步行運(yùn)動的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的步行運(yùn)動機(jī)不會產(chǎn)生大的振動或噪音，并且能夠在較短的運(yùn)動時間內(nèi)確保有效的運(yùn)動量；步行運(yùn)動機(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)、使用者對開關(guān)等進(jìn)行操作的操作盤(140)、以及驅(qū)動步行帶(120)移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)；步行帶(120)通過由蝸桿使蝸輪旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行移動，其中，蝸桿通過驅(qū)動電動機(jī)的驅(qū)動而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，蝸輪與滾筒相連接；通過蝸輪蝸桿部的制動功能而使制動力相對于步行帶(120)發(fā)揮作用。
【專利說明】步行運(yùn)動機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及運(yùn)動者在環(huán)狀帶上進(jìn)行步行運(yùn)動或跑步運(yùn)動的步行運(yùn)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有一種運(yùn)動者在移動的環(huán)狀帶上進(jìn)行步行運(yùn)動或跑步運(yùn)動(以下統(tǒng)稱為“步行運(yùn)動”，在本實(shí)用新型中并未明確區(qū)分“步行”和“跑步”)的、被稱為跑步機(jī)的運(yùn)動器械。在這樣的運(yùn)動器械中，為了防止運(yùn)動者在運(yùn)動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)，因而在不使用時會占用很大的空間，因此，例如專利文獻(xiàn)I (日本特開2007-159879號公報)中公開了一種在不使用時能夠?qū)⒎鍪直劬o湊地折疊起來的步行運(yùn)動器械。
[0003]【在先技術(shù)文獻(xiàn)】
[0004]【專利文獻(xiàn)】
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本公報、特開2007-159879號
[0006]但是，在專利文獻(xiàn)1所公開的運(yùn)動器械中，為了增加運(yùn)動量而考慮到了提高在該運(yùn)動器械上的步行速度、 或者增加使用該運(yùn)動器械的運(yùn)動時間。但是，像這樣提高步行速度會使振動或噪音變得過大，這對于居住在公寓等中的使用者來說并不理想。另外，增加運(yùn)動時間對于并沒有多余閑暇時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。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]因此，本實(shí)用新型是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種不會產(chǎn)生大的振動或噪音，并且，即使在較短的運(yùn)動時間內(nèi)也能夠確保有效的運(yùn)動量的步行運(yùn)動機(jī)。
[0008]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型采取以下的技術(shù)方法。
[0009]本實(shí)用新型涉及的步行運(yùn)動機(jī)具有:主體框架，其在長度方向的前后兩端部上以旋轉(zhuǎn)自如的方式轉(zhuǎn)動支承有滾筒，并且在上述滾筒之間纏繞有環(huán)狀的步行帶；驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動上述步行帶從主體框架的前方側(cè)朝向后方側(cè)移動；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)；上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)具有驅(qū)動電動機(jī)、整流部、傳遞機(jī)構(gòu)以及限制機(jī)構(gòu)，其中，上述整流部是通過將二極管橋接而構(gòu)成，并且將從外部供給的市電轉(zhuǎn)換成直流并供給至上述驅(qū)動電動機(jī)，上述傳遞機(jī)構(gòu)將上述驅(qū)動電動機(jī)的驅(qū)動力傳遞至步行帶，上述限制機(jī)構(gòu)通過使上述驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端彼此間短路，從而對上述驅(qū)動電動機(jī)賦予制動力；并且，上述限制機(jī)構(gòu)具備連接在上述驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端間且使上述驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端彼此間短路的具有規(guī)定的電阻值的電阻。
[0010]優(yōu)選上述限制機(jī)構(gòu)還具備連接在上述驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端間的電源聯(lián)動型的繼電器開關(guān)，并且，在停止供給市電時，利用上述電源聯(lián)動型的繼電器開關(guān)使上述驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端彼此間短路。[0011](實(shí)用新型效果)
