CN104740832A - 具有椭圆运动轨迹的运动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种运动装置，包含交互运动机构，以及角度调整机构。交互运动机构供使用者操作于第一位置与第二位置之间，该交互运动机构具有前半部以及后半部；角度调整机构与交互运动机构连接，角度调整机构改变该交互运动机构的运动路径、第一位置以及第二位置的至少其中之一。利用本发明的运动装置，可以达到改变运动轨迹、提升角度改变的反应速度、增加装置稳定性的效果。

Description

具有椭圆运动轨迹的运动装置
技术领域
本发明是有关于一种运动装置，特别是有关于一种可提供椭圆运动轨迹的运动装置。
背景技术
椭圆机(ellipticals)也称为交叉训练机(cross-trainer,X-trainer)，用于模拟爬楼梯、走路或跑步等运动。
椭圆机可结合跑步机与脚踏车的优点，以站姿进行全身性的运动。由于双脚同时固定在椭圆机上，左右脚受力的时间各一半，能够减少膝关节的冲击力，降低受伤的机率。
椭圆机通常具有踏板供使用者踩踏。传统椭圆机的踏板，其运动轨迹多为固定，使得椭圆机的使用变化性较为缺乏。
中国台湾专利，证书号M403355，题为“椭圆运动机的扬升装置”，揭露一种椭圆运动机的扬升装置，可改变踏板的运动轨迹。如图1所示，扬升装置40包含电动马达调整机构403，其包含马达4031、螺杆4032、螺杆套4033。马达4031可带动螺杆4032旋转，使螺杆套4033朝远离马达4031的方向位移。举伸装置405的连动杆4051承受螺杆套4033的推抵力量，造成滚轮413沿地面滑移，而架体401上方的导轨架402以两个突耳4021为轴心旋转，使导轨架402与地面形成夹角，借此改变踏板的运动轨迹。上述专利的说明书全文，并入本文，视为本案说明书的一部分。
习知椭圆训练机仍有许多可改善的空间，例如，降低成本，提升稳定度等。
由此可见，上述现有习知的椭圆训练机仍存在有许多缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的缺陷，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有椭圆机使用变化性较为缺乏的缺陷，而提供一种可改变运动轨迹的运动装置。
本发明的另一目的在于，克服现有椭圆机成本高的缺陷，而提供一种降低成本的运动装置。
本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种运动装置，包含:交互运动机构，供使用者操作于第一位置与第二位置之间，该交互运动机构具有前半部以及后半部；以及角度调整机构，与该交互运动机构连接，该角度调整机构改变该交互运动机构的运动路径、该第一位置，以及该第二位置的至少其中之一，该角度调整机构包含：架体，连接该交互运动机构的前半部，具有前半部和后半部，该前半部被一个支撑面所支撑；导轨架，可动地连接该交互运动机构的前半部，该导轨架具有前半部枢接该架体的后半部，该导轨架具有后半部被该支撑面支撑；驱动件，连接该架体，以驱动顶抵件，造成该架体的后半部介于第一高度和第二高度的升起或落下，其中该架体的后半部的移动造成该导轨架介于第一导轨倾斜角与第二导轨倾斜角的一个导轨倾斜角。
本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。
较佳的，前述的运动装置，其中所述的该交互运动机构包含：飞轮，提供阻尼效果；皮带轮，驱动该飞轮；两个曲柄，分别位于该皮带轮的两侧，以驱动该皮带轮；两个支撑杆，具有两端，其中一端连接该曲柄，另一端连接滚轮；该滚轮设置于该导轨架上。
较佳的，前述的运动装置，其中所述的交互运动机构提供介于该第一位置和该第二位置的椭圆运动路径，并可借由双脚移动操作。
较佳的，前述的运动装置，其中所述的该架体可相对于该支撑面枢转，其枢转点接近该架体的前半部并接近该支撑面。
较佳的，前述的运动装置，其中所述的该导轨架包含两个导轨，该交互运动机构的两个第一元件在该两个导轨上移动，其中每个该第一元件的后半部可动地连接于该两个导轨的其中之一。
较佳的，前述的运动装置，其中所述的该支撑面为地面。
较佳的，前述的运动装置，其中所述的该导轨架可相对于该支撑面枢转，其枢转点接近该导轨架的后半部并接近该支撑面。
较佳的，前述的运动装置，其中所述的至少该架体的前半部与该导轨架的后半部与地面接触。
较佳的，前述的运动装置，其中所述的当该架体以其前端为轴心逆时针旋转，该导轨架以其后端为轴心顺时针旋转以增加该导轨倾斜角，造成位于该支撑面与该架体之间的第一架体倾斜角，该导轨倾斜角介于该第一导轨倾斜角与该第二导轨倾斜角之间。
