本發(fā)明涉及健身器材技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種跑板控制方法和跑步機(jī)。

背景技術(shù)：

戶外長跑曾經(jīng)是大眾最喜聞樂見的運(yùn)動形式，沿著林蔭道呼吸著早晨清新的空氣，聽著枝頭的鳥鳴，既能愉悅身心，又可鍛煉體魄。只是隨著都市的大氣變得污濁，生活節(jié)奏變得緊張，戶外長跑變得不那么方便了，而跑步機(jī)則成了時下健身最熱門的健身器械。

跑步機(jī)不僅可以讓我們免受汽車尾氣之苦，也使我們可以選擇自己方便的時間隨時鍛煉。

目前市場上的跑步機(jī)是電動跑步機(jī)，是一種被動式的跑步方式，每款跑步機(jī)上設(shè)有幾種不同跑速的設(shè)置，人們根據(jù)自身體能首先設(shè)定跑步速度，然后通過電機(jī)帶動跑帶使人被動地跑步或走動。

由于在平地上跑步時地面是靜止的，而在目前市場上所售的跑步機(jī)上跑步時，前腳觸地時跑步機(jī)跑板是向后運(yùn)動的，這使得跑步機(jī)跑板對人腿的反作用力加大，且跑步機(jī)速度越大，表面反作用力增加的越多，使人受傷的潛在危險越大。

并且由于現(xiàn)在的跑步機(jī)只有幾檔調(diào)速，用戶設(shè)置好跑速之后就只能被動地適應(yīng)跑速，跑步機(jī)速度不能隨人體跑速隨意改變，即要人去適應(yīng)跑步機(jī)，而不是讓跑步機(jī)適應(yīng)人體運(yùn)動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N跑板控制方法和跑步機(jī)，能夠使跑步機(jī)適應(yīng)人體運(yùn)動規(guī)律，提高用戶體驗。

為解決上述技術(shù)問題，本申請的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種跑步機(jī)，該跑步機(jī)包括：測力傳感器、電機(jī)控制器和跑板；所述跑板與地面平行；

所述測力傳感器，用于采集用戶在跑步機(jī)上跑步時對跑板的作用力；該作用力包括作用力的大小和方向；當(dāng)確定采集到的作用力與跑板前端方向的夾角大于90度時，生成與該作用力在水平方向的分力的大小相當(dāng)?shù)碾娦盘枺?/p>

所述電機(jī)控制器，用于使用測力傳感器生成的電信號啟動直線電機(jī)，使直線電機(jī)帶動跑板在與采集到的作用力的水平方向相同的方向上直線運(yùn)動；

所述跑板，用于在電機(jī)控制器控制的直線電機(jī)的帶動下直線運(yùn)動。

一種跑板控制方法，應(yīng)用于包括測力傳感器和跑板的跑步機(jī)上；所述跑板與地面平行；該方法包括：

該跑步機(jī)通過測力傳感器采集用戶在跑步機(jī)上跑步時對跑板的作用力；該作用力包括作用力的大小和方向；當(dāng)確定采集到的作用力與跑板前端方向的夾角大于90度時，生成與該作用力在水平方向的分力的大小相當(dāng)?shù)碾娦盘枺?/p>

使用生成的電信號啟動直線電機(jī)，使直線電機(jī)帶動跑板在與采集到的作用力的水平方向相同的方向上直線運(yùn)動。

由上面的技術(shù)方案可知，本申請中通過在跑步板上安裝測力傳感器，在采集到在水平方向上向后的制動力時，保持跑板不動，在采集到水平方向上向前的制動力時，使跑板與使跑板與人體運(yùn)動速度大小相等，方向相同地直線運(yùn)動，能夠使跑步機(jī)適應(yīng)人體運(yùn)動規(guī)律，提高用戶體驗。

附圖說明

圖1為本申請實施例中跑步機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請實施例中跑板側(cè)視圖的示意圖；

圖3為人體跑步的動作階段示意圖；

圖4為本申請實施例中測力傳感器的受到跑步者跑步時人體腳的作用力示意圖；

圖5為本申請實施例中跑板控制流程示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

本申請實施例中提供一種跑步機(jī)，通過在跑步板上安裝測力傳感器，在采集到在水平方向上向后的制動力時，保持跑板不動，在采集到水平方向上向前的制動力時，使跑板與人體運(yùn)動速度大小相等，方向相同地直線運(yùn)動，能夠使跑步機(jī)適應(yīng)人體運(yùn)動規(guī)律，提高用戶體驗。

