CN103566532A - 可收折的椭圆运动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可收折的椭圆运动机，包含有主架体、枢设在主架体上的曲柄机构及飞轮、覆盖飞轮的壳体、能相对于主架体在使用角度与收折角度之间偏转的导轨架、耦接在曲柄机构与导轨架之间的左、右二带动杆、以及与前述二带动杆耦接的左、右二踏板；主要特征在于：导轨架具有分别位于壳体左、右二侧面之外的左、右二支臂，导轨架是以前述二支臂的前端依据一位于飞轮底侧的横向轴线枢设在主架体的底座，当导轨架偏转至收折角度时，壳体的局部会介于左、右二支臂之间。

Description

可收折的椭圆运动机

技术领域

本发明与运动健身器材有关，特别是指一种适合于腿部运动的运动健身器材。

背景技术

公布号为CN101991934A的中国发明专利申请早期公开文献(美国专利第7,946,962号)公开了一种可收折的椭圆运动机，其主要特征在于，主架体的后方枢设一能在使用角度与收折角度之间偏转的导轨架(翻转架)，左、右二踏板各自配接在一对应的带动杆(支撑杆)的前、后二端之间，各带动杆的前端枢接在主架体上的对应曲柄，后端能在导轨架的对应导轨上滑移；必要时，只要将导轨架后端抬高至概呈直立状并予以锁定，即完成收折动作。

在上揭前案技术中，导轨架相对于主架体的枢转轴心高于地面一段距离，使得导轨架具有较大的可能偏转角度(原理如该案图19所示)；然而，配合前述枢转轴心所完成的相关结构，在实务上会产生一些缺点，例如，为了避免导轨架的前端部位与左、右二带动杆或左、右二连杆等发生干涉，导轨架被设计成由其宽度中央往前延伸一长臂，而且长臂前端枢接在主架体的宽度中央位置，但如此一来，因为导轨架在偏转过程中的本身及所承受的重量均由长臂前端支撑，而且导轨架左、右二侧所承受的重量又未必相等，所以前述枢接结构可能比较容易有松摇的问题发生。同时，因为导轨架的枢转轴心位在较高处，而且飞轮为了闪避前述导轨架的前端部位而设置在高于曲柄机构的位置，使得主架体的整体重心偏高，影响导轨架偏转时的稳定性。

此外，在实务上，前述椭圆运动机的主架体下半部必然会设置一用以覆盖飞轮、传动机构、电路系统等的壳体，在上述前案结构之下，前述壳体必须在其后侧面的宽度中央位置开设一个纵向槽孔，以供导轨架的长臂穿通，并且允许长臂在对应的角度范围内上下位移。开设前述槽孔显然会减损设置壳体的立意与机能，例如覆蔽不完全，灰尘、汗水、异物等比较容易进入壳体内部。

再者，上述前案的椭圆运动机在收折之后，曲柄、带动杆、连杆、摆臂等活动构件都还可能滑动或摆动(如该案图12、15所示)，存在安全隐忧，特别是在搬动椭圆运动机时，前述构件的不安定状态将会形成极大困扰。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种可收折的椭圆运动机，其中的导轨架与主架体之间的配合结构较为理想，能够提升椭圆运动机的整体稳定性，而且在设计上也很容易安排其他构件。

本发明的另一目的在于提供一种可收折的椭圆运动机，其中的壳体能够比较完整地包覆主架体的下半部，发挥美观、安全、清洁等功能。

本发明的再一目的在于提供一种可收折的椭圆运动机，能在收折之后自动锁定活动构件，并且在展开使用时自动解除锁定状态，较为方便、安全。

为达到上述目的，依据本发明的一较佳实施例，前述椭圆运动机包含有：一主架体，具有一底座，前述底座具有一前端及一后端；一左曲柄及一右曲柄，共同依据一第一横轴枢设在前述主架体上；一飞轮，依据一第二横轴枢设在前述主架体上，与前述二曲柄连动；前述第二横轴比前述第一横轴更靠近前述底座的后端；一壳体，设在前述主架体上并且覆盖前述飞轮，具有一左侧面及一右侧面；一导轨架，具有相互固定的左、右二支臂及左、右二导轨，各前述支臂具有一前端，前述二支臂的前端分别位于前述壳体的左、右二侧面之外，并且共同依据一第三横轴枢设在前述主架体的底座，使得前述导轨架能相对于前述主架体在一使用角度及一收折角度之间偏转；前述第三横轴介于前述底座的前、后二端之间，并且位于前述飞轮的底侧，当前述导轨架位于前述收折角度时，前述壳体的局部会介于前述左、右二支臂之间；前述导轨位于前述支臂的后侧，各前述导轨具有一体连续的一基本段及一延长段，前述延长段比前述基本段远离前述支臂，而且前述延长段的长度小于前述基本段的长度的一半；一支撑装置，呈长杆状，并且能沿自身长轴向伸缩；前述支撑装置的其中一端连接在前述主架体的底座的前述第三横轴后方，前述支撑装置的另一端连接在前述导轨架；一左带动杆及一右带动杆，各前述带动杆具有一前端及一后端，前述左、右二带动杆的前端分别枢接在前述左、右二曲柄，前述左、右二带动杆的后端分别以能沿前述导轨滑动并且能相对偏转的方式配接在前述左、右二导轨上；当前述导轨架位于前述使用角度时，对应于前述带动杆的前端沿一以前述第一横轴为圆心的圆形轨迹作绕圆运动，前述带动杆的后端会在前述导轨的基本段的前、后二端之间作往复运动；当前述导轨架位于前述收折角度时，前述二带动杆的后端仍然分别保持在前述二导轨上，而且至少一前述带动杆的后端会位于对应的前述导轨的延长段；以及一左踏板及一右踏板，分别以能相互带动的方式与前述左、右二带动杆配接，使得当前述导轨架位于前述使用角度时，对应于前述带动杆的前端作绕圆运动及后端作往复运动，前述踏板会沿一封闭轨迹运动。

