專利名稱：隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種跑步機，尤指一種隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統。
背景技術：
利用跑步機從事跑步運動，以維持身體健康，提升心肺功能，已相當地普遍。而跑步機的研發從非電動，進化到以電力驅動跑帶，其研發速度及功能的提升，可謂一日千里。然為符合使用者的要求，使其更方便、更安全，乃一研發的方向。近來，一種可隨著使用者的跑速而自動調整跑帶速度的跑步機，因應產生，而目前已問市的相關機種的設計方向，皆朝著在跑步機上增設一些結構式的元件，借該結構式元件被觸及時所產生的訊號，傳輸至一處理單元并與原設定比較后，再發出一訊號予以驅動馬達，令驅動馬達調整驅動跑帶轉動的速度。請參閱臺灣專利公告第92201142號[跑步機變速(尤指加速)回饋裝置]新型專利(以下簡稱習知案)，該習知案通過在驅動馬達的轉動軸221連設一具穿透區與遮蔽區的光柵盤，并于光柵盤表面設一光源照射器，該光源照射器再連結一感應晶片，該感應晶片被輸入一設定值，當跑步者追上原先設定的速度時，跑步者腳步摩擦跑步循環帶，對于轉動軸必定產生一更大的強迫速率，而表現于光柵盤的轉速，此時光源照射器照射后，透過感應晶片將此代表更大的強迫速率的變動值，與設定值運算形成一差值，并將差值訊號連線傳動于電腦啟動機構，電腦啟動機構運算該差值，應回饋的速度訊息，以另一連線與馬達驅動器相連，令馬達轉速變更；借此，使跑步循環帶的轉速越近于使用者的跑速。然而，該習知案的光源照射器若損壞，其自動變速的功能即喪失；而該習知案僅為冰山一角，坊間以外加的結構性元件，以促使跑帶可自行配合使用者的跑速而自動變速的跑步機，往往因為設計的方向，朝外加結構性元件的設計，致其功能并未如預期，而有待改良。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統，其可使跑步機的跑帶隨著使用者的跑速而精確的調整快慢，不會產生誤判，致生危險情形。
本發明的次要目的在于提供一種隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統，其在微處理器中存有數種運算式，使用者可自我運動管理，而更有效的運動。
為達上述目的，本發明的技術解決方案是一種隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統，它包括一負載感應偵測電路，其用以偵測跑帶被踩踏因而所增大的馬達電流負載間的時間差值，并將該時間差值訊號傳遞至微處理單元；一微處理單元，其可將不斷來自負載感應偵測電路的訊號予以判讀以下達指令給馬達驅動器；一馬達驅動器，其可接受來自微處理單元的指令，令驅動跑步機跑帶轉動的馬達加速或減速轉動。
一種隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統，它包括一負載感應偵測電路，其用以偵測跑帶被踩踏因而所增大的馬達電流負載間的時間差值，并將該時間差值訊號傳遞至微處理單元；一微處理單元，其可將不斷來自負載感應偵測電路的訊號予以判讀以下達指令給馬達驅動器；一馬達驅動器，其可接近來自微處理單元的指令，令驅動跑步機的馬達令跑帶作角度傾斜的變化。
該微處理單元另與一操作介面及一顯示器連結。
該微處理單元另與一偵測跑帶速度的速度感應器連結。
該微處理單元、操作介面、顯示器裝設于一儀表板上。
該微處理單元鍵有一自動斷電電路。
該微處理單元鍵有數種運算式。
采用上述方案后，由于本發明包括一負載感應偵測電路、一微處理單元、一馬達驅動器；該負載感應偵測電路可檢測驅動跑帶轉動的驅動馬達的電流負載，并可將電流負載傳輸至微處理單元；微處理單元內則鍵有數運算式，其將先后時間測得的電流負載差值予以比較，而發出一加速或減速或恒速的訊號給馬達驅動器，以令驅動跑帶的馬達轉速調整；該微處理單位另設有一操作介面及一顯示器；該馬達驅動器中與一偵測馬達轉速的速度感應器連結，該速度感應器同時與微處理單元連結；該操作介面設有數功能鍵，可將微處理單元運算的結構顯示于顯示器；該馬達驅動器再與一坡度控制馬達連結，該坡度控制馬達可調整跑帶成傾斜角度。這樣本發明可精確的反應使用者的跑速而令跑步機跑帶配合調整轉動速度趨于相同，促使使用者可穩定的在跑帶上跑步，其系以電流負載為運算因子，配合鍵入各種運算式，個人可達到有效運動管理的功效；其主要系利用馬達驅動跑帶轉動時，必定有一電流負載輸出，及跑帶受使用者每踩踏一步時，有一較大電流負載輸出，借助電流負載間的時間差值大小，反應出使用者的跑速；而將該等電流負載訊號通過一負載感應偵測電路傳達至一微處理單元，計算其差值而再與先前測得的差值比較，依其間的差值大小，調整馬達驅動跑帶的轉速，使跑帶的速度配合使用者的跑速而趨于一致；借助電流負載的時間差值，能真實的反應使用者的跑速，精確的調整跑帶的速度。其改良習知結構上實體接觸產生訊號傳遞而調整跑步機跑帶速度快慢時，易有誤接觸、誤判致跑帶轉速與使用者跑速不一致，使用者無法有效達到運動的效果，更甚者，誤判致跑帶的轉速過快，使用者將有跌倒之虞。
