CN104415503A - 可调式运动脚踏车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调式运动脚踏车，包含固定架体、座椅、活动架体、锁定装置、踏板装置及辅助装置。座椅设置于固定架体。活动架体相对固定架体在第一角度及第二角度之间摆动。锁定装置用于锁定活动架体的角度。踏板装置依绕转轴枢设于活动架体，当活动架体位于第一角度，绕转轴位于第一位置，当活动架体位于第二角度，绕转轴位于第二位置，第一位置与座椅的距离小于第二位置与座椅的距离。辅助装置向活动架体施力，依枢转轴为轴心产生第一力矩。活动架体及其上的总重量依枢转轴为轴心产生第二力矩。第一力矩及第二力矩的合力矩为第三力矩，第三力矩使活动架体朝第一角度摆动，且使用者可施力于踏板装置，使活动架体朝第二角度摆动。

Description

可调式运动脚踏车

技术领域

本发明涉及室内运动器材，特别是指一种可调整踏板装置及座椅相对位置的运动脚踏车。

背景技术

近年来室内运动器材越来越普遍，其中，斜躺式运动脚踏车(Recumbent Bike)即是目前十分普及的室内运动器材。使用此类运动脚踏车时，由于每位使用者的身高及喜好不同，使用者常需调整踏板装置与座椅的相对位置，方可得到较为合适的使用姿势。习知的斜躺式运动脚踏车多以固定踏板装置、调整座椅前后位置的方式，来调整踏板装置与座椅之间的距离，以满足不同使用者的身高及喜好。

为了适应座椅被调整向前靠近或向后远离踏板装置的需求，习知的斜躺式运动脚踏车需在固定架体预留供座椅前后位移的空间，而那些预留的空间除了为座椅调整之用，常无其它功用。换句话说，此种设计所需的机台前后长度较长，不仅空间利用性低，也常连带的增加制造成本。

再者，在调整座椅前后位置时，将同时改变座椅与控制面板或与前方握把之间的距离。换句话说，身高较矮的使用者会将座椅调整至离踏板装置较近的位置，此时，使用者与控制面板或与前方握把之间的距离较近；而身高较高的使用者会将座椅调整至离踏板装置较远的位置，此时，使用者距离控制面板及前方握把较远。对使用者来说，控制面板及前方握把与使用者之间的距离，无论是太近或过远，都会造成使用上的不便。尤其是当距离较远时，常发生使用者操作控制面板及使用前方握把的不便，或因距离太远，产生使用者目视控制面板较吃力的问题。

现已有运动器材仅需改变活动架体的位置，无需改变座椅位置，即可调整曲柄装置与座椅之间的距离，或更换两种不同的运动型态，比如一种可选择供手部或腿部使用的运动器材，包含固定架体、座椅、活动架体、锁定装置及曲柄装置。座椅设置于固定架体。活动架体依枢转轴枢设于固定架体，活动架体可在第一位置及第二位置之间摆动。锁定装置将活动架体锁定于第一位置及第二位置之间，以固定活动架体与固定架体的相对位置。曲柄装置设置于活动架体，当活动架体位于第一位置时，曲柄装置可供使用者的手部进行绕转运动，当活动架体位于第二位置时，曲柄装置可供使用者进行腿部的绕转运动。然而，要改变活动架体上曲柄装置的位置，使用者需一手扶着活动架体，将其旋转至所需位置，另一手操作锁定装置，以固定活动架体与固定架体的相对位置。此种调整过程使用者至少需负担活动架体及曲柄装置的重量，较为费力，且此种调整方式需反复上下座椅确认或试用方才调整的位置是否适当，对使用者而言相当的不方便。

另一方面，在使用具有可调式座椅的运动脚踏车时，也常有潜在的危险。当使用者将座椅调至合适位置并以锁定装置锁固后，座椅有可能会因同时承受使用者全身重量及运动过程中的作用力(如震动)，而发生锁定装置松脱，造成座椅滑落的情况，进而产生稳固性不佳的问题。

进一步来说，以调整座椅的高低位置为例，习知常见锁定装置的结构为插销配合多个定位孔，来调整座椅座管的位置。这种锁定装置虽具有结构单纯、成本低廉、操作容易等优点，但仍有改良的空间。前述的锁定装置需在插销及定位孔间预留一间隙以利制造及组装，然而，预留的间隙会让锁定装置的各组件在使用状态下发生不必要的碰撞及震动，对锁定装置整体的稳固性及各组件的使用寿命都有不良的影响。若为避免状况而将间隙缩小，则需提升制造及组装的精细度，这将大幅增加生产成本。因此，如何兼顾锁定装置的稳固性及相对较低的生产成本，是目前亟需解决的问题。

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调式运动脚踏车，解决机台前后长度较长，及制造成本较高的问题。

本发明的另一目的在于提供一种可调式运动脚踏车，解决较高使用者因距离控制面板较远，发生操作、使用或视觉上不便的问题。

本发明的又一目的在于提供一种可调式运动脚踏车，让使用者无须离开座椅，即可以轻松省力的方式调整踏板装置及座椅之间的距离。

本发明的再一目的在于提供一种可调式运动脚踏车，解决可调式座椅在运动过程中稳固性不佳的问题。

为达到上述诸目的，本发明所提供的一种可调式运动脚踏车，其特征在于包含：一固定架体；一座椅，设置于所述固定架体，供一使用者乘坐；一活动架体，依左右轴向的一枢转轴枢设于所述固定架体，能相对所述固定架体在一第一角度及一第二角度之间前后摆动；一锁定装置，将所述活动架体锁定在能摆动范围的一选定角度，所述锁定装置具有一控制件，位于所述固定架体且位于乘坐于所述座椅的所述使用者伸手可及处，所述控制件用于使所述活动架体由一锁定于所述选定角度的锁定状态转变成一能摆动的解锁状态；一踏板装置，依左右轴向的一绕转轴枢设于所述活动架体，所述踏板装置用于供所述使用者的双脚进行绕转运动，当所述活动架体位于所述第一角度时，所述绕转轴对应位于一第一位置，当所述活动架体位于所述第二角度时，所述绕转轴对应位于一第二位置，所述第一位置与所述座椅的距离，小于所述第二位置与所述座椅的距离，且对应于所述活动架体由所述第一角度摆动至所述第二角度，所述绕转轴在所述第一位置至所述第二位置之间摆动形成一摆动轨迹；一辅助装置，设置于所述固定架体及所述活动架体之间，所述辅助装置相对于所述固定架体向所述活动架体施力，依所述枢转轴为轴心产生一第一力矩；其中，所述活动架体本身及其所承载的总重量依所述枢转轴为轴心产生一第二力矩，所述第一力矩及所述第二力矩的合力矩为一第三力矩，当所述活动架体呈现所述解锁状态时，所述第三力矩使所述活动架体由所述第二角度朝所述第一角度摆动，且乘坐于所述座椅的所述使用者能施力于所述踏板装置，抵抗所述第三力矩，使所述活动架体由所述第一角度朝所述第二角度摆动。