较佳的，前述的运动装置，其中所述的该驱动件包含马达、螺杆，以及螺杆套连接该螺杆，该顶抵件连接该螺杆套，该马达驱动该螺杆使该螺杆套沿着该螺杆移动。
较佳的，前述的运动装置，其中所述的该顶抵件与该架体枢接，并具有第一部分与第二部分，该第一部分被该支撑面支撑，该第二部分通过该螺杆套被该马达驱动，该螺杆套的移动造成该第一部分在该支撑面上向前移动而增加该导轨倾斜角，或向后移动减少该导轨倾斜角。
较佳的，前述的运动装置，其中所述的该架体的后半部枢接于该导轨架的前半部在两个平行的枢接点上。
较佳的，前述的运动装置，其中所述的该架体的前端下方，还包含至少两个脚垫，每个该脚垫具有一个面以及一个圆形接点，该面与该支撑面接合，该圆形接点与该架体的弧形接点接合。
借由上述技术方案，本发明具有椭圆运动轨迹的运动装置至少具有下列优点及有益效果：根据本发明实施例的运动装置，提供一种新颖的机构，架体与导轨架各以其一端为轴心旋转而抬升，借此改变运动轨迹，相较于现有习知技术，架体的尺寸被减少，可节省许多材料费用，另外，枢转的控制中心接近运动装置的中心，可提升角度改变的反应速度，并且，当架体抬升或下降，圆形接点可以转动，使脚垫的面始终平稳的贴住支撑面或地面，如此可以增加稳定性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1是现有习知技术的运动装置的角度调整机构。
图2是根据本发明第一实施例的角度调整机构。
图3A、图3B以及图4是根据本发明第一实施例的运动装置。
图5是根据本发明第二实施例的角度调整机构。
图6A、图6B以及图7是根据本发明第二实施例的运动装置。
图8A与图8B是根据本发明第三实施例的运动装置。
图9A至图9D是显示本发明实施例脚垫作用的示意图。
【主要元件符号说明】
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种具有椭圆运动轨迹的运动装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图2，其显示根据本发明第一实施例的角度调整机构。如图2所示，角度调整机构20包含架体201、导轨架202、驱动件203，以及顶抵件204。较佳的，架体201的前半部201A或前端201A具有滚轮或轴与支撑面接触，导轨架202的后半部202B或后端202B具有轴或滚轮与该支撑面接触。较佳的，所述支撑面是地板。
架体201的后半部201R枢接(pivotally connected)于导轨架202的前半部202F，枢接于相同水平高度，或上方，或下方。此处“架体201的后半部201R”包含架体201的后端201B以及邻近后端201B的部分，“「导轨架202的前半部202F”包含导轨架202的前端202A以及邻近前端202A的部分。
在本较佳实施例，架体201的后端201B枢接于导轨架202的前半部202F靠近前端202A的下方。在另一实施例，架体201的后端201B枢接于导轨架202的前端202A。在本实施例，顶抵件204枢接架体201，驱动件203连接架体201，以驱动顶抵件204，造成架体201的后半部201R介于第一高度和第二高度的升起或落下，其中架体201的后半部的移动造成导轨架202介于第一导轨倾斜角与第二导轨倾斜角的一个导轨倾斜角。在实施例中，架体201的后半部201R枢接于导轨架202的前半部202F在两个平行的枢接点上。
在本较佳实施例，顶抵件204枢接于架体201；驱动件203固定于架体201，用于提供一个力来推抵或拖引顶抵件204。在本实施例，驱动件203可包含但不限于，马达2031、螺杆2032以及螺杆套2033。例如，顶抵件204可以是连杆机构，位于架体201的两侧，分别包含互相连接的第一连杆2041，此外，第二连杆2043连接两个第一连杆2041。顶抵件204的一端可枢接于螺杆套2033的一轴2044上，轴2044可位于第二连杆2043。顶抵件204的某部位，例如第一连杆2041的中间部位，可通过一轴2045与架体201枢接。顶抵件204的另一端，例如，第一连杆2041的一端，可具有滚轮2046，与支撑面或地面接触。
值得注意的是，在本实施例，两个第一连杆2041位于架体201的外侧，但也可以位于架体201的内侧。第一连杆2041的数量也可以是单个。此外，在架体201的前端201A的下方，可包含至少一个脚垫205，用于稳固架体201的前端201A，及/或调整架体201与支撑面的距离。
