CN201988108U - 运动转换装置以及具有该装置的脚踏车和训练器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种运动转换装置和具有该装置的脚踏车和训练器。所述运动转换装置构造为坐在设置在上部连接单元(10)上的坐垫上的使用者，利用他/她的重量和设置在下部连接单元两侧上的踏板，反复实施伸展和压缩上部和下部连接单元(10)和(30)的运动。因此，使用者能够更有效地实施腰部和腿部的锻炼。

Description

运动转换装置以及具有该装置的脚踏车和训练器

技术领域

本发明涉及运动转换装置以及具有该装置的脚踏车和训练器。所述运动转换装置包括上部连接单元、下部连接单元、把手、运动转换器和转轴。上部连接单元包括第一上部连接件和第二上部连接件，第一上部连接件的第二端绕其第一端上下转动，而第二上部连接件的第一端转动结合至第一上部连接件的第二端，从而第二上部连接件的第一端可连同第一上部连接件的第二端一起绕第二上部连接件的第二端上下转动。在第一和第二上部连接件之一上设置了坐垫。在上部连接单元之下设置了下部连接单元，其包括第一下部连接件和第二下部连接件，第一下部连接件的第一端转动结合至第一上部连接件的第一端，从而第一下部连接件的第二端可绕其第一端转动，且第二下部连接件的第二端转动结合至第二上部连接件的第二端。第二下部连接件的第一端转动结合至第一下部连接件的第二端，从而第二下部连接件的第一端可连同第一下部连接件的第二端一起绕第二下部连接件的第二端上下转动。所述把手连接至邻近所述上部和下部连接单元的第二端设置的竖向支撑件的上端。所述运动转换器将伸展(extending)和压缩(contracting)所述上部和下部连接单元所产生的角运动(angular motion)或线性运动(linear motion)转换为旋转运动(rotationalmotion)。所述转轴配设有套装在所述转轴上的单向轴承。所述单向轴承与所述运动转换器啮合，从而将所述运动转换器产生的旋转运动经由所述单向轴承传递至所述转轴，以转动该转轴。

背景技术

通常，健康作为追求幸福生活所必不可少的前提越来越受到公众的关注，因而用以保持健康的健身运动也受到广泛欢迎。

换而言之，作为通往快乐生活的一种途径，身体健康受到了越来越多的关注。

近来，由于缺少时间，许多人在健身俱乐部中使用各种训练器，以专业和系统的方式锻炼来锻炼身体。室内训练脚踏车正是一种广泛使用的这类训练器，因为其相对小巧因而甚至易于在少量的空间内使用。

然而，当使用竖向放置并固定在支持表面上的室内训练脚踏车时，使用者仅通过用他/她的腿转动踏板的方式来锻炼。因此，需要一种让使用者能够更有效地进行腰部和腿部锻炼的结构。

发明内容

技术问题

因此，本发明以现有技术中存在的上述问题为目标，并且本发明的目的是提供一种运动转换装置和具有该运动转换装置的脚踏车或训练器，该运动转换装置构造为使坐在设置于上部连接单元上的坐垫上的使用者，能够利用他/她的体重和设置在所述下部连接单元的两侧的踏板，来反复地进行伸展和压缩上部和下部连接单元的运动，从而让使用者能够更有效地进行腰部和腿部的锻炼。

问题的解决方案

为了实现上述目的，本发明提供了一种运动转换装置，包括上部连接单元、下部连接单元、把手、运动转换器和转轴。上部连接单元包括第一上部连接件和第二上部连接件，第一上部连接件的第二端绕其第一端上下转动，而第二上部连接件的第一端转动结合至第一上部连接件的第二端，从而第二上部连接件的第一端可连同第一上部连接件的第二端一起绕第二上部连接件的第二端上下转动。在第一和第二上部连接件之一上设置了坐垫。在上部连接单元之下设置了下部连接单元，其包括第一下部连接件和第二下部连接件，第一下部连接件的第一端转动结合至第一上部连接件的第一端，从而第一下部连接件的第二端可绕其第一端转动，且第二下部连接件的第二端转动结合至第二上部连接件的第二端。第二下部连接件的第一端转动结合至第一下部连接件的第二端，从而第二下部连接件的第一端可连同第一下部连接件的第二端一起绕第二下部连接件的第二端上下转动。所述把手连接至邻近所述上部和下部连接单元的第二端设置的竖向支撑件的上端。所述运动转换器将伸展和压缩所述上部和下部连接单元所产生的角运动或线性运动转换为旋转运动。所述转轴配设有套装在所述转轴上的单向轴承。所述单向轴承与所述运动转换器啮合，从而将所述运动转换器产生的旋转运动经由所述单向轴承传递至所述转轴，以转动该转轴。