參見圖1，圖1為本申請實施例中跑步機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。跑步機(jī)包括：測力傳感器、電機(jī)控制器和跑板；跑板與地面平行；也可以根據(jù)實際使用僅平鋪在跑板上可能受力的位置。至于跑步機(jī)的扶手、電機(jī)的位置等本申請不做限制，按現(xiàn)在已存在的跑步機(jī)方式，或根據(jù)實際需要重新部署均可以。

測力傳感器為柔性陣列傳感器，并且柔性陣列傳感器平鋪在跑板上。

參見圖2，圖2為本申請實施例中跑板側(cè)視圖的示意圖。圖2中，跑板與地面呈水平放置，跑板與軌道之間可以為滾動摩擦，跑板的左側(cè)，即跑板的尾端距離軌道尾端的距離為預(yù)設(shè)長度；在跑板的兩端安裝氣壓緩沖裝置，圖2中示出緩存的距離，實際使用中，兩端的緩存距離可以相同也可以不同。

跑板的尾端距離軌道尾端的距離為預(yù)設(shè)長度；該預(yù)設(shè)長度能夠保證跑步速度最快的人在該跑步機(jī)上跑步時，跑板被帶動的距離，與跑板緩沖距離的和。

在跑板兩端安裝氣壓緩沖裝置，用于跑板在直線上前后運(yùn)動時，使跑板兩端在制動至靜止過程中，提供制動力，且能緩震減噪。

緩沖裝置的在跑板兩端安裝位置，不做具體限制，能夠起到緩沖作用，且不影響跑步即可。

軌道長度、跑板長度，以及預(yù)設(shè)長度均可根據(jù)跑步機(jī)的使用對象的不同而進(jìn)行生產(chǎn)、設(shè)定；如兒童的跑步機(jī)，各種相對長度要短一些，運(yùn)動員的跑步機(jī)，各種長度相對要長一些。

下面詳細(xì)描述跑步機(jī)的工作原理：

測力傳感器，用于采集用戶在跑步機(jī)上跑步時對跑板的作用力；該作用力包括作用力的大小和方向，如果在進(jìn)行力信號和電信號轉(zhuǎn)換時，需要使用到時間，還可以在采集作用力時，記錄采集到作用力的時間：

測力傳感器，當(dāng)確定采集到的作用力與跑板前端方向的不大于90度時，不使用該作用力生成電信號，即此時不觸發(fā)電機(jī)帶動跑板運(yùn)動，也就是說在這個過程中跑板是靜止的。

跑板前端，即跑步者在跑步時，面部所朝向的方向。

目前已存在的跑步機(jī)，在前腳接觸跑板時，跑板向后運(yùn)動，使得跑板對人腿的反作用力加大，并且跑步速度越大，反作用力增加的越多，使跑步的人受傷的潛在危險越大；

本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案在這種情況下，不開啟電機(jī)，不帶動跑板運(yùn)動，即與跑步者在靜止的地面上跑步的效果是一樣的，能夠避免反作用力的增大，從而保護(hù)了跑步者。

當(dāng)確定采集到的作用力與跑板前端方向的夾角大于90度時，生成與該作用力在水平方向的分力的大小相當(dāng)?shù)碾娦盘枴?/p>

電機(jī)控制器，用于使用測力傳感器生成的電信號啟動直線電機(jī)，使直線電機(jī)帶動跑板在與采集到的作用力的水平方向相同的方向上直線運(yùn)動。

跑板，用于在電機(jī)控制器控制的直線電機(jī)的帶動下直線運(yùn)動。

該種情況下，測力傳感器將采集到的力信號轉(zhuǎn)換為電信號，使電機(jī)帶動跑板向跑板的后端方向直線運(yùn)動，運(yùn)動的速度與人體跑步速度相同，跑步機(jī)的這種運(yùn)動方式中跑板的運(yùn)動速度同跑步者的跑步速度保持一致，不需要預(yù)先設(shè)置跑步速度，預(yù)先設(shè)置跑步速度的可選擇項畢竟有限，還需要根據(jù)需要經(jīng)常調(diào)整，這種自適應(yīng)的跑板速度更能增加用戶體驗，且不需要手工操作。

測力傳感器采當(dāng)確定采集到的作用力與跑板前端方向的夾角由大于90度到未采集到作用力時，啟動直線電機(jī)，在預(yù)設(shè)時間內(nèi)帶動跑板直線運(yùn)動到跑板的起始位置。

該種情況為跑步者騰空時的處理，在跑步者騰空時，本申請實施例中直線電機(jī)在預(yù)設(shè)時間內(nèi)帶動跑板返回到初始位置，即跑步機(jī)未使用的位置。等待跑步者的下一周期的跑步，或者停止跑步。

