CN101234241B - 可随使用者出力而改变运动行程的椭圆运动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可随使用者出力而改变运动行程的椭圆运动机，具有可沿着近似椭圆形的轨迹运动的左、右二踏板，特点在于所述踏板的运动行程可随着使用者运动时的出力大小而即时改变。例如，在一实施例中，椭圆运动机包含有左、右二支撑杆，各支撑杆概呈前后延伸，且分别是由可概沿长轴向相对运动的一前段件及一后段件相接而成，各支撑杆具有可受导引而沿一封闭轨迹绕转的第一部位、可前后往复运动的第二部位、以及用以支撑使用者脚部的踩踏部位(即踏板)；由此，使用者迈步时的腿部出力可即时带动支撑杆伸长或缩短，而让踏板的运动轨迹及其行程长度对应改变。

Description

可随使用者出力而改变运动行程的椭圆运动机

技术领域

本发明与运动健身器材有关，特别是关于一种踏板行程可随着使用者运动时的出力大小而即时改变的椭圆运动机(Elliptical)。

背景技术

椭圆运动机是近年新兴的一种腿部运动器材，一般泛指各种能导引左、右二踏板沿着近似椭圆形的轨迹运动，藉以供使用者进行类似走路、跑步等腿部运动的装置。前述踏板轨迹大多是呈现前后较宽、上下较窄的扁长形封闭曲线，而其中的长轴长度一般即称为「步幅(stride)」或「行程」。可想而知，较长/较短的踏板行程会对应较大/较小的腿部运动量，而且一般来说比较适合身高较高/较矮的使用者。

然而，一般椭圆运动机的踏板轨迹几乎都是固定不变的，使得所有使用者均必须牵就既定的运动行程。相对地，也有少部份的习知椭圆运动机，例如美国第6,719,666号及第6,994,656号等专利所揭示的装置，可供使用者依据个人身高、习惯或当次所需的运动量，藉由(以手动或电动方式)设定构件空间关系而适度地调整踏板的运动行程。此外，美国第6,689,019号专利则是揭示一种踏板行程可随着使用者运动时的出力大小而即时改变的椭圆运动机。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种椭圆运动机，它的踏板运动行程可随着使用者运动时的出力大小而即时改变，由此，使用者无需在运动前或运动中进行机构调整，即可自然获得长度适当的踏板运动行程，使用上较为便利；而且，使用者在运动过程中可随意地改变迈步动作的出力大小，机动性地增大或减小当时的运动量。

为了达到上述目的，在本发明的一较佳实施例中，椭圆运动机包含有：一骨架；一导引装置，设在骨架上，具有可沿一封闭轨迹运动的二回绕接点；二支撑杆，各概呈前后延伸，且分别是由可概沿长轴向相对运动的一前段件及一后段件相接而成；各支撑杆上具有一第一部位、一第二部位及一踩踏部位，其中，第一部位对应地枢接在所述导引装置的一回绕接点，第二部位可相对于骨架前后运动，踩踏部位用以支撑使用者的脚部；各支撑杆上的所述三部位，其中至少一者位于前段件上，且至少一者位于后段件上；由此，使用者迈步时的腿部出力会即时带动支撑杆伸长或缩短，而让踩踏部位的运动轨迹及其行程长度对应改变。

在本发明的另一较佳实施例中，椭圆运动机包含有：一骨架；一导引装置，结构同前；二中介组件，各具有一第一接点及一第二接点，其中，第一接点对应地枢接在导引装置的一回绕接点，第二接点可相对于第一接点前后偏转；二支撑杆，各概呈前后延伸，且分别具有一第一部位、一第二部位及一踩踏部位，其中，第一部位对应地枢接在一中介组件的第二接点，第二部位可相对于骨架前后运动；由此，使用者迈步时的腿部出力会即时带动中介组件相对于回绕接点前后偏移，而让踩踏部位的运动轨迹及其行程长度对应改变。

在本发明的另一较佳实施例中，椭圆运动机包含有：一骨架；一导引装置，结构同前；二支撑杆，各概呈前后延伸，且分别具有一第一部位及一第二部位，其中，第一部位对应地枢接在所述导引装置的一回绕接点，第二部位可相对于骨架在一预定轨迹上前后运动；二踏板，分别设在所述二支撑杆上，各可沿支撑杆的长轴向滑移；二摆臂，各概呈纵向延伸，且分别是由可沿长轴向相对运动的一上段件及一下段件相接而成；各摆臂的顶端枢接在骨架，底端对应地枢接在一踏板；由此，使用者迈步时的腿部出力会即时带动踏板相对于支撑杆前后偏移，而让踏板的运动轨迹及其行程长度对应改变。