依据本发明的一较佳实施例，前述椭圆运动机的特征在于：前述第三横轴在前后轴向上的位置是介于前述圆形轨迹的圆心与圆周后缘之间，而且在侧视下，前述导轨架的支臂始终位于前述圆形轨迹的外部。

依据本发明的一较佳实施例，前述椭圆运动机的特征在于：由前述带动杆相对于前述曲柄的枢转轴心至前述带动杆相对于前述导轨的偏转轴心的距离定义为带动杆长度，由前述带动杆相对于前述曲柄的枢转轴心至前述第一横轴的距离定义为曲柄长度，前述带动杆长度小于前述曲柄长度的4倍。

依据本发明的一较佳实施例，前述椭圆运动机的特征在于：还包含有一左连杆及一右连杆，各前述连杆具有一前端及一后端，各前述连杆的前端能沿一预定轨迹相对于前述主架体前后位移，各前述连杆的后端与对应的前述踏板固接，而且前述连杆与对应的前述带动杆之间能依据一介于前述带动杆前、后二端之间的第四横轴相对偏转；当前述导轨架位于前述使用角度时，各前述踏板位于对应的前述第四横轴的后方，而且各前述踏板的后端比对应的前述带动杆的后端位于更后方。

依据本发明的一较佳实施例，前述椭圆运动机的特征在于：前述导轨架的前端与前述飞轮之间设有一自动迫紧装置，前述自动迫紧装置具有一受前述导轨架带动的抵压部；当前述导轨架位于前述使用角度时，前述抵压部对应位于没有接触前述飞轮的位置；当前述导轨架由前述使用角度偏转至前述收折角度时，前述抵压部会对应位移至能抵压前述飞轮的位置。

依据本发明的一较佳实施例，前述椭圆运动机的特征在于：前述支撑装置为一气压支撑杆；当前述导轨架位于前述使用角度时，前述支撑装置的连接在前述底座的一端，是位于前述支撑装置的另一端与前述第三横轴的连结线的上方。

依据本发明的一较佳实施例，前述椭圆运动机的特征在于：前述支撑装置包含同轴套接并且能沿轴向相对滑移的一外管及一内杆，而且前述外管与前述内杆之间设有一锁定机构，前述锁定机构能在当前述导轨架位于前述收折角度时锁定前述外管与前述内杆的相对关系。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例在使用状态下的左后方立体图；

图2是本发明一较佳实施例对应于图1状态的右后方立体图；

图3是本发明一较佳实施例对应于图1状态的左侧视图，但图中取除壳体左半边及曲柄护盖；

图4是本发明一较佳实施例对应于图1状态的底视图；

图5显示本发明一较佳实施例中的壳体、主架体下半部及导轨架的结构，并且简单示意其间的接合关系；

图6示意本发明一较佳实施例中的带动杆活动范围的原理；

图7是本发明一较佳实施例处于使用状态与收折状态之间的一过渡状态的左侧视图；

图8是本发明一较佳实施例在收折状态下的左后方立体图；

图9是本发明一较佳实施例对应于图8状态的左侧视图；

图10A是沿图4中的Ⅰ-Ⅰ剖线得到的剖视图，显示导轨架位于使用角度时与主架体之间的卡止关系；

图10B类似图10A，但却是显示导轨架位于收折角度时与主架体之间的卡止关系；

图11是本发明一较佳实施例在收折状态下的伸缩杆的纵向剖视图；

图12示意本发明一较佳实施例中的“极限圆周”与“偏转圆周”，并且示意其他参数对前述圆周的影响；

图13A是沿图4中的Ⅱ-Ⅱ剖线得到的剖视图，显示椭圆运动机在使用状态下的自动迫紧装置的状态；

图13B类似图13A，但却是显示椭圆运动机在收折状态下的自动迫紧装置的状态。

具体实施方式

现举以下实施例并结合附图对本发明的结构及功效进行详细说明。

以下配合附图详细说明本发明一较佳实施例的结构、动作及功效。请先参阅图1至图3，本实施例的椭圆运动机主要包含一主架体10、枢设在主架体10上的左、右二曲柄22及一飞轮24、固定在主架体10上的一壳体32、连接在主架体10后方的一导轨架40、耦接在前述二曲柄22与导轨架40之间的左、右二带动杆52、分别位于主架体10两侧的左、右二摆臂62、耦接前述二摆臂62与前述二带动杆52的左、右二连杆64、以及分别固定在前述二连杆64后端的左、右二踏板56。

请参阅图3(注：图中取除壳体32的左半边)，前述主架体10主要包含能平置在一支撑面(例如地面)上的一底座11、固接在底座11上方的一支架组12、以及由支架组12顶部往上延伸的一杆柱13。请再搭配参阅图4及图5，底座11具有一沿前后轴向延伸的中管111，中管111的前端固接一沿左右轴向延伸的横管112，中管111的中央偏后位置固接一沿左右轴向延伸的轴管113。横管112的左、右二端各设有一前端脚垫114，中管111的后端底部设有一后端脚垫115，主架体10能利用底座11的该等脚垫114、115平稳支撑在前述支撑面上。杆柱13的顶端固接一仪表组34及一握把组36。