上述本发明的技术方案中，所述第二位置相比于所述第一位置较前方也较下方。

所述座椅的顶面中心与所述绕转轴连成一直线，在侧视下，对应于所述活动架体由所述第一角度摆动至所述第二角度，所述直线与水平面的夹角的变动范围小于等于15度。

所述枢转轴的位置低于所述摆动轨迹。

所述第一力矩与所述第二力矩的方向始终维持相反。

所述辅助装置为一气压棒，其二端分别枢接于所述固定架体及所述活动架体。

所述锁定装置包含：一定位架，设置于所述固定架体，所述定位架具有沿一第一方向排列的多个定位孔，且每一所述定位孔具有一第一孔壁及一第二孔壁；一限位架，设置于所述活动架体，所述限位架能相对所述定位架沿所述第一方向在所述第一角度及所述第二角度之间移动，且所述限位架具有一第一抵挡部及一第二抵挡部；一连动件，能相对所述限位架沿一第二方向在较接近所述定位架的一锁定位置及较远离所述定位架的一解锁位置之间移动，且所述控制件能控制所述连动件由所述锁定位置位移至所述解锁位置；至少一弹性件，连接所述限位架及所述连动件，所述弹性件沿所述第二方向对所述连动件施加朝所述定位架方向的力量；一第一插栓，枢设于所述连动件，所述第一插栓包含：一第一迫导面，位于所述第一插栓较接近所述定位架的一端，所述第一迫导面不平行也不垂直于所述第二方向，当所述连动件位于所述锁定位置时，所述第一迫导面卡合于所述定位孔的所述第一孔壁；一第一受迫部，相比于所述第一迫导面较远离所述定位架，当所述连动件位于所述锁定位置时，所述第一受迫部卡合于所述第一抵挡部；一第二插栓，枢设于所述连动件，所述第二插栓包含：一第二迫导面，位于所述第二插栓较接近所述定位架的一端，所述第二迫导面不平行也不垂直于所述第二方向，且所述第二迫导面与所述第一迫导面彼此相对或相背，当所述连动件位于所述锁定位置时，所述第二迫导面卡合于所述定位孔的所述第二孔壁；一第二受迫部，相比于所述第二迫导面较远离所述定位架，当所述连动件位于所述锁定位置时，所述第二受迫部卡合于所述第二抵挡部。

所述第一迫导面及所述第二迫导面均呈斜面。

当所述连动件位于所述锁定位置时，所述第一迫导面卡合于其中一定位孔的所述第一孔壁，而所述第二迫导面卡合于相邻前述所述定位孔的所述第二孔壁。

采用上述技术方案，本发明所提供的可调式运动脚踏车通过活动架体配合辅助装置，带动踏板装置相对固定架体摆动，以调整踏板装置与座椅之间的距离。若要增加踏板装置与座椅之间的距离，使用者仅需坐定于座椅，一手操作控制件使活动架体呈现解锁状态，双脚施力于活动架体将其推至合适位置，再松开控制件即可；若要缩短踏板装置与座椅之间的距离，使用者也无需离开座椅，仅需操作控制件使活动架体脱离固定架体，活动架体便会带动踏板装置朝接近座椅的第一角度位移。如此一来，除了可大幅缩短机台的前后长度以减少占地面积外，使用者无需离开座椅即可以轻松省力的方式调整踏板装置及座椅之间的距离。另外，本发明采用固定式的座椅也同时解决了较高使用者因距离控制面板较远，发生操作或视觉上不便的问题，及调整式座椅的稳固性不佳的问题。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的可调式运动脚踏车的立体图；

图2是图1所示的可调式运动脚踏车的右侧视图；

图3A是图1所示的可调式运动脚踏车中活动架体位于第一角度的左侧视图；

图3B是图1所示的可调式运动脚踏车中活动架体位于第二角度的左侧视图；

图4A是图3A所示的可调式运动脚踏车中活动架体位于第一角度时各作用力的示意图；

图4B是图3B所示的可调式运动脚踏车中活动架体位于第二角度时各作用力的示意图；

图5是本发明第二实施方式的可调式运动脚踏车位于第一角度时各作用力的示意图；

图6是本发明第三实施方式的可调式运动脚踏车的立体图；

图7是图6所示的可调式运动脚踏车的侧视图；

图8是图3A所示的可调式运动脚踏车中锁定装置的放大图；

图9是图8所示的可调式运动脚踏车中锁定装置的剖视图；

图10是本发明第四实施方式的可调式运动脚踏车中锁定装置的剖视图。

具体实施方式

图1是本发明第一实施方式的可调式运动脚踏车的立体图。图2是图1所示的可调式运动脚踏车的右侧视图。如图1及图2所示，本实施方式的可调式运动脚踏车100包含一固定架体110、一座椅120、一活动架体130、一锁定装置140、一踏板装置150及一辅助装置160。座椅120设置于固定架体110，供一使用者乘坐，本实施方式采用具有靠背121的座椅120。另外，控制面板122也设置于固定架体110，以供使用者操作或监控运动过程中的各项参数。本实施方式将座椅120的位置固定，将踏板装置150设置于活动架体130，活动架体130配合辅助装置160，可带动踏板装置150相对固定架体110摆动，以调整踏板装置150与座椅120之间的距离，进而让不同使用者依据自己的身高及喜好，将踏板装置150调整至合适的位置。此外，因座椅120位置固定，使用者与控制面板122及前方握把123之间的距离也会固定。换言之，无论使用者如何调整踏板装置150，使用者与控制面板122及前方握把123之间的距离都不会改变。如此将可有效解决较高使用者在使用习知的斜躺式运动脚踏车，因距离控制面板及前方握把较远，发生操作、使用或视觉上不便的问题。

