CN101559275B - 运动健身器材 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运动健身器材，其包括：一骨架；一回绕机构，设置在骨架上，具有可分别在一圆形轨迹上运动的二回绕接点；二连杆，各具有一第一连接部、一第二连接部及一往复部；二连杆的第一连接部分别枢接在回绕机构的二回绕接点；各连杆的往复部及第二连接部均低于第一连接部；一引导机构，设置在骨架上，引导各连杆的往复部在一往复轨迹上运动，使第二连接部对应地被限制在一封闭轨迹上运动；往复轨迹具有相对的一前折返点及一后折返点，前折返点低于圆形轨迹的最底端；以及二踏板。本发明由于往复轨迹的前折返点位于圆形轨迹的下方，使往复轨迹及封闭轨迹的长度明显大于圆形轨迹的直径，进而使运动健身器材的整体长度较短，所占用的室内空间及地板面积较少。

Description

运动健身器材

技术领域

本发明与运动健身器材有关，特别是指一种可引导使用者的脚部在一封闭轨迹上循环运动的运动健身器材。 

背景技术

「椭圆运动机(elliptical)」是近年新兴的一种运动健身器材，一般泛指各种能引导左、右二踏板沿着近似椭圆形的轨迹运动，以供使用者进行类似走路、跑步等腿部运动的装置。 

美国第7,153,239号专利所揭示的运动器材即属于一种椭圆运动机，在该案的最佳实施例中，前述运动器材具有左、右二连杆，各连杆概呈前后延伸，前端枢接在一曲柄机构的曲柄尾端，可沿一圆形轨迹绕转；同时，在曲柄机构的后方具有左、右二摆臂，各摆臂概呈纵向延伸，中段预定位置枢接在运动器材的骨架上，使顶、底二端可前后摆动，其中，顶端形成一供使用者扶握的活动式握把，底端则枢接在对应侧边的连杆的前、后二端之间，由此可引导连杆的该部位沿一弧形轨迹前后摆荡。然后，各连杆的后端悬空并且设置一供使用者踩站的踏板，基于连杆所受的前述引导及限制，踏板可对应地在一近似椭圆形的封闭轨迹上运动。在该案的另一实施例中，前述连杆的前、后二端之间的预定部位设有滚轮，可在一直线导轨上前后滑移，以此取代摆臂底端所引导的弧形轨迹，同样可使连杆后端的踏板在一封闭轨迹上运动。 

如图6所示，显示前述美国第7,153,239号专利中各重要构件运动轨迹的侧视空间关系，在此示意图中，横向延伸的粗线B代表连杆(注：仅绘出单一连杆)；图中右方的圆形C代表连杆B的前端B1被前述曲柄机构所限制的运动轨迹，其圆心为P。图中间的凹弧L代表前述摆臂的底端在未受到连杆B限制时的自由摆荡轨迹(注：若是前述「直线导轨」的实施型态，则可想象其为对应前述导轨的直线L′)。图中左方的椭圆形E则代表踏板的运动轨迹。其中，连杆B中段受摆臂底端(或是前述导轨)引导的部位B2(以下称往复部)与连杆B前端B1之间的直线距离定义为「摇杆长度」。 

图中另绘有两道与圆形轨迹C呈同心圆的内、外二圆弧C1、C2，其中，内圆弧C1的半径为「摇杆长度减去圆形轨迹C的半径」，外圆弧C2的半径则为「摇 杆长度加上圆形轨迹C的半径」，由简单的几何学可知，二圆弧C1、C2分别表示「在既定的圆形轨迹C及摇杆长度之下，往复部B2可能活动至最靠近圆形轨迹C以及最远离圆形轨迹C的界限」。进而能够理解，自由摆荡轨迹L(或是代表导轨的直线L′)通过内、外二圆弧C1、C2所产生的两个交叉点X1、X2，即是图中的往复部B2能够最靠近圆形轨迹C以及最远离圆形轨迹C的位置，换言之，连杆B中段的往复部B2只能在弧线L(或直线L′)上的X1与X2之间往复运动，极端状态分别如图6及图7所示。在此将弧线L(或直线L′)上的X1与X2之间的线段R称为「往复轨迹」。 

通过上述示意图可以看出，在习用的此类运动器材中，由于往复轨迹R位于圆形轨迹C的后方，而且概呈前后延伸，也就是延长线指向圆形轨迹C，因此往复轨迹R相对二端X1、X2之间的直线长度，或是往复轨迹P相对二端X1、X2投影在水平线H上的前后距离，大体上都等于「内圆弧C1与外圆弧C2的半径差距」，也就是大致等于「圆形轨迹C的直径」。对应于此，连接在往复部B2后方的踏板的封闭轨迹E，其长轴向会大致对应于往复轨迹P的长轴向(即前后方向)，而且，其长轴长度或是其投影在水平线上的前后距离，大体上也都等于圆形轨迹C的直径。 