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的步行運(yùn)動機(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，不會產(chǎn)生大的振動或噪音，并且，即使在較短的運(yùn)動時間內(nèi)也能夠確保有效的
運(yùn)動量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)的整體立體圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)的主視圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)的側(cè)視圖。
[0016]圖4是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的放大立體圖。
[0017]圖5是表示本實(shí)用新型第一實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)的使用狀態(tài)的圖。
[0018]圖6是本實(shí)用新型第二實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)的整體立體圖。 [0019]圖7是將本實(shí)用新型第二實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)的內(nèi)部放大后的立體圖。
[0020]圖8是本實(shí)用新型第二實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)的限制機(jī)構(gòu)的框圖。
[0021]圖9是本實(shí)用新型第三實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)的限制機(jī)構(gòu)的框圖。
[0022]圖10是本實(shí)用新型第三實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)的限制機(jī)構(gòu)的框圖(變形例)。
[0023](符號說明)
[0024]100步行運(yùn)動機(jī)101扶手部
[0025]102上部水平框架103縱向框架
[0026]104前部支腳部105后部支腳部
[0027]106下部水平框架107懸掛框架
[0028]108懸掛水平框架 109連接框架
[0029]1加步行帶I2I滾筒(前側(cè)、驅(qū)動側(cè))
[0030]122減速齒輪123齒輪
[0031]124旋轉(zhuǎn)軸125蝸輪
[0032]126蝸桿127電動機(jī)旋轉(zhuǎn)軸
[0033]128驅(qū)動電動機(jī)130滾筒(后側(cè)、從動側(cè))
[0034]140操作盤150限制機(jī)構(gòu)
[0035]200控制部201整流部
[0036]202 PWM控制部203半導(dǎo)體開關(guān)元件
[0037]203a半導(dǎo)體開關(guān)元件 203b半導(dǎo)體開關(guān)元件
[0038]204 二極管205 CPU
[0039]206反相器207半橋門極驅(qū)動器
[0040]208過電流防止電路 209加法器
[0041]210速度計(速度檢測傳感器)300電阻
[0042]301繼電器開關(guān)
【具體實(shí)施方式】[0043][第一實(shí)施方式]
[0044]以下，根據(jù)附圖對本實(shí)用新型第一實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)100進(jìn)行說明。
[0045]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。
[0046]圖1表示本實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)100的整體立體圖，圖2表示步行運(yùn)動機(jī)100的王視圖，圖3表不步彳丁運(yùn)動機(jī)100的側(cè)視圖。
[0047]如這些圖所示，該步行運(yùn)動機(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)動機(jī)構(gòu)(詳細(xì)來說是后述的驅(qū)動電動機(jī)128等)、扶手部101以及操作盤140,其中，主體框架在其長度方向的前后兩端部上以旋轉(zhuǎn)自如的方式轉(zhuǎn)動支承(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 ;通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動將步行帶120從主體框架的前方側(cè)朝向后方側(cè)輸送；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的中央部附近位置處)。
[0048]在該步行運(yùn)動機(jī)100中，運(yùn)動者(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。該情況下，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動使步行帶120從前方側(cè)朝向后方側(cè)(S卩，與使用者U的步行方向呈相反的方向)移動。該步行帶120的寬度形成為比使用者的肩寬寬從而不會對步行造成障礙。
