TW201505687A - 樓梯機 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種具有鎖定機構和踏板姿態控制功能的樓梯機，前述樓梯機不僅可由使用者控制停止，也能由旁人(例如教練)透過觸發控制介面以外的觸發元件來停止樓梯機的運轉，並且，在停止程序中，踏板可被控制而定止於一容易讓使用者登上或退出樓梯機的姿態。

Description

樓梯機

本發明與運動器材有關，特別是關於一種具有鎖定機構的樓梯機。

一般而言，樓梯機的運轉不是由器材主動發起，而是由使用者的體重驅動，換言之，當使用者登上樓梯機，樓梯機梯級機構的踏板承受體重負載，體重負載的斜向分量便會使傳動裝置開始運轉；而習知樓梯機還可能配置有發電裝置、控制介面、飛輪及ECB(Eddy Current Brake)阻力裝置與傳動裝置連接，當傳動裝置開始運轉時，一併使發電系統開始發電，進而啟動控制介面，使用者可以藉由控制介面操作ECB阻力裝置而調整運動難度。此類樓梯機無論處於使用或閒置狀態，梯級機構通常無法停止不動，一旦施加負載於其上，梯級機構便會開始下滑，對於使用者而言較不安全，例如，一個不熟悉樓梯機的使用者，可能在一登上樓梯機時，被開始滑動的梯級機構所驚嚇；對於一個慣於使用樓梯機的使用者，可能在激烈運動時不慎超出自身負荷，梯級機構又無法緊急停止而發生意外。

基於安全及實用性考量，美國專利第4,687,195號揭露了一種機械式速度控制裝置，該速度控制裝置主要包含樓梯機側面的連桿、與驅動軸相連並且可位移的煞車鼓、以及與煞車鼓配合的制動瓦，使用者可拉動連桿來移動煞車鼓，進而控制煞車鼓與制動瓦的接觸面積，藉此控制傳動裝置傳動軸的旋轉難易度，當煞車鼓完全與制動瓦接觸時，傳動軸就無法旋轉，此時，即使使用者站在踏板上，傳動裝置也無法運轉，藉此達到鎖定樓梯機梯級機構的效果，然而，此種裝置的缺點在於使用者可能在運動中不慎踢到連桿，造成使用者在沒有被預先通知的情況下，梯級機構滑動速度就突然改變而導致意外，並且，此種裝置無法提供從高速中緊急 停止的功能，舉例而言，若一不熟悉樓梯機的使用者在運動中產生不適，以美國專利第4,687,195號所揭露的樓梯機，無論是使用者本身或週遭的人都無法採取安全的救援動作，若在高速中強行由使用者或使用者以外的人拉動連桿，因為慣性定律，使用者可能會發生嚴重意外；此外，此種裝置也無法完全保證每個使用者要登上樓梯機時，梯級機構皆是固定而無法滑動。

基於上述問題，美國專利第4,927,136號揭露了一種電磁式速度控制裝置，作法為在傳動裝置上加裝一套與傳動軸相連的電磁阻力機構，電磁式阻力機構具有一旋轉軸，該旋轉軸由電磁阻力單元的輸出軸與飛輪同軸固接而組成，傳動裝置的傳動軸則藉皮帶與若干皮帶輪與旋轉軸的一端連接；當使用者想要結束運動時，需要先往上靠近位於機台上側的控制介面並按下控制介面上的停止鈕，此時電磁阻力單元會逐漸鎖定輸出軸，最後使得旋轉軸難以旋轉，換言之，藉由限制飛輪使得傳動裝置無法運轉；然而，當使用者處於激烈運動狀態，通常而言，此時使用者會在踏板上高速跑動，一旦身體無法負荷、無法勉強自己再加速到更高的速度以克服高速滑下的踏板時，也就是使用者自己已經沒有能力觸及控制介面而啟動樓梯機的停止程序，此時，旁人即使想伸出援手去啟動控制介面上的鎖定功能也會因為樓梯機的高度而難以做到，因此美國專利第4,927,136號同樣沒有解決使用者本身或旁人在危急時無法救援的問題。

美國專利第4,927,136號同時也揭露了可在旋轉軸上安裝感測元件或在皮帶上安裝張力感測元件，藉此判斷樓梯機上是否有使用者，如果判斷沒有使用者，感測元件則回傳訊號給控制系統，控制系統控制電磁阻力單元鎖定輸出軸，使得梯級機構處於鎖定狀態，用意在於讓下一位使用者可以安定地登上樓梯機。當使用者準備開始運動時，需要先登上較高的踏板並在控制介面上按下解鎖鈕，命令控制系統控制電磁阻力單元鬆開輸出軸，踏板才會開始滑動。