在本发明的另一较佳实施例中，椭圆运动机包含有：一骨架；一导引装置，结构同前；二支撑杆，各概呈前后延伸，各具有一第一部位、一第二部位及一第三部位，其中，第一部位对应地枢接在所述导引装置的一回绕接点，第二部位可相对于骨架前后运动；二摆臂，各概呈纵向延伸地枢接在所述骨架，底端可前后摆荡；二滑杆，各概呈前后延伸，杆身可对应地在一支撑杆的第三部位上前后滑移，而且其中一端对应地枢接在一摆臂的底端；二连杆，其中一端对应地枢接在一支撑杆上，另一端对应地枢接在一摆臂上，而且枢接点可概沿摆臂上下运动。在一变化型态中，所述连杆是以枢接点无法上下运动的方式枢接在所述摆臂，但所述滑杆枢接在摆臂底端的所述其中一端，枢接点可概沿摆臂上下运动。

在本发明的另一较佳实施例中，椭圆运动机包含有：一骨架；一导引装置，具有可各自相对于骨架前后运动的二基准点，以及可分别相对于其中一基准点沿一封闭轨迹运动的二回绕接点；二支撑杆，各概呈前后延伸，具有一第一部位、一第二部位及一踩踏部位，其中，第一部位对应地枢接在所述导引装置的一回绕接点，第二部位可相对于骨架前后运动；由此，使用者迈步时的腿部出力会即时带动导引装置相对于骨架前后偏移，而让踩踏部位的运动轨迹及其行程长度对应改变。

采用以上技术方案，使用者在使用本发明时，无需在运动前或运动中进行机构调整，只要肢体自然地开展运动，即可获得配合其身高及手脚长度的运动行程，不会有局限或过度的感觉，使用上较为便利、运动感受较佳。而且，使用者在运动过程中可随意地改变迈步动作及手部推拉动作的出力大小，机动性地增大或减小当时的运动量。

附图说明

图1是本发明第一较佳实施例的结构示意图；

图2类似图1，示意踏板运动行程加大时的状态；

图3是本发明第二较佳实施例的结构示意图；

图4类似图3，示意踏板运动行程加大时的状态；

图5是本发明第三较佳实施例的结构示意图；

图6是本发明第四较佳实施例的结构示意图；

图7类似图6，示意踏板运动行程加大时的状态；

图8是本发明第五较佳实施例的结构示意图；

图9类似图8，示意踏板运动行程加大时的状态。

具体实施方式

为了详细说明本发明的结构及所达到的功效，现举以下较佳实施例并配合附图说明如下。

首先如图1所示的本发明第一较佳实施例(注：图面内容为简单示意图；后同)，本实施例的椭圆运动机100包含有可稳定设置在地板上的一骨架110，骨架110前端(即图中左侧)设有一导引装置120，导引装置120在本实施例中为一曲柄机构，主要包含横向枢设在骨架110上的一转轴121，以及固接在转轴121左、右二端的相对二曲柄122，各曲柄122的外端形成一回绕接点123，如此，导引装置120的二回绕接点123能以左右延伸的转轴121为轴心，在一圆形的封闭轨迹T1上进行彼此反向的回绕运动。在本发明的其它实施例中(图中未示)，导引装置可能采用某些较复杂的习知机构，提供出能绕着椭圆形、卵形或其它类似封闭轨迹运动的回绕接点。此外，导引装置120可与一阻力装置连接(图中未示)，使得回绕接点123必须抵抗预定阻力进行回转，但此部分为习知技术，而且与本发明关联不大。

椭圆运动机100的左、右二侧各具有一概呈前后延伸的支撑杆130，二支撑杆130的前端各形成一第一部位133，分别枢接在导引装置120的二回绕接点123，也即被限制在圆形轨迹T1上运动。椭圆运动机100的左、右二侧还各具有一概呈纵向延伸的摆臂140，各摆臂140分别将中间区段的一预定部位(以下称枢接部)141枢接在骨架110上，使得顶端及底端能以枢接部141为轴心彼此反向地前后摇摆。二摆臂140的顶端分别形成一可供使用者左手及右手捉握的握把142，底端(以下称摆荡部)143分别枢接在二支撑杆130上的位于中间偏后位置的一第二部位134，由此导引支撑杆130的第二部位134在摆荡部143的圆弧轨迹上前后运动。各支撑杆130的后端形成一踩踏部位(即踏板)135，左、右二踩踏部位135分别用以支撑使用者的左脚及右脚。

