JPH1071216A - Autonomic treadmill - Google Patents
Autonomic treadmillInfo
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- JPH1071216A JPH1071216A JP22811796A JP22811796A JPH1071216A JP H1071216 A JPH1071216 A JP H1071216A JP 22811796 A JP22811796 A JP 22811796A JP 22811796 A JP22811796 A JP 22811796A JP H1071216 A JPH1071216 A JP H1071216A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、身体のトレーニン
グを行うため、屋内にてランニングを行うことを目的と
したトレーニングマシンに関するものである。特に、ト
レーニングを行うランナの動きに対応して、走行速度を
自律的に変化させる自律型トレッドミルを提供すること
を目的とする。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a training machine for running indoors for training a body. In particular, it is an object of the present invention to provide an autonomous treadmill that autonomously changes a running speed in response to the movement of a runner performing training.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来は、２種類のトレッドミルが考案さ
れている。一つは、モータ等の駆動手段は持たずに、ラ
ンナが走る時にランナの足により蹴る力でベルトを後方
へ押しやるタイプである。今一つは、モータにより回転
駆動されたエンドレスベルト上をランナが走るタイプで
ある。以下図面を参照しながら従来のトレッドミルにつ
いて説明する。2. Description of the Related Art Conventionally, two types of treadmills have been devised. One is a type in which the belt is pushed backward by the kicking force of the runner's feet when the runner runs without having a driving means such as a motor. Another type is a type in which a runner runs on an endless belt that is rotationally driven by a motor. Hereinafter, a conventional treadmill will be described with reference to the drawings.
【０００３】図６は、従来のトレッドミルの一例であ
る。本体６に回転可能に装着された２本の軸３、４にエ
ンドレスベルト２が装着されている。ランナ１は、把手
５に掴まりながらエンドレスベルト２を後方へ押しや
り、ランニングを行う。FIG. 6 shows an example of a conventional treadmill. The endless belt 2 is mounted on two shafts 3 and 4 rotatably mounted on the main body 6. The runner 1 pushes the endless belt 2 backward while being gripped by the handle 5 to perform running.
【０００４】図２は、従来のトレッドミルの他の例であ
る。本体１２に回転可能に装着された２本の軸８、９に
エンドレスベルト７が装着されている。ここで、軸８は
モータ（図示せず）により回転駆動される。本体１２に
は操作パネル１１が装備されており、モータの回転速
度、すなわち、ベルト７の走行速度を希望の値に設定す
ることができる。FIG. 2 shows another example of a conventional treadmill. An endless belt 7 is mounted on two shafts 8 and 9 rotatably mounted on the main body 12. Here, the shaft 8 is driven to rotate by a motor (not shown). The main body 12 is equipped with an operation panel 11 so that the rotation speed of the motor, that is, the running speed of the belt 7 can be set to a desired value.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記従来のトレッドミ
ルは、駆動手段を持たないタイプは、ランナはベルトを
意識的に後ろへ蹴る必要があり、実際に地上をランニン
グしている場合と感覚が異なるという欠点を有してい
る。また、モータにより回転駆動されるタイプは、ラン
ナがベルトの走行速度に合わせて、ランニングを行なう
必要があり、ベルトの走行速度が早くなった場合には危
険を伴うという欠点を有している。In the above-described conventional treadmill, the type having no driving means requires the runner to kick the belt consciously backward, which gives a feeling that the runner is actually running on the ground. It has the disadvantage of being different. Further, the type driven by a motor has a drawback that the runner needs to run in accordance with the running speed of the belt, and when the running speed of the belt is increased, there is a drawback that the runner involves danger.
【０００６】本発明は、ランナがベルトの速度に合わせ
て走行したり、ベルトを後ろに蹴るということなしに、
ベルトの送り速度をランナの走る速度に合わせて自律的
に変化させることにより、ランナは地上をランニングし
ている場合と全く同じ感覚で走ることができる自律型ト
レッドミルを提供することを目的としている。[0006] The present invention does not allow the runner to run at the speed of the belt or to kick the belt backward,
The purpose is to provide an autonomous treadmill that allows the runner to run in exactly the same way as running on the ground by changing the belt feed speed autonomously according to the running speed of the runner. .