图3A是图1所示的可调式运动脚踏车中活动架体130位于第一角度的左侧视图。图3B是图1所示的可调式运动脚踏车中活动架体130位于第二角度的左侧视图。请同时参照图1至图3B，活动架体130依左右轴向的一枢转轴131枢设于固定架体110，且活动架体130可相对固定架体110在图3A所示的第一角度及图3B所示的第二角度之间前后摆动。其中，本实施方式的枢转轴131位于固定架体110的底部，当活动架体130位于第一角度时，离座椅120较近，当活动架体130位于第二角度时，离座椅120较远。

锁定装置140将活动架体130锁定于可摆动范围的一选定角度，本实施方式中第一角度与第二角度大约夹60度，且锁定装置140共可将活动架体130锁定在十五个不同的选定角度，包含将活动架体130锁定在第一角度或第二角度。也就是说，在第一角度与第二角度之间，每隔四度为一个选定角度，包含第一角度及第二角度，总共有十五个选定角度可供选择。关于本实施方式所采用的锁定装置140的具体结构，将于后续进行较详细的绘示及说明，在此仅先做简略的说明。

锁定装置140具有一控制件141，其位于固定架体110，控制件141用于使活动架体130由一锁定于选定角度的锁定状态转变成一可摆动的解锁状态。特别的是，控制件141需位于使用者乘坐于座椅时伸手可及处，如本实施方式将控制件141设置于座椅120下方，此设计用意在于让使用者不必离开座椅120，即可使用控制件141，让活动架体130可相对固定架体110活动，以进行后续的调整。因此，只要使用者不需离开座椅即可使用的位置，如将控制件141设置于座椅120前方的固定架体110或座椅120两侧等处，都不脱离本实施方式对于控制件141位置的设计精神。

踏板装置150设置于活动架体130，供使用者的双脚进行绕转运动，本实施方式的踏板装置150包含一绕转轴151及两踏板152。绕转轴151依左右轴向枢设于活动架体130，且绕转轴151的位置高于枢转轴131的位置。两踏板152通过两曲柄分别设置于绕转轴151的两端供使用者踩踏。另外，本实施方式的踏板装置150与一阻力装置170动力连接，阻力装置170至少包含一飞轮171及一磁控阻力组172，飞轮171用于提供旋转惯性，磁控阻力组172用于调整飞轮171旋转时的阻力大小。由于踏板装置150的具体结构及阻力装置170之间的关系等为习知技术，亦非本发明的可专利性特征，故在此不多加详述。

图4A是图3A所示的可调式运动脚踏车中活动架体130位于第一角度时各作用力的示意图。图4B是图3B所示的可调式运动脚踏车中活动架体130位于第二角度时各作用力的示意图。请同时参照图1至图4B，踏板装置150设置于活动架体130，因此，踏板装置150会随着活动架体130的偏摆而改变位置。当活动架体130位于第一角度时，绕转轴151对应位于如图4A所示的第一位置，当活动架体130位于第二角度时，绕转轴151对应位于如图4B所示的第二位置。其中，第一位置与座椅120的距离D₁小于第二位置与座椅120的距离D₂，换言之，第一位置离座椅120较近，而第二位置离座椅120较远。当绕转轴151随着活动架体130在第一位置及第二位置之间摆动时，绕转轴151偏摆的轨迹形成一摆动轨迹T。

活动架体130及其所承载的总重量，包含活动架体130本身的重量、整组踏板装置150的重量及设置于活动架体130上任何对象，如阻力装置170，在侧视下，如图4A或图4B，前述活动架体130及其所承载的总重量的重心C被设计成不超过通过枢转轴131的一铅垂线L。换句话说，无论本实施方式的活动架体130在第一角度及第二角度之间的任意处活动，重心C均在铅垂线L的前方，即图4A及图4B中铅垂线L的左侧，且重心C也不会刚好位于铅垂线L上。

辅助装置160设置于固定架体110及活动架体130之间，用于辅助使用者调整活动架体130相对于固定架体110的位置。其中，本实施方式采用气压棒作为辅助装置160，其它如扭簧等具有缓冲或复位功能的对象，也可作为气压棒的替代方案。辅助装置160两端分别枢接在固定架体110及活动架体130，且相对于固定架体110向活动架体130施一推力F₁，依枢转轴131为轴心产生一第一力矩M₁，第一力矩M₁的作用方向对应于使活动架体130往较靠近座椅120的方向偏摆，即图4A及图4B中的顺时针方向(以下称“渐近旋向”)。

另外，当活动架体130呈现解锁状态时，活动架体130本身及其所承载的总重量F₂，会依枢转轴131为轴心产生一第二力矩M₂，第二力矩M₂的作用方向对应于使活动架体130往远离座椅120的方向偏摆，即图4A及图4B中的逆时针方向(以下称“渐远旋向”)。其中，第一力矩M₁及第二力矩M₂的方向相反，且第一力矩M1及第二力矩M₂的合力矩为一第三力矩M₃。本实施方式将第二力矩M₂设计为略小于第一力矩M₁，故，第三力矩M₃的方向同第一力矩M₁为渐近旋向。

具体来说，在没有对活动架体130施加其它作用力的情况下，当使用者按压控制件141，使活动架体130呈现解锁状态后，第三力矩M₃会使活动架体130由第二角度朝第一角度摆动，即朝接近座椅120的方向摆动，使用者可待活动架体130偏摆至合适位置，再松开控制件141，将活动架体130固定于固定架体110。另一方面，若使用者要增加座椅120及踏板装置150之间的距离，仅需乘坐于座椅并将双脚置于两踏板152，对活动架体130施一推力F₃，此推力F₃会对枢转轴131产生渐远旋向的一第四力矩M₄，使活动架体130远离座椅。由于本实施方式的第一力矩M₁略大于第二力矩M₂，也就是说，第一力矩M₁及第二力矩M₂的合力第三力矩M₃，能轻易的被使用者所提供的第四力矩M₄克服，使活动架体130由第一角度朝第二角度摆动，即朝远离座椅120的方向摆动，同样的，待活动架体130偏摆至合适位置时，使用者再通过控制件141操控锁定装置140将活动架体130固定于固定架体110。本实施方式仅在使用者要增加踏板装置150与座椅120之间的距离时，才需对活动架体130施力进行调整，若要缩短踏板装置150与座椅120之间的距离，使用者除了操作控制件141外，无需进行其它动作或对活动架体130施力。采用此种调整方式，使用者无需离开座椅即可将踏板装置150调整至合适的位置，对使用者来说不仅相当方便省力，也非常容易操作上手。

