具步态侦测功能的跑步机结构制造技术

一种具步态侦测功能的跑步机结构，其包括一基座（１１），其上具有一可循环转动的跑道（１２），且该跑步机（１０）的基座（１１）周围具有数个可于该跑步机（１０）的跑道（１２）上形成感应区域（２３），并用于测得使用者步幅、步距、步宽及步频的步态分析参数的非接触感应元件（２１），通过该非接触感应元件（２１）的设置，当使用者于该跑道（１２）上的感应区域（２３）内运动时，该非接触感应元件（２１）可测得使用者的步幅、步距、步宽及步频等步态分析参数。检测方式简单方便，且非接触感应元件不会因为使用者长期的使用而产生耗损，可增加产品的可靠性与耐用年限。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具步态侦测功能的跑步机结构
本技术与跑步机的步态侦测结构有关，更详而言之，特指一种通过非接触感应元件于跑步机跑道处形成感应区，当使用者于跑道上的感应区域内运动时，可测得使用者的步幅、步距、步宽及步频等步态分析参数的具步态侦测功能的跑步机结构。
技术介绍
在复健医疗的临床应用上，中风患者、脊髓损伤患者、脑性麻痹患者、巴金森式症患者、关节置换患者及肢体退化患者，由于神经回路受损等因素，会造成行动的缓慢或不便，依据学者专家Grillner(1981)所提出的人类步行理论，刺激无法行走患者产生固定型态的节律性肌肉活动，并于行走的过程中依据功能目标调节脊髓反射，更能达到提高行走速度、距离与耐力，增进行走的协调性、肌肉力量、平衡能力及肢体协调性与动作发展，可有效、安全、迅速的恢复行走能力。如图1所示，使用跑步机1搭配辅助支架与步态复健用悬吊式体重支撑系统2，可进行部分体重支撑的跑步机步行训练、降低脚部的受力，因此常被使用于病人的医疗复健运动之用，以辅助训练患者重新步行；而同时通过复健医师一旁的协助与辅导，针对病人行走或跑步的步态上错误进行矫正、辅导，可使得复健效果更为有效。步态分析是研究人类运动的科学，在生物力学中是很重要的一个领域，对于一般人而言，步行是日常生活中最寻常不过的事，但看似如此简单的动作，却必须靠一连串的神经系统、肌肉系统，以及骨胳系统等同时作用的复杂过程才能完成。人的步行动作是规律而呈周期性的动作，一般的步态研究是以一脚触地瞬间作为周期的开始，以同一脚再次触地作为步态周期的结束。医学界非常重视步态的正常与异常参数，因为一般下肢的病理变化往往会清楚的表现在走路的动作中，因此医疗人员可透过观察步态各参数的变化情形，来代替一些侵犯性的关节摄影或关节镜检查，并且同样能得到正确的诊断，以在病人发生具有特征的病理变化时，便可加以辨认并治疗。步态分析可通过电脑辅助以有系统测量、描述及评估有关人类行动能力的量化参数。经由步态分析，行走的时空参数、运动学、动力学(kinetics)计算出来并-->藉以分析步态的基本组成特性并最后可以让临床医师判读成为参考资料。而其临床运用更足以使临床医师有充分能力检量化描述一个因为某一种特殊疾病所造成步态改变或恶化的程度，或甚至去定义该个疾病严重的程度。当跑步机上设有步态分析的功能时，可自动针对使用者或患者的步态错误进行矫正或提醒，逐步改正使用者的错误步态，对于患者的复健医疗方面而言，于复健的同时自动收集并分析患者步态，可随时注意患者复健状态并即时加以提醒错误，不需复健师随时随侍在旁，可大幅减少所需要耗费的复健师人力，更可助于复健师收集患者的步态分析参数，以了解患者的复健情况。一般有关步态分析参数(Parameters of Gait)的类型可分做以下三种：1.空间与时间参数(Spatial and temporal parameters)：以步态周期时间、站立期时间、摆动期时间、站立期百分比、摆动期百分比、跨步步长、步频、步速做为测量及评估的依据。2.运动学参数(Kinematic parameters)：以髋关节、膝关节及踝关节的角度、角速度的变化做为测量及评估的依据。3.动力学参数(Kinetic parameters)：以垂直方向与前后方向的地面反作用力做为测量及评估的依据。其中，该运动学参数需要测量髋关节、膝关节及踝关节的角度、角速度的变化，测量方式及所需仪器较为复杂，多半只适用于专门医学步态分析检验的用，并不适用于跑步机上使用。目前跑步机附设有步态分析功能的如Biodex公司美国第6,455,126号专利，其于跑步板与跑步机车体框架间装置有力规，以进行多点力量测，并通过数学演算法计算出左右脚的相对位置，可依据力量的分布间接计算出步态分析参数；再者，其它类似的专利还有美国专利第4,136,682号、第5,474,087号及第5,623,944号，其大多是利用力规或压力板等接触式感应元件作为侦测方式。