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の自律型トレッドミルは、モータにより一
定方向に回転駆動されるエンドレスベルトと、前記モー
タの回転速度を制御するモータ制御装置と、前記エンド
レスベルト上のランナの前記エンドレスベルト駆動方向
に沿った前後位置を検知する位置センサと、前記位置セ
ンサの信号を基に前記ランナの前記エンドレスベルト駆
動方向に沿った前後方向の動きに対応して、前記モータ
制御装置に加えるべき制御量を計算する演算制御装置と
を備えた構成を第１の特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, an autonomous treadmill according to the present invention comprises an endless belt that is driven to rotate in a fixed direction by a motor, and a motor control that controls the rotation speed of the motor. An apparatus, a position sensor for detecting a forward / backward position of a runner on the endless belt along the endless belt driving direction, and a forward / backward movement of the runner along the endless belt driving direction based on a signal from the position sensor. A first feature of the present invention is a configuration including an arithmetic and control unit that calculates a control amount to be added to the motor control device.
【０００８】また、本発明の自律型トレッドミルは、上
記構成において位置センサから出力される位置信号と基
準信号との差に比例した値を、モータ制御装置に入力す
る制御量として計算する演算制御装置を備えた構成を第
２の特徴とする。Further, the autonomous treadmill according to the present invention, in the above configuration, has an arithmetic control for calculating a value proportional to the difference between the position signal output from the position sensor and the reference signal as a control amount input to the motor control device. A configuration including the device is a second feature.
【０００９】また、本発明の自律型トレッドミルは、上
記構成において位置センサから出力される位置信号と基
準位置信号との差に比例した値と、前記位置センサの位
置信号の微分値に比例した値との和を、モータ制御装置
に入力する制御量として計算する演算制御装置を備えた
構成を第３の特徴とする。The autonomous treadmill according to the present invention, in the above configuration, has a value proportional to a difference between a position signal output from the position sensor and a reference position signal, and a value proportional to a differential value of the position signal of the position sensor. A third feature is a configuration including an arithmetic and control unit that calculates the sum of the values as a control amount input to the motor control device.
【００１０】また、本発明の自律型トレッドミルは、ラ
ンナの足の位置と動きを検知するセンサと、センサの信
号を基にランナの位置、歩幅、ピッチを計算するセンサ
アダプタと、前記ランナの位置、歩幅、ピッチに対応し
てモータ制御装置に加えるべき制御量を計算する演算制
御装置を備えた構成を第４の特徴とする。Also, an autonomous treadmill according to the present invention includes a sensor for detecting the position and movement of the runner's foot, a sensor adapter for calculating the position, stride, and pitch of the runner based on a signal from the sensor, A fourth feature is a configuration including an arithmetic and control unit that calculates a control amount to be added to the motor control device in accordance with the position, the stride, and the pitch.
【００１１】また、本発明の自律型トレッドミルは、上
記構成において、ランナの足の位置と動きを検知するセ
ンサとしてフォトカップラーアレーセンサをエンドレス
ベルトと略平行に、ランナの膝の高さの上下２０ｃｍ以
内に配置された構成を第５の特徴とする。Further, in the autonomous treadmill according to the present invention, the photocoupler array sensor as a sensor for detecting the position and movement of the runner's foot is provided substantially in parallel with the endless belt, and the height of the runner's knee is increased or decreased. A configuration arranged within 20 cm is a fifth feature.
【００１２】また、本発明の自律型トレッドミルは、上
記構成において、センサアダプタから出力される位置信
号と基準位置信号との差に比例した値と、位置信号の微
分値に比例した値と、歩幅の変化分に比例した値と、ピ
ッチの変化分に比例した値との和を、モータ制御装置に
入力する演算制御装置を備えた構成を第６の特徴とす
る。[0012] Also, the autonomous treadmill according to the present invention, in the above configuration, has a value proportional to a difference between a position signal output from the sensor adapter and a reference position signal, a value proportional to a differential value of the position signal, A sixth feature is that a configuration is provided with an arithmetic and control unit that inputs the sum of a value proportional to the change in the stride and a value proportional to the change in the pitch to the motor control device.