值得一提的是，前述第一力矩M₁及第二力矩M₂有可能随着活动架体130偏摆的角度不同，而有不同的大小。详细来说，力矩大小是由作用力与力臂共同决定的，无论是改变作用力大小，或改变力臂长度，都能直接改变力矩大小。首先，第一力矩M₁的大小是由推力F₁及其与枢转轴131的垂直距离(力臂)决定。本实施方式的辅助装置160为气压棒，通过内部气体压力随空间变化产生的压差，作为伸缩的动力，同时也利用高压气体近似液体的耐压缩性提供支撑力，换句话说，活动架体130在第一角度及第二角度之间偏摆时，推力F₁会随着活动架体130偏摆的角度不同而改变，且由于气压棒为枢设于活动架体130，随着活动架体130偏摆的角度不同，推力F₁与枢转轴131的垂直距离也会不同。如此一来，在推力F₁及其与枢转轴131的垂直距离均随活动架体130偏摆的角度不同而改变时，第一力矩M₁的大小有可能维持不变或随活动架体130偏摆的角度不同而改变。另一方面，第二力矩M₂的大小是由总重量F₂及其与枢转轴131的垂直距离(力臂)决定。其中，总重量F₂是维持不变的定量。总重量F₂与枢转轴131的垂直距离会随着活动架体130偏摆的角度不同而增加或减少，依图4A及图4B的方位来看，当活动架体130位于第一角度时，总重量F₂与枢转轴131的垂直距离较短，当活动架体130位于第二角度时，总重量F₂与枢转轴131的垂直距离较长。由于总重量F₂与枢转轴131的垂直距离会随着活动架体130偏摆的角度不同而改变，在总重量F₂维持不变的情况下，第二力矩M₂的大小会随活动架体130由第一角度偏摆至第二角度的过程中逐渐增加，简言之，第二力矩M₂的大小会随活动架体130从接近座椅120往远离座椅120的方向偏摆而逐渐变大。然而，无论第二力矩M₂如何增加或减少，也无论第一力矩M₁的大小是否会随活动架体130偏摆的角度不同而改变，第二力矩M₂在活动架体130偏摆的过程中，始终略小于第一力矩M₁，让第一力矩M₁及第二力矩M₂的合力矩(第三力矩M₃)，在活动架体130呈现解锁状态时，能使活动架体130朝接近座椅120的方向摆动。

须特别注意，前面论述的基础均建立在：无论活动架体130在第一角度及第二角度之间任意处活动，重心C均位于铅垂线L的前方，重心C也不会位于铅垂线L上。也就是说，活动架体130在任何角度下，总重量F₂所产生的第二力矩M₂方向不变，均为渐远旋向。然而，在其它实施方式中，当活动架体130位于第一角度时，重心C是有可能被设计在铅垂线L的后方(即图4A或图4B铅垂线L的右侧)或刚好位于铅垂线L上，此时，活动架体130上各作用力的关系跟前面论述的内容略有不同。

图5是本发明第二实施方式的可调式运动脚踏车位于第一角度时各作用力的示意图。基本上，当重心C’位于铅垂线L’前方时，本实施方式与前述实施方式的作用原理都相同，其中，本实施方式与前述实施方式不同的地方在于，本实施方式经过设计，让重心C’可位移至铅垂线L’后方。当重心C’位于铅垂线L’后方时，推力F₁’依枢转轴131’为轴心产生渐近旋向的第一力矩M₁’，而活动架体130’所承载的总重量F₂’依枢转轴131’为轴心产生第二力矩M₂’，第二力矩M₂’与第一力矩M₁’的方向同为渐近旋向，也就是第一力矩M₁’及第二力矩M₂’都是使活动架体130’往靠近座椅120’的方向偏摆，此与重心C’位于铅垂线L’前方时，第一力矩M₁及第二力矩M₂的方向相反不同。当重心C’位于铅垂线L’后方，第一力矩M₁’及第二力矩M₂’的合力矩为渐近旋向的第三力矩M₃’，在这个状态下，若要增加座椅120’及踏板装置150’之间的距离，使用者需对活动架体130’施推力F₃’，此推力F₃’需大于前述实施方式的推力F₃，始可产生较大的第四力矩M₄’，以克服第三力矩M₃’，让活动架体130’由接近座椅120’的第一角度朝远离座椅120’的第二角度摆动。另一方面，当重心C’刚好位于铅垂线L’上时，活动架体130’所承载的总重量F₂’，无法依枢转轴131’为轴心产生任何力矩，此时，仅剩辅助装置160’向活动架体130’施一推力F₁’，依枢转轴131’为轴心产生渐近旋向的第一力矩M₁’。因此，在这个状态下，若使用者要增加座椅120’及踏板装置150’之间的距离，使用者需对活动架体130’施推力，此推力大小介于前述的推力F₃’及第一实施方式的推力F₃之间，便可克服第一力矩M₁’，让活动架体130’由接近座椅120’的第一角度朝远离座椅120’的第二角度摆动。大致来说，可将重心C’位于铅垂线L’上视为使用者需耗费较大力量才能使活动架体130’由第一角度朝第二角度摆动的边界，当重心C’位于铅垂线L’的后方，且重心C’离铅垂线L’的垂直距离越远，使用者所需耗费的力量也越大。整体来说，无论是重心C’位于铅垂线L’后方或刚好位于铅垂线L’上，除了使用者需对活动架体130’施加较大的推力外，其余功效均与前述实施方式的可调式运动脚踏车100无异。

图6是本发明第三实施方式的可调式运动脚踏车的立体图。图7是图6所示的可调式运动脚踏车的侧视图。如图6及图7所示，本实施方式的可调式运动脚踏车200与前述实施方式的可调式运动脚踏车100的原理大致相同。本实施方式的可调式运动脚踏车200同样包含一固定架体210、一座椅220、一活动架体230、一锁定装置240、一踏板装置250及一辅助装置260。座椅220设置于固定架体210，活动架体230依左右轴向的一枢转轴231枢设于固定架体210，与前述实施方式不同的是本实施方式的枢转轴231位于固定架体210的顶部，活动架体230相对固定架体210在第一角度及第二角度之间摆动。与前述实施方式相同的是，当活动架体230位于第一角度时，离座椅220较近，当活动架体230位于第二角度时，离座椅220较远。

