TWI722425B - 具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機 - Google Patents

具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機 Download PDF

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TWI722425B
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Abstract

一種具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,其特點包括:一底座及設於底座上之傳動機構,其兩側所設側向擺動式軌道一端樞設於底座,且各側向擺動式軌道可側向擺動;傳動機構兩側分設有相連動之連桿及踩踏機構,每一連桿及踩踏機構所設前段連桿前端樞接於底座;一前端呈萬向傳動型態連接於前段連桿之後段連桿,該後段連桿滑設於相對應之軌道;後段連桿自由端部樞設有踏板,當踏板被踩踏時,前段連桿係配合傳動機構往復伸縮,且使用者可透過施加於踏板之側向力自由操控側向擺動式軌道的擺角。

Description

具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機
本發明係涉及一種橢圓機,特別是指一種其踏板的側向運動行程可依使用者的施力方式自由控制之創新結構型態揭示者。
現代人由於生活忙碌,回到家時通常已疲憊不堪,因此往往疏於運動,然而,在休閒養生風逐漸興起後,運動健身觀念也隨之日益抬頭。但是要找到適當的運動場所,又是欲從事運動的人的另一項難題,以最受歡迎的學校操場與公園而言,雖然方便且免費,卻容易受天候的影響而無法從事運動,有鑒於此,遂有運動器材業者開發出各式各樣方便於室內使用的運動健身器,以方便使用者能夠把握時間空檔,在室內即可達到運動健身之目的。
在坊間琳瑯滿目的運動器材中,因為橢圓機踏板的運轉軌跡可模擬出人們走路時足部與腿部的移動軌跡而較為符合人體工學,所以獲得許多消費者的青睞。然而,目前市售的橢圓機其兩踏板的運動軌跡係被限制於互相平行的兩平面上,因此鍛鍊的部位固定,無法依使用者的不同的施力方式改變兩踏板運動軌跡的對應關係,造成使用範圍與鍛鍊部位皆頗受限制之問題與缺弊。
本發明之主要目的,係在提供一種具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,其所欲解決之技術問題,係針對如何研發出一種踏板側向運動行程可自由控制、更具理想實用性之新式橢圓機結構型態為目標加以創新突破。
本發明解決問題之技術特點,主要在於所述該橢圓機係包括:一底座,呈前後向延伸型態而包括前架部及後架部,且依據底座型態係虛擬出一前後向軸線及一側向軸線;一立柱,固設於底座的前架部上;一傳動機構,裝設於底座的前架部上,傳動機構包含支架以及利用轉軸旋設於支架的飛輪,轉軸二端分別固接有一曲柄,各曲柄具一自由端部,且該自由端部固接有樞軸;二側向擺動式軌道,分設於底座的後架部上呈左、右間隔配置關係,每一側向擺動式軌道包括樞設端及擺動區段,樞設端樞組於後架部之固定位置,擺動區段則為沿著前後向軸線延伸一長度之型態,並令擺動區段呈可位移狀態置於後架部上,且構成當擺動區段受一外力控制時,係以樞設端為旋支點且沿著側向軸線之方向作左、右側向弧形軌跡自由擺動的狀態;二連桿及踩踏機構,各連桿及踩踏機構裝設於傳動機構與其相對應之一側,且令兩者呈彼此互相連動關係;各該連桿及踩踏機構包括:一前段連桿,其底端樞設於底座,前段連桿之桿身一側則樞設於相對應之曲柄所設樞軸;一後段連桿,係前端呈萬向傳動型態連接於前段連桿後端,後段連桿之後段則滑設於相對應之側向擺動式軌道上;一踏板,具有一旋接部以旋設於相對應之後段連桿的後端部,構成踏板係以該旋接部為旋支點呈可受力轉動狀態,且踏板組配有一轉角抑制限位裝置,以將踏板之轉動抑制 限位於一設定角度範圍內。