[0049]主體框架由上部水平框架102、縱向框架103、左右一對的下部水平框架106、左右一對的前部支腳部104和左右一對的后部支腳部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在左右側(cè)分別豎立設(shè)置有一個以便支承上部水平框架102 ;左右一對的下部水平框架106支承縱向框架103，并且在其前后兩端部上將滾筒121 (前側(cè))和滾筒130 (后偵U以旋轉(zhuǎn)自如的方式加以保持；左右一對的前部支腳部104和左右一對的后部支腳部105安裝在下部水平框架106上，并且，左右一對的后部支腳部105的高度低于左右一對的前部支腳部104 ;連接框架109將左右一對的前部支腳部104加以連接；懸掛框架107和懸掛水平框架108將驅(qū)動機(jī)構(gòu)以懸掛的方式加以支承。
[0050]如圖3所示，在該步行運(yùn)動機(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。
[0051]關(guān)于該角度Θ，例如也可以通過將前部支腳部104相對于下部水平框架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/或年齡等來改變該角度Θ O
[0052]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)動機(jī)100進(jìn)行運(yùn)動的使用者U進(jìn)行操作、或者對使用者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。
[0053]在該操作盤140上，至少設(shè)有利用驅(qū)動機(jī)構(gòu)開始驅(qū)動步行帶120的驅(qū)動開始用開關(guān)和停止驅(qū)動步行帶120的驅(qū)動停止用開關(guān)。進(jìn)而，該操作盤140上優(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)動開始起所經(jīng)過的時間、或者運(yùn)動開始時所設(shè)定時間的剩余時間。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量。S卩，在該步行運(yùn)動機(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。因此，例如也可以顯示為到達(dá)東京晴空塔(TokyoSkytree)的高度600m處、到達(dá)富士山的海拔3700m處等的信肩、O
[0054]參照圖4對該步行運(yùn)動機(jī)100的驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0055]該驅(qū)動機(jī)構(gòu)具備:驅(qū)動電動機(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)動電動機(jī)128的電動機(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)動側(cè))與后側(cè)的滾筒130 (從動側(cè))之間纏繞有環(huán)狀的步行帶120。即，在該步行運(yùn)動機(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)動電動機(jī)128的旋轉(zhuǎn)力被輸入到蝸桿126中，并且，通過蝸桿126與蝸輪125嚙合，由此由蝸輪125向步行帶120輸出旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。
[0056]進(jìn)而，在該步行運(yùn)動機(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，步行帶120朝向后方側(cè)移動超過由驅(qū)動電動機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動量的距離。上述蝸輪蝸桿部被構(gòu)成為作為該限制機(jī)構(gòu)150進(jìn)行工作。以下對此詳細(xì)地進(jìn)行說明。
[0057]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部的制動功能。
[0058](理論上來說)當(dāng)摩擦角大于蝸桿126的導(dǎo)程角(螺旋角)時能夠?qū)崿F(xiàn)該制動功能。雖然摩擦角根據(jù)潤滑狀況或表面粗糙度等而變動從而無法準(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度時會產(chǎn)生滑動。即，為了實(shí)現(xiàn)制動功能，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)動機(jī)100中，也將蝸桿126的導(dǎo)程角設(shè)在10度以下。
[0059]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，步行帶120朝向后方側(cè)移動超過由驅(qū)動電動機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動量的距離。
[0060]另外，關(guān)于上述驅(qū)動電動機(jī)128，當(dāng)由該驅(qū)動電動機(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，該驅(qū)動電動機(jī)128朝向后側(cè)輸送步行帶120。此時，也存在超過驅(qū)動電動機(jī)128的旋轉(zhuǎn)力的力經(jīng)由步行帶120施加在驅(qū)動電動機(jī)128上的情況。如此由使用者U施加在驅(qū)動電動機(jī)128上的力，作為驅(qū)動電動機(jī)128的再生作用而產(chǎn)生電力。這樣的驅(qū)動電動機(jī)128的再生作用對于使用者U來說成為負(fù)荷，從而作為制動器發(fā)揮作用。
[0061]圖5中示出使用者U站在該步行運(yùn)動機(jī)100的步行帶120上進(jìn)行步行的狀態(tài)。
