CN106669101A - 运动器材 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种运动器材，包含框架、被框架所支撑的第一转动机构、与第一转动机构转动地接合的第二转动机构，以及驱动机构操作地连接第二转动机构，驱动机构的操作可促使第二转动机构旋转。第二转动机构是无中枢(hubless)的结构。当第二转动机构旋转时，第二转动机构用以将经驱动机构操作输入的部分能量，吸收并保持作为转动惯量。

Description

运动器材

技术领域

本发明是有关于一种运动器材，特别是一种具有无中枢(hubless)转动机构的运动器材。

背景技术

传统的运动器材通常具有旋转机构，使用者操作运动器材时，可藉以进行锻炼。例如，旋转机构可供使用者执行连续的运动。为使操作滑顺，传统的运动器材通常提供转换单元，其可吸收并保持使用者输出的能量，或改变使用者输出的能量。然而，转换单元增加运动器材设计的复杂性，并增加运动器材的保养维护成本。例如，转换单元可为一种齿轮或滑轮系统，例如一种变比(step-up)系统，其结合旋转机构。而齿轮或滑轮系统的器件，因为设计不良或缺乏保养，经常磨损并容易造成金属疲劳。

因此，在保持操作滑顺的前提下，亟需提供一种解决上述传统转换单元缺陷的方法，并提供一种易于设计、低制造成本，维护方便的运动器材。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运动器材，以解决现有技术因为设计不良或缺乏保养，经常磨损并容易造成金属疲劳，并且成本高的技术问题。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。本发明提供一种运动器材，包含：框架；第一转动机构，被该框架支撑；第二转动机构，转动地接合该第一转动机构，该第二转动机构为无中枢的结构；及驱动机构，可操作地连接该第二转动机构，当该驱动机构动作时，带动该第二转动机构旋转；其中，当该第二转动机构旋转时，该第二转动机构将部分该驱动机构操作的能量吸收与保持以作为转动惯量。

本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳的，前述的运动器材，其中当该第一转动机构旋转时，该第一转动机构通过该第二转动机构，将部分该驱动机构操作的能量吸收与保持以作为转动惯量。

较佳的，前述的运动器材，其中该驱动机构包含至少一个连接件与该第二转动机构连接，该驱动机构以封闭轨迹运动，该封闭轨迹的转动速度，与该第二转动机构的旋转速度相同。

较佳的，前述的运动器材，其中该驱动机构包含至少一个连接件与该第二转动机构连接，该驱动机构以椭圆轨迹运动。

较佳的，前述的运动器材，其中该驱动机构包含至少一个连接件与该第二转动机构连接，该驱动机构以圆形轨迹运动。

较佳的，前述的运动器材，其中该第二转动机构包含第一周边表面以及凹槽位于该第一周边表面，该第一转动机构包含第二周边表面以及突出物位于该第二周边表面，该突出物延伸至该凹槽内。

较佳的，前述的运动器材，其中该第二转动机构包含第一周边表面以及突出物位于该第一周边表面，该第一转动机构包含第二周边表面以及凹槽位于该第二周边表面，该突出物延伸至该凹槽内。

较佳的，前述的运动器材，其中该运动器材还包含阻抗装置，该阻抗装置包含置于该第二转动机构的传导装置，以及置于该框架的磁性装置，该传导装置与磁性装置相互作用而产生阻碍该第二转动机构旋转的阻力。

较佳的，前述的运动器材，其中该传导装置设置于该第二转动机构的周边表面。

较佳的，前述的运动器材，其中该第一转动机构包含多个转轮，该第二转动机构包含无中枢飞轮，该无中枢飞轮被该第一转动机构的至少二个该转轮支撑。

较佳的，前述的运动器材，其中该多个转轮在无中枢飞轮的周边表面上与该无中枢飞轮可旋转地接合。

较佳的，前述的运动器材，其中该多个转轮围绕该无中枢飞轮，该无中枢飞轮的周边表面将转动传给该多个转轮。

较佳的，前述的运动器材，其中该运动器材还包含调整器，该调整器用以对该多个转轮的至少其中一个转轮施加压力，以将该至少一个转轮抵住该无中枢飞轮，其中该压力的施加方向为偏离该至少一个转轮的旋转中心。

较佳的，前述的运动器材，其中该无中枢飞轮包含内环以及外环，该内环的外周边表面面向该外环的内周边表面，该外环转动地接合该多个转轮。

较佳的，前述的运动器材，其中该驱动机构连接该内环。

较佳的，前述的运动器材，其中更包含一个或多个重量块可拆卸地安装于该无中枢飞轮。

较佳的，前述的运动器材，其中该第一转动机构包含多个滚珠以及固定于该框架的外环，第二转动机构包含与该驱动机构连接的内环，该内环与该外环固持住该多个滚珠。

本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。本发明提供一种运动器材，包含：框架；多个转轮，被该框架所支撑，并可自由转动；无中枢飞轮，具有周边表面，该周边表面啮合该多个转轮的至少一个转轮，使得该无中枢飞轮转动时带动该至少一个转轮转动；以及连接系统，操作地连接该无中枢飞轮，具有连接件用以接收使用者的输入，并传递使用者的该输入至该无中枢飞轮；其中当该无中枢飞轮被驱动旋转时，该无中枢飞轮用以保持惯量。

本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。本发明提供一种运动器材，包含：框架，包含具有第一端与第二端的底座、第一骨架元件、第二骨架元件，以及从第一骨架元件所延伸的第三骨架元件，该底座连接该第一骨架元件与该第二骨架元件，以在该底座的该第一端形成第一空间；多个转轮，设置于该框架上的该第一空间内；无中枢飞轮，设置于该第一空间内，并转动地接合该多个转轮，该无中枢飞轮用以维持旋转惯量；以及驱动机构，包含第一对连接件操作地连接该无中枢飞轮与该底座的该第二端，第二对连接件操作地连接该第一对连接件，以及第三对连接件操作地连接该第二对连接件以及该第三骨架元件；其中该第二对连接件具有一对使用者输入装置，该对使用者输入装置分别以椭圆轨迹运动。

