では、トレッドミル１０上のユーザの位置を少なくとも１つのアンテナ１４４及び少なくとも１つの電気的中間装置１４２を用いて検知する。アンテナ１４４は、アンテナ４４と実質的に同一である。アンテナ１４４は、デッキ３２の、好ましくは平坦な部分に対して結合する。また、アンテナ１４４は、デッキ３２の使用領域の実質的全体に亘って延在することが好ましい。図７では、アンテナ１４４はデッキ３２の下面に取り付けられている。なお、アンテナ１４４は、デッキ３２内部に配置することもできるし、デッキ３２に近接した位置あるいは平行な位置に配置することもできる。また、アンテナは、デッキに対して所定の間隔で複数を多重に配置することもできる。アンテナ４４同様に、アンテナ１４４も、送信巻線５２及び受信巻線５４と実質的に同一の送信巻線１５２及び受信巻線１５４を含むことができる。アンテナ１４４は、制御システム２０に対して動作可能に結合する。

電気的中間装置１４２は中間装置４２と実質的に同一である。図６に示す例では、分離した電気的中間装置１４２が、ユーザの各足に取り付けられている。具体的には、ユーザの靴や足首（足首ストラップを用いて）、下肢、ひざ（ひざストラップを用いて）に取り付けることができる。中間装置４２と同様に、中間装置１４２においても、送信巻線１５２及び受信巻線１５４間の相互インダクタンスが、デッキ３２上の中間装置１４２の位置と関連して変化する。制御システム２０は、アンテナ１４４の巻線１５２及び１５４間の相互インダクタンスをモニタリングし、トレッドミル１０上におけるユーザの位置を同定する。このような相互インダクタンスの変化に基づいて、制御システム２０は、ユーザの、左右前後における位置を特定する。

制御システム２０は、ユーザの位置に基づいた警報信号を発するように構成することができる。この警報信号は、制御システム２０から直接生成するようにすることもできるし、図示しない１以上のスピーカから発するようにすることもできるし、トレッドミル１０内に配置された、その他の音響生成装置から発するようにすることもできる。例えば、ユーザが使用中にトレッドミル１０の右方向にドリフトした際には、トレッドミル１０は、前記ユーザに対して第１の警告信号を発し、前記ユーザに対して現在の位置を変更するように警告する。同様に、ユーザが使用中に左方向にドリフトした際には、トレッドミル１０は第２の警告信号を発する。同様に、ユーザがデッキ３２の前方あるいは後方に移動した際には、トレッドミル１０は、前記ユーザに対して第３及び／又は第４の警告信号を発する。前記警告信号は、所定のトーン信号でも良いし、音声警告であっても良い。このような警告信号を発するような構成は、盲人がトレッドミル１０を使用する際に有利であり、前記盲人のユーザは、前記警告信号を参照してトレッドミル１０上における自身の位置を保持することができるようになる。

ユーザの、デッキ３２上での前方あるいは後方へ移動を検知することによって、トレッドミル１０の速度を調整することができる。駆動アセンブリ１６に結合された制御システム２０は、ユーザがデッキ３２の前方に位置する場合、トレッドミル１０の速度を上昇させるように制御し、ユーザはデッキ３２の後方に位置する場合、トレッドミル１０の速度を減少させるように制御することができる。なお、その他の態様においても、ユーザのトレッドミル１０上での位置関係から、トレッドミル１０の速度を自動的に制御するようにすることができる。制御システム２０は、ユーザがデッキ３２の右方に位置する場合にトレッドミル１０の速度を上昇させるようにすることもできるし、ユーザがデッキ３２の左方に位置する場合にトレッドミル１０の速度を減少させるように構成することもできる。この左右速度調整機構は、長さの短い小型のトレッドミルに対して好ましく使用することができる。

