可調整踏板軌跡斜度的橢圓機的製作方法
2023-06-07 22:58:06 1
專利名稱：可調整踏板軌跡斜度的橢圓機的製作方法
技術領域：
本發明與運動健身器材有關，特別是關於一種可調整踏板軌跡斜度的橢圓機(Elliptical)。
背景技術：
橢圓機是近年新興的一種運動健身器材，一般泛指各種能導引左右二踏板沿著橢圓形或其類似形狀的軌跡運動，供使用者進行模擬走路、跑步、登臺階等腿部運動的裝置。
一般橢圓機的踏板軌跡多半都是固定不變的，雖說使用者通常可通過調整踏板的行進阻力(例如業界常用的磁阻系統)來改變運動負荷，然而，踏板軌跡固定即意謂著使用者腿部的運動形態也是一成不變，如此不僅無法選擇個人偏好的運動形態或想要鍛鍊的肌肉部位，也使得運動過程缺乏變化而單調無趣。
相對地，習知技藝中也具有若干可調整踏板軌跡的橢圓機結構，其中多數僅能調整「橢圓形」的長度，某些則可調整「橢圓形」的長軸仰角，以獲得不同的運動形態及運動負荷。
例如美國第5,685,804號專利即揭示了兩種可調整踏板軌跡斜度的結構其中一種是使踏板支撐杆的後端在一圓周上運動，前端則順應地在一前高后低的直線軌道上往復運動，通過調整軌道的斜度，即可使支撐杆上的踏板的運動軌跡斜度隨之增減。另一種是改將支撐杆的前端樞接在一可擺蕩的懸臂底端，使其可沿一圓弧軌跡作往復運動，通過調整懸臂的長度(由此改變前述圓弧軌跡前、後二端的高度)，同樣可改變踏板軌跡的斜度。
美國第6,168,552號專利揭示了另一種橢圓機結構，其中調整踏板軌跡斜度的技術手段類似前述第5,685,804號美國專利的第一實施例，除了構件關係略有變動之外，主要差異在於加入了可與踏板產生連動的搖擺握把。
美國第6,440,042號專利又揭示了另一種可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其中踏板支撐杆的近後端可在一弧形軌道上往復滑移，通過驅使前述軌道水平地前後位移，可迫使支撐杆在不同斜率的區段內滑移，達到改變踏板軌跡斜度的目的。
然而，以上各種習知橢圓機雖然都可調整踏板軌跡的斜度，但由於踏板都是固定不動地設置在支撐杆上，因此，踏板在任一軌跡下的本身角度變化，完全對應於支撐杆前、後二端的角度變化，使得使用者在運動過程中的腳尖、腳跟相對角度或施力部位，與實際跑步、登臺階時的形態並不吻合。理想上，當踏板位於橢圓軌跡的底端、後端區段時(對應於實際跑步、登臺階時的著地階段)，其用於支撐使用者腳底的腳踏面應趨近水平，而在軌跡的其他區段(對應於抬腿、踩下)，腳踏面的前端應低於後端，並且在橢圓軌跡的頂端、前端區段時，下斜最為明顯。上述習知橢圓機大多無法呈現前述理想狀況，在符合人體工學要求方面有待改進。
此外，前述第5,685,804號美國專利所揭示的懸臂式結構(該案Fig.15)，實際中較難或不適合製成動力式調整裝置，因此使用上較不方便。再者，當要提高/降低踏板軌跡的斜度時，必須縮短/增長懸臂長度來加大/減小軌跡前端與後端的高度差距，但因軌跡前、後二端會一併升高或降低，所以踏板軌跡的斜率變化較不顯著、可調範圍也較窄。而且，當懸臂縮短時，踏板會被提升至較高處運動，如此會影響使用者登上踏板時的便易性及運動時的安全感。
發明內容
針對上述問題，本發明的主要目的在於提供一種可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其可供使用者根據個人需求設定踏板軌跡的斜度，以此選擇走路、跑步、登臺階等不同運動形式或不同運動負荷的腿部運動，增加運動的豐富性及變化性。
本發明的另一目的在於提供一種可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其踏板可在運動過程中妥帖地支撐使用者的腳底，提升運動的舒適性並降低運動傷害的可能性。