借由上述技术方案，本发明运动器材至少具有下列优点及有益效果：本发明实施例提供一种运动器材，其具有可被加重的无中枢飞轮，以将部分使用者的输入能量吸收并保持作为转动惯量，使操作顺畅。本发明实施例所提供的运动器材，具有简单的结构、易于设计、成本低，以及方便维修等优点。

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为显示根据本发明一实施例的运动器材的立体图。

图2为图1运动器材的局部放大图。

图3为显示根据本发明另一实施例的运动器材的立体图。

图4为显示根据本发明另一实施例的运动器材的侧视图。

图5为显示根据本发明另一实施例的运动器材的立体图。

图6为显示根据本发明一实施例的运动器材的转轮与无中枢飞轮的结合的局部放大图。

【主要元件符号说明】

1：运动器材 2：运动器材

3：运动器材 4：运动器材

10/10'：框架 20/20'：第一转动机构

30/30'：第二转动机构 40/40'/40”：驱动机构

100：底座 102：第一骨架元件

104：第二骨架元件 106：第三骨架元件/立杆

150：阻抗装置 152：磁铁

200/200'：转轮 200a/b/c/d/e/f：转轮

210：轴 220：托架

230：轴 240：耳

250：差动螺丝 260/260'：周边表面

400：接点 402：轴

404：侧连杆 406：转轮

408：轨道 410：摇摆杆

412：接点 414：脚踏

416：臂杆 418：把手

420：接点 422：接点

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运动器材的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明实施例提供一种运动器材，其具有第一转动机构、第二转动机构、驱动机构，以及框架。该第二转动机构以无中枢的方式可旋转地接合该第一转动机构，并将使用者通过驱动机构的输入转换成惯量(inertia)。在本文中，“可旋转地连接”或类似字词是指两个元件做相对的运动、枢转或旋转。

以下将配合图示，详述本发明提供的各实施例。其中，相同的元件符号表示相同或相似的元件。

根据本发明提供的一些实施例，一种运动器材，其具有第一转动机构、第二转动机构、驱动机构，以及框架。该第一转动机构操作地连接该第二转动机构，而该第二转动机构连接该驱动机构，并且被该驱动机构所驱动。该第一转动机构、该第二转动机构、该驱动机构可操作地连接该框架。该第一转动机构、该第二转动机构、该驱动机构可被该框架所支撑。例如，该第一转动机构可被该框架直接地支撑，该第二转动机构可通过该第一转动机构被该框架间接地支撑，而该第一转动机构将该第二转动机构固定在适当位置。在一些实施例中，第二转动机构可为碟状或环状，具有周边表面(circumferential surface)以及径向表面(radial surface)。该第一转动机构可通过接触该周边表面以及/或该径向表面，将该第二转动机构固定在适当位置。在一些实施例中，该第一转动机构与该第二转动机构之间可具有许多接触点。

在一些实施例，该框架可通过该运动器材结构上可能需要的额外元件，支撑该第一转动机构、该第二转动机构，以及该驱动机构。在一实施例，该运动器材的一部分，例如该框架或该框架的一部分，可连接环境的物件，例如墙壁，藉此以支撑该第二转动机构。该框架可具有一些管状的元件，彼此以焊接、螺丝、螺栓、黏接或其他方式固定。或者，该框架的该些元件，可以一体成型，或部分一体成型制成。在一些实施例，该框架的结构可具有一些元件设置于该第一转动机构和第二转动机构周边。例如，该框架的一部分可环绕该第二转动机构，当该第二转动机构转动时，其位置与该第二机构大致上位于相同的水平面上，并远离该第二转动机构的中心。在一实施例，该框架完全环绕该第一转动机构与该第二转动机构，当该第一转动机构与该第二转动机构的其中之一转动时，该框架与该第一转动机构或该第二机构位于同一水平面上。该框架可以为合金或金属材料，例如钢、铝、复合材料，或上述材料的组合制成。

第一转动机构可具有多个转轮。多个转轮可连接到该框架并可自由地转动。该些转轮可相对固定于该框架。其中，或者，该多个转轮的至少一个转轮，其与该框架或该第二转动机构的相对位置是可调整的；通过移动该至少一个转轮远离或接近该第二转动机构，使得该第二转动机构与该至少一个转轮之间的啮合是可调整的。在一些实施例，该多个转轮的至少两个转轮的相对位置是可调整的。例如，该多个转轮的至少一个转轮可被脱离、移开，或以某手段使偏离该转轮与该第二转动机构的一啮合位置，以便对该第二转动机构以及/或该多个转轮的至少一个转轮进行安装、调整，或维修作业。该多个转轮可以金属、塑胶、复合材料，或上述材料的组合制成。

该第二转动机构可具有飞轮，该飞轮可接合该第一转动机构并被该第一转动机构所支撑。例如，该飞轮可与多个转轮接合并且被该多个转轮的至少一部分转轮所支撑。该飞轮的结构可转动地接合该多个转轮其中的二、三、四，或更多个转轮，且该飞轮的重量可被该多个转轮其中的二、三、四，或更多个转轮所支撑。因此，当该飞轮在静止或转动状态，该飞轮的重量可通过该多个转轮其中的二、三、四，或更多个转轮传递。较佳者，该飞轮的重量是被该多个转轮中的两个转轮所支撑。较佳者，该多个转轮中的至少三个转轮转动地接合该飞轮。