アンテナ１４４及び中間装置１４２は、ユーザが使用中において、トレッドミル１０上における自身の位置を変化させることによって、デッキ３２の傾斜を調整したり制御したりするために使用することができる。リフトアセンブリ１８との結合を通じて、制御システム２０は、リフトアセンブリ１８を誘導して、ユーザがデッキ３２の前方に位置するような場合に、デッキ３２の前方部分を上昇させるようにさせたり、デッキ３２の傾斜角度を増大させたりすることができる。逆に、制御システム２０は、ユーザがデッキ３２の後方に位置するような場合に、リフトアセンブリ１８を誘導して、デッキ３２の傾斜角度を自動的に減少させたりすることができる。

超音波センサ及びIRセンサなどの高価かつ信頼性に劣る現存の技術と異なり、本発明は、誘導位置検出機能を利用することにより、トレッドミルの動作を自動的に制御できるとともに操作することができる、信頼性が高く、低コストの手段を提供することができる。また、本発明では、トレッドミルの手すりやディスプレイなどに追加の機器を装着する必要がない。

図８は、本発明の変形例を示す図である。アンテナ２４４は、トレッドミル１０の枠又はその他の構造で支持されており、回転要素に近接して位置し、トレッドミル１０の非接触速度センサとして機能する。アンテナ２４４は、アンテナ４４と実質的に同一であり、送受信巻線５２及び５４と実質的に同一の送受信巻線を含んでいる。アンテナ２４４は、モータ８０、出力シャフト８２及びフライホイール８４を含む駆動アセンブリ１６に近接して配置されている。モータ８０は、制御システム２０及び電源に対して電気的に接続されており、出力シャフト８２に対して直接接続されている。出力シャフト８２は、フライホイール８４及びローラ３４の一端に結合されている。モータ８０は、出力シャフト８２、フライホイール８４及びローラ３４を回転駆動させ、トレッドミル１０のベルト３８を駆動させる。

フライホイール８４は、少なくとも１つの、好ましくは複数の外方突出部constellation）８６を含む。フライホイール８４は、外方突出部８６が１以上の電気的中間装置として機能するように、アンテナ２４４の近傍に配置する。外方突出部８６が、アンテナ２４４に対して回転駆動することにより、アンテナ２４４の送受信巻線２５２及び２５４の相互インダクタンスを変化させる。制御システム２０は、前記相互インダクタンスの変化をモニタリングし、フライホイール８４及びシャフト８２の回転速度を決定する。アンテナ２４４は、トレッドミル１０のその他の回転構成要素、例えばモータ回転子、出力シャフト又はローラに対して近接して配置することもできる。また、電気的中間装置は、他の導電性金属ターゲット、フェライトスラグ、共鳴LC回路あるいは電池によって駆動する電気的な装置から構成することができる。本例における非接触の速度検知アンテナによれば、駆動アセンブリに対して望ましくない抗力を及ぼすことなく、トレッドミル１０の速度を、高い信頼性の下に低コストで正確にモニタリングすることができる。

図９は、本発明の変形例を示す図である。アンテナ３４４は、トレッドミル１０の枠又はその他の構造で支持されており、デッキアセンブリ１４の前端部９０に近接して位置し、非接触速度センサとして機能する。アンテナ３４４は、アンテナ４４と実質的に同一であり、送受信巻線５２及び５４と実質的に同一の送受信巻線を含んでいる。アンテナ３４４は、リフトアクチュエータ９２及びアクチュエーティングアーム９４を含むリフトアセンブリ１８に近接させて配置することもできる。リフトアクチュエータ９２は、制御システム２０及び電源に対して電気的に接続されている。アクチュエーティングアーム９４は、デッキアセンブリ１４の前端部９０に結合されている。実際の動作において、リフトアクチュエータ９２は、アクチュエーティングアーム９４を変位させ、前端部９０の高さを上下高させ、デッキアセンブリ１４の傾斜を変化させるようにしている。

電気的指示装置３４２は前端部９０と結合されている。中間装置４２同様に、中間装置３４２により、送受信巻線間の相互インダクタンスは、中間装置３４２の枠１２に対する相対的な位置関係と関連して変化する。制御システム２０は、アンテナ３４４の前記巻線の前記相互インダクタンスの変化をモニタリングし、デッキアセンブリ１４の前端部９０の位置を同定する。したがって、このような相互インダクタンスの変化に基づいて、制御システム２０は、デッキアセンブリ１４の傾斜を決定する。