通過以上分析，可知本發明至少具有下列優點一、無誤判的情形因本發明是以增大電流負載的時間差值為運算因子，而非以外加的結構性元件有接觸始能動作的方式，故其能直接反應使用者每一踩踏于跑帶29的動作，而迅速、精確的驅動速度控制馬達28加快或減慢轉速。
二、有效的自動運動管理因本發明的微處理單元21內鍵有數運算式，使用者可簡易的檢視其自身目前運動狀況的各種數值及曲線圖，或在使用跑步機20前，即自我設定運動條件，由本發明協助執行。
三、安全性高本發明因不會產生誤判的情形，故無跑帶29無端加快轉速的情形，使用者可安全的使用跑步機20；另本發明的自動斷電系統，避免有幼童誤入運轉中跑步機的情形，使用后更安心。
圖1是跑步機的立體外觀圖；圖2是本發明的方塊流程圖；圖3是本發明的取樣比對圖。
符號說明20 跑步機 201 儀表板 21 微處理單元22 顯示器 23 操作介面24 馬達驅動器25 速度感應器 26 坡度控制馬達29 跑帶27 負載感應偵測電路28 速度控制馬達具體實施方式
請參閱圖1、2所示，本實施例的系統包括一微處理單元21、一顯示器22、一操作介面23、一馬達驅動器24、一速度感應器25、一負載感應偵測電路27，其中，該微處理單元21分別與操作介面23、顯示器22、馬達驅動器24、速度感應器25、坡度控制馬達26、負載感應偵測電路27連結；
該馬達驅動器24再分別與一設于跑帶29處的速度控制馬達28及一坡度控制馬達26連結；該速度感應器25設于跑步機20的機架上，并可偵測跑帶29的速度；該微處理單元21與操作介面23、顯示器22一起裝設于一儀表板201上，其內鍵有數運算式，可持續接收因使用者踩踏于跑帶29促使速度控制馬達28增大的電流負載，經負載感應偵測電路27所偵測并傳遞的電流負載間的時間差值訊號，該不同時間點取得的數電流負載時間差值訊號乃被微處理單元予以相互比對，請配合參閱圖3A所示，倘使用者的跑速維持穩定的速度，則三次取樣的數值A、B、C皆趨于相近，速度控制馬達28的轉速則保持均速；請再配合圖3B所示，當使用者的跑速加快，經負載感應偵測電路27所測得的電流負載升高，其電流負載時間差值訊號經微處理單元21比對，若數值A、B趨于相近，且小于原先記憶的穩定值，則微處理單元21即發出一指令給馬達驅動器24，令速度控制馬達28加快轉速，使跑帶29加快轉動以配合使用者的跑速；該連結于跑帶29的速度感應器25乃感應跑帶29的速度，并將訊號傳遞至微處理單元21，顯示于顯示器22上；當使用者的跑速減慢時，如圖3C所示，其原理與加快時一樣，不贅述；該微處理單元21可受操作介面23的控制而進行各種功能選項的運算，并將運算后的數值及曲線圖顯示于顯示器22，其至少包括一、步伐數目計算步伐數目＝目標時間/每步時間Ex假設每步時間為0.5秒，求60秒后步伐數目？60秒/0.5秒＝120步二、步伐距離計算步伐距離＝(目前速度/時間)×每步時間Ex假設每步時間為0.5秒，目前速度為4km/h，求步伐距離？4km/1h＝400000cm/3600秒＝111.11cm111.11cm×0.5秒＝55.55cm三、步伐速度(1小時/每步時間)×每步距離Ex假設每步時間為0.5秒，目前步距55.55cm，求跑速？3600秒/0.5秒＝7200步7200步×55.55cm＝39960cm＝3.99km/k四、運動曲線記錄于一段時間記錄目前速度，則可以各種條件為橫座標或縱座標，令使用者對目前的運動狀況獲整體了解。
五、換算為海拔高度由精準步距與三角函數計算出目前使用者爬了多高的山？A代表所走坡度距離 X坡度夾角。
B代表未知所爬高度 Y90度C水平線Z未知已知X角坡度與A段距離便可求B段距離。