【００１３】本発明は上記した第１の構成により、ラン
ナの走る速度に合わせてベルトの走行速度を自律的に変
化させることが可能となる。すなわち、ランナの走る早
さがベルトの走行速度より早くなると、ランナの体が前
に進む。位置センサがこの動きを検知し、ベルトの走行
速度が加速される。逆にランナの走る早さが遅くなる
と、ランナの体は後ろへ移動し、ベルトは減速される。According to the first aspect of the present invention, the running speed of the belt can be changed autonomously according to the running speed of the runner. That is, when the running speed of the runner becomes faster than the running speed of the belt, the body of the runner moves forward. The position sensor detects this movement, and the running speed of the belt is accelerated. Conversely, when the runner runs slower, the runner's body moves backward and the belt slows down.
【００１４】また上記第２の構成により、簡単な演算で
ランナの走る速度に合わせて自律的にベルトの走行速度
を変化させることができる。According to the second configuration, the running speed of the belt can be autonomously changed in accordance with the running speed of the runner by a simple calculation.
【００１５】また上記第３の構成により、ランナが突然
早く走り出した時にも、その動きに追従してベルトを加
速することができ、より自然な感覚でトレーニングを行
うことができる。Further, according to the third configuration, even when the runner suddenly starts running quickly, the belt can be accelerated following the movement, and training can be performed with a more natural feeling.
【００１６】また上記第４の構成にすることにより、ラ
ンナの位置だけでなく、歩幅、ピッチ速度を検知するこ
とが可能となり、より自然なランニング感覚を提供でき
る。Further, by adopting the fourth configuration, it is possible to detect not only the position of the runner, but also the stride and the pitch speed, thereby providing a more natural running feeling.
【００１７】また上記第５の構成にすることにより、ラ
ンナの歩幅、ピッチ速度をより正確に検知することがで
きる。Further, by adopting the fifth configuration, the stride length and the pitch speed of the runner can be detected more accurately.
【００１８】さらに上記第６の構成にすることにより、
歩幅の変化量、ピッチの速度の変化量に従って、ベルト
の走行速度を変化させることが可能となり、歩幅が急に
大きくなった場合とか、ランニングピッチ速度が急に早
くなった場合にも、ランナの身体が前後に大きく動くこ
となく、ランニングを行うことができる。Further, by adopting the sixth configuration,
The running speed of the belt can be changed according to the change in the stride and the change in the pitch speed, so that the runner can be driven even when the stride suddenly increases or when the running pitch speed suddenly increases. Running can be performed without the body moving greatly back and forth.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態の自律型
トレッドミルについて、図面を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an autonomous treadmill according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２０】図１は、本発明の一実施形態の自律型トレ
ッドミルの構成を示している。本体２６に回転可能に装
着された２本の軸２５、２７にエンドレスベルト２４が
装着されている。軸２７は、モータ（図示せず）により
回転駆動される。本体２６には、支柱２８を介して操作
パネル３０が装着されている。さらに、安全性を確保す
るための手摺２２が、本体２６と支柱２８の間に装着さ
れている。支柱２８には、ランナ２１の位置を検知する
ための位置センサ２９が装着されている。FIG. 1 shows the configuration of an autonomous treadmill according to one embodiment of the present invention. An endless belt 24 is mounted on two shafts 25 and 27 rotatably mounted on the main body 26. The shaft 27 is driven to rotate by a motor (not shown). An operation panel 30 is mounted on the main body 26 via a support 28. Further, a handrail 22 for ensuring safety is mounted between the main body 26 and the support 28. The column 28 is provided with a position sensor 29 for detecting the position of the runner 21.