由此可知，在上述习用结构之下，为了提供使用者脚部足够的运动行程，也就是为了让踏板的往复轨迹E具有足够的长轴长度或前后距离，曲柄机构的曲柄必须具备相应的长度，使其环绕出来的圆形轨迹C的直径能够达到所需的运动行程。因此，习用运动器材必须制备较大的曲柄机构，相对也必须使用较大的骨架支撑曲柄机构、用较大的外壳包覆曲柄机构，使得制造成本较高，而且器材的体积也较大。 

除此之外，通过上述示意图还可以看出，在习用的此类运动器材中，前方的圆形轨迹C、中间的往复轨迹R及后方的封闭轨迹E三者呈现横向排列，而且圆形轨迹C与往复轨迹R之间还存在一段不小的前后间距(注：大致等于摇杆长度与圆形轨迹C直径的差距)，因此，习用运动器材的前后长度较长，会占用较多的室内空间及地板面积。 

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种运动健身器材，去可供使用者进行类似走路、跑步等腿部运动，而且，相比于习用运动器材，在提供长度相等的脚部运动行程的条件下，本发明的制造成本较低，器材的体型较为精巧，同时，去所占用的室内空间及地板面积较少。 

为了达到上述目的，本发明所提供的一种运动健身器材，其特征在于包括：一骨架；一回绕机构，设置在所述骨架上，具有可分别在一圆形轨迹上运动的二回绕接点，任一所述回绕接点在所述圆形轨迹上运动时，同时产生上下方向及前后方向上的位移，并且带动另一所述回绕接点在所述方向上反向运动；二连杆，各具有一第一连接部、一第二连接部及一往复部；所述二连杆的第一连接部分别枢接在所述回绕机构的二回绕接点；各所述连杆的往复部及第二连接部均低于所述第一连接部；二摆臂，分别设在所述骨架的左、右二侧，各具有一支轴部及一底端，所述支轴部枢接在所述骨架，所述底端能以所述支轴部为圆心作弧形摆动，并且枢接在对应的所述连杆的往复部，引导所述连杆的往复部在一弧形的往复轨迹上运动，使得所述第二连接部对应地被限制在一封闭轨迹上运动；所述往复轨迹具有相对的一前折返点及一后折返点，所述前折返点低于所述圆形轨迹的最底端，而且所述前折返点投影在水平线上的位置，介于所述圆形轨迹的最后端及最前端分别投影在水平线上的二位置之间；二踏板，分别设置在所述二连杆的第二连接部，以支撑使用者的左脚及右脚。 

上述本发明的技术方案中，所述往复轨迹的前折返点投影在水平线上的位置，比所述圆形轨迹的圆心投影在水平线上的位置偏靠后方。 

上述本发明的技术方案中，所述往复轨迹的前折返点大致位于所述圆形轨迹的圆心正下方。 

上述本发明的技术方案中，所述往复轨迹的前折返点与后折返点的连接线，与水平线之间的夹角在0～45度之间。 

上述本发明的技术方案中，各所述连杆的第一连接部与第二连接部之间的直线距离，大于所述第一连接部与所述往复部之间的直线距离。 

上述本发明的技术方案中，各所述连杆的第二连接部比所述往复部偏靠后方，而且，由所述第一连接部至所述往复部的连接线，与由所述往复部至所述第二连接部的连接线之间，形成一大于90度且小于180度的夹角。 

上述本发明的技术方案中，所述封闭轨迹具有一长轴向，而且所述长轴向大致对应于前后方向；所述封闭轨迹的长轴长度至少是所述圆形轨迹的直径的1.5倍。 

本发明提供了另一技术方案：一种运动健身器材，其特征在于包括：一骨架；一回绕机构，设置在所述骨架上，具有可分别在一圆形轨迹上运动的二回绕接点，任一所述回绕接点在所述圆形轨迹上运动时同时产生上下方向及前后方向上的位移，并带动另一所述回绕接点在所述方向上反向运动；二连杆，各具有一第一连 接部、一第二连接部及一往复部；所述二连杆的第一连接部分别枢接在所述回绕机构的二回绕接点；各所述连杆的往复部及第二连接部均低于所述第一连接部；二摆臂，分别设在所述骨架的左、右二侧，各具有一支轴部及一底端，所述支轴部枢接在所述骨架，所述底端能以所述支轴部为圆心作弧形摆动，并且枢接在对应的所述连杆的往复部，引导所述连杆的往复部在一弧形的往复轨迹上运动，使得所述第二连接部对应地被限制在一封闭轨迹上运动；所述往复轨迹具有相对的一前折返点及一后折返点；二踏板，分别设置在所述二连杆的第二连接部，以支撑使用者的左脚及右脚；其中，当各所述连杆的往复部位于所述往复轨迹的前折返点时，所述连杆的往复部至所述第一连接部的连接线相对于水平线的夹角在75～90度之间。 

