CN1958101A - 座定式运动脚踏车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种座定式运动脚踏车。该运动脚踏车包含一基座、一座椅支撑组及一座椅组，座椅组设于座椅支撑组上，并可沿倾斜一预定角度的一路径移动。该运动脚踏车还包含有连接于座椅组的一辅助组件，可在调整座椅位置时提供一上升助力。本发明所提供的运动脚踏车，可让使用者快速、简易及方便地调整座椅位置，而且使用者可舒适地握住一心跳握把或触控一控制仪表，同时可减轻使用者的腹部压迫，另外，此运动脚踏车也提供一上升助力协助调整座椅位置。

Description

座定式运动脚踏车
技术领域
本发明涉及一种座定式运动脚踏车，特别是指一种具有多种人体工学功效的座定式运动脚踏车。
背景技术
近年来室内运动越来越受到大众的欢迎，其中，座定式运动脚踏车即为一种十分普及的室内运动器材。目前市面上常见的座定式运动脚踏车可大致区分为直立式(upright)及斜躺式(recumbent)两种。
如图1所示，为一种斜躺式脚踏车10，斜躺式脚踏车10包含一椅背11及具有一几何中心13A的一座椅12，座椅12通常装设于一骨架16上，骨架16可在一倾斜七度左右的导轨14上移动。斜躺式脚踏车10具有一对曲柄18及踏板19，曲柄18及踏板19皆可绕一曲柄轴旋转。斜躺式脚踏车10设有一把手17，可供使用者在踩动高阻力状态下的踏板19时捉握。把手17更可包含一心跳握把，以监测使用者的心跳情形。
斜躺式脚踏车10具有一缺点，当使用者想要同时舒适地倚靠着椅背11并且握着把手17时，使用者的膝盖可能会碰触到把手17。如果想避免此问题，使用者可将座椅12向后移动至一适当位置，使其双脚在运动周期中的某段时间(即踏板19向下、向后运动时)可以适当伸展。然而，在使用者双脚可以适当伸展的状态下，前述碰触问题虽可以避免，但却会产生使用者无法适当捉握把手17的另一问题(如图2所示)。解决此问题的方法之一，为使用者向前弯腰以握住把手17，但若时间一长，使用者可能因为向前弯腰的姿势而导致背部肌肉不适。
图3显示使用者为了能够舒适地握住把手17，而将座椅12向前移动。但如此一来，使用者的双脚就无法舒适地伸展。斜躺式脚踏车10的另一缺点在于，几何中心13A及曲柄轴之间的垂直距离105远小于使用者的膝盖高度，导致使用者可能会因为膝盖及大腿提得太高，而使得大腿压迫腹部，特别是具有肥胖问题的使用者更容易发生此情形。
如图4所示，为一种直立式脚踏车20，直立式脚踏车20包含具有一几何中心23A的一座椅22，座椅22通常装设于一骨架26上，骨架26倾斜七十三度左右，并且以可活动的方式设在一支撑座24上。直立式脚踏车20具有一对曲柄28及踏板29，曲柄28及踏板29皆可绕一曲柄轴旋转。直立式脚踏车20设有一把手27供使用者捉握。正常操作姿势为使用者向前弯腰，而使用者的背部及手臂会相对地承受负荷。基于上述理由，运动脚踏车必须具备若干人体工学设计，让使用者得以舒适及容易地操作。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种座定式运动脚踏车，其座椅位置适当，并可快速、简易、方便地调整座椅。
为达到上述目的，本发明所提供的一种座定式运动脚踏车，其特征在于包含：一基座，安置在一平面上；一座椅，设于所述基座，并且可相对所述基座在一最低位置与一最高位置之间移动，且其移动时的路径相对于所述平面的角度介于三十度至六十度之间；一第一及一第二踏板，设置于所述基座，可绕一转轴旋转，并用以供使用者的双脚踏动。
上述本发明的技术方案中，所述路径相对于所述平面的角度介于三十五度至五十五度之间。
以上所述本发明的技术方案中，所述路径相对于所述平面的角度介于四十度至五十度之间。
以上所述本发明的技术方案中，还包含有一导轨，设于所述基座上，所述导轨具有一低端与一高端，所述低端与所述高端界定所述路径，所述路径大致呈直线。
以上所述本发明的技术方案中，所述座椅具有一几何中心，所述几何中心与所述转轴之间的高度差距定义为一垂直高度，且所述垂直高度大致等于使用者的膝盖高度。
以上所述本发明的技术方案中，当所述座椅位于所述最低位置与所述最高位置之间的一中间位置时，所述垂直高度介于四十五厘米至六十厘米之间。
以上所述本发明的技术方案中，当所述座椅位于所述最低位置时，所述垂直高度为四十五厘米。
以上所述本发明的技术方案中，当所述座椅位于所述最高位置时，所述垂直高度为六十厘米。
以上所述本发明的技术方案中，还包含设置于所述基座与所述座椅之间的一辅助组件，所述辅助组件为所述座椅提供一上升助力。
以上所述本发明的技术方案中，所述辅助组件包含一弹簧。
以上所述本发明的技术方案中，所述辅助组件包含一汽压缸。