所述运动转换器可包括：活动杆和转动板，活动杆的下端转动结合至所述第一下部连接件的左侧或右侧，从而所述活动杆的上端可绕其下端转动；且转动板的中央部分转动结合至所述第一上部连接件的左侧或右侧，转动板在其第一端与套装在所述转轴上的单向轴承啮合，从转动板的第二端延伸出连接杆，该连接杆转动结合至所述活动杆的上端。根据所述上部和下部连接单元的伸展和压缩，所述转动板可上下转动，并且所述转动板的旋转力可经由所述单向轴承传递至所述转抽，从而当所述上部和下部连接单元被伸展或者压缩时，所述转轴正向转动。

可选择地，所述运动转换器可包括：固定杆和转换单元，所述转轴转动结合至固定杆的第一端，从而所述转轴位于邻近所述第一上部连接件的第一端以及所述第一下部连接件的第一端的位置；且所述第二上部连接件的第二端和所述第二下部连接件的第二端转动结合至固定杆的第二端；所述转换单元具有活动支架和齿条，所述活动支架连接至所述固定杆的第一端从而可沿纵向移动，该活动支架邻近所述转轴的第一或第二端设置，其中所述第一上部连接件的第一端和所述第一下部连接件的第一端分别连接至所述活动支架一端的上表面和下表面从而可进行转动，所述齿条设置在所述活动支架的上板或下板的内表面上，该齿条与套装在所述转轴的第一或第二端上的单向轴承啮合，从而通过伸展和压缩所述上部连接单元和所述下部连接单元使所述齿条做线性运动，从而当所述上部和下部连接单元被伸展或压缩时，所述转轴正向转动。

所述转换单元的齿条可设置在所述活动支架的上板或下板的内表面上，从而可沿所述活动支架的横向移动，使得所述齿条选择性地与可转动地套装在所述转轴的第一或第二端上的单向轴承啮合。

此外，所述齿条的第一侧的高度可高于其第二侧的高度，并且在所述齿条的第一和第二侧之间可形成具有预定深度的凹部，该凹部沿所述齿条的纵向延伸预定的长度。所述单向轴承可包括与所述齿条的第一侧啮合的第一单向轴承；和位于第一单向轴承内侧的第二单向轴承，第二单向轴承与所述齿条的第二侧啮合，其中第二单向轴承的直径大于第一单向轴承的直径，从而可以控制所述转轴的转速。

所述单向轴承可包括套装在所述转轴的第一端上的第三单向轴承，和套装在所述转轴的第二端上的第四单向轴承。所述转换单元可包括设置在所述固定杆的第一端上、从而可沿所述固定杆的纵向移动的第一和第二活动支架，所述第一和第二活动支架分别邻近所述转轴的第一和第二端设置，其中所述第一上部连接件的第一端和所述第一下部连接件的第一端连接至所述第一和第二活动支架的上表面和下表面从而可进行转动；并且第一和第二齿条分别设置在所述第一活动支架的下板的内表面和所述第二活动支架的上板的内表面上，所述第一和第二齿条分别与所述第三单向轴承的下部和所述第四单向轴承的上部啮合。因而，当所述上部连接单元和下部连接单元被伸展和压缩时，所述第一和第二齿条连同所述第一和第二活动支架一起做线性运动，从而当所述上部连接单元和下部连接单元均被伸展和压缩时，所述第一和第二齿条的线性运动经由所述第三和第四单向轴承传递至所述转轴，使得所述转轴正向转动。