但是上述的专利技术采用接触式的测量方式，其所使用的力规或压力板成本较高，若仅设置左右两块或前后两块测量元件，需要先后端处理分析讯号，以分别左右脚的讯号，装置及测量方式复杂，跟本无法精准测量，而设置多组感应元件(如美国专利第5,623,944号)虽可简化分析讯号的麻烦，增加感测的精准度，但成本也会随的大幅增加；再者，接触感应元件容易因为长期使用而耗损，更会增加维修更新的成本。新性内容本技术的主要目的在于提供一种具步态侦测功能的跑步机结构，其使用非接触感应元件于该跑道上形成感应区域，通过该非接触感应元件与感应区域的设-->置，可轻易测得使用者的步幅、步距、步宽及步频等参数，改善传统跑步机因采用力规或压力板等接触感应元件作为使用者步态侦测的讯号来源依据力量的分布间接计算出步态分析参数，具有装置及后端处理讯号方式复杂、无法精准测量，且接触感应元件容易因为长期使用而耗损，增加维修更新成本等缺点，并以步态周期时间、站立期时间、摆动期时间、站立期百分比、摆动期百分比、跨步步长、步频、步速做为步态分析的依据。技术技术方案：一种具步态侦测功能的跑步机结构，其特征在于，包含有：一跑步机，其包括一基座，其上具有一可循环转动的跑道，且该跑步机的基座周围具有数个可于该跑步机的跑道上形成感应区域，并用于测得使用者步幅、步距、步宽及步频的步态分析参数的非接触感应元件。根据上述，该跑步机还包括有一用于处理该非接触感应元件所侦测讯号的跑步机控制器，该跑步机控制器与该非接触感应元件导电连接。根据上述，该跑步机控制器具有一用于通过声音讯号提醒使用者改正步态的声音模组。根据上述，该跑步机控制器具有一用于通过画面讯号提醒使用者改正步态画面模组。根据上述，该跑步机具有一带动跑道的马达，且该跑步机控制器具有一与该马达相连接而调整马达转速进而调整该跑道转动速度的速度控制模组。根据上述，该非接触感应元件为红外线光电开关。根据上述，该跑步机基座的左右两侧具有一或多个红外线光电开关。根据上述，该跑步机基座的前方，且位于该跑道中心线的左右两侧，分别具有一或多个红外线光电开关。根据上述，该非接触感应元件为CCD摄影镜头。根据上述，该CCD摄影镜头与跑步机控制器相连接。技术进步效果：本技术使用非接触感应元件于该跑道上形成感应区域，通过该非接触感应元件与感应区域的设置，可轻易测得使用者的步幅、步距、步宽及步频等参数，以步态周期时间、站立期时间、摆动期时间、站立期百分比、摆动期百分比、跨步步长、步频、步速做为步态分析的依据，不但检测方式简单方便，且非接触感应元件不会因为使用者长期的使用而产生耗损，可增加产品的可靠性与耐用年限；再者，数个非接触感应元件排列于跑道周缘，使得感应区域形成二维的感应矩阵，可增加感应区域的精细度，且不需额外的后端讯号处理，即可分辨左右脚不同的讯号。-->附图说明图1：传统跑步机搭配辅助支架与步态复健用悬吊式支撑系统示意图。图2：本技术的跑步机立体外观示意图。图3：本技术非接触感应元件组的示意图。图4：本技术跑步机控制器的示意图。图5：本技术非接触感应元件组的动作示意图。图6：步态周期示意图。图7：本技术的实施动作示意图(一)。图8：本技术的实施动作示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具步态侦测功能的跑步机结构，其特征在于，包含有：　　　　一跑步机（１０），其包括一基座（１１），其上具有一可循环转动的跑道（１２），且该跑步机（１０）的基座（１１）周围具有数个可于该跑步机（１０）的跑道（１２）上形成感应区域（２３），并用于测得使用者步幅、步距、步宽及步频的步态分析参数的非接触感应元件（２１）。

【技术特征摘要】
1.一种具步态侦测功能的跑步机结构，其特征在于，包含有：一跑步机(10)，其包括一基座(11)，其上具有一可循环转动的跑道(12)，且该跑步机(10)的基座(11)周围具有数个可于该跑步机(10)的跑道(12)上形成感应区域(23)，并用于测得使用者步幅、步距、步宽及步频的步态分析参数的非接触感应元件(21)。2.如权利要求1所述具步态侦测功能的跑步机结构，其特征在于，该跑步机(10)还包括有一用于处理该非接触感应元件(21)所侦测讯号的跑步机控制器(30)，该跑步机控制器(30)与该非接触感应元件(21)导电连接。3.如权利要求2所述具步态侦测功能的跑步机结构，其特征在于，该跑步机控制器(30)具有一用于通过声音讯号提醒使用者改正步态的声音模组(31)。4.如权利要求2所述具步态侦测功能的跑步机结构，其特征在于，该跑步机控制器(30)具有一用于通过画面讯号提醒使用者改正步态画面模组(32)。5.如权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏生，陈淳和，黄裕哲，徐志宏，庄佳勋，廖进荣，曾仁迪，
申请(专利权)人：财团法人自行车暨健康科技工业研究发展中心，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]