本发明另一技术方案所提供的一种座定式运动脚踏车，其特征在于包含：一基座，安置于一平面上；一座椅，设于所述基座，所述座椅可相对所述基座在一最低位置与一最高位置之间移动，直接连接所述二位置的最短距离定义为一直线距离，所述直线距离投影在水平轴上的长度定义为一水平距离，所述直线距离投影在垂直轴上的长度定义为一垂直距离，所述水平距离与所述垂直距离的长度差距定义为一差异距离，其中，所述差异距离约为所述直线距离的六分之一至九分之四；一第一及第二踏板，设于所述基座，可绕一转轴旋转，并用以供使用者的双脚踏动。
上述本发明的另一技术方案中，所述差异距离为所述直线距离的九分之二至八分之三。
以上所述本发明的另一技术方案中，所述差异距离为所述直线距离的三分之一。
以上所述本发明的另一技术方案中，还包含一导轨，所述导轨相对所述平面倾斜四十五度左右，且所述导轨引导所述座椅移动。
本发明第三技术方案所提供的一种座定式运动脚踏车，其特征在于包含：一基座，安置于一地面上；一座椅，设于所述基座，所述座椅可相对所述基座在一最低位置与一最高位置之间移动，所述座椅具有一几何中心，所述几何中心界定一垂直高度，所述垂直高度为所述几何中心与使用者运动前所站立的一参考平面之间的高度；所述几何中心及所述参考平面的位置界定一参考扇形，所述参考扇形以所述几何中心为圆心，并以所述垂直高度为半径；一第一及一第二踏板，设于所述基座，可绕一转轴旋转，并用以供使用者的双脚踏动；所述第一及第二踏板沿一封闭路径旋转，所述封闭路径具有一向下向后区段，其中，所述第一及第二踏板大致沿所述参考扇形的圆周移动。
上述本发明第三技术方案中，当所述第一及第二踏板沿所述封闭路径的向下向后区段旋转时，所述第一及第二踏板的至少一部分在所述第一参考扇形的圆周外侧移动。
以上所述本发明第三技术方案中，还包含一导轨，所述导轨相对所述地面倾斜四十五度左右，且所述导轨引导所述座椅移动。
本发明还提供了一种调整座定式运动脚踏车的座椅位置的方法，其特征在于包含以下步骤：(a)使用者双脚伸直跨立于一座椅上方；(b)使用者将双脚张开至约与肩同宽；(c)使用者的脚底贴合于一参考平面上；(d)使用者将所述座椅向上调整，直到所述座椅的一顶面抵住使用者的耻骨，将所述座椅调整至适合使用者的位置。
上述调整座定式运动脚踏车的座椅位置的方法中，还包含有以下步骤：(e)使用者坐至所述座椅的顶面；(f)操作所述座定式运动脚踏车。
采用上述技术方案，本发明具有下列目的及优点：(a)提供一种具有多项人体工学优点的座定式运动脚踏车。(b)提供一种可快速、简易、方便地调整座椅的座定式运动脚踏车。(c)提供一种座椅位置适切，利于使用者充分运动腿部肌肉的座定式运动脚踏车。(d)提供一种可舒适地捉握心跳握把或触控控制仪表，而不使背部肌肉承受负荷的座定式运动脚踏车。(e)提供一种减轻使用者腹部压迫的座定式运动脚踏车。(f)提供一种使用者的大腿后肌及大腿前肌得以均衡运动的座定式运动脚踏车。(g)提供一种调整座椅位置时，具有向上助力的座定式运动脚踏车。
附图说明
图1是一种习知的斜躺式脚踏车的侧视图；
图2是图1的斜躺式脚踏车的侧视图，但其中的座椅位置不同；
图3是图1的斜躺式脚踏车的侧视图，图中显示部分人体工学关系；
图4是一种习知的直立式脚踏车的侧视图；
图5是本发明一较佳实施例的运动脚踏车的侧视图，图中显示细部结构；
图6是图5的运动脚踏车具有外壳的立体图；
图7是图5的运动脚踏车的弹簧组立体分解图；
图8是本发明另一较佳实施例的运动脚踏车的侧视图，其中以汽压缸取代前述弹簧组；
图9是图5的运动脚踏车的侧视图，图中显示第一使用者的部分人体工学关系；
图10是图5的运动脚踏车的侧视图，图中显示第二使用者的部分人体工学关系；
图11是显示第一使用者操作状态的图5的运动脚踏车侧视图；
图12是显示第二使用者操作状态的图5的运动脚踏车侧视图。
具体实施方式
本发明的附图中，相同或相似的零件以相同的数字标示。以下的详细说明为本发明的较佳实施例，然而，对熟习此项技艺者而言，本发明还可采用其它多种显而易知的等效实施方式，这些实施方式均应被本发明的权利要求所涵盖。
如图5、图6所示的本发明一较佳实施例所提供的座定式运动脚踏车(注：以下有时简称为运动脚踏车或脚踏车)30，其中，图5是显示图6的运动脚踏车30取除外壳38、39之后的细部结构。脚踏车30包含安置于地面上的一基座31、由基座31前半部向上延伸的一前方支架34，以及由基座31后半部向上延伸的一后方支架33。若干支脚32由基座31侧向往外延伸，一般而言，支脚32的功用在于使用者操作时若有些微侧倾动作，支脚32可增强脚踏车30的稳定性。运动脚踏车30的后方支架33上还设有一座椅支撑组60，用以支撑一座椅组40。座椅组40以可活动的方式设在座椅支撑组60上，在此实施例中，座椅组40可被座椅支撑组60引导，沿着相对地面倾斜约45度的一路径移动。由此，本发明的运动脚踏车30即可获得若干人体工学方面的优点。
