JP2022523939A - トルクオーバードライブ階段昇降機 - Google Patents

Abstract

機械１００は、フレーム１０４、ベース９０２、上部９０６及び下部９０８の軸、並びに上部９０６及び下部９０８の軸の周りを回転するステップ１０２を有する。機械１００は、生成モードで操作し、ステップ１０２と結合され、抵抗力を提供するように構成された電気ブレーキ機構９０９を含む。また、第１速度１４５２、第２速度１４５４、および難度１４５６を含む運動モード１４５０の指示をユーザから受信するコントローラ１４０１も含まれる。コントローラ１４０１は、第１速度１４５２におけるユーザの重量に基づいてステップ１０２への負荷をバランスさせ、段部１０２にユーザが加える追加の負荷に応答して、電気ブレーキ機構９０９を制御して、運動モード１４５０の難易度１４５６を適用し、段部１０２が第２速度１４５４を超えるのを防止する。【選択図】 図２

Description

関連出願の相互参照

[0001]本出願は、Kevin Corbalisに対して2019年3月13日に出願された「TORQUE OVERDRIVE STAIR CLIMBER」という名称の米国仮特許出願第62818083号の利益を主張するものであり、これは参照により本書に組み込まれる。

分野

[0002]本開示は、運動器具に関し、より詳細には、階段昇降を模擬する運動器具に関する。

背景

[0003]階段昇降は、効果的な種類の運動として知られており、そのため、階段昇降を模擬した運動器具は、家庭用及び商業用のジムで広く使用されている。階段昇降を模擬するために多くの異なるタイプのシステムが開発されており、４バーリンクペダルシステム、振動ペダル、往復ペダル、及び踏み車式階段を含む。移動段部の速度を制御することは常に重要であり、そうでなければ段部はユーザにとってもはや安全でなくなるまで加速し続ける。さらに、階段昇降を模擬する現在の運動機において、ユーザは、階段昇降運動機にそり（押しまたは農夫）式の運動を組み込むことができない。

概要

[0004]本願の主題は、従来技術の上述の欠点を克服する例示的な運動機を提供する。本願の主題は、技術の現状に応じて、特に階段昇降機の欠点に応じて開発された。

[0005]本発明の階段昇降機は、ベースと、フレームに回転自在に結合された上部軸と下部軸とを有するフレームと、複数の段部であって、無端であり、上部軸と下部軸に回転可能に結合され、周期的に移動するように構成された複数の段部とを有する。また、階段昇降機は、複数の段部と機械的に結合され、可変抵抗力を提供するように構成された生成モードで動作する電気ブレーキ機構と、電気ブレーキ機構に操作可能に結合されたコントローラとを含み、コントローラは、複数の段部の第１速度と、複数の段部の第２速度と、難易度とを含む選択された運動モードの指示をユーザから受信し、学習モードにおいて、第１速度におけるユーザの重量に基づいて複数の段部の負荷をバランスさせ、フレームから上方に延びるレールシステムを介して複数の段部に追加の負荷が加えられたことに応答して、選択された運動モードの難易度を適用し、複数の段部が第２速度を超えないように電気ブレーキ機構を制御するように構成される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１を特徴付ける。

[0006]特定の実施例において、コントローラは、ユーザが追加の負荷を取り除くことに応答して、電気ブレーキ機構を制御して、複数の段部の第１速度を維持するように更に構成される。この段落の先行する主題は、本開示の実施例２を特徴付け、実施例２は、上記の実施例１による主題も含む。

[0007]特定の実施形態において、階段昇降機は、上部軸及び下部軸の周りに回転可能に配置された一対のチェーンを含み、一対のチェーンの各々は、無端の複数の段部に結合され、段部ギアに係合する。この段落の前述の主題は、本開示の実施例３を特徴付け、実施例３は、上記の実施例１－２のいずれかによる主題も含む。

[0008]また、特定の実施例において、階段昇降機は、電気ブレーキ機構に結合され、電源オフモードにあるときに電気ブレーキ機構の出力軸の回転運動を防止するように構成されたブレーキソレノイドを含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例４を特徴付け、実施例４は、上記の実施例１－３のいずれかによる主題も含む。

[0009]電気ブレーキ機構は、特定の実施例において、可変量の回転抵抗を電気ブレーキ機構の出力軸に加えるように構成され、可変量の回転抵抗は、電気ブレーキ機構に電気的に結合された負荷に基づく。この段落の先行する主題は、本開示の実施例５を特徴付け、実施例５は、上記の実施例4による主題も含む。

[0010]特定の実施例において、コントローラは、ユーザが選択された運動モードを開始したという決定に応答して、電気ブレーキ機構の出力シャフトに結合されたブレーキソレノイドを付勢して、出力シャフトの回転運動を可能にするように更に構成される。この段落の先行する主題は、本開示の実施例６を特徴付け、実施例６は、上記の実施例５の主題も含む。

[0011]特定の実施例において、コントローラは、ユーザが選択された運動モードを終了したという決定に応答して、複数の段部の停止速度に達するように抵抗力を増加または減少させるように更に構成される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例７を特徴付け、実施例７は、上記の実施例５－６のいずれかによる主題も含む。

[0012]特定の実施例において、コントローラは、複数の段部が停止速度に達した後、電気ブレーキ機構の出力シャフトの回転運動を停止することによって、ブレーキソレノイドを非通電にし、複数の段部の動きを防止するように更に構成される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例８を特徴付け、実施例８は、上記の実施例５－７のいずれかによる主題も含む。

[0013]特定の実施例において、負荷は、電気モータに電気的に結合され、電気モータによって生成された電気を消散するように構成された可変抵抗器を含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例９を特徴付け、実施例９は、上記の実施例５－８のいずれかによる主題も含む。

[0014]特定の実施例において、階段昇降機は、複数の段部の回転速度を決定するように構成された速度センサも含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１０を特徴付け、実施例１０は、上記の実施例１－９のいずれかによる主題も含む。

[0015]コントローラは、特定の実施例において、速度センサと通信するように構成される。この段落の先行する主題は、本開示の実施例１１を特徴付け、実施例１１は、上記の実施例１０による主題も含む。

[0016]特定の実施例において、コントローラは、複数の段部の第１速度を維持するのに必要な抵抗力の量に基づいてユーザの重量を決定することによって負荷をバランスさせるように更に構成される。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１２を特徴付け、実施例１２は、上記の実施例１－１１のいずれかによる主題も含む。

[0017]また、複数の動作を実施するように構成された少なくとも１つの計算デバイスを有するコントローラであって、少なくとも１つの計算デバイスは、プロセッサおよびローカルメモリを含むコントローラを開示する。複数の動作は、フレームと、無端である複数の段部とを有する階段昇降デバイスに操作可能に結合されたコントローラにおいて、ユーザから選択された運動モードの指示を受信し、選択された運動モードは、前記複数の段部の第１速度と、前記複数の段部の第２速度と、難易度とを含む、動作、学習モードにおいて、ユーザの第１速度での重量に基づいて複数の段部で負荷をバランスさせる動作、ユーザがフレームから上方に延びるレールシステムを介して複数の段部に追加の負荷を加えることに応答して、選択された運動モードの難易度を適用し、複数の段部が第２速度を超えないように電気ブレーキ機構を制御する動作を含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１３を特徴付ける。