当该第二转动机构转动时，该第一转动机构的结构可承受该第二转动机构的负载(load)。例如，该第一转动机构可包含多个转轮，其结构可抵抗施加在第二转动机构(例如飞轮)的负载，藉此该多个转轮中的一个或多个转轮可与该飞轮的负载起作用。取决于转轮的至少一个位置，转轮可被强化以对抗比其他位置的转轮更高的应力。此外，取决于转轮的至少该位置，转轮可被强化以对抗该转轮内的不均匀分布的应力。该不对称应力分布是由于该转轮的一部分比该转轮的其他部分承受更多的应力。较佳的，支撑该飞轮重量的该转轮，可由较强的材料制成或通过加强元件强化，例如以两个强化板夹住该转轮。在一些实施例，该多个转轮的至少一个转轮可能承受相较于其他转轮较少的负载。例如，该多个转轮的至少其中一个转轮，承受该飞轮的少量或可忽略的负载。在一些实施例，该多个转轮的至少一个转轮，可作为导入(lead-in)转轮或导出(lead-out)转轮，以引导该飞轮的转动。在一实施例，当该飞轮以转速转动，导入转轮或导出转轮承受小量或零(即没有承受)该飞轮的重量，并且，该导入转轮或导出转轮可以强度较弱的材质制成。此强度较弱的材质是指相较于制作承受较多飞轮负载(重量)的转轮的材质而言，藉此可节省成本。值得注意的是，该第一转动机构中的转轮，其强度可基于该转轮的位置、该转轮的功能、以及静止或旋转状态下该转轮的负载而定。

在一些实施例，该第一转动机构与该第二转动机构，或两者其中之一，可操作地连接缓冲(cushion)机构。例如，缓冲机构可被操作地连接该第一转动机构，通过吸收由于该第一转动机构与该第二转动机构两者或其中之一转动引起的震动，以获取飞轮的所需的转动。在一些该第一转动机构具有多个转轮的实施例中，缓冲机构可被操作地连接该框架与该多个转轮中的至少其一。或者，转轮其本身的结构具有缓冲结构，例如，该转轮具有弹性材料。在一些实施例，缓冲机构与该第一转动机构及/或该第二转动机构是一体的。在另一些实施例，多个吸收垫或吸收单元被提供，并连接该第一转动机构与该第二转动机构。例如，缓冲机构可具有弹簧、阻尼转轮，或其他类型的吸震机构，或上述元件/机构的组合。

第一转动机构和第二转动机构之间可为摩擦接触接合，使得两个转动机构可作相对运动。例如，第二转动机构，例如飞轮，藉由提供其与第一转动机构(例如多个转轮)的摩擦接触，使得该飞轮可转动地接合该多个转轮。介于该飞轮与该多个转轮之间的摩擦接触，可足以使得该飞轮的转动，带动与该飞轮接触的转轮转动。在一些实施例，在第二转动机构转动时，该第一转动机构与该第二转动机构之间的总摩擦接触被允许降低。在一些实施例，该第一转动机构与该第二转动机构之间具有多个接触点，该接触点的至少其中之一，其在特定速度下的转动接触或永久接触可能并不被需要。例如，该多个转轮的至少其一，其与飞轮之间的滑动(slippage)或非接触(non-contact)可能是被允许的，如此该飞轮的转动在并未完全接触或非接触该转轮的情形下仍可被支撑。例如，运动器材的六个转轮的至少一个转轮，可滑落(slip)或脱离(disengage)该飞轮，使得该飞轮可旋转或以既定速度持续旋转。

根据本发明一些实施例，第二转动机构可具有无中枢(hubless)飞轮。例如，飞轮可以是无中枢环状，具有内径、外径、介于内径与外径的径向长度，以及与飞轮周边外围呈垂直方向的厚度。亦即，无中枢飞轮的厚度类似传统有轴的飞轮沿着轴向延伸的厚度。例如，无中枢飞轮可类似环形。在一些实施例，无中枢飞轮介于内径与外径的径向长度，根据运动器材的类型与结构，其径向长度可被延伸，以制造各种不同尺寸与不同重量的飞轮。

第二转动机构，例如无中枢飞轮，可接合该第一转动机构，例如该多个转轮。该接合可带动该无中枢飞轮的转动。例如，仅依靠该无中枢飞轮与该第一转动机构之间的接合，使该无中枢飞轮转动。在一些实施例，该第二转动机构与该第一转动机构的操作连接，并不是通过轴、轴毂与辐辏(hub-and-spoke)，也不是通过第二转动机构的旋转中心。在一些实施例，第一转动机构与第二转动机构之间的接合，允许两转动机构之间的相对位移。例如，该接合使得该无中枢飞轮的转动中心，在其旋转时不会与该飞轮静止时的几何中心重叠。而经由提供缓冲机构使达成上述的位移。然而，在一些实施例，自飞轮的静态或几何中心与无中枢飞轮的旋转中心的偏移可能是较不想要的，且该无中枢飞轮相对于第一转动机构的位移，或该无中枢飞轮相对于该第一转动机构的一部分的位移，被最小化。

在一些实施例，第一转动机构可施加压力于自身。例如，该第一转动机构可具有多个转轮，其中至少一个转轮可施加压力于第一转动机构。一个调整器可用于调整施加于第一转动机构的压力，例如，以达到所需介于第一转动机构与第二转动机构之间的接触。在一些实施例，该第一转动机构的转轮可沿着一方向被调整，使得该第二转动机构的半径与该调整的方向之间形成锐角，其中该半径通过该第二转动机构与该转轮的接触点。

在一些实施例，该第一转动机构具有多个转轮，该第二转动机构具有无中枢飞轮。该无中枢飞轮可具有周边表面，该周边表面具有凹槽以接合该多个转轮的至少其中之一。在一些实施例，该多个转轮的至少其中之一的周边表面可具有突出物，以便接合该无中枢飞轮的该周边表面的凹槽。在一些实施例，该无中枢飞轮在该周边表面具有突出物，而该多个转轮的至少其中之一的周边表面具有凹槽，以便接合该无中枢飞轮的该周边表面的突出物。在一些实施例，该无中枢飞轮可具有突出物与凹槽，以便分别接合该多个转轮的至少其中之一的凹槽与突出物。