如图5所示，脚踏车30还包含一阻力组件70，阻力组件70装设于基座31的前半部。阻力组件70包含一对曲柄72，曲柄72装设于前方支架34，且界定一转轴72B，曲柄72可绕转轴72B转动。第一及第二踏板71、71B(如图9所示)分别连接于曲柄72。通常第一及第二踏板71、71B分别装设于曲柄72的末端，因此，当曲柄72绕转轴72B转动时，第一及第二踏板71、71B会沿着一环绕转轴72B的弧形封闭路径转动。在本发明的其它实施例中，该封闭路径可能是一椭圆形或其它形状的弧曲路径。一般而言，本发明的弧形封闭路径可分成四个区段，例如图5中的第一踏板71即位于弧形封闭路径的向前向上区段。阻力组件70更包含有一第一皮带轮73，连接于转轴72B，与曲柄72同步旋转。一第二皮带轮76，枢设于基座31的前半部。一第一皮带74，连接第一皮带轮73与第二皮带轮76。一阻力件78，设于基座31的前半部。一第二皮带77，连接第二皮带轮76及阻力件78。阻力件78通常为涡电流煞车器、发电机或摩擦煞车器。
当使用者踩动第一及第二踏板71、71B使其沿前述弧形封闭路径绕转时，曲柄72及第一皮带轮73会以转轴72B为轴心进行旋转。接着，第一皮带轮73经由第一皮带74驱动第二皮带轮76，第二皮带轮76再经由第二皮带77驱动阻力件78。通常阻力件78的阻力等级可被调整。由于阻力组件70的各组件相连接，故阻力件78的阻力可经由第一及第二踏板71、71B传递至使用者。当操作阻力组件70时，转轴72B的位置对于使用者双脚的人体工学姿势及运动，有相当重要的影响。转轴72B位于适当位置可达到多种人体工学方面的功效，例如协调的肌肉运动或降低干涉问题等。
图5所示的脚踏车30包含一接合在基座31前端的立柱36，立柱36具有一顶端及一下端，其中下端可经由焊接或利用螺栓固接于基座31。脚踏车30还包含一设在立柱36顶端的控制仪表37，控制仪表37的用途之一在于接收来自使用者的操作信息，例如使用者希望的阻力等级或操作时间。脚踏车30也可依需要选择性地在立柱36顶端装设一把手组件90。把手组件90具有连接在立柱36顶端的一把手92，以及装设在把手92端部的一组心跳握把91。
把手组件90具有多种功能，其中之一为把手组件90的心跳握把91，其可接收使用者的心跳速率讯号。使用者的心跳讯号是某些运动程序(exercise program)所需的操作信息之一。某些实施例中，把手组件90可具有控制钮，例如阻力等级控制钮，以便使用者在握住把手组件90的同时也可输入阻力等级信息。把手组件90的另一功能是在高阻力等级时，使用者可握住把手组件90，以施力于第一及第二踏板71、71B。其原因为使用者必须结合腿部肌肉、腹部、背部及手臂的力量以克服阻力组件70的高等级阻力。若使用者不握住把手组件90或把手92，仅利用腿部肌肉克服此高等级阻力，将会让双腿迅速疲劳。对于熟悉此技艺的人士，不难理解控制仪表37、心跳握把91或把手组件90的阻力等级控制钮，都可视为接收使用者输入操作信息至运动脚踏车30的信息接收组件。
再如图5所示，座椅支撑组60包含一导轨61，导轨61通过后方支架33设于基座31后半部。熟悉此技艺的人士可知，此处的导轨61仅为用于支撑座椅组40的支撑结构的其中一种，其它实施形式的支撑结构，例如习知的四连杆机构，也属本发明的范围。在本实施例中，导轨61相对地面倾斜一预定角度α，此预定角度α约为45度。当使用者将座椅组40沿导轨61从最低位置调整至最高位置时，导轨61可导引座椅组40沿一路径移动。在较佳实施例中，座椅组40的路径大体上是一连结导轨61低端与高端的直线。因为导轨61相对地面倾斜约45度，故座椅组40的路径也相对地面倾斜约45度。
座椅支撑组60进一步包含有一弹簧组64，弹簧组64装设于基座31后半部。在本实施例中，弹簧组64装设于后方支架33上。弹簧组64通过一连接件62(本实施例为一线绳)与按需要选择使用的导向滑轮63连接至座椅组40。操作时，当座椅组40沿导轨61由较高位置移往较低位置时，弹簧组64可储存能量。当使用者要将座椅组40由较低位置调往较高位置时，储存在弹簧组64的能量会被释放，提供一上升助力协助使用者将座椅组40沿导轨61由较低位置移往较高位置。由于导轨61相对地面倾斜约45度，当使用者将座椅组40由较低位置调往较高位置时，座椅组40的重量多少会造成一些阻碍。将座椅组40由较低位置调往较高位置时，储存于弹簧组64的能量可协助克服座椅组40的重量问题。