[0018]特定の実施例において、動作は、ユーザが追加の負荷を取り除くことに応答して、複数の段部の第1の速度を維持するように電気ブレーキ機構を制御することも含む。この段落の先行する主題は、本開示の実施例１４を特徴付け、実施例１４は、上記の実施例１３による主題も含む。

[0019]また、特定の実施例において、動作は、電気ブレーキ機構に結合されたブレーキソレノイドを制御して、電力オフモードにあるときに電気ブレーキ機構の出力シャフトの回転運動を防止することを含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１５を特徴付け、実施例１５は、上記の実施例１３－１４のいずれかによる主題も含む。

[0020]また、特定の実施例において、動作は、ユーザが選択された運動モードを開始したという決定に応答して、電気ブレーキ機構の出力シャフトに結合されたブレーキソレノイドを付勢して、出力シャフトの回転運動を可能にすることを含む。この段落の先行する主題は、本開示の実施例１６を特徴付け、実施例１６は、上記の実施例１５による主題も含む。

[0021]また、特定の実施例において、動作は、複数の段部の回転速度を決定し、複数の段部の回転速度が第２速度よりも大きいという決定に応答して抵抗力を増加させることを含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１７を特徴付け、実施例１７は、上記の実施例１３－１６のいずれかによる主題も含む。

[0022]運動機における複数の段部の速度を制御する方法も含まれる。この方法は、特定の実施例において、フレームと、無端である複数の段部とを有する運動機に操作可能に接続されたコントローラにおいて、ユーザから選択された運動モードの指示を受信するステップであって、選択された運動モードは、複数の段部の第１速度、複数の段部の第２速度、および難易度レベルを含む、ステップと、学習モードにおいて、ユーザの第１速度での重量に基づいて複数の段部で負荷をバランスさせるステップと、ユーザがフレームから上方に延びるレールシステムを介して複数の段部に追加の負荷を加えることに応答して、選択された運動モードの難易度を適用し、複数の段部が第２速度を超えないように電気ブレーキ機構を制御するステップと、を含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例１８を特徴付ける。

[0023]また、この方法は、特定の実施例において、ユーザが追加の負荷を取り除くことに応答して、電気ブレーキ機構を制御して、複数の段部の第１速度を維持することを含む。この段落の先行する主題は、本開示の実施例１９を特徴付け、実施例１９は、上記の実施例１８による主題も含む。

[0024]また、この方法は、特定の実施例において、電力オフモードにあるときに、電気ブレーキ機構の出力シャフトの回転運動を防止するために、電気ブレーキ機構に結合されたブレーキソレノイドを制御することを含む。この段落の前述の主題は、本開示の実施例２０を特徴付け、実施例２０は、上記の実施例１８－１９のいずれかによる主題も含む。

[0025]本開示の主題の記載された特徴、構造、利点、および／または特徴は、実施形態および／または実装を含む一つ、又は複数の実施例において、任意の適切な方法で組み合わせることができる。以下の説明において、本開示の主題の実施例の完全な理解を与えるために、多数の具体的な詳細が提供される。当業者であれば、本開示の主題は、特定の実施例、実施形態、または実装の特定の特徴、詳細、構成要素、材料、および／または方法のうちの一つ又は複数を用いずに実施することができることを理解するであろう。他の例では、追加の特徴および利点は、すべての実施例、実施形態、または実施形態に存在しない特定の実施例、実施形態、および／または実施形態において認識され得る。さらに、幾つかの例では、本開示の主題の不明瞭な側面を回避するために、周知の構造、材料、または操作が示されず、詳細に説明されない。本開示の主題の特徴および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるか、または以下に記載する主題の実施によって知ることができる。

[0026]本発明の利点が容易に理解されるように、添付の図面に示された特定の実施形態を参照することによって、上で簡単に説明された本発明のより具体的な説明を提供する。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示し、従って、その範囲を限定するものとはみなされないことを理解して、本発明は、添付の図面を使用することによって、更なる特定性および詳細性を伴って説明され、説明される。
図１は、本開示の実施例による階段昇降運動機（「機械」）の一実施形態を示す斜視図である。 図２は、本開示の実施例による機械の別の実施形態を示す斜視図である。 図３は、本開示の実施例による機械の別の実施形態を示す斜視図である。 図４は、本開示の実施例によるユーザ－運動位置の別の実施形態を示す斜視図である。 図５は、本開示の実施例によるユーザ－運動位置の他の実施形態を示す斜視図である。 図６は、本開示の実施例によるユーザ－運動位置の他の実施形態を示す斜視図である。 図７は、本開示の実施例によるユーザ－運動位置の他の実施形態を示す斜視図である。 図８は、本開示の実施例による機械の別の実施形態を示す端面図である。 図９ａは、本開示の実施例による機械の内部構成要素を示す側面図である。 図９ｂは、本開示の実施例による機械の内部構成要素の別の実施形態を示す側面図である。 図１０は、本開示の実施形態による発電モータの例示的な一実施形態を示す斜視図である。 図１１は、本開示の実施形態による機械で使用される速度センサの斜視図である。 図１２は、本開示の実施形態による段部の一実施形態を示す斜視図である。 図１３ａは、本開示の実施例によるフレームの拡大図を示す斜視図である。 図１３ｂは、本開示の実施例による機械の一実施形態を示す側面図である。 図１４は、本開示の実施形態による制御パネル２０８上で作動するコントローラの一実施形態を示す概略ブロック図である。 図１５は、本開示の実施形態による機械の作動方法の一実施形態を示すフローチャート図である。

詳細な説明

[0041]本明細書全体を通して、「一実施形態」、「実施形態」または類似の用語への参照は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、または特徴が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、「一実施形態において」、「実施形態において」、および本明細書を通しての同様の言語の出現は、必ずしもそうではないが、全てが同じ実施形態を参照してもよく、特に明記しない限り、「１つ又は複数の実施形態」を意味する。用語「含む」、「備える」、「有する」およびそれらの変形は、特に明記しない限り、「含むが、これらに限定されない」を意味する。項目の列挙リストは、特に明記しない限り、項目のいずれかまたは全てが相互に排他的および／または相互に包含的であることを意味しない。用語「a」、「an」、および「the」は、特に明記しない限り、「一つ又は複数」も指す。

[0042]さらに、本実施形態の説明した特徴、利点、および特徴は、任意の適切な方法で組み合わせることができる。当業者は、実施形態が、特定の実施形態の特定の特徴または利点のうちの一つ又は複数を用いずに実施できることを認識するであろう。他の例では、追加の特徴および利点は、特定の実施形態において認識することができ、これは、全ての実施形態において存在しなくてもよい。

[0043]本発明は、コンピュータプログラム製品を含むシステム、方法、および/または装置であってもよい。コンピュータプログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を行わせるためのコンピュータ可読プログラム命令をその上に有するコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。