通过上述基础结构，大体上，当使用者将双脚分别踩站在二踩踏部位135上，并且将双手分别捉握在二握把142上，然后以双脚及双手施力带动支撑杆130及摆臂140运动时，使用者的脚部将会随着左、右二踩踏部位135保持相对地在一近似椭圆形的轨迹(例如图1中的T2)上运动，手部也会随着左、右二握把142彼此反向地在一弧线轨迹上前后往复运动。

本实施例的椭圆运动机100的结构特征在于，各支撑杆130是由一杆状前段件131及一杆状后段件132接合而成，二者131、132可大致沿着支撑杆130的长轴向相对运动，在本实施例中，前段件131及后段件132的接合部份是利用类似伸缩杆的结构同轴套接，而且其间设有一维持装置(图中未示)，维持装置可使前段件131及后段件132具有维持一预设相对关系(也即使支撑杆维持一预定长度)的趋势，当彼此要脱离关系，包含相对靠近(也即支撑杆缩短)以及相对远离(也即支撑杆伸长)时，必须抵抗维持装置所施加的预定阻力。举例而言，各维持装置可以采用二组弹簧达成上述功效，二弹簧各自连接在前段件131及后段件132之间，但二者装设方向相反，其中一个的伸张弹力会将前段件131相对往前推，另一个的伸张弹力却会将前段件131相对往后推，使得前段件131相对于后段件132具有保持在一预设位置的趋势，换言之，当施加足够外力(让其中一弹簧压缩、另一弹簧拉伸)时，前段件131及后段件132会产生对应的相对靠近或相对远离，当外力消失或减少时，前段件131及后段件132又会倾向恢复预设关系。

在本实施例中，各摆臂140的摆荡部143是枢接在支撑杆130的后段件132偏前方处，换言之，各支撑杆130上的第一部位133及第二部位134是分别位于前段件131及后段件132上。

通过上述结构特征，当使用者在使用本实施例的椭圆运动机100时，腿部迈步动作或手部推拉动作的力量大小，会使支撑杆130后端的踩踏部位135及摆臂140顶端的握把142的运动轨迹(尤其是前后方向上的长度)即时改变。举例而言，请比较图1及图2：假设图1中的构件所承受的使用者施力在预定程度以下，使得在运作过程中，各支撑杆130的前段件131及后段件132大致维持在预定相对关系，而让此状态下的踩踏部位135的运动轨迹如图中所示的T2；如果使用者的动作加大、施力增强，例如在图中所示的曲柄122角度之下，使用者的左脚加大出力将踩踏部位135更加往前带动(及/或左手加大出力将握把142往后拉)，同时，使用者的右脚也对称地加大出力往后带动(及/或右手加大出力往前推)，使得左侧的支撑杆130对应缩短、右侧的支撑杆130对应伸长，则此状态下的踩踏部位135的运动轨迹将可能如图2中所示的T2′，具有更长的行程(步幅)。

由此，使用者在使用本发明的上述椭圆运动机100时，无需在运动前或运动中进行机构调整，只要肢体自然地开展运动，即可获得配合其身高及手脚长度的运动行程，不会有局限或过度的感觉，使用上较为便利、运动感受较佳。而且，使用者在运动过程中可随意地改变迈步动作及手部推拉动作的出力大小，机动性地增大或减小当时的运动量。

必须补充说明的是，从本发明的目的及功效来看，支撑杆的第一部位(也即可循环绕转的部位)、第二部位(也即可前后位移的部位)及踩踏部位，三者的前后关系不必然如上述图面所设定。例如，在本发明的其它实施例中(图中未示)，支撑杆的其中一端形成与导引装置连接的第一部位，另一端形成可在骨架上前后滑移的第二部位，而踩踏部位则是介于第一部位及第二部位之间——无论是在前段件上或后段件上均可。当然，即使第一部位与第二部位同时位于前段件或后段件上，只要踩踏部位设在另一对象上，也可达成本发明的上述功效。