前述二曲柄22共同依据一第一横轴A1枢设在主架体10的支架组12上，更详而言之，一曲柄轴23(参阅图3)以轴心对应于左右轴向的方式枢设在支架组12上，左、右二曲柄22分别固接在曲柄轴23的相对二端，而且二曲柄22的外端以曲柄轴23为圆心呈180度相对。除了图3，其他图面中的曲柄22包含有一装饰性的护盖；但在图3中，前述护盖被取除，仅显现曲柄骨干221。

请参阅图3，前述飞轮24依据一第二横轴A2枢设在主架体10的支架组12上，飞轮24的底侧适度靠近底座11的中管111顶面。飞轮24的轴心位置(即第二横轴A2)比前述二曲柄22的轴心位置(即第一横轴A1)更靠近底座11的后端，在本实施例中，第二横轴A2是位于第一横轴A1的后下方，但在本发明允许的其他实施方式中，第二横轴可能不比第一横轴更低，或者可能不比第一横轴位在更后方。

前述曲柄轴23上同轴固设一大皮带轮26，而飞轮24的右侧面同轴固设一小皮带轮(图中未示)，前述二皮带轮之间绕套一传动皮带28，使得曲柄22与飞轮24之间能以预定速比连动，藉以在曲柄22旋转时产生预定惯性力。此外，飞轮24旁边可搭配装设本领域中惯用的各种阻力装置(图中未示)，例如能经由前述仪表组34进行控制的涡流制动器(eddy-current brake；ECB)，使得曲柄22旋转时还必须克服额外的预定阻力。

前述壳体32固定在主架体10的下半部，完整包覆支架组12以及设在支架组上的飞轮24、大皮带轮26、小皮带轮、传动皮带28、阻力装置及电路系统等，同时，壳体32底部覆盖了底座11局部—除了底座11的横管112左、右二端、轴管113左、右二端、以及中管111的后端露出在壳体32外部。前述曲柄轴23的左、右二端分别穿出壳体32的左侧面321及右侧面322，换言之，前述二曲柄22分别位于壳体32的左、右二侧面321、322之外，未被壳体32包覆。上述曲柄结构可能以其他方式取代，例如在本发明的另一实施方式中，壳体的左、右二侧面上各开设一以曲柄轴为圆心、以曲柄长度为半径的圆形缺口，而且曲柄轴的左、右二端各同轴固接一填补前述缺口的圆盘，利用左、右二圆盘上接近圆周的对称二位置取代前述二曲柄22的外端；此种结构亦为本领域的先前技术。

请参阅图4及图5，前述导轨架40具有由前往后延伸的左、右二支臂41、分别由前述二支臂41的后端往后延伸的左、右二导轨42、固接在前述二支臂41前端之间的一前端横杆43、固接在前述二导轨42中间部位之间的一中间横杆44、以及固接在前述二导轨42后端之间的一后端横杆45。支臂41、导轨42、前端横杆43及后端横杆45共同构成一概呈长方形的框架。导轨架40的前端依据一第三横轴A3枢设在主架体10的底座11的前、后二端之间，更详而言之，底座11的轴管113轴心作为前述第三横轴A3，导轨架40的前端横杆43同轴枢穿底座11的轴管113，导轨架40的左、右二支臂41前端分别固接在前端横杆43凸伸出轴管113外部的左、右二端，使得整个导轨架40能依据第三横轴A3相对于主架体10上下偏转。在本实施例中，导轨架40的转动范围被限制在如图3所示的角度(以下称使用角度)与如图9所示的角度(以下称收折角度)之间。当导轨架40位于使用角度时，导轨架40底侧的前端脚垫46及后端脚垫47会同时支撑在前述支撑面(例如地面)上，而且导轨42贴近并平行于支撑面，沿前后轴向延伸。当导轨架40位于收折角度时，导轨42的后端位于前端的后上方，倾斜将近70度；同时，导轨架40前端的左、右二支臂41以相同斜度分别位于壳体32后半部的左、右二侧，使得壳体32局部介于左、右二支臂41之间。关于将导轨架40限定在前述角度的手段，将在后文中说明。

各前述带动杆52的前端枢接在对应的曲柄22的外端，后端则枢设一轴心对应于左右轴向的滚轮53，并且使滚轮53可滚动地搭置在对应的导轨42顶面，藉此，带动杆52的后端能沿着导轨42直线滑动，而且带动杆52与导轨42之间能依据滚轮53的轴心相对偏转。如图3示意，当导轨架40位于使用角度时，对应于带动杆52的前端沿一以第一横轴A1为圆心的圆形轨迹T1作绕圆运动，带动杆52的后端会在导轨42上沿一平行于导轨的往复轨迹T2作往复运动(注：图中标示的往复轨迹T2是以滚轮53的轴心为基准)。在图3中，椭圆运动机左侧的左带动杆52的后端恰好位于往复轨迹T2的后折返点P2，右带动杆52的后端则是大致位于往复轨迹T2的前折返点P1。

