專利名稱：步行運(yùn)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)者在環(huán)狀帶上進(jìn)行步行運(yùn)動(dòng)或跑步運(yùn)動(dòng)的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
已知有一種運(yùn)動(dòng)者在移動(dòng)的環(huán)狀帶上進(jìn)行步行運(yùn)動(dòng)或跑步運(yùn)動(dòng)(以下統(tǒng)稱為“步行運(yùn)動(dòng)”，在本發(fā)明中并未明確區(qū)分“步行”和“跑步”)的、被稱為跑步機(jī)的運(yùn)動(dòng)器械。在這樣的運(yùn)動(dòng)器械中，為了防止運(yùn)動(dòng)者在運(yùn)動(dòng)過程中跌倒等情況從而確保安全，而設(shè)有從配置在規(guī)定高度上的上部框架延伸至環(huán)狀帶的左右兩側(cè)為止的扶手臂。由于具備這樣的結(jié)構(gòu)，因而在不使用時(shí)會(huì)占用很大的空間，因此，例如專利文獻(xiàn)I (日本特開2007-159879號(hào)公報(bào))中公開了一種在不使用時(shí)能夠?qū)⒎鍪直劬o湊地折疊起來的步行運(yùn)動(dòng)器械。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文 獻(xiàn)1:日本公報(bào)、特開2007-159879號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在專利文獻(xiàn)I所公開的運(yùn)動(dòng)器械中，為了增加運(yùn)動(dòng)量而考慮到了提高在該運(yùn)動(dòng)器械上的步行速度、或者增加使用該運(yùn)動(dòng)器械的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。但是，像這樣提高步行速度會(huì)使振動(dòng)或噪音變得過大，這對(duì)于居住在公寓等中的使用者來說并不理想。另外，增加運(yùn)動(dòng)時(shí)間對(duì)于并沒有多余閑暇時(shí)間的使用者來說并不理想。但是，專利文獻(xiàn)I中既未公開也未暗示關(guān)于這樣的課題及其解決方法。因此，本發(fā)明是鑒于上述問題而作成的，其目的在于提供一種不會(huì)產(chǎn)生大的振動(dòng)或噪音，并且，即使在較短的運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)也能夠確保有效的運(yùn)動(dòng)量的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采取以下的技術(shù)方法。本發(fā)明涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)具有:主體框架，其在長(zhǎng)度方向的前后兩端部上以旋轉(zhuǎn)自如的方式轉(zhuǎn)動(dòng)支承有滾筒，并且在上述滾筒之間纏繞有環(huán)狀的步行帶；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)上述步行帶從主體框架的前方側(cè)朝向后方側(cè)移動(dòng)；扶手部，其設(shè)置于上述主體框架的前部；以及操作盤，其設(shè)置在上述扶手部上。該步行運(yùn)動(dòng)機(jī)的特征在于，上述主體框架的前部的位置高于后部的位置，從而將主體框架配置成急傾斜狀態(tài)。另外，可以構(gòu)成為:上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、傳遞機(jī)構(gòu)以及限制機(jī)構(gòu)，其中，上述傳遞機(jī)構(gòu)將上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞至步行帶，上述限制機(jī)構(gòu)限制發(fā)生下述情況，即，當(dāng)使用者在步行帶上步行時(shí)，步行帶朝向后方側(cè)移動(dòng)超過由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)量的距離。進(jìn)而，可以構(gòu)成為:上述傳遞機(jī)構(gòu)具有由蝸桿和蝸輪構(gòu)成的蝸輪蝸桿部，并且，上述蝸輪蝸桿部作為上述限制機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作，其中，上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力被輸入到上述蝸桿中，并且上述蝸桿和上述蝸輪嚙合傳動(dòng)，由此由上述蝸輪輸出旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力而使上述步行帶從主體框架的前方側(cè)朝向后方側(cè)移動(dòng)。
優(yōu)選上述限制機(jī)構(gòu)使用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)。優(yōu)選上述限制機(jī)構(gòu)具備控制部，其中，上述控制部被構(gòu)成為:通過使上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電源輸入端彼此間短路從而使上述反電動(dòng)勢(shì)作為相對(duì)于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)力發(fā)揮作用，并且，上述控制部控制上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電源輸入端彼此間短路的時(shí)間。進(jìn)而，可以在主體框架的前部設(shè)有支承部件，從而將上述主體框架配置成急傾斜狀態(tài)。進(jìn)而，可以在上述操 作盤中顯示通過對(duì)步行帶上的步行量進(jìn)行換算而得到的高度方向上的移動(dòng)量。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)，由于將主體框架配置成急傾斜狀、或者具有限制機(jī)構(gòu)，因此，不會(huì)產(chǎn)生大的振動(dòng)或噪音，并且，即使在較短的運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)也能夠確保有效的運(yùn)動(dòng)量。