[0044]コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスによって使用される命令を保持および格納することができる有形の装置とすることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、たとえば、電子記憶装置、磁気記憶装置、光記憶装置、電磁記憶装置、半導体記憶装置、またはこれらの任意の適切な組合せであってもよいが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な実施例の非網羅的リストは、以下を含む。ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（"RAM"）、読み出し専用メモリ（"ROM"）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（「EPROM」またはフラッシュメモリ)、スタティックランダムアクセスメモリ（"SRAM"）、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ（"CD - ROM"）、デジタル多用途ディスク（"DVD"）、メモリスティック、フロッピーディスク、パンチカードなどの機械的に符号化されたデバイスまたは命令が記録された溝内の隆起構造、およびこれらの任意の適切な組み合わせ。本書で使用されるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、電波または他の自由に伝搬する電磁波、導波管または他の伝送媒体を通って伝搬する電磁波（例えば、光ファイバケーブルを通過する光パルス）、またはワイヤを通って伝送される電気信号などの一時的な信号それ自体として解釈されるべきではない。

[0045]本書に記載されるコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体から、またはネットワーク、たとえばインターネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワークおよび／またはワイヤレスネットワークを介して外部コンピュータまたは外部記憶デバイスに、それぞれのコンピューティング／処理デバイスにダウンロードすることができる。ネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイコンピュータおよび／またはエッジサーバを含むことができる。各コンピューティング／処理装置のネットワークアダプタカードまたはネットワークインタフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、コンピュータ可読プログラム命令を転送して、それぞれのコンピューティング／処理デバイス内のコンピュータ可読記憶媒体に格納する。

[0046]本発明の操作を行うためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ISA）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはSmalltalk、C++などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「C」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む１つ以上のプログラミング言語の任意の組合せで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかであってもよい。コンピュータ読み取り可能なプログラム命令は、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンのソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で、部分的にリモートコンピュータ上で、または全体的にリモートコンピュータまたはサーバ上で実行することができる。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（LAN）またはワイドエリアネットワーク（WAN）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてもよく、または（たとえば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）外部コンピュータに接続されてもよい。一部の実施形態では、たとえば、プログラマブル論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、またはプログラマブル論理アレイ（PLA）を含む電子回路は、本発明の態様を実施するために、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用して、電子回路をパーソナライズすることによって、コンピュータ可読プログラム命令を実行することができる。

[0047]本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図および／またはブロック図を参照して本書に記載される。フローチャート図および／またはブロック図の各ブロック、およびフローチャート図および／またはブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータ読み取り可能なプログラム命令によって実施することができることが理解されよう。

[0048]これらのコンピュータ読み取り可能なプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに提供されて、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャートおよび／またはブロックダイアグラムブロックに指定された機能／動作を実装するための手段を作成するように、機械を生み出すことができる。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、プログラム可能データ処理装置、および／または他のデバイスに特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ可読記憶媒体に格納することもでき、その結果、コンピュータ可読記憶媒体に格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックに指定された機能／動作の態様を実施する命令を含む製造物品を含む。

[0049]コンピュータ読み取り可能なプログラム命令をコンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスにロードして、一連の操作ステップをコンピュータ、他のプログラム可能な装置、または他のデバイスで実行させて、コンピュータ、他のプログラム可能な装置、または他のデバイスで実行される命令がフローチャートおよび／またはブロック図のブロックで指定された機能／動作を実装するように、コンピュータ実装プロセスを生み出すこともできる。

[0050]図中のフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能性、および操作を示す。この点に関して、フローチャートまたはブロック図における各ブロックは、指定された論理関数を実装するための一つ又は複数の実行可能命令を含む、命令のモジュール、セグメント、または部分を表すことができる。一部の代替的な実装形態では、ブロックに記載された機能は、図に記載された順序とは異なる順序で発生してもよい。たとえば、連続して示される２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行されてもよく、または、関連する機能に応じて、逆の順序で実行されてもよい。また、ブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、およびブロック図および／またはフローチャート図のブロックの組合せは、特定の機能または動作を実施する、または特定目的のハードウェアおよびコンピュータ命令の組合せを行う、特定目的のハードウェアベースのシステムによって実装することができることに留意されたい。

[0051]本書に記載される機能ユニットの多くは、それらの実装の独立性をより具体的に強調するために、モジュールとしてラベル付けされている。たとえば、モジュールは、カスタムVLSI回路またはゲートアレイ、論理チップ、トランジスタ、または他の個別構成要素などのオフシェルフ半導体を含むハードウェア回路として実装することができる。モジュールは、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、プログラマブル・アレイ・ロジック、プログラマブル・ロジック・デバイスなどのプログラマブル・ハードウェア・デバイスに実装することもできる。

[0052]また、モジュールは、様々なタイプのプロセッサによる実行のためにソフトウェアで実装することもできる。プログラム命令の識別されたモジュールは、例えば、コンピュータ命令の一つ又は複数の物理的または論理的ブロックを含むことができ、これは、例えば、オブジェクト、手順、または機能として編成することができる。それにもかかわらず、識別されたモジュールの実行可能ファイルは、物理的に一緒に置かれる必要はなく、論理的に一緒に接合されたときに、モジュールを構成し、そのモジュールに対して規定された目的を達成する異なる場所に格納された異なる命令を含むことができる。

[0053]さらに、本実施形態の記載された特徴、構造、または特徴は、任意の適切な方法で組み合わせることができる。以下の説明において、実施形態の完全な理解を与えるために、多数の具体的な詳細が提供される。しかしながら、当業者は、実施形態が、一つ又は複数の特定の詳細を有することなく、または他の方法、構成要素、材料などと共に実施できることを認識するであろう。他の例では、周知の構造、材料、または操作は、実施形態の不明瞭な態様を回避するために、詳細には図示または説明されない。

[0054]各図における要素の説明は、先行する図の要素を参照することができる。同様の番号は、同様の要素の代替の実施形態を含めて、全ての図において同様の要素を指す。同様の要素は、個別に識別される場合、及び番号のみによって共に参照される場合（すなわち、「a」又は「b」を除いた「102」）、「102A」及び「102B」のような番号及び文字を用いて参照することができる。

[0055]図１は、本開示の実施形態による階段昇降運動機（以下、「機械」）１００の一実施形態を示す斜視図である。機械１００は、静止フレーム１０４によって支持された複数の段部１０２を備えて構成される。段部１０２は、矢印１０６で示す方向に周期的に下降する無端コンベアの一部として形成されている。段部１０２は、以下により詳細に説明するように、歯付きスプロケットの周りを循環するチェーンに結合される。