图6简单示意带动杆52前、后二端的运动轨迹—亦即前述圆形轨迹T1及往复轨迹T2—的相对关系及构成原理。图中，水平线S代表前述支撑面，圆形轨迹T1以第一横轴A1为圆心、以曲柄长度为半径，圆弧C1及C2同样以第一横轴A1为圆心，其中，位于较内圈的C1代表“带动杆52的后端能够最靠近前述圆心A1的界限”，其半径为“带动杆52前、后二端的直线距离减去圆形轨迹T1的半径”(注：因为，当带动杆52后端无法再更靠近前述圆心A1时，圆心A1会位于带动杆52前、后二端的连结线上)；位于较外圈的圆弧C2代表“带动杆52的后端能够最远离前述圆心A1的界限”，其半径为“带动杆52前、后二端的直线距离加上圆形轨迹T1的半径”(注：因为，当带动杆52后端无法再更远离前述圆心A1时，带动杆52前、后二端的连结线会直指圆心A1)。基于带动杆52后端(例如以前述滚轮53的轴心为基准)相对于支撑面S的高度，我们能够在最近圆周C1及最远圆周C2上分别得出前折返点P1及后折返点P2的位置。透过图6可以理解，在此种结构型式下，前、后二折返点P1、P2的距离(亦即往复轨迹T2的长度)大致等于前述二圆弧C1、C2的径向间距(亦即圆形轨迹T1的直径，或曲柄长度的两倍)，例如在本实施例中，曲柄长度(注：定义为带动杆52相对于曲柄22的枢转轴心至第一横轴A1的距离)大约是25.4公分，而前、后二折返点P1、P2的距离大约是53.8公分；换言之，往复轨迹T2的长度主要随着曲柄长度而正变，并不会因为带动杆52的长度不同而有明显差异(注：事实上，如果其他条件不变，带动杆52增长反而会使往复轨迹T2略微缩短)。附带一提，图6中的二带动杆52分别示意带动杆后端位于前折返点P1及后折返点P2时的两种状态，并非显示同一时间之下的左、右二带动杆52。

请再次参阅图1至图4，各前述踏板56以能相互带动的方式与对应的带动杆52配接，在本实施例中，各带动杆52的前、后二端之间预设一对应于左右轴向的轴管55，其轴心形成一第四横轴A4，各前述连杆64将其前、后二端之间的一预定部位枢接在对应的带动杆52的轴管55外端，使得成对的连杆64与带动杆52之间能依据对应的第四横轴A4相对偏转；前述左、右二摆臂62以能各自前后摇摆的方式依据一第五横轴A5分别枢设在主架体10的杆柱13左、右二侧，各摆臂62的近顶端部分形成一握把63；各连杆动64的前端枢接在对应的摆臂62的底端，各踏板56则是固接在对应的连杆64的后端内侧，位于对应的第四横轴A4后方，而且各踏板56的后端比对应的带动杆52的后端位于更后方(参阅图3及图4)。藉此，对应于带动杆52的前端作绕圆运动及后端作往复运动，连杆64的前端会沿一以第五横轴A5为圆心的弧形轨迹T3前后往复位移，同时，踏板56会沿一概呈椭圆形的封闭轨迹T4运动(注：图中标示的封闭轨迹T4是以踏板56前端为基准)，而且在运动过程中，踏板56与带动杆52之间的夹角会周期性地变化。如前所述，带动杆52后端在导轨42上所走的往复轨迹T2长度大致等于圆形轨迹T1的直径，所以前述封闭轨迹T4的长轴长度(一般称为踏板56的行程长度)也大致等于圆形轨迹T1的直径。

上述带动杆52、连杆64及踏板56三者之间的连接结构可能以其他方式取代，例如在本发明的另一实施方式中，踏板直接将其前端依据一横向轴线(位置例如对应于前述第四横轴A4)枢设在带动杆的前、后二端之间，而连杆不与带动杆直接枢接，但是连杆后端同样固接在踏板外侧(注：如此，连杆与带动杆同样能依据前述轴线相对偏转)，亦可达成相同的踏板运动。在本发明的其他实施方式中，还可能没有前述连杆64及摆臂62，取而代之，踏板是直接固定在带动杆的前、后二端之间，同样能沿一概呈椭圆形的封闭轨迹运动。

如图1至图3所示，当导轨架40位于使用角度时，前述椭圆运动机对应处于可供人运动的使用状态。使用时，使用者踩站在左、右二踏板56上，双手选择捉握主架体10顶端的固定握把组36，或是选择捉握可以前后摇摆的左、右二握把63。如图3示意，使用者双脚施力(以及双手经由握把63协同施力)使踏板56沿封闭轨迹T3运动时，带动杆52的前端及后端会分别沿圆形轨迹T1及往复轨迹T2运动，透过对称配置的左、右二曲柄22使得左、右脚(及左、右手)反向运动，并且藉由前述飞轮24及阻力装置获得运动惯性及阻力。

请参阅图3，当其中一带动杆52的后端位于往复轨迹T2的后折返点P2时，前述带动杆52的后端与导轨42的最后端之间仍有一段距离，而对应的踏板56的后缘则是大致位于导轨42最后端的正上方。其实，各导轨42用以支撑及导引带动杆52后端的部分包含一体连续的一基本段421及一延长段422，其中，基本段421指的就是导轨42对应于往复轨迹T2的区段，而延长段422指的则是由基本段421后端至导轨42最后端的区段，具体而言，在本实施例中，导轨架40的后端设有左、右二挡板48，各挡板48具有一凹口朝向导轨架40前端的卡槽481，对应于卡槽481封闭端的位置即是导轨42的最后端。前述延长段422的长度小于基本段421的长度的一半，在本实施例中，基本段421的长度大约是53.8公分，延长段422的长度大约是21.4公分。