制御システム２０は、単一のマイクロコントローラ６４（又はマイクロプロセッサ）、単一の周波数生成器６０、及びトレッドミル１０のアンテナ４４，１４４，２４４，３４４の内の１つ、２つあるいは総てにおける巻線のインダクタンス変化に対応した信号を加工するための１組の受信エレクトロニクス６２を有するように構成することができる。また、各アンテナ４４，１４４，２４４，３４４、又はこれらの内の２つ以上の組み合わせに対して、専用のマイクロコントローラ又はマイクロプロセッサを設けることができ、又は周波数生成器、受信エレクトロニクス、マイクロコントローラ及びディスプレイの、１以上の専用の組み合わせを設けることができる。

以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。例えば、前記デッキ歪曲センサは、電気的な中間装置を設けないようにして構成することもできるし、前記送受信巻線をそれぞれ分離して設けることもできる。後者の場合、各送信巻線及び受信網組みに対して電気的な接続を採る必要がある。

本発明の好ましい態様におけるトレッドミルの後側面図である。図１に示すトレッドミルの、２−２線に沿って切った場合における長手方向の断面図である。図１に示すトレッドミルの、デッキ歪曲センサの代表的な配列を示す図である。図３に示すデッキ歪曲センサにおける送受信巻線の配置及び前記センサに結合させた制御システムのブロックダイヤグラムである。本発明の好ましい変更例における、トレッドミルのデッキに近接するとともに離隔して配置された４つのデッキ歪曲センサから得たデッキ歪曲パターンのグラフを示す図である。本発明の好ましい変形例における、トレッドミル上のユーザを後側面側から見た場合の状態を示す図である。図６に示すトレッドミルがアンテナを含む場合のデッキアセンブリにおけるデッキの斜視図である。本発明の好ましい変形例における、トレッドミルの駆動アセンブリの側面図である。本発明の好ましい変形例における、トレッドミルのリフトアセンブリの側面図である。