该驱动机构可连接该第二转动机构。例如，该驱动机构可操作地连接该第二转动机构，并可驱动该第二转动机构运动。在一些实施例，该第二转动机构是无中枢飞轮，而该驱动机构被设置在该飞轮的一侧或两侧。每个该第二转动机构的一侧可连接该驱动机构，且两个连接点可相距180度。在一些实施例，连接点是在飞轮的径向表面。或者，该驱动机构先连接连接件，例如托架(bracket)，而该连接件或该托架再连接至该飞轮。在一些实施例，驱动机构具有连接物，其连接至飞轮，以形成转动点或枢转点，其允许该驱动机构的连接物与该飞轮之间的相对运动。例如，该驱动机构，或该驱动机构的一部分或连接物，可连接该第二转动机构，例如无中枢飞轮；且当该飞轮转动时，该驱动机构，或该驱动机构的一部分或连接物可转动、枢转，或做相对该飞轮的运动。在一些实施例，该驱动机构可具有连接物(件)或连接至连接物(件)或其他元件，其与第二转动机构同步运动。当该飞轮运动时，该驱动机构沿着路径运动。该驱动机构的连接物(件)，可沿着路径，例如封闭路径或者往复路径运动。该驱动机构的连接物(件)的运动路径，可包含圆形路径、椭圆路径、往复路径、线性路径、非线性路径，上述路径的相似路径，或上述路径的各种组合。在一些实施例，该驱动机构，或其一或多个连接物(件)，例如一对踏板、把手或垫，可沿着封闭路径运动，且其速率与该第二转动机构的速率相同。在一些实施例，该驱动机构可包含连接物(件)或元件，而连接物(件)或元件旋转的角速度与该第二转动机构的角速度相同。用于接收使用者输入的踏板、把手，或垫可设置于该第二转动机构的两侧，例如无中枢飞轮的两侧的径向表面。

在一些实施例，驱动机构可具有多个连接物(件)或连接系统，其可提供连接物预定及/或可调整的动力(kinematics)。该些连接物(件)与其彼此的连接，设计上可允许运动器材的使用者做特定的训练。例如，该驱动机构具有连接物，以运动使用者身体的一部分，使其做包含(但不限于)下列的运动：椭圆或接近椭圆运动、圆形或接近圆形运动、线性或接近线性运动、拱形或接近拱形运动，或上述运动的组合。该驱动机构可被设计，使得使用者的运动是连续或往复的。在一些实施例，该驱动机构被设计，使得使用者以顺时针或逆时针方向驱动该第二转动机构。

在一些实施例，该驱动机构将使用者的输入传递至该第二转动机构。例如，该驱动机构将使用者的输入，直接传递给该第二转动机构。使用者通过直接操作该驱动机构，使得该第二驱动机构旋转。在一些实施例，该驱动机构包含垫(pads)、踏板，或把手以供使用者做活动。或者，使用者作用在与该驱动机构连接的一个或多个连接物，造成该第二转动机构的转动。在一些实施例，该驱动机构传递使用者的输入，该输入的型态包含压力、功率、力、重量，或能量，使得第二转动机构及/或第一转动机构转动。

当使用者操作该驱动机构，该第二转动机构的结构吸收能量。该第二驱动机构的结构可吸收使用者的输入，使用者的输入(例如，操作能量)可直接提供该第二转动机构的惯性矩(moment of inertia)或转动惯量。在一些实施例，第二转动机构包含无中枢飞轮，当该使用者操作该驱动机构，该无中枢飞轮吸收使用者的输入，且该使用者输入的至少一个量，可直接提供该无中枢飞轮的惯性矩或转动惯量。在一些实施例，该无中枢飞轮可被加重，以在该飞轮旋转时产生旋转惯量。例如，该第二转动机构的惯性矩或转动惯量，可仅在该第二转动机构的周边部分产生。在一些实施例，该第二转动机构，例如无中枢飞轮，可将使用者通过驱动机构的实质大部分(substantial amount)输入，转换成旋转动能。或者，该使用者的大部分输入，可被飞轮转换成第一转动机构与第二转动机构的旋转动能。在一些实施例，使用者通过驱动机构的大部分输入，被传递至无中枢飞轮且以惯性矩或转动惯量以及飞轮转速的形式，被转换成飞轮的旋转动能。

在一些例子，第二转动机构的结构提供惯性矩或转动惯量，以创造运动器材使用者的滑顺与连续骑乘的感觉。在这些实施例，第二转动机构可以是加重的无中枢飞轮。无中枢飞轮可提供给定速度的惯量旋转。在一些实施例，第二转动机构，例如无中枢飞轮，可被加重，并且是唯一的能量吸收机构，将使用者的输入进行转换，以提供运动器材的旋转惯量。此设计的优点是，运动器材可利用单独使用第二转动机构，或使用第一和第二转动机构的结合，以产生旋转惯量，如此可避免或降低如用于产生旋转惯量的传统齿轮系统所经常发生的机械损坏的机率。根据本发明一些实施例，传统用于产生惯量的齿轮或滑轮系统可能是不需要的。

在一些实施例，第一转动机构可被加重，以通过与第二转动机构的接合而提供旋转惯量。例如，当第一转动机构和第二转动机构一致行动，且第一转动机构与第二转动机构并未松脱时，至少一些(一部分)的使用者输入，可被以惯性矩或转动惯量的形式吸收和储存在第一转动机构。在一些实施例，第一转动机构是多个转轮，而多个转轮的至少其中之一可被加重，通过其与第二转动机构的接合，吸收使用者动作在驱动机构的输入的一部分，以提供旋转惯量。因此，通过增加第一转动机构的惯性矩或转动惯量，而不需要增加第二转动机构的重量，使用者可体验到更高的惯性矩或转动惯量。增加第一转动机构的惯量的另一个优点，是使得使用者操作运动器材要开始训练的时候，将感觉比较容易。

第二转动机构及/或第一转动机构可以由预定的重量所构建。或者/此外，一个或多个重量块可拆卸的安装在第一转动机构及/或第二转动机构。在一些实施例，第二转动机构具有无中枢飞轮，其具有内环以及外环，而一个或多个重量块可被安装在介于内环与外环之间。在一些实施例，一个或多个重量块被安装在接近无中枢飞轮的外环的外部周围。在一些实施例，第一转动机构具有多个转轮，其中至少一个转轮其结构具有砝码，该砝码可贡献使用者所体验的全部旋转惯性的一部分。砝码或重量块的形式，可以是立方形、碟形、环形，或任何可配合第一转动机构及/或第二转动机构的适合形状。