[0056]取り外し可能なクラッド１０８をフレーム１０４に結合し、機械１００の内部構成要素を収容するように構成することができる。クラッド１０８は、軽量材料で形成することができ、その実施例としては、ポリマー材料が挙げられるが、これに限定されない。フレーム１０４から上方に延びるのは、剛性で耐久性のある材料で形成されたレールシステム１１０である。以下、より詳細に説明するように、レールシステム１１０は、「そり押し」運動および「農夫運搬」運動を含むが、これらに限定されない異なる種類の運動を可能にするために、複数の手の位置で構成される。レールシステム１１０は、フレーム１０４からほぼ上方に延びる複数の垂直に延びる支持体を備えて形成されてもよい。垂直に延びる支持体は、複数の目的を果たす上部フレームワークに結合されるが、複数の目的には、ユーザが機械１００の一方の側または他方の側に落ちるのを防止するための障壁を形成すること、および異なる手の位置を形成することを含む。

[0057]また、フレーム１０４は、フレーム１０４が載る床に対して高い位置にある複数のアクセス段部１１２を備えて形成されてもよい。フレーム１０４は、床に係合し、機械１０の残りの部分を支持するベース（図示せず）を含む。

[0058]段部１０２の各々は、ライザ部分１１４及びプラットフォーム部分１１６から形成される。ライザ１１４およびプラットフォーム１１６は、各段部が隣接する段部に旋回可能に接続されるように、ヒンジ機構によって互いに結合される。したがって、複数の段部１０２は、ライザ１１４とプラットフォーム１１６とを交互に繰り返すことによって形成される。ライザ１１４およびプラットフォーム１１６は、建物または家屋の段と同様の寸法を有することができる（すなわち、ライザ１１４は約９インチの高さを有し、プラットフォーム１１６は約１０インチの深さを有する）。

[0059]図２および図３は、本開示の実施形態による機械１００の別の実施形態を示す斜視図である。図示された実施形態は、ユーザが「農夫運搬」運動を実施することを示す。レールシステム１１０は、直立部２０２から延びて左右の側部分２０４を形成する複数の管を含む。側部分２０４は、ユーザの両側にバリアを形成し、ユーザが機械１００の側部から落ちるのを防止する。直立部２０２の１つに結合され、側部２０４の内側に位置するのは、農夫運搬ハンドル２０６である。農夫運搬ハンドル２０６は、略水平方向に、直立部２０２から後方に（コントローラ１４０１を収容する制御パネルから離れて）延びている。

[0060]農夫運搬ハンドル２０６は、手を保持する位置を形成するために下方に湾曲してもよい。特定の実施形態では、機械１００は、一対の農夫運搬ハンドル２０６を備えて構成される。農夫運搬ハンドル２０６は、ユーザが農夫運搬運動を安全に模擬することを可能にする。これまで、階段昇降運動と農夫運搬とを安全に組み合わせる方法は無かった。以下に説明するように、機械１００は、階段が所定の最高速度を超える速度で移動するのを防止するように構成される。この能力がなければ、農夫の運搬を行うユーザは、階段の速度を安全ではなく、階段昇降の練習として使用できない速度まで上げることになる。

[0061]図４は、本開示の実施形態によるユーザ-運動位置の別の実施形態を示す斜視図である。ユーザは、図示のように、より伝統的な運動位置でレールを把持することができる。一実施形態では、機械１００の段部１０２には電力が供給されない。ユーザの重力および重量は、段部の下降および離間（すなわち、コントローラ１４０１が位置する機械の最上部／前部を基準にした）運動を引き起こす。通常、段部は、運動に適した速度で移動する。以前は、ユーザが余分な力（例えば、農夫の運搬またはスレッドの押しを介して）で段部に「負荷」をかけ（即ち、難度を上げ）ようとすると、段部は安全でない速度まで加速する。上述のように、本開示の実施形態は、段部の最高速度を維持するように抵抗力を管理することによって、これを有利に克服する。

[0062]図５－図７は、本開示の実施形態による、ユーザ－運動位置の他の実施形態を示す斜視図である。ユーザは、ユーザが段部／スレッド－押し運動の組合せを実施できるように、手を位置決めすることができる。機械１００の速度管理能力により、ユーザは、段部があまりにも速くならずに、自分が望むだけ強く押すことができる。

[0063]図８は、本開示の実施形態による機械１００の別の実施形態を示す端面図である。この特定の図は、機械１００のレールシステム１１０で可能な異なるハンドホールド位置を示す。８以上の異なるハンドホールド位置が可能である。参照番号７は、農夫－運搬ハンドルを識別する。位置１，２，３，４，８は、スレッド押し運動中に使用可能な異なるハンドホールド位置を識別する。残りのハンドホールド位置により、ユーザは、従来の昇降段運動様式で機械１００を使用することができる。

[0064]図示されているように、左右の側部分２０４は、異なる方向に向けられたハンドホールド位置を含む。ハンドホールド位置１およびハンドホールド位置４のような幾つかのものは、横方向８０４（即ち、機械１００を前方から後方に二分する縦方向軸８０２に略垂直な方向の左右）に向けられる。ハンドホールド位置２，３，５，６，７のような他の位置は、縦方向軸８０２に沿って概ね縦方向に向けられる。ハンドホールド位置８のような他の位置は、縦方向軸８０２からある角度に向けられる。

[0065]図９ａは、本開示の実施形態による機械１００の内部構成要素を示す側面図である。上述のように、機械１００は、床と係合するためのベース９０２を有するフレーム１０４を含む。ベース９０２は、使用されていないときに機械１００を動かすのを助けるために、複数のキャスタ９０４を含んでもよい。フレーム１０４には、上部軸９０６及び下部軸９０８が結合されている。上部軸９０６及び下部軸９０８は、共にフレーム１０４に回転可能に結合されている。上部軸９０６及び下部軸９０８に結合されたスプロケット９１０は、一対の連続チェーン９１２に係合する。

[0066]段部１０２は、チェーン９１２に結合され、段部が移動するときにチェーン９１２を駆動する。また、トルクオーバードライブチェーン９１６に結合されたトルクオーバードライブスプロケット９１４も上部軸９０６に結合されている。トルクオーバードライブチェーン９１６は、トルクオーバードライブスプロケット９１４を介して、生成モードで作動する電気ブレーキ機構９０９と上部軸を回転可能に結合する。本開示と共に使用するのに適した電気ブレーキ機構９０９の実施例としては、（ブラシ付きまたはブラシレス）ＡＣまたはＤＣモータ、交流発電機、および渦巻きコイルブレーキなどが挙げられるが、これらに限定されない。

[0067]特定の実施形態では、中間駆動システムは、トルクオーバードライブチェーンを電気ブレーキ機構９０９に結合することができる。たとえば、中間駆動システムは、ベルトを駆動するプーリに結合されたスプロケットを含むことができる。ベルトは、電気モータに結合されたプーリを回転させることができる。チェーンテンショナおよびベルトテンショナを設けてもよい。

[0068]図９ａには、図９ｂを参照してより詳細に示されるコールアウト９２０が含まれる。電気ブレーキ機構９０９は、生成モードで作動するか、又は別の言い方をすれば、機械的入力（即ち、チェーン９１２の回転）を受信し、機械的エネルギを電気エネルギに変換する。電気エネルギは、一つ又は複数の抵抗器を通して引き出すことができる。一実施形態では、電気ブレーキ機構９０９は、２馬力のモータである。