图3A和图3B显示根据本发明第一实施例的运动装置1。运动装置1，例如椭圆训练机，包含前述的角度调整机构20及交互运动机构30。交互运动机构30用于供使用者操作，例如，模拟爬楼梯、走路或跑步等训练。交互运动机构30具有前半部30A和后半部30B。架体201连接交互运动机构30的前半部30A，导轨架202移动地连接交互运动机构30的后半部30B。角度调整机构20可改变交互运动机构30的角度，角度调整机构20包含架体201、导轨架202、驱动件203，以及顶抵件204。图3A显示运动装置1的交互运动机构30、架体201和导轨架202位于第一位置，图3B显示交互运动机构30、架体201与导轨架202位于第二位置。角度调整机构20改变交互运动机构30的运动路径、第一位置，以及第二位置的至少其中之一。
在本实施例，架体201可相对于支撑面枢转，其枢转点接近架体201的前半部并接近支撑面。在本实施例，导轨架202可相对于支撑面枢转，其枢转点接近导轨架202的后半部并接近支撑面。
如图3A和3B所示，在本实施例，驱动件203包含马达2031、螺杆2032，以及螺杆套2033连接螺杆2032。马达2031可驱动螺杆2032旋转，使得螺杆套2033沿着螺杆2032往远离马达2031的方向移动，借此推动顶抵件204。当驱动件203推动顶抵件204时，顶抵件204以轴2045为中心顺时针旋转，使得滚轮2046向前滑行，并且带动架体201以其前端201A为轴心逆时针旋转而抬升；同时，导轨架202以其后端202B为轴心顺时针旋转。借此，架体201与支撑面(如地面)具有第一夹角(第一架体倾斜角)θ1，导轨架202与支撑面(如地面)具有第二夹角θ2，架体201和导轨架202位于第二位置，如图3B所示。如图3A与3B所示，驱动件203驱动顶抵件204，造成架体201的后半部介于第一高度(图3A)和第二高度(图3B)的升起或落下，其中架体201的后半部的移动造成导轨架202介于第一导轨倾斜角(θG1)与第二导轨倾斜角(θG2)的一个导轨倾斜角。
上述操作也可以相反。马达2031可驱动螺杆2032旋转，使得螺杆套2033沿着螺杆2032往接近马达2031的方向移动，使得交互运动机构30、架体201与导轨架202回到如图3A的第一位置。
图4显示根据本发明实施例运动装置1的更多细节。作为例示而非限制，交互运动机构30包含：飞轮309，用于提供阻尼效果；皮带轮308用于驱动飞轮309；两个曲柄307分别位于皮带轮308的两侧，以驱动皮带轮308；两个支撑杆311，其一端连接曲柄307，另一端连接滚轮313，而滚轮313设置于导轨架202上。另外，两个活动握把302分别连接一个摆臂306，而摆臂306连接连杆310，其一端连接第一元件312，例如踏板312。另外，交互运动机构30可包含设置架305，立杆304连接设置架305，控制台301和两个固定握把303连接立杆304。该导轨架包含两个导轨2024，该交互运动机构30的两个第一元件在该两个导轨2024上移动，其中每个该第一元件的后半部可动地连接于该两个导轨2024的其中之一。
使用者的双脚站立于踏板312上，双手握住固定握把303或活动握把302。借此，当使用者的手和脚施力于活动握把302及踏板312，通过摆臂306、连杆310、支撑杆311，以及曲柄307，使皮带轮308驱动飞轮309旋转，而滚轮313可在导轨架202上往复运动，使踏板312以似椭圆形的轨迹运动。使用者可通过控制台301控制驱动件203，例如马达2031，以决定第一夹角θ1(架体倾斜角)与第二夹角θ2(导轨倾斜角)的大小。第一夹角θ1与第二夹角θ2的大小不限于如图4所示。例如，架体201与导轨架202抬升的角度，可介于图3B与图4所示的角度之间。另外，当架体201抬升，摆臂306连同活动握把302的角度可能会有些微改变。交互运动机构30提供介于第一位置和第二位置的椭圆运动路径，并可借由双脚移动操作。
请参阅图5，其显示根据本发明第二实施例的角度调整机构50。如图5所示，角度调整机构50包含架体501、导轨架502、驱动件503，以及顶抵件504。较佳的，架体501的前端501A具有滚轮或轴与支撑面接触，导轨架502的后端502B具有轴或滚轮与该支撑面接触。较佳的，所述支撑面是地板。在其他实施例，前端501A和后端502B可设置于至少一个机构(未图示)上，并未与地面接触。
架体501的后半部501R枢接(pivotally connected)于导轨架502的前半部502F，枢接于相同水平高度，或上方，或下方。此处“架体501的后半部501R”包含架体501的后端501B以及邻近后端501B的部分，“导轨架502的前半部502F”包含导轨架502的前端502A以及邻近前端502A的部分。
在本实施例，架体501的后端501B枢接于导轨架502的前半部502F靠近前端502A的下方。在另一实施例，架体501的后端501B枢接于导轨架502的前端502A。