当不使用前述椭圆运动机时，使用者可选择将其折合成如图8及图9所示的收折状态。进行收折时，使用者可以站到椭圆运动机的后方，低身用手捉握导轨架40的后端横杆45并直接向上拉提，使导轨架40以其前端横杆43为轴向上向前偏转，并且再顺势托扶及推动导轨架40，直至到达前述收折角度。在本实施例中，收折角度与使用角度的差距将近70度。

如图7例示的过渡状态，当导轨架40由使用角度向上向前偏转时，搭置在导轨42上的带动杆52后端也会被一起托高，而且，在导轨架40偏转一定角度之后，至少一带动杆52的后端会沿着导轨42越过前述后折返点P2对应部位而滑入延长段422内。如图8及图9所示，当导轨架40位于收折角度时，其中一带动杆52(例如图中的左带动杆)的后端大致位于对应的导轨42的最后端，更详而言之，前述带动杆52后端的滚轮53内侧所设的凸销54，会抵止于导轨架40后端的卡槽481封闭端，或至少是位于卡槽481内部并且接近封闭端；另一带动杆52(例如图中的右带动杆)的后端会位于导轨42上的较低位置，在本实施例中也是位于延长段422；左、右二连杆64均因带动杆52牵引其后端上升而转成纵直状，左、右二摆臂62则是在侧视下大致重迭(参阅图9)。无论前述椭圆运动机在收折之前各构件停止于何种状态，使用者都可直接进行上述收折动作，而且收折之后都会呈现上述状态。

请参阅图10A及图10B，导轨架40的前端横杆43实质上是一断面为圆形的管体，其管壁上的预定位置设有一沿圆周延伸大约四分之一圆的长槽孔431；另一方面，主架体10的轴管113上的对应位置锁固着一螺栓116，螺栓116尾部由外往内穿经前端横杆43的长槽孔431。当导轨架40位于使用角度时，螺栓116尾部大致对应于长槽孔431的其中一端，如图10A所示。当导轨架40由使用角度向上向前偏转时，前端横杆43会依据第三横轴A3原地偏转，最多偏转至长槽孔431的另一端卡抵螺栓116尾部，如图10B所示。

请参阅图3及图8，主架体10的底座11与导轨架40之间连接着一气压支撑杆(gas spring；俗称气压棒)70，其第一端71枢接在底座11的中管111后端顶侧预设的耳片117，第二端72枢接在导轨架40的中间横杆44前侧预设的耳片441。因为气压支撑杆70相对于底座11的枢转轴心与导轨架40相对于底座11的枢转轴心(即第三横轴A3)平行但不同轴，所以气压支撑杆70会随着导轨架40偏转而沿自身轴向伸长或缩短。如图3所示，当导轨架40位于使用角度时，气压支撑杆70呈现由第一端71往后下方延伸至第二端72的倾斜状态，而且第一端71是位于第二端72与第三横轴A3的连结线L的上方，此外，气压支撑杆70此时处于压缩状态(但尚未压缩至极限)，也就是积蓄着沿自身轴向伸长的弹性回复力，藉此，气压支撑杆70会对导轨架40施加一对应于由收折角度往使用角度偏转(对应图3中的顺时钟方向)的扭力，能协助将导轨架40压制在平贴于地的使用角度。如图8及图9所示，当导轨架40位于收折角度时，气压支撑杆70呈现由第一端71往正上方延伸至第二端72的直立状态，藉其伸张弹力往上推顶倾斜的导轨架40中间部位，形成在收折状态下支撑导轨架40的支撑装置。

在图7所示的过渡状态中，导轨架40前端的第三横轴A3、气压支撑杆70的第一端71及第二端72等三点排成一直线，简言之，图7状态下的气压支撑杆70处于可能伸缩范围中的最短长度，因此，在导轨架40由使用角度偏转至图7所示角度(大约倾斜17度)的过程，气压支撑杆70会稍微缩短，而在由图7所示角度至收折角度的过程，气压支撑杆70会持续伸长。藉此，当使用者想收折前述椭圆运动机而将导轨架40的后端向上拉提时，一开始必须先额外克服气压支撑杆70的弹力(亦即使其稍微缩短)，等到导轨架40偏转超过一预定角度(例如前述17度左右)，气压支撑杆70就会对导轨架40施加一对应于由使用角度往收折角度偏转(对应图7中的逆时钟方向)的扭力，协助导轨架40向上向前偏转，让使用者较为省力。反之，当导轨架40由收折角度的方向往使用角度的方向偏转时，气压支撑杆70的弹力能够阻缓导轨架40往下翻倒的速度及力量，较为安全。

请参阅图8，底座11与导轨架40之间还连接着一伸缩杆80，其平行地并列在气压支撑杆70的右侧，主要由同轴套接并且能沿轴向相对滑移的一外管81及一内杆82组成；对应于气压支撑杆70相对二端7172的连接位置，伸缩杆80的其中一端(本实施例为外管81的外端)也是枢接在底座11后端的前述耳片117，另一端(本实施例为内杆82的外端)也是枢接在导轨架40中间横杆44的前述耳片441。请搭配参阅图11，在伸缩杆80的外管81与内杆82之间设有一能锁定二者81、82相对关系的锁定机构85，主要包含一枢设在外管81内端外部的偏转件86，以及一将相对二端分别抵在外管81与偏转件86的扭簧(图中未示)；偏转件86对应于内杆82伸出方向的一侧设有一定位销87，另一侧设有一按压部88，偏转轴心则是介于定位销87与按压部88之间，垂直于伸缩杆80的长轴向；前述扭簧的力量使得偏转件86相对于外管81正向偏转(对应于图11中的逆时钟方向)，让定位销87由外往内穿过外管81管壁上预设的开孔811。