本申請實施例中電機(jī)控制器和電機(jī)可以集成在一起，也可以分開部署。

本申請實施例中基于人體跑步時的地面反作用力變化規(guī)律來設(shè)置跑板的運(yùn)動規(guī)律。本發(fā)明在跑步機(jī)跑板上安裝壓力傳感器，即測力傳感器，將依據(jù)傳送帶原理設(shè)置的向同一個方向運(yùn)動的跑步機(jī)傳送帶運(yùn)動軌跡改為直線往復(fù)的運(yùn)動軌跡。

人體跑動時支撐腿踩在跑板上面，在跑板下面裝軌道，以保障跑板來回往復(fù)運(yùn)動。人體跑步時著地初期會受到水平向后的制動力，當(dāng)人體超過垂直面時，人體會受到水平向前的蹬伸力。將壓力傳感器采集到的人體跑步時的壓力信號轉(zhuǎn)換為電機(jī)控制器的輸入信號。當(dāng)人體水平向后的力變?yōu)榱?、欲向相反方向改變時(即人體開始蹬伸時)，電機(jī)帶動跑板向后移動，其速度與人體運(yùn)動速度大小相等、方向相同。當(dāng)人體后蹬結(jié)束騰空時，直線電機(jī)帶動跑步機(jī)跑板反向快速(超過人體騰空的前進(jìn)速度)回到起始位置，并靜止，接受人體下肢下次的觸地，使人腿與測力傳感器接觸時是靜止的，如同在平地上跑步一樣。人腿觸地后前后方向的力值變?yōu)榱銜r，電機(jī)控制器就按人體用力曲線調(diào)節(jié)電機(jī)動力，進(jìn)入下一周期運(yùn)動。

參見圖3，圖3為人體跑步的動作階段示意圖。

參見圖4，圖4為本申請實施例中測力傳感器的受到跑步者跑步時人體腳的作用力示意圖。

針對圖3和圖4中第①階段給跑板作用力的水平方向為跑板前端方向，此時不觸發(fā)電機(jī)，使跑板處于靜止?fàn)顟B(tài)；

第②階段給跑板水平方向的作用力為0，跑板仍然靜止；

第③階段給跑板作用力的水平方向為跑板后端方向，此時，將采集到的作用力在水平方向上的分力轉(zhuǎn)換為大小相當(dāng)?shù)碾娦盘?，即可使跑板與跑步者同樣速度運(yùn)動，且方向相同；

第④階段跑步者騰空，此時電機(jī)在預(yù)設(shè)時間內(nèi)將跑板拉回到跑板的起始位置，即跑步者落在跑板上之前，將跑板復(fù)位。

基于同樣的發(fā)明構(gòu)思，本申請實施例中還提出一種跑板控制方法。該方法應(yīng)用于包括測力傳感器和跑板的跑步機(jī)上。跑板與地面平行；測力傳感器平鋪在跑板上。

參見圖5，圖5為本申請實施例中跑板控制流程示意圖。具體步驟為：

步驟501，跑步機(jī)通過測力傳感器采集用戶在跑步機(jī)上跑步時對跑板的作用力。

采集到的作用力包括作用力的大小和方向。

步驟502跑步機(jī)當(dāng)確定采集到的作用力與跑板前端方向的夾角大于90度時，生成與該作用力在水平方向的分力的大小相當(dāng)?shù)碾娦盘枴?/p>

步驟503，跑步機(jī)使用生成的電信號啟動直線電機(jī)，使直線電機(jī)帶動跑板在與采集到的作用力的水平方向相同的方向上直線運(yùn)動，結(jié)束本流程。

步驟504，跑步機(jī)當(dāng)確定采集到的作用力與跑板前端方向的夾角由大于90度到未采集到作用力時，啟動直線電機(jī)，在預(yù)設(shè)時間內(nèi)帶動跑板直線運(yùn)動到跑板的起始位置，結(jié)束本流程。

步驟505，跑步機(jī)當(dāng)確定采集到的作用力與跑板前端方向的夾角不大于90度時，不使用該作用力生成電信號。

綜上所述，本申請通過在跑步板上安裝測力傳感器，在采集到在水平方向上向后的制動力時，保持跑板不動，在采集到水平方向上向前的制動力時，使跑板與使跑板與人體運(yùn)動速度大小相等，方向相同地直線運(yùn)動，能夠使跑步機(jī)適應(yīng)人體運(yùn)動規(guī)律，提高用戶體驗。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。