本發明的再一目的在於提供一種可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其利用一懸臂機構達到調整功能，並且可以簡單、有效地調整踏板軌跡的斜度。
為達到上述目的，本發明所提供的一種可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其包含有一骨架，其架設於一支撐面上，定義有一前端及一後端；二支撐杆，各具有前後相對的一第一端及一第二端；一第一導引機構，設於所述骨架並與所述二支撐杆的第一端連接，導引各所述支撐杆的第一端沿一第一封閉軌跡運動；一第二導引機構，設於所述骨架，具有二懸臂，各所述懸臂具有一圓心端及一擺蕩端，所述圓心端相對於所述骨架的位置可被調整及定位，所述擺蕩端與對應的所述支撐杆的第二端樞接，以在各所述支撐杆的第一端沿所述第一封閉軌跡運動時，導引所述支撐杆的第二端沿一圓弧軌跡在一前極點及一後極點之間作往復運動；二踏板，分別被所述二支撐杆直接或間接支撐，並被導引沿一第二封閉軌跡運動。
所述第二導引機構具有一偏轉架及一調整裝置，所述偏轉架樞接在所述骨架上，所述調整裝置可改變及固定所述偏轉架相對於所述骨架的角度；各所述懸臂的圓心端樞接在所述偏轉架上，且樞接位置與所述偏轉架相對於所述骨架的樞接點相隔一段距離。
所述偏轉架具有分別樞接在所述骨架左、右二側的二偏擺杆，以及使所述二偏擺杆平行連結的一連結杆；各所述懸臂的圓心端樞接在對應的所述偏擺杆上；所述調整裝置包含一馬達組及一伸縮杆，所述馬達組樞接在所述骨架上，所述伸縮杆由一螺杆及一螺管螺合而成，一端承接所述馬達組的出力軸，另一端樞接於所述偏轉架。
所述第二導引機構具有至少一位移座及至少一調整裝置，所述位移座可在所述骨架上位移，所述調整裝置可改變及固定所述位移座的位置；各所述懸臂的圓心端樞接於所述位移座。
所述骨架的左、右二側分別設有一所述位移座及一所述調整裝置；各所述調整裝置包含一螺杆及一馬達組，各所述螺杆以前後軸向樞接在所述骨架，各所述馬達組可驅使對應的所述螺杆原地旋轉；各所述位移座螺合於所述螺杆。
所述橢圓機還包含有二連杆及一第三導引機構，各所述連杆具有相對的一第一端及一第二端，其中的第一端與對應的所述支撐杆樞接；所述第三導引機構設於所述骨架並與所述二連杆的第二端連接，可在各所述支撐杆的第一端及第二端分別沿所述第一封閉軌跡及圓弧軌跡運動時，導引對應的所述連杆的第二端沿一往復軌跡作往復運動，使所述連杆與所述支撐杆的相對角度隨之變化；各所述踏板分別與對應的所述連杆連接。
各所述踏板固接在所述連杆的第一端，並與所述連杆同軸樞接在所述支撐杆上。
所述第三導引機構具有二擺臂，各所述擺臂樞接於所述骨架；各所述連杆的第二端樞接在對應的所述擺臂的底端。
當所述踏板位於所述第二封閉軌跡的低處時，其用於支撐使用者腳底的腳踏面大致呈現水平狀態；當所述踏板位於所述第二封閉軌跡的高處時，所述腳踏面的前端低於後端。
當所述懸臂的圓心端位移時，所述腳踏面的後端在其軌跡中最高位置的高度變動量，大於前端在其軌跡中最高位置的高度變動量。
採用上述技術方案，本發明不僅可讓使用者在運動過程中即時地對踏板軌跡進行調整、切換，也可通過操控臺選定預設程式，讓機器在運動過程中依照預設時序自動地變化踏板軌跡斜度(例如逐漸升高、高低交替……等等)，可提升運動的變化性及趣味性。而且，本發明的調整踏板軌跡斜度的功能，與調整飛輪旋轉阻力的功能(即一般橢圓機調整運動負荷的方式)可以並存，因此，本發明可提供更豐富多樣的運動形式供使用者選擇。因此，本發明可以更有效率地調整踏板軌跡的斜度，而且可調範圍較大，同時，由於踏板軌跡的底端可維持在同一低處，不會影響到使用者登上踏板時的便易性及運動時的安全感，而且使用者在進行腿部運動時也會比較舒適自然，比較不容易產生酸疼或運動傷害。