Claims

枠と、
前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含むデッキアセンブリと、
前記デッキに結合され、電気的中間装置及び非円筒形状に配置された送受信巻線を含む非接触の変位センサとして機能する、少なくとも１つのデッキ歪曲センサと、
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサと動作可能に結合した制御システムと、
を具えることを特徴とする、トレッドミル。
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサは、前記デッキに対して所定の間隔で離隔して配置された、少なくとも２つのデッキ歪曲センサであることを特徴とする、請求項１に記載のトレッドミル。
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサは、前記デッキに対して所定の間隔で離隔して配置された、少なくとも４つのデッキ歪曲センサであることを特徴とする、請求項１に記載のトレッドミル。
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサは、前記デッキに対して所定の間隔で離隔して配置された、少なくとも６つのデッキ歪曲センサであることを特徴とする、請求項１に記載のトレッドミル。
前記電気的中間装置は、受動共鳴電気回路、パワー共鳴電気回路、共鳴LC回路、導電性金属スラグ、及び導電性フェライトスラグからなる群より選ばれたものであることを特徴とする、請求項１に記載のトレッドミル。
前記送受信巻線は、平面形状を呈することを特徴とする、請求項１に記載のトレッドミル。
前記送受信巻線はアンテナを構成し、前記アンテナの形状が、円筒形状及び半球面形状の一部を構成する曲線形状及び弓形形状からなる群より選ばれたものであることを特徴とする、請求項１に記載のトレッドミル。
前記電気的中間装置は共鳴LC回路を含み、前記中間装置と前記送受信巻線との離隔距離が0.1-100mmの範囲であることを特徴とする、請求項１に記載のトレッドミル。
前記電気的中間装置と前記アンテナとの分離は第１の方向に沿って計測することができ、前記電気的中間装置が、前記アンテナに対して前記第１の方向と異なる第２の方向に移動した場合、前記中間装置と前記送受信巻線との距離が0.1-100mmの範囲内で変化しても、前記デッキ歪曲センサの精度に影響を与えないことを特徴とする、請求項８に記載のトレッドミル。
前記制御システムは、前記デッキ歪曲センサによって生成された信号が、所定の時間、所定の値よりも小さくなった場合に、前記トレッドミルを自動的に停止するように構成したことを特徴とする、請求項１に記載のトレッドミル。
前記デッキ歪曲センサによって生成される前記信号に対する前記所定の値を、７０ポンド以下の体重とすることを特徴とする、請求項１０に記載のトレッドミル。
前記デッキ歪曲センサによって生成される前記信号に対する前記所定の値を、６０ポンド以下の体重とすることを特徴とする、請求項１０に記載のトレッドミル。
前記デッキ歪曲センサによって生成される前記信号に対する前記所定の値を、５０ポンド以下の体重とすることを特徴とする、請求項１０に記載のトレッドミル。
前記所定の時間は、５秒以下であることを特徴とする、請求項１０に記載のトレッドミル。
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサは、複数の分離して位置するデッキ歪曲センサであり、各デッキ歪曲センサは、前記デッキの、相当する分離領域の歪曲を指示する信号を生成し、前記制御システムは、前記デッキ歪曲センサからの信号を加工し、前記電気歪曲センサ同士を識別するように構成したことを特徴とする、請求項１に記載のトレッドミル。
前記制御システムは、前記デッキ歪曲センサの、前記デッキの前記相当する分離領域からの信号に基づいて、前記トレッドミルにおけるユーザの運動特性を決定するように構成したことを特徴とする、請求項１５に記載のトレッドミル。
前記ユーザの前記運動特性は、前記ユーザの歩幅、速度、デッキ衝撃パターン、歩行傾向、横方向位置、縦方向位置、及びこれらの混合特性から選ばれたものであることを特徴とする、請求項１６に記載のトレッドミル。
前記ローラの１つ及び前記制御システムと結合した駆動アセンブリを具え、前記制御システムは、前記駆動アセンブリに対して速度信号を送信し、前記ユーザの少なくとも１つの運動特性に基づいて、前記ベルトの速度を調整することを特徴とする、請求項１６に記載のトレッドミル。
前記制御システムは、前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサの歪曲度合いに基づいて、ユーザの体重を計算することを特徴とする、請求項１に記載のトレッドミル。
枠と、
前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含むデッキアセンブリと、
前記デッキに結合され、前記デッキに負荷された体重を指示する信号を生成するように構成された、少なくとも１つのデッキ歪曲センサと、