然而，無論是習知或前述美國專利所揭露的樓梯機，都沒有在停止程序中針對梯級機構的姿態進行控制，也就是同一台樓梯機在每次停止時，梯級機構的踏板相對於地面的姿態都是隨機變化的，若踏板的姿 態不恰當，例如概呈水平的踏板當中最低的一階仍距離地面一段高度，可能導致樓梯機上的使用者不容易回到地面，也會導致下一位使用者需要多花費一些氣力才能登上樓梯機，因而造成使用不方便。

鑑於上述問題，本發明的主要目的在於提供一種具有鎖定裝置的樓梯機，可提供使用者本身或旁人在需要時停止樓梯機運轉。

本發明的另一目的在於提供一種在停止運轉過程中具有梯級機構姿態控制功能的樓梯機，可在停止程序即將結束時，進一步控制梯級機構相對於地面的姿態，使得當前使用者容易回到地面，也使得下一位使用可輕鬆地登上樓梯機。

為了達成前述主要目的，依據本發明提供的一較佳實施例，前述樓梯機包含有：一架體；安裝於架體的一傳動裝置；一樓梯裝置，具有若干梯級機構，各梯級機構並具有一可供踩踏的踏板，梯級機構與傳動裝置連接，當踏板承受負載時，藉由梯級機構將負載傳遞到傳動裝置，進而使得傳動裝置開始運轉；一阻力裝置，設於架體並與傳動裝置連接，具有一飛輪及與控制系統電性連接的一電控阻力機構，可調整飛輪的旋轉阻力，藉以控制傳動裝置的運轉速度；一觸發元件，為具有近距感測(Proximity sensing)功能的電子元件，設於前述架體一預定位置，並且前述預定位置為一使用者本身及/或旁人可輕易接近並觸發前述觸發元件的位置；一鎖定機構，設於前述架體，用以限制並停止前述飛輪的轉動；一控制系統，設於前述架體，與前述電控阻力機構、前述觸發元件、前述鎖定機構電性連接，當前述觸發元件被啟動，可回應前述觸發元件發出的一第一訊號，控制前述鎖定機構停止樓梯機的運轉。

為了達成前述次要目的，前述鎖定裝置更包含一感應裝置，設於前述架體與樓梯裝置之間，並與前述控制系統電性連接，用以監測樓梯裝置的姿態，其中，當樓梯裝置處於一預定姿態時，感應裝置被觸發而發出一第二訊號，前述控制系統回應前述第二訊號，在適當的時間點控制前述鎖定機構鎖住飛輪使前述樓梯機停止運轉。

藉由本發明的上揭技術手段，使用者在運動過程中可由自己及/或旁人來啟動觸發元件而停止樓梯機運轉，並且，當樓梯機即將停止運轉，且梯級機構的姿態處於一預定姿態時，樓梯裝置才會被鎖定，如此一來，無論是樓梯機上的使用者要回到地面，或者是下一位使用者要登上樓梯機，都可以輕鬆、安全地達成。

1‧‧‧樓梯機

10‧‧‧架體

11‧‧‧底座

12‧‧‧支柱

13‧‧‧支架

131‧‧‧左第一支撐桿

132‧‧‧右第一支撐桿

133‧‧‧左第二支撐桿

134‧‧‧右第二支撐桿

14‧‧‧左、右第一扶手

15‧‧‧左、右第二扶手

16‧‧‧儀錶桿

17‧‧‧導軌

18‧‧‧隔板

20‧‧‧樓梯裝置

21‧‧‧梯級機構

22‧‧‧支撐桿

23‧‧‧踏板

24‧‧‧擋板

25‧‧‧連接桿

26‧‧‧滾輪

27‧‧‧踏墊

30‧‧‧傳動裝置

31‧‧‧第一傳動軸

311‧‧‧左第一傳動輪

312‧‧‧右第一傳動輪

32‧‧‧第二傳動軸

321‧‧‧左第二傳動輪

322‧‧‧右第二傳動輪

33‧‧‧左傳動帶

34‧‧‧右傳動帶

35‧‧‧皮帶輪

36‧‧‧皮帶

40‧‧‧阻力裝置

41‧‧‧飛輪

42‧‧‧電控阻力機構

421‧‧‧電磁鐵

422‧‧‧風扇

50‧‧‧鎖定機構

51‧‧‧釋放手把

52‧‧‧觸發元件

53‧‧‧感應裝置

53a‧‧‧感應部位

53b‧‧‧感應元件

61‧‧‧控制介面

62‧‧‧多媒體介面

63‧‧‧心跳握把

64‧‧‧速度感測單元

第1圖是本發明一較佳實施例的立體圖；第2圖是本發明一較佳實施例對應於第1圖僅取除殼罩及樓梯裝置的立體圖；第3圖是本發明一較佳實施例的傳動裝置、阻力裝置、及鎖定裝置的立體圖；第4圖是本發明一較佳實施例中對應於第1圖取除殼罩及扶手的左視圖；第5圖是本發明一較佳實施例中梯級機構的零件爆炸圖；第6圖是本發明一較佳實施例的停止程序流程圖；以及第7圖是本發明一較佳實施例另一待機狀態的立體圖。