如图8所示，为本发明另一实施例所提供的座定式运动脚踏车30B，与图5的运动脚踏车30相较，本实施例的运动脚踏车30B的主要差异在于以一汽压缸66取代弹簧组64。汽压缸66的一端连接于后方支架33，另一端连接于座椅组40。汽压缸66的功能类似图5所示的弹簧组64，两者均为提供一上升助力，协助使用者将座椅组40沿导轨61由较低位置调往较高位置。熟悉此技艺的人士可知，汽压缸66内部可能还包含用以储存能量的弹性物质，此弹性物质可为气体、线性弹簧、橡胶或其它等效物体。
如图7所示的弹簧组64的立体分解图。相对二托架641上分别设置一嵌有轴承643的壳片642，二轴承643共同支撑着一连结有卷线轴644的轴杆646，使得轴杆646与卷线轴644可同步旋转。一弹簧承座647装设于其中一托架641外侧，且一弹簧648容置于弹簧承座647内。一外盖649与弹簧承座647接合，将弹簧648包围于其中。需注意的是，弹簧648的一端固接于弹簧承座647，另一端连接轴杆646。由于收纳连接件62的卷线轴644可与轴杆646同步转动，因此当卷线轴644转动时，弹簧648可储存或释放弹力位能。即，当使用者将座椅组40在最高与最低位置之间调整时，弹簧648可储存或释放弹力位能。在某些较为简易的实施例中，座椅组40与基座31后半部之间可直接连结一辅助组件，例如一线性弹簧或一弹性绳，以为座椅组40提供一上升助力。
如图5所示，座椅组40包含一座椅42，座椅42装设于导轨61上，并且可沿着导轨61的路径在其最低位置与最高位置之间位移。在较佳实施例中，座椅42的路径大致就是连结导轨61低端与高端的直线。因为导轨61相对地面倾斜约45度，故座椅42的路径也相对地面倾斜约45度。座椅42可进一步包含一架体46，架体46可滑动地装设于导轨61上。座椅组40还包含一枢设在架体46的定位手把47，以便在使用者调整座椅42位置时将座椅锁固或解掣。座椅组40也可包含与座椅42连接的一背垫41，背垫41大致与地面垂直。在较佳实施例中，座椅42的顶面大致与地面平行。
由座椅42及背垫41的角度，使用者可在舒适的姿势下操作脚踏车30，即，如图11及图12所示，使用者的腰部可舒适地保持于一自然姿势，此腰部自然姿势具有两个优点，其中一个为在长时间操作时，使用者的腰部无须向前或向后弯曲，因此背部肌肉不致处于拉伸状态。另一优点为使用者无须将躯体或头部如图1或图2中所示般向前弯曲，以监视或操作运动参数。换句话说，由于座椅42及背垫41的角度，使用者的颈部肌肉也可处于一自然姿势。因立柱36顶端远离座椅42，故把手组件90及控制仪表37也远离座椅42。在较佳实施例中，把手组件90或控制仪表37位于阻力组件70的转轴72B正上方，并且落入曲柄72笔直朝上时的径向延伸范围内。由于把手组件90或控制仪表37与座椅42之间的距离，以及导轨61相对于地面的倾斜角度，都是经过测算后所选定，因此，如图11及图12所示，使用者的双手可以舒适地伸及把手组件90及控制仪表37。
如图9、图10所示，图中较详细地绘出脚踏车30的其中一项人体工学的优点。图9中显示适合于座椅42最低位置的一第一使用者U1，第一使用者U1表示能适当操作脚踏车30的最矮人士。运动器材领域经常采用身高统计作为设计参考，例如，18岁至79岁女性身高最矮的百分之五的平均身高约为150厘米，则150厘米就可作为设定身高最矮的第一使用者U1时的参考值。图10中显示适合于座椅42最高位置的一第二使用者U2。第二使用者U2的设计参考值为188厘米，此值为18岁至79岁的男性中，百分之九十五的平均身高。
如图9所示，一参考平面117供第一使用者U1站立，此实施例中，参考平面117可为地面，其它实施例中，参考平面117可为比地面高的脚踏平台。座椅42具有一几何中心43A与一第一垂直高度116B，此第一垂直高度1 16B定义为几何中心43A至参考平面117的垂直距离。几何中心43A位于座椅42顶面的中心。几何中心43A及第一垂直高度116B界定出一第一参考扇形116，几何中心43A为此第一参考扇形116的圆心，而第一垂直高度116B为此第一参考扇形116的半径。第一及第二踏板71、71B的弧形封闭路径可分为四个区段，图9中标示出其中的向下向后区段。如图9所示，第一踏板71正开始沿向下向后区段114移动。在沿向下向后区段114移动的过程中，第一踏板71大致上沿着第一参考扇形116的圆周移动，此种移动模式使座椅42的位置调整更为快速、简易而方便。因此，本发明可快速、简易地将座椅42调整至适合第一使用者U1的位置。
如图9所示，当踏板沿封闭路径的向下向后区段114旋转时，每一曲柄72界定出一区块(注：本实施例为一四分之一圆的扇形面，对应于图中标示114的圆弧)。第一参考扇形116的圆周(即第一参考扇形116的半径外端所构成的缘线)与曲柄72所界定的前述区块交迭。