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)的整體立體圖。圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)的主視圖。圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)的側(cè)視圖。圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的放大立體圖。圖5是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)的使用狀態(tài)的圖。圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)的整體立體圖。圖7是將本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部放大后的立體圖。圖8是本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)的限制機(jī)構(gòu)的框圖。(符號(hào)說明)100步行運(yùn)動(dòng)機(jī)101扶手部102上部水平框架103縱向框架104前部支腳部105后部支腳部106下部水平框架107懸掛框架108懸掛水平框架109連接框架120步行帶121滾筒(前側(cè)、驅(qū)動(dòng)側(cè))122減速齒輪123齒輪124旋轉(zhuǎn)軸125蝸輪126蝸桿127電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸128驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)130滾筒(后側(cè)、從動(dòng)側(cè))140操作盤150限制機(jī)構(gòu)200控制部201整流部202PWM控制部203半導(dǎo)體開關(guān)元件203a半導(dǎo)體開關(guān)元件203b 半導(dǎo)體開關(guān)元件204二極管205CPU206反相器207半橋門極驅(qū)動(dòng)器
208過電流防止電路209加法器210速度計(jì)(速度檢測(cè)傳感器)
具體實(shí)施例方式[第一實(shí)施方式]以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100進(jìn)行說明。以下，為了便于說明而使用圖2、圖3的紙面中箭頭所示的前后方向、左右方向、上下方向?qū)ρb置進(jìn)行說明。這些方向與由站在步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100上的使用者U觀察到的前后方向、左右方向、上下方向一致。圖1表示本實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100的整體立體圖，圖2表示步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100的王視圖，圖3表不步彳丁運(yùn)動(dòng)機(jī)100的側(cè)視圖。如這些圖所示，該步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100具有主體框架(詳細(xì)來說是后述的下部水平框架106等)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(詳細(xì)來說是后述的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128等)、扶手部101以及操作盤140,其中，主體框架在其長(zhǎng)度方向的前后端部上以旋轉(zhuǎn)自如的方式轉(zhuǎn)動(dòng)支承(pivotallysupport)有滾筒121 (前側(cè))和滾 筒130 (后側(cè))，并且，在該滾筒121與滾筒130之間纏繞有環(huán)狀的步行帶(walking belt) 120 ;驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在主體框架上從前方側(cè)朝向后方側(cè)輸送步行帶120 ;扶手部101設(shè)置于主體框架的前部；操作盤140設(shè)置于扶手部101 (詳細(xì)來說是如后述那樣與扶手部101呈一體地構(gòu)成的上部水平框架102的中央部附近位置)。在該步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100中，運(yùn)動(dòng)者(使用者)U雙腳站在步行帶120上進(jìn)行朝向前側(cè)步行的運(yùn)動(dòng)。該情況下，通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)步行帶120從前方側(cè)朝向后方側(cè)(即，與使用者U的步行方向?yàn)橄喾吹姆较?移動(dòng)。該步行帶120的寬度形成為比使用者的肩寬寬從而不會(huì)對(duì)步行造成障礙。主體框架由上部水平框架102、縱向框架103、左右一對(duì)的下部水平框架106、左右一對(duì)的前部支腳部104和左右一對(duì)的后部支腳部105、連接框架109、以及懸掛框架107和懸掛水平框架108構(gòu)成，其中，上部水平框架102設(shè)置于使用者的腹部周圍且呈U字形；縱向框架103在左右分別豎立設(shè)置有一個(gè)以便支承上部水平框架102 ;左右一對(duì)的下部水平框架106支承縱向框架103，并且在其前后端部上將滾筒121 (前側(cè))和滾筒130 (后側(cè))以旋轉(zhuǎn)自如的方式加以保持；左右一對(duì)的前部支腳部104和左右一對(duì)的后部支腳部105安裝在下部水平框架106上，并且，左右一對(duì)的后部支腳部105的高度低于左右一對(duì)的前部支腳部104 ;連接框架109將左右一對(duì)的前部支腳部104加以連接；懸掛框架107和懸掛水平框架108將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以懸掛的方式加以支承。如圖3所示，在該步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100中，安裝于下部水平框架106上的、作為支承部件的前部支腳部104和后部支腳部105被形成為后部支腳部105的高度低于前部支腳部104的高度。由于是這樣的構(gòu)成，因此，主體框架的前部的位置高于后部的位置，從而將主體框架配置成急傾斜狀(陡直傾斜狀)。從充分確保安全性的方面來看，圖3所示的角度Θ優(yōu)選為20度 25度。關(guān)于該角度Θ，例如也可以通過將前部支腳部104相對(duì)于下部水平框架106的安裝位置在上下方向上進(jìn)行調(diào)整，從而能夠根據(jù)使用者U的體力和/或年齡等來改變?cè)摻嵌圈?O