以下即配合附圖詳細說明本發明之較佳實施例的結構、動作及功效。另外，本說明書中對於機構或其部位在其位置描述上冠以「前」、「後」、「左」、「右」、「出口」、「入口」、「上」、「下」等，對應於使用者在操作本較佳實施例時的空間關係。

如第1至第3圖所示，本發明一較佳實施例的樓梯機(1)主要包含一架體(10)、安裝於架體(10)的一傳動裝置(30)、受傳動裝置(30)帶動的一樓梯裝置(20)、一控制系統(圖中未示)、與傳動裝置(30)配合的阻力裝置(40)、及與阻力裝置(40)配合的一鎖定機構(50)。

參閱第2圖(相對於第1圖，為了清楚地顯示本較佳實施例的結構構成，第2圖未顯示殼罩及前述樓梯裝置(20))，前述架體主要具有一 底座(11)、一支柱(12)、一支架(13)、左、右第一扶手(14)、左、右第二扶手(15)、及一儀錶桿(16)。架體(10)藉底座(11)設置於一平面(例如地面)，底座(11)大致為一開口向後的U形結構，U形開口端及其向上延伸的空間形成一出入空間(R1)；支柱(12)固接於底座(11)前端，並朝前、朝上延伸；支架(13)則主要包含有左、右第一支撐桿(131)(132)、左、右第二支撐桿(133)(134)、及一框架(135)，且左、右第一支撐桿(131)(132)相對於左、右第二支撐桿(133)(134)而言長度較短，其中，左、右第一支撐桿(131)(132)分別在出入空間(R1)的兩側垂直地固接於前述底座(11)，左、右第二支撐桿(133)(134)則垂直地固接於底座(11)的中間部位，前述框架(135)則固接於左、右第一支撐桿(131)(132)的頂部、左、右第二支撐桿(133)(134)的頂部、及支柱(12)，因而形成一從出入空間(R1)向前、向上延伸的坡面；前述架體(10)更包含有左、右導軌(17)，分別設於框架(135)頂面的左、右兩側；前述儀錶桿(16)設於支柱(12)的頂端，用以安裝控制介面(61)及多媒體介面(62)；前述左、右第一扶手(14)的底部固接於底座(11)，並向後、向上延伸至出入空間(R1)之後，轉而向前、向上延伸並分別固接於儀錶桿(16)的左、右兩側；前述左、右第二扶手(15)則大致以相同於左、右第一扶手(14)的延伸方向分別固接於左、右第一扶手(14)和儀錶桿(16)之間。

參閱第2圖及第3圖，前述傳動裝置(30)具有一第一傳動軸(31)、左、右第一傳動輪(311)(312)、一第二傳動軸(32)、左、右第二傳動輪(321)(322)、左、右傳動帶(33)(34)、若干皮帶輪(35)、以及若干皮帶(36)；其中，第一、第二傳動軸(31)(32)以水平軸向分別樞設於框架(135)的前端和後端部位下側，並且，第一、第二傳動軸(31)(32)的兩端分別固設左、右第一傳動輪(311)(312)及左、右第二傳動輪(321)(322)，換言之，第一傳動輪(311)(312)的位置高於第二傳動輪(321)(322)，第二傳動輪(321)(322)較為靠近出入空間(R1)；左、右傳動帶(33)(34)分別套繞於左第一傳動輪(311)、左第二傳動輪(321)及右第一傳動輪(312)、右第二傳動輪(322)，在本較佳實施例中，第一、第二傳動輪(311)(312)(321)(322)採用鏈輪，左、右傳動帶(33)(34)則為鏈條，在其他可能的實施例中，亦可能採用其他等效的零件。