当各所述连杆的往复部位于所述往复轨迹的后折返点时，所述连杆的往复部至所述第一连接部的连接线相对于水平线的夹角在45～70度之间。 

当各所述连杆的往复部位于所述往复轨迹的前折返点，以及位于所述往复轨迹的后折返点时，所述连杆的往复部至所述第一连接部的连接线相对于水平线的夹角差距在20度以上。 

由本发明的上述技术特征，本发明所提供的运动健身器材的(例如曲柄机构的)圆形轨迹位于适当高处，而连杆往复部的往复轨迹前折返点位于圆形轨迹的下方，配合前面在背景技术中的分析可知，本发明中的往复轨迹的前折返点会大致位于「内圆弧」的底端区段，而后折返点会位于其后方，二者的延长线偏离圆形轨迹甚多，如此可使往复轨迹的长度明显大于圆形轨迹的直径，由此可让踏板的封闭轨迹相对具有更大的长度，反过来说，在长度相等的踏板行程下，圆形轨迹的直径可以较小。而且，本发明中的圆形轨迹设置在往复轨迹的上方，可有效缩短运动健身器材的前后长度，节省占用空间及面积。 

采用以上技术方案，本发明相比于习用运动器材，在提供长度相等的脚部运动行程的条件下，本发明中的曲柄机构(或功能对等的机构)尺寸较小，使得相关的制造成本较低，而且器材的体型较为精巧，同时，本发明的运动健身器材的整体长度较短，所占用的室内空间及地板面积较少。 

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的立体图； 

图2是本发明一较佳实施例对应于图1状态的侧视图，显示右侧连杆的往复部位于往复轨迹的后折返点； 

图3是本发明一较佳实施例对应于图1状态的主视图； 

图4是一示意图，显示本发明一较佳实施中的回绕机构、连杆及踏板等构件的运动轨迹的侧视空间关系； 

图5类似图2，但显示右侧连杆的往复部位于往复轨迹的前折返点； 

图6是本发明一示意图，显示一种如美国第7,153,239号专利所揭示的习用运动健身器材中各重要构件的运动轨迹的侧视空间关系，其中的连杆往复部位于往复轨迹的前折返点； 

图7类似图6，但显示连杆往复部位于往复轨迹的后折返点。 

具体实施方式

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

要事先声明的是，本说明书中的「前」、「后」、「左」、「右」等方向指示，都是对应于使用者在使用状态下的方向认知。同时，为了方便说明，下文中有时会将左右方向称为X轴向、上下方向称为Y轴向、前后方向称为Z轴向。 

如图1～图3所示，分别是本发明一较佳实施例的运动健身器材10在同一状态下的立体图、侧视图及主视图(注：其中的「主视图」是由器材后方往前观看)。如图1～图3所示，运动健身器材10主要包含有架设在地面上的一骨架20、装设在骨架20前端适当高处的一回绕机构30、装设在回绕机构30旁边的一阻力装置40、与回绕构构30连接并往下延伸的左、右二连杆50、连接在骨架20与二连杆50之间的左、右二摆臂60、以及设置在二连杆50底端的左、右二踏板70。 

骨架20是由若干金属杆材相互焊接或锁固而成，主要包含有一底部21，左、右二侧部22及一前支撑部23。在正常使用状态下，骨架20用底部21平稳放置或固定在地面或平台等水平面上。本实施例中的底部21概呈矩形框，前后长度约1公尺，左右宽度约70公分，占地面积小于一般同类运动健身器材。各侧部22(由侧面观看)概呈梯形框，其所构成的梯形面垂直于前述水平面，而且左、右二者平行相对。骨架20的左、右二侧部22之间作为使用者操作本器材的操作空间，其后端的敞空部分形成一出入口24，供使用者进出操作空间。 

骨架20的前支撑部23包含有一主杆25，主杆25是由底部21的前端中央往上直立延伸，高度超过侧部22，实际上通常会在其顶端装设一仪表装置(图中未示)，以供使用者输入控制指令(例如设定运动阻力、运动时间等)以及显示相关资讯(例如显示目前的运动阻力、运动时间等)，不过因为此部分为习知技艺，而且与本发明的创作重点没有太大关联，所以省略说明及绘示。此外，大约在主杆25的中间高度位置还设置有一辅助架26，其横向连接主杆25及左、右二侧部22的前端， 可加固主杆25及侧部22的相对关系。 