【００２１】図３は、図１に示した実施形態の制御シス
テム構成を示している。操作パネル３０は演算制御装置
３２に連結されており、演算制御装置３２にトレッドミ
ルの制御パラメータを入力する。演算制御装置３２は、
モータ制御装置３３に連結されており、モータの回転速
度を出力する。モータ制御装置３３は、モータ３４に連
結されている。モータ３４には速度センサ３５が装着さ
れており、モータ３４の回転速度を検知する。速度セン
サ３５の出力はモータ制御装置３３にフィードバックさ
れる。モータ３４は、エンドレスベルト２４を駆動す
る。エンドレスベルト２４上を走るランナ２１の位置
を、位置センサ２９が検知する。位置センサ２９の出力
は演算制御装置３２へフィードバックされる。以上のよ
うに本実施形態の自律型トレッドミルは、ランナ２１を
含む位置フィードバック制御システムを構成している。FIG. 3 shows a control system configuration of the embodiment shown in FIG. The operation panel 30 is connected to the arithmetic and control unit 32 and inputs control parameters of the treadmill to the arithmetic and control unit 32. The arithmetic and control unit 32 includes:
It is connected to the motor control device 33 and outputs the rotation speed of the motor. The motor control device 33 is connected to the motor 34. A speed sensor 35 is mounted on the motor 34 and detects the rotation speed of the motor 34. The output of the speed sensor 35 is fed back to the motor control device 33. The motor 34 drives the endless belt 24. A position sensor 29 detects the position of the runner 21 running on the endless belt 24. The output of the position sensor 29 is fed back to the arithmetic and control unit 32. As described above, the autonomous treadmill of the present embodiment constitutes a position feedback control system including the runner 21.
【００２２】以上のように構成された自律型トレッドミ
ルについて、その動作を説明する。図１において、ラン
ナ２１が後方（図右側）よりエンドレスベルト２４の上
に登ると、センサ２９がランナの位置を測定する。この
位置信号は演算制御装置３２に、ランナの位置信号Ｆ１
として入力される。The operation of the thus constructed autonomous treadmill will be described. In FIG. 1, when the runner 21 climbs on the endless belt 24 from behind (right side in the figure), a sensor 29 measures the position of the runner. This position signal is sent to the arithmetic and control unit 32 and the position signal F 1 of the runner is output.
Is entered as
【００２３】演算制御装置３２は、下記演算式（１）に
従って指令速度を計算する。The arithmetic and control unit 32 calculates a command speed according to the following arithmetic expression (1).
【００２４】[0024]
【数１】 (Equation 1)
【００２５】ここで各記号の意味は次の通りである。 Ｓ１；演算制御装置３２よりアウトプットされる制御量 Ｆ１；位置センサ２９から出力される位置信号 Ｆ０；基準位置信号 Ｋｐ；比例定数 Ｋｄ；比例定数 ｄ／ｄｔ；微分演算子 上記計算式（１）で求められた制御量Ｓ１が、モータ制
御装置３３に入力される。モータ制御装置３３は、速度
センサ３５からのフィードバック信号により、モータ３
４の回転速度が制御量Ｓ１になるよう制御する。Here, the meaning of each symbol is as follows. S 1 ; control amount F 1 output from arithmetic and control unit 32; position signal F 0 output from position sensor 29; reference position signal K p ; proportional constant K d ; proportional constant d / dt; the control quantity S 1 obtained by the equation (1), is input to the motor controller 33. The motor control device 33 uses the feedback signal from the speed sensor 35 to
Rotational speed of the 4 controls to be in control quantity S 1.