以下将再列举若干本发明的其它较佳实施例，各实施例均可达成类似功效，后文中不再就此部份重复描述。

如图3所示的本发明第二较佳实施例，本实施例的椭圆运动机200主要包含有：

一骨架210。

一导引装置220，设在骨架210前端，与前例相同，实质上为一曲柄机构，具有一转轴221、二曲柄222及二回绕接点223。

二中介组件230，各为一概呈纵向延伸的杆状物，顶端及底端分别形成一第一接点231及一第二接点232。二中介组件230的第一接点231分别枢接在导引装置220的二回绕接点223，使得下方的第二接点232可前后摆荡。

二支撑杆240，分别位于左、右二侧，而且大致呈现前后延伸，前端形成一第一部位241枢接在对应的中介组件230底端(即第二接点)232，后端形成一踩踏部位243。

二摆臂250，分别位于左、右二侧，而且大致呈现纵向延伸，以中间区段的一枢接部251枢接在骨架210上，使得顶端及底端可前后摇摆。各摆臂250的底端枢接在对应的支撑杆240上的一第二部位242，由此导引第二部位242在一弧线轨迹上前后位移。此外，各摆臂250的底端与对应的支撑杆240之间设有一维持装置(注：图中以一弹簧260简单示意)，维持装置使得摆臂250与支撑杆240在相对角度欲超过某预设范围时，必须抵抗预设阻力。各摆臂250的顶端形成一握把252。

如图4所示，采用上述结构，使用者若对踩踏部位243在前后方向上施加更大的力量，即可如图4相对于图3一般，使得踩踏部位243的运动轨迹能够延伸至更前方及更后方，也即获得更长的行程及更大的运动量；反之亦然。在本实施例中，维持装置的阻力机制还可选择或增加装设在中介组件230与支撑杆240之间、中介组件230与曲柄222之间、及/或摆臂250与骨架210之间。

接着如图5所示的本发明第三较佳实施例，本实施例的椭圆运动机300主要包含有：

一骨架310。

一导引装置320，设在骨架310前端，实质上为一曲柄机构，具有一转轴321、二曲柄322及二回绕接点323(注：图中仅绘示使用者左半侧的部份；以下构件也相同)。

二支撑杆330，各支撑杆330的前端枢接在对应的回绕接点323上，形成可沿圆形轨迹绕转的第一部位331，后端则是枢设一滚轮搭放在骨架310的滑轨311上，形成可前后位移的第二部位332。

二踏板340，用以支撑使用者的双脚，分别设在二支撑杆330上，而且各踏板340可利用底部的滚轮341在支撑杆330上沿着支撑杆的长轴向作有限度的滑移。此外，各踏板340与对应的支撑杆330之间设有一维持装置，其可使踏板340相对于支撑杆330具有维持在一预定位置的趋势，图中再度以一前一后反向推压踏板340的二组弹簧360作为范例。

二摆臂350，各摆臂350大致呈现纵向延伸，而且是由一上段件352及一下段件353相接而成，其中的上段件352以一枢接部351枢接在骨架310上，顶端形成一握把354；下段件353则是以可沿轴向滑移的方式插接在上段件352底段，换言之，摆臂350在枢接部351以下的区段可适度往下伸长或往上缩短。二摆臂350的底端分别枢接在二踏板340上。

由此，使用者运动时的施力可经由踏板340传递至支撑杆330，再带动前端的曲柄322绕转，使得支撑杆330上的踏板340在一近似椭圆形的轨迹上运动。过程中，摆臂350会对应地伸长或缩短。当使用者施力加大而克服维持装置的阻力时，踏板340即会相对于支撑杆330前移或后移，使得整体的运动行程对应加长。

接着如图6所示的本发明第四较佳实施例，本实施例的椭圆运动机400主要包含有：

一骨架(注：图中省略)。

一导引装置410，结构同前，具有枢设在骨架上的一转轴411，以及利用曲柄而能环绕转轴411的相对二回绕接点413。

二支撑杆420，各支撑杆420的前端枢接在对应的回绕接点413上，形成一第一部位421；后端设一滚轮使可前后滑移，形成一第二部位422。此外，各支撑杆420的约略中央位置上设有一第三部位423，在本实施例中是一可原地滚动的滑轮。

二摆臂430，各以一枢接部431枢接在骨架上，顶端形成一握把432，底端形成一摆荡部。

二滑杆440，分别位于左、右二侧，各滑杆440大致呈现前后延伸，前端枢接在对应的摆臂430底端，后端形成一踩踏部位441。滑杆440的杆身可在对应的支撑杆420的第三部位(滑轮)423上前后滑移。