參閱第4圖及第5圖，前述樓梯裝置(20)為若干梯級機構(21) 相接而成，本實施例中，梯級機構(21)數量為八個，各梯級機構(21)主要具有一支撐桿(22)、一踏板(23)、及一擋板(24)，其中，各支撐桿(22)以平行於地面的方式固設於左、右傳動帶(33)(34)之間，且各支撐桿(22)之間的距離相等，踏板(23)與擋板(24)鄰近的一端以水平軸向互相嵌合，其中並貫穿一連接桿(25)，踏板(23)的另一端則樞接在屬於同一梯級機構(20)的支撐桿(22)，擋板(24)的另一端則樞設於鄰近梯級機構(20)的支撐桿(22)，其中，各支撐桿(22)的兩端略微突出左、右傳動帶(33)(34)，用以樞設滾輪(26)，並且支撐桿(22)的左端為一感應部位(53a)，詳細作用容後詳述；當使用者由出入空間(R1)登上梯級機構(21)的踏板(23)時，體重便會透過梯級機構(21)傳遞到傳動裝置(30)，而驅使樓梯裝置(20)開始向下滑動，此時，使用者需不斷地往前踩踏下一個滑下來的梯級機構(21)，藉此達到模擬爬樓梯的運動效果，其中，擋板(24)除了用來連結及支撐踏板(23)，還可防止使用者在運動時腳抬的不夠高而被下一個梯級機構(21)的踏板(24)所絆倒。此外，當梯級機構(21)繞過第一傳動輸(311)(312)上側而滑動向下時，各支撐桿(22)的兩端所樞設的滾輪(26)同時進入對應導軌(17)內，藉此提高樓梯裝置(20)的運轉順暢度和踏板(23)支撐強度。需要特別說明的是，上述樓梯裝置(20)的機構構成僅是本實施例的實施方式，在其他可能的實施例中，樓梯裝置亦可如美國專利第5,769,759號中所揭示的結構，僅具有踏板，而沒有類似於本實施例的擋板，但仍然具有若干梯級機構；顯而易知地，在其他可能的實施例中，熟悉此項領域的人士應可變化出各種形式的樓梯裝置，但共通點應是皆具有若干梯級機構，且各梯級機構均具有供踩踏的踏板或其均等結構。

參閱第2圖及第3圖，前述阻力裝置(40)藉著若干隔板(18)設於架體(10)，阻力裝置(40)具有一飛輪(41)及一電控阻力機構(42)，飛輪(41)樞設於隔板(18)，藉由若干皮帶(36)及大小不一的皮帶輪(35)與第一傳動輪(311)相連，當傳動裝置(30)運轉時，透過各皮帶輪(35)和皮帶(36)帶動飛輪(41)旋轉，在本較佳實施例中，飛輪(41)是由皮帶(36)與皮帶輪(35)的連接形成三級傳動而帶動飛輪旋轉，然而，皮帶(36)、皮帶輪(35)、飛輪(41)的安排和速比關係為公知技術，其他可能實施例中亦能因需求不同而採用形式上不同、實質精神相同的速比關係，在此不多贅述；另外，在飛輪(41)周面的前 後兩側設有電控阻力機構(42)，可受控制系統控制而利用電磁效應控制飛輪(41)的旋轉速度，本較佳實施例中，電控阻力機構(42)包含一對電磁鐵(421)，分別設於飛輪(41)的前側及後側，各電磁鐵(421)的右側設有一風扇(422)，可在控制飛輪(41)速度的過程中進行散熱；至於電磁鐵(421)如何影響飛輪的旋轉速度以及電磁鐵(421)的其他等效機構(例如ECB阻力機構)均屬於習知技術，在此不加以贅述。

參考第1圖，控制介面(61)可顯示樓梯機(1)的各項參數供使用者觀看，如樓梯裝置(20)的速度SPM(step per minute)、運動時間、運動量等等，當使用者雙手握在設於第二扶手(15)的心跳握把(63)時，控制介面(61)亦可顯示使用者的心跳數，另外，控制介面(61)與前述電控阻力機構(42)電性連接，使用者可在控制介面(61)上調整阻力而使樓梯機(1)可以提供合適的運動強度，此外，控制系統也具有多媒體介面(62)，例如安裝於控制介面(61)上方的電視，可讓使用者在運動時觀賞多媒體內容，在本較佳實施例中，控制系統還包含了解鎖/鎖定前述樓梯裝置(20)的功能，相關的系統配置及操作方式容後詳述。此外，控制系統還包含了一速度感測單元(64)，設於傳動裝置(30)，用以提供一訊號給控制系統，使得控制系統可經由計算而得知當前傳動裝置(30)的速度(30)，本實施例中採用一轉盤式編碼器，主要具有一碼盤與光感測器(圖中未示)，此為習知技術，細節不多加贅述；控制系統可藉由速度感測單元(64)及阻力裝置(40)自動地調整樓梯裝置(20)的運轉速度，舉例而言，一位體重較輕的使用者與一位體重較重的使用者所能提供給傳動裝置(30)的斜向負載不同，如果一樓梯機不具有自動調整的功能，上述兩位使用者將較難維持在同一速度進行運動，如果藉由本實施例的控制系統，當體重較重的使用者運動時可能容易使得樓梯裝置滑下速度過快，此時，控制系統可自動地控制阻力裝置(40)，加大出力而減慢速度，讓速度維持在一預定速度；在體重較輕的使用者運動時則可減少阻力裝置(40)的出力，使得樓梯裝置的滑下速度較容易上升至預定速度，樓梯機(1)因此而可以穩定地運轉。