【００２６】エンドレスベルト２４は、モータ３４によ
り回転駆動されるため、エンドレスベルト２４の速度は
ランナ２１の位置に対応し、演算式（１）に従って変化
する。すなわち、ランナがエンドレスベルト２４上に登
り位置信号Ｆ１が基準位置信号Ｆ０より小さくなったと
き、その差に比例した速度でベルトが走行を始める。ラ
ンナが早くランニング動作を行い更に前に進むと、ベル
トはより早く走行する。ランナが急速に早く走り前に出
た場合には、位置信号Ｆ１と基準位置信号Ｆ０との差の
微分値に比例した速度が加速される。これにより、ラン
ナの身体が大きく前後に移動する事なく、ランニングを
行う事ができる。Since the endless belt 24 is driven to rotate by the motor 34, the speed of the endless belt 24 corresponds to the position of the runner 21 and changes according to the equation (1). That is, when the runner is positioned signal F 1 climbed onto the endless belt 24 becomes smaller than the reference position signal F 0, the belt starts traveling at a speed proportional to the difference. The faster the runner performs the running motion and moves further forward, the faster the belt will run. If the runner is out in front running fast early, speed proportional to the derivative value of the difference between the position signal F 1 and the reference position signal F 0 is accelerated. This allows the runner to run without the body of the runner moving back and forth greatly.
【００２７】図２は、本発明の他の実施の形態における
自律型トレッドミルの構成を示している。本体２６に回
転可能に装着された２本の軸２５、２７にエンドレスベ
ルト２４が装着されている。軸２７は、モータ（図示せ
ず）により回転駆動される。本体２６には、支柱２８を
介して操作パネル３０が装着されている。さらに、安全
性を確保するための手摺２２が、本体２６と支柱２８の
間に装着されている。支柱２８と手摺２２の間に、エン
ドレスベルト２４と略平行にランナの足の位置と動きを
検知するフォトカップラーアレーセンサ２３が装着され
ている。フォトカップラーアレーセンサ２３は、ランナ
の足の動きを正確に検知するため、ランナの膝の高さ近
辺（上下約２０ｃｍ以内）に配置されている。FIG. 2 shows the configuration of an autonomous treadmill according to another embodiment of the present invention. An endless belt 24 is mounted on two shafts 25 and 27 rotatably mounted on the main body 26. The shaft 27 is driven to rotate by a motor (not shown). An operation panel 30 is mounted on the main body 26 via a support 28. Further, a handrail 22 for ensuring safety is mounted between the main body 26 and the support 28. A photocoupler array sensor 23 that detects the position and movement of the runner's feet is mounted substantially parallel to the endless belt 24 between the support 28 and the handrail 22. The photocoupler array sensor 23 is disposed near the height of the runner's knee (up to about 20 cm vertically) in order to accurately detect the movement of the runner's foot.
【００２８】図４は、図２に示した実施形態の制御シス
テム構成を示している。操作パネル３０は演算制御装置
３２に連結されており、演算制御装置３２にトレッドミ
ルの制御パラメータを入力する。演算制御装置３２は、
この制御パラメータと速度センサ３５からアウトプット
されるランナ位置信号とにより、モータ３４を駆動する
制御量を計算する。演算制御装置３２は、モータ制御装
置３３に連結されており、モータ３４の制御量を入力す
る。モータ制御装置３３は、モータ３４に連結されてい
る。モータ３４には速度センサ３５が装着されており、
モータ３４の回転速度を検知する。速度センサ３５の出
力はモータ制御装置３３にフィードバックされる。モー
タ制御装置３３は、このフィードバック信号を使用し
て、モータ３４を所定の速度に制御する。モータ３４
は、エンドレスベルト２４を駆動する。エンドレスベル
ト２４上を走るランナ２１の位置を、フォトカップラー
アレーセンサ２３が検知する。フォトカップラーアレー
センサ２３の出力はセンサアダプタ３６に入力される。
センサアダプタ３６は、演算制御装置３２にランナの位
置信号と、ランナ２１の歩幅とランニングピッチを出力
する。FIG. 4 shows a control system configuration of the embodiment shown in FIG. The operation panel 30 is connected to the arithmetic and control unit 32 and inputs control parameters of the treadmill to the arithmetic and control unit 32. The arithmetic and control unit 32 includes:
A control amount for driving the motor 34 is calculated based on the control parameters and the runner position signal output from the speed sensor 35. The arithmetic and control unit 32 is connected to the motor control unit 33 and inputs a control amount of the motor 34. The motor control device 33 is connected to the motor 34. A speed sensor 35 is mounted on the motor 34,
The rotation speed of the motor 34 is detected. The output of the speed sensor 35 is fed back to the motor control device 33. The motor control device 33 uses the feedback signal to control the motor 34 to a predetermined speed. Motor 34
Drives the endless belt 24. The photocoupler array sensor 23 detects the position of the runner 21 running on the endless belt 24. The output of the photocoupler array sensor 23 is input to a sensor adapter 36.
