TWI399229B - 連桿式運動器材軌跡調整方法及其機構 - Google Patents

Description

連桿式運動器材軌跡調整方法及其機構

本發明係關運動器材，更詳而言之，係關於一種可應用於連桿式運動器材，藉以達成其運動軌跡變化之軌跡調整方法及其機構。

運動器材一向擁有穩定成長的市場，而隨著保健意識與需求提升，消費者對於運動器材在功能上的要求也日益提高。在傳統的跑步機、踏步機或滑步機之外，更有如本案申請人先前提出專利申請，並已獲頒美國專利之側驅型連桿式運動器材(中華民國專利申請第98108966號、美國專利第7648445號、中國專利申請第200910137523.X號)，其係可產生一橢圓形或近似橢圓形之運動軌跡，除了可模擬人體之跨步、跑步動作外，可有效增加腿部與腳部之運動肌肉群，達到更佳的運動效果，並可確保同一時間內左右腳往相反方向動作，不會因為使用者之協調性等問題，而導致兩腳同時向前、向後，或只有單腳動作之情況產生，使得雙腳踩踏之動作更為流暢與連貫。

雖則此種連桿式運動器材已在運動功能上有所突破改良，但為滿足消費市場對於運動器材之功能性要求，吾人持續積極思索如何以上述側驅型連桿式運動器材為基礎，提供具備調整性之多重運動軌跡，期能充分發揮健身器材之訓練行程多樣性與提升運動功效。

本發明之目的係在於提供一種連桿式運動器材軌跡調整方法及其機構，其可應用於一連桿式運動器材，藉由變化該連桿式運動器材中連桿之樞接位置，增加該連桿式運動器材產生軌跡之變化性，從而提供多重運動軌跡，充分發揮健身器材之訓練行程多樣性與提升運動功效。其中，該連桿式運動器材係以彼此樞接之連桿組交互動作定義一循環式運動軌跡，而該軌跡調整機構可移動該連桿式運動器材之至少一組對應樞接點，藉以調整該連桿式運動器材產生之該循環式運動軌跡。

為達成本發明之目的，該軌跡調整機構包含：一第一臂部，具有一L形組件，其以L形之垂直部分為內端，水平部分之末端為外端，該L形組件之外端軸設一滑座，其內端固接一連結部，其中，該滑座係活動設置於該連桿式運動器材之該組對應樞接點中之一者；一第二臂部，亦具有一L形組件，其以L形之垂直部分為內端，水平部分之末端為外端，該L形組件之外端軸設一滑座，其內端固接一連結部，其中，該滑座係活動設置於該連桿式運動器材之該組對應樞接點中之另一者；一驅動源，軸設於該L形組件之內端，並以其驅動軸樞固於該第一臂部之連結部；其中該第一臂部與第二臂部之連結部之內端彼此軸接，因此當該驅動源啟動，其驅動軸延伸，即造成該滑座於相對於該連桿式運動器材之同步位移。

本發明軌跡調整機構利用將驅動源設置於機構中央的特徵，可有效以單一驅動源同步驅動連桿式運動器材兩側之滑座，不會產生滑座位移不均或機構受力不均的問題，因此不但提升機構可靠度、降低結構複雜性，同時也可提供無段式軌跡調整。

此外，藉由本發明軌跡調整機構，可以確保運動器材兩側副擺臂與底座軸接點變化位置後之高度相同，避免使用者產生左右不平衡之傾斜運動，從而確保運動之安全性。且本發明軌跡調整機構僅需單一驅動源即可達成運動器材兩側副擺臂與底座軸接點同步改變高度之功能，而免除兩側各設置一驅動源之需要，因此具有經濟性。

為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件及其變形量或位移量係按適於例舉說明之比例，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。