习知技艺中，在调整斜躺式脚踏车10与直立式脚踏车20的座椅位置时，使用者通常不知道该如何简单迅速地将座椅调整至运动的最佳位置，因而必须反复尝试以调整至最佳位置。若座椅不是处于一适当位置，使用者的双腿可能无法适当地伸展，使得腿部肌肉无法完全地运动。同时，错误的座椅位置可能导致使用者膝盖或下背部的疼痛及压迫。如图9所示，本发明提供了一种快速、简易与方便调整座椅42的方法。首先，第一使用者U1双腿伸直跨立于座椅42上方，双脚张开约与肩同宽。其次，第一使用者U1调整座椅42，使座椅42顶面贴抵其臀部或耻骨，此时，使用者U1的脚底仍平贴于参考平面117。然后，利用定位手把47将座椅42锁固在一新位置。
座椅42现处于可供使用者坐下的适当位置，同时，座椅42目前也处于适合操作脚踏车的位置，其中，当第一使用者U1将双脚踩踏在第一及第二踏板71、71B上，且背部抵靠背垫41时，在向下向后区段114的至少一部分过程中，第一使用者U1的膝盖可能稍微弯曲。第一垂直高度116B或第一参考扇形116的半径大致等于第一使用者U1在腿部适当伸展时的双腿长度。由于在向下向后区段114中，第一及第二踏板71、71B大致沿第一参考扇形116的圆周移动，因此第一使用者U1的双腿在向下向后区段114的至少一部分可适当伸展。如此一来，在快速、简单与方便地调整座椅42位置之后，第一使用者U1可适当伸展双腿，并使腿部肌肉得以完全运动，而膝盖或下背部不会有任何疼痛。相反地，若座椅42位置过低，膝盖会承受一额外压力而导致膝盖疼痛。若座椅42位置过高，第一使用者U1每一次踩踏时，双脚皆需过度伸展，使得下背部需要扭动而导致下背部的疼痛。由此可知，想要长时间舒适地操作座定式运动脚踏车，理想的座椅位置颇为重要。
图10显示对第二使用者U2而言，快速、简单、便利调整座椅42的方式。座椅42的调整方式与图9中第一使用者U1的调整方式相同。如图12所示，当座椅42从最低位置调整至最高位置时，会产生一水平距离111及一垂直距离113。在较佳实施例中，导轨61相对地面倾斜约45度，故水平距离111与垂直距离113大致相等。水平距离111代表座椅42相对于转轴72B的向后移动量，而垂直距离113代表座椅42的几何中心43A相对于参考平面117的向上移动量。换言之，图10中的座椅几何中心43A相对于参考平面117的高度(以下称第二垂直高度115B)，大于图9中的座椅几何中心43A相对于参考平面117的高度(以下称第一垂直高度116B)，而其间的差距便是垂直距离113。如图10所示，几何中心43A及第二垂直高度115B界定一第二参考扇形115，在向下向后区段114中，第一及第二踏板71、71B仍大致沿第二参考扇形115的圆周移动，在向下向后区段114的至少一部分中，第二使用者U2的双腿可适当伸展。在快速、简单与方便地调整座椅42位置之后，第二使用者U2也可适当伸展双腿，并使腿部肌肉得以完全运动。
如图10所示，当每一踏板各自沿封闭路径的向下向后区段114转动时，每一曲柄72界定出一区块(注：本实施例为一四分之一圆的扇形面，对应于图中标示114的圆弧)。第二参考扇形115的圆周与曲柄72所界定的前述区块交迭。
如图9、图10所示，在向下向后区段114中，第一及第二踏板71、71B大致沿第一与第二参考扇形116、115的圆周移动。更详而言之，在向下向后区段114的至少一部分中，第一及第二踏板71、71B的至少一部分在第一与第二参考扇形116、115的圆周外侧移动。因为转轴72B位于第一及第二参考扇形116、115内，且在向下向后区段114过程中，第一及第二踏板71、71B的至少一部分在第一与第二参考扇形116、115的圆周外侧移动，因此第一及第二使用者U1、U2在快速、简易与方便地调整座椅42位置之后，可适当地伸展双腿，并使腿部肌肉得以完全运动。
如图11、图12所示，图中显示脚踏车30的另一人体工学优点。图11显示第一使用者U1在最低位置操作脚踏车30，其可轻易握住心跳握把91或触控控制仪表37，而不需向前弯腰。由于第一使用者U1无须向前或向后弯腰，因此第一使用者U1的躯体及头部可维持一直立姿势，也就是说第一使用者U1的背部与颈部肌肉处于自然姿势。第一使用者U1可以舒适地握住心跳握把91或触控控制仪表37，不致让某些肌肉承受压力。图12显示第二使用者U2在最高位置操作脚踏车30，因为相比于习知的斜躺式脚踏车10，本发明中的导轨61倾斜的预定角度较大，所以座椅42向后移动的距离相对较短，使得第二使用者U2也可舒适地握住心跳握把91或触控控制仪表37，不致让某些肌肉承受压力。