在本实施例，顶抵件504枢接于架体501；驱动件503固定于架体501，用于提供一个力来推抵或拖引顶抵件504。在本实施例，顶抵件504枢接架体501，驱动件503连接架体501，以驱动顶抵件504，造成架体501的后半部501R介于第一高度和第二高度的升起或落下，其中架体501的后半部的移动造成导轨架502介于第一导轨倾斜角与第二导轨倾斜角的一个导轨倾斜角。在本实施例，架体501的后半部501R枢接于导轨架502的前半部502F在两个平行的枢接点上。在本实施例，驱动件503可包含但不限于，马达5031、螺杆5032，以及螺杆套5033。
例如，顶抵件504可包含固定座5041与连杆5042。在本实施例，固定座5041的外观类似倒U字形，其两臂固定在架体501上，但不限于此。固定座5041并具有轴5043与连杆5042的上端(第一端)枢接，而连杆5042的下端(第二端)枢接于螺杆套5033的轴5044。此外，连杆5042的下端，可具有至少一个滚轮5045，与支撑面或地面接触。
此外，在架体501的前端501A的下方，可包含脚垫505，用于稳固架体501，及/或调整架体501与支撑面的距离。
在本实施例，架体501可相对于支撑面枢转，其枢转点接近架体501的前半部并接近支撑面。在本实施例，导轨架502可相对于支撑面枢转，其枢转点接近导轨架502的后半部并接近支撑面。
图6A和图6B显示根据本发明第二实施例的运动装置2。运动装置2包含前述的角度调整机构50及交互运动机构30。交互运动机构30用于供使用者操作，例如，模拟爬楼梯、走路，或跑步等训练。交互运动机构30具有前半部30A和后半部30B。架体501连接交互运动机构30的前半部30A，导轨架502移动地连接交互运动机构30的后半部30B。角度调整机构50可改变交互运动机构30的角度，包含架体501、导轨架502、驱动件503，以及顶抵件504。交互运动机构30主要设置于架体501上。图6A显示运动装置2的交互运动机构30、架体501和导轨架502位于第一位置，图6B显示交互运动机构30、架体501与导轨架502位于第二位置。角度调整机构50改变交互运动机构30的运动路径、第一位置，以及第二位置的至少其中之一。
如图6A和6B所示，在本实施例，驱动件503包含马达5031、螺杆5032，以及螺杆套5033连接螺杆5032。马达5031可驱动螺杆5032旋转，使得螺杆套5033沿着螺杆5032往马达5031的方向移动，借此拖引顶抵件504。当驱动件503拖引顶抵件504时，顶抵件504以轴5043为中心顺时针旋转，使得滚轮5045向前滑行，并且带动架体501以其前端501A为轴心逆时针旋转而抬升；同时，导轨架502以其后端502B为轴心顺时针旋转。借此，架体501与支撑面(如地面)具有第一夹角(架体倾斜角)θ1，导轨架502与支撑面(如地面)具有第二夹角(导轨倾斜角)θ2，架体501和导轨架502位于第二位置，如图6B所示。如图6A与6B所示，驱动件503驱动顶抵件504，造成架体501的后半部介于第一高度(图6A)和第二高度(图6B)的升起或落下，其中架体501的后半部的移动造成导轨架502介于第一导轨倾斜角(θG1)与第二导轨倾斜角(θG2)的一个导轨倾斜角。
上述操作也可以相反。马达5031可驱动螺杆5032旋转，使得螺杆套5033沿着螺杆5032往远离马达5031的方向移动，使得架体501与导轨架502回到如图6A的第一位置。
图7显示根据本发明第二实施例运动装置2的更多细节。作为例示而非限制，交互运动机构30包含：飞轮309，用于提供阻尼效果；皮带轮308用于驱动飞轮309；两个曲柄307分别位于皮带轮308的两侧，以驱动皮带轮308；两个支撑杆311，其一端连接曲柄307，另一端连接滚轮313，而滚轮313设置于导轨架502上。另外，两个活动握把302分别连接摆臂306，而摆臂306连接连杆310，其一端连接踏板312。另外，交互运动机构30可包含设置架305，立杆304连接设置架305，控制台301和两个固定握把303连接立杆304。该导轨架包含两个导轨5024，该交互运动机构30的两个第一元件312在该两个导轨5024上移动，其中每个该第一元件312的后半部可动地连接于该两个导轨5024的其中之一。图7的操作方法与图5相同，省略不再赘述。
图8A和图8B显示根据本发明第三实施例的运动装置。如图8A所示，本实施例与第一实施例相似，不同处在于顶抵件的两个第一连杆2041位于架体201的内侧。此外，第一连杆2041的一端可枢接于螺杆套2033在轴2044上。本实施例的其他细节与操作，与第一实施例相同。
图8B显示根据本发明前述实施例的运动装置，交互运动机构30可具有壳体314，设于架体201上，以覆盖皮带轮308和飞轮309等元件。壳体314也可以被实施于本发明任何其他实施例。