圖1是本發明第一較佳實施例的立體圖，其中的偏轉架定位在第一角度，且其中的右側支撐杆大致位於當時可活動範圍的最後端；圖2是本發明第一較佳實施例對應於圖1狀態的右視圖(圖中取除橢圓機骨架的右後端局部)；圖3是本發明第一較佳實施例對應於圖1狀態的俯視圖；圖4是本發明第一較佳實施例的對應於圖1狀態的正視圖；圖5類似圖2，但其中的右側支撐杆大致位於當時可活動範圍的最前端；圖6類似圖2，但其中的偏轉架定位在第二角度，且其中的右側支撐杆大致位於當時可活動範圍的最後端；圖7類似圖6，但其中的右側支撐杆大致位於當時可活動範圍的最前端；圖8是本發明一示意圖，顯示本發明第一較佳實施例在偏轉架定位於第一角度的狀態下，由右側觀察到的踏板軌跡與踏板角度變化；圖9類似圖8，顯示本發明第一較佳實施例在偏轉架定位於第二角度的狀態下，由右側觀察到的踏板軌跡與踏板角度變化；圖10是本發明第二較佳實施例的立體圖；圖11是本發明第二較佳實施例對應於圖10的狀態的右視圖；圖12是本發明第二較佳實施例對應於圖10的狀態的俯視圖；圖13是本發明第二較佳實施例對應於圖10的狀態的正視圖。
具體實施例方式
以下即配合附圖詳細說明本發明兩種較佳實施例的結構，以及由此所獲得的功效及特點。
如圖1～圖4所示，依序是本發明第一較佳實施例的立體圖、右視圖、俯視圖及正視圖。(注本說明書中的「前」、「後」、「左」、「右」等方向指示都是對應於使用者在使用狀態下的方向認知，而前述「右視圖」、「正視圖」……等則是繪圖上的標示，其中的右視圖對應於使用者的右側，正視圖對應於使用者的背面。)橢圓機100具有一用於作為其它構件裝設基礎的骨架110，其大體上由一底部111、一前端部112及左、右二側部113構成。底部111為一水平框架，可穩定地平置在地面、地板或其他類似支撐面上。前端部112固接在底部111的前端中央，包含較下方的支座114及較上方的杆柱115。左、右二側部113分別固接在底部111後端的左、右二側，呈相對立面的形式。
骨架110的杆柱115頂端設有一固定扶手組180及一操控臺190。扶手組180可供使用者在運動時雙手捉握。操控臺190作為使用者與橢圓機100之間的介面，其用途詳見後文。
骨架110的支座114上樞設一左右軸向的飛輪131，而飛輪131的樞軸二端分別固接一十字狀的曲柄架132。支座114上另外設有一阻力系統133，其可受控於操控臺190而決定飛輪131的旋轉阻力(注此為習知技藝，例如業界常用的磁阻系統)。在具體實施時，骨架110的支座114部位會設置包覆飛輪131、曲柄架132、阻力系統133等的殼罩及轉盤，本說明書為了呈現上述內部構件，各相關圖示中一律取消前述殼罩及轉盤。
骨架110後端設有一偏轉架141，偏轉架141由二偏擺杆142及一連結杆143構成，二偏擺杆142分別將其桿身大約三分之二的位置以左右軸向樞接在骨架110左、右二側部113的內側，各偏擺杆142大致呈現縱向延伸，而且在樞接點144以上的區段較長、在樞接點144以下的區段較短。連結杆143連結在左、右二偏擺杆142的底端之間，並使二偏擺杆142相互平行。由此，偏轉架141可以樞接點144為軸進行偏轉，而且左、右二偏擺杆142的頂端會保持在相同的高低及前後位置。
偏轉架141與骨架110之間設有一調整裝置145，用於調整及定位偏轉架141相對於骨架110的角度。調整裝置145主要包含一由馬達座、馬達、齒輪箱所組成的馬達組146、一螺杆147及一螺管148。馬達組146通過馬達座樞接在骨架110的底部111中央，位於偏轉架141前方。螺杆147與螺管148同軸螺合成一「伸縮杆」，一端(本實施例中為螺杆147)承接馬達組146的齒輪箱出力軸，另一端(本實施例中為螺管148)樞接在偏轉架141的連結杆143中央。操控臺190可控制馬達組146的馬達運轉狀態，當馬達驅動螺杆147以某旋向旋轉時，因為螺管148無法依自身軸線旋轉，所以螺杆147與螺管148會相對遠離(即「伸縮杆」伸長)，將偏轉架141底部往後推。反之，當馬達驅動螺杆147以另一旋向旋轉時，螺杆147與螺管148會相對靠近(即「伸縮杆」縮短)，將偏轉架141底部往前拉。當馬達停止運轉時，螺杆147與螺管148相對卡固，使偏轉架141穩固地定位在當時的角度。
