TWI630944B

TWI630944B - 跑步機

Info

Publication number: TWI630944B
Application number: TW105142726A
Authority: TW
Inventors: 蔡佳靜
Original assignee: 智眸科技有限公司
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-08-01
Also published as: TW201822841A; CN108211217A

Abstract

一種跑步機，用以解決習知跑步機使用起來乏味無趣的問題。本發明的跑步機包含：一基座、架設於該基座的一處理單元與一跑步模組、耦接該處理單元的一偵測模組與一視覺控制穿戴器；該跑步模組具有一跑步平台及一跑帶，該跑帶圈繞在該跑步平台並由一馬達帶動以相對於該跑步平台轉動，該馬達耦接該處理單元。

Description

跑步機

本發明係關於一種運動器材，尤其是一種跑步機。

近年來，健康生活及體態雕塑等觀念漸為大眾所重視，而邁開步伐，走向運動之路最簡單又有效的方式就是跑步或快走，但戶外運動常受限於下雨、豔陽、空氣汙染或交通意外等因素所帶來的不便或危險，影響民眾出門運動的意願，進而產生怠惰與放棄運動的念頭；為此，目前已有能夠架設在室內的跑步機，供使用者隨時都可不受天候等因素地享受運動。

其中，習知的跑步機可概分為簡易型與高階型二種，簡易型的跑步機只有跑步功能，而高階型的跑步機則會在前方架設螢幕及音響，供使用者可以一邊跑步一邊觀賞影片或聆聽音樂，讓使用者跑步時較不易感到無趣乏味而降低使用意願。然而，由於架設在跑步機前方的螢幕尺寸通常不大，且距離使用者的距離也不遠，加上使用者跑步時的視線高度會持續變化，故使用者在長時間的盯著螢幕，將會產生疲乏或暈眩等不適感。

另一方面，習知跑步機的跑帶轉速係依控制面板上的設定而維持定速運作，故使用者在跑帶上運動的期間，若想要調快或調慢跑帶轉速時，則需要透過碰觸控制面板以改變轉速的設定值；因此，當使用者因疲累或其他任何突發因素而跟不上跑帶轉速時，若無法及時碰觸控制面板並將跑帶轉速設定值降低，則容易發生跌倒受傷等意外。

有鑑於此，習知的跑步機確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明提供一種跑步機，讓使用者可藉由穿戴上能看見特殊視覺效果的視覺控制穿戴器，使所見影像與身體同步律動以減少使用上的不適感，且還有多樣化的跑步情境能供使用者選擇，從而提升使用者持續定期使用跑步機的意願。

另，本發明提供一種跑步機，可依照使用者的跑步速度自動調整跑帶運轉的速度。

本發明以下所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。

本發明全文所述之「耦接」(coupling)，係指二裝置之間藉由有線實體、無線媒介或其組合(例如：異質網路)等方式，使該二裝置可以相互傳遞資料，係本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以理解。

本發明的跑步機，包含：一基座；一處理單元，該處理單元架設於該基座；一跑步模組，該跑步模組架設於該基座，該跑步模組具有一跑步平台及一跑帶，該跑帶局部圈繞該跑步平台並由一馬達帶動以相對於該跑步平台轉動，該馬達耦接該處理單元，該跑步模組設有一轉彎調整組件，該轉彎調整組件包含一旋轉致動器及一轉盤，該旋轉致動器組裝於該基座並與該處理單元耦接，該轉盤連接於該旋轉致動器的輸出端以受該旋轉致動器致動旋轉，該跑步平台安裝於該轉盤上，該轉彎調整組件另包含數個轉動支撐件，該數個轉動支撐件分佈在該旋轉致動器的外周，各該轉動支撐件組裝於該基座，且可自由旋轉地抵接該轉盤的底面；一偵測模組，該偵測模組耦接該處理單元，以由該處理單元控制該馬達的轉速；及一視覺控制穿戴器，該視覺控制穿戴器耦接該處理單元。

據此，本發明的跑步機，讓使用者可藉由穿戴上能看見特殊視覺效果的視覺控制穿戴器，使所見影像與身體同步律動以減少使用上的不適感，且還有多樣化的跑步情境能供使用者選擇，可增加使用趣味性與變化性以引起使用者興趣，從而提升使用者持續定期使用跑步機的意願。此外，本發明的跑步機還可依照使用者的跑步速度自動調整跑帶運轉的速度，故即使使用者突然降低跑步速度，也能確保使用者不會跌出跑步平台，具有提升使用安全性等功效。