锁定装置240将活动架体230固定于第一角度及第二角度之间，进而固定活动架体230及固定架体210的相对位置。本实施方式的锁定装置240包含一定位架241、一插销242、一控制件243、一钢索(图中未示)及一弹簧(图中未示)。定位架241呈弧形，沿活动架体230摆动的轨迹方向设置于固定架体210，且定位架241上等距开设多个定位孔244。插销242设置于活动架体230，并与定位架241的位置相对，插销242可选择插入任一定位孔244，以固定活动架体230与固定架体210之间的相对位置。控制件243用于使活动架体230由一锁定状态转变成一解锁状态，控制件243设置于使用者乘坐于座椅时伸手可及的固定架体210上，本实施方式将控制件243设置于座椅220前方的固定架体上。钢索连接控制件243与插销242，当使用者按压控制件243，便会连动插销242脱出定位孔244，当使用者放开控制件243，再稍微前后移动一下活动架体230，让插销242可被弹簧推抵而插入距离最近的定位孔244，重新固定活动架体230及固定架体210的相对位置。其余细节属于习知技术，在此便不再论述。

踏板装置250包含一绕转轴251及两踏板252。在本实施方式中，绕转轴251依左右轴向设置于活动架体230，且绕转轴251的位置低于枢转轴231的位置。当活动架体230位于第一角度时，绕转轴251对应位于一第一位置，当活动架体230位于第二角度时，绕转轴251对应位于一第二位置。其中，第一位置与座椅220的距离小于第二位置与座椅220的距离，换言之，第一位置离座椅220较近，而第二位置则离座椅220较远。另外，本实施方式的踏板装置250与一阻力装置270动力连接，阻力装置270至少包含一飞轮及一磁控阻力组，飞轮用于提供旋转惯性，磁控阻力组用于调整飞轮旋转时的阻力大小。本实施方式的踏板252及阻力装置270的具体结构及相对关系，大致上都与前述实施方式相同，在此也不多加叙述。

本实施方式中活动架体230及其所承载的总重量，包含活动架体230本身的重量、整组踏板装置250的重量及设置于活动架体230上任何对象，如阻力装置270的重量，在侧视下，即图7，重心C’’不超过通过枢转轴231的一铅垂线L’’，换句话说，无论本实施方式的活动架体230在第一角度及第二角度之间的任意处活动，重心C’’均位于铅垂线L’’的前方，即活动架体230及其所承载的总重量产生的第二力矩方向不变，均为渐近旋向。

辅助装置260设置于固定架体210及活动架体230之间，用于辅助使用者调整活动架体230相对于固定架体210的位置。辅助装置260向活动架体230施一推力，依枢转轴231为轴心产生渐远旋向的一第一力矩，也就是使活动架体230远离座椅220的方向。

另外，当活动架体230由锁定状态转变成解锁状态时，活动架体230及其所承载的总重量，都会依枢转轴231为轴心产生渐近旋向的一第二力矩，也就是使活动架体230往接近座椅220的方向。其中，第一力矩及第二力矩的方向相反，且第一力矩及第二力矩的合力矩为一第三力矩。本实施方式将第一力矩设计为略小于第二力矩，故，第三力矩的方向同第二力矩为渐近旋向。

具体来说，在没有对活动架体230施加其它作用力的情况下，当使用者按压控制件243，使活动架体230呈现解锁状态后，第三力矩会使活动架体230由远离座椅220的第二角度朝接近座椅220的第一角度摆动，使用者可待活动架体230偏摆至合适位置，再松开控制件243，让活动架体230固定于固定架体210。另一方面，若使用者要增加座椅220及踏板装置250之间的距离，仅需将双脚置于两踏板252，对活动架体230施一推力，此推力会对枢转轴231产生渐远旋向的一第四力矩，即使活动架体230远离座椅220。此外，本实施方式的第三力矩同第一实施方式的第三力矩M₃，都能轻易的被使用者所提供的第四力矩克服，让活动架体230由接近座椅220的第一角度朝远离座椅220的第二角度摆动。

由上述诸实施方式可知，应用本发明的可调式运动脚踏车，通过将距离可调的装置由座椅移至踏板装置，如此一来，不但大幅缩短机台的前后长度，同时也降低制造成本，且固定式的座椅在使用上相对安全稳固，可避免可调式座椅诸多的潜在危险，也可有效解决较高使用者在使用习知的斜躺式运动脚踏车，因距离控制面板较远发生操作或视觉上不便的问题。再者，配合活动架体及辅助装置的设计，让使用者无须离开座椅即可调整踏板装置及座椅之间的距离。更方便的是，本发明巧妙的设计作用于活动架体上各作用力的关系，让使用者仅在要增加踏板装置与座椅之间的距离时，才需施力于活动架体进行调整，若要缩短踏板装置与座椅之间的距离，使用者除了操作控制件外，无须进行其它动作或对活动架体施力，可说是相当的便捷省力。

回到第一实施方式的可调式运动脚踏车100，请参考图4B，图中虚线部分为活动架体130位于第一角度的示意图，本实施方式绕转轴151的第二位置相较于第一位置较前方也较下方，依图4B的方位来说，绕转轴151摆动轨迹T的走向大致是右上至左下。此项设计是为了符合人体工学并兼顾使用者操作上的舒适度，当使用者要将活动架体130由第一角度偏摆至第二角度，需对活动架体130施推力，对呈现坐姿的使用者来说，腿部伸展及施力最舒服的走向是由后往前、由上往下。此外，为了让整个调整过程，即将活动架体130由第一角度偏摆至第二角度，使用者的腿部能尽量依照前述的走向伸展及施力，本实施方式有如下设计：座椅120的顶面中心与绕转轴151连成一直线，此直线会随活动架体130由第一角度摆动至第二角度而改变其与水平面所夹的角度，本实施方式将此直线与水平面之间夹角的变动范围设计为不超过15度。具体来说，如图4B所示，直线X₁为座椅120顶面中心与绕转轴151位于第一位置时的联机，而直线X₂为座椅120顶面中心与摆动轨迹T切点的联机，其中，直线X₁及直线X₂的夹角θ，为活动架体130由第一角度摆动至第二角度的过程中，变动幅度最大的夹角，而此夹角θ不超过15度。如此一来，直线在调整活动架体130的整个过程中，都符合前述后上至前下的走向，也就是说，本实施方式所设计的人体工学不会因活动架体130的偏摆而改变，使用者在调整活动架体130的过程中，或不同的使用者使用，都能拥有相同的舒适感及操作的便利性。