The sensor adapter 36 outputs the position signal of the runner and the stride length and running pitch of the runner 21 to the arithmetic and control unit 32.
【００２９】以上のように構成された自律型トレッドミ
ルについて、以下その動作を説明する。図２において、
ランナ２１が後方よりエンドレスベルト２４上に登る
と、フォトカップラーアレーセンサ２３がランナ２１の
位置をとらえる。ランナ２１が足を動かし前方へ進む
と、エンドレスベルト２４が走行を開始する。The operation of the thus constructed autonomous treadmill will be described below. In FIG.
When the runner 21 climbs on the endless belt 24 from behind, the photocoupler array sensor 23 captures the position of the runner 21. When the runner 21 moves forward and moves forward, the endless belt 24 starts running.
【００３０】図５は、この時のフォトカップラーアレー
センサ２３の出力をグラフに表したもので、横軸４０は
時間を表し、縦軸４１はフォトカップラーアレーセンサ
２３の出力をアナログ的に表したものである。矢印４２
の方向が、ランナ２１の後方向に相当する。軌跡４４は
ランナ２１の一方の足の位置の出力であり、軌跡４５は
ランナ２１の他の足の位置の出力を表している。ランナ
２１の左右の足が交差することにより、両方の軌跡４
４、４５が交差している。FIG. 5 is a graph showing the output of the photocoupler array sensor 23 at this time. The horizontal axis 40 represents time, and the vertical axis 41 represents the output of the photocoupler array sensor 23 in an analog manner. Things. Arrow 42
Corresponds to the rearward direction of the runner 21. A trajectory 44 is an output of the position of one foot of the runner 21, and a trajectory 45 is an output of the position of the other foot of the runner 21. When the left and right legs of the runner 21 intersect, both trajectories 4
4, 45 intersect.
【００３１】ここで、両軌跡４４、４５の平均値４９
は、ランナの位置Ｆ１に相当する。両軌跡４４、４５の
最大値と最小値の差４８は、ランナの歩幅Ｈに相当す
る。両軌跡４４、４５の最大値の間隔４７は、ランナ２
１のランニングピッチＰに相当する。ランナ２１の走り
方により、両軌跡４４，４５のパターンは様々な形態を
示すが、傾向として図５のように、左右の足の軌跡の波
が重なって観測される。Here, the average value 49 of both trajectories 44 and 45 is obtained.
Corresponds to the position F 1 of the runner. The difference 48 between the maximum value and the minimum value of the two trajectories 44 and 45 corresponds to the runner's stride H. The interval 47 between the maximum values of both the trajectories 44 and 45 is
This corresponds to one running pitch P. Depending on how the runner 21 runs, the patterns of the both trajectories 44 and 45 show various forms, but as shown in FIG.
【００３２】センサアダプタ３６は、図５に示したよう
なフォトカップラーアレーセンサ２３の出力信号を基
に、ランナの位置Ｆ１と、歩幅Ｈと、ピッチＰを計算
し、演算制御装置３２に出力する。The sensor adapter 36 calculates the position F 1 of the runner, the stride H, and the pitch P based on the output signal of the photocoupler array sensor 23 as shown in FIG. I do.
【００３３】演算制御装置３２は、下記演算式に従って
モータの制御量を計算する。 Ｓ２＝Ｓ１＋△Ｈ＋△Ｐ--------------------------（２） ここで、各記号の意味は次の通りである。The arithmetic and control unit 32 calculates the control amount of the motor according to the following arithmetic expression. S 2 = S 1 + △ H + △ P -------------------------- (2) Here, the meaning of each symbol is as follows It is.