上部水平框架102的左右兩端構(gòu)成扶手部101，并且，例如在上部水平框架102上纏繞有防滑的材料。另外，在構(gòu)成扶手部101的上部水平框架102的中央部附近位置處設(shè)有操作盤140。該操作盤140由使用該步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的使用者U進(jìn)行操作、或者對(duì)使用者U顯示信息。該操作盤140的安裝位置并未被限定，只要是使用該步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100的使用者U能夠容易地進(jìn)行操作或者查看信息的位置即可。在該操作盤140上，至少設(shè)有使利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的步行帶120的驅(qū)動(dòng)開始的驅(qū)動(dòng)開始用開關(guān)和使步行帶120的驅(qū)動(dòng)停止的驅(qū)動(dòng)停止用開關(guān)。進(jìn)而，優(yōu)選設(shè)有用于改變步行帶120的速度的開關(guān)。作為在該操作盤140中顯示的信息，例如顯示從運(yùn)動(dòng)開始起所經(jīng)過的時(shí)間、或者運(yùn)動(dòng)開始時(shí)所設(shè)定時(shí)間的剩余時(shí)間。另外，也可以在該操作盤140中顯示在步行帶120上的步行量(步行距離)、或者顯示通過將步行量(步行距離)換算成高度方向上的距離而得到的高度方向上的移動(dòng)量。S卩，在該步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100中，使用者U是在上坡路上步行，因此，相當(dāng)于使用者U是在進(jìn)行爬樓梯或者爬山路的運(yùn)動(dòng)。因此，例如也可以顯示為到達(dá)東京晴空塔(Tokyo Skytree)的高度600m處、到達(dá)富士山的海拔3700m處等的信肩、O參照?qǐng)D4對(duì)該步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明。該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具備:驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128，其從市電接收電力的供給進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；蝸桿126，其以軸心一致的方式與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸127連接；蝸輪125，其與蝸桿126嚙合；齒輪123，其通過旋轉(zhuǎn)軸124以軸心一致的方式與蝸輪125連接；以及減速齒輪122，其被設(shè)置為與齒輪123嚙合。減速齒輪122與前側(cè)的滾筒121以旋轉(zhuǎn)軸一致的方式連接。在該前側(cè)的滾筒121 (驅(qū)動(dòng)側(cè))與后側(cè)的滾筒130 (從動(dòng)側(cè))之間纏繞有環(huán)狀的步行帶120。即，在該步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100中，作為傳遞機(jī)構(gòu)而設(shè)有由蝸桿126和蝸輪125構(gòu)成的蝸輪蝸桿部，其中，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的旋轉(zhuǎn)力被輸入到蝸桿126中，蝸輪125向步行帶120輸出旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。進(jìn)而，在該步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100中設(shè)有限制機(jī)構(gòu)150，該限制機(jī)構(gòu)150限制發(fā)生下述情況，即，當(dāng)使用者U在步行帶120上步行時(shí)，步行帶120朝向后方側(cè)移動(dòng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)量以上的距離。上述蝸輪蝸桿部被構(gòu)成為作為該限制機(jī)構(gòu)150進(jìn)行動(dòng)作。以下對(duì)此詳細(xì)地進(jìn)行說明。由蝸桿126和蝸輪125構(gòu)成的蝸輪蝸桿部具有很難由輸出軸(蝸輪125的旋轉(zhuǎn)軸)使輸入軸(蝸桿126的旋轉(zhuǎn)軸)旋轉(zhuǎn)這樣的特性(旋轉(zhuǎn)阻力大這樣的特性)?？梢詫⒃撎匦越忉尀槲佪單仐U部的制動(dòng)功能。(理論上來說)當(dāng)摩擦角大于蝸桿126的導(dǎo)程角(螺旋角)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)該制動(dòng)功能。雖然摩擦角根據(jù)潤(rùn)滑狀況或表面粗糙度等而變動(dòng)從而無法準(zhǔn)確地求出，但是，已知在大多數(shù)情況下，當(dāng)該導(dǎo)程角大于10度時(shí)蝸桿126會(huì)滑脫出去。即，為了實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能，需要將蝸桿126的導(dǎo)程角設(shè)在10度以下，在本實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100中，也將蝸桿126的導(dǎo)程角設(shè)在10度以下。