如第3圖所示，前述鎖定機構(50)設於前述隔板(18)，與飛輪(41)同軸並與控制系統電性連接，可受控制系統控制而鎖定飛輪(41)，使 飛輪無法旋轉，相較於阻力機構(40)在本實施例中主要被應用於漸進式地調整飛輪(41)的旋轉速度，鎖定機構(50)的主要功能在於完全鎖住飛輪(41)，不讓飛輪(41)旋轉，在本實施例中，鎖定機構(50)為一電磁機械煞車器，包含有線圈單元、彈簧、電樞板、固定板、煞車片、及一釋放手把(51)，其中，煞車片與飛輪(41)的軸心同軸固接，可與飛輪(41)一同旋轉，當電磁機械煞車器沒有接收到電力時，線圈單元無法產生激磁反應，電樞板僅受到彈簧的彈力推擠而被壓向固定板，此時，煞車片會被電樞板和固定板咬合，藉此，固定飛輪(41)軸心進而限制飛輪(41)使其無法轉動；當電磁機械煞車器通電時，線圈單元產生激磁反應，吸引電樞板對抗彈簧的彈力並壓制彈簧，此時，煞車片便會被釋放，飛輪(41)因此而得以自由轉動；此外，若有維修需求時，須在斷電狀態時解鎖飛輪(41)，可透過扳動前述電磁機械煞車器的釋放手把(51)，強行將電樞板與固定板鬆開，使得煞車片與飛輪(41)可自由轉動；因上述或類似電磁機械煞車器為習知技術且市面上產品眾多，在此僅作簡略說明，圖中亦未詳加展示。

如第4圖所示，觸發元件(52)設於出入空間(R1)內位於地面的踏墊(27)內，旁人(例如教練)可輕易接近踏墊(27)，觸發元件(52)並與控制系統電性連接，當觸發元件(52)被觸發時，可提供控制系統一第一訊號，當控制系統接受到此一訊號，即回應第一訊號並開始進行一停止程序(容後詳述)，最後命令前述鎖定機構(51)鎖住飛輪(41)，而達到限制樓梯裝置(20)使其無法滑動的效果，在本實施例中，觸發元件(52)為一電容式感測元件，設於出入空間(R1)的地面上的一踏墊(27)內，電容式感測元件具有一觸發範圍，在觸發範圍內可偵測是否有物體(例如人體)接近，舉例而言，當使用者或旁人直接踩踏踏墊(27)或跨越踏墊(27)都可以將其觸發。需要特別說明的是，在本實施例中，使用者無法透過觸發觸發元件(52)來解鎖樓梯裝置(20)，舉例而言，當鎖定機構(51)沒有接受電力時，也就是樓梯機(1)處於待機狀態時，樓梯裝置(20)處於鎖定狀態，此時，當一使用者要使用本實施例的樓梯機(1)，無論是跨越過踏墊(27)、或者先踩踏踏墊(27)再登上樓梯裝置(20)的踏板(23)，雖然觸發元件(52)被啟動，也發送訊號給控制系統，但使用者無須擔心樓梯裝置(20)是否已解鎖，使用者惟有透過控制介面(61)的解鎖功能才 能將樓梯裝置(20)解鎖並進行運動；在運動過程中，若使用者產生不適而需緊急鎖定樓梯裝置(20)，可以自行啟動控制介面(61)所提供的停止程序(例如按下STOP鈕(圖中未示))而鎖定樓梯裝置(20)，若無力觸及控制介面(61)，也可以由旁人(例如教練)靠近或踩踏踏墊(27)來啟動觸發元件(52)進行停止程序而鎖定樓梯裝置(20)；若使用者順利地結束運動，可以透過啟動控制介面(61)的停止程序來鎖定樓梯裝置(20)，萬一一時疏忽，沒有啟動停止程序就退出樓梯裝置(20)，當使用者跨越或踩踏踏墊(27)時，同樣地，觸發元件(52)會發送訊號通知控制系統進行停止程序，換言之，無論使用者有無意識到結束運動前要鎖定樓梯裝置(20)，本實施例皆可自動地將樓梯裝置(20)回復到鎖定狀態，確保每位使用者要登上樓梯機時，都可以踩在固定不動的踏板(23)上，從容地做好準備才啟動解鎖功能開始進行運動。