如第一圖所示係裝設有本發明軌跡調整機構之連桿式運動器材。在此係以一側驅型連桿式運動器材(中華民國專利申請第98108966號、美國專利第7648445號、中國專利申請第200910137523.X號)為例，說明本發明軌跡調整機構之作用，然精於此技藝者應知本發明軌跡調整機構亦可利用於其他以連桿機構達成循環軌跡式運動之運動器材，並不以此為限。事實上，本發明是用之連桿式運動器材可定義為以連桿機構之互動產生一循環式運動軌跡者，而本發明跡調整機構之作用即在於移動定義該循環式運動軌跡之連桿機構中至少一組對應樞接點，俾使二樞接點間產生距離變化，藉以調整該連桿式運動器材產生之循環式運動軌跡。

為便於說明本發明之主要技術內容，茲以概要方式略述第三圖連桿式運動器材與本發明相關之部件及其作動方式。

第一圖連桿式運動器材主要包含一運動器材本體910，其係包含有一底座911，該底座911兩側各設有一垂直之支架912；其中，該底座911上更設有一對ㄇ形之副支架9111，該副支架9111係高於該底座911；一對主擺臂920，該主擺臂920頂端係活動軸設於該支架912處，俾使得該主擺臂920可以該軸接點產生前後擺動；其中，該主擺臂920上滑動地設置有一腳踏滑套922，該腳踏滑套922可於主擺臂920順暢滑動；且該腳踏滑套922具有組裝於其上之一踏板9224；一對副擺臂930，該副擺臂930一端係以該軌跡調整機構之該滑座13、23軸設於該底座911處，其位置設於該支架912與主擺臂920間，其上滑動地設置有一副滑套931，活動套設於該副擺臂930外；其中，該副滑套931上端係以一轉軸與該腳踏滑套922相互軸接者；一垂直之轉動連桿941係軸接於該副滑套931底端。於運動時，該踏板9224產生一之橢圓形或近似橢圓形之運動軌跡，此運動軌跡之定義因素有三：一為腳踏滑套922與副滑套931之軸接點，二為副滑套931與轉動連桿941之軸接點，三為主擺臂920與支架912以及副擺臂930與底座911之兩軸接點之相對位置。

本發明主要係提供一種連桿式運動器材軌跡調整方法，其主要係包含提供一種如前述連桿式運動器材，並提供該連桿式運動器材至少一組對應樞接點，藉由改變該組對應樞接點之位置，以調整該連桿式運動器材產生之該循環式運動軌跡。其中，該組對應樞接點可為該主擺臂920與支架912之樞接點，或該副擺臂930與底座911之樞接點。本發明為方便說明，以下實施例係以改變該副擺臂930與底座911之樞接點為實施例說明，非僅限於此實施例，合先述明。

本發明提供一種軌跡調整機構，其主要具有一第一臂部10、一第二臂部20及一驅動源30，彼此以樞接方式相連，其詳細結構將參照圖式說明如下。

請參閱第一、二圖，如此立體外觀與立體分解圖所示，本發明軌跡調整機構之第一臂部10具有一L形組件11，其以L形之垂直部分為內端，水平部分之末端為外端；該L形組件11之外端軸設一滑座13，其內端固接一連結部15。該第二臂部20亦具有一L形組件21，其以L形之垂直部分為內端，水平部分之末端為外端；該L形組件21之外端軸設一滑座23，其內端固接一連結部25。該第一臂部10與第二臂部20之連結部15、25之內端彼此相接，為方便軌跡調整機構動作順暢，其形態可為一長形滑槽與滑動軸相接之狀態，且該驅動源30軸設於該L形組件21之內端。此驅動源30，如圖中實施例所示，可為一線性致動器，並以其驅動軸樞固於該第一臂部10之連結部15。其中，該等滑座13、23係可滑動地設置於一滑動桿14、24，該等滑動桿14、24係以垂直方向設置，且該等滑座13、23上水平地軸設有一樞接座40，該樞接座40係設置於該等副擺臂930之底端，俾使得該等副擺臂930可以該樞接座40為軸心，以隨使用者動作產生擺動。