回绕机构30设在主杆25上的接近顶端位置，用于提供可相对绕转的二回绕接点31，本实施例采用结构最简单的典型曲柄机构，即以一曲柄轴32及相对二曲柄33达到上述目的。也就是曲柄轴32以左右轴向枢接在主杆25上距离前述水平面约110公分的高处，其相对二端分别凸出主杆25的左、右二侧面，同时，二曲柄33以各自垂直曲柄轴32而且彼此维持180度相对的形式固接在曲柄轴32的左、右二端，使得各曲柄33的尾端形成一回绕接点31，可沿着一以曲柄轴32为圆心的圆形轨迹34绕转(注：因为曲柄轴32的轴线为X轴向，所以圆形轨迹34是位于一「Y-Z平面」上，如图2所示)，而且左、右二回绕接点31在上下方向(Y轴向)及前后方向(Z轴向)上的运动恰好相反，例如其中一个在往上往前运动时，另一个必定在往下往后运动。圆形轨迹34的半径(即回绕接点31至曲柄轴32的距离)大约是18.5公分，换言之，圆形轨迹34的直径大约只有37公分左右，小于一般同类运动健身器材中的回绕机构(曲柄机构)。 

各连杆50的主体是由单一金属杆材弯折而成，由侧面观看概呈L形，具有相互垂直的一长杆段51及一短杆段52。二连杆50分别位于回绕机构30的左、右二侧，长杆段51概呈纵向延伸，顶端形成一第一连接部53，其以左右轴向枢接在对应侧边的回绕接点31上，以被回绕机构30引导及限制在圆形轨迹34上运动，并且会与另一侧的第一连接部53在上下方向及前后方向上维持反向运动。短杆段52是由长杆段51的底端概略直角转折往后方延伸，形成一第二连接部54。二踏板70分别固接在左、右二连杆50的第二连接部54上，各踏板70的顶面大致平行于对应连杆50的短杆段52轴向，用以承载使用者的脚部。 

二摆臂60分别设在骨架20的左、右二侧，各摆臂60概呈纵向延伸，中间区段具有一支轴部61，其以左右轴向枢接在骨架20的侧部22内侧，使得顶、底二端能以支轴部61为圆心作弧形摆动。如图2所示，支轴部61位于圆形轨迹34的后方，而且左、右二摆臂60的支轴部61形成同轴。各摆臂60的顶端区段形成一供使用者扶握的活动式握把62，可沿一弧形轨迹63前后运动。各摆臂60的底端枢接在对应侧边的连杆50的第一、第二连接部53、54之间的一预定位置，本实施例是在连杆50的长杆段51偏底端位置焊接一往后开岔的U形凸耳55(如图1所示)，再将摆臂60的底端利用一左右轴向的轴销(未标号)枢接在U形凸耳55的相对二壁片之间。连杆50受摆臂60底端枢接的部位称为往复部56，往复部56与第一连接部53之间(由侧面观看)的直线距离定义为摇杆长度57(如图2所示)。由此，摆臂60能以其底端引导及限制连杆50的往复部56在一弧形的往复轨迹64上运 动，使得设在连杆50第二连接部54的踏板70能对应地在一概呈椭圆形的封闭轨迹71上运动(注：图2中的封闭轨迹71是踏板70中间位置的大致轨迹)。 

使用上述运动健身器材10时，使用者由骨架20后端的出入口24进入骨架20的左、右二侧部22之间，将双脚分别踩在左、右二踏板70上，并且将双手握在左、右二摆臂60顶端的握把62上，然后施力使二踏板70及二握把62沿着各自受限的封闭轨迹71或弧形轨迹63反复运动。运动过程中，由在圆形轨迹34上维持180度相对的左、右二回绕接点31，使得左、右二踏板70之间或左、右二握把62之间均大致呈现前后反向，而且，同一侧边的踏板70与握把62也大致呈现前后反向，例如，当左手在往前运动时，右手是往后运动，而左脚及右脚分别在往后及往前运动，整体类似走路、跑步等运动的全身协调动作。在本发明的另一实施例中(无图)，骨架20前端的主杆25后侧适当高度位置另外设有一组固定式扶手，可供使用者在运动时双手扶握，也就是使用者可选择仅作下半身运动。在另一实施例中(无图)，摆臂60不设置活动式握把62，直接以其顶端作为支轴部枢接在骨架20上。 