当导轨架40位于收折角度时，伸缩杆80呈现直立状连接在导轨架40与底座11之间，并且伸长为对应长度，此时，如图11所示，外管81内端的定位销87由外往内嵌插内杆82内端预设的定位孔821，锁定外管81与内杆82的相对关系。换个说法就是，当导轨架40由使用角度向上向前偏转时，随着伸缩杆80逐渐伸长，内杆82的内端逐渐靠近外管81的内端，直至定位孔821到达预定位置受定位销87嵌插，内杆82及外管81即无法相对滑移，亦即伸缩杆80被锁定在对应长度，使得导轨架40也被锁定在对应角度(即收折角度)无法偏转。如此，伸缩杆40形成在收折状态下支撑导轨架40的支撑装置。当使用者要将收折状态下的椭圆运动机展开使用时，可以先捉握导轨架40的后端横杆45，再用脚踩压伸缩杆80中间的偏转件86的按压部88，使偏转件86逆向偏转(对应于图11中的顺时钟方向)，让定位销87尾端抽离内杆82的定位孔821，使得伸缩杆80得以缩短，亦即导轨架40得以向下向后偏转。

请参阅图9，由曲柄22内端相对于主架体10的枢转轴心(即第一横轴A1)至曲柄22外端相对于带动杆52的枢转轴心的距离定义为“曲柄长度L1”；由带动杆52前端相对于曲柄22的枢转轴心至带动杆52后端相对于导轨42的偏转轴心(即前述滚轮53的轴心)的距离定义为“带动杆长度L2”。请再搭配参阅图12，圆弧C3(以下称极限圆周)代表“导轨架40收折之后，在左、右二带动杆52的后端都保持在导轨42上的前提之下，导轨42的最后端能够最靠近第一横轴A1的界限”，极限圆周C3是以第一横轴A1为圆心，以“带动杆长度L2的平方减去曲柄长度L1的平方之后再开平方根”为半径。详而言之，假设收折后导轨42的最后端恰好位于极限圆周C3上，则左、右二带动杆52的后端都会抵止于导轨42最后端，而且二带动杆长度L2与二曲柄长度L1会共同构成一等腰三角形(参阅图12)，依据几何学可知前述三角形的高(亦即极限圆周C3的半径)L3长度正是如上所述；假设收折后导轨42的最后端位于极限圆周C3之外，例如图9所示状态，则左、右二带动杆52的后端可能一者位于圆周C3之外、一者位于圆周C3之内，但都还保持在导轨42上。

如图9及图12所示，导轨架40由使用角度向上向前偏转时，导轨42的最后端会由起点P3位置沿着一以第三横轴A3为圆心的偏转圆周C4移动，前述偏转圆周C4与前述极限圆周C3在一极限点P4相交，在本实施例中，由起点P3至极限点P4的圆弧长度大约是76.5度，大于前述收折角度与使用角度的差距；换言之，如果没有前述伸缩杆80及螺栓116(参阅图10B)的限制，导轨架40最多能由使用角度向上向前偏转大约76.5度(注：在该角度下，左、右二带动杆52的后端会同时抵止于导轨42的最后端)。

综合前面的推导可知，在上揭椭圆运动机的结构型式下，带动杆52若能适度缩短，不仅不会减损踏板56的行程长度，还能使前述极限圆周C3因为半径L3对应缩短而往圆心A1方向缩移，让偏转圆周C4与极限圆周C3的交点(即极限点P4)更偏靠前上方，也就是让由起点P3至极限点P4的圆弧长度更长，加大导轨架40的可能偏转角度。在本实例中，带动杆长度L2大约为91公分，小于曲柄长度L1的4倍。另一方面，在相同的导轨架40长度(指A3至P3的距离)之下，导轨架40相对于主架体10的偏转轴心(即第三横轴A3)若能适度靠前，也能使前述交点P4更偏靠前上方(注：不过，如果将第三横轴A3设定在太前方，当导轨架40向上向前偏转之后，在侧视下，由第三横轴A3往后上方延伸的导轨架40支臂41将会穿过圆形轨迹T1，如此，为了避免支臂41与曲柄22、带动杆52、摆臂62、连杆64等发生干涉，构件的设计安排将会变得比较复杂)。在本实施例中，第三横轴A3在前后轴向上的位置是介于圆形轨迹T1的圆心与圆周后缘之间(参阅图3)，而且在侧视下，导轨架40的支臂41始终位于圆形轨迹T1的外部(参阅图9)。

反过来说，较长的带动杆52不仅无助于踏板56的行程长度，而且还会让椭圆运动机的前后长度增长，浪费占地面积，此外，带动杆52愈长意谓极限圆周C3愈往外扩张，会让偏转圆周C4与极限圆周C3的交点P4愈偏靠后下方；另一方面，导轨架40的偏转轴心A3如果位在主架体10的太后方，也会降低交点P4的位置，减少导轨架40的可能偏转角度。例如在图12中，假设带动杆长度由原先的L2增长为曲柄长度L1的5倍，则极限圆周会对应由C3往外扩张至C3'的位置，同时，假设导轨架40的前端由原先的A3向后平移至A3'的位置(注：图中A3'的位置对应于底座11后端)、导轨最后端的偏转起点对应由原先的P3向后平移至P3'的位置，那么，偏转圆周C4'与极限圆周C3'会在极限点P4'相交，而由起点P3'至极限点P4'的圆弧长度只有50度左右。当然，增长前述偏转圆周C4'的半径，亦即增长导轨架40的长度，就能让前述交点P4'更偏靠前上方，加大导轨架40的可能偏转角度，但如此不但会增加材料成本，也会使椭圆运动机在使用状态下的前后长度对应增长，并非理想的方式。