在一些实施例，第二转动机构及/或第一转动机构所提供的旋转惯量是可被调整的。例如，例如，一个或多个砝码可被安装在或移除自第一转动机构及/或第二转动机构。在一些实施例，一个或多个砝码可被选择性地提供在第一转动机构及/或第二转动机构。第一转动机构及/或第二转动机构的砝码的数量与位置是可调整的，以达到所需要的旋转惯量。在一些实施例，砝码被提供在或接近于第一转动机构及/或第二转动机构的周边。

在一些实施例，该无中枢飞轮在接近径向表面处可具有停止器(stopper)，停止器可限制飞轮侧面的移动。停止器可具有旋转装置，例如转轮或滚珠，或类似的装置可限制飞轮的侧面移动。在一些实施例，限制第二转动机构的侧面移动的功能，是通过第一转动机构实现。例如，第一转动机构可具有至少一个转轮，其具有周边表面，该周边表面具有凹槽。该第二转动机构可接合该第一转动机构，使得该第二转动机构的侧面移动可被该转轮的该凹槽的侧壁所限制。

根据本发明一些实施例，运动器材可具有阻抗装置，以提供阻碍该第二转动机构及/或第一转动机构旋转的力。阻抗装置可以是机械式、电子式、电磁式，或上述类型的组合。在一些实施例，磁阻装置(magnetic resistancedevice)可具有磁性装置(magnetic device)以及传导装置(conductivedevice)。例如，传导装置可连接至第二转动机构，而磁性装置可设于接近传导装置，如此当传导装置相对于磁性装置移动，可产生相反于该传导装置与第二转动机构移动的电磁力。在一些实施例，磁性装置(magneticdevice)可被装设于该第二转动机构下方，且传导装置装设于第二转动机构的周边表面，如此该磁性装置与该传导装置之间可产生相反于第二转动机构旋转的力。例如，当第二转动机构具有无中枢飞轮，传导带(conductivestrip)可被提供在该飞轮的周边表面，并且当该传导带随着飞轮旋转时，该传导带与磁铁或电磁产生交互作用。在一些实施例，该第二转动机构具有无中枢飞轮，其具有周边表面，该周边表面具有凹槽，传导装置被提供在该凹槽。在一些实施例，传导装置被提供在该无中枢飞轮的径向表面，并且磁性装置被装设于该传导装置的附近。例如，以传导材质制成的多个片段可被提供在无中枢飞轮的径向表面。或者，环形的传导带可被提供在无中枢飞轮的径向或周边表面。在一些实施例，传导装置被提供在第二转动机构，使得该传导装置与该第一转动机构之间的接触被最小化或去除。例如，第一转动机构可具有多个转轮，其中一个转轮可接合该第二转动机构，该转轮的周边表面可具有凹槽，以避免与第二转动机构的传导装置接触。在一些实施例，另外一个或第二阻抗装置可选择性地连接该驱动机构，以产生相反于驱动机构移动的阻抗。例如，可提供磁性装置与传导装置，以阻碍介于该驱动机构的两个连接的相对运动，或阻碍介于该驱动机构的连接与该运动器材的框架之间的相对运动。

在一些实施例，第二转动机构具有无中枢飞轮，其具有内环以及外环。该内环具有最大直径，其小于该外环的内径。该内环与该外环可以是同中心的(concentric)。该内环可隐藏在该外环之内。例如，该内环的外周边表面，可面对该外环的内周边表面。该外环可接合该第一转动机构。在一些实施例，该驱动机构与该无中枢飞轮之间可具有可转连接(rotatablejoint)。或者，该驱动机构可操作地连接该外环或该内环。

在一些实施例，第二转动机构具有第一无中枢飞轮与第二无中枢飞轮，两者紧靠在一起，或两者之间具有距离。第一无中枢飞轮与第二无中枢飞轮可分别接合分开的第一转动机构。第一无中枢飞轮与第二无中枢飞轮可操作连接同一个驱动机构，且第一无中枢飞轮与第二无中枢飞轮可一致同步旋转。或者，第一无中枢飞轮与第二无中枢飞轮，可分别操作地连接一个先前所述的驱动机构。此设计允许使用者选择第一无中枢飞轮或第二无中枢飞轮。例如，第一无中枢飞轮与第二无中枢飞轮可以非同步旋转。例如第一无中枢飞轮以不同于第二无中枢飞轮的角速度旋转。同一时间，第一飞轮与第二飞轮可以不同的方向旋转。此外，第一飞轮与第二飞轮的其中之一可被完全停止，当另一个飞轮仍在转动时。在一些实施例，可设计成具有两种类型的运动，每一类型的运动具有对应的驱动机构。

在一些实施例，第一转动机构与第二转动机构的结合，可配合该运动器材的框架，做为提供旋转惯性的单元。例如，第一转动机构与第二转动机构的结合，可具有轴承机构。第二转动机构可以是旋转环，例如内环，而该第一转动机构可具有多个转轮，例如多个滚珠，且外环提供该多个滚珠所需要的支撑。该多个滚珠可被连接至框架的内环与外环围绕。在此具有轴承的结构，该内环可转动地接合该多个转轮。该内环可被加重，以提供旋转惯性。如前所述，通过转动地连接该内环与该驱动机构，该内环可被该驱动机构而转动。

以下将提供多个以椭圆机做为例子的实施例，以说明本发明的特征。然而，本发明不局限于运动器材的类型，例如局限于椭圆机，而可包含其他类型的运动器材，以专利范围为准。例如，本发明可包含运动器材，允许使用者身体的一部分，当运动器材被操作时，沿着圆形轨迹、线性轨迹、弧形，或其他类似轨迹做运动。