接着说明导轨61采用前述预定角度的若干优点。图12中显示水平距离111与垂直距离113的详细关系，当座椅42沿导轨61从最低位置移至最高位置时，即产生直接连接该二位置的一直线距离110。水平距离111为直线距离110投影在水平轴上的长度，而垂直距离113为直线距离110投影在垂直轴上的长度。在较佳实施例中，导轨61相对地面倾斜约45度，因此，水平距离111大致等于垂直距离113。由于导轨61倾斜前述预定角度，使得直线距离110大于水平距离111，其间的长度差距在此定义为一差异距离112。在图2的习知斜躺式脚踏车10中，导轨14相对地面倾斜约7度，当一较高的使用者将座椅12向后移动时，由于导轨14倾斜的角度较小，使得定义同上的差异距离也较小，换言之，座椅12向后位移量太大，以至于较高使用者在操作斜躺式脚踏车10时无法适当地握住把手17。
由于本发明中的导轨61的预定角度的缘故，本发明的差异距离112变得较为显著，如图12所示，座椅42向后移动的距离不会像习知斜躺式脚踏车10那么大，因此，适合最低位置的第一使用者U1与适合最高位置的第二使用者U2，均无须倾身向前，即可舒适地握住心跳握把91或触控控制仪表37。本发明的人体工学优点解决了习知斜躺式脚踏车10长期存在的问题：当较高的使用者要捉握把手17或设定阻力等级等运作参数时，必须经常向前弯腰。在本发明中，由于导轨61的预定角度的缘故，垂直距离113也变得明显。由于座椅42位于最高位置时的第二垂直高度115B为随垂直距离113的大小而增减，因此本发明的第二垂直高度115B较大，故第二参考扇形115的范围增大，在向下向后区段114过程中，第一及第二踏板71、71B仍大致沿第二参考扇形115的圆周移动。由此，无论是对于适合最低位置的第一使用者U1或适合最高位置的第二使用者U2而言，本发明上述快速、简易、方便的座椅42的位置调整方式均能适用。
习知技艺中，由于踏板19、把手17及座椅12之间的关系，斜躺式脚踏车10具有长期存在的缺点等待改善。首先，使用者的膝盖抬得过高，以至于使用者的膝盖与把手17之间具有干涉的问题(如图1所示)。其次，因为使用者膝盖抬得过高，大腿太靠近腹部，导致使用者(特别是具有肥胖问题的使用者)腹部受到压迫。习知斜躺式脚踏车10及直立式脚踏车20的另一缺点在于使用者大腿后肌与大腿前肌的肌肉运动量不平均：在使用斜躺式脚踏车10的大部分时间，因为使用者膝盖提起过高，大腿在髋关节上方移动，故斜躺式脚踏车10的使用者的大腿后肌可能运动过量。在使用直立式脚踏车20的大部分时间，因使用者大腿在髋关节下方移动，故直立式脚踏车20使用者的大腿前肌可能运动过量。
如图11所示，图中显示本较佳实施例中的一第三垂直高度108，第三垂直高度108定义为转轴72B与几何中心43A之间的高度差距。当座椅42位于最低位置时，第三垂直高度108大致等于第一使用者U1的膝盖高度。使用者的膝盖高度指使用者的膝盖与脚底之间的垂直高度。具体而言，在18岁至79岁的女性中，身高最矮的百分之五的平均膝盖高度大约为45厘米，因此，第一使用者U1的膝盖高度设定为45厘米。当座椅42移至最高位置，如图12所示，由于导轨61的预定角度，第三垂直高度108增加了垂直距离113，使得当座椅42于最高位置时，第三垂直高度108也大致等于第二使用者U2的膝盖高度。具体而言，在18岁至79岁的男性中，百分之九十五的平均膝盖高度约为60厘米，因此，第二使用者U2的膝盖高度设定为60厘米。即使导轨61增长或缩短，导致座椅42的最高位置或最低位置变动，也属于本发明的范围。在座椅42的最高位置及最低位置之间具有一中间位置，座椅42位于中间位置时的第三垂直高度108介于45至60厘米之间。
在操作中，当脚踏车30的第三垂直高度108大致等于使用者膝盖高度时，可产生许多人体工学的优点。如图11所示，当第一踏板71位于向下向后区段(114、标示于图9中)的起点，第一使用者U1的右膝盖大致位于几何中心43A的高度。在第一及第二踏板71、71B弧形封闭路径的上升区段过程中，第一使用者U1的膝盖提高不会超过几何中心43A太多，且在封闭路径中，第一使用者U1的膝盖以几何中心43A的高度为基准作绕圈运动。优点之一是由于第一使用者U1的膝盖不需提得太高，因此膝盖与把手92不至于产生干涉。另一优点是因大腿移动时不需太接近腹部，故第一使用者U1的腹部不致受到压迫。本发明的第三垂直高度108的另一优点为肌肉得以均衡地运动：在封闭路径上升区段的至少一部分中，第一使用者U1的膝盖位于几何中心43A的上方。相反地，在封闭路径下降区段的至少一部分中，第一使用者U1的膝盖位于几何中心43A的下方。因为在第一及第二踏板71、71B的封闭路径中，第一使用者U1的膝盖以几何中心43的高度为基准作绕圈运动，因此第一使用者U1的大腿后肌与大腿前肌得以均衡地运动。