由于是如上述那樣設(shè)定了蝸桿126的導(dǎo)程角，因而下述情況被限制，即，當(dāng)使用者U在步行帶120上步行時(shí)，步行帶120朝向后方側(cè)移動(dòng)超過由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)量的距離。另外，關(guān)于上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128，當(dāng)由該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128向前側(cè)的滾筒121供給了旋轉(zhuǎn)力的情況下使用者U在步行帶120上步行時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128朝向后側(cè)輸送步行帶120。此時(shí)，也存在超過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的旋轉(zhuǎn)力的力經(jīng)由步行帶120施加在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128上的情況。如此由使用者U施加在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128上的力，作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的再生作用而產(chǎn)生電力。這樣的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的再生作用對(duì)于使用者U來說成為負(fù)荷，從而作為制動(dòng)器發(fā)揮作用。圖5表示使用者U站在該步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100的步行帶120上進(jìn)行步行的狀態(tài)。這樣，使用者U雙腳站在步行帶120上，并且操作設(shè)置在操作盤140上的、使步行帶120開始驅(qū)動(dòng)的開始驅(qū)動(dòng)用開關(guān)，從而從前側(cè)朝向后側(cè)輸送步行帶120。使用者U與步行帶120的移動(dòng)相配合地進(jìn)行步行。此時(shí)，由于步行帶120是傾斜的，因而相當(dāng)于在上坡路上步行(爬坡)。因此，(I)與步行帶120平坦地設(shè)置的情況相比能夠增大運(yùn)動(dòng)量。進(jìn)而，當(dāng)使用者U在步行帶120上步行時(shí)，(2)限制步行帶120朝向后方側(cè)移動(dòng)超過由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)量的距離的限制力(蝸輪蝸桿部的制動(dòng)功能)發(fā)揮作用，或者，(3)當(dāng)步行帶120欲朝向后方側(cè)移動(dòng)超過由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)量的距離時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的再生動(dòng)作發(fā)揮作用。在上述(I) (3)的任一種情況下，均使使用者U的運(yùn)動(dòng)量增加。這樣，由于無需加快步行帶120的步行速度便可增大運(yùn)動(dòng)量，因此，在不產(chǎn)生振動(dòng)或噪音的方面較為理想。另外，在即使在短時(shí)間內(nèi)也能夠增大運(yùn)動(dòng)量的方面較為理想。另夕卜，由于步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100是賦予像爬坡這樣的運(yùn)動(dòng)的裝置，因此，具有下述那樣的優(yōu)點(diǎn)，即，能夠縮短成為步行面的步行帶120的前后長(zhǎng)度，進(jìn)而，與現(xiàn)有的跑步機(jī)相比能夠盡可能地縮短主體框架的前后長(zhǎng)度。[第二實(shí)施方式]接下來，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100進(jìn)行說明。圖6、圖7表示第二實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100。該步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100具有與圖1所示的第一實(shí)施方式的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)大致相同的構(gòu)成。但是，在限制機(jī)構(gòu)150的構(gòu)成上較大地不同，其中，限制機(jī)構(gòu)150限制步行帶120朝向后方側(cè)移動(dòng)超過由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)量的距離。在第二實(shí)施方式的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100中，也是當(dāng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128向前側(cè)的滾筒121供給了旋轉(zhuǎn)力的情況下使用者U在步行帶120上步行時(shí)，朝向后側(cè)輸送步行帶120。如圖7所示，作為步行運(yùn)動(dòng)機(jī)100的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在左側(cè)的下部水平框架106的內(nèi)側(cè)安裝有驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128,該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128從市電接收電力的供給進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸127朝向前后方向，并且，在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸127的前端呈同軸狀地設(shè)有蝸桿126。另一方面，在纏繞有環(huán)狀的步行帶120的、前側(cè)滾筒121的左端側(cè)呈同軸狀地安裝有蝸輪125，該蝸輪125與蝸桿126螺合。