【００３４】Ｓ２；モータ制御装置３３に付加される制
御量 Ｓ１；前記演算式（１）で表される制御量 △Ｈ；ランナの歩幅の変化分 △Ｐ；ランナのピッチの変化分 （２）式で表される制御量Ｓ２がモータ制御装置３３に
出力され、速度センサ３５のフィードバック信号を参照
し、モータ３４の回転速度がこの制御量Ｓ２に一致する
ように制御される。結局、エンドレスベルト２４は、ラ
ンナ２１の位置信号に基づき計算された制御量Ｓ１だけ
でなく、ランナの足の位置、動きを検知する事により、
歩幅、ピッチの変化量を、フィードフォアード制御信号
としてモータ制御装置３３に与える事になり、エンドレ
スベルト２４の速度をランナ２１の動きに素早く応答さ
せることができる。S 2 : Control amount added to the motor control device 33 S 1 ; Control amount expressed by the above equation (1) ΔH: Change in runner stride ΔP: Change in runner pitch ( control amount S 2 represented by 2) is output to the motor controller 33, with reference to the feedback signal of the speed sensor 35, the rotational speed of the motor 34 is controlled to match the control amount S 2. After all, the endless belt 24 not only controls the amount S 1 which is calculated based on the position signal of the runner 21, the position of the runner of the foot, by detecting the motion,
The amount of change in the stride and the pitch is given to the motor control device 33 as a feedforward control signal, so that the speed of the endless belt 24 can be made to quickly respond to the movement of the runner 21.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、ランナの動きに対応してエンドレスベルトが自律
的に走行速度を変化させるため、ランナはベルトの上を
走っていることを余り意識することなく、ごく自然な感
覚でランニングを行う事ができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, since the endless belt changes the running speed autonomously in response to the movement of the runner, it is determined that the runner is running on the belt. You can run with a very natural feeling without being too conscious.
【図１】本発明の一実施形態における自律型トレッドミ
ルの説明図FIG. 1 is an explanatory diagram of an autonomous treadmill according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施形態における自律型トレッド
ミルの説明図FIG. 2 is an explanatory view of an autonomous treadmill according to another embodiment of the present invention.
【図３】図１に示した一実施形態の制御システム構成図FIG. 3 is a configuration diagram of a control system according to the embodiment shown in FIG. 1;
【図４】図２に示した他の実施形態のシステム構成図FIG. 4 is a system configuration diagram of another embodiment shown in FIG. 2;
【図５】図２に示したフォトカップラーアレーセンサの
出力の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of an output of the photocoupler array sensor shown in FIG. 2;
【図６】従来のトレッドミルの一例の説明図FIG. 6 is an explanatory view of an example of a conventional treadmill.
【図７】従来のトレッドミルの他の例の説明図FIG. 7 is an explanatory view of another example of a conventional treadmill.
２１ ランナ ２３ フォトカップラーアレーセンサ ２４ エンドレスベルト ２９ 位置センサ ３０ 操作パネル ３２ 演算制御装置 ３３ モータ制御装置 ３４ モータ ３５ 速度センサ ３６ センサアダプタ ４４ ランナの一方の足の位置を表す軌跡 ４５ ランナの他の一方の足の位置を表す軌跡 ４７ ランナのピッチＰ ４８ ランナの歩幅Ｈ ４９ ランナの位置Ｆ１ Reference Signs List 21 runner 23 photocoupler array sensor 24 endless belt 29 position sensor 30 operation panel 32 arithmetic and control unit 33 motor control unit 34 motor 35 speed sensor 36 sensor adapter 44 locus representing position of one foot of runner 45 other one of runner Trajectory representing the position of the foot 47 Runner's pitch P 48 Runner's stride H 49 Runner's position F 1
Claims (6)
エンドレスベルトと、前記モータの回転速度を制御する
モータ制御装置と、前記エンドレスベルト上のランナの
前記エンドレスベルト駆動方向に沿った前後位置を検知
する位置センサと、前記位置センサの信号を基に前記ラ
ンナの前記エンドレスベルト駆動方向に沿った前後方向
の動きに対応して、前記モータ制御装置に加えるべき制
御量を計算する演算制御装置とを備えたことを特徴とす
る自律型トレッドミル。An endless belt that is driven to rotate in a fixed direction by a motor; a motor control device that controls a rotation speed of the motor; and a front and rear position of a runner on the endless belt along the endless belt driving direction is detected. A position sensor to perform, and an arithmetic and control unit that calculates a control amount to be added to the motor control device in response to a forward and backward movement of the runner along the endless belt driving direction based on a signal from the position sensor. An autonomous treadmill characterized by comprising:
いて、位置センサから出力される位置信号と基準位置信
号との差に比例した値を、モータ制御装置に入力する制
御量として計算する演算制御装置を備えたことを特徴と
する自律型トレッドミル。2. A control system according to claim 1, wherein a value proportional to a difference between a position signal output from the position sensor and a reference position signal is calculated as a control amount to be input to the motor control device. An autonomous treadmill comprising a device.