[0069]トルクオーバードライブチェーン９１６はチェーンとして図示されているが、たとえばベルトのような他の無端動力伝達装置を使用することも考えられる。トルクオーバードライブチェーン９１６は、ベルト９５２を介して電気ブレーキ機構９０９に回転結合された中間プーリ９５０にトルクオーバードライブスプロケット９１４を回転結合する。

[0070]図１０は、本開示の実施形態による電気ブレーキ機構９０９の一実施形態を示す斜視図である。上述のように、発電モードで操作する電気ブレーキ機構９０９は、一つ又は複数の抵抗器１００２2と電気的に結合される。これらの抵抗器１００２は、発生した電気を熱に変換し、その熱は、次いで、消散される。抵抗器１００２は可変であり、電気ブレーキ機構９０９の負荷を増減させることができる。

[0071]また、図１０には、中間プーリ９５０に回転可能に結合された低トルクオーバードライブスプロケット１００５が示されている。中間プーリ９５０およびスプロケット１００５5の両方は、軸１００６に装着されており、軸１００６は、フレームの一部を通って延び、図１１を参照してより詳細に後述するように、機械１００の階段部の速度を決定するのに有用である。

[0072]図１１は、本開示の実施形態による機械１００で使用される速度センサ１１０２の斜視図である。速度センサ１１０２は、歯付きホイール１１０４に隣接して位置するホールセンサであってもよい。各歯が速度センサ１１０２を通過すると、速度センサ１１０２は歯の存在を検出し、その存在をコントローラ１４０１と通報する。各歯は、磁性材料で形成することができる。コントローラ１４０１は、ホールセンサから受信した情報に基づいて速度を計算するように構成される。当業者に知られているように、ホール効果センサは、磁界の大きさを測定する。速度を検出する他の方法は、限定されるものではないが、光学センサなどを含むホール効果センサの代わりに実施することができる。決定された回転速度に応答して、コントローラ１４０１は、抵抗力を増加、減少、または維持するように電気モータに命令するように構成される。

[0073]図１２は、本開示の実施形態による段部の一実施形態を示す斜視図である。図示の実施形態は、停止位置における段部を示す。以下に説明するように、機械１００は、ユーザの要求に応答して段部を停止し、所望の位置にロックするように構成することができる。図示のように、停止位置は、ユーザの出入りを助けるために、床に対して約１１度～１５度の間の角度１２０７（図１３ｂ参照）で停止するプラットフォーム部分１１６をもたらすことができる。ユーザが停止を要求すると、制御パネルは、段部の速度を所定の停止速度まで低下させ、位置センサ（即ち、第２ホールセンサ）からの入力を待つ。

[0074]位置センサは、歯付きホイール、チェーン、スプロケット、段部などのインジケータを検出し、制御パネルは、システムを停止させる電力を遮断する。たとえば、位置センサ（図１３ｂの位置センサ１３０２を参照）は、チェーン９１２に結合されたインジケータを検出するためにフレーム１０４上に配置されてもよい。インジケータは、検出される前にほぼ全回転にわたって所定の停止速度で移動する必要がある。停止手順中の段部の速度が停止速度に達すると、コントローラ１４０１は、電気ブレーキ機構９０９の制御を機械的変圧器に解放することができる。機械式変圧器は、位置センサがインジケータを検出した時点で電気ブレーキ機構９０９への電力を遮断するように構成され、その時点で段部が所定の位置にロックされる。

[0075]また、図１３ｂには、フレーム１０４に回転可能に結合された段部ギア１３６０が示されている。段部チェーン（複数の段部に結合されたチェーン）は、一対の段部ギア１３６０の周りを回転するように構成されている。特定の実施形態では、機械１００は、４つの段部ギア１３６０を含む。たとえば、上部軸及び下部軸の各々は、段部の各側に配置された一対の段部ギア１３６０を有することができる。

[0076]特定の実施例では、ブレーキソレノイド１００４は、デフォルトでロックされる（例えば、「電力オフブレーキ」)。すなわち、ブレーキソレノイド１００４が通電されていない状態（非通電状態）のときには、ブレーキソレノイド１００４は、電気ブレーキ機構９０９の出力シャフトの回転運動を阻止して段部の移動を阻止する電力オフモードとなる。通電されると、ブレーキソレノイド１００４は、段部を移動させる電気ブレーキ機構９０９を解放する。図１０は、本開示の実施例によるブレーキソレノイド１００４の概略ブロック断面図を示すブレーキソレノイド１００４のコールアウトバブルを示す。ブレーキソレノイド１００４は、電気の印加に応答して電気ブレーキ機構９０９に向かって又は電気ブレーキ機構１０６から離れるように動く可動電機子１０３２を含む。電気が印加されないとき、電機子１０３２は、一連のバネによって電気ブレーキ機構９０９に向かって付勢され、出力シャフト１０３０の移動を阻止する。出力シャフト１０３０の端部に結合された摩擦板１０３４は、電機子１０３２と係合して回転を防止する。この抵抗は、出力シャフト１０３０を介して中間ドライブアセンブリ（例えば、プーリ９５０、ベルト９５２など）に伝達され、トルクオーバードライブスプロケット９１４に伝達され、その後、段部が続く。電機子１０３２に電気を印加することにより、電機子１０３２がバネ力に打ち勝つとともに、隙間を開き、摩擦板１０３４及び出力シャフト１０３０を回転させる。ブレーキソレノイド１００４は可変であり、印加電圧に基づいて可変量の回転抵抗を摩擦板１０３４に加えるように制御可能である。他の実施形態では、コントローラ１４０１は、たとえば可変抵抗器を制御することにより電気ブレーキ機構９０９の負荷を増減することによって、電気ブレーキ機構９０９に回転抵抗を増減するように命令する。

[0077]図１３ａは、本開示の実施例によるフレーム１０４の拡大図を示す斜視図である。特に、図示の実施形態は、フレーム１０４に結合されたアクセス段部１１２を示す。アクセス段部１１２は、段部の各側に位置することができる（図１も参照）。特定の実施例では、アクセス段部１１２は、フレーム１０４から後方に延びる。換言すれば、アクセス段部１１２は、ユーザが機械１００を使用するために移動する方向とは反対の方向にフレーム１０４から延びる。

[0078]図１４は、本開示の実施形態による制御パネル２０８上で作動するコントローラ１４０１の一実施形態を示す概略ブロック図である。コントローラ１４０１は、計算デバイスの一実施例であり、計算デバイスは、本発明の実施形態の一つ又は複数の構成要素を実施するために使用することができ、例示的な実施形態のために、プロセスを実施するコンピュータ使用可能プログラムコードまたは命令を置くことができる。この例示的な実施例において、情報処理システムは、プロセッサユニット１４０４、ローカルメモリ１４０６、永続的記憶装置１４０８、通信ユニット１４１０、入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット１４１２、およびディスプレイ１４１４の間の通信を提供する通信ファブリック１４０２を含む。