因此，當(dāng)使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由蝸桿126、蝸輪125而被傳遞至前側(cè)的滾筒121，由此使前側(cè)的滾筒121旋轉(zhuǎn)，從而使步行帶120從前方朝向后方移動(dòng)。此時(shí)，也存在通過使用者U的步行而使超過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的力經(jīng)由步行帶120施加在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128上的情況。如此由使用者U施加在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128上的力，作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的再生作用而產(chǎn)生電力(產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì))。這樣的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的再生作用對(duì)于使用者U來說成為負(fù)荷，從而作為制動(dòng)器發(fā)揮作用。在第二實(shí)施方式中，將該再生作用作為限制機(jī)構(gòu)150進(jìn)行利用。即，限制機(jī)構(gòu)150使用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)。在此，由蝸桿126和蝸輪125構(gòu)成的蝸輪蝸桿部不具備作為限制機(jī)構(gòu)150的功能，其中，限制機(jī)構(gòu)150限制發(fā)生下述情況，即，當(dāng)使用者U在步行帶120上步行時(shí)，步行帶120朝向后方側(cè)移動(dòng)超過由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)量的距離。另外，上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸127也朝向后方突出，在該后方突出部分上安裝有速度計(jì)(速度檢測(cè)傳感器)210，該速度計(jì)210檢測(cè)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸127的轉(zhuǎn)速、換而言之步行帶120的移動(dòng)速度。作為該速度計(jì)210能夠采用使用了光電傳感器的轉(zhuǎn)速表
坐寸ο但是，第二實(shí)施方式的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)中的限制機(jī)構(gòu)150與第一實(shí)施方式不同，其是通過控制部200利用電的方式來控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。換而言之，限制機(jī)構(gòu)150具備控制部200，該控制部200被構(gòu)成為通過使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的電源輸入端彼此間短路，從而使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)作為對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的制動(dòng)力發(fā)揮作用，進(jìn)而，控制部200對(duì)于使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的電源輸入端彼此間短路的時(shí)間進(jìn)行控制。該限制機(jī)構(gòu)150配置在左側(cè)的下部水平框架106的內(nèi)部且驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的后側(cè)。圖8是限制機(jī)構(gòu)150的框圖。如圖8所示，控制部200由整流部201和PWM控制部202構(gòu)成，其中，整流部201將從外部供給的市電(交流)轉(zhuǎn)換成直流并供給至驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128，PWM控制部202根據(jù)PWM脈沖信號(hào)(Pulse WidthModulation Pulse Signal)來控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。整流部201通過將二極管204橋接(bridge connection)而構(gòu)成。PWM控制部202具有:M0S_FET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)等的半導(dǎo)體開關(guān)元件203、將PWM脈沖信號(hào)的脈沖寬度變更為所希望的寬度的CPU (central processingunit、中央處理器)205、以及將該P(yáng)WM脈沖信號(hào)反相的反相器(inverter) 206。此外，PWM控制部202還具備半橋門極驅(qū)動(dòng)器(half-bridge gate driver) 207和過電流防止電路208。PWM控制部202以串聯(lián)的方式配置有兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)元件203，并且，將一個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)元件203a的漏極(drain)側(cè)與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的正極側(cè)配線(整流部201的正輸出)連接，將半導(dǎo)體開關(guān)元件203a的源極(source)側(cè)與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的OV側(cè)配線連接。進(jìn)而，將另一個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)元件203b的漏極側(cè)與半導(dǎo)體開關(guān)元件203a的源極側(cè)連接，將半導(dǎo)體開關(guān)元件203b的源極側(cè)與整流部201的OV輸出側(cè)連接。