基於預先設定的「伸縮杆」行程範圍，偏轉架141可在如圖2所示的第一角度以及如圖6所示的第二角度之間偏轉。在第一角度時，左、右二偏擺杆142的頂端位於可活動範圍的最前端。在第二角度時，二偏擺杆142的頂端位於可活動範圍的最後端。通過對馬達的控制，調整裝置145可將偏擺杆142的頂端定位在可活動範圍內的任意位置或若干預設位置(用意後述)。
左、右二偏擺杆142的內側分別設有一懸臂149a/149b，各懸臂149a/149b大致呈現縱向延伸，而且頂端以左右軸向樞接在對應的偏擺杆142頂端，使得各懸臂149a/149b能以其頂端——即偏擺杆142頂端當時所在位置——為軸心進行前後擺蕩。
橢圓機100具有左、右二支撐杆120a、120b，各支撐杆120a/120b呈前後延伸的直杆狀，後端樞接在同一側邊的懸臂149a/149b底端內側，前端樞接在同一側邊的曲柄架132端緣，而且，左、右二支撐杆120a、120b的前端分別位於(以曲柄架132的樞軸為圓心的)圓周上相對二側，即，當其中一側的支撐杆120a/120b前端位於最高點時，另一側的支撐杆120b/120a的前端位於最低點。
對支撐杆120a、120b而言，設在骨架110前端的二曲柄架132構成一第一導引機構130，而設在骨架110後端的偏轉架141及二懸臂149a、149b構成一第二導引機構140，其中，第一導引機構130可導引支撐杆120a、120b的前端環繞一預定的圓形封閉軌跡運動，第二導引機構140則可在支撐杆120a/120b的前端作繞圓運動時，導引支撐杆120a/120b的後端沿著一可選擇的圓弧形往復軌跡作往復運動。如圖2、圖5所示，由於左、右二支撐杆120a、120b的前端設置成180°相對，所以二支撐杆120a、120b的後端也會呈現反向運動，即，當其中一側的支撐杆120a/120b後端位於圓弧形往復軌跡T1的前極點Pf時，另一側的支撐杆120b/120a後端則位於往復軌跡T1的後極點Pr。
左、右二支撐杆120a、120b的外側分別具有一連杆160a/160b，各連杆160a/160b大致呈現前後延伸，並將靠近後端的某處通過一左右軸向的樞軸161樞接在支撐杆120a/120b約略中央位置所預設的凸座121外側邊。骨架110的前端部112左、右二側各設有一擺臂171a/171b，各擺臂171a/171b大致呈現縱向延伸，分別將桿身約略中央位置以左右軸向樞接在杆柱115側邊，使得頂、底二端可相對地前後擺動。各擺臂171a/171b的底端與同一側邊的連杆160a/160b前端樞接。
當支撐杆120a/120b的前、後二端分別沿圓形軌跡及圓弧軌跡運動時，可帶動連杆160a/160b的近後端(例如樞軸161位置)沿一近似橢圓形的封閉軌跡運動。同時，二擺臂171a、171b(底半段)構成一第三導引機構170，可導引連杆160a/160b的前端沿另一圓弧形的往復軌跡作往復運動，使得連杆160a/160b與支撐杆120a/120b的相對角度隨著前述運動而循環變化。在本發明的另一實施例中(圖中未示)，第三導引機構是一個水平、傾斜或弧曲的有形軌道。