本發明的發明精神之一在於觸發元件設置於架體靠近前述出入空間且使用者及/或旁人可輕易接近的一預定位置，而且預定位置不是位於樓梯機相對於地面的高處，而是通常使用者的身高就可以接近的位置，或者正常的運動模式下可以方便地接觸的地方，舉例而言，如本實施例的踏墊(27)，或者在其他可能實施例中(圖中未示)，可能將觸發元件設於第一扶手(14)或第二扶手(15)靠近出入空間(R1)的位置，此種實施例可讓使用者即使在超出本身負荷的情形下，亦即無法靠近控制介面(61)而啟動控制介面(61)的鎖定功能，也可以輕易地碰觸第一扶手(14)或第二扶手(15)來啟動停止程序；觸發元件(52)也可能設於樓梯機(1)的側邊外殼、第一、第二扶手(14)(15)的中間段等等，因可安裝的位置視需求有眾多選擇且都可以具有如上所述的發明精神，在此不一一列舉。

本實施例將觸發元件(52)設於出入空間(R1)的踏墊(27)中，正常來說，使用者要登上或退出樓梯機(1)時都會經過出入空間(R1)，觸發元件(52)設於此可以有效地發揮功能，此外，由於觸發元件(52)接近地面，當要實施緊急救援行動時，旁人可以方便地直接踩踏踏墊(27)而啟動觸發元件(52)進而緊急停止樓梯機(1)。

觸發元件(52)也有可能採用其他同樣具有近距感測(Proximity sensing)功能的電子元件，例如電阻式、電感式、或光學式等近距 感測元件，或者其他具有感測物體通過功能的裝置，無論是採用感測元件內部的參數因物體接近而改變的裝置，或所發出的光波、聲波、磁場、或電磁波受到遮斷、改變傳導面積才會觸發的感測元件均屬此類，舉例而言，在一可能實施例中，將紅外線感測器(主/被動式)設於第一或第二扶手靠近出入空間的部位，使用者登上或退出樓梯機都必定會觸發紅外線感測器；當然，觸發元件(52)也可以採用需要直接接觸(例如：按壓)才能啟動的電子元件。

參考第4圖，感應裝置(53)亦與控制系統電性連接，當樓梯裝置(20)相對於架體(10)處於一預定姿態時，就會觸發感應裝置(53)，藉此，在前述停止程序中，感應裝置(53)可以輔助控制系統判斷何時可以命令鎖定機構(51)鎖住樓梯裝置(20)，目的在於使樓梯裝置(20)停止時，踏板(23)可以定止在使用者容易登上或走下樓梯機(1)的角度。舉例而言，如第7圖所示，一梯級機構正準備繞過左、右第二傳動輪，其所屬的踏板(23)幾乎垂直於地面，若樓梯裝置(20)此時被鎖住了，使用者無論是要走下樓梯裝置(20)或登上樓梯裝置(20)，都需要克服踏板(23)加上擋板(24)這一頗令人為難的高度；對比於第1圖(並參考第4圖)，圖中所示為感應裝置(53)在停止程序中發揮功能時，樓梯裝置(20)被鎖定後的姿態，其中，最靠近左、右第二傳動輪(321)(322)且位於左、右第二傳動輪(321)(322)上方的踏板(23)相對於水平面大致為俯角20度，此時，無論使用者要登上或走下樓梯裝置(20)，僅需將腳抬高相對於第7圖大致一半的高度，相對而言較為方便。

如第4圖所示，感應裝置(53)設於架體(10)與樓梯裝置(20)之間，具有一感應元件(53b)及前述感應部位(53a)，感應元件(53b)在本實施例中為一感應型近接感測元件(在感測器的領域中，或稱「感應型近接開關(Proximity Switch)」)，以作動原理而言，為一電磁式的感測元件，設於左第二傳動輪(321)左側前下方的架體(10)，且位置大致對應於左傳動帶(33)的繞轉軌跡，感應部位(53a)則位於各梯級機構(21)的支撐桿(22)左端且與左傳動帶(33)連結，本實施例中具有八個感應部位(53a)，且各感應部位(53a)之間的距離相等，以第4圖為例，一感應部位(53a)隨著左傳動帶移動到感應元件(53b)的位置，以左側視圖而言，該感應部位(53a)恰好被感應元件(53b)所遮 擋；其中，為配合感應元件(53b)的形式，本實施例中的感應部位(53a)由導磁物質所構成，亦即支撐桿(22)的左端為導磁物質，甚至滾輪(26)亦為導磁物質所構成。當樓梯機運轉時，感應部位(53a)會隨著左傳動帶(33)的運轉，一個接一個地觸發感應元件(53b)，每當感應部位(53a)進入感應元件(53b)的感應範圍，感應元件(53b)即被觸發並回傳一第二訊號給控制系統；停止程序一旦開始，例如位於踏墊(27)內的觸發元件(52)被觸發，且當控制系統監控到左、右第一傳動輪(311)(312)處於一低轉速的狀態，便會依據感應元件(53)被觸發後所回傳的訊號，配合當前傳動裝置(30)的速度，計算在一恰當的時間點控制鎖定機構(51)鎖住飛輪(41)而停止樓梯裝置(20)運轉，並且停止時可以如第1圖所示，將各梯級機構(21)定止於一預定姿態，例如本實施例可以控制概呈水平的踏板(23)中最接近地面的踏板(23)的姿態在定止時處於水平正負20度以內。