sin@＝B/A＝＞A×sina@＝BEx假設坡度15度，行走100公尺，求走了多高？100公尺×0.258819＝25.8819公尺上述五種運算式僅為例示，該運算式可視各不同機種跑步機的需要而設計；本實施例跑步機的另一功能可將數跑步機彼此予以串聯，再連結一大型顯示板，從而可將各跑步機的各項數值或曲線顯示于顯示板上，提供競賽之用；該馬達驅動器24另連結一坡度控制馬度26，其可經由使用者操作操作介面23，而給微處理單元21一指令，微處理單元21再將該指令傳遞一訊號給馬達驅動器24，由馬達驅動器24控制坡度控制馬達26驅動跑帶29傾斜一角度，這樣在跑于跑帶29上時，仿如登山爬坡的感覺；另，該操作介面23包括一可令跑帶29隨著使用者的跑速加快時而自動令跑帶29上揚一傾斜角度的功能鍵，其系在電流負載時間差值的后穩定數值小于前穩定數值時，跑帶29的轉速不變，而使跑帶29上揚一傾斜角度，促使使用者的跑速減慢，使使用者的跑速與跑帶29的轉速趨于相近；借以上設計，使用者在使用之前，可先評估自身起跑的速度，并在操作介面23上選項，使用者的跑速一開始乃須配合其所選擇的跑帶29速度，而負載感應偵測電路27，即不斷的偵測使用者每一步伐所造成的速度控制馬達28的電流負載，微處理單元21再對該不斷取得的數電流負載時間差值進行比對，因一開始使用者的跑速必須配合跑帶29的轉速，故微處理單元21即獲得一穩定數值；使用者若有加快速度或減慢速度的情形，即可由負載感應偵測電路27即時測得速度控制馬達28增大或降低的電流負載間的時間差值，而迅速傳遞給微處理單元21，微處理單元21比對前后穩定數值間若有不相同時，當后穩定數值小于前穩定數值時，則驅動馬達21將接收到微處理單元21的指令，而令速度控馬達28加快轉速，而驅動跑帶29轉動加快，以配合使用者的跑速；反之，當后穩定數值大于前穩定數值時，則馬達驅動器24將接收到微處理單元21的指令，而令速度控制馬達28減慢轉速，而驅動跑帶29轉動減慢，以配合使用的跑速；當使用者離開跑步機20的跑帶29時，電流負載偵測電路27偵測不到增大的電流負載時間差值，經一預設的時間后，即由微處理單元21下達一停機的指令給馬達驅動器24，令速度控制馬達28停止轉動，達到安全的功效。
權利要求
1.一種隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統，其特征在于它包括一負載感應偵測電路，其用以偵測跑帶被踩踏因而所增大的馬達電流負載間的時間差值，并將該時間差值訊號傳遞至微處理單元；一微處理單元，其可將不斷來自負載感應偵測電路的訊號予以判讀以下達指令給馬達驅動器；一馬達驅動器，其可接受來自微處理單元的指令，令驅動跑步機跑帶轉動的馬達加速或減速轉動。
2.一種隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統，其特征在于它包括一負載感應偵測電路，其用以偵測跑帶被踩踏因而所增大的馬達電流負載間的時間差值，并將該時間差值訊號傳遞至微處理單元；一微處理單元，其可將不斷來自負載感應偵測電路的訊號予以判讀以下達指令給馬達驅動器；一馬達驅動器，其可接近來自微處理單元的指令，令驅動跑步機的馬達令跑帶作角度傾斜的變化。
3.如權利要求1或2所述的隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統，其特征在于該微處理單元另與一操作介面及一顯示器連結。
4.如權利要求1或2所述的隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統，其特征在于該微處理單元另與一偵測跑帶速度的速度感應器連結。
5.如權利要求3所述的隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統，其特征在于該微處理單元、操作介面、顯示器裝設于一儀表板上。
6.如權利要求1或2所述的隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統，其特征在于該微處理單元鍵有一自動斷電電路。
7.如權利要求1或2所述的隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統，其特征在于該微處理單元鍵有數種運算式。
全文摘要
一種隨電流負載差值調整跑步機跑帶速度的系統，包括一負載感應偵測電路、一微處理單元、一馬達驅動器，馬達驅動器連結至驅動馬達，跑帶受馬達驅動而轉動，該負載感應偵測電路將使用者每踩踏于跑帶的電流負載訊號傳遞至微處理單元，并計算其訊號間的時間差值，該差值再與原先測得的穩定差值比較，借助最新差值與穩定差值間的差值大小，促使微處理單元傳遞一訊號給馬達驅動器，令馬達帶動跑帶的轉速加快或變慢或維持均速，使用者利用跑步機運動時，可依自身體能而適當的調整跑速而達到健身的效果，更避免因使用者的跑速與跑帶的轉速不同時致使用者不慎跌倒的情形發生；借助微處理單元內鍵入的各種運算式，可提供使用者更佳的運動管理。
文檔編號A63B22/02GK1621111SQ20041010420
公開日2005年6月1日 申請日期2004年12月15日 優先權日2004年12月15日
發明者陳玉祥, 陳文忠, 宋清欽, 劉宏茂 申請人:英達科技有限公司