所述单向轴承可包括：套装在所述转轴的第一或第二端上的第五和第六单向轴承，第五和第六单向轴承具有相同的直径；套装在所述转轴上、位于第五和第六单向轴承之间的第七单向轴承，第七单向轴承的直径小于第五或第六单向轴承的直径；和套装在所述转轴上、位于第六单向轴承和所述固定杆的第一端之间的第八单向轴承，第八单向轴承的直径与第七单向轴承的直径相同，其中所述第五、第六、第七和第八单向轴承彼此间隔固定(regular)的间距。所述转换单元可包括：连接至所述固定杆的第一端从而可沿纵向滑动的活动支架，该活动支架邻近所述转轴的第一或第二端设置，其中所述第一上部连接件的第一端和所述第一下部连接件的第一端分别连接至所述活动支架末端的上表面和下表面从而可进行转动；在所述活动支架的上板和下板的内表面上设置了第一、第二、第三和第四弹性构件；在所述第一和第二弹性构件的下端与第六和第八单向轴承的上部之间设置了第三和第四齿条，第一和第二弹性构件的弹性力使第三和第四齿条与第六和第八单向轴承的上部啮合，第三和第四齿条具有不同的高度；在第三和第四弹性构件的上端与第五和第七单向轴承的下部之间设置了第五和第六齿条，第三和第四弹性构件的弹性力使第五和第六齿条与第五和第七单向轴承的下部啮合，第五和第六齿条具有不同的高度；在第三和第四齿条的上端与所述活动支架的上板内表面之间设置了第一横向活动块，从而其可沿所述活动支架的横向移动，第一横向活动块控制了第三或第四齿条与第六或第八单向轴承啮合的强度；并且在第五和第六齿条的下端与所述活动支架的下板内表面之间设置了第二横向活动块，从而其可沿所述活动支架的横向移动，第二横向活动块控制了第五或第六齿条与第五或第七单向轴承啮合的强度。当所述上部连接单元和所述下部连接单元被伸展和压缩时，所述第三、第四、第五和第六齿条连同所述活动支架一起做线性运动，从而当所述上部连接单元和所述下部连接单元均被伸展和压缩时，所述第三、第四、第五或第六齿条的线性运动经由所述第五、第六、第七或第八单向轴承传递至所述转轴，使得所述转轴正向转动。

为了实现上述目的，本发明提供了包括所述运动转换装置、和与所述竖向支撑件及所述运动转换装置的转轴连接的前轮和后轮的脚踏车。

所述脚踏车还可包括转动所述前轮或后轮的驱动马达；以及给所述驱动马达供电的蓄电池。

为了实现上述目的，本发明提供了包括所述运动转换装置的训练器。本发明的有益效果

在本发明的运动转换装置中，坐在设置在上部连接单元上的坐垫上的使用者，利用他/她的重量和设置在所述下部连接单元两侧的踏板，反复地进行伸展和压缩上部和下部连接单元的运动。因此，使用者能够更有效地进行腰部和腿部的锻炼。

此外，所述运动转换装置可以构造为通过所述上部和下部连接单元的伸展和压缩，使所述运动转换器的转动板在预定的角度范围内转动。在这种情况下，当所述上部和下部连接单元被伸展或压缩时，所述转动板的旋转运动经由单向轴承传递至转轴，使得所述转轴正向转动。因此，当所述上部和下部连接单元被伸展或压缩时，所述转轴能正向转动。此外，所述运动转换器能够更容易地将所述上部和下部连接单元伸展和压缩产生的旋转运动转换为旋转运动。

同时，所述运动转换装置可以构造为当所述上部和下部连接单元被伸展和压缩时，转换单元的齿条连同活动支架一起沿纵向做线性运动，该活动支架在邻近所述转轴的第一或第二端的位置处滑动连接至固定杆的第一端。在这种情况下，所述齿条的线性运动经由所述单向轴承传递至所述转轴，使得当所述上部和下部连接单元被伸展或压缩时，所述转轴正向转动。因此，当所述上部和下部连接单元被伸展或压缩时，所述转轴能够更容易地正向转动。所述运动转换器能够更容易地将伸展和压缩所述上部和下部连接单元产生的齿条的线性运动转换为所述转轴的旋转运动。

此外，本发明的运动转换装置可构造为使所述转换单元的齿条可沿所述活动支架的横向在所述活动支架的上板或下板的内表面上运动。在这种情况下，如果必要，使用者可将所述齿条与所述单向轴承分离，并反向转动与后轮连接的转轴。

此外，本发明的运动转换装置可构造为使所述齿条的第一侧的高度高于其第二侧的高度，并且所述齿条可沿横向在所述活动支架的上板或下板的内表面上运动，以和套装在所述转轴一端上、并具有不同直径的第一和第二单向轴承之一啮合。因此，能够很容易地控制所述转轴的转速。

此外，本发明的运动转换装置可构造为当所述上部和下部连接单元被伸展和压缩时，所述转换单元的第一和第二齿条连同第一和第二活动支架一起沿纵向做线性运动，第一和第二活动支架在邻近所述转轴的两端的位置处滑动连接至所述固定杆的第一端。所述第一和第二齿条的线性运动经由第三和第四单向轴承传递至所述转轴，使得当所述上部和下部连接单元不仅在被伸展时而且在被压缩时，所述转轴均能正向转动。因此，当所述上部和下部连接单元被伸展和压缩时，所述转轴能够更容易地正向转动。