其中，該跑步模組具有一坡度調整組件，該坡度調整組件連接該跑步平台且與該處理單元耦接；以依據使用者從該視覺控制穿戴器所看見的影像情境，由該坡度調整組件調整該跑步平台的傾斜度，達到提升使用跑步機時的樂趣等功效。

其中，該坡度調整組件包含一滑軌座、一致動器及一擺臂，該跑步平台的尾端樞接於該滑軌座上，該致動器設於該跑步平台的頭端並與該處理單元耦接，該擺臂的一端結合在該跑步平台的底面並嚙合該致動器的輸出端，該擺臂的另一端可滑動地連接該滑軌座；該結構簡易而便於製造與組裝，具有降低製造成本及提升組裝便利性等功效。

其中，該偵測模組包含二個彈性扣件，各該彈性扣件中設有一感測器，各該感測器與該處理單元耦接，該感測器可為具有移動偵測及資料通訊功能之裝置，該感測器可含有藍芽通訊模組，該感測器亦可含有加速度感測器或三維結構光深度感測器；該結構使該偵測模組可扣合於使用者的雙腿，以準確偵測到使用者的跑步速度等訊號，有助提升該處理單元控制該跑步模組運作的準確性與即時性。

其中，該視覺控制穿戴器為一虛擬實境顯示器、一擴增實境顯示器或一混合實境顯示器。

1‧‧‧基座

2‧‧‧處理單元

3‧‧‧跑步模組

31‧‧‧跑步平台

32‧‧‧跑帶

33‧‧‧馬達

34‧‧‧坡度調整組件

341‧‧‧滑軌座

342‧‧‧致動器

343‧‧‧擺臂

35‧‧‧轉彎調整組件

351‧‧‧旋轉致動器

352‧‧‧轉盤

353‧‧‧轉動支撐件

4‧‧‧偵測模組

41‧‧‧彈性扣件

411‧‧‧感測器

5‧‧‧視覺控制穿戴器

第1圖：本發明第一實施例的立體結構示意圖。

第2圖：本發明第一實施例的側剖結構示意圖。

第3圖：本發明第一實施例的跑步平台受坡度調整組件抬起時的實施示意圖。

第4圖：本發明第二實施例的立體結構示意圖。

第5圖：本發明第二實施例的側剖結構示意圖。

第6圖：本發明第二實施例的實施示意圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1圖，其係本發明跑步機的第一實施例，該跑步機大致上包含一基座1、一處理單元2、一跑步模組3、一偵測模組4及一視覺控制穿戴器5，該處理單元2及該跑步模組3架設於該基座1，該偵測模組4及該視覺控制穿戴器5則分別與該處理單元2耦接。

該基座1的型態不限，以能夠供該處理單元2及該跑步模組3穩固架設為原則。該處理單元2則可用以接收該偵測模組4或該視覺控制穿戴器5的訊號，並於運算後將一控制指令傳輸給該跑步模組3，以控制該跑步模組3的運作情況。

請參照第1、2圖，該跑步模組3包含一跑步平台31及一跑帶32，該跑帶32圈繞在該跑步平台31的局部，該跑步模組3另設一馬達33帶動該跑帶32相對於該跑步平台31持續轉動，供踩踏在該跑帶32上的使用者可進行跑步或快走等運動。其中，該馬達33耦接該處理單元2，以隨該處理單元2對該馬達33所下達的控制指令調整該馬達33的轉速，從而達到調整該跑帶32轉速的效果。

該偵測模組4可用以偵測使用者的跑步速度等訊號，並即時將訊號回傳給該處理單元2，以由該處理單元2對該跑步模組3的馬達33下達對應的轉速指令，從而依照使用者跑步的速度自動調整該跑帶32運轉的速度；換言之，若使用者因疲累或其他任何突發因素而降低跑步速度時，該處理單元2可立刻地控制該馬達33相對降低轉速，確保使用者不會被高速運轉的跑帶32帶著而跌出該跑步平台31，達到提升使用安全性等功效。在本實施例中，該偵測模組4包含二個彈性扣件41，各該彈性扣件41中設有一感測器411，該感測器411可為具有移動偵測及資料通訊功能之裝置，如：含有藍芽通訊(blue-tooth)模組及移動感測器，如：加速度感測器(如G-sensor)或三維(3D)結構光深度感測器(如Kinect)等，以便由該二個彈性扣件41扣合於使用者的雙腿，並由各該扣件41中的感測器411與該處理單元2耦接；據此，該二個感測器411即可準確地偵測到使用者的跑步速度等訊號，有助提升該處理單元2控制該跑步模組3運作的準確性與即時性。