各連杆160a/160b的最後端往內側彎折至支撐杆120a/120b上方，並且在頂面固接一踏板150a/150b。各踏板150a/150b位於支撐杆120a/120b的凸座121正後方，且其前端與連杆160a/160b同軸(即樞軸161)樞接在支撐杆120a/120b的凸座121。由此，踏板150a/150b可被支撐杆120a/120b導引沿著一近似橢圓形的封閉軌跡T2運動(如圖2、圖5所示，圖中顯示踏板150a/150b最後端的軌跡)，而且，踏板150a/150b在運動過程中的本身角度變化，會對應於連杆160a/160b前、後二端的角度變化。
在本發明的另一實施例中(圖中未示)，踏板不與支撐杆有直接接觸，例如踏板可以獨自固定在連杆上的樞軸後方、樞軸前方、或是樞軸的位置。在這樣的實施結構中，支撐杆通過(與支撐杆樞接的)連杆將踏板支撐在空中運動。
左、右二擺臂171a、171b的頂端分別形成一活動握把172a/172b，可供使用者在運動時雙手捉握。大體上，當某一側邊的踏板150a/150b往前運動時(表示對應的擺臂171a/171b底端往前擺蕩)，同一側邊的握把172a/172b即會往後運動，使用者可藉此進行上、下半身的同時運動。當然，使用者也可選擇扶握固定扶手組180。
接著說明橢圓機100的使用方式及其功效。延續先前所述，操控臺190可以控制調整裝置145的馬達運轉狀態(注相關的控制電路並非本案創作重點)，以調整及定位偏轉架141的角度——也就是決定懸臂149a、149b的頂端位置。進而，當懸臂149a/149b的頂端(圓心端)位移時，支撐杆120a/120b後端受懸臂149a/149b底端(擺蕩端)所導引的往復軌跡也會對應改變，連帶使得受支撐杆120a/120b導引的踏板150a/150b運動軌跡隨之改變。
以下通過兩個極端狀況來解說上述機製圖2及圖5分別顯示懸臂149a、149b頂端被定位在可活動範圍的最前端時，支撐杆120a、120b的後端運動至當時往復軌跡T1的前極點Pf及後極點Pr的狀態；圖6及圖7分別顯示懸臂149a、149b頂端被定位在可活動範圍的最後端時，支撐杆120a、120b的後端運動至當時往復軌跡T1′的前極點Pf′及後極點Pr′的狀態。由圖中可明顯看出，Pf高於Pr，而且Pf′也高於Pr′，不過，Pf與Pr的高度落差較小、連結線較平，而Pf′與Pr′的高度落差較大、連結線較斜。對應於此，當支撐杆120a、120b後端沿著仰角較小的往復軌跡T1運動時，踏板150a、150b所走的封閉軌跡T2的長軸仰角就比較小(如圖2、圖5所示)。反之，當支撐杆120a、120b後端沿著仰角較大的往復軌跡T1′運動時，踏板150a、150b的封閉軌跡T2′的長軸仰角就比較大(如圖6、圖7所示)。
簡單來講，當使用者控制偏轉架141的頂端往前移時，即可縮小踏板軌跡的斜度；反之，控制偏轉架141的頂端往後移時，即可增大踏板軌跡的斜度。如此，使用者可以依據個人需求，通過操控臺190設定踏板150a、150b的運動軌跡斜度，以獲得諸如走路(斜度較小)、跑步(斜度適中)、登臺階(斜度較大)等不同運動形式或不同運動負荷的腿部運動，也可以此集中鍛鍊特定的肌肉部位。踏板軌跡的斜度可以設計成能在可變範圍內無段調整，或者是只定位在其間的若干特定角度(例如10°、15°、20°……等等)。
使用者不僅可在運動過程中即時地對踏板軌跡進行調整、切換，也可通過操控臺190選定預設程式，讓機器在運動過程中依照預設時序自動地變化踏板軌跡斜度(例如逐漸升高、高低交替……等等)，這樣能提升運動的變化性及趣味性。而且，橢圓機100的調整踏板軌跡斜度的功能，與調整飛輪131旋轉阻力的功能(即一般橢圓機調整運動負荷的方式)可以並存，因此，橢圓機100可提供更豐富多樣的運動程式供使用者選擇。