此外，本发明的运动转换装置可构造为第五、第六、第七和第八单向轴承套装在所述转轴的第一或第二端上，并且所述转换单元的第三和第四齿条与第六和第八单向轴承的上部啮合，且第五和第六齿条与第五和第七单向轴承的下部啮合。在这种情况下，所述第三、第四、第五和第六齿条连同所述活动支架一起做线性运动，所述活动支架在邻近所述转轴的相应端的位置处连接至所述固定杆的第一端从而可沿纵向相对所述固定杆滑动。所述第三、第四、第五和第六齿条的线性运动经由所述第五、第六、第七和第八单向轴承传递至所述转轴。因而，当所述上部和下部连接单元不仅在被伸展时而且在被压缩时，所述转轴均能正向转动。因此，使用者能够通过反复实施所述上部和下部连接单元的伸展和压缩操作的方式，更加容易地转动所述转轴。特别地，能够利用第一和第二横向活动块更加容易地控制所述转轴的转速。

同时，在本发明中，通过分别将前轮和后轮连接至所述运动转换装置的竖向支撑件和转轴，可提供能向前或向后运动的脚踏车。在这种情况下，使用者能够在使脚踏车前进的同时锻炼他/她的腰部和腿部。

此时，具有运动转换装置的脚踏车可配设自动转动所述前轮或后轮的驱动马达。在这种情况下，骑行所述脚踏车的使用者能够方便地移动，而无需实施伸展和压缩所述上部和下部连接单元的操作。

此外，本发明提供了使用所述运动转换装置的训练器，如室内训练脚踏车。在这种情况下，通过调节所述转轴的转动负载的方式，使用者能够更有效地进行他/她的腰部和腿部的锻炼。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的运动转换装置的立体图；

图2和3是伸展和压缩图1所示运动转换装置的上部和下部连接单元的操作的侧视图；

图4是本发明第二实施方式的运动转换装置的立体图；

图5是沿图4的A-A线得到的剖视图；

图6和7是伸展和压缩图4所示运动转换装置的上部和下部连接单元的操作的侧视图；

图8和9是图5所示齿条在活动支架内沿横向滑动的操作的剖视图；

图10是本发明一变型的设置在转轴两侧的转换单元的立体图；

图11是沿图10的B-B线得到的剖视图；

图12是本发明另一变体变型的转换单元的视图，该转换单元具有能沿横向移动的横向活动块；

图13和14是具有本发明的运动转换装置的脚踏车的立体图；以及

图15和16是具有本发明的运动转换装置的训练器的立体图。

最佳实施方式

在下文中，将参照附图对本发明的优选实施方式进行具体描述。当然，本发明的范围并不局限于以下实施方式，并且本领域技术人员可以理解在不背离本发明技术精髓的前提下，可以做出各种更改、增加和替换。

图1是本发明第一实施方式的运动转换装置3的立体图。

如图1所示，本发明第一实施方式的运动转换装置3包括上部连接单元10、下部连接单元30、把手50、转轴90和运动转换器70。

上部连接单元10被使用者伸展和压缩。上部连接单元10包括第一上部连接件101和第二上部连接件107，第一上部连接件101的第二端绕其第一端上下转动，而第二上部连接件107的第一端转动结合至第一上部连接件101的第二端，从而第二上部连接件107的第一端可连同第一上部连接件101的第二端一起绕第二上部连接件107的第二端上下转动。此外，在第一和第二上部连接件101和107之一上设置了供使用者坐于其上的坐垫103。

例如，如图1所示，坐垫103设置在第二上部连接件107上。此时，为了根据使用者的体型调整坐垫103的位置，通常将设置在坐垫103下的支撑轴(图2中的105)螺接到第二上部连接件107上形成的彼此间隔固定间距的多个螺孔109之一内。

如图1所示，下部连接单元30也被使用者以与上部连接单元10相同的方式伸展和压缩，并且位于上部连接单元10之下。下部连接单元30包括第一下部连接件301和第二下部连接件303。第一下部连接件301的第一端转动结合至第一上部连接件101的第一端，从而第一下部连接件301的第二端可绕其第一端转动。第二下部连接件303的第二端转动结合至第二上部连接件107的第二端，并且第一端转动结合至第一下部连接件301的第二端，从而第二下部连接件303的第一端可连同第一下部连接件301的第二端一起绕第二下部连接件303的第二端上下转动。踏板305供使用者将他/她的脚放于其上，并且紧固至第一和第二下部连接件301和303之一的两侧。