上面已经提到，在回绕机构30的旁边设有一阻力装置40，阻力装置40用于给回绕机构30提供预定阻力，让使用者在进行运动时须克服对应阻力，以此设定运动难度。本实施例的阻力装置40采用相关业者周知惯用的「涡电流制动器(eddy-current brake；简称ECB)」，主要包含枢设在辅助架26上的一飞轮41、设在飞轮41旁边可被调整位置的一磁力组件(图中未示)、同轴固接在曲柄轴32上的一皮带轮42、以及环套在皮带轮42与飞轮41之间的一传动皮带(图中未示)。当使用者进行运动而带动回绕机构30的曲柄轴32原地旋转时，会通过该传动皮带驱使飞轮41对应旋转，而飞轮41与前述磁力阻件之间因涡流效应产生的旋转阻力，又会通过传动皮带反馈至曲柄轴32，使得使用者在进行运动时须克服对应阻力。同时，飞轮41的旋转惯性有助于运动的稳定持续。此外，使用者还可通过仪表装置(图中未示)以电控方式调整或预设磁力组件相对于飞轮41的距离，以调整或预设阻力大小(注：相关原理为习知技艺)。当然，本发明也可选用相关业者经常使用的发电机、摩擦阻力、流体(例如空气或水)阻力……等习知阻力方式替代前述涡电流制动器(ECB)，甚至也可以不设阻力装置，直接用金属构件及使用者本身的重量作为基本阻力。本段所述内容均为运动健身器材领域的习知技艺，并非本发明的创作内容，因此仅作简要描述。 

而在本发明的细节方面，连杆50的往复部56所走的往复轨迹64是一以摆臂60的支轴部61为圆心的凹弧，其同样位于一「Y-Z平面」上(注：左、右二往复 轨迹64位于平行二平面上，由侧面观看时，二弧线形状相同且重叠)，弧线概呈前后走向，相对二端分别形成一前折返点65及一后折返点66，而且前折返点65高于后折返点66。如图4上市，显示本较佳实施例各重要构件的运动轨迹的侧视空间关系，图中绘出一道与往复轨迹64重叠但较长的凹弧67，代表摆臂60的底端若未受到连杆50限制时的自由摆荡轨迹，此外，图中还画出与圆形轨迹34呈同心圆的内、外二圆弧35、36，如同前面在背景技术中所定义，内圆弧35的半径是「摇杆长度57减去圆形轨迹32的半径」，而外圆弧36的半径则是「摇杆长度57加上圆形轨迹32的半径」，二者的半径差距恰为圆形轨迹34的直径。由此示意图可再次确认，往复轨迹64正是内圆弧35与外圆弧36在自由摆荡轨迹67上所割取的线段，而前折返点65及后折返点66则是自由摆荡轨迹67与内、外二圆弧35、36的交叉点。 

当连杆50的往复部56位于内圆弧35上的前折返点65时，表示往复部56受限于往复轨迹64并且能够最靠近圆形轨迹34的位置，此时的连杆50往复部56至第一连接部53的连接线58会通过圆形轨迹34的圆心(即曲柄轴32)，实际状况如图5中的使用者右手边的连杆50所示，其中，由往复部56至第一连接部53的连接线58相对于水平线的夹角大约为89度，几乎垂直于前述水平面。反之，当连杆50的往复部56位于外圆弧36上的后折返点66时，表示往复部56受限于往复轨迹64并且能够最远离圆形轨迹34的位置，此时的连杆50往复部56至第一连接部53的连接线58会笔直指向圆形轨迹34的圆心32，实际状况如图2中的使用者右手边的连杆50所示，其中，由往复部56至第一连杆53的连接线58相对于水平线的夹角大约为59度。 

在本较佳实施例中，由侧面观测，往复轨迹64的前折返点65在Y轴向上的高度低于圆形轨迹34的最底端约50公分，而且，前折返点65投影在水平线(Z轴向)上的位置，介于圆形轨迹34的最后端及最前端分别投影在前述水平线上的二位置之间，例如图4中的前折返点65只比圆形轨迹34的圆心32位置稍微靠后些微距离。另一方面，往复轨迹64的后折返点66位于前折返点65的后下方，二者的连接线相对于水平线的夹角约为22度，其间的直线长度约为58公分，而投影在水平线上的前后距离约为53公分，均明显大于圆形轨迹34的直径(37公分)，分别放大1.57倍及1.43倍左右。 