图1显示根据本发明一实施例的运动器材1的立体图。图2显示根据本发明一实施例运动器材1的局部放大图。如图1和图2所示，运动器材1具有框架10、第一转动机构20、第二转动机构30、驱动机构40。框架10具有底座100水平地设置于地板，并连接第一骨架元件102与第二骨架元件104。第一骨架元件102与第二骨架元件104设置在靠近运动器材1的一端，例如前端；如此第一骨架元件102与第二骨架元件104通常位在运动器材使用者的前方。第一骨架元件102与第二骨架元件104的形状包含弯曲部分，且两元件102/104互相连接，以包围出一个空间用于容置第一转动机构20与第二转动机构30。在一些实施例，第一骨架元件102与第二骨架元件104可被单一元件所取代，或者，第一骨架元件102与第二骨架元件104与框架10是一体成型制成。在一些实施例，框架10可完全包覆或没有包覆第一转动机构20与第二转动机构30。第一转动机构20及/或第二转动机构30的部分或全部，可被曝露而没有被框架10所包覆。

如图1和图2所示，第一转动机构200包含六个转轮200，例如转轮200a、200b、200c、200d、200e、200f，这些转轮200分别装设于框架10的一个位置。其中，转轮200a和转轮200b设于底座100上，并可被称为“底座转轮”。转轮200a和转轮200b具有距离，该距离小于第二转动机构30的直径。在本实施例，转轮200a和转轮200b其结构具有足够的强度，例如，其强度足以支撑第二转动机构30大部分的重量。转轮200c和转轮200d分别设于第一骨架元件102和第二骨架元件104。转轮200c和转轮200d可作为导入转轮或导出转轮，取决于第二转动机构30旋转的方向。例如，转轮200c及/或转轮200d可被调整而朝向第二转动机构30。转轮200e和转轮200f也分别设于第一骨架元件102和第二骨架元件104，且位于接近第二转动机构30上方。转轮200e和转轮200f也可作为导入转轮或导出转轮。每个转轮200可自由绕着轴210旋转，而轴210被托架220所支撑。托架220以焊接、螺固、螺栓，或其他方式与框架10连接。对于转轮200d、200e、200f而言，托架220枢接于轴230，轴230与框架10固定。框架10上具有耳240，其连接调整器，例如螺杆或差动螺杆(differentialscrew)250，或位于接近托架220的一端，例如尖端。螺杆250可具有螺纹啮合耳240，使其可被旋转朝托架220的方向移动。螺杆250可被旋转而推进抵住托架220，如此转轮200被推进抵住第二转动机构30。螺杆250的方向可通过中心，例如转轮200的轴210。或者，螺杆250的方向可偏离转轮200的中心，使得偏心压(off-centered pressure)通过托架220被施加在转轮200上。在一些实施例，螺杆250的尖端可以任何角度接触托架220的表面。

第二转动机构30具有无中枢飞轮300，做为例示而非限制，其为环状，不具有轮毂(hub)、轮辐(spoke)，或旋转的物理中心。在本实施例，无中枢飞轮300具有多个加重的环，彼此可以螺固方式，连接在一起。具体而言，无中枢飞轮300可具有单一加重环。无中枢飞轮300可具有外径D1以及内径D2，以及介于外径D1与内径D2的径向长度L。外径D1、内径D2、径向长度L定义无中枢飞轮300两侧各一径向表面。无中枢飞轮300也具有厚度T，其正交隔开无中枢飞轮的两个径向表面(参见图6)。在本实施例，外径D1、内径D2、径向长度L，以及厚度T可分别为大约500mm、大约480mm、大约20mm，以及大约80mm，且无中枢飞轮300可具有钢，重量大约为15公斤。然而，也可以是其他重量。例如，无中枢飞轮30可具有，但不限于，重量范围介于大约6公斤至大约12公斤，此可依照无中枢飞轮的尺寸而定。通常，无中枢飞轮300的重量，决定于运动器材的类型、型号，及/或设计，以产生不同的惯量。

无中枢飞轮300可转动地接合转轮200。无中枢飞轮300的旋转，可导致一个或多个转轮200的旋转。转轮200设置于第二转动机构30的周边，并接合无中枢飞轮300的外周边表面。在其他实施例，转轮200可设于无中枢飞轮300内，并接合无中枢飞轮30的内周边表面。图6为根据本发明一实施例运动器材的局部放大图，显示转轮200与无中枢飞轮300的接合。其中无中枢飞轮300具有周边表面310，其可接合转轮200的周边表面260。例如，周边表面310可接合转轮200a、200b、200c、200d、200e、200f的周边表面260。然而，转轮200c、200d、200e、200f的任何其中之一，可利用移动使转轮自无中枢飞轮300脱离，或利用旋开螺杆250，抬升转轮使其离开无中枢飞轮300。在一些实施例，转轮200c、200d、200e、200f的其中之一，可自运动器材1中移开。例如，当无中枢飞轮300仍转动地接合转轮200a、转轮200b、转轮200c、转轮200f时，转轮200d和转轮200e可自无中枢飞轮300中脱离或自运动器材1中移开。如前所述，转轮200d、转轮200e、转轮200f是可调整的，以提供与无中枢飞轮300的不同的接触程度或接触压力。值得注意的是，转轮200提供与无中枢飞轮300所需的接合，并使无中枢飞轮300得以转动。此外，当无中枢飞轮300转动时，彼此隔开的转轮200a与转轮200b提供稳固的支撑，且无中枢飞轮300的旋转不会被底座100、框架10的其他部分，或运动器材的其他元件妨碍。

