[发明专利]智能跑步机及其控制方法

权利要求书

1.一种智能跑步机，其特征在于，其包括：底架及与其相连的电机和电机轴，电机轴带动皮带轮旋转，皮带轮通过皮带旋转连接有跑轴，底架上固定有多个转动管，转动管上设有跑步带，该跑轴带动转动管转动时，跑步带和转动管同步运动，其特征在于，在所述电机轴上设置有控制速度变化的电磁控速器；所述的跑轴包括中心轴、轴管和缓冲位移轴承，缓冲位移轴承套在中心轴上带动轴管转动；缓冲位移轴承为轴承外圆和内圆设有向外的凸起，外圆凸起的内壁和内圆凸起的外壁对应且成对垂直设有挡件，各挡件之间按照圆周方向通过弹簧或卡接在轴承该外圆和内圆缓冲体弹性连接。

2.如权利要求1所述的智能跑步机，其特征在于，在所述电机轴还设置有传递扭力的恒力扭力控制器，所述的恒力扭力控制器包括相对设置并且依次连接为一体的摩擦片、圆形磁铁以及连接件。

3.如权利要求1所述的智能跑步机，其特征在于，所述的转动管与水平方向成5度夹角。

4.如权利要求1-3任一项所述的智能跑步机，其还包括检测控制系统，检测控制系统包括有微控制单元，该微控制单元连接有健身模式设定单元、红外对射检测电机转速单元、红外对射检测皮带轮转速单元、其特征在于，其还包括电磁控速器电压或电流控制单元、调控电机电压电流控制单元以及红外感应器；红外感应器将检测的距离和速度数据发送到微控制单元，微控制单元根据该数据相应调整电磁控速器和电机的电流、电压。

5.一种实现如权利要求4所述的智能跑步机的控制方法，其特征在于，包括步骤如下：

a、启动电源给跑步机供电，内部电路预置初始值，设定初始工作状态，然后健身者给跑步机设定健身模式；

b、健身者选择传统或智能模式，如果选择智能模式，则

c、判断感应器是否连接，如果判断为否，则通过显示器显示信息，如果判断为是，则

d、判断是否进行跑步健身，如果判断为否，则重新判断感应器是否连接，如果判断为是，则

e、测量感应器到脚尖的距离和健身者落脚时脚到感应器的距离，以及抬脚和落脚两个信号之间的时间；

f、当微控制单元接收到来自步骤e的距离和时间信号时，根据运算方法进行运算，确定跑步带的速度后，启动电机和电机轴上设置有控制速度变化的电磁控速器，并且，系统进行故障检测看是否存在故障，如果有故障则发出信号进行保护，否则，电机和电磁控速器控制跑步带的速度，健身者正常健身，一个健身周期结束后，健身者重新返回到步骤b，进行下一个循环运动模式。

6.一种实现如权利要求5所述的智能跑步机的控制方法，其特征在于，包括步骤如下：

a、启动电源给跑步机供电，内部电路预置初始值，设定初始工作状态，然后健身者给跑步机设定健身模式；

b、健身者选择传统或智能模式，如果选择智能模式，则

c、微控制单元则发出启动电机与电磁控速器信号，此时电机一直处于转动中，在电磁控速器和恒力扭力控制器的作用下，电机不带动跑步机的跑步带；并且，对电机与电磁控速器进行故障检测和判断；当存在故障时，信息显示器把该信息显示给使用者，否则，

d、微控制单元检查感应器是否连接，如果没有连接，则重新检测调整，否则

e、微控制单元检测是否可进行跑步健身，确定后，则感应器就测量感应器到脚尖的距离和健身者落脚时脚到感应器的距离，以及抬脚和落脚两个信号之间的时间，并发送个给微控制单元，微控制单元根据运算方法确定跑步带的速度；健身者正常健身，一个健身周期结束后，健身者重新返回到步骤b。

7.如权利要求5或6所述的智能跑步机的控制方法，其特征在于，所述运算方法包括如下步骤：

A、设定跑步前测得的左脚脚尖到感应器的距离为S₁，左脚落脚时，左脚到感应器的距离为S₂，感应器两次感应脚信号的时间为T₁，从而得到左脚的平均速度V₁=(S₁-S₂)/T1，电机带动跑步带运动的速度为V₁；当同理得到下一步右脚的平均速度V₂’；

B、当右脚落脚的同时，微控制单元将平均速度V₂’发送给电机，电机带动跑步带，跑步带的速度V₂=V₂’+(V2’-V₁)；

C、根据步骤B推理，电机带动跑步带的速度V_C=V_B+(V_B-V_A)；

其中，V_A为V_B的前一步跑步时脚运动的平均速度，V_B为V_A的后一步跑步时脚的平均速度，当健身者迈第一步跑步时，设定V_A=0；

D、当感应器第M次落脚时测得的距离S_M<S_a时，速度V_C设定为V_C+V_D,当第N次抬脚前测得的距离S_N>S_b时，速度V_C设定为V_C-V_D；

其中，S_a为设定的落脚时脚到感应器的距离，S_b为设定的抬脚前脚到感应器的距离，V_D一般设定为常数0.2千米/小时。