CPU205產(chǎn)生用于對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的旋轉(zhuǎn)力進(jìn)行PWM控制的PWM脈沖信號(hào)，并且能夠改變?cè)揚(yáng)WM脈沖信號(hào)的脈沖寬度。來自設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128上的速度計(jì)210的信號(hào)(即，步行帶120的速度信息)被輸入到CPU205中，當(dāng)步行帶120的速度低于設(shè)定值時(shí)，從CPU205輸出脈沖寬度放大了的PWM脈沖信號(hào)，當(dāng)步行帶120的速度高于設(shè)定值時(shí)，從CPU205輸出脈沖寬度縮小了的PWM脈沖信號(hào)。從該CPU205輸出的PWM脈沖信號(hào)經(jīng)由半橋門極驅(qū)動(dòng)器207被輸入到半導(dǎo)體開關(guān)元件203b的門極(gate),由此通過將半導(dǎo)體開關(guān)元件203b加以切換(switching),使附加在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128上的電壓(驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的電源輸入端之間的電壓)發(fā)生變化，從而將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力加以控制。也就是說，PWM脈沖信號(hào)作為控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的旋轉(zhuǎn)力的信號(hào)發(fā)揮作用。另一方面，從該CPU205輸出的PWM脈沖信號(hào)也被輸入到反相器206中，從反相器206輸出的PWM反相脈沖信號(hào)經(jīng)由半橋門極驅(qū)動(dòng)器207被輸入到半導(dǎo)體開關(guān)元件203a的門極。當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)元件203a的門極成為High(= I)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的電源輸入端成為短路狀態(tài)。當(dāng)欲使呈短路狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128旋轉(zhuǎn)時(shí)，在該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128中產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，由此成為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸127不易旋轉(zhuǎn)的狀況,從而相對(duì)于步行帶120發(fā)揮制動(dòng)作用。也就是說，PWM反相脈沖信號(hào)是使PWM脈沖信號(hào)反相后的信號(hào)，并且作為對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128進(jìn)行制動(dòng)控制的信號(hào)發(fā)揮作用。另外，當(dāng)來自CPU205的PWM脈沖信號(hào)全部為L(zhǎng)ow(例如，雖然被供給了市電但并未按下啟動(dòng)按鈕，從而并未輸出驅(qū)動(dòng)步行帶的指令的狀態(tài))時(shí)，PWM脈沖信號(hào)在反相器206中被反相，并且作為PWM反相脈沖信號(hào)而被輸出。由于該P(yáng)WM反相脈沖信號(hào)全部成為High，因此，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128不會(huì)根據(jù)所輸出的PWM反相脈沖信號(hào)進(jìn)行空轉(zhuǎn)。也就是說，無論是在步行帶停止時(shí)還是步行帶被驅(qū)動(dòng)時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128未進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，均成為制動(dòng)功能相對(duì)于步行帶120發(fā)揮作用的狀況。進(jìn)而，第二實(shí)施方式的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)中的限制機(jī)構(gòu)150具備過電流防止電路208，該過電流防止電路208防止在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128中流動(dòng)過電流。具體地說，過電流防止電路208與從半導(dǎo)體開關(guān)元件203b的源極側(cè)分岔出的配線連接，該過電流防止電路208對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的電流值進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的電流值超過了規(guī)定值時(shí)，過電流防止電路208輸出Low( = O)(當(dāng)未檢測(cè)到過電流時(shí)輸出High (= I))。過電流防止電路208的輸出和從CPU205輸出的PWM脈沖信號(hào)在設(shè)置于反相器206的輸入側(cè)的加法器209中被進(jìn)行“與”處理(AND processing),并且，其處理結(jié)果被輸入到反相器206和半橋門極驅(qū)動(dòng)器207中。對(duì)于使用上述限制機(jī)構(gòu)150對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行控制的方法、換而言之限制機(jī)構(gòu)150的制動(dòng)功能進(jìn)行敘述。首先，與第一實(shí)施方式同樣地操作設(shè)置在操作盤140上的、使步行帶120開始驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)開始用開關(guān)，從而從前側(cè)朝向后側(cè)輸送步行帶120。然后，使用者U與步行帶120的移動(dòng)相配合地進(jìn)行步行(參照?qǐng)D5)。