因为脚踏车30的导轨61倾斜前述预定角度，所以当座椅42位于最高位置时，第三垂直高度108也大致等于第二使用者U2的膝盖高度。换言之，第二使用者U2的膝盖也以几何中心43A的高度为基准作绕圈运动，且不需抬得太高，使第二使用者U2也能享有本发明第三垂直高度108的上述优点。
如图12所示的较佳实施例中，导轨61相对地面倾斜约45度，因此差异距离112与垂直距离113变得显著，如前所述，显著的差异距离112与垂直距离113能产生许多人体工学的优点。只要能产生显著的差异距离及垂直距离，导轨61倾斜各种不同的预定角度，也能产生上述人体工学的优点。预定角度、差异距离、垂直距离三者的关系如下：
    预定角度     差异距离比率     垂直距离比率
    30     0.13(1/8)     0.5(1/2)
    35     0.18(1/6)     0.57(5/9)
    40     0.23(2/9)     0.64(5/8)
    45     0.29(1/3)     0.71(2/3)
    50     0.36(3/8)     0.77(7/9)
    55     0.43(4/9)     0.82(5/6)
    60     0.5(1/2)     0.87(7/8)
上表中的「预定角度」是在各不同实施例中导轨61与地面的夹角。「差异距离比率」等于前述差异距离除以前述直线距离，较高的差异距离比率表示对应的差异距离较为明显。例如，在较佳实施例中，预定角度为45度，且差异距离比率为0.29，约为三分之一，上述较佳实施例中的直线距离110为250mm，因此差异距离112约为73mm，这么显著的差异距离足以实现前述的人体工学优点。在另一较佳实施例中，预定角度为30度，对应的差异距离比率为0.13，约为八分之一。表中第三栏的「垂直距离比率」等于垂直距离除以直线距离，栏内数据的表示方式如同第二栏的差异距离比率。
虽然上表的角度约为30度至60度，但在其它实施例中，角度可以在35度至55度左右，甚至介于40度至50度之间。本实施例的角度约为45度。
如图9～图12所示，本发明的脚踏车30的一般操作程序如下：首先，使用者跨立在座椅42上方，双脚张开与肩膀宽度相同。其次，使用者调整座椅42，使座椅42顶面贴抵其臀部或耻骨，此时，使用者U1的脚底仍平贴参考平面117。然后，利用定位手把47将座椅42锁固于一新位置。座椅42现处于可供使用者坐下的适当位置，同时，座椅42目前也处于适合操作脚踏车的位置。现在使用者坐在座椅42的顶面，且背部接触背垫41。使用者将双脚放置于第一及第二踏板71、71B，并开始操作脚踏车30。使用者通过控制仪表37将阻力等级或操作时间等操作信息输入至脚踏车30。接下来，使用者可握住把手组件90以监测心跳速率，或是在高等级阻力状态下，通过拉住把手组件90来获得施力支撑。
综合以上说明可知，本发明所提供的座定式运动脚踏车至少具有下列优点：(a)让使用者能够迅速简便地将座椅调整至适当位置。(b)通过适当的座椅位置让使用者的腿部肌肉获得充分运动。(c)让使用者能够自然舒适地捉握心跳握把91或触控控制仪表30，使其背部肌肉不致承受压力。(d)能消除或减轻使用者腹部受到压迫的状况；(e)让使用者的大腿后肌及大腿前肌得以均衡地运动；(f)在使用者要将座椅往上调整时提供一上升助力。
本发明并不限定将所有的有利特征及优点加入每一实施例中。虽然本发明的较佳实施例中，已详细叙述其细节，但仍可能有其它实施例。例如，本发明可包含用支撑座椅的一习知四连杆机构，此座椅支撑机构也属于本发明范围。因此，本发明权利要求范围的意涵与范围，并不受前述实施例的描述所局限。

Claims (20)

1、一种座定式运动脚踏车，其特征在于包含：
一基座，安置在一平面上；
一座椅，设于所述基座，并且可相对所述基座在一最低位置与一最高位置之间移动，且其移动时的路径相对于所述平面的角度介于三十度至六十度之间；
一第一及一第二踏板，设置于所述基座，可绕一转轴旋转，并用以供使用者的双脚踏动。
2、如权利要求1所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：所述路径相对于所述平面的角度介于三十五度至五十五度之间。
3、如权利要求1所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：所述路径相对于所述平面的角度介于四十度至五十度之间。
4、如权利要求1所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：还包含有一导轨，设于所述基座上，所述导轨具有一低端与一高端，所述低端与所述高端界定所述路径，所述路径大致呈直线。