大體而言，多數樓梯機的踏板與踏板之間的距離皆相同，且樓梯裝置為一連串的梯級機構所組成，因此，只要控制其中之一梯級機構的姿態，就可以控制整個樓梯裝置的姿態，所以在其他可能實施例中，感應元件的安裝位置可能不是本實施例所示的上述位置，感應元件也可能不是電磁式，感應部位的數量也並非一定與梯級機構的數量相配合，本發明精神之一在於感應元件需與感應部位的位置和性質相配合，使得感應元件每次被觸發而發出訊號時均代表此時的樓梯裝置處於一預定姿態，舉例而言，在其他可能的實施例中，感應元件可能是光感測元件，設於左第二支撐桿(133)的中間部位，而感應部位則可能為梯級機構所增設且位置和性質於光感測元件配合的一光遮斷部位，每當梯級機構經過左第二支撐桿(133)，就會觸發感應元件，而且，每次感應元件被觸發時，都代表樓梯裝置處於一相同的預定姿態；至於感應部位的數量所影響的觸發頻率，則可以藉由控制系統的設定來修正。藉此，可以在樓梯機停止程序中控制梯級機構的姿態，使得樓梯機停止時，踏板處於讓使用者容易進入或退出樓梯裝置的角度。

此外，本實施例不僅將觸發元件(52)設於旁人可輕易接近的位置，更選擇將觸發元件(52)設置在位於出入空間(R1)的地面上的踏墊(27) 內，如此一來，當使用者在運動結束時沒有透過控制介面(61)停止樓梯機(1)，而是在運動速度緩慢時直接退出樓梯機(1)，此時，只要使用者是由出入空間(R1)退出樓梯機，無論有沒有踩到踏墊(27)，樓梯機(1)都可以在接下來的數秒內自動鎖定，而且過程中還能進行梯級機構(21)的姿態控制，使得下一位使用者可以輕易地登上樓梯機(1)開始進行運動，而不會有因為前一位使用者操作不恰當而導致下一位使用者使用不便的情形發生。

接著請參閱第6圖，示意本實施例中有關前述樓梯機(1)停止程序的處理流程，大體而言，為了兼顧安全及迅速，從控制系統接受停止命令到樓梯機(1)被停止並鎖住，整個停止程序會在數秒以內完成，以本實施例而言，停止程序的作業時間約為8秒。

詳而言之，對應於流程圖中的步驟1(S1)，無論使用者是藉由控制介面(61)發出一停止命令，或是旁人藉由觸發元件(52)發出一停止命令，甚至在其他可能實施例中，可能由心跳握把(63)或第一、第二扶手(14)(15)發出一停止命令，以控制系統的角度而言，均視為相同，一旦接受到停止命令，即開始執行停止程序；對應於流程圖中的步驟2(S2)，此時，控制系統提高電控阻力機構(42)的輸出，並進行到步驟3(S3)，不斷地透過速度感測單元(64)監控傳動裝置(30)的轉速，目的在於使梯級機構(21)滑動速度可以逐漸地下降到低於一預定速度，本實施例中，前述預定速度為左、右第一傳動輪的轉速每分鐘25轉(25RPM)；參考步驟4(S4)及步驟6(S6)，當轉速降低到低於前述預定速度時，並且，控制系統監控到樓梯機以低於該預訂低速持續運轉一預定時間(本實施例為1秒鐘)，此時，控制系統進行步驟7(S7)，控制系統開始參考感應元件(53b)所回饋的訊號，並計算在適當的時間點，將控制流程進行到步驟8(S8)，此時，控制系統將電控阻力機構(42)的輸出提高到最大，目的在於和緩地將梯級機構(21)滑動速度降低到近乎停止，並且，同時開啟鎖定機構(51)鎖住飛輪(41)，間接地使梯級機構(21)停止滑動；由於步驟7(S7)的完成，當步驟8(S8)完成時，對於使用者而言的第一階踏板(23)會定止在水平正負20度以內；參考步驟9(S9)，在鎖定機構(51)開啟後一預定時間內，此時電控阻力機構(42)仍然保持最大輸出，用意在於避免鎖定機構(51)剛開始作動時可能發生煞車力不足的情形，為了保險及安 全起見，使電控阻力機構(42)和鎖定機構(51)同時作用前述預定時間，在本實施例中，此預定時間為一秒鐘；一秒鐘後，停止程序進行到步驟10(S10)，控制系統關閉電控阻力機構(42)；接著進行到步驟11(S11)，完成停止程序。