藉由上述結構組成型態與技術特徵,當使用者踩踏各踏板時係透過各前段連桿驅動飛輪旋轉,且前段連桿配合飛輪及曲柄之旋轉角度作往復式伸縮,從而令各踏板之運動呈現橢圓形軌跡,且使用者可選擇性地透過腳部施加於踏板的側向作用力,自由地各別操控各側向擺動式軌道之擺動區段作左、右側向弧形軌跡的擺動,從而達到大幅提昇橢圓機使用作動型態與運動健身效果、滿足更多元需求之實用進步性。
10:底座
11:前架部
12:後架部
121:弧形軌道
L1:前後向軸線
L2:側向軸線
20:立柱
21:橫架桿
30:傳動機構
301:支架
31:轉軸
32:飛輪
33:曲柄
335:自由端部
34:樞軸
40:側向擺動式軌道
401:樞設端
402:擺動區段
41:側向移動滾輪組
50:連桿及踩踏機構
51:前段連桿
511:第一長形構件
512:第二長形構件
52:後段連桿
521:前後向移動滾輪組
522:旋轉連接件
523:防脫限位構件
524:抵靠架部
53:踏板
531:旋接部
54:轉角抑制限位裝置
541:前桿端
542:後桿端
60:擺臂組
61:下肘桿部
62:上臂桿部
625:握把
70:萬向接頭
71:軸桿
72:萬向軸承
73:軸套
80:摩擦式阻尼器
81:可升降摩擦部
82:制動構件
821:電力驅動器
822:拉索
823:轉輪
85:磁吸式阻尼器
851:可升降磁吸部
852:制動構件
91:第二擺動區段
92:第二滾輪組
93:第二弧形軌道
第1圖係本發明較佳實施例之立體外觀圖。
第2圖係本發明較佳實施例之側視圖。
第3圖係本發明較佳實施例之動作軌跡示意圖。
第4圖係本發明較佳實施例之後視圖。
第4A圖係為第4圖之局部放大圖。
第5圖係本發明之兩側向擺動式軌道以相同角度偏擺之後視圖。
第5A圖係為第5圖之局部放大圖。
第6圖係本發明之兩側向擺動式軌道以不同角度偏擺之後視圖。
第6A圖係為第6圖之局部放大圖。
第7圖係本發明之兩側向擺動式軌道以不同角度偏擺之俯視圖。
第8-9圖係本發明之前段連桿與後段連桿之間所設萬向接頭之動作示意圖。
第10-11圖係本發明之擺動區段組設有摩擦式阻尼器之動作示意圖。
第12圖係本發明之前後向移動滾輪組設有防脫限位構件之實施例圖。
第13圖係本發明之樞設端設於後端而擺動區段設於前端之配置型態實施例圖。
第14圖係本發明之側向擺動式軌道更設有第二擺動區段及後架部配合設有第二弧形軌道之實施例圖。
第15圖係本發明之擺動區段組設有磁吸式阻尼器之實施例圖。
請參閱第1至5圖所示,係本發明具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機之較佳實施例,惟此等實施例僅供說明之用,在專利申請上並不受此結構之限制。
所述橢圓機係包括下述構成:一底座10,呈前後向延伸型態而包括一前架部11以及一後架部12,且依據該底座10之型態係虛擬出一前後向軸線L1以及一側向軸線L2;一立柱20,固設於該底座10的前架部11上;一傳動機構30,裝設於該底座10的前架部11上,該傳動機構30包含一支架301以及利用一轉軸31旋設於該支架301的一飛輪32,其中該轉軸31之二端分別固接有一曲柄33,各該曲柄33具有一自由端部335,且該自由端部335固接有一樞軸34;二側向擺動式軌道40,分設於該底座10的後架部12上呈左、右間隔配置關係,每一側向擺動式軌道40包括一樞設端401以及一擺動區段402,其中該樞設端401樞組於該後架部12之一固定位置,該擺動區段402則為沿著該前後向軸線L1延伸一長度之型態,並令該擺動區段402呈可位移狀態置於該後架部12上,且構成當該擺動區段 