图9A至图9D显示本发明实施例脚垫205的作用。此处以第一实施例为例，但相同的原理可应于本发明其他实施例。如图9A至9D，每个脚垫205具有一个面2054，因为机台重量，此面2054与支撑面或地面接合。脚垫205还具有圆形接点2052，架体201的延伸结构具有相对应的圆弧接点2012，当架体201抬升或下降，圆形接点2052会转动，使脚垫205的面2054始终平稳的贴住支撑面或地面，如此可增加稳定性。
除非特别说明，一些条件句或字词，例如“可以(can)”、“可能(could)”、“也许(might)”或“可(may)”，通常是试图表达本案实施例具有，但是也可以解释成可能不需要的特征、元件或步骤。在其他实施例中，这些特征、元件，或步骤可能是不需要的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种运动装置，其特征在于其包括:
交互运动机构，供使用者操作于第一位置与第二位置之间，该交互运动机构具有前半部以及后半部；以及
角度调整机构，与该交互运动机构连接，该角度调整机构改变该交互运动机构的运动路径、该第一位置以及该第二位置的至少其中之一，该角度调整机构包括：
架体，连接该交互运动机构的前半部，具有前半部和后半部，该前半部被支撑面所支撑；
导轨架，可动地连接该交互运动机构的前半部，该导轨架具有前半部枢接该架体的后半部，该导轨架具有后半部被该支撑面支撑；及
驱动件，连接该架体，以驱动顶抵件，造成该架体的后半部介于第一高度和第二高度的升起或落下，其中该架体的后半部的移动造成该导轨架介于第一导轨倾斜角与第二导轨倾斜角的一个导轨倾斜角。
2.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中该交互运动机构包含：飞轮，提供阻尼效果；皮带轮，驱动该飞轮；两个曲柄，分别位于该皮带轮的两侧，以驱动该皮带轮；两个支撑杆，具有两端，其中一端连接该曲柄，另一端连接滚轮；该滚轮设置于该导轨架上。
3.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中交互运动机构提供介于该第一位置和该第二位置的椭圆运动路径，并可借由双脚移动操作。
4.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中该架体可相对于该支撑面枢转，其枢转点接近该架体的前半部并接近该支撑面。
5.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中该导轨架包含两个导轨，该交互运动机构的两个第一元件在该两个导轨上移动，其中每个该第一元件的后半部可动地连接于该两个导轨的其中之一。
6.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中该支撑面为地面。
7.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中该导轨架可相对于该支撑面枢转，其枢转点接近该导轨架的后半部并接近该支撑面。
8.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中至少该架体的前半部与该导轨架的后半部与地面接触。
9.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中当该架体以其前端为轴心逆时针旋转，该导轨架以其后端为轴心顺时针旋转以增加该导轨倾斜角，造成位于该支撑面与该架体之间的第一架体倾斜角，该导轨倾斜角介于该第一导轨倾斜角与该第二导轨倾斜角之间。
10.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中该驱动件包含马达、螺杆，以及螺杆套连接该螺杆，该顶抵件连接该螺杆套，该马达驱动该螺杆使该螺杆套沿着该螺杆移动。
11.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中该顶抵件与该架体枢接，并具有第一部分与第二部分，该第一部分被该支撑面支撑，该第二部分通过该螺杆套被该马达驱动，该螺杆套的移动造成该第一部分在该支撑面上向前移动而增加该导轨倾斜角，或向后移动减少该导轨倾斜角。
12.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中该架体的后半部枢接于该导轨架的前半部在两个平行的枢接点上。
13.如权利要求1所述的运动装置，其特征在于其中该架体的前端下方，还包含至少两个脚垫，每个该脚垫具有一个面以及一个圆形接点，该面与该支撑面接合，该圆形接点与该架体的弧形接点接合。
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