[0062]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)動的驅(qū)動開始用開關(guān)，從而從前側(cè)朝向后側(cè)輸送步行帶120。
[0063]使用者U與步行帶120的移動相配合地進(jìn)行步行。此時，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)動量。進(jìn)而，當(dāng)使用者U在步行帶120上步行時，(2)限制步行帶120朝向后方側(cè)移動超過由驅(qū)動電動機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動量的距離的限制力(蝸輪蝸桿部的制動功能)發(fā)揮作用，或者，(3)當(dāng)步行帶120欲朝向后方側(cè)移動超過由驅(qū)動電動機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動量的距離時，驅(qū)動電動機(jī)128的再生動作發(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)動量增加。
[0064]這樣，由于無需加快步行帶120的移動速度便可增大運(yùn)動量，因此，在不產(chǎn)生大的振動或噪音的方面較為理想。另外，在即使在短時間內(nèi)也能夠增大運(yùn)動量的方面較為理想。另外，由于步行運(yùn)動機(jī)100是賦予像爬坡這樣的運(yùn)動的裝置，因此，具有下述的優(yōu)點(diǎn)，即，能夠縮短成為步行面的步行帶120的前后長度，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度。
[0065][第二實(shí)施方式]
[0066]接下來，根據(jù)附圖對本實(shí)用新型第二實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)100進(jìn)行說明。
[0067]圖6、圖7中示出第二實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)100。該步行運(yùn)動機(jī)100具有與圖1所示的第一實(shí)施方式的步行運(yùn)動機(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)移動超過由驅(qū)動電動機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動量的距離。
[0068]在第二實(shí)施方式的步行運(yùn)動機(jī)100中，也是當(dāng)由驅(qū)動電動機(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，朝向后側(cè)輸送步行帶120。
[0069]如圖7所示，作為步行運(yùn)動機(jī)100的驅(qū)動機(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)動電動機(jī)128,該驅(qū)動電動機(jī)128從市電接收電力的供給進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。該驅(qū)動電動機(jī)128的電動機(jī)旋轉(zhuǎn)軸127朝向前后方向，并且，在電動機(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嚙合。
[0070]因此，當(dāng)使驅(qū)動電動機(jī)128進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力經(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。
[0071]此時，也存在通過使用者U的步行而使超過驅(qū)動電動機(jī)128的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的力經(jīng)由步行帶120施加在驅(qū)動電動機(jī)128上的情況。如此由使用者U施加在驅(qū)動電動機(jī)128上的力，作為驅(qū)動電動機(jī)128的再生作用而產(chǎn)生電力(產(chǎn)生反電動勢)。這樣的驅(qū)動電動機(jī)128的再生作用對于使用者U來說成為負(fù)荷，從而作為制動器發(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)動電動機(jī)128的反電動勢。[0072]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，步行帶120朝向后方側(cè)移動超過由驅(qū)動電動機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動量的距離。
[0073]另外，上述驅(qū)動電動機(jī)128的電動機(jī)旋轉(zhuǎn)軸127也朝向后方突出，并且，在該電動機(jī)旋轉(zhuǎn)軸127的后方突出部分上安裝有速度計(速度檢測傳感器)210，該速度計210檢測電動機(jī)旋轉(zhuǎn)軸127的轉(zhuǎn)速、換而言之步行帶120的移動速度。作為該速度計210能夠采用使用了光電傳感器的轉(zhuǎn)速表等。
[0074]但是，第二實(shí)施方式的步行運(yùn)動機(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)動電動機(jī)128的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。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)動電動機(jī)128的電源輸入端彼此間短路，從而使驅(qū)動電動機(jī)128中產(chǎn)生的反電動勢作為對驅(qū)動電動機(jī)128的制動力發(fā)揮作用，進(jìn)而，控制部200對于使驅(qū)動電動機(jī)128的電源輸入端彼此間短路的時間進(jìn)行控制。