前記第１及び第２のローラの少なくとも一方に結合された駆動アセンブリと、
前記駆動アセンブリ及び前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサと動作可能に結合し、前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサからの信号が所定の値を超えるまで、前記トレッドミルが作動しないように構成した制御システムと、
を具えることを特徴とする、トレッドミル。
前記信号に対する前記所定の値は、少なくとも３０ポンドの体重であることを特徴とする、請求項２０に記載のトレッドミル。
前記信号に対する前記所定の値は、少なくとも４０ポンドの体重であることを特徴とする、請求項２０に記載のトレッドミル。
前記信号に対する前記所定の値は、少なくとも５０ポンドの体重であることを特徴とする、請求項２０に記載のトレッドミル。
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサは、前記デッキに対して所定の間隔で離隔して配置された、少なくとも２つのデッキ歪曲センサであることを特徴とする、請求項２０に記載のトレッドミル。
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサは、前記デッキに対して所定の間隔で離隔して配置された、少なくとも４つのデッキ歪曲センサであることを特徴とする、請求項２０に記載のトレッドミル。
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサは、前記デッキに対して所定の間隔で離隔して配置された、少なくとも６つのデッキ歪曲センサであることを特徴とする、請求項２０に記載のトレッドミル。
前記デッキ歪曲センサは、電気的中間装置及びアンテナを含む非接触の変位センサであることを特徴とする、請求項２０に記載のトレッドミル。
前記電気的中間装置は、受動共鳴電気回路、パワー共鳴電気回路、共鳴LC回路、導電性金属スラグ、及び導電性フェライトスラグからなる群から選ばれたものであることを特徴とする、請求項２７に記載のトレッドミル。
前記アンテナは、送信巻線及び受信巻線を含むことを特徴とする、請求項２７に記載のトレッドミル。
前記アンテナの形状は、実質的な平板形状、円筒形状及び半球面形状の一部を構成する曲線形状、並びに弓形形状からなる群より選ばれたものであることを特徴とする、請求項２７に記載のトレッドミル。
前記電気的中間装置は共鳴LC回路を含み、前記中間装置と前記アンテナとの離隔距離が0.1-100mmであることを特徴とする、請求項２７に記載のトレッドミル。
前記電気的中間装置と前記アンテナとの分離は第１の方向に沿って計測することができ、前記電気的中間装置が、前記アンテナに対して前記第１の方向と異なる第２の方向に移動した場合、前記中間装置と前記送受信巻線との距離が0.1-100mmの範囲内で変化しても、前記デッキ歪曲センサの精度に影響を与えないことを特徴とする、請求項３１に記載のトレッドミル。
枠と、
前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含むデッキアセンブリと、
前記デッキに結合され、所定の相互インダクタンスを形成する送信巻線及び受信巻線を含む、少なくとも１つのデッキ歪曲センサと、
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサと動作可能に結合し、前記送信巻線及び前記得新巻線の相互インダクタンス変化を電気的に計測するとともに、デッキ変位計測と相関付けるように構成した制御システムとを具え、
前記デッキアセンブリに対してユーザの体重が負荷された際に、前記送信巻線及び前記受信巻線間の相互インダクタンスが変化するように構成したことを特徴とする、トレッドミル。
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサは、前記デッキに対して所定の間隔で離隔して配置された、少なくとも４つのデッキ歪曲センサであることを特徴とする、請求項３３に記載のトレッドミル。
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサは、前記デッキに対して所定の間隔で離隔して配置された、少なくとも６つのデッキ歪曲センサであることを特徴とする、請求項３３に記載のトレッドミル。
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサはさらに電気的中間装置を含み、この電気的中間装置は、受動共鳴電気回路、パワー共鳴電気回路、共鳴LC回路、導電性金属スラグ、及び導電性フェライトスラグからなる群から選ばれたものであることを特徴とする、請求項３３に記載のトレッドミル。
前記デッキ歪曲センサの前記送信巻線及び前記受信巻線は、所定のアンテナ内に形成され、前記アンテナは、実質的な平板形状及び円筒形状の一部を構成する曲線形状の少なくとも一方の形状を呈することを特徴とする、請求項３３に記載のトレッドミル。