再如圖2及圖6所示，由圖中可看出，在踏板軌跡斜度最小與斜度最大時，軌跡後端、底端的高度(圖中右腳踏板150b位置)變動不大，而軌跡前端、頂端的高度(圖中左腳踏板150a位置)則有明顯的變化(註上述結果是由於在設計階段預先控制懸臂149a、149b頂端的位移範圍，使得支撐杆120a、120b後端的圓弧形往復軌跡T1、T1′的前極點Pf、Pf有明顯的高度變化，但是後極點Pr、Pr′的高度則幾乎不變)。因此，相比於前述第5,685,804號美國專利的懸臂式結構，本發明的橢圓機100可以更有效率地調整踏板軌跡的斜度，而且可調範圍較大，同時，由於踏板軌跡的底端可維持在同一低處，不會影響到使用者登上踏板時的便易性及運動時的安全感。
如圖8及圖9所示，分別顯示橢圓機100的踏板150a/150b在其運動軌跡斜度最小及最大時的本身角度變化(注在各圖中，左邊的封閉軌跡T2/T2′是踏板最後端的軌跡，右邊的封閉軌跡是踏板最前端的軌跡，各軌跡上取八個節點a～h，分別對應於支撐杆120a/120b前端位於圓形跡軌上的0°、45°、90°、……315°等八個方位)。前已述及，由於踏板150a/150b是固接在連杆160a/160b而非支撐杆120a/120b上，因此踏板150a/150b前、後二端的角度變化對應於連杆160a/160b前、後二端的角度變化，換言之，當連杆160a/160b前端相對於後端上升時，踏板150a/150b也是前端相對後端上升，反之亦然(注在本實施例中，踏板150a/150b用於支撐使用者腳底的腳踏面151平行於連杆160a/160b的長軸向，但這不是必要限定條件)。如圖所示，通過預設的構件關係，無論橢圓機100的踏板軌跡斜度如何，當踏板150a/150b位於其運動軌跡(例如T2或T2′)的底端、後端區段時，踏板150a、150b的腳踏面151大致呈現水平狀態；而當踏板150a/150b位於運動軌跡的其他區段時，腳踏面151的前端低於後端，並且在軌跡的頂端、前端區段時，下斜最為明顯。上述踏板角度變化與人體跑步、登臺階時的腳掌角度較為吻合，即，在著地時腳底會平貼於地，而在抬腿、踩下時會是腳尖朝下，因此，使用者在利用橢圓機100進行腿部運動時會比較舒適自然，也比較不容易產生酸疼或運動傷害。
比較圖8及圖9可進一步得知，當軌跡斜度較小時，腳踏面151前端下斜的俯角較小，相對地，當踏板軌跡斜度較大時，腳踏面151前端下斜的俯角也較大(注此現象由踏板同樣位於軌跡頂端時最能明顯看出)。即，當踏板軌跡的仰角產生變動時，腳踏面151後端在軌跡中最高位置的高度變動量，會大於前端在軌跡中最高位置的高度變動量。如此，當使用者控使踏板軌跡的仰角加大時，踏板150a/150b除了會沿著更陡的軌跡運動至更高處，同時其腳踏面151後端也會翹得更高，由此可將使用者的腳跟託高，增加腿部運動量。
值得一提的是，雖然以上所描述的踏板軌跡被規定在「前端高於後端」的範圍中，不過，在本發明的另一實施例中(圖中未示)，通過在設計階段預先控制懸臂頂端的位移範圍，支撐杆後端的往復軌跡的前極點可能低於後極點，由此產生出「大致水平」甚至「前端低於後端」的踏板軌跡。
如圖10～圖13所示，為本發明第二較佳實施例所提供的橢圓機200，其類似前一實施例結構。本實施例的橢圓機200大體上仍是由一骨架210、二支撐杆220、一第一導引機構230、一第二導引機構240、二連杆260、一第三導引機構270及二踏板250構成。上述部件或單元的基本功能完全與前一實施例當中的對等部件或單元相同，以下僅就不同的結構或工作原理進行說明。
首先要說明的是，在橢圓機200的骨架210前端同樣設有如前所述的飛輪、曲柄架及阻力系統(圖中未示)，各構件被包覆在圖中所示的殼罩216及轉盤234內部。
橢圓機200的骨架210具有一底部211，底部211前端的左、右二側各固接一前立杆212，底部211後端的左、右二側各固接一後立杆213，同一側邊的前立杆212頂端與後立杆213頂端之間分別連結一水平橫杆214，且左、右二橫杆214平行並列在同一高度。各橫杆214的後半段設有一前後延伸並且貫通左、右二側面的長槽孔215，橫杆214內部在對應長槽孔215的部位樞設一前後延伸的螺杆247(如圖11所示)，並且在螺杆247前方設一馬達組246，馬達組246受控於橢圓機200的操控臺290的驅使，使螺杆247以預定旋向原地旋轉。