比较图6中的习用结构下的往复轨迹R以及图4中的本发明的往复轨迹64可知，因为习用结构下的往复轨迹R是位于圆形轨迹C的后方(或者应该反过来说，因为曲柄机构是位于连杆往复部的前方)，使得往复轨迹R前、后二端X1、X2的 延长线会指向圆形轨迹C，因此其直线长度及前后距离均大致等于「内圆弧C1」及「外圆弧C2」的半径差距，也就是圆形轨迹C的直径。相对于此，如图4所示，同样是概呈前后走向往返于内圆弧35与外圆弧36上的两个定点之间，本发明中的往复轨迹64的直线长度及前后距离均明显大于圆形轨迹34的直径，例如本实施例可达直径的1.5倍左右，其理由正是因为往复轨迹64的前折返点65是位于圆形轨迹的下方(或者应该反过来说，因为曲柄机构是位于连杆往复部的上方)，也就是前折返点65落在内圆弧35的底端区段，使得其与后折返点66之间的延长线能够偏离圆形轨迹34，因此可在内、外二圆弧35、36之间连接出一条长度明显大于内、外二圆弧35、36半径差距的往复轨迹64。 

由几何学可知，在往复轨迹64前、后二折返点65、66之间的相对角度不变的前提下，当前折返点65与圆形轨迹34最底端之间的纵向差距愈大，则前、后二折返点65、66之间的直线长度便会愈长。利用本发明的上述技术特征，可能使往复轨迹相对二端之间的直线长度达到圆形轨迹的直径两倍。 

前面曾经说明，本实施例中的往复轨迹64前、后二折返点65、66的连接线相对于水平线的夹角约为22度。为了达到刚才所说的增长往复轨迹64的效果，前述夹角的较佳范围为0～45度，而且，此角度范围包含后折返点高于前折返点的状况，并不限于本例的前折返点高于后折返点。 

此外，如前所述，当连杆50的往复部56位于往复轨迹64的前折返点65或后折返点66时，连杆50往复部56至第一连接部53的连接线58相对于水平线的夹角分别约为89及59度。为了达到前述增长往复轨迹64的效果，上述二夹角的较佳范围，前者(指往复部位于前折返点时)约为75～90度，后者(指往复部位于后折返点时)约为45～70度，而且，二者的实际角度差距在20度以上较佳。其中，无论前折返点投影在水平线上的位置是超前或落后于圆形轨迹的圆心，前述「夹角」均指「连接线58与水平线之间的不大于90度的夹角」。 

进而，再如图2所示，因为连杆50第二连接部54上的踏板70，与连杆50中段的往复部56及顶端的第一连接部53大致呈现纵向排列，所以踏板70的运动轨迹(即封闭轨迹71)形成如图所示的类似椭圆形，且其长轴向大致对应于往复轨迹64的长轴向，即前后方向。 

在行程的长度方面，由简单的几何学可知，就踏板70设置在连杆50上的位置来看，当踏板70由往复部56的位置愈远离上方的第一连接部53，则踏板70的封闭轨迹71的长轴长度便愈长。在本实施例中，由侧面观看时，连杆50顶端的第一连接部53、中段的往复部56及底端的第二连接部54并非排成一直线，具 体而言，由往复部56至第二连接部54的连接线59(如图2所示，图中将踏板70的中间位置设定为第二连接部54的中心点)，与由往复部56至第一连接部53的连接线58之间，形成一大于90度且小于180度的夹角，图中约为134度。但因第二连接部54大体上仍是位于由往复部56背离第一连接部53的方向，所以踏板70的封闭轨迹71的长轴长度，还会大于往复轨迹64的直线长度68，具体而言约为1.1倍，而因为往复轨迹64的长度已是圆形轨迹34直径的1.57倍，所以换句话说，本实施例中的踏板70的行程长度会是圆形轨迹34直径的1.73倍左右。基于本发明的发明目的，踏板的封闭轨迹长轴长度通常会设计成前述圆形轨迹的直径1.5倍以上。 

本实施例使连杆50概呈L形弯折，并让踏板70位于连杆50往复部56的后下方，理由之一是考虑到运动健身器材10在实际使用上的合理性，具体而言，因为本实施例中的回绕机构30是一组设在骨架20前端中央的曲柄机构，假设将踏板70直接设在连杆50往复部56的下方，则踏板70的封闭轨迹71(前半段)会进入回绕机构30的下方空间，换言之，回绕机构30是位于踏板70活动范围的上方，可能妨碍到使用者运动时的自然姿势，所以才通过上述弯折结构使踏板70的封闭轨迹71往后挪移，由此空出封闭轨迹71的上方空间。但必须声明的是，前述空间关系并非本发明的必要限制之一，例如，假设回绕机构30采用其他结构，使得左、右二回绕接点31之间保持敞空(注：例如可在骨架20的左、右二侧枢设隔空同轴的相对二曲柄，并且在骨架20的其他位置，例如曲柄的前方或曲柄下方接近地面处，另外枢设一横贯左右的传动杆，然后在左、右二侧各以一传动皮带同时环套曲柄轴心及传动杆，使得左、右二曲柄能同步旋转，尾端维持180度反向)，如此，使用者的上半身可以介于左、右二回绕接点31之间，因此踏板70的封闭轨迹71在侧视上不一定要往后避开圆形轨迹34的下方空间。 