此時(shí)，由于步行帶120是傾斜的，因而相當(dāng)于在上坡路上步行(爬坡)。在使用者U進(jìn)行步行時(shí)，當(dāng)步行帶120的移動(dòng)速度從設(shè)定值偏離一定值以上時(shí)，限制機(jī)構(gòu)150進(jìn)行動(dòng)作而改變驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力(換而言之是轉(zhuǎn)速)。具體地說，PWM控制部202的CPU205輸出用于將步行帶120的移動(dòng)速度控制為設(shè)定值(例如3.0km/h)的PWM脈沖信號(hào)，該P(yáng)WM脈沖信號(hào)經(jīng)由半橋門極驅(qū)動(dòng)器207被輸入到半導(dǎo)體開關(guān)元件203b的門極，由此將半導(dǎo)體開關(guān)元件203b加以切換。通過該P(yáng)WM控制而使步行帶120的移動(dòng)速度維持為設(shè)定值。但是，當(dāng)變?yōu)橛捎谑褂谜遀的步行而步行帶120的移動(dòng)速度變慢(例如2.8km/h)的狀況時(shí)，通過速度計(jì)210來測(cè)量步行帶120的移動(dòng)速度(變慢后的移動(dòng)速度)，并將實(shí)際測(cè)量的速度輸入到CPU205中。CPU205輸出PWM脈沖信號(hào)，該P(yáng)WM脈沖信號(hào)經(jīng)由半橋門極驅(qū)動(dòng)器207被輸入到半導(dǎo)體開關(guān)元件203b的門極，由此將半導(dǎo)體開關(guān)元件203b加以切換，其中，從CPU205輸出的PWM脈沖信號(hào)的脈沖寬度擴(kuò)大了與使步行帶120的移動(dòng)速度變快并恢復(fù)至設(shè)定速度所需脈沖寬度相對(duì)應(yīng)的寬度。此時(shí)，控制電流(加速電流)如圖8的點(diǎn)劃線所示那樣流動(dòng)。通過該P(yáng)WM控制，將來自整流部201的輸出控制為規(guī)定電壓并供給至驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128，從而使步行帶120的移動(dòng)速度維持為設(shè)定值。另一方面，當(dāng)變?yōu)橛捎谑褂谜遀的步行而步行帶120的移動(dòng)速度變快(例如
3.2km/h)的狀況時(shí)，通過速度計(jì)210來測(cè)量步行帶120的移動(dòng)速度(變快后的移動(dòng)速度)，并將實(shí)際測(cè)量的速度輸入到CPU205中。CPU205輸出與使步行帶120的移動(dòng)速度變慢并恢復(fù)至設(shè)定速度(設(shè)定值)所需脈沖寬度相對(duì)應(yīng)地將其脈沖寬度縮小了的PWM脈沖信號(hào)，該P(yáng)WM脈沖信號(hào)經(jīng)由半橋門極驅(qū)動(dòng)器207被輸入到半導(dǎo)體開關(guān)元件203b的門極，從而將半導(dǎo)體開關(guān)元件203b加以切換。同時(shí),還輸出通過反相器206使PWM脈沖信號(hào)反相后的PWM反相脈沖信號(hào)，并且，該P(yáng)WM反相脈沖信號(hào)經(jīng)由半橋門極驅(qū)動(dòng)器207被輸入到半導(dǎo)體開關(guān)元件203a的門極，從而將半導(dǎo)體開關(guān)元件203a加以切換。通過將半導(dǎo)體開關(guān)元件203a切換而使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128成為短路狀態(tài)，當(dāng)在該狀態(tài)下欲使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128旋轉(zhuǎn)時(shí)，在該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128中再生作用發(fā)揮作用(產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì))。此時(shí)，控制電流(制動(dòng)電流)如圖8的虛線所示那樣流動(dòng)。該再生作用對(duì)于使用者U來說成為負(fù)荷，從而作為制動(dòng)器而對(duì)欲使步行帶120快速移動(dòng)的動(dòng)作發(fā)揮作用。也就是說，使步行帶120的移動(dòng)速度恢復(fù)至設(shè)定值。這樣，通過縮小PWM脈沖信號(hào)的脈沖寬度并且放大PWM反相脈沖信號(hào)的脈沖寬度從而將下述情況限制，即，當(dāng)使用者U在步行帶120上步行時(shí)，步行帶120朝向后方側(cè)移動(dòng)超過由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)量的距離。另外，在步行帶120的移動(dòng)速度變慢而輸出脈沖寬度變寬了的PWM脈沖信號(hào)時(shí)，也輸出通過反相器206而使該P(yáng)WM脈沖信號(hào)反相后的PWM反相脈沖信號(hào)，并且,該P(yáng)WM反相脈沖信號(hào)經(jīng)由半橋門極驅(qū)動(dòng)器207被輸入到半導(dǎo)體開關(guān)元件203a的門極。但是，由于PWM反相脈沖信號(hào)的脈沖寬度窄，因此，制動(dòng)作用幾乎不發(fā)揮作用。但是，在使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動(dòng)步行帶120時(shí)在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)128中流動(dòng)過電流的情況下，過電流從半導(dǎo)體開關(guān)元件203b的源極側(cè)流入過電流防止電路208中。當(dāng)通過過電流防止電路208檢測(cè)到該過電流時(shí)，過電流防止電路208輸出Low( = 0)，該輸出O與從CPU205輸出的PWM脈沖信號(hào)在加法器209中被進(jìn)行“與”處理。由于在PWM脈沖信號(hào)為任何脈沖寬度的信號(hào)時(shí)加法器209的輸出都為輸出0，因此，半導(dǎo)體開關(guān)元件203b成為斷開(OFF)狀態(tài)，半導(dǎo)體開關(guān)元件203a成為接通(ON)狀態(tài)，由此，相對(duì)于步行帶120的制動(dòng)作用持續(xù)發(fā)揮作用。