请参阅图13A及图13B，在飞轮24的底侧与导轨架40的前端之间设有一自动迫紧装置90，主要包含一推迫件91、一位移件92及一弹性件93，其中，推迫件91固定在导轨架40的前端横杆43中央部位的杆面顶侧，并且经由底座11的轴管113中央部位预设的缺口110露出在轴管113顶侧，会随着导轨架40的前述偏转动作依据第三横轴A3对应偏转；推迫件91的外侧面形成一曲面911，曲面911配合导轨架40的偏转角度由一距离第三横轴A3较近的短径部912延伸至一距离第三横轴A3较远的长径部913；位移件92具有一偏转臂94，偏转臂94的其中一端枢接在底座11的中管111顶面预设的耳片119，另一端设有一外环为橡胶材质的抵压轮95，抵压轮95位于飞轮24的底侧；弹性件93实质上是一拉伸弹簧，其相对二端分别勾扣在位移件92的偏转臂94及底座11的中管111底面，提供位移件92向下偏转的扭力，使得抵压轮95保持经由中管111顶面预设的缺口118往下抵靠于推迫件91的曲面911。

如图13A所示，当导轨架40位于使用角度时，位移件92的抵压轮95往下抵靠于推迫件91的短径部912上，抵压轮95的顶侧与飞轮24的底侧相隔适当距离。随着导轨架40由使用角度向上向前偏转，推迫件91会由以曲面911的较靠短径部912的部位推顶抵压轮95，偏转成以曲面911的较靠长径部913的部位推顶抵压轮95，使得抵压轮95逐渐向上逼近飞轮24周面，并且使得偏转臂94逐渐向上偏转而拉长弹性件92。如图13B所示，当导轨架40位于收折角度并且被锁定时，抵压轮95会被夹紧在推迫件91的长径部913与飞轮24的底侧周面之间，使得飞轮24因为摩擦力而无法自由旋转。藉此，当前述椭圆运动机被收折成如图8及图9所示的收折状态时，因为飞轮24会被锁定在对应角度，所以包含曲柄22、带动杆52、连杆64、摆臂62等构件也都会定位在对应位置，即使受到外力也不会轻易滑动或摆动，较为安全。例如，当使用者想要搬移收折状态下的前述椭圆运动机时，就可以站在椭圆运动机的前方，用双手分别捉握稳固对称的左、右二握把63，以底座11前端为支轴使椭圆运动机上半部往前下方倾斜，再利用底座11前端两侧的移动轮38(参阅图9)推移前述椭圆运动机。当椭圆运动机由收折状态展开使用时，自动迫紧装置90能够自动解除飞轮24的锁定状态，其间过程如同由图13B至图13A，不再赘述。

上述自动迫紧装置90的功能可能以其他结构取代，例如在本发明的另一实施方式中，没有前述位移件92及弹性件93，只在导轨架40的前端横杆43上固接一形状类似前述推迫件91的物件，前述物件的外层为橡胶材质，而且外侧面形成类似前述曲面，长径部直接作为用以抵压飞轮24周面的抵压部(取代前述抵压轮95)；当导轨架40位于使用角度时，前述物件以曲面的短径部朝向飞轮24的底侧周面，具体而言，短径部位于飞轮24的轴心(即第二横轴A2)与前端横杆43的轴心(即第三横轴A3)的连结线上，使得整个曲面与飞轮42周面没有接触；当导轨架40偏转至使用角度时，前述物件对应偏转成以曲面的长径部朝向飞轮24的底侧周面，并且与飞轮24紧密抵接，使得飞轮42因为摩擦力而无法自由旋转。

Claims (10)

1.一种可收折的椭圆运动机，其特征在于包含有：

一主架体，具有一底座，前述底座具有一前端及一后端；

一左曲柄及一右曲柄，共同依据一第一横轴枢设在前述主架体上；

一飞轮，依据一第二横轴枢设在前述主架体上，与前述二曲柄连动；前述第二横轴比前述第一横轴更靠近前述底座的后端；

一壳体，设在前述主架体上并且覆盖前述飞轮，具有一左侧面及一右侧面；

一导轨架，具有相互固定的左、右二支臂及左、右二导轨，各前述支臂具有一前端，前述二支臂的前端分别位于前述壳体的左、右二侧面之外，并且共同依据一第三横轴枢设在前述主架体的底座，使得前述导轨架能相对于前述主架体在一使用角度及一收折角度之间偏转；前述第三横轴介于前述底座的前、后二端之间，并且位于前述飞轮的底侧，当前述导轨架位于前述收折角度时，前述壳体的局部会介于前述左、右二支臂之间；前述导轨位于前述支臂的后侧，各前述导轨具有一体连续的一基本段及一延长段，前述延长段比前述基本段远离前述支臂，而且前述延长段的长度小于前述基本段的长度的一半；

