[发明专利]一种电动跑步机的坡度调节机构

说明书

技术领域

本发明涉及跑步机技术领域，特别是涉及一种电动跑步机的坡度调节机构。

背景技术

跑步运动是医学界高度推崇的有氧健身活动，对增强肢体肌肉、提高心肺功能和减肥均有明显效果。由于受到气候、场地和环境等因素制约，室外跑步的机会越来越少，越来越多的人选择在室内的跑步机上进行跑步健身。电动跑步机由于占地面积小、操作简单、调速方便，已经成为最常用的室内健身器材。

为提高跑步锻炼效果，中高档电动跑步机均配有坡度调节机构，用以调整跑步机底架与水平面之间的夹角，使跑步带与水平面之间形成一定的坡度。跑步带的坡度值直接关系到膝关节健康和健身效率。现有技术中的研究表明：坡度在0～2°时，髌韧带张力增加、胫股平台力增加；坡度在2～5°时，髌韧带张力增加、胫股平台力减小；坡度在5～8°时，髌韧带张力减小、胫股平台力减小。坡度增加，运动强度增加，膝关节负荷随之加大，对于中老年人而言，坡度过高会增加膝关节的损伤。相反，坡度小，膝关节负荷小，运动强度低，健身效率也低。因此，健身者在跑步之前需要调节跑步机的坡度，选择适合自身状况的坡度后，再进行跑步锻炼。

目前，电动跑步机的坡度调节机构有移动导杆式和滑块推杆式。移动导杆式的步进电机通过蜗轮蜗杆驱动梯形丝杠转动，梯形丝杠转动带动固定在升降滑板上的梯形螺母移动，使升降滑板沿设定轨道运动，带动一端铰接在底座上的双升降杆转动，实现坡度的调节。滑块推杆式机构通过电机驱动伸缩杆向前伸或向后缩，以推动推杆向前或向后移动，从而调节横杆的上下活动杆件之间的角度，实现坡度的调节。移动导杆式调节机构运行平稳、安全，承载能力大，但结构复杂，传动效率较低；滑块推杆式调节机构根据连杆机构进行设计，结构稳定性强，但所需驱动力较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种电动跑步机坡度调节机构，通过对机构的参数化设计，构建位移方程，数值求解，找出影响坡度变化的因素，并进行运动仿真模拟，为坡度调节的精确控制提供理论依据。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电动跑步机的坡度调节机构，包括了底座，在所述底座顶部固定着收合杆，所述收合杆一端为固定端，所述固定端固定在所述底座的顶部，另一端为自由端，所述自由端能绕所述固定端转动，在所述自由端上连接着摆杆，所述收合杆在所述固定端和自由端之间固定着导杆，所述导杆相对于所述收合杆垂直，在所述导杆上套设有滑块，所述滑块能沿所述导杆滑动，所述摆杆一端铰接在所述滑块上，另一端的底部设置有滑轮，所述滑轮能在地面上滑动，在所述底座顶部还固定着支撑架，在所述支撑架上设置有升降电机，在所述升降电机上连接有推杆，所述推杆能在所述升降电机的驱动下往复运动，所述滑块的侧部连接在所述推杆上，所述底座上还设置有控制芯片，所述控制芯片能根据所述摆杆与地面形成的夹角计算出所述推杆的位移量。

作为本发明的改进，所述控制芯片是根据以下方程对推杆的位移量进行计算，

式中，x为滑块距离导杆底部之间的长度即推杆的位移量，a为收合杆的长度，b为滑块距离收合杆自由端的长度，c为收合杆自由端距离滑轮的长度，e为收合杆自由端距离导杆与收合杆连接处的长度，α为摆杆与地面形成的夹角，d1为底座顶部的高度，d2为滑轮顶部高度。

作为本发明的进一步改进，所述控制芯片由所述升降电机提供电能。

作为本发明的另一种改进，在所述升降电机中设置有电位传感器，所述电位传感器能根据坡度的调节幅度来调整推杆的进给速度。

作为本发明的优选，所述电位传感器根据公式I＝K·Δα/v来调节推杆的进给速度，K为斜率系数，为固定值17.5mm/(°)，Δα为坡度调节幅度，v为推杆的进给速度，I为电流，电流值为固定值，故Δα与v呈反比关系，坡度调节幅度越大，则推杆的进给速度越慢。

作为本发明的进一步优选，Δα的取值范围为0-8。

与现有技术相比，本发明的优点在于：连接稳定、运动可靠、制造简单，且容易实现电动推杆的伸缩以及对坡度和推杆进给速度的精准控制。

附图说明

图1为本发明实施例中电动跑步机坡度调节机构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步的详细描述。