二连杆450，分别位于左、右二侧，各连杆450的后端452枢接在对应的支撑杆420上，前端451枢接在对应的摆臂430上，而且前端451可沿着摆臂430的长轴向作有限度的上下位移。此外，连杆450前端451与摆臂430之间，上下方各设有一弹簧460，用以使前端451相对于摆臂430具有维持在一预设位置的趋势。

上述结构同样可使踩踏部位441在一近似椭圆形的轨迹上运动，而且，当使用者在前后方向上的施力超过某程度时，连杆450前端451在摆臂430上的位置将会产生偏移(也即其中一弹簧压缩、另一弹簧拉伸)，连带改变滑杆440与摆臂430的相对夹角，使得滑杆440后端的踩踏部位441得以更加往前或往后。

本实施例另外有一变化型态也可达成相同功效，即，各连杆450的前端451改成枢接在摆臂430上的预定位置，无法上下偏移；相对地，各滑杆440的前端改成能够概沿摆臂430长轴向滑移的方式，枢接在摆臂430的一摆荡部(例如底端)上。如此，踩踏部位441的运动轨迹及其行程长度，同样会因应使用者的施力大小而即时改变。

连杆450前端及滑杆440前端在摆臂430上的位置，也可能上下对调。

最后如图8、图9所示的本发明第五较佳实施例，本实施例的椭圆运动机500主要包含有：

一骨架510；

一导引装置520，如图9所示，本实施例当中的导引装置520具有左右并列的二移动架521、521′，可各自利用底部的滚轮522、522′在骨架510上前后滑移。各移动架521、521′的顶端设有一基准点523、523′及一曲柄524、524′，曲柄524、524′外端形成一可环绕基准点523、523′的回绕接点525、525′。同时，左侧与右侧的二基准点523、523′之间连结一挠性轴筒(图中未示)，由此，即使左、右二移动架521、521′一前一后，二曲柄524、524′仍能通过挠性轴筒相互带动，维持180度的相位差。

二支撑杆530，前端各形成一第一部位531，分别枢接在二回绕接点525、525′上，后端各形成一踩踏部位533，踩踏部位533与第一部位531之间具有一第二部位532。

二摆臂540，各以一枢接部541枢接在骨架510上，底端枢接在对应的支撑杆530第二部位532，顶端形成一握把542。

由此，在运动过程中，当使用者加大其迈步动作的步幅及力量时，二移动架521、521′即会对应地往前或往后滑移(注：在自然动作下，当其中一侧往前滑移时，另一侧应该会等量地往后滑移)，使得踩踏部位533更加往前或往后，也即脚部运动轨迹的行程长度加大，达到增加运动量等目的。

Claims (2)

1.一种可随使用者出力而改变运动行程的椭圆运动机，包含有：

一骨架；

一曲柄机构，包含枢设在所述骨架上的一转轴及固接在所述转轴二端的相对二曲柄，各所述曲柄的外端形成能沿一圆形的封闭轨迹运动的一回绕接点，所述二回绕接点在进行回绕运动时，形成前后反向运动；

二支撑杆，各所述支撑杆呈现前后延伸，各具有相隔的一第一部位及一第二部位，所述二支撑杆的第一部位分别枢接在所述曲柄机构的二回绕接点，所述第二部位可相对于所述骨架前后运动；各所述支撑杆另外具有一踩踏部位，所述二支撑杆的踩踏部位分别用以支撑所述使用者的左脚及右脚；

其特征在于：

各所述支撑杆是由一相对在前的前段件及一相对在后的后段件相接而成，所述前段件及后段件沿着所述支撑杆的长轴向相互套接，可沿着所述支撑杆的长轴向相对运动；各所述支撑杆上的第一部位、第二部位及踩踏部位，其中至少一者位于所述前段件上，另外至少一者位于所述后段件上。

2.如权利请求1所述可随使用者出力而改变运动行程的椭圆运动机，其特征在于：各所述支撑杆的前段件与后段件之间具有一维持装置，包含各自连接在所述前段件和后段件之间的两个弹簧，其中一个弹簧的伸张弹力将所述前段件相对往前推，另一个弹簧的伸张弹力将所述前段件相对往后推，使得所述前段件及后段件具有维持预定相对关系以使所述支撑杆具有维持一预定长度的趋势，彼此要进行脱离所述相对关系的所述相对运动时必须抵抗所述弹簧的预定阻力。

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