一支撑装置，呈长杆状，并且能沿自身长轴向伸缩；前述支撑装置的其中一端连接在前述主架体的底座的前述第三横轴后方，前述支撑装置的另一端连接在前述导轨架；

一左带动杆及一右带动杆，各前述带动杆具有一前端及一后端，前述左、右二带动杆的前端分别枢接在前述左、右二曲柄，前述左、右二带动杆的后端分别以能沿前述导轨滑动并且能相对偏转的方式配接在前述左、右二导轨上；当前述导轨架位于前述使用角度时，对应于前述带动杆的前端沿一以前述第一横轴为圆心的圆形轨迹作绕圆运动，前述带动杆的后端会在前述导轨的基本段的前、后二端之间作往复运动；当前述导轨架位于前述收折角度时，前述二带动杆的后端仍然分别保持在前述二导轨上，而且至少一前述带动杆的后端会位于对应的前述导轨的延长段；

一左踏板及一右踏板，分别以能相互带动的方式与前述左、右二带动杆配接，使得当前述导轨架位于前述使用角度时，对应于前述带动杆的前端作绕圆运动及后端作往复运动，前述踏板会沿一封闭轨迹运动。

2.如权利要求1所述的可收折的椭圆运动机，其特征在于：前述第三横轴在前后轴向上的位置是介于前述圆形轨迹的圆心与圆周后缘之间，而且在侧视下，前述导轨架的支臂始终位于前述圆形轨迹的外部。

3.如权利要求1所述的可收折的椭圆运动机，其特征在于：由前述带动杆相对于前述曲柄的枢转轴心至前述带动杆相对于前述导轨的偏转轴心的距离定义为带动杆长度，由前述带动杆相对于前述曲柄的枢转轴心至前述第一横轴的距离定义为曲柄长度，前述带动杆长度小于前述曲柄长度的4倍。

4.如权利要求1所述的可收折的椭圆运动机，其特征在于：还包含有一左连杆及一右连杆，各前述连杆具有一前端及一后端，各前述连杆的前端能沿一预定轨迹相对于前述主架体前后位移，各前述连杆的后端与对应的前述踏板固接，而且前述连杆与对应的前述带动杆之间能依据一介于前述带动杆前、后二端之间的第四横轴相对偏转；当前述导轨架位于前述使用角度时，各前述踏板位于对应的前述第四横轴的后方，而且各前述踏板的后端比对应的前述带动杆的后端位于更后方。

5.如权利要求1所述的可收折的椭圆运动机，其特征在于：前述导轨架的前端与前述飞轮之间设有一自动迫紧装置，前述自动迫紧装置具有一受前述导轨架带动的抵压部；当前述导轨架位于前述使用角度时，前述抵压部对应位于没有接触前述飞轮的位置；当前述导轨架由前述使用角度偏转至前述收折角度时，前述抵压部会对应位移至能抵压前述飞轮的位置。

6.如权利要求5所述的可收折的椭圆运动机，其特征在于：前述自动迫紧装置包含有一推迫件、一位移件及一弹性件；前述推迫件设在前述导轨架的前端，会随着前述导轨架依据前述第三横轴相对于前述主架体偏转；前述位移件设有前述抵压部，前述位移件是以前述抵压部能够靠近或离开前述飞轮的周面的方式活动地设在前述主架体上；前述弹性件设在前述位移件与前述主架体之间，其弹性回复力对前述位移件施加一相对于前述主架体的力量，前述力量的作用方向对应于使前述位移件往前述抵压部离开前述飞轮的周面的方向位移；当前述导轨架由前述使用角度偏转至前述收折角度时，前述推迫件会将前述位移件推动至前述抵压部抵压前述飞轮的周面的位置，而且前述弹性件产生弹性变形。

7.如权利要求6所述的可收折的椭圆运动机，其特征在于：前述推迫件设有一曲面，前述曲面配合前述导轨架的偏转角度由一距离前述第三横轴相对较近的短径部延伸至一距离前述第三横轴相对较远的长径部；对应于前述导轨架由较靠近前述使用角度的方向往较靠近前述收折角度的方向偏转，前述推迫件会由以前述曲面的较靠近前述短径部的部位推抵前述位移件，偏转成以前述曲面的较靠近前述长径部的部位推抵前述位移件。

8.如权利要求5所述的可收折的椭圆运动机，其特征在于：前述自动迫紧装置包含有一曲面，前述曲面设在前述导轨架的前端，会随着前述导轨架依据前述第三横轴相对于前述主架体偏转，前述曲面配合前述导轨架的偏转角度由一距离前述第三横轴相对较近的短径部延伸至一距离前述第三横轴相对较远的长径部，前述长径部形成前述抵压部；当前述导轨架位于前述使用角度时，前述曲面的短径部位于前述第二横轴与前述第三横轴的连结线上，而且，对应于前述导轨架由较靠近前述使用角度的方向往较靠近前述收折角度的方向偏转，前述曲面会由以较靠近前述短径部的部位朝向前述飞轮的周面，偏转成以较靠近前述长径部的部位朝向前述飞轮的周面。

9.如权利要求1所述的可收折的椭圆运动机，其特征在于：前述支撑装置为一气压支撑杆；当前述导轨架位于前述使用角度时，前述支撑装置的连接在前述底座的一端，是位于前述支撑装置的另一端与前述第三横轴的连结线的上方。

10.如权利要求1所述的可收折的椭圆运动机，其特征在于：前述支撑装置包含同轴套接并且能沿轴向相对滑移的一外管及一内杆，而且前述外管与前述内杆之间设有一锁定机构，前述锁定机构能在当前述导轨架位于前述收折角度时锁定前述外管与前述内杆的相对关系。

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