402受一外力控制時,係以該樞設端401為旋支點且沿著該側向軸線L2之方向作左、右側向弧形軌跡自由擺動的狀態;以及二連桿及踩踏機構50,各該連桿及踩踏機構50係裝設於該傳動機構30與其相對應之一側,且令該兩者呈彼此互相連動關係;各該連桿及踩踏機構50包括:一前段連桿51,其底端樞設於該底座10,該前段連桿51之桿身一側則樞設於相對應之該曲柄33所設樞軸34;一後段連桿52,係前端呈萬向傳動型態連接於該前段連桿51之後端,該後段連桿52之後段則滑設於相對應之該側向擺動式軌道40上;一踏板53,該踏板53具有一旋接部531,用以旋設於相對應之該後段連桿52的後端部,構成該踏板53係以該旋接部531為旋支點呈可受力轉動狀態,且該踏板53組配有一轉角抑制限位裝置54,用以將該踏板53之轉動抑制限位於一設定角度範圍內。
較佳地,該前段連桿51係包括一第一長形構件511與一第二長形構件512,該第一長形構件511與該第二長形構件512係彼此軸向組合且呈可伸縮狀態,該第一長形構件511之底端樞設於該底座10;該第二長形構件512之一側樞設於相對應之該曲柄33所設樞軸34上,構成當該曲柄33轉動時,係帶動該第二長形構件512相對於該第一長形構件511產生軸向往復式運動,從而改變該前段連桿51之長度,又該後段連桿52係連接於該第二長形構件512之後端。
藉由上述結構組成型態與技術特徵,如第3圖所示(並請配合第1、2圖所示),當使用者踩踏各踏板53時,係透過各前段連桿51驅動飛輪32旋轉,且前段連桿51配合飛輪32及曲柄33之旋轉角度作往復式伸縮,從而令各踏板53之運動呈現橢圓形軌跡,且 使用者可選擇性地透過腳部施加於踏板53的側向作用力,自由地各別操控各該側向擺動式軌道40之擺動區段402作左、右側向弧形軌跡的擺動(容於後文詳述);接著請進一步參閱如第8圖所示,此時該萬向接頭70之軸桿71係垂直於該前段連桿51之軸線。而本發明與目前市售橢圓機最大的不同處主要在於更增設有所述可沿著側向軸線L2之方向作左、右側向弧形軌跡自由擺動的狀態之二側向擺動式軌道40,此部份請配合參閱如第4、4A圖所示,係為二側向擺動式軌道40尚未向外偏擺時,每一踏板53與其相對應後段連桿52之間的狀態。接著請依序參第5至7圖所示,當使用者在踩踏兩踏板53的過程中,可以同時間選擇性地對其中一踏板53(或兩踏板)施以側向推動之力道,如此即可帶動側向擺動式軌道40產生左、右側向弧形軌跡的擺動,從而達到同步鍛鍊腿部不同肌群的運動健身效果。此外,由於本發明中所揭二側向擺動式軌道40係分別各自獨立樞設於底座10上,因此在作動時彼此互不干涉,令兩側向擺動式軌道40的偏擺角度及踏板53的運動軌跡可以隨使用者的施力方式自由偏擺。此外,藉由該踏板53組配有轉角抑制限位裝置54的實施型態,更可將踏板53之轉動抑制限位於一設定角度範圍內,以避免踏板53相對於其所對應之後段連桿52的偏移量過大而造成使用安全上的疑慮。
如第1圖所示,本例中,該轉角抑制限位裝置54,係為沿著該前後向軸線L1延伸之桿體型態,該轉角抑制限位裝置54具有一前桿端541及一後桿端542,該前桿端541呈萬向傳動型態連接於該前段連桿51之第二長形構件512後段,該後桿端542則呈萬向傳動型態連接於相對應之該踏板53之底部一處,且該處與該踏板53 之旋接部531呈間隔配置。藉此,當各該側向擺動式軌道40之擺動區段402作左、右側向弧形軌跡擺動時,係藉由該轉角抑制限位裝置54的配置連接關係,令各該踏板53之轉動被抑制限位於一設定角度範圍內。其中該第一長形構件511係為一桿體型態,而該第二長形構件512則為套設於該第一長形構件511外周之一套管型態。