いて、位置センサから出力される位置信号と基準位置信
号との差に比例した値と、前記位置センサの位置信号の
微分値に比例した値との和を、モータ制御装置に加える
制御量として計算する演算制御装置を備えたことを特徴
とする自律型トレッドミル。3. The autonomous treadmill according to claim 1, wherein a value proportional to a difference between a position signal output from the position sensor and a reference position signal, and a value proportional to a differential value of the position signal of the position sensor. An autonomous treadmill, comprising an arithmetic and control unit for calculating the sum of the above as a control amount to be added to the motor control unit.
エンドレスベルトと、前記モータの回転速度を制御する
モータ制御装置と、前記エンドレスベルトのランナの足
の位置と動きを検知するセンサと、前記センサの信号を
基に、前記ランナの位置、歩幅、ピッチを計算するセン
サアダプタと、前記ランナの位置、歩幅、ピッチに対応
して、前記モータ制御装置に加えるべき制御量を計算す
る演算制御装置とを備えたことを特徴とする自律型トレ
ッドミル。4. An endless belt that is rotationally driven by a motor in a fixed direction, a motor control device that controls the rotation speed of the motor, a sensor that detects the position and movement of a runner foot of the endless belt, and the sensor. Based on the signal of, the position of the runner, the stride, a sensor adapter that calculates the pitch, and the position of the runner, the stride, the arithmetic control device that calculates the control amount to be added to the motor control device in accordance with the pitch, An autonomous treadmill comprising:
いて、ランナの足の位置と動きを検知するセンサとして
フォトカップラーアレーセンサを用い、エンドレスベル
トと略平行に、前記ランナの膝の高さの上下２０ｃｍ以
内に配置したことを特徴とする自律型トレッドミル。5. The autonomous treadmill according to claim 4, wherein a photocoupler array sensor is used as a sensor for detecting the position and movement of the runner's foot, and the height of the runner's knee is substantially parallel to the endless belt. An autonomous treadmill characterized by being placed within 20 cm vertically.
いて、センサアダプタから出力される位置信号と基準位
置信号との差に比例した値と、前記位置信号の微分値に
比例した値と、歩幅の変化分に比例した値と、ピッチの
変化分に比例した値との和を、モータ制御装置に加える
制御量として計算する演算制御装置を備えたことを特徴
とする自律型トレッドミル。6. The autonomous treadmill according to claim 4, wherein a value proportional to a difference between a position signal output from the sensor adapter and a reference position signal, a value proportional to a differential value of the position signal, and a stride length. An autonomous treadmill comprising an arithmetic and control unit that calculates a sum of a value proportional to a change in pitch and a value proportional to a change in pitch as a control amount to be applied to the motor control.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22811796A JPH1071216A (en) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | Autonomic treadmill |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22811796A JPH1071216A (en) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | Autonomic treadmill |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1071216A true JPH1071216A (en) | 1998-03-17 |
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ID=16871480
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP22811796A Pending JPH1071216A (en) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | Autonomic treadmill |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH1071216A (en) |
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