值得一提的是，除了第一实施方式的可调式运动脚踏车100能达到前段所述功效外，还存在其它能达到相同功效的实施方式。举例来说，将枢转轴设置在摆动轨迹的上方，让靠近座椅的第一位置的垂直高度较高，而远离座椅的第二位置位置较低，使坐在座椅的使用者能由后上往前下施力，此为使用者腿部最舒服的伸展方向，进一步来说，此例的摆动轨迹与第一实施方式的摆动轨迹，同样都具有利于使用者腿部伸展及施力的功效。

此外，由于使用者使用踏板装置的姿势及距离等经过特殊设计以符合人体工学及机构设计的诸多限制，换句话说，虽然腿部伸展及施力的走向由后上斜至前下为最舒服的走向，即如第一实施方式所设计摆动轨迹T距离地面的高度及其与使用者之间的位置关系，但仍须同时注意如空间利用性、踏板装置距离地面的高度(避免踏板在绕转过程中撞击地面)等机构设计上的因素。在摆动轨迹距离地面大致是相同高度，且摆动轨迹与使用者之间的位置关系大致不变的情况下，将枢转轴设置在摆动轨迹的下方，如第一实施方式，是比较节省空间、整体机台重心较低且稳定度较高的作法。

图8是图3A所示的可调式运动脚踏车中锁定装置的放大图。图9是图8所示的可调式运动脚踏车中锁定装置的剖视图。请同时参照图3A、图8及图9，为了解决可调式座椅在运动过程中稳固性不佳的问题，本实施方式除了将距离可调的装置由座椅120移至踏板装置150，另外也对用于固定活动架体130与固定架体110相对位置的锁定装置140进行改进，使活动架体130呈现锁定状态时，能被稳固的锁定在固定架体110，而不会因使用者踩踏踏板装置150而使锁定装置140各组件在间隙中来回碰撞震动。本实施方式的锁定装置140包含一定位架142、一限位架143、一连动件144、两弹性件145、一第一插栓146及一第二插栓147。

定位架142呈弧形设置于固定架体110，前述弧形的走向大致与活动架体130的摆动轨迹走向相同，即为第一方向T₁。此外，定位架142具有十六个定位孔沿第一方向T₁排列于其上，而每一定位孔都具有一第一孔壁及一第二孔壁。在图8中，第一定位孔1421具有第一孔壁1421a与第二孔壁1421b，而第二定位孔1422同样具有第一孔壁1422a与第二孔壁1422b。其中，第一孔壁1421a、1422a及第二孔壁1421b、1422b分别位于第一定位孔1421及第二定位孔1422的左右相对两侧，对应于第一方向T₁的相对两端。

限位架143设置于活动架体130，由此，限位架143可相对定位架142沿第一方向T₁在第一角度及第二角度之间摆动。本实施方式的限位架143为一长方框体，此长方框体具有二上开口148及二下开口149，图8中每一下开口149对应于第一方向T₁的相对两侧分别为一第一抵挡部149a及一第二抵挡部149b。

连动件144设置于呈长方框体的限位架143中，且连动件144可相对限位架143沿一第二方向T₂在较接近定位架142的一锁定位置及较远离定位架142的一解锁位置之间移动。其中，第二方向T₂是指图8中与第一方向T₁切线垂直的方向。另外，控制件141可控制连动件144由锁定位置位移至解锁位置，换句话说，当活动架体130呈现锁定状态时，连动件144对应位于锁定位置，当活动架体130呈现解锁状态时，连动件144则对应位于解锁位置。

本实施方式使用两个弹性件145，其两端分别连接于限位架143及连动件144，且两弹性件145沿第二方向T₂对连动件144施加朝定位架142方向的力量，简单来说，本实施方式的弹性件145为压缩弹簧，在无其它外力的影响下，弹性件145会将连动件144推往锁定位置。具体的连动方式即，控制件141通过一钢索1411与连动件144相连，当使用者按压控制件141，钢索1411会带动连动件144，使其沿第二方向T₂向下压迫弹性件145，并位移至解锁位置，若使用者松开控制件141，则弹性件145会将连动件144沿第二方向T₂推往锁定位置。应注意，本实施方式使用弹性件145的目的是，当连动件144位移至解锁位置时，弹性件145能将连动件144推抵回锁定位置，因此，弹性件145的数量并不限制如本实施方式的两个，也可仅使用一个弹性件，只需稍微调整弹性件的位置，仍可达到与使用两个弹性件相同的功效。

第一插栓146及第二插栓147分别枢设于连动件144，且第一插栓146及第二插栓147分别穿过限位架143上相对应的二上开口148及二下开口149。第一插栓146包含一第一迫导面146a及一第一受迫部146b，第二插栓147同样包含一第二迫导面147a及一第二受迫部147b。

第一迫导面146a位于第一插栓146接近定位架142的一端，而第二迫导面147a位于第二插栓147接近定位架142的一端，其中，第一迫导面146a及第二迫导面147a均不平行也不垂直于第二方向T₂，本实施方式中第一迫导面146a及第二迫导面147a呈斜面，与第二方向T₂之间分别夹一角度。特别的是，第一迫导面146a与第二迫导面147a彼此相对或相背，也可以说，第一迫导面146a及第二迫导面147a的斜率正负不同。本实施方式的第一迫导面146a及第二迫导面147a为相背的形式，且第一迫导面146a及第二迫导面147a以中轴A为中心，相互呈镜射关系，即第一迫导面146a及第二迫导面147a的斜率正负虽不同，但斜率的绝对值相同。另外，第一迫导面146a及第二迫导面147a呈相对形式的情况，将在后续第四实施方式中做进一步的说明，在此先略过。

第一受迫部146b相比于第一迫导面146a较远离定位架142，而第二受迫部147b相比于第二迫导面147a较远离定位架142。在本实施方式中，第一受迫部146b位于第一插栓146另一端的外侧，同样的，第二受迫部147b位于第二插栓147另一端的外侧。