[0075]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)動電動機(jī)128的后側(cè)。
[0076]圖8是限制機(jī)構(gòu)150的框圖。
[0077]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)動電動機(jī)128，PWM控制部202根據(jù)PWM脈沖信號(Pulse Width Modulation Pulse Signal)來控制驅(qū)動電動機(jī)128的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。
[0078]整流部201是通過將二極管204橋接(bridge connection)而構(gòu)成。
[0079]PWM控制部202具有:M0S_FET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)等的半導(dǎo)體開關(guān)元件203、將PWM脈沖信號的脈沖寬度變更為所希望的寬度的CPU (central proces singunit、中央處理器)205、以及將該P(yáng)WM脈沖信號反相的反相器(inverter) 206。此外，PWM控制部202還具備半橋門極驅(qū)動器(half-bridge gate driver) 207和過電流防止電路208。
[0080]在PWM控制部202中，以串聯(lián)的方式配置有兩個半導(dǎo)體開關(guān)元件203，并且，將其中一個半導(dǎo)體開關(guān)元件203a的漏極(drain)側(cè)與驅(qū)動電動機(jī)128的正極側(cè)配線(整流部201的正輸出側(cè))連接，將該一個半導(dǎo)體開關(guān)元件203a的源極(source)側(cè)與驅(qū)動電動機(jī)128的OV側(cè)配線連接。進(jìn)而，將另一個半導(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，將該另一個半導(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。
[0081]CPU205產(chǎn)生用于對驅(qū)動電動機(jī)128的旋轉(zhuǎn)力進(jìn)行PWM控制的PWM脈沖信號，并且能夠改變該P(yáng)WM脈沖信號的脈沖寬度。來自設(shè)置在驅(qū)動電動機(jī)128上的速度計210的信號(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，從CPU205輸出脈沖寬度放大了的PWM脈沖信號，當(dāng)步行帶120的速度高于設(shè)定值時，從CPU205輸出脈沖寬度縮小了的PWM脈沖信號。
[0082]從該CPU205輸出的PWM脈沖信號經(jīng)由半橋門極驅(qū)動器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),使施加在驅(qū)動電動機(jī)128上的電壓(驅(qū)動電動機(jī)128的電源輸入端之間的電壓)發(fā)生變化，從而將驅(qū)動電動機(jī)128的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力加以控制。也就是說，PWM脈沖信號作為控制驅(qū)動電動機(jī)128的旋轉(zhuǎn)力的信號發(fā)揮作用。
[0083]另一方面，從該CPU205輸出的PWM脈沖信號也被輸入到反相器206中，從反相器206輸出的PWM反相脈沖信號經(jīng)由半橋門極驅(qū)動器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，驅(qū)動電動機(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)動電動機(jī)128旋轉(zhuǎn)時，在該驅(qū)動電動機(jī)128中產(chǎn)生反電動勢，由此成為驅(qū)動電動機(jī)128的電動機(jī)旋轉(zhuǎn)軸127不易旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，從而對于步行帶120發(fā)揮制動作用。也就是說，PWM反相脈沖信號是使PWM脈沖信號反相后的信號，并且作為對驅(qū)動電動機(jī)128進(jìn)行制動控制的信號發(fā)揮作用。
[0084]另外，當(dāng)來自CPU205的PWM脈沖信號全部為Low (例如，雖然被供給有市電但并未按下啟動按鈕，從而并未輸出驅(qū)動步行帶的指令的狀態(tài))時，PWM脈沖信號在反相器206中被反相，并且作為PWM反相脈沖信號而被輸出。由于該P(yáng)WM反相脈沖信號全部成為High，因此，驅(qū)動電動機(jī)128不會根據(jù)所輸出的PWM反相脈沖信號進(jìn)行空轉(zhuǎn)。
[0085]也就是說，無論是在步行帶停止時還是步行帶被驅(qū)動時，當(dāng)驅(qū)動電動機(jī)128未進(jìn)行驅(qū)動時，均成為制動功能相對于步行帶120發(fā)揮作用的狀態(tài)。
[0086]進(jìn)而，第二實(shí)施方式的步行運(yùn)動機(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)動電動機(jī)128中流動過電流。