[0079]プロセッサユニット１４０４は、メモリ１４０６にロードすることができるソフトウェアの命令を実行する役割を果たす。プロセッサユニット１４０４は、特定の実施形態に応じて、一つ又は複数のプロセッサのセットであってもよいし、マルチプロセッサコアであってもよい。さらに、プロセッサユニット１４０４は、メインプロセッサが１つのチップ上に２次プロセッサを備える一つ又は複数の異種プロセッサシステムを使用して実装することができる。別の例示的な実施例として、プロセッサユニット１４０４は、同じタイプの複数のプロセッサを含む対称マルチプロセッサシステムであってもよい。

[0080]メモリ１４０６および永続的記憶装置１４０８は、記憶装置１４１６の実施例である。記憶装置は、たとえば、限定されるものではないが、データ、機能形式のプログラムコード、および／または他の適切な情報などの情報を、一時的におよび／または永久的に記憶することができる任意のハードウェアである。メモリ１４０６は、これらの実施例では、たとえば、ランダムアクセスメモリ、または任意の他の適切な揮発性または不揮発性記憶装置であってもよい。永続記憶装置１４０８は、特定の実装に応じて様々な形態をとることができる。たとえば、永続的記憶装置１４０８は、一つ又は複数のコンポーネントまたはデバイスを含むことができる。たとえば、永続的記憶装置１４０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、再書込み可能光ディスク、再書込み可能磁気テープ、またはこれらの組合せとすることができる。永続的記憶装置１４０８によって使用される媒体は、取り外し可能であってもよい。たとえば、取り外し可能なハードドライブを永続的記憶装置１４０８に使用することができる。

[0081]これらの実施例では、通信ユニット１４１０は、他のデータ処理システムまたはデバイスとの通信を提供する。これらの実施例では、通信ユニット１４１０はネットワークインタフェースカードである。通信ユニット１４１０は、物理通信リンクおよび無線通信リンクのいずれかまたは両方を使用して通信を提供することができる。

[0082]入出力ユニット１４１２は、データ処理システムに接続可能な他のデバイスとのデータの入出力を可能にする。たとえば、入出力ユニット１４１２は、キーボード、マウス、および／または他の適切な入力デバイスを介してユーザ入力のための接続を提供することができる。また、入出力ユニット１４１２は、プリンタに出力を送信してもよい。他の実施形態では、入出力ユニット１４１２は、段部の回転速度および段部の位置を決定するために、速度および位置センサと通信する。ディスプレイ１４１４は、ユーザに情報を表示する機構を提供する。

[0083]オペレーティングシステム、アプリケーション、および／またはプログラムに対する命令は、通信ファブリック１４０２を介してプロセッサユニット１４０４と通信する記憶デバイス１４１６に置くことができる。これらの例示的な実施例において、命令は、永続記憶装置１４０８上で機能的な形態である。これらの命令は、プロセッサユニット１４０４による実行のためにメモリ１４０６にロードすることができる。異なる実施形態のプロセスは、メモリ１４０６などのメモリ内に置かれるコンピュータ実装命令を使用して、プロセッサユニット１４０４によって実施されてもよい。

[0084]これらの命令は、プロセッサユニット１４０４内のプロセッサによって読み取られ、実行され得るプログラムコード、コンピュータ使用可能プログラムコード、またはコンピュータ可読プログラムコードと呼ばれる。異なる実施形態において、プログラムコードは、メモリ１４０６または永続的記憶装置１４０８などの異なる物理的またはコンピュータ可読記憶媒体上に具現化することができる。

[0085]プログラムコード１４１８は、選択的に取り外し可能であり、プロセッサユニット１４０４による実行のためにコントローラ１４０１にロードまたは転送することができるコンピュータ可読媒体１４２０上の機能的形態で置かれる。プログラムコード１４１８およびコンピュータ可読媒体１４２０は、コンピュータプログラム製品１４２２を形成する。一実施例において、コンピュータ可読媒体１４２０は、コンピュータ可読記憶媒体１４２４またはコンピュータ可読信号媒体１４２６であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体１４２４は、たとえば、永続的記憶装置１４０８の一部であるハードドライブなどの記憶装置に転送するために永続的記憶装置１４０８の一部であるドライブまたは他のデバイスに挿入または設定される光ディスクまたは磁気ディスクを含むことができる。コンピュータ可読記憶媒体１４２４は、コントローラ１４０１に接続されたハードドライブ、サムドライブ、またはフラッシュメモリなどの永続的記憶装置の形態をとることもできる。場合によっては、コンピュータ可読記憶媒体１４２４は、コントローラ１４０１から取り外し可能ではない。

[0086]あるいは、プログラムコード１４１８は、コンピュータ可読信号媒体１４２６を使用してコントローラ３０４に転送されてもよい。コンピュータ可読信号媒体１４２６は、たとえば、プログラムコード１４１８を含む伝搬データ信号であってもよい。たとえば、コンピュータ可読信号媒体１４２６は、電磁信号、光信号、および／または任意の他の適切なタイプの信号であってもよい。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、ワイヤ、および／または任意の他の適切なタイプの通信リンクなどの通信リンクを介して送信することができる。言い換えると、例示的な実施例において、通信リンクおよび／または接続は、物理的または無線であってもよい。コンピュータ可読媒体はまた、プログラムコードを含む通信リンクまたは無線伝送などの非有形媒体の形態をとることもできる。

[0087]一部の例示的な実施形態において、プログラムコード１４１８は、コントローラ１４０１内で使用するために、コンピュータ可読信号媒体１４２６を介して、別のデバイスまたはデータ処理システムから永続的記憶装置１４０８にネットワークを介してダウンロードすることができる。例えば、サーバデータ処理システム内のコンピュータ可読記憶媒体に格納されたプログラムコードは、ネットワークを介してサーバからコントローラ１４０１1にダウンロードされてもよい。プログラムコード６１８を提供するシステムは、サーバコンピュータ、クライアントコンピュータ、またはプログラムコード６１８を格納および送信することができる他の何らかのデバイスであってもよい。

[0088]コントローラ１４０１のために図示された異なる構成要素は、異なる実施形態が実装される方法に物理的またはアーキテクチャ的な制限を与えることを意図していない。異なる例示的な実施形態は、コントローラ１４０１について図示されたものに加えて、および／または、その代わりにコンポーネントを含むコントローラにおいて実装することができる。図１４に示される他のコンポーネントは、示される例示的な実施例から変更することができる。異なる実施形態は、プログラムコードを実行することができる任意のハードウェアデバイスまたはシステムを使用して実施することができる。たとえば、コントローラ１４０１内の記憶装置は、データを記憶することができる任意のハードウェア装置である。メモリ１４０６、永続的記憶装置１４０８、およびコンピュータ可読媒体１４２０は、有形の記憶装置の実施例である。

[0089]別の実施例では、バスシステムを使用して通信ファブリック１４０２を実装し、システムバスまたは入出力バスなどの一つ又は複数のバスで構成することができる。もちろん、バスシステムは、バスシステムに付けられた異なるコンポーネントまたはデバイス間でのデータの転送を提供する任意の適切なタイプのアーキテクチャを使用して実装してもよい。さらに、通信ユニットは、モデムまたはネットワークアダプタのような、データを送受信するために使用される一つ又は複数のデバイスを含むことができる。さらに、メモリは、たとえば、メモリ１４０６、または通信ファブリック１４０２に存在し得るインターフェースおよびメモリコントローラハブに見られるようなキャッシュでもよい。