如第1、2圖所示,本例中,該立柱20一高度位置處更固設有一橫架桿21,該橫架桿21之二端部係朝左右側延伸並裝設有二擺臂組60,各該擺臂組60包括呈相互肘接關係之一上臂桿部62及一下肘桿部61,其中該上臂桿部62之鄰近上端處設有一握把625,該上臂桿部62之桿身一處樞設於相對應之該橫架桿21端部,該下肘桿部61的前端則樞設於相對應之該曲柄33所設樞軸34。
如第1、4、5、6圖所示,本例中,該底座10的後架部12設有一弧形軌道121,且各側向擺動式軌道40之擺動區段402底側裝設有一側向移動滾輪組41(註:不限於單輪或雙輪型式者),各該側向移動滾輪組41係於該弧形軌道121上滾動位移。
如第4A圖所示,本例中,各該後段連桿52的後段係更裝設有一前後向移動滾輪組521(註:不限於單輪或雙輪型式者),該前後向移動滾輪組521係於相對應之該側向擺動式軌道40上滾動位移,且該前後向移動滾輪組521與該後段連桿52的後段之間還裝設有一旋轉連接件522,令該前後向移動滾輪組521於該側向擺動式軌道40上滾動時,能夠配合該後段連桿52之側向擺動同步產生偏擺。
如第8、9圖所示,本例中,該後段連桿52之前端係利用一萬向接頭70連接於該前段連桿51之後端;該萬向接頭70係包含 有一貫穿該後段連桿52前端之軸桿71、一套設於該軸桿71上之萬向軸承72以及一旋設於該萬向軸承72外壁上之一軸套73,該軸套73係固設於該前段連桿51之後端。針對本例所揭須補充說明的一點是:本發明中其餘構件有提到呈萬向傳動型態相連接者,其具體結構細部實施型態係可參酌本例,併與指明。
如第10、11圖所示,其中該擺動區段402更設有一摩擦式阻尼器80,該摩擦式阻尼器80包括一可升降摩擦部81以及用以控制該可升降摩擦部81升降狀態之一制動構件82,且當該可升降摩擦部81呈下降狀態時,係向下抵靠於相對應之該弧形軌道121上產生摩擦力,從而令該側向移動滾輪組41之滾動位移具有阻力;又該制動構件82係採用電動式或手動式任一控制型態,如本例所揭制動構件82係為電動式之控制型態,其主要包括一電力驅動器821、一拉索822以及一轉輪823,其中該拉索822之後端係繞過該轉輪823而連接於該可升降摩擦部81之一處,該電力驅動器821可受控帶動拉索822進而連動升降摩擦部81產生作動,此僅為一較佳實施例型態,並不以此為限;本例中設置所揭摩擦式阻尼器80的好處,主要是能夠控制該擺動區段402相對於弧形軌道121位移時的摩擦力,從而提供使用者操作橢圓機過程中更多的選擇。
如第12圖所示,本例中,該前後向移動滾輪組521係更設有一防脫限位構件523,該防脫限位構件523係具有至少一抵靠架部524用以倚靠於該側向擺動式軌道40之側部,從而防止該前後向移動滾輪組521呈側向路徑脫出該側向擺動式軌道40。
如第1至7圖所示,本例中,各該側向擺動式軌道40之樞設端401與擺動區段402兩者配置型態係為該樞設端401在前而 該擺動區段402相對在後的配置型態。另如第13圖所揭樞設端401與擺動區段402兩者配置型態,則為該樞設端401在後而該擺動區段402相對在前的配置型態。
如第14圖所示,本例中,各該側向擺動式軌道40之樞設端401於遠離該擺動區段402之一端係更延伸形成一第二擺動區段91,且該第二擺動區段91底部設有一第二滾輪組92,以使該底座10之後架部12配合設有一第二弧形軌道93,以供該第二滾輪組92於其上滾動位移。
如第15圖所示,本例中,該擺動區段402更設有一磁吸式阻尼器85,該磁吸式阻尼器85包括一可升降磁吸部851以及用以控制該可升降磁吸部851升降狀態之一制動構件852,該弧形軌道121為導磁材料構成,且當該可升降磁吸部851呈下降狀態時,係與相對應之該弧形軌道121產生磁力(如圖中空心箭號所示)的差異變化,從而令該側向移動滾輪組41之滾動位移具有阻力調整功能;又該制動構件852係採用電動式或手動式任一控制型態。