另一方面，在有限的纵向空间中，假设将踏板70直接设在连杆50往复部56的下方，因为无法离开往复部56太远，所以踏板70的封闭轨迹71形状较扁(意思是短轴向相对于长轴向的长度较短)，但如果依照本实施例，使第二连接部54由往复部56向后偏离第一连接部53至往复部56的延长线，则封闭轨迹71的短轴宽度会对应加大，比较符合人体走路、跑步时的脚部移动路径，使用者也可因适度的抬腿动作而获得较多的运动量。 

通过以上说明可知，由本发明的上述技术特征，可使踏板70运动行程的长度明显大于回绕机构30的圆形轨迹34，因此，相比于行程长度大约等于圆形轨迹直径的习用结构，在踏板运动行程相等的条件下，本发明的回绕机构30的尺寸明显 较小，例如前述实施例中的曲柄33长度大约只有一般同类运动健身器材的一半，使得相关的制造成本较低，而且产品的体型较为精巧。再者，相比于习用结构，本发明如同将回绕机构由连杆往复部的前方挪动至上方，在不影响使用者操作的前提下，省去器材前端可观的空间(注：至少缩短超过习用回绕机构所占的前后长度)，使得运动健身器材的整体长度较短，所占用的室内空间及地板面积较少。 

以上所述仅为本发明一较佳实施例的具体型态，本发明所属技术领域中具有通常知识者可在上述创作思想及技术特征之下，进行若干结构上的变更或增减，而达到相同或类似的功效及结果。 

举例而言，前述实施例中的左、右二摆臂60实质上构成一「引导机构」，可引导各连杆50的往复部56在一预定的往复轨迹64上运动。在本发明的其他实施例中(无图)，引导机构可能是一组设置在骨架上的导轨或导槽，其轨道或槽沟可能是曲线、倾斜直线或水平直线。同时，连杆的往复部设有滚轮或滚柱，可沿着轨道或槽沟在一前折返点及一后折返点之间来回滑动。更进步的，前述导轨或导槽还可被一电动或手动机构调整其相对于水平面的角度，由此设定踏板运动轨迹的长轴角度(注：此为习知技艺，如前述美国第7,153,239号专利图6所公开)。顺带一提，利用摆臂60组成的引导机构也可设计出前述调整行程角度的功能，例如本案申请人另已申请专利的美国2007/0117684早期公开案所揭技术，但这点不是本案创作重点，容不赘述。 

此外，如图1及图3所示，在前述实施例中，固接在连杆50第二连接部54的踏板70是完全定位于连杆50短杆段52的内侧，使得左、右二踏板70彼此较为靠近，适合使用者踩站及运动。但在不同的连杆50、回绕机构30及/或引导机构的型式或形状下，踏板70可能是被支撑在连杆50的第二连接部54顶侧，而同样具有适当的左右间距。再者，在前述实施例中，踏板70的顶面大致平行于连杆50的短杆段52轴向，当踏板70运动至封闭轨迹71的底部区段时，踏板70顶面大致呈现水平，而当踏板70运动至封闭轨迹71的顶部区段时，踏板70顶面会呈现脚尖端低于脚跟端。本发明也可将踏板设计成能相对于连杆调整角度，例如踏板以其中间位置枢接在连杆上，使得脚尖端及脚跟端可高低俯仰，使用者可依个人状况将踏板转动至适当角度后再利用插销之类锁定前述角度，以改变踏板顶面在运动行程中的角度表现。当然，本发明中的踏板也可能是一体成型于连杆的第二连接部，换言之，供人踩站的踏板即为连杆的一部分。 

另外，在上述实施例中，回绕机构30的圆形轨迹34、引导机构(摆臂60)的往复轨迹64、以及踏板70的封闭轨迹71，分别都是位于一「Y-Z平面」上，也就是 只有上下方向及前后方向上的位移，没有左右方向上的位移。但在本发明的其他实施例中(无图)，其中一对或多对前述轨迹中的各轨迹，可能是分别位于一包含有左右位移的倾斜平面上，举例来说，若将前述实施例中的各摆臂60相对于骨架20的枢转轴线，由「完全平行于X轴向」修改成「外端比内端略高」(指在主视图中，右侧支轴部61的轴线是右端高于左端，而左侧轴线是左端高于右端)，及/或「外端比内端略前」，同时，各连杆50的第一连接部53及往复部56均以球形轴承之类枢接在曲柄33尾端及摆臂60底端，如此，各踏板70的封闭轨迹71会对应位于一包含有左右位移的倾斜平面上，具体而言，当踏板70运动至封闭轨迹71的顶部区段时，会比位于底部区段时略微靠近内侧(以右脚而言，即是高处比低处靠左)，及/或当踏板70运动至封闭轨迹71的前端区段时，会比位于后端区段时略微靠近内侧，此种运动轨迹可供进行不同于「Y-Z平面」上的腿部运动。 