[0090]本発明の態様のための操作を行うためのコンピュータプログラムコードは、Java、Smalltalk、C++などのオブジェクト指向プログラミング言語および「C」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む、一つ又は複数のプログラミング言語の任意の組合せで書くことができる。プログラムコードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で、部分的にリモートコンピュータ上で、または全体的にリモートコンピュータまたはサーバ上で実行することができる。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてもよく、または（たとえば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）外部コンピュータに接続されてもよい。

[0091]これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他の装置に特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体に格納することもでき、その結果、コンピュータ可読媒体に格納された命令は、フローチャートおよび／またはブロックダイアグラムブロックに指定された機能／動作を実装する命令を含む製造品を生み出す。コンピュータプログラム命令をコンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他の装置にロードして、コンピュータ、他のプログラム可能な装置、または他の装置上で一連の操作ステップを実施させて、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で実行される命令が、フローチャートおよび／またはブロックダイアグラムのブロックに指定された機能／動作を実装するためのプロセスを提供するようなコンピュータ実装プロセスを生み出すこともできる。

[0092]特定の実施例では、コントローラ１４０１は、ユーザによって選択可能な複数の運動モードで構成される。ユーザは、コントロールパネル２０８を介してカスタム運動モード１４５０を作成することもできる。各運動モードは、初速または第１速度１４５２、最大または第２速度１４５４、および難度１４５６を含む。コントローラ１４０１は、電気ブレーキ機構９０９を制御して、複数の段部の回転速度を制御するように構成される。ユーザは、第１速度１４５２、第２速度１４５４、および段部の回転速度を第１速度１４５２から第２速度１４５４に増加させるためにユーザが複数の段部に入力しなければならない負荷の増加を表す難易度１４５６を選択することができる。たとえば、難易度が低い場合には、ユーザは、第１速度１４５２から第２速度１４５４までの段部の速度を、ほとんど労力をかけずに増加させることができる（例えば、農夫ハンドルに持ち上げる力を発揮させるか、またはスレッドの押しの運動を模倣する手の位置に押す力を発揮させる）。ユーザが第２速度１４５４に達すると、コントローラ１４０１は、電気ブレーキ機構９０９と通信し、抵抗力を増加させ、速度が第２速度１４５４を超えるのを防止するように構成される。

[0093]特定の実施例では、コントローラ１４０１は、学習モードにおいて、段部に対するユーザの負荷をバランスさせるように構成される。たとえば、コントローラ１４０１は、１５０ポンドの人に対して毎分２５段の初速度を維持するのにどれだけの抵抗力が必要かを決定するように構成される。第１速度１４５２を維持するための適切な抵抗力を決定すると、コントローラ１４０１は、選択された運動モード１４５０の難易度１４５６に適合するために必要な抵抗力を適切に決定することができる。

[0094]ユーザによって加えられる追加の負荷は、ユーザが機械１００のレールシステム１１０に発揮させる力である。この追加の力は、農夫ハンドルにかかる持ち上げ力（段部に余分な押し付け力をもたらす）または他の手の位置の１つにかかる押し付け力（図５－７参照）であってもよい。コントローラ１４０１は、ユーザが、いつ追加の力を除去したかを決定し、電気ブレーキ機構が段部の速度を第１速度１４５２で維持することを可能にするように構成される。たとえば、段部の速度が第１速度まで減速するまで、抵抗力を（ほぼ０まで）減少させることができ、第１速度１４５２を維持するために抵抗力を増加させることができる。

[0095]図１５は、本開示の実施形態による機械１００の操作方法の一実施形態を示すフローチャート図である。方法１５００は、ハードウェア（例えば、回路、専用論理回路、プログラマブル論理回路、マイクロコードなど）、ソフトウェア（処理デバイスで実行される命令など）、ファームウェア、またはそれらの組合せを含むことができる処理論理によって実行することができる。一実施形態において、方法１５００は、コントローラ１４０１によって実施される。

[0096]ブロック１５０２において、方法１５００が開始し、処理ロジックは、ユーザからのプログラム選択を受信する。処理ロジックは、多数の異なる運動プログラムを用いて構成することができ、その実施例としては、様々な繰り返し強度の高強度間隔、一貫した強度の運動、山頂へのハイキングをモデル化する運動などが挙げられるが、これらに限定されない。処理ロジックは、ユーザに様々な異なるオプションを提示し、ワークアウトプログラムの選択を示す入力を受信する。ブロック１５０４において、処理ロジックは、ブレーキ（すなわち、図１０のブレーキソレノイド１００４）を起動させて、ブレーキに段部を解放させる。特定の実施形態において、処理ロジックは、電気をブレーキに印加することによってブレーキを作動させる。

[0097]次に、ブロック１５０６において、処理ロジックは、段部の最小速度および最大速度を識別する。最小速度および最大速度は予め定められ、特定の運動モードまたは運動プログラムに対応する。代替の実施形態では、最小速度および最大速度をユーザからの入力として受信することができる。別の実施形態において、処理ロジックは、ハード最大速度で構成することができる。換言すれば、処理ロジックは、ユーザによってバイパスされ得ない絶対最大速度で構成されてもよい。ブロック１５０８において、処理ロジックは、ユーザの重量を決定する。特定の実施形態において、処理ロジックは、一定の速度を維持するために電気モータによって必要とされるトルクの量を識別することによって、ユーザの重量を決定する。処理ロジックは、実験によって識別されたトルクおよび重量のテーブルを維持することができるので、ユーザの重量を決定するためにテーブル内の単純なルックアップのみを必要とする。

[0098]ブロック１５１０において、処理ロジックは、選択された運動プログラムを実行する。処理ロジックは、ブロック１５１２において、段部の速度が選択された最高速度に近づくか又はそれを超える場合、段部に抵抗力を与えることによって最高速度を維持する。有利なことに、これにより、ユーザは、最高速度を超えることができずに、自分が望むだけの力を発揮することができる。処理ロジックは、電気モータの負荷を増加させ、それによって階段に加えられる抵抗力を増加させる。電気モータの負荷を増減することにより、段部に加わる抵抗力が増減する。したがって、処理ロジックは、段部の最大速度を制限することができる。対応して、処理ロジックは、段部があまりにもゆっくりと移動している場合には、抵抗力を除去することもできる。特定の実施例において、処理ロジックは、選択された運動モードの難易度を制御する。たとえば、ユーザは、他の運動モードよりも第１速度から第２速度への移行が困難な運動モードを選択することができる。

[0099]ブロック１５１４において、処理ロジックは、動作プログラムを終了し、運転停止前に段部を適切な速度（即ち、「運転停止速度」)まで減速する。処理ロジックの停止に応答して、速度または位置センサは変圧器と通信し、適切な時間に、変圧器はブレーキへの電力を遮断し、次いで、ブレーキは上述の段部を停止してロックする。処理ロジックは、ユーザに運動の概要を提供し、本方法は終了する。