[0087]具體而言，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對驅(qū)動電動機(jī)128進(jìn)行驅(qū)動時的電流值進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)驅(qū)動電動機(jī)128進(jìn)行驅(qū)動時的電流值超過了規(guī)定值時，過電流防止電路208輸出Low( = O)(當(dāng)未檢測到過電流時輸出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 proces sing),并且，其處理結(jié)果被輸入到反相器206和半橋門極驅(qū)動器207中。
[0088]對于使用上述限制機(jī)構(gòu)150對驅(qū)動電動機(jī)128的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力進(jìn)行控制的方法、換而言之限制機(jī)構(gòu)150的制動功能進(jìn)行敘述。
[0089]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)動的驅(qū)動開始用開關(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的移動相配合地進(jìn)行步行(參照圖5)。
[0090]此時，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，當(dāng)步行帶120的移動速度從設(shè)定值偏離一定值以上時，限制機(jī)構(gòu)150進(jìn)行工作而改變驅(qū)動電動機(jī)128的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力(換而言之是轉(zhuǎn)速)。
[0091]具體而言，PWM控制部202的CPU205輸出用于將步行帶120的移動速度控制為設(shè)定值(例如3.0km/h)的PWM脈沖信號，該P(yáng)WM脈沖信號經(jīng)由半橋門極驅(qū)動器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的移動速度維持為設(shè)定值。
[0092]但是，當(dāng)變?yōu)橛捎谑褂谜遀的步行而步行帶120的移動速度變慢(例如2.8km/h)的狀況時，通過速度計210來測量步行帶120的移動速度(變慢后的移動速度)，并將實(shí)際測量的速度輸入到CPU205中。此時，CPU205輸出PWM脈沖信號，該P(yáng)WM脈沖信號經(jīng)由半橋門極驅(qū)動器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脈沖信號的脈沖寬度擴(kuò)大了與使步行帶120的移動速度變快并恢復(fù)至設(shè)定速度所需脈沖寬度相對應(yīng)的寬度。此時，控制電流(加速電流)如圖8中的點(diǎn)劃線所示那樣流動。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)動電動機(jī)128，從而使步行帶120的移動速度維持為設(shè)定值。
[0093]另一方面，當(dāng)變?yōu)橛捎谑褂谜遀的步行而步行帶120的移動速度變快(例如
3.2km/h)的狀況時，通過速度計210來測量步行帶120的移動速度(變快后的移動速度)，并將實(shí)際測量的速度輸入到CPU205中。此時，CPU205輸出與使步行帶120的移動速度變慢并恢復(fù)至設(shè)定速度(設(shè)定值)所需脈沖寬度相對應(yīng)地將其脈沖寬度縮小了的PWM脈沖信號，該P(yáng)WM脈沖信號經(jīng)由半橋門極驅(qū)動器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。
[0094]同時,還輸出通過反相器206使PWM脈沖信號反相后的PWM反相脈沖信號，并且，該P(yáng)WM反相脈沖信號經(jīng)由半橋門極驅(qū)動器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)動電動機(jī)128成為短路狀態(tài)，并且，當(dāng)在該狀態(tài)下欲使驅(qū)動電動機(jī)128旋轉(zhuǎn)時，在該驅(qū)動電動機(jī)128中再生作用發(fā)揮作用(產(chǎn)生反電動勢)。此時，控制電流(制動電流)如圖8中的虛線所示那樣流動。該再生作用對于使用者U來說成為負(fù)荷，從而作為制動器而對欲使步行帶120快速移動的動作發(fā)揮作用。也就是說，使步行帶120的移動速度恢復(fù)至設(shè)定值。
[0095]這樣，通過縮小PWM脈沖信號的脈沖寬度并且放大PWM反相脈沖信號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，步行帶120朝向后方側(cè)移動超過由驅(qū)動電動機(jī)128產(chǎn)生的驅(qū)動量的距離。
[0096]另外，在步行帶120的移動速度變慢而輸出脈沖寬度變寬了的PWM脈沖信號時，也輸出通過反相器206而使該P(yáng)WM脈沖信號反相后的PWM反相脈沖信號，并且,該P(yáng)WM反相脈沖信號經(jīng)由半橋門極驅(qū)動器207被輸入到半導(dǎo)體開關(guān)元件203a的門極。但是，由于PWM反相脈沖信號的脈沖寬度窄，因此，制動作用幾乎不發(fā)揮作用。
[0097]但是，在使驅(qū)動電動機(jī)128旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動步行帶120的情況下，當(dāng)過電流流向驅(qū)動電動機(jī)128中時，該過電流從半導(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檢測到該過電流時，過電流防止電路208輸出Low( = O)，該輸出O與從CPU205輸出的PWM脈沖信號在加法器209中被進(jìn)行“與”處理。由于在PWM脈沖信號為任何脈沖寬度的信號時加法器209的輸出都為輸出O,因此,半導(dǎo)體開關(guān)兀件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，相對于步行帶120的制動作用持續(xù)地發(fā)揮作用。