此外，若有特殊情況發生，例如電控阻力機構(42)故障，因此導致停止程序在步驟4(S4)時無法將速度降低到前述預定速度，此時，停止程序會進行到步驟5(S5)，以本實施例而言，控制系統會持續監控速度高於前述預定速度的時間是否大於8秒鐘，若時間超過8秒鐘，則停止程序將跳過步驟6(S6)及步驟7(S7)，直接執行步驟8(S8)、9(S9)、10(S10)、及11(S11)，強制停止並鎖定樓梯機(1)，雖然這種特殊情況下無法控制踏板(23)的角度，但仍然可以確保本實施例所提供的樓梯機(1)可以被鎖定。在其他可能的實施例中，可能不具有控制樓梯裝置姿態的功能，此時，停止程序可忽略步驟7(S7)，直接由步驟6(S6)進行到步驟8(S8)。

在極為特殊的情況中，也就是使用者沒有透過控制介面(61)啟動停止程序，也沒有經由出入空間(R1)退出樓梯機(1)，一旦使用者離開了，樓梯裝置(20)沒有接受到負載，下滑速度便會逐漸減緩至停止，此時，控制系統由速度感測單元(64)得知目前速度為零，便會控制鎖定機構(51)將飛輪(41)鎖定，同樣地，在此種極為少數的例子中，踏板(23)的角度無法被控制在預定姿態，但本實施例仍然可以確保樓梯機(1)處於鎖定狀態。

1‧‧‧樓梯機

10‧‧‧架體

14‧‧‧第一扶手

15‧‧‧第二扶手

16‧‧‧儀錶桿

20‧‧‧樓梯裝置

23‧‧‧踏板

27‧‧‧踏墊

61‧‧‧控制介面

62‧‧‧多媒體介面

63‧‧‧心跳握把

Claims (10)

1. 一種樓梯機，包含有：一架體，用以設置於一平面，並具有一出入空間；一傳動裝置，具有一第一傳動輪、一第二傳動輪及一傳動帶，前述第一及第二傳動輪大致以水平軸向樞設於前述架體，前述傳動帶套繞於前述第一傳動輪及前述第二傳動輪；一樓梯裝置，具有若干梯級機構，前述梯級機構等間地設於前述傳動帶，且各前述梯級機構具有一踏板；一阻力裝置，具有一飛輪及一電控阻力機構，前述飛輪樞設於前述架體且與前述傳動裝置連接，前述電控阻力機構設於前述架體，可施加預定阻力於前述飛輪；一鎖定機構，設於前述架體，可限制並停止前述阻力裝置的前述飛輪轉動；一觸發元件，為具有近距感測(Proximity sensing)功能的電子元件，設於前述架體靠近前述出入空間的一預定位置，可被使用者觸發而提供一第一訊號；一控制系統，設於前述架體，並與前述阻力裝置、前述觸發元件、及前述鎖定機構電性連接；前述控制系統可回應前述第一訊號，控制前述鎖定機構鎖住前述飛輪。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的樓梯機，其中，使用者由前述樓梯裝置上經由前述出入空間退出前述樓梯機時會觸發前述觸發元件。
3. 依據申請專利範圍第1項所述的樓梯機，其中，前述觸發元件設於旁人需要緊急鎖定前述樓梯裝置時能輕易觸發的位置。
4. 依據申請專利範圍第1項所述的樓梯機，其中，前述觸發元件位於前述出入空間接近前述平面的位置。
5. 依據申請專利範圍第4項所述的樓梯機，其中，前述觸發元件設於前述出入空間的地面上的一踏墊內。
6. 依據申請專利範圍第5項所述的樓梯機，其中，前述觸發元件為電容式近距感測元件。
7. 依據申請專利範圍第1項所述的樓梯機，其中，前述觸發元件位於前述出入空間的左、右側邊。
8. 依據申請專利範圍第7項所述的樓梯機，其中，前述架體具有左扶手及右扶手，前述觸發元件設於前述扶手靠近前述出入空間的部位。
9. 依據申請專利範圍第1項所述的樓梯機，其中，前述觸發元件為紅外線感測器。
10. 依據申請專利範圍第1項所述的樓梯機，其中，前述鎖定機構為一電磁機械煞車器，與前述阻力裝置的前述飛輪同軸相接，當前述電磁機械煞車器接收電源時，即鬆開飛輪；當前述電磁機械煞車器斷電時，即限制前述飛輪旋轉。