10:底座
11:前架部
12:後架部
121:弧形軌道
L1:前後向軸線
L2:側向軸線
20:立柱
21:橫架桿
30:傳動機構
301:支架
31:轉軸
32:飛輪
33:曲柄
335:自由端部
34:樞軸
40:側向擺動式軌道
401:樞設端
402:擺動區段
41:側向移動滾輪組
50:連桿及踩踏機構
51:前段連桿
511:第一長形構件
512:第二長形構件
52:後段連桿
521:前後向移動滾輪組
53:踏板
531:旋接部
54:轉角抑制限位裝置
541:前桿端
542:後桿端
62:上臂桿部
61:下肘桿部
625:握把

Claims (12)

  1. 一種具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,該橢圓機包括:一底座,呈前後向延伸型態而包括一前架部以及一後架部,且依據該底座之型態係虛擬出一前後向軸線以及一側向軸線;一立柱,固設於該底座的前架部上;一傳動機構,裝設於該底座的前架部上,該傳動機構包含一支架以及利用一轉軸旋設於該支架的一飛輪,其中該轉軸之二端分別固接有一曲柄,各該曲柄具有一自由端部,且該自由端部固接有一樞軸;二側向擺動式軌道,分設於該底座的後架部上呈左、右間隔配置關係,每一側向擺動式軌道包括一樞設端以及一擺動區段,其中該樞設端樞組於該後架部之一固定位置,該擺動區段則為沿著該前後向軸線延伸一長度之型態,並令該擺動區段呈可位移狀態置於該後架部上,且構成當該擺動區段受一外力控制時,係以該樞設端為旋支點且沿著該側向軸線之方向作左、右側向弧形軌跡自由擺動的狀態;以及二連桿及踩踏機構,各該連桿及踩踏機構係裝設於該傳動機構與其相對應之一側,且令該兩者呈彼此互相連動關係;各該連桿及踩踏機構包括:一前段連桿,其底端樞設於該底座,該前段連桿之桿身一側則樞設於相對應之該曲柄所設樞軸;一後段連桿,係前端呈萬向傳動型態連接於該前段連桿之 後端,該後段連桿之後段則滑設於相對應之該側向擺動式軌道上;以及一踏板,該踏板具有一旋接部,用以旋設於相對應之該後段連桿的後端部,構成該踏板係以該旋接部為旋支點呈可受力轉動狀態,且該踏板組配有一轉角抑制限位裝置,用以將該踏板之轉動抑制限位於一設定角度範圍內;又其中,該前段連桿係包括一第一長形構件與一第二長形構件,該第一長形構件與該第二長形構件係彼此軸向組合且呈可伸縮狀態,該第一長形構件之底端樞設於該底座;該第二長形構件之一側則樞設於相對應之該曲柄所設樞軸上,構成當該曲柄轉動時,係帶動該第二長形構件相對於該第一長形構件產生軸向往復式運動,從而改變該前段連桿之長度,又該後段連桿係連接於該第二長形構件之後端;藉此,當使用者踩踏各該踏板時,係透過各該前段連桿驅動該飛輪旋轉,且該前段連桿係配合該飛輪及曲柄之旋轉角度作往復式伸縮,從而令各該踏板之運動呈現橢圓形軌跡,且使用者可選擇性地透過腳部施加於踏板的側向作用力,自由地各別操控各該側向擺動式軌道之擺動區段作左、右側向弧形軌跡的擺動。
  2. 如請求項1所述之具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,其中該轉角抑制限位裝置,係為沿著該前後向軸線延伸之桿體型態,該轉角抑制限位裝置具有一前桿端以及一後桿端,該前桿端呈萬向傳動型態連接於該前段連桿之第二長形構件後段,該後桿端則呈萬向傳動型態連接於相對應之該踏板底部一處,且該處與該踏板之 旋接部呈間隔配置。