[0098]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，從而不會產(chǎn)生大的振動或噪音，并且，即使在較短的運(yùn)動時間內(nèi)也能夠確保有效的運(yùn)動量。
[0099]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。
[0100][第三實(shí)施方式]
[0101]接下來，對本實(shí)用新型第三實(shí)施方式涉及的步行運(yùn)動機(jī)100進(jìn)行說明。
[0102]第三實(shí)施方式的步行運(yùn)動機(jī)100具有與第二實(shí)施方式的步行運(yùn)動機(jī)100大致相同的外觀和機(jī)械結(jié)構(gòu)。但是，第三實(shí)施方式的步行運(yùn)動機(jī)100所具備的控制部200 (限制機(jī)構(gòu)150)的構(gòu)成與第二實(shí)施方式不同。
[0103]圖9中示出第三實(shí)施方式的限制機(jī)構(gòu)的框圖。
[0104]如圖9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)動電動機(jī)128，PWM控制部202根據(jù)PWM脈沖信號來控制驅(qū)動電動機(jī)128的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。
[0105]整流部201是通過將二極管204橋接而構(gòu)成。
[0106]PWM控制部202具有:M0S_FET等的半導(dǎo)體開關(guān)元件203、將PWM脈沖信號的脈沖寬度變更為所希望的寬度的CPU205、以及將該P(yáng)WM脈沖信號反相的反相器206。此外，PWM控制部202還具備半橋門極驅(qū)動器207和過電流防止電路208。
[0107]進(jìn)而，第三實(shí)施方式的控制部200具有將驅(qū)動電動機(jī)128的正極側(cè)配線和驅(qū)動電動機(jī)128的OV側(cè)配線連接的配線，并且，在該配線上設(shè)有電阻300。該電阻300所發(fā)揮的作用效果如下所述。
[0108]在使用者U進(jìn)行步行時，當(dāng)步行帶120的移動速度從設(shè)定值偏離一定值以上時，控制部200進(jìn)行工作而改變驅(qū)動電動機(jī)128的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力(換言之是轉(zhuǎn)速)。
[0109]該情況與第二實(shí)施方式中所說明的情況相同，S卩，當(dāng)變?yōu)橛捎谑褂谜遀的步行而使得步行帶120的移動速度例如變快(例如3.2km/h)的狀況時，通過速度計210來測量步行帶120的移動速度(變快后的移動速度)，并將實(shí)際測量的速度輸入到CPU205中。此時，CPU205輸出與使步行帶120的移動速度變慢并恢復(fù)至設(shè)定速度(設(shè)定值)所需脈沖寬度相對應(yīng)地將其脈沖寬度縮小了的PWM脈沖信號，該P(yáng)WM脈沖信號經(jīng)由半橋門極驅(qū)動器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。
[0110]同時,還輸出通過反相器206使PWM脈沖信號反相后的PWM反相脈沖信號，并且，該P(yáng)WM反相脈沖信號經(jīng)由半橋門極驅(qū)動器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)動電動機(jī)128成為短路狀態(tài)，并且，當(dāng)在該狀態(tài)下欲使驅(qū)動電動機(jī)128旋轉(zhuǎn)時，在該驅(qū)動電動機(jī)128中再生作用發(fā)揮作用(產(chǎn)生反電動勢)。此時，控制電流(制動電流)如圖9中的虛線所示那樣流動。該再生作用對于使用者U來說成為負(fù)荷，從而作為制動器而對欲使步行帶120快速移動的動作發(fā)揮作用。這種情況下產(chǎn)生的反電動勢被施加到控制部200內(nèi)部的電子器件、例如半導(dǎo)體開關(guān)元件203或未圖示的電容器等，最壞時甚至有可能損壞該電子器件。
[0111]因此，在第三實(shí)施方式中，通過安裝在驅(qū)動電動機(jī)128上的電阻300來消耗驅(qū)動電動機(jī)128中所產(chǎn)生的反電動勢，從而能夠防止對控制部200內(nèi)部的電子器件帶來不良影響。
[0112]為了有效地將電阻300因消耗反電動勢所產(chǎn)生的熱進(jìn)行散熱，可以將該電阻300安裝在步行運(yùn)動機(jī)100的下部水平框架106等上，并利用由安裝在驅(qū)動電動機(jī)128上的風(fēng)扇等產(chǎn)生的風(fēng)進(jìn)行冷卻。
[0113]另外，通過設(shè)置該電阻300，驅(qū)動電動機(jī)128的輸入端成為接近閉合(close)狀態(tài)的狀態(tài)(具有規(guī)定的電阻值R的閉合電路)。即，并不是完全的短路狀態(tài)，而是處于在電阻300的電阻值R的介入下呈短路的狀態(tài)。因此，通過配置該電阻300，能夠持續(xù)產(chǎn)生一定程度的反電動勢，并且能夠與之相對應(yīng)地實(shí)現(xiàn)對步行帶120的制動作用。因此，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定電阻300的電阻值R，也能夠如圖10所示不需要設(shè)置半導(dǎo)體開關(guān)元件203a，從而能夠謀求降低成本。