本發明軌跡調整機構即係以滑座13、23造成前述連桿式運動器材軌跡定義因素中之一者，即副擺臂930與底座911之軸接點，使其產生位移，藉以變化產生之運動軌跡。詳言之，前開專利中之副擺臂與底座雖為軸接，但此軸接點僅允許樞轉，而無高度或水平位置調整之功能。本發明軌跡調整機構則賦予副擺臂930與底座911之軸接點(樞接座40)一高度調整功能，因此變更以樞接座40至副滑套931與轉動連桿941之軸接點間距離，藉以變化該副滑套931相對於該轉動連桿941樞轉之支點，接於從而變化踏板9224產生之軌跡。

現請參照第四圖，其係本發明軌跡調整機構之側視圖，其中該驅動源30未啟動，此時該軌跡調整機構處於第一位置。在此第一位置時，因該驅動源30之驅動軸收合，使該L形組件11、21內端最近處距離最短，因此該連結部15、25向下方樞轉，呈現相對收合之位置關係，致使樞接於該L形組件11、21外端之滑座13、23處於最高位置，連帶地該等樞接座40亦位於最高位置。

第五圖係該軌跡調整機構處於第一位置，且該軌跡調整機構之該等樞接座40處於最高位置時，第一圖連桿式運動器材產生之運動軌跡O1。

請續參第六圖，其係本發明軌跡調整機構之側視圖，其中該驅動源30經啟動並停止於半行程位置，因此該軌跡調整機構處於第二位置。在此第二位置時，因該驅動源30之驅動軸伸出於其行程之一半，使該L形組件11、21內端最近處距離相對推離，因此該連結部15、25向上方樞轉，呈現較第四圖為長之距離，亦即相對展開之位置關係，致使樞接於該L形組件11、21外端之滑座13、23下降，連帶地該等樞接座40處於中間位置。

第七圖係該軌跡調整機構處於第二位置，且該軌跡調整機構之該等樞接座40處於中間位置時，第一圖連桿式運動器材產生之運動軌跡O2。

如第八圖，其係本發明軌跡調整機構之側視圖，其中該驅動源30經啟動並停止於全行程位置，因此該軌跡調整機構處於第三位置。在此第三位置時，因該驅動源30之驅動軸完成其行程，因此該連結部15、25繼續向上方樞轉，使該L形組件11、21內端最近處距離最長，亦即呈現完全展開之位置關係，致使樞接於該L形組件11、21外端之滑座13、23以及樞接座40下降至最低位置。

第九圖係該軌跡調整機構處於第三位置，且該軌跡調整機構之該等樞接座40處於最低位置時，第一圖連桿式運動器材產生之運動軌跡O3。

第十圖係該軌跡調整機構處於第一位置、第二位置及第三位置時，亦即該樞接座40處於最高位置、中間位置及最低位置時，第三圖所示連桿式運動器材所產生運動軌跡之比較示意圖。由圖中可見，由於滑座13、23之位置變化，確實造成連桿式運動器材產生如O1、O2及O3等多重運動軌跡，因此為使用者提供不同肌群或不同難度之訓練。然而，須在此說明的是，本發明軌跡調整機構利用將驅動源30(即線性致動器)設置於機構中央的特徵，可有效以單一驅動源同步驅動連桿式運動器材兩側之樞接座40，不但提升機構可靠度、降低結構複雜性，同時也可提供無段式軌跡調整。換言之，於本實施例中，該桿式運動器材可之運動軌跡並不以圖中繪示之O1、O2及O3為限，而可依據致動器30其驅動軸之行程任意變化調整，賦予相同之連桿式運動器材無限之軌跡變化。

此外，本發明軌跡調整機構不會產生滑座13、23位移不均或機構受力不均的問題，因此可以確保運動器材兩側副擺臂930與底座911軸接點變化位置後之高度相同，避免使用者產生左右不平衡之傾斜運動，從而確保運動之安全性，同時亦可避免機構受力不均，導致長期使用後亦產生故障的問題。且本發明軌跡調整機構僅需單一驅動源即可達成運動器材兩側副擺臂930與底座911軸接點同步改變高度之功能，而免除兩側各設置一驅動源30之需要，因此亦具經濟性優勢。