[00100]実施形態は、他の特定の形態で実施することができる。説明した実施形態は、全ての点において例示的なものとしてのみ考慮され、限定的なものではない。したがって、本発明の範囲は、前述の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。クレームの同一性の意味及び範囲内に入る全ての変更は、その範囲内に包含される。

Claims (20)

1. 階段昇降機において、
   ベースを有するフレームと、
   それぞれフレームに回転可能に結合された上部軸および下部軸と、
   無端であり、前記上部軸及び前記下部軸に結合されて周期的に移動するように構成された複数の段部と、
   複数の段部と機械的に結合され、可変の抵抗力を提供するように構成された生成モードで作動する電気ブレーキ機構と、
   前記電気ブレーキ機構に作動可能に結合されたコントローラと、
   を備え、前記コントローラは、
   前記複数の段部の第１速度と、前記複数の段部の第２速度と、難易度とを含む選択された運動モードの指示をユーザから受信すること、
   学習モードにおいて、前記第１速度におけるユーザの重量に基づいて複数の段部の負荷をバランスさせること、
   前記フレームから上方に延びるレールシステムを介して前記ユーザが前記複数の段部に追加の負荷を加えることに応答して、前記電気ブレーキ機構が、前記選択された運動モードの前記難易度を適用し、前記複数の段部が前記第２速度を超えることを防止するために制御するように構成される、階段昇降機。
2. 前記コントローラは、前記ユーザが前記追加の負荷を除去したことに応答して、前記電気ブレーキ機構を制御して、前記複数の段部の前記第１速度を維持するように更に構成される、請求項１に記載の階段昇降機。
3. 前記上部軸及び前記下部軸の周囲に配置された回転可能な一対のチェーンを更に備え、前記一対のチェーンの各々は、前記複数の段部に結合され、ステップギアに係合する、請求項１に記載の階段昇降機。
4. 前記電気ブレーキ機構に結合され、電源オフモード時に前記電気ブレーキ機構の出力シャフトの回転運動を防止するように構成されたブレーキソレノイドを更に備える、請求項１に記載の階段昇降機。
5. 前記電気ブレーキ機構は、前記電気ブレーキ機構の前記出力シャフトに対して可変量の回転抵抗を加えるように構成され、前記可変量の回転抵抗は、前記電気ブレーキ機構に電気的に結合された負荷に基づく、請求項４に記載の階段昇降機。
6. 前記コントローラは、前記ユーザが前記選択された運動モードを開始したとの判断に応答して、前記電気ブレーキ機構の前記出力シャフトに結合されたブレーキソレノイドを付勢して、前記出力シャフトの回転運動を可能にする、請求項５に記載の階段昇降機。
7. 前記コントローラは、前記ユーザが前記選択された運動モードを終了したとの判断に応答して、前記複数の段部の停止速度に達するために前記抵抗力を増加または減少させるように更に構成される、請求項５に記載の階段昇降機。
8. 前記コントローラは、前記複数の段部が前記停止速度に達した後、前記電気ブレーキ機構の前記出力シャフトの回転運動を停止させることにより、前記ブレーキソレノイドへの通電を解除し、前記複数の段部の運動を防止するように更に構成されている、請求項７に記載の階段昇降機。
9. 前記負荷は、可変抵抗器を備え、前記可変抵抗器は、前記電気ブレーキ機構に電気的に結合され、前記電気ブレーキ機構によって生成された電気を消散させるように構成される、請求項５に記載の階段昇降機。
10. 前記複数の段部の回転速度を決定するように構成された速度センサを更に備える、請求項１に記載の階段昇降機。
11. 前記コントローラは、前記速度センサと通信するように構成される、請求項１０に記載の階段昇降機。
12. 前記コントローラは、前記複数の段部の前記第１速度を維持するのに必要な抵抗力の量に基づいて前記ユーザの重量を決定することによって前記負荷をバランスさせるように更に構成される、請求項１に記載の階段昇降機。
13. 動作を実施するように構成された少なくとも１つの計算デバイスを備えるコントローラであって、前記少なくとも１つの計算デバイスは、プロセッサおよびローカルメモリを含み、前記動作は、
    フレームと、無端である複数の段部とを有する階段昇降機に操作可能に結合されたコントローラにおいて、ユーザから選択された運動モードの指示を受信し、選択された運動モードは、前記複数の段部の第１速度と、前記複数の段部の第２速度と、難易度とを含む、動作と、
    学習モードにおいて、ユーザの第１速度での重量に基づいて複数の段部で負荷をバランスさせる動作と、
    前記フレームから上方に延びるレールシステムを介して前記ユーザが複数の段部に追加の負荷を加えることに応答して、前記電気ブレーキ機構を制御して、前記選択された運動モードの前記難易度を適用し、前記複数の段部が前記第２速度を超えないようにする動作と、
    を含む、コントローラ。
14. 前記動作は、前記ユーザが前記追加の負荷を除去することに応答して、前記複数の段部の前記第１速度を維持するように前記電気ブレーキ機構を制御することを更に含む、請求項１３に記載のコントローラ。
15. 前記動作が、前記電気ブレーキ機構に結合されたブレーキソレノイドを制御して、電源オフモードにあるときに、前記電気ブレーキ機構の出力シャフトの回転運動を防止することを更にに含む、請求項１３に記載のコントローラ。
16. 前記動作は、前記ユーザが前記選択された運動モードを開始したとの決定に応答して、前記電気ブレーキ機構の出力シャフトに結合された前記ブレーキソレノイドを付勢して、前記出力シャフトの回転運動を可能にすることを更に含む、請求項１５に記載のコントローラ。
17. 前記動作は、前記複数の段部の回転速度を決定すること、前記複数の段部の回転速度が前記第２速度よりも大きいという決定に応答して前記抵抗力を増加させることを更に含む、請求項１３に記載のコントローラ。
18. 運動機の複数の段部の速度を制御する方法において、
    フレームと、無端である複数の段部とを有する運動機に作動可能に結合されたコントローラにおいて、ユーザから選択された運動モードの指示を受信するステップであって、選択された運動モードは、複数の段部の第１速度と、複数の段部の第２の速度と、難易度とを含む、ステップと、
    学習モードにおいて、前記第１速度でのユーザの重量に基づいて複数の段部で負荷をバランスさせるステップと、
    フレームから上方に延びるレールシステムを介して前記ユーザが複数の段部に追加の負荷を加えることに応答して、選択された運動モードの難易度を適用し、前記複数の段部が前記第２速度を超えることを防止するように前記電気ブレーキ機構を制御するステップと、
    を含む、方法。
19. 前記追加の負荷を除去する前記ユーザに応答して、前記複数の段部の前記第１速度を維持するように前記電気ブレーキ機構を制御するステップを更に含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記電気ブレーキ機構に結合されたブレーキソレノイドを制御して、電力オフモードにあるときに、前記電気ブレーキ機構の出力シャフトの回転運動を防止するステップを更に含む、請求項１８に記載の方法。

Images