[0114]進(jìn)而，第三實(shí)施方式的控制部200具有將驅(qū)動電動機(jī)128的正極側(cè)配線和驅(qū)動電動機(jī)128的OV側(cè)配線連接的配線，并且，能夠利用繼電器開關(guān)301將該配線連接(ON)或斷開(OFF)。該繼電器開關(guān)301的工作及所發(fā)揮的作用效果如下所述。[0115]假設(shè)使用者U正在步行帶120上進(jìn)行步行的情況。此時，假設(shè)例如供給電源用的插頭突然脫落、或者停止供給市電(停電)。另外，假設(shè)由于增大對驅(qū)動電動機(jī)128的負(fù)荷導(dǎo)致保險絲被切斷而安全電路進(jìn)行工作。在這些狀況下，從圖9的框圖明確可知:驅(qū)動電動機(jī)128的輸入端變?yōu)榇蜷_(open)狀態(tài)，由此此前起作用的反電動勢完全不再發(fā)揮作用。該情況下，步行帶120呈空轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而妨礙使用者U以正常狀態(tài)安全地進(jìn)行步行。
[0116]因此，在市電中途斷電、或保險絲被切斷而安全電路進(jìn)行工作時，使繼電器開關(guān)301工作并將繼電器開關(guān)301的接點(diǎn)連接到A側(cè)，從而使驅(qū)動電動機(jī)128的輸入端成為閉合狀態(tài)。
[0117]具體而言，作為繼電器開關(guān)301而采用“電源聯(lián)動型的繼電器開關(guān)”，在被供給市電時，將繼電器開關(guān)301的接點(diǎn)連接到B側(cè)而使驅(qū)動電動機(jī)128的輸入端呈打開狀態(tài)。在未供給市電時，使繼電器開關(guān)301工作并將繼電器開關(guān)301的接點(diǎn)連接到A側(cè)，從而使驅(qū)動電動機(jī)128的輸入端成為閉合狀態(tài)。于是，驅(qū)動電動機(jī)128處于產(chǎn)生最大反電動勢的狀態(tài)，從而步行帶120呈被賦予制動力的狀態(tài)而避免了空轉(zhuǎn)，由此使用者U能夠安全地停止步行。
[0118]另外，尤其優(yōu)選構(gòu)成為利用來自CPU205的信號使繼電器開關(guān)301工作。在該構(gòu)成的情況下，當(dāng)步行帶120處于停止時，使繼電器開關(guān)301工作并將繼電器開關(guān)301的接點(diǎn)連接到A側(cè)而使驅(qū)動電動機(jī)128的輸入端成為閉合狀態(tài)，從而使驅(qū)動電動機(jī)128發(fā)揮制動作用。然后，當(dāng)步行帶120稍微開始移動時，將繼電器開關(guān)301的接點(diǎn)連接到B側(cè)而使驅(qū)動電動機(jī)128的輸入端呈打開狀態(tài)，從而解除制動作用。通過這樣，能夠確保使用者更安全地進(jìn)行步行動作。
[0119]另外，由于第三實(shí)施方式的其他構(gòu)成及所發(fā)揮的作用效果與第二實(shí)施方式大致相同，故省略其詳細(xì)的說明。
[0120]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。尤其是關(guān)于本次所公開的實(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)動機(jī)，其具有: 主體框架，其在長度方向的前后兩端部上以旋轉(zhuǎn)自如的方式轉(zhuǎn)動支承有滾筒，并且在所述滾筒之間纏繞有環(huán)狀的步行帶； 驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動所述步行帶從所述主體框架的前方側(cè)朝向后方側(cè)移動； 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，從而將所述主體框架配置成急傾斜狀態(tài)； 所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)具有: 驅(qū)動電動機(jī)； 整流部，其是通過將二極管橋接而構(gòu)成，并且將從外部供給的市電轉(zhuǎn)換成直流并供給至所述驅(qū)動電動機(jī)； 傳遞機(jī)構(gòu)，其將所述驅(qū)動電動機(jī)的驅(qū)動力傳遞至所述步行帶； 限制機(jī)構(gòu)，其通過使所述驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端彼此間短路，從而對所述驅(qū)動電動機(jī)賦予制動力， 并且，所述限制機(jī)構(gòu)具備連接在所述驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端間且使所述驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端彼此間短路的具有規(guī)定的電阻值的電阻。
2.如權(quán)利要求1所述的步行運(yùn)動機(jī)，其特征在于， 所述限制機(jī)構(gòu)還具備連接在所述驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端間的電源聯(lián)動型的繼電器開關(guān)，并且，在停止供給市電時，利用所述電源聯(lián)動型的繼電器開關(guān)使所述驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端彼此間短路。
【文檔編號】A63B22/02GK203803034SQ201320545709
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月15日
【發(fā)明者】沼田康一, 三原輝男, 清水新策, 張震海 申請人:大東電機(jī)工業(yè)株式會社