再者，如第十一圖所示，本發明除了以該軌跡調整機構調整該樞接座40之高度，以調整該連桿式運動器材所產生運動軌跡外，更進一步的亦可以調整該樞接座40之水平位置，以調整運動軌跡之仰角角度變化，例如，該軌跡調整機構與底座911間可設置一滑動座50及一滑軌51，該軌跡調整機構可藉由該滑動座50於滑軌51上產生水平滑移，以帶動該樞接座40產生水平位置調整，該軌跡調整機構可係可藉由手動或動力源帶動之方式，於該滑軌51上滑移調整，並可於調整至適當位置後再次鎖定固定。當該主擺臂920與支架912之樞接點以及該副擺臂930與底座911之樞接點相對水平距離發生改變時，該連桿式運動器材運動軌跡之俯、仰角即可隨之產生角度變化。

雖然本案是以數個最佳實施例做說明，但精於此技藝者能在不脫離本案精神與範疇下做各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本案而已，非用以限制本案之範圍。舉凡不違本案精神所從事的種種修改或變化，俱屬本案申請專利範圍。

10．．．第一臂部

11．．．L形組件

13．．．滑座

14．．．滑動桿

15．．．連結部

20．．．第二臂部

21．．．L形組件

23．．．滑座

24．．．滑動桿

25．．．連結部

30．．．驅動源

40．．．樞接座

50．．．滑動座

51．．．滑軌

910．．．運動器材本體

911．．．底座

912．．．支架

9111．．．副支架

920．．．主擺臂

922．．．腳踏滑套

9224．．．踏板

930．．．副擺臂

931．．．副滑套

941．．．轉動連桿

O1．．．運動軌跡

O2．．．運動軌跡

O3．．．運動軌跡

第一圖係裝設有本發明軌跡調整機構之連桿式運動器材。

第二圖係本發明軌跡調整機構之立體外觀圖。

第三圖係本發明軌跡調整機構之立體分解圖。

第四圖係本發明軌跡調整機構之側視圖，其中該致動器未啟動，因此該軌跡調整機構處於第一位置，且該軌跡調整機構之樞接座處於最高位置。

第五圖係該軌跡調整機構處於第一位置，且該軌跡調整機構之樞接座處於最高位置時，第三圖連桿式運動器材產生之運動軌跡。

第六圖係本發明軌跡調整機構之側視圖，其中該致動器經啟動並停止於半行程位置，因此該軌跡調整機構處於第二位置，且該軌跡調整機構之樞接座處於中間位置。

第七圖係該軌跡調整機構處於第二位置，且該軌跡調整機構之樞接座處於中間位置時，第三圖連桿式運動器材產生之運動軌跡。

第八圖係本發明軌跡調整機構之側視圖，其中該致動器經啟動並停止於全行程位置，因此該軌跡調整機構處於第三位置，且該軌跡調整機構之樞接座處於最低位置。

第九圖係該軌跡調整機構處於第三位置，且該軌跡調整機構之樞接座處於最低位置時，第三圖連桿式運動器材產生之運動軌跡。

第十圖係該軌跡調整機構處於第一位置、第二位置及第三位置，亦即該樞接座處於最高位置、中間位置及最低位置時，第三圖連桿式運動器材產生運動軌跡之比較。

第十一圖係本發明軌跡調整機構再一實施例之立體外觀圖。

10‧‧‧第一臂部

11‧‧‧L形組件

13‧‧‧滑座

15‧‧‧連結部

20‧‧‧第二臂部

21‧‧‧L形組件

23‧‧‧滑座

25‧‧‧連結部

30‧‧‧驅動源

40‧‧‧樞接座

Claims (11)