該視覺控制穿戴器5為本發明跑步機中用以供使用者看見特殊視覺效果的物件(例如：眼鏡或頭盔)，所述特殊視覺效果包含虛擬實境(Virtual Reality)、擴增實境(Augmented Reality)或混合實境(Mixed Reality)等系統，本發明不加以限制；故，該視覺控制穿戴器5可以為一虛擬實境顯示器、一擴增實境顯示器或一混合實境顯示器，而其內部的電子零件及配置亦為所屬技術領域中具有通常知識者所能夠理解及實施者，於此不加以詳述。該視覺控制穿戴器5耦接該處理單元2，從而可依據影像情境由該處理單元2控制該跑步模組3。

據由前述結構，使用本發明的跑步機時，使用者可站上該跑步模組3的跑帶32，並穿戴上該偵測模組4及該視覺控制穿戴器5，以透過該視覺控制穿戴器5看見特殊視覺效果。當使用者開始走動或跑動時，。該偵測模組4將即時地將訊號回傳給該處理單元2，並由該處理單元2對該跑步模組3的馬達33下達對應的轉速指令，使該跑帶32可配合使用者的跑步速度開始運轉；如此一來，本發明可由使用者致動跑帶32開始運轉，故不會有使用者一開始跟不上跑帶32速度而跌跤的意外。此外，在運動的過程中，該偵測模組4也可隨時偵測使用者的走動或跑步速度，以由該處理單元2配合調整該跑帶32運轉的速度，故使用者因疲累或其他任何突發因素而降低走動或跑步速度時，該跑帶32的運轉速度也能同步降低，以確保使用者不會被高速運轉的跑帶32帶著而跌出該跑步平台31。因此，本發明的跑步機具有極佳的使用安全性。

另一方面，在運動的過程中，由於該視覺控制穿戴器5是穿戴在使用者的頭部，故使用者透過該視覺控制穿戴器5所看見的影像將與身體同步律動，不會有影像相對使用者視線持續晃動的情況，讓使用者在運動過程中可看見彷彿在室外運動的真實視覺感受，甚至是更加豐富有趣的影像，不僅能避免晃動的影像造成使用上的不適感，還有多樣化的跑步情境能供使用者選擇，可增加使用趣味性，提升使用者持續定期使用跑步機的意願。

請參照第2、3圖，除上述的基本功能之外，本發明的跑步機還可在其跑步模組3另設有一坡度調整組件34，該坡度調整組件34連接該跑步平台31且與該處理單元2耦接，以依據使用者從該視覺控制穿戴器5所看見的影像情境(例如行走在平坦的跑道或具有坡度的跑道上)，由該處理單元2控制該坡度調整組件34調整該跑步平台31的傾斜度，令使用者具有身歷其境的感受，提升使用該跑步機時的樂趣。

例如但不限制地，本實施例的坡度調整組件34包含一滑軌座341、一致動器342及一擺臂345，該滑軌座341可組裝於該基座1，該跑步平台31的尾端樞接於該滑軌座341上，該致動器342設於該跑步平台31的頭端，該擺臂345的一端結合在該跑步平台31的底面並嚙合該致動器342的輸出端，該擺臂345的另一端可滑動地連接該滑軌座341。據此，當該視覺控制穿戴器5所顯示的影像情境為具有坡度的跑道時，該處理單元2還可依據影像情境控制該致動器342運作，從而使該擺臂345相對於該滑軌座341滑移，以撐起該跑步平台31的頭端，達到使該跑步平台31坡度變陡的效果；相對地，當該致動器342的輸出端反向運作時，則可達到使該跑步平台31坡度變平緩的效果。因此，本發明的跑步機還可依據影像情境自動調整該跑步平台31坡度，提升使用者對影像感受的真實性，讓使用者對其所見影像具有身歷其境的感受，從而更加享受使用該跑步機的樂趣。

請參照第4圖，其係本發明跑步機的第二實施例，本發明的第二實施例大致上同於上述的第一實施例，其主要差異在於：本發明第二實施例的跑步模組3又再另設有與處理單元2耦接的一轉彎調整組件35，以依據使用者的運動方向(例如向左或向右轉彎時)致使跑步平台31相對於基座1轉動，使該跑步平台31維持與使用者的運動方向相符。

詳言之，請參照第4、5圖，本實施例的轉彎調整組件35包含一旋轉致動器351及一轉盤352，該旋轉致動器351組裝於該基座1，該轉盤352連接於該旋轉致動器351的輸出端，以受該旋轉致動器351致動旋轉；該跑步平台31則安裝於該轉盤352上。其中，在未設置坡度調整組件34的實施例中，該跑步平台31可直接組裝固定在該轉盤352上；在設有坡度調整組件34的實施例中，則可由該坡度調整組件34組裝固定於該轉盤352。