5、如权利要求1所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：所述座椅具有一几何中心，所述几何中心与所述转轴之间的高度差距定义为一垂直高度，且所述垂直高度大致等于使用者的膝盖高度。
6、如权利要求5所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：当所述座椅位于所述最低位置与所述最高位置之间的一中间位置时，所述垂直高度介于四十五厘米至六十厘米之间。
7、如权利要求5所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：当所述座椅位于所述最低位置时，所述垂直高度为四十五厘米。
8、如权利要求5所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：当所述座椅位于所述最高位置时，所述垂直高度为六十厘米。
9、如权利要求1所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：还包含设置于所述基座与所述座椅之间的一辅助组件，所述辅助组件为所述座椅提供一上升助力。
10、如权利要求9所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：所述辅助组件包含一弹簧。
11、如权利要求9所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：所述辅助组件包含一汽压缸。
12、一种座定式运动脚踏车，其特征在于包含：
一基座，安置于一平面上；
一座椅，设于所述基座，所述座椅可相对所述基座在一最低位置与一最高位置之间移动，直接连接所述二位置的最短距离定义为一直线距离，所述直线距离投影在水平轴上的长度定义为一水平距离，所述直线距离投影在垂直轴上的长度定义为一垂直距离，所述水平距离与所述垂直距离的长度差距定义为一差异距离，其中，所述差异距离约为所述直线距离的六分之一至九分之四；
一第一及第二踏板，设于所述基座，可绕一转轴旋转，并用以供使用者的双脚踏动。
13、如权利要求12所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：所述差异距离为所述直线距离的九分之二至八分之三。
14、如权利要求12所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：所述差异距离为所述直线距离的三分之一。
15、如权利要求12所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：还包含一导轨，所述导轨相对所述平面倾斜四十五度左右，且所述导轨引导所述座椅移动。
16、一种座定式运动脚踏车，其特征在于包含：
一基座，安置于一地面上；
一座椅，设于所述基座，所述座椅可相对所述基座在一最低位置与一最高位置之间移动，所述座椅具有一几何中心，所述几何中心界定一垂直高度，所述垂直高度为所述几何中心与使用者运动前所站立的一参考平面之间的高度；所述几何中心及所述参考平面的位置界定一参考扇形，所述参考扇形以所述几何中心为圆心，并以所述垂直高度为半径；
一第一及一第二踏板，设于所述基座，可绕一转轴旋转，并用以供使用者的双脚踏动；所述第一及第二踏板沿一封闭路径旋转，所述封闭路径具有一向下向后区段，其中，所述第一及第二踏板大致沿所述参考扇形的圆周移动。
17、如权利要求16所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：当所述第一及第二踏板沿所述封闭路径的向下向后区段旋转时，所述第一及第二踏板的至少一部分在所述第一参考扇形的圆周外侧移动。
18、如权利要求16所述的座定式运动脚踏车，其特征在于：还包含一导轨，所述导轨相对所述地面倾斜四十五度左右，且所述导轨引导所述座椅移动。
19、一种调整座定式运动脚踏车的座椅位置的方法，其特征在于包含以下步骤：
(a)使用者双脚伸直跨立于一座椅上方；
(b)使用者将双脚张开至约与肩同宽；
(c)使用者的脚底贴合于一参考平面上；
(d)使用者将所述座椅向上调整，直到所述座椅的一顶面抵住使用者的耻骨，将所述座椅调整至适合使用者的位置。
20、如权利要求19所述的调整座定式运动脚踏车的座椅位置的方法，其特征在于包含有以下步骤：
(e)使用者坐至所述座椅的顶面；
(f)操作所述座定式运动脚踏车。
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