左、右二橫杆214的後半段分別設有一位移座241，各位移座241包含一螺孔塊248、二夾板242及一滾輪243。螺孔塊248螺合在螺杆247上，而且左、右二端凸出於長槽孔215外。二夾板242分別位於橫杆214的左、右二側，中央部位與螺孔塊248連結，頂、底二端分別凸超於橫杆214的頂面及底面。滾輪243以左右軸向樞設在二夾板242的頂端之間，而且可滾動地抵壓在橫杆214頂面。由此，當馬達組246驅動螺杆247以某旋向旋轉時，位移座241會沿著橫杆214往前平移；反之，當螺杆247以另一旋向旋轉時，位移座241會往後平移。
左、右二位移座241的下方分別設有一懸臂249，各懸臂249將其頂端以左右軸向樞接在位移座241的二夾板242底端之間，使得懸臂249能作前後擺蕩。各懸臂249的底端同樣樞接在對應的支撐杆220後端，即，對應於前一實施例中的偏轉架141及懸臂149a、149b，本實施例中的位移座241及懸臂249即構成前述第二導引機構240，可導引支撐杆220的後端在一可選擇的圓弧形往復軌跡上運動。必須注意的是，一般而言，本實施例中的左、右二調整裝置245(即馬達組246、螺杆247)要能同步動作，使左、右二懸臂249的頂端(圓心端)保持在相同的前後位置。
如此，類似於前一實施例的踏板軌跡調整機制，當使用者控制位移座241往前移時，踏板250運動軌跡的斜度就會縮小；反之，位移座241往後移時，踏板軌跡的斜度就會增大。本實施例的橢圓機200同樣可達到前述各種功效，容不贅述。
上述兩種較佳實施例的結構均採用電動方式調整踏板軌跡的斜度，使用上較為便利。當然，基於成本、商品等級等實際情況，本發明也可實施為用手動方式進行調整。例如，移除第一實施例中的調整裝置145，改成在骨架110後端設置弧形排列的若干定位孔(圖中未示)，並利用活動式的插銷、螺栓等定位件(圖中未示)同時連結偏擺架141及其中一定位孔，以決定偏擺架141相對於骨架110的角度，使踏板軌跡呈現對應斜角。
最後要補充說明的是，在上述兩種較佳實施例的結構中，支撐杆的前端被導引在一圓形軌跡上運動，但本發明也可採用較複雜的習知導引機構，導引支撐杆前端沿一橢圓形或其他類似形狀的封閉軌跡運動(例如前述第6,440,042號美國專利所述的機構)。此外，本發明也可設計成「支撐杆後端在一封閉軌跡上運動、前端在一可調整斜度的往復軌跡上運動」的形式。
權利要求
1.一種可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其特徵在於包含有一骨架，其架設於一支撐面上，定義有一前端及一後端；二支撐杆，各具有前後相對的一第一端及一第二端；一第一導引機構，設於所述骨架並與所述二支撐杆的第一端連接，導引各所述支撐杆的第一端沿一第一封閉軌跡運動；一第二導引機構，設於所述骨架，具有二懸臂，各所述懸臂具有一圓心端及一擺蕩端，所述圓心端相對於所述骨架的位置可被調整及定位，所述擺蕩端與對應的所述支撐杆的第二端樞接，以在各所述支撐杆的第一端沿所述第一封閉軌跡運動時，導引所述支撐杆的第二端沿一圓弧軌跡在一前極點及一後極點之間作往復運動；二踏板，分別被所述二支撐杆直接或間接支撐，並被導引沿一第二封閉軌跡運動。
2.如權利要求1所述的可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其特徵在於所述第二導引機構具有一偏轉架及一調整裝置，所述偏轉架樞接在所述骨架上，所述調整裝置可改變及固定所述偏轉架相對於所述骨架的角度；各所述懸臂的圓心端樞接在所述偏轉架上，且樞接位置與所述偏轉架相對於所述骨架的樞接點相隔一段距離。