此外，為提升支撐該跑步平台31的穩固性，該轉彎調整組件35較佳另包含數個轉動支撐件353，該數個轉動支撐件353分佈在該旋轉致動器351的外周，各該轉動支撐件353組裝於該基座1，且可自由旋轉地抵接該轉盤352的底面。另值得一提的是，在設有該轉彎調整組件35的實施例中，該偵測模組4除可偵測使用者的跑步速度訊號之外，還能偵測使用者的左、右偏移量。

請參照第5、6圖，據由前述結構，當使用者在該跑帶32上進行跑步或快走等運動時，若使用者的運動方向有所偏移，該偵測模組4將即時地將使用者的偏移量訊號回傳給該處理單元2，由該處理單元2對該轉彎調整組件35的旋轉致動器351下達對應的旋轉指令，致使該轉盤352帶動該跑步平台31轉動，以修正使用者相對於該跑步平台31的偏移量，藉以防止使用者跌出該跑步平台31，具有提升使用安全性等功效。

除此之外，本發明更可藉由上述修正偏移量的功能，使視覺控制穿戴器5能加入轉彎的影像，導引使用者改變運動方向，而不只是一味地直線向前跑動。即，該視覺控制穿戴器5可提供轉彎的影像導引使用者轉向，而使用者的運動方向一旦開始偏移，該偵測模組4即可立即將偏移量訊號回傳給該處理單元2，並由該處理單元2對該轉彎調整組件35下達指令以帶動該跑步平台31轉動。故，使用者可在安全的使用情況下，在整個跑程中體驗到多種不同的跑步情境，如同真實路跑感受，甚至比真實路跑更加精采有趣，從而提升使用者持續定期使用跑步機的意願。

綜上所述，本發明的跑步機，讓使用者可藉由穿戴上能看見特殊視覺效果的視覺控制穿戴器，使所見影像與身體同步律動以減少使用上的不適感，且還有多樣化的跑步情境能供使用者選擇，可增加使用趣味性與變化性以引起使用者興趣，從而提升使用者持續定期使用跑步機的意願。

此外，本發明的跑步機還可依照使用者的跑步速度自動調整跑帶運轉的速度，故即使使用者突然降低跑步速度，也能確保使用者不會跌出跑步平台，具有提升使用安全性等功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種跑步機，包含：一基座；一處理單元，該處理單元架設於該基座；一跑步模組，該跑步模組架設於該基座，該跑步模組具有一跑步平台及一跑帶，該跑帶局部圈繞該跑步平台並由一馬達帶動以相對於該跑步平台轉動，該馬達耦接該處理單元，該跑步模組設有一轉彎調整組件，該轉彎調整組件包含一旋轉致動器及一轉盤，該旋轉致動器組裝於該基座並與該處理單元耦接，該轉盤連接於該旋轉致動器的輸出端以受該旋轉致動器致動旋轉，該跑步平台安裝於該轉盤上，該轉彎調整組件另包含數個轉動支撐件，該數個轉動支撐件分佈在該旋轉致動器的外周，各該轉動支撐件組裝於該基座，且可自由旋轉地抵接該轉盤的底面；一偵測模組，該偵測模組耦接該處理單元，以由該處理單元控制該馬達的轉速；及一視覺控制穿戴器，該視覺控制穿戴器耦接該處理單元。
如申請專利範圍第1項所述之跑步機，其中，該跑步模組具有一坡度調整組件，該坡度調整組件連接該跑步平台且與該處理單元耦接。
如申請專利範圍第2項所述之跑步機，其中，該坡度調整組件包含一滑軌座、一致動器及一擺臂，該跑步平台的尾端樞接於該滑軌座上，該致動器設於該跑步平台的頭端並與該處理單元耦接，該擺臂的一端結合在該跑步平台的底面並嚙合該致動器的輸出端，該擺臂的另一端可滑動地連接該滑軌座。
如申請專利範圍第1項所述之跑步機，其中，該偵測模組包含二個彈性扣件，各該彈性扣件中設有一感測器，各該感測器與該處理單元耦接。
如申請專利範圍第4項所述之跑步機，其中，該感測器為具有移動偵測及資料通訊功能之裝置。
如申請專利範圍第5項所述之跑步機，其中，該感測器含有藍芽通訊模組。
如申請專利範圍第5項所述之跑步機，其中，該感測器含有加速度感測器或三維結構光深度感測器。
如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之跑步機，其中，該視覺控制穿戴器為一虛擬實境顯示器、一擴增實境顯示器或一混合實境顯示器。