前記電気的中間装置は、受動共鳴電気回路を含み、前記中間装置と前記アンテナとの離隔距離が0.1-100mmの範囲であることを特徴とする、請求項３６に記載のトレッドミル。
前記電気的中間装置と前記アンテナとの分離は第１の方向に沿って計測することができ、前記電気的中間装置が、前記アンテナに対して前記第１の方向と異なる第２の方向に移動した場合、前記中間装置と前記送受信巻線との距離が0.1-100mmの範囲内で変化しても、前記デッキ歪曲センサの精度に影響を与えないことを特徴とする、請求項３８に記載のトレッドミル。
前記制御システムは、前記デッキ歪曲センサによって得たデッキ変位量が、所定の時間の間、第１の値よりも小さくなった場合に、前記トレッドミルを自動的に停止するように構成したことを特徴とする、請求項３３に記載のトレッドミル。
前記第１の値を、７０ポンド以下の体重とすることを特徴とする、請求項４０に記載のトレッドミル。
前記第１の値を、５０ポンド以下の体重とすることを特徴とする、請求項４０に記載のトレッドミル。
前記所定の時間を、５秒以下とすることを特徴とする、請求項４０に記載のトレッドミル。
前記制御システムは、前記デッキ歪曲センサによって得たデッキ変位量が第２の値を超えるまで、前記トレッドミルが動作しないように構成したことを特徴とする、請求項３３に記載のトレッドミル。
前記第２の値は、少なくとも３０ポンドの体重と相関づけることを特徴とする、請求項４４に記載のトレッドミル。
前記第２の値は、少なくとも５０ポンドの体重と相関づけることを特徴とする、請求項４４に記載のトレッドミル。
前記送信巻線及び前記受信巻線は、プリント回路基板上に形成したことを特徴とする、請求項３３に記載のトレッドミル。
前記送信巻線は、正弦波あるいは余弦波状配列、交差状配列、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される配列形状で形成された、１対の電気的分離回路を含むことを特徴とする、請求項４７に記載のトレッドミル。
前記受信巻線は、前記送信巻線の周囲において閉ループを形成し、前記ループの形状が、矩形状、楕円形状、円形状、多角形状、及び不規則形状からなる群より選ばれることを特徴とする、請求項４８に記載のトレッドミル。
枠と、
前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含むデッキアセンブリと、
前記デッキに結合され、前記デッキアセンブリの変位に対して互いに独立に移動するように構成された送信巻線及び受信巻線を含む、非接触の変位センサとして機能する少なくとも１つのデッキ歪曲センサと、
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサと結合した制御システムと、
を具えることを特徴とする、トレッドミル。
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサは、前記デッキに対して所定の間隔で離隔して配置された、少なくとも２つのデッキ歪曲センサであることを特徴とする、請求項５０に記載のトレッドミル。
前記少なくとも１つのデッキ歪曲センサは、前記デッキに対して所定の間隔で離隔して配置された、少なくとも４つのデッキ歪曲センサであることを特徴とする、請求項５０に記載のトレッドミル。
前記送信巻線及び前記受信巻線は、平面形状を呈することを特徴とする、請求項５０に記載のトレッドミル。
前記制御システムは、前記デッキ歪曲センサによって生成された信号が、所定の時間、所定の値よりも小さくなった場合に、前記トレッドミルを自動的に停止するように構成したことを特徴とする、請求項５０に記載のトレッドミル。
前記デッキ歪曲センサによって生成される前記信号に対する前記所定の値を、７０ポンド以下の体重とすることを特徴とする、請求項５４に記載のトレッドミル。
前記デッキ歪曲センサによって生成される前記信号に対する前記所定の値を、６０ポンド以下の体重とすることを特徴とする、請求項５４に記載のトレッドミル。
前記デッキ歪曲センサによって生成される前記信号に対する前記所定の値を、５０ポンド以下の体重とすることを特徴とする、請求項５４に記載のトレッドミル。
前記所定の時間は、５秒以下であることを特徴とする、請求項５４に記載のトレッドミル。
ユーザによって操作できるように構成されたトレッドミルであって、
枠と、
前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含むデッキアセンブリと、
前記デッキに近接して位置し、送信巻線及び受信巻線を含む少なくとも１つのアンテナと、
前記送信巻線及び前記受信巻線に対して動作可能に結合され、前記送信巻線に対して所定の交流電気信号を供給するように構成された制御システムと、
ユーザの左右の足に、それぞれ固定された第１の電気的中間装置及び第２の電気的中間装置とを具え、
各中間装置は、前記巻線に対する相対的な位置変化に応じて、前記送信巻線及び前記受信巻線間の相互インダクタンスの変化を生ぜしめるように構成したことを特徴とする、トレッドミル。