3.如權利要求2所述的可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其特徵在於所述偏轉架具有分別樞接在所述骨架左、右二側的二偏擺杆，以及使所述二偏擺杆平行連結的一連結杆；各所述懸臂的圓心端樞接在對應的所述偏擺杆上；所述調整裝置包含一馬達組及一伸縮杆，所述馬達組樞接在所述骨架上，所述伸縮杆由一螺杆及一螺管螺合而成，一端承接所述馬達組的出力軸，另一端樞接於所述偏轉架。
4.如權利要求1所述的可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其特徵在於所述第二導引機構具有至少一位移座及至少一調整裝置，所述位移座可在所述骨架上位移，所述調整裝置可改變及固定所述位移座的位置；各所述懸臂的圓心端樞接於所述位移座。
5.如權利要求4所述的可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其特徵在於所述骨架的左、右二側分別設有一所述位移座及一所述調整裝置；各所述調整裝置包含一螺杆及一馬達組，各所述螺杆以前後軸向樞接在所述骨架，各所述馬達組可驅使對應的所述螺杆原地旋轉；各所述位移座螺合於所述螺杆。
6.如權利要求1所述的可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其特徵在於所述橢圓機還包含有二連杆及一第三導引機構，各所述連杆具有相對的一第一端及一第二端，其中的第一端與對應的所述支撐杆樞接；所述第三導引機構設於所述骨架並與所述二連杆的第二端連接，可在各所述支撐杆的第一端及第二端分別沿所述第一封閉軌跡及圓弧軌跡運動時，導引對應的所述連杆的第二端沿一往復軌跡作往復運動，使所述連杆與所述支撐杆的相對角度隨之變化；各所述踏板分別與對應的所述連杆連接。
7.如權利要求6所述的可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其特徵在於各所述踏板固接在所述連杆的第一端，並與所述連杆同軸樞接在所述支撐杆上。
8.如權利要求6所述的可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其特徵在於所述第三導引機構具有二擺臂，各所述擺臂樞接於所述骨架；各所述連杆的第二端樞接在對應的所述擺臂的底端。
9.如權利要求6所述的可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其特徵在於當所述踏板位於所述第二封閉軌跡的低處時，其用於支撐使用者腳底的腳踏面大致呈現水平狀態；當所述踏板位於所述第二封閉軌跡的高處時，所述腳踏面的前端低於後端。
10.如權利要求9所述的可調整踏板軌跡斜度的橢圓機，其特徵在於當所述懸臂的圓心端位移時，所述腳踏面的後端在其軌跡中最高位置的高度變動量，大於前端在其軌跡中最高位置的高度變動量。
全文摘要
本發明涉及一種可調整踏板軌跡斜度的橢圓機(Elliptical)，其主要是在一骨架的前、後二端分別設一導引機構，分別導引左、右二支撐杆的第一端沿一封閉軌跡運動以及第二端沿一往復軌跡運動，使支撐杆所支撐的踏板沿著類似橢圓形的軌跡運動。本發明利用一第三導引機構使踏板與支撐杆的相對角度在運動中循環變化，可使踏板位在其運動軌跡的低處時大致水平、在高處時前端下斜。本發明同時揭示以一圓心位置可變的懸臂懸吊支撐杆的第二端，以此可簡易地調整第二端往復軌跡的前、後極點的高度，使踏板軌跡的斜度隨之變化。
文檔編號A63B22/04GK1958099SQ200510115518
公開日2007年5月9日 申請日期2005年11月4日 優先權日2005年11月4日
發明者廖宏茂, 張書瑋 申請人:喬山健康科技股份有限公司