在本实施例，驱动机构40具有一些连接(物/件)与接点，可传递力与动量至无中枢飞轮300。一对接点400分别具有轴402，转动地连接无中枢飞轮300两侧的表面，例如两侧的径向表面。两个接点400在无中枢飞轮300的周边相距180度。每个接点400连接轴402，轴402与无中枢飞轮300固定，并自无中枢飞轮300的径向表面，延伸至侧连杆404的一端。而该侧连杆404的另一端连接转轮406。当接点400被驱动而跟随无中枢飞轮300旋转，转轮406可在靠近运动器材1后端底座100上的轨道408上往复移动。摇摆杆410转动地连接侧连杆404。如图1所示，摇摆杆410与侧连杆404连接，以形成位在或靠近连接的中段位置的接点412。摇摆杆410靠近运动器材后端的一端，连接脚踏414，以供使用者操作。摇摆杆410的另一端可动地连接臂杆416，以形成接点420。臂杆416可动地连接第三骨架元件106(或立杆106)于接点422，该立杆106延伸自第一骨架元件102。根据上述架构，摇摆杆410与臂杆416的运动，通过接点412传递至侧连杆404。把手418连接至臂杆416，可选择性地供使用者握持。因此，一对侧连杆404、摇摆杆410、臂杆416、接点400、接点412、接点420、接点422、转轮406、轨道408，以及脚踏414，构成驱动机构40，或是驱动机构40的组成元件，并可操作地连接无中枢飞轮300，而无中枢飞轮300转动地连接转轮200。此驱动机构40的设计，使每个脚踏414的运动为封闭轨迹。亦即，当使用者通过脚踏414启动或操作运动器材1，脚踏414的运动轨迹为封闭轨迹。在本实施例，脚踏414的运动轨迹为椭圆轨迹，或根据连接的几何构造与驱动机构40的接点，封闭轨迹为近似椭圆轨迹。在操作时，当使用者以椭圆轨迹或近似椭圆轨迹连续移动脚踏414，使用者的输入，通过摇摆杆410、侧连杆404，以及相关接点传递至无中枢飞轮300，以驱动使无中枢飞轮300旋转，而转轮200可促进无中枢飞轮300旋转。

如前所述，使用者的输入，通过驱动机构40传递至无中枢飞轮300及/或转轮200。施加于脚踏414的力，通过驱动机构的连接与接点，传递至无中枢飞轮300，并造成无中枢飞轮300旋转，进而造成转轮200旋转。另外，由于无中枢飞轮300被加重且转轮200可选择性地加重，使用者的输入，通过驱动机构40传递，并转换成无中枢飞轮300的旋转动能，包含被吸收与保留在无中枢飞轮300的惯性矩或转动惯量。如图1和图2所示，使用者的输入(例如操作能量)，可被有效地传递至无中枢飞轮300，其中并不需要通过变比机构(step-up mechanism)。

如图2所示，运动器材1还具有阻抗装置150。阻抗装置150具有传导金属带(未图示)，其设置在无中枢飞轮300的周边表面。阻抗装置150也具有多个磁铁152设置于接近传导金属带的位置，并介于转轮200a与转轮200b之间。当无中枢飞轮300旋转时，磁铁152与传导金属带之间的互相作用，产生阻碍飞轮300旋转的力。在其他情况，运动器材1可具有额外或其他的阻抗装置，以阻碍驱动机构40的连接之间的相对运动，或阻碍驱动机构40与框架10之间的相对运动。例如，传导装置可被提供在(或接近于)侧连杆404靠近轨道408或底座100的位置，且磁性装置可被提供在(或接近于)轨道408或底座100。传导装置与磁性装置，可彼此交互作用，并产生阻抗，阻碍介于侧连杆404与轨道408/底座100之间的相对运动。

如图6所示，转轮200选择性地具有从周边表面260’延伸的突出物270，该突出物270并远离周边表面260。无中枢飞轮300的周边表面选择性地具有凹槽320。如图所示，突出物270可延伸至凹槽320内。突出物270延伸至凹槽320内，可限制无中枢飞轮300的侧边运动，使得无中枢飞轮300与转轮200之间的接合稳固。

如图6所示，一对强化板280可选择性地，例如，通过螺栓，安装于转轮200的径向表面，使增加转轮200的强度。例如，强化板280可以钢制成。如图6所示，强化板280可选择性地具有大的直径(大于转轮200的直径)，使得强化板280的周边部分282挂在无中枢飞轮300的一径向表面的周边区域上。强化板280的周边部分282可限制无中枢飞轮可能的侧边移动。在一些实施例，转轮200可具有一部分，其具有大的直径，以限制无中枢飞轮的侧边移动。

图3为立体图，显示根据本发明另一实施例运动器材2。运动器材2具有许多与图1和图2运动器材1相同的特征。运动器材2具有框架10’、第一转动机构20’、第二转动机构30’，以及驱动机构40’。框架10’支持第一转动机构20’与第二转动机构30’，其细节可与前述相同或相似。然而，运动器材2的第一转动机构20’与第二转动机构30’的重量、尺寸，及/或其他特定性质，可不同于运动器材1的第一转动机构20与第二转动机构30。如图3所示，第一转动机构20’具有多个转轮200’，第二转动机构30’具有无中枢飞轮300’。无中枢飞轮300’与转轮200’可设于框架10’靠近运动器材2的后端。在一些实施例，无中枢飞轮300’可具有与无中枢飞轮300不同的直径，例如不同的外径与不同的内径。驱动机构40具有摇摆杆410’与臂杆416’，通过这些连接元件，与无中枢飞轮300’操作地连接。脚踏414’于连接(机构)中后段的位置，与摇摆杆410’连接。因此，驱动机构40’使脚踏414’以椭圆或近似椭圆的轨迹运动，并造成无中枢飞轮300’的旋转。类似的，驱动机构40’可通过连接(机构)与接点传递使用者的输入，使得无中枢飞轮300’与转轮200’(选择性)吸收并保留使用者输入(例如操作能量)的至少一部分作为旋转惯量。

图4为侧视图，显示根据本发明另一实施例的运动器材3。运动器材3具有与运动器材1相同或相似的特征，不同处在于运动器材3的无中枢飞轮300”具有内环301与外环302，其分别为加重的环，通过一些块体303，使内环301与外环302同中心地连接在一起。如图4所示，驱动机构40”通过设于无中枢飞轮300”周边、相距180度的两块体303使可操作地连接无中枢飞轮300”。在一些实施例，块体303被加重，以增加无中枢飞轮300”的惯量。此外，在内环301与外环302之间，或外环302的内周边表面(面向内环301)，可增加更多的块体或重量。如图4所示，同样的，驱动机构40”可通过连接(机构)与接点，传递使用者的输入，使无中枢飞轮300”吸收与保留使用者输入(例如操作能量)的至少一部分作为旋转惯量。