当第一插销146及第二插销147被连动件144带动由下往上进入定位孔1421时，第一迫导面146a会与第一定位孔1421的第一孔壁1421a碰触，而第二迫导面147a会与第二定位孔1422的第二孔壁1422b碰触。随着第一插销146及第二插销147持续往上分别进入第一定位孔1421及第二定位孔1422，第一迫导面146a受第一孔壁1421a的逼迫及导引，第一插销146会顺时针方向转动，而第二迫导面147a受第二孔壁1422b的逼迫及导引，第二插销147会逆时针方向转动。当第一插销146稍微偏转时，第一受迫部146b会被限位架143的第一抵挡部149a阻挡，同样的，当第二插销147稍微偏转时，第二受迫部147b会被限位架143的第二抵挡部149b阻挡。如此一来，当连动件144位于锁定位置时，第一迫导面146a与第一定位孔1421的第一孔壁1421a卡合于第一卡合处E₁，第一受迫部146b与限位架143的第一抵挡部149a卡合于第二卡合处E₂，第二迫导面147a与第二定位孔1422的第二孔壁1422b卡合于第三卡合处E₃，第二受迫部147b与限位架143的第二抵挡部149b卡合于第四卡合处E₄。第一卡合处E₁、第二卡合处E₂、第三卡合处E₃及第四卡合处E₄均位于第一插销146及第二插销147的外侧，彼此相互配合、也互相牵制，具体来说，第一卡合处E₁及第二卡合处E₂限制了第一插销146向左的位移空间，而第三卡合处E₃及第四卡合处E₄限制了第二插销147向右的位移空间，使活动架体130无法在第一方向T₁上有任何的位移，进而将能稳固的将活动架体130锁定在固定架体110上。

需注意，本实施方式的第一插销146及第二插销147分别对应插入第一定位孔1421及第二定位孔1422，使活动架体130具有较小的最小调整角度。具体来说，第一插销146及第二插销147分别脱出第一定位孔1421及第二定位孔1422后，活动架体130仅需偏摆四度，则到达下一个选定角度，即活动架体130的最小调整角度为四度。如此，活动架体130可被锁定在十五个不同的选定角度，也可以说，踏板装置150及座椅120之间有十五个不同的距离供使用者选择。然而，在其它实施方式中，可将第一定位孔1421及第二定位孔1422打通，使其成为一个口径较大的定位孔，让第一插销146及第二插销147同时插入此口径较大的定位孔，其中，此定位孔对应于第一方向T₁的相对两端同样分别为第一孔壁及第二孔壁，第一插销146的第一迫导面146a仍卡合于该口径较大定位孔的第一孔壁，而第二插销147的第二迫导面147a仍卡合于该口径较大定位孔的第二孔壁。虽然采用此种方式，活动架体130可被锁定的选定角度比第一插销146及第二插销147分别插入第一定位孔1421及第二定位孔1422时少，但因每次活动架体130的最小调整角度较大，连带的使用者每次可调整的距离也较大。此外，以图8的方位来说，第二卡合处E₂及第四卡合处E₄的位置不一定在第一插销146及第二插销147与连动件144枢设的枢接轴144a下方，也可以在枢接轴144a的上方。换句话说，第一受迫部146b可与上开口148的第一抵挡部148a卡合，而第二受迫部147b可与上开口148的第二抵挡部148b卡合，分别形成新的第二卡合处及第四卡合处。由此可知，本实施方式的第一受迫部146b及第二受迫部147b，并不特定指第一插栓146及第二插栓147上某个固定不变的部位，仅指第一插栓146及第二插栓147分别受限位架143压迫的部位。总体来说，第一插栓146及第二插栓147分别与第一定位孔1421、第二定位孔1422及限位架143相互卡合，总共有四个卡合处，只要这四个卡合处同时限制了第一插栓146及第二插栓147沿第一方向T₁的位移，则均属本实施方式设计此锁定装置140的精神范围。

图10是本发明第四实施方式的可调式运动脚踏车中锁定装置的剖视图。本实施方式大致上与前述实施方式相同，其中最主要的差异在于，本实施方式将前述实施方式的第一插销146及第二插销147的位置交换，使第一迫导面146a’与第二迫导面147a’呈现相对的形式，如此一来，当第一插销146’及第二插销147’被连动件144’带动由下往上分别进入第一定位孔1421’及第二定位孔1422’时，第一迫导面146a’会与定位孔1421’的第一孔壁1421a’碰触，而第二迫导面147a’会与第二定位孔1422’的第二孔壁1422b’碰触。随着第一插销146’及第二插销147’持续往上分别进入第一定位孔1421’及第二定位孔1422’，第一迫导面146a’受第一孔壁1421a’的逼迫及导引，第一插销146’会逆时针方向转动，而第二迫导面147a’受第二孔壁1422b’的逼迫及导引，第二插销147’会顺时针方向转动。当第一插销146’稍微偏转时，第一受迫部146b’会被限位架143’的第一抵挡部149a’阻挡，同样的，当第二插销147’稍微偏转时，第二受迫部147b’会被限位架143’的第二抵挡部149b’阻挡。因此，当连动件144’位于锁定位置时，第一迫导面146a’与第一定位孔1421’的第一孔壁1421a’卡合于第一卡合处E₁’，第一受迫部146b’与限位架143’的第一抵挡部149a’卡合于第二卡合处E₂’，第二迫导面147a’与第二定位孔1422’的第二孔壁1422b’卡合于第三卡合处E₃’，第二受迫部147b’与限位架143’的第二抵挡部149b’卡合于第四卡合处E₄’。与前述实施方式不同的是，本实施方式的第一卡合处E₁’、第二卡合处E₂’、第三卡合处E₃’及第四卡合处E₄’均位于第一插销146’及第二插销147’的内侧，除此之外，其余功效都与前述实施方式相同。

由上述诸实施方式可知，在需预留间隙以利制造及组装的情况下，应用本发明的锁定装置，除了无需提升制造及组装的精细度外，提供四个卡合处的设计，避免锁定装置的各组件在使用状态下发生不必要的碰撞及震动，进一步提升锁定装置的稳固性及各组件的使用寿命。