前記デッキに対して、少なくとも１つのアンテナを直接取り付けたことを特徴とする、請求項５９に記載のトレッドミル。
前記少なくとも１つのアンテナは、前記デッキ内に位置することを特徴とする、請求項５９に記載のトレッドミル。
前記第１の電気的中間装置及び前記第２の電気的中間装置は、前記ユーザの靴、足首、下肢、及びひざから選ばれる箇所に取り付けて固定したことを特徴とする、請求項５９に記載のトレッドミル。
前記少なくとも１つのアンテナは、前記デッキに対して所定の間隔で離隔して配置された、少なくとも４つのアンテナであることを特徴とする、請求項５９に記載のトレッドミル。
前記第１の電気的中間装置及び前記第２の電気的中間装置は、受動共鳴電気回路、パワー共鳴電気回路、共鳴LC回路、導電性金属スラグ、及び導電性フェライトスラグからなる群より選ばれたものであることを特徴とする、請求項５９に記載のトレッドミル。
前記制御システムは、前記電気的中間装置の、前記巻線に対する相対的な位置変化に応じた、前記第１の送信巻線及び前記第２の受信巻線間の相互インダクタンスの変化に基づいて、前記デッキに対する前記ユーザの足衝撃の位置を決定するように構成したことを特徴とする、請求項５９に記載のトレッドミル。
前記制御システムに対して動作可能に結合した、リフトアセンブリ及び駆動アセンブリを具えることを特徴とする、請求項６５に記載のトレッドミル。
前記制御システムは、前記トレッドミル上の前記ユーザの位置に応じて、前記トレッドミルの速度を変化させるように構成したことを特徴とする、請求項６６に記載のトレッドミル。
前記制御システムは、前記トレッドミル上の前記ユーザの位置に応じて、前記トレッドミルの傾斜度合いを変化させるように構成したことを特徴とする、請求項６６に記載のトレッドミル。
前記制御システムは、前記トレッドミル上の前記ユーザの位置に応じて、少なくとも１つの警告信号を生成するように構成したことを特徴とする、請求項６５に記載のトレッドミル。
前記送信巻線は、正弦波あるいは余弦波状配列、交差状配列、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される配列形状で形成された、１対の電気的分離回路を含むことを特徴とする、請求項５９に記載のトレッドミル。
枠と、
前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含むデッキアセンブリと、
前記第１及び第２のローラの一方と結合し、トレッドミルの使用中において、共通軸の周りに回転できるように構成された複数の構成要素を含む駆動アセンブリと、
前記枠と結合するとともに、前記駆動アセンブリの前記構成要素の少なくとも１つに近接して位置し、非円筒形状に配置された送信巻線及び受信巻線を含む、少なくとも１つのアンテナと、
速度センサと結合した制御システムとを具え、
前記駆動アセンブリの前記少なくとも１つの構成要素は、前記アンテナに対して相対的に移動する際に、前記送信巻線及び前記受信巻線間の相互インダクタンスを変化させるように構成し、この相互インダクタンスの変化は、前記トレッドミルの速度変化と相関づけたことを特徴とする、トレッドミル。
前記駆動アセンブリの前記構成要素は、ロータ、出力シャフト、フライホイール及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれることを特徴とする、請求項７１に記載のトレッドミル。
前記フライホイールは、少なくとも１つの外方突出部（constellation）を含み、この外方突出部は、前記送信巻線及び前記受信巻線の配列における相互インダクタンス変化を生じるように構成された、電気的中間装置であることを特徴とする、請求項７２に記載のトレッドミル。
前記送信巻線及び前記受信巻線の非円筒形状の配列は、実質的な平板形状、円筒形状及び半球面形状の一部を構成する曲線形状、並びに弓形形状からなる群より選ばれたものであることを特徴とする、請求項７１に記載のトレッドミル。
枠と、
前記枠によって支持され、長手方向に延在したデッキ、少なくとも第１及び第２のローラ、並びに前記デッキ及び前記第１、２のローラの周囲に位置するベルトを含むデッキアセンブリと、
前記枠と結合し、傾斜アクチュエータ及び前記デッキアセンブリの前端部に結合したアクチュエーティングアームを含む、リフトアセンブリと、
前記デッキの前端部に近接して位置し、１対の送信巻線及び受信巻線を含む、少なくとも１つのアンテナと、
前記リフトアセンブリ、前記送信巻線及び前記受信巻線に対して動作可能に結合し、前記送信巻線に対して所定の交流電気信号を供給するように構成された制御システムと、
前記デッキの前記前端部に結合し、前記巻線に対する相対的な位置変化に応じて、前記送信巻線及び前記受信巻線間の相互インダクタンス変化を生ぜしめるように構成した、電気的中間装置と、
を具えることを特徴とする、トレッドミル。
前記電気的中間装置は、受動共鳴電気回路、パワー共鳴電気回路、共鳴LC回路、導電性金属スラグ、及び導電性フェライトスラグからなる群から選ばれたものであることを特徴とする、請求項７５に記載のトレッドミル。