图5为侧视图，显示根据本发明另一实施例的运动器材4。运动器材4具有与运动器材1或运动器材3相似的特征，不同处在于运动器材4具有无中枢轴承350，其取代运动器材1和运动器材3的第一转动机构与第二转动机构。无中枢轴承350具有内环352、外环354，以及多个滚珠356停留在内环352与外环354之间。外环354与运动器材4的一框架固定。内环352可转动地接合多个滚珠356，并可操作连接驱动机构，该驱动机构相同或类似于运动器材1和运动器材3的驱动机构。同样的，图5的驱动机构可通过连接与接点，传递使用者的输入，使无中枢轴承350，或更明确的，使内环352与滚珠356(选择性的)，吸收与保留使用者输入(例如操作能量)的至少一部分作为旋转惯量。

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 (19)

1.一种运动器材，其特征在于包含：

框架；

第一转动机构，被该框架支撑；

第二转动机构，转动地接合该第一转动机构，该第二转动机构为无中枢的结构；及

驱动机构，可操作地连接该第二转动机构，当该驱动机构动作时，带动该第二转动机构旋转；

其中，当该第二转动机构旋转时，该第二转动机构将部分该驱动机构操作的能量吸收与保持以作为转动惯量。

2.根据权利要求1所述的运动器材，其特征在于当该第一转动机构旋转时，该第一转动机构通过该第二转动机构，将部分该驱动机构操作的能量吸收与保持以作为转动惯量。

3.根据权利要求1所述的运动器材，其特征在于该驱动机构包含至少一个连接件与该第二转动机构连接，该驱动机构以封闭轨迹运动，该封闭轨迹的转动速度，与该第二转动机构的旋转速度相同。

4.根据权利要求1的运动器材，其特征在于该驱动机构包含至少一个连接件与该第二转动机构连接，该驱动机构以椭圆轨迹运动。

5.根据权利要求1所述的运动器材，其特征在于该驱动机构包含至少一个连接件与该第二转动机构连接，该驱动机构以圆形轨迹运动。

6.根据权利要求1所述的运动器材，其特征在于该第二转动机构包含第一周边表面以及凹槽位于该第一周边表面，该第一转动机构包含第二周边表面以及突出物位于该第二周边表面，该突出物延伸至该凹槽内。

7.根据权利要求1所述的运动器材，其特征在于该第二转动机构包含第一周边表面以及突出物位于该第一周边表面，该第一转动机构包含第二周边表面以及凹槽位于该第二周边表面，该突出物延伸至该凹槽内。

8.根据权利要求1所述的运动器材，其特征在于该运动器材还包含阻抗装置，该阻抗装置包含置于该第二转动机构的传导装置，以及置于该框架的磁性装置，该传导装置与磁性装置相互作用而产生阻碍该第二转动机构旋转的阻力。

9.根据权利要求8所述的运动器材，其特征在于该传导装置设置于该第二转动机构的周边表面。

10.根据权利要求1所述的运动器材，其特征在于该第一转动机构包含多个转轮，该第二转动机构包含无中枢飞轮，该无中枢飞轮被该第一转动机构的至少二个该转轮支撑。

11.根据权利要求10所述的运动器材，其特征在于该多个转轮在无中枢飞轮的周边表面上与该无中枢飞轮可旋转地接合。

12.根据权利要求10所述的运动器材，其特征在于该多个转轮围绕该无中枢飞轮，该无中枢飞轮的周边表面将转动传给该多个转轮。

13.根据权利要求10所述的运动器材，其特征在于该运动器材还包含调整器，该调整器用以对该多个转轮的至少其中一个转轮施加压力，以将该至少一个转轮抵住该无中枢飞轮，其中该压力的施加方向为偏离该至少一个转轮的旋转中心。

14.根据权利要求10所述的运动器材，其特征在于该无中枢飞轮包含内环以及外环，该内环的外周边表面面向该外环的内周边表面，该外环转动地接合该多个转轮。

15.根据权利要求14所述的运动器材，其特征在于该驱动机构连接该内环。

16.根据权利要求10所述的运动器材，其特征在于更包含一个或多个重量块可拆卸地安装于该无中枢飞轮。

17.根据权利要求1所述的运动器材，其特征在于该第一转动机构包含多个滚珠以及固定于该框架的外环，第二转动机构包含与该驱动机构连接的内环，该内环与该外环固持住该多个滚珠。

18.一种运动器材，其特征在于包含：

框架；

多个转轮，被该框架所支撑，并可自由转动；

无中枢飞轮，具有周边表面，该周边表面啮合该多个转轮的至少一个转轮，使得该无中枢飞轮转动时带动该至少一个转轮转动；以及

连接系统，操作地连接该无中枢飞轮，具有连接件用以接收使用者的输入，并传递使用者的该输入至该无中枢飞轮；

其中当该无中枢飞轮被驱动旋转时，该无中枢飞轮用以保持惯量。

19.一种运动器材，其特征在于包含：

框架，包含具有第一端与第二端的底座、第一骨架元件、第二骨架元件，以及从第一骨架元件所延伸的第三骨架元件，该底座连接该第一骨架元件与该第二骨架元件，以在该底座的该第一端形成第一空间；

多个转轮，设置于该框架上的该第一空间内；

无中枢飞轮，设置于该第一空间内，并转动地接合该多个转轮，该无中枢飞轮用以维持旋转惯量；以及

驱动机构，包含第一对连接件操作地连接该无中枢飞轮与该底座的该第二端，第二对连接件操作地连接该第一对连接件，以及第三对连接件操作地连接该第二对连接件以及该第三骨架元件；

其中该第二对连接件具有一对使用者输入装置，该对使用者输入装置分别以椭圆轨迹运动。