值得一提的是，随着锁定装置各组件的变化及组合，本发明的锁定装置不仅能应用在运动脚踏车，其余运动器材只要是涉及固定两个架体相对位置的情况，例如，各种运动器材的可调式座椅，均可应用前述锁定装置来达到稳固锁定的效果。关于各组件的变化及组合的具体例子，比如，第一方向并不以弧形为限，进一步来说，第一方向会随着活动架体相对固定架体位移的方式而改变，如第一实施方式中，活动架体以摆动的方式相对固定架体位移，则第一方向呈弧形，若是活动架体以水平位移的方式来相对固定架体移动，此时，第一方向为左右横轴的直线。再者，限位架不一定要是长方框体，且也不一定具有开口，举例来说，可将限位架设计成如定位架般的长条板体，在长条板体上开设一凹槽，将第一插销及第二插销设置在凹槽内，而凹槽内侧的相对两侧作为第一抵挡部及第二抵挡部，当连动件位于锁定位置时，第一受迫部及第二受迫部仍可分别抵顶于第一抵挡部及第二抵挡部，如此，同样能达到将活动架体稳固的锁定在固定架体上的效果。此外，只要第一迫导面及第二迫导面能分别卡合于定位孔的第一孔壁及第二孔壁，且第一迫导面与第二迫导面彼此相对或相背的情况下，无论第一迫导面及第二迫导的斜率绝对值是否相同、是否为平面，甚至是曲面，对本发明要达成的主要功效都不会有重大的影响。

Claims (9)

1.一种可调式运动脚踏车，其特征在于包含：

一固定架体；

一座椅，设置于所述固定架体，供一使用者乘坐；

一活动架体，依左右轴向的一枢转轴枢设于所述固定架体，能相对所述固定架体在一第一角度及一第二角度之间前后摆动；

一锁定装置，将所述活动架体锁定在能摆动范围的一选定角度，所述锁定装置具有一控制件，位于所述固定架体且位于乘坐于所述座椅的所述使用者伸手可及处，所述控制件用于使所述活动架体由一锁定于所述选定角度的锁定状态转变成一能摆动的解锁状态；

一踏板装置，依左右轴向的一绕转轴枢设于所述活动架体，所述踏板装置用于供所述使用者的双脚进行绕转运动，当所述活动架体位于所述第一角度时，所述绕转轴对应位于一第一位置，当所述活动架体位于所述第二角度时，所述绕转轴对应位于一第二位置，所述第一位置与所述座椅的距离，小于所述第二位置与所述座椅的距离，且对应于所述活动架体由所述第一角度摆动至所述第二角度，所述绕转轴在所述第一位置至所述第二位置之间摆动形成一摆动轨迹；

一辅助装置，设置于所述固定架体及所述活动架体之间，所述辅助装置相对于所述固定架体向所述活动架体施力，依所述枢转轴为轴心产生一第一力矩；

其中，所述活动架体本身及其所承载的总重量依所述枢转轴为轴心产生一第二力矩，所述第一力矩及所述第二力矩的合力矩为一第三力矩，当所述活动架体呈现所述解锁状态时，所述第三力矩使所述活动架体由所述第二角度朝所述第一角度摆动，且乘坐于所述座椅的所述使用者能施力于所述踏板装置，抵抗所述第三力矩，使所述活动架体由所述第一角度朝所述第二角度摆动。

2.如权利要求1所述的可调式运动脚踏车，其特征在于：所述第二位置相比于所述第一位置较前方也较下方。

3.如权利要求2所述的可调式运动脚踏车，其特征在于：所述座椅的顶面中心与所述绕转轴连成一直线，在侧视下，对应于所述活动架体由所述第一角度摆动至所述第二角度，所述直线与水平面的夹角的变动范围小于等于15度。

4.如权利要求1或2所述的可调式运动脚踏车，其特征在于：所述枢转轴的位置低于所述摆动轨迹。

5.如权利要求1所述的可调式运动脚踏车，其特征在于：所述第一力矩与所述第二力矩的方向始终维持相反。

6.如权利要求1所述的可调式运动脚踏车，其特征在于：所述辅助装置为一气压棒，其二端分别枢接于所述固定架体及所述活动架体。

7.如权利要求1所述的可调式运动脚踏车，其特征在于所述锁定装置包含：

一定位架，设置于所述固定架体，所述定位架具有沿一第一方向排列的多个定位孔，且每一所述定位孔具有一第一孔壁及一第二孔壁；

一限位架，设置于所述活动架体，所述限位架能相对所述定位架沿所述第一方向在所述第一角度及所述第二角度之间移动，且所述限位架具有一第一抵挡部及一第二抵挡部；

一连动件，能相对所述限位架沿一第二方向在较接近所述定位架的一锁定位置及较远离所述定位架的一解锁位置之间移动，且所述控制件能控制所述连动件由所述锁定位置位移至所述解锁位置；

至少一弹性件，连接所述限位架及所述连动件，所述弹性件沿所述第二方向对所述连动件施加朝所述定位架方向的力量；

一第一插栓，枢设于所述连动件，所述第一插栓包含：

一第一迫导面，位于所述第一插栓较接近所述定位架的一端，所述第一迫导面不平行也不垂直于所述第二方向，当所述连动件位于所述锁定位置时，所述第一迫导面卡合于所述定位孔的所述第一孔壁；

一第一受迫部，相比于所述第一迫导面较远离所述定位架，当所述连动件位于所述锁定位置时，所述第一受迫部卡合于所述第一抵挡部；

一第二插栓，枢设于所述连动件，所述第二插栓包含：

一第二迫导面，位于所述第二插栓较接近所述定位架的一端，所述第二迫导面不平行也不垂直于所述第二方向，且所述第二迫导面与所述第一迫导面彼此相对或相背，当所述连动件位于所述锁定位置时，所述第二迫导面卡合于所述定位孔的所述第二孔壁；

一第二受迫部，相比于所述第二迫导面较远离所述定位架，当所述连动件位于所述锁定位置时，所述第二受迫部卡合于所述第二抵挡部。

8.如权利要求7所述的可调式运动脚踏车，其特征在于：所述第一迫导面及所述第二迫导面均呈斜面。

9.如权利要求7所述的可调式运动脚踏车，其特征在于：当所述连动件位于所述锁定位置时，所述第一迫导面卡合于其中一定位孔的所述第一孔壁，而所述第二迫导面卡合于相邻前述所述定位孔的所述第二孔壁。