通過上述限制機(jī)構(gòu)150的作用使步行帶120以大致固定的速度進(jìn)行移動(dòng)，從而不會(huì)產(chǎn)生大的振動(dòng)或噪音，并且，即使在較短的運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)也能夠確保有效的運(yùn)動(dòng)量。另外，第二實(shí)施方式的其他的構(gòu)成和所發(fā)揮的作用效果與第一實(shí)施方式大致相同，因而省略其詳細(xì)說明。應(yīng)該認(rèn)為以上所公開的實(shí)施方式的所有方面均為例示，而不是限制性的內(nèi)容。尤其是在本次所公開的實(shí)施方式中未明確公開的事項(xiàng)，例如運(yùn)轉(zhuǎn)條件或操作條件、各種參數(shù)、結(jié)構(gòu)部件的尺寸、重量、體積等并未超出本領(lǐng)域一般技術(shù)人員通常實(shí)施的范圍，而是采用本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員能夠容易想到的值。
權(quán)利要求
1.一種步行運(yùn)動(dòng)機(jī)，其具有: 主體框架，其在長(zhǎng)度方向的前后兩端部上以旋轉(zhuǎn)自如的方式轉(zhuǎn)動(dòng)支承有滾筒，并且在所述滾筒之間纏繞有環(huán)狀的步行帶； 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)所述步行帶從主體框架的前方側(cè)朝向后方側(cè)移動(dòng)； 扶手部，其設(shè)置于所述主體框架的前部；以及 操作盤，其設(shè)置在所述扶手部上， 所述步行運(yùn)動(dòng)機(jī)的特征在于，所述主體框架的前部的位置高于后部的位置，從而將主體框架配置成急傾斜狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、傳遞機(jī)構(gòu)以及限制機(jī)構(gòu)， 所述傳遞機(jī)構(gòu)將所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞至所述步行帶， 所述限制機(jī)構(gòu)限制發(fā)生下述情況:當(dāng)使用者在所述步行帶上步行時(shí)，所述步行帶朝向后方側(cè)移動(dòng)超過由所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)量的距離。
3.如權(quán)利要求2所述的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述傳遞機(jī)構(gòu)具有由蝸桿和蝸輪構(gòu)成的蝸輪蝸桿部，其中，所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)力被輸入到所述蝸桿中，并且所述蝸桿和所述蝸輪嚙合傳動(dòng)，由此由所述蝸輪輸出旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力而使所述步行帶從主體框架的前方側(cè)朝向后方側(cè)移動(dòng)， 所述蝸輪蝸桿部被構(gòu)成為作為所述限制機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作。
4.如權(quán)利要求2所述的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述限制機(jī)構(gòu)使用所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)。
5.如權(quán)利要求4所述的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述限制機(jī)構(gòu)具備控制部，其中，所述控制部被構(gòu)成為:通過使所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電源輸入端彼此間短路從而使所述反電動(dòng)勢(shì)作為相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)力發(fā)揮作用，并且，所述控制部控制所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電源輸入端彼此間短路的時(shí)間。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)，其特征在于，在主體框架的前部設(shè)有支承部件，從而使所述主體框架配置成急傾斜狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 在所述操作盤中顯示有通過對(duì)所述步行帶上的步行量加以換算而得到的高度方向上的移動(dòng)量。
全文摘要
本發(fā)明提供的步行運(yùn)動(dòng)機(jī)不會(huì)產(chǎn)生大的振動(dòng)或噪音，并且能夠在較短的運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)確保有效的運(yùn)動(dòng)量；步行運(yùn)動(dòng)機(jī)(100)具備使用者站在上面進(jìn)行步行的步行帶(120)、使用者雙手把持的扶手部(101)、使用者對(duì)開關(guān)等進(jìn)行操作的操作盤(140)、以及驅(qū)動(dòng)步行帶(120)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；步行帶(120)通過由蝸桿使蝸輪旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行移動(dòng)，其中，蝸桿通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，蝸輪與滾筒相連接；通過蝸輪蝸桿部的制動(dòng)功能而使制動(dòng)力相對(duì)于步行帶(120)發(fā)揮作用。
文檔編號(hào)A63B22/02GK103143141SQ201210515880
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者沼田康一, 三原輝男, 張震海, 清水新策 申請(qǐng)人:大東電機(jī)工業(yè)株式會(huì)社