  3. 如請求項2所述之具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,其中該第一長形構件係為一桿體型態,而該第二長形構件則為套設於該第一長形構件外周之一套管型態。
  4. 如請求項3所述之具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,其中該底座的後架部設有一弧形軌道,且各該側向擺動式軌道之擺動區段底側裝設有一側向移動滾輪組,各該側向移動滾輪組係於該弧形軌道上滾動位移。
  5. 如請求項4所述之具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,其中各該後段連桿的後段係更裝設有一前後向移動滾輪組,該前後向移動滾輪組係於相對應之該側向擺動式軌道上滾動位移,且該前後向移動滾輪組與該後段連桿的後段之間還裝設有一旋轉連接件,令該前後向移動滾輪組於該側向擺動式軌道上滾動時,能夠配合該後段連桿之側向擺動同步產生偏擺。
  6. 如請求項5所述之具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,其中該前後向移動滾輪組係更設有一防脫限位構件,該防脫限位構件係具有至少一抵靠架部用以倚靠於該側向擺動式軌道之側部,從而防止該前後向移動滾輪組呈側向路徑脫出該側向擺動式軌道。
  7. 如請求項6所述之具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機, 其中各該側向擺動式軌道之樞設端與擺動區段兩者配置型態,係為該樞設端在前而該擺動區段相對在後的配置型態。
  8. 如請求項7所述之具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,其中各該側向擺動式軌道之樞設端於遠離該擺動區段之一端係更延伸形成一第二擺動區段,且該第二擺動區段底部設有一第二滾輪組,以使該底座之後架部配合設有一第二弧形軌道,以供該第二滾輪組於其上滾動位移。
  9. 如請求項6所述之具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,其中各該側向擺動式軌道之樞設端與擺動區段兩者配置型態,係為該樞設端在後而該擺動區段相對在前的配置型態。
  10. 如請求項1所述之具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,其中該後段連桿之前端係利用一萬向接頭連接於該前段連桿之後端;該萬向接頭係包含有一貫穿該後段連桿前端之軸桿、一套設於該軸桿上之萬向軸承以及一旋設於該萬向軸承外壁上之一軸套,該軸套係固設於該前段連桿之後端。
  11. 如請求項1所述之具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,其中該擺動區段更設有一摩擦式阻尼器,該摩擦式阻尼器包括一可升降摩擦部以及用以控制該可升降摩擦部升降狀態之一制動構件,且當該可升降摩擦部呈下降狀態時,係向下抵靠於相對應之該弧形軌道上產生摩擦力,從而令該側向移動滾輪組之滾動位移具有阻力 ;又該制動構件係採用電動式或手動式任一控制型態。
  12. 如請求項1所述之具有自由控制踏板側向運動行程功能之橢圓機,其中該擺動區段更設有一磁吸式阻尼器,該磁吸式阻尼器包括一可升降磁吸部以及用以控制該可升降磁吸部升降狀態之一制動構件,且該弧形軌道為導磁材料構成,當該可升降磁吸部呈下降狀態時,係與相對應之該弧形軌道產生磁力的差異變化,從而令該側向移動滾輪組之滾動位移具有阻力調整功能;又該制動構件係採用電動式或手動式任一控制型態。
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