1. 一種連桿式運動器材軌跡調整方法，其係包含：a)　提供一連桿式運動器材，其係包含一底座及一支架；一對軸接於支架之主擺臂，該主擺臂上滑動地設置有一腳踏滑套；一對軸接於底座之副擺臂，其上滑動地設置有一副滑套；該腳踏滑套與副滑套間係為相互軸接，俾以彼此樞接之該等擺臂交互動作定義一循環式運動軌跡；b)　提供該連桿式運動器材之架體與該等擺臂間至少一組對應樞接點；以及c)　該組對應樞接點可調整改變其位置，藉由改變該組對應樞接點之位置，以調整該連桿式運動器材產生之該循環式運動軌跡。
2. 如申請專利範圍第1項所述之連桿式運動器材軌跡調整方法，其中，該組對應樞接點係為主擺臂與支架之軸接點或副擺臂與底座之軸接點其中之一者。
3. 如申請專利範圍第1項所述之連桿式運動器材軌跡調整方法，其中，該組對應樞接點之調整位置係為高度位置調整。
4. 如申請專利範圍第1項所述之連桿式運動器材軌跡調整方法，其中，該組對應樞接點之調整位置係為水平位置調整。
5. 一種應用如申請專利範圍第1項所述調整方法之連桿式運動器材軌跡調整機構，其中該連桿式運動器材係以彼此樞接之連桿組交互動作定義一循環式運動軌跡，而該軌跡調整機構可移動該連桿式運動器材之至少一組對應樞接點，藉以調整該連桿式運動器材產生之該循環式運動軌跡，該軌跡調整機構之特徵在於：一第一臂部具有一L形組件，其以L形之垂直部分為內端，水平部分之末端為外端，該L形組件之外端軸設一滑座，其內端固接一連結部，其中，該滑座係軸接於該連桿式運動器材之該組對應樞接點中之一者；一第二臂部亦具有一L形組件，其以L形之垂直部分為內端，水平部分之末端為外端，該L形組件之外端軸設一滑座，其內端固接一連結部，其中，該滑座係活動設置於該連桿式運動器材之該組對應樞接點中之另一者；一驅動源軸設於該L形組件之內端，並以其驅動軸樞固於該第一臂部之連結部；其中該第一臂部與第二臂部之連結部之內端彼此軸接，因此當該驅動源啟動，其驅動軸伸縮，即造成該等L形組件之外端同步移動，因此造成該滑座於相對於該連桿式運動器材之同步位移。
6. 如申請專利範圍第5項所述之連桿式運動器材軌跡調整機構，其中，該驅動源為一線性致動器。
7. 如申請專利範圍第5項所述之連桿式運動器材軌跡調整機構，其中，該連桿式運動器材包含一運動器材本體，其係包含有一底座，該底座兩側各設有一垂直之支架；其中，該底座上更設有一對ㄇ形之副支架，該副支架係高於該底座；一對主擺臂，該主擺臂頂端係活動軸設於該支架處，俾使得該主擺臂可以該軸接點產生前後擺動；其中，該主擺臂上滑動地設置有一腳踏滑套，該腳踏滑套可於主擺臂順暢滑動；一對副擺臂，該副擺臂一端係軸設於該底座處，其位置設於該支架與主擺臂間，其上滑動地設置有一副滑套，活動套設於該副擺臂外；其中，該副滑套上端係以一轉軸與該腳踏滑套相互軸接者；一垂直之轉動連桿係軸接於該副滑套底端；且該連桿式運動器材之該二副擺臂係分別經該滑座與該底座樞接，因此當該驅動源啟動，其驅動軸延伸，即造成該等L形組件之外端同步移動，從而造成該副擺臂與底座樞接點之高度位置改變。
8. 如申請專利範圍第7項所述之連桿式運動器材軌跡調整機構，其中，該等滑座係可滑動地設置於一滑動桿，該等滑動桿係以垂直方向設置，俾使得該等滑座可於滑動桿上產生高度位置調整。
9. 如申請專利範圍第7項所述之連桿式運動器材軌跡調整機構，其中，該等滑座上水平地軸設有一樞接座，該樞接座係設置於該等副擺臂之底端，俾使得該等副擺臂可以該樞接座為軸心，以隨使用者動作產生擺動。
10. 如申請專利範圍第9項所述之連桿式運動器材軌跡調整機構，其中，該軌跡調整機構與該底座間設有至少一滑動座及至少一滑軌，俾以帶動該樞接座產生水平位置調整。
11. 如申請專利範圍第10項所述之連桿式運動器材軌跡調整機構，其中，該軌跡調整機構係以一動力源帶動，以調整該樞接座水平位置。