Claims (10)

1.一种运动健身器材，其特征在于包括：

一骨架；

一回绕机构，设置在所述骨架上，具有可分别在一圆形轨迹上运动的二回绕接点，任一所述回绕接点在所述圆形轨迹上运动时，同时产生上下方向及前后方向上的位移，并且带动另一所述回绕接点在所述方向上反向运动；

二连杆，各具有一第一连接部、一第二连接部及一往复部；所述二连杆的第一连接部分别枢接在所述回绕机构的二回绕接点；各所述连杆的往复部及第二连接部均低于所述第一连接部；

二摆臂，分别设在所述骨架的左、右二侧，各具有一支轴部及一底端，所述支轴部枢接在所述骨架，所述底端能以所述支轴部为圆心作弧形摆动，并且枢接在对应的所述连杆的往复部，引导所述连杆的往复部在一弧形的往复轨迹上运动，使得所述第二连接部对应地被限制在一封闭轨迹上运动；所述往复轨迹具有相对的一前折返点及一后折返点，所述前折返点低于所述圆形轨迹的最底端，而且所述前折返点投影在水平线上的位置，介于所述圆形轨迹的最后端及最前端分别投影在水平线上的二位置之间；

二踏板，分别设置在所述二连杆的第二连接部，以支撑使用者的左脚及右脚。

2.如权利要求1所述的运动健身器材，其特征在于：所述往复轨迹的前折返点投影在水平线上的位置，比所述圆形轨迹的圆心投影在水平线上的位置偏靠后方。

3.如权利要求1所述的运动健身器材，其特征在于：所述往复轨迹的前折返点大致位于所述圆形轨迹的圆心正下方。

4.如权利要求1所述的运动健身器材，其特征在于：所述往复轨迹的前折返点与后折返点的连接线，与水平线之间的夹角在0～45度之间。

5.如权利要求1所述的运动健身器材，其特征在于：各所述连杆的第一连接部与第二连接部之间的直线距离，大于所述第一连接部与所述往复部之间的直线距离。

6.如权利要求1所述的运动健身器材，其特征在于：各所述连杆的第二连接部比所述往复部偏靠后方，而且，由所述第一连接部至所述往复部的连接线，与由所述往复部至所述第二连接部的连接线之间，形成一大于90度且小于180度的夹角。

7.如权利要求1所述的运动健身器材，其特征在于：所述封闭轨迹具有一长轴向，而且所述长轴向大致对应于前后方向；所述封闭轨迹的长轴长度至少是所述圆形轨迹的直径的1.5倍。

8.一种运动健身器材，其特征在于包括：

一骨架；

一回绕机构，设置在所述骨架上，具有可分别在一圆形轨迹上运动的二回绕接点，任一所述回绕接点在所述圆形轨迹上运动时同时产生上下方向及前后方向上的位移，并带动另一所述回绕接点在所述方向上反向运动；

二连杆，各具有一第一连接部、一第二连接部及一往复部；所述二连杆的第一连接部分别枢接在所述回绕机构的二回绕接点；各所述连杆的往复部及第二连接部均低于所述第一连接部；

二摆臂，分别设在所述骨架的左、右二侧，各具有一支轴部及一底端，所述支轴部枢接在所述骨架，所述底端能以所述支轴部为圆心作弧形摆动，并且枢接在对应的所述连杆的往复部，引导所述连杆的往复部在一弧形的往复轨迹上运动，使得所述第二连接部对应地被限制在一封闭轨迹上运动；所述往复轨迹具有相对的一前折返点及一后折返点；

二踏板，分别设置在所述二连杆的第二连接部，以支撑使用者的左脚及右脚；

其中，当各所述连杆的往复部位于所述往复轨迹的前折返点时，所述连杆的往复部至所述第一连接部的连接线相对于水平线的夹角在75～90度之间。

9.如权利要求8所述的运动健身器材，其特征在于：当各所述连杆的往复部位于所述往复轨迹的后折返点时，所述连杆的往复部至所述第一连接部的连接线相对于水平线的夹角在45～70度之间。

10.如权利要求8所述的运动健身器材，其特征在于：当各所述连杆的往复部位于所述往复轨迹的前折返点，以及位于所述往复轨迹的后折返点时，所述连杆的往复部至所述第一连接部的连接线相对于水平线的夹角差距在20度以上。

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