坐在坐垫103上的使用者用双手握住把手50。例如，如图1所示，把手50设置在竖向支撑件501的上端上，竖向支撑件501邻近上部连接单元10的第二上部连接件107的第二端和下部连接单元30的第二下部连接件303的第二端设置。

如图1所示，为了使把手50能够向左和向右转动，竖向支撑件501可转动地插入延长杆503的端部，延长杆503从第二上部连接件107的第二端延伸出预定的长度。

运动转换器70将伸展和压缩上部和下部连接单元10和30产生的角运动或线性运动转换为旋转运动。在该实施方式中，运动转换器70设置在上部连接单元10和所述下部连接单元30的左侧或右侧，或者它们的两侧，并且将伸展和压缩上部和下部连接单元10和30产生的角运动转换为旋转运动。

可选择地，运动转换器70可连接至上部和下部连接单元10和30的第一端，并将伸展和压缩上部和下部连接单元10和30产生的线性运动转换为旋转运动。为了方便说明，下文将对这一点作更具体地描述。

运动转换器70的转换操作所产生的旋转运动使转轴90转动。在该实施方式中，转轴90转动结合至上部连接单元10的第一上部连接件101的第一端，和下部连接单元30的第一下部连接件301的第一端。

可选择地，转轴90可位于邻近上部连接单元10的第一上部连接件101的第一端和下部连接单元30的第一下部连接件301的第一端的位置。

此外，与运动转换器70啮合的单向轴承901套装在转轴90上，或位于上部和下部连接单元10和30的左侧或右侧，或位于上部和下部连接单元10和30的相对侧的每一侧。

单向轴承901是具有仅能向一个方向传递动力的结构的轴连接(shaftcoupling)，也称为单向联轴器(clutch)。单向轴承901将往复的旋转运动(在齿条与小齿轮或曲柄与拉杆(lever)之间)转换为单向旋转运动，并阻止反向转动和不希望的转动。

单向轴承901是本领域技术人员容易实施的公知技术；因此省略了进一步的说明。

图2和3是图1所示上部和下部连接单元10和30的伸展和压缩操作的侧视图。

具体而言，如图2和3所示，运动转换器70包括活动杆701和转动板705。活动杆701的下端转动结合至第一下部连接件301的左侧或右侧，从而活动杆701的上端可绕其下端转动。转动板705的中央部分转动结合至第一上部连接件101的左侧或右侧。转动板705的第一端与套装在转轴90上的单向轴承901啮合。从转动板705的第二端延伸出连接杆703。连接杆703转动结合至活动杆701的上端。

如图2和3所示，根据上部和下部连接单元10和30的伸展和压缩，运动转换器70的转动板705在竖向方向上转动。转动板705的转动力经由单向轴承901传递至转轴90，从而当上部和下部连接单元10和30被伸展或压缩时，转轴90正向转动。由于上述结构，当上部和下部连接单元10和30被伸展或压缩时，转轴90更加容易正向转动。此外，运动转换器70更容易将上部和下部连接单元10和30的角运动转换为转轴90的旋转运动。

图4是本发明第二实施方式的运动转换装置3的立体图。图5是沿图4中的A-A线得到的剖视图。

与第一实施方式的方式相同，本发明第二实施方式的运动转换装置3包括上部连接单元10、下部连接单元30、把手50、运动转换器70和转轴90。

在第二实施方式中，如图4所示，把手50设置在连接至固定杆710第二端的竖向支撑件501的上端，从而可以向左右转动，使得把手50位于邻近上部连接单元10的第二上部连接件107的第二端和下部连接单元30的第二下部连接件303的第二端的位置。

此外，如图4和5所示，第二实施方式的运动转换器70包括固定杆710和转换单元730。第二上部连接件107的第二端和第二下部连接件303的第二端分别连接至固定杆710第二端的上表面和下表面，从而可进行转动。此外，转轴90转动结合至固定杆710的第一端，从而转轴90位于邻近第一上部连接件101的第一端和第一下部连接件301的第一端的位置。转换单元730包括活动支架731和齿条733。活动支架731连接至固定杆710的第一端，从而可沿纵向移动，并且位于邻近转轴90的第一或第二端的位置。第一上部连接件101的第一端和第一下部连接件301的第一端分别连接至活动支架731一端的上表面和下表面，从而可进行转动。齿条733位于活动支架731的上板或下板的内表面上，并且与套装在转轴90的第一或第二端上的单向轴承901啮合。当上部连接单元10和所述下部连接单元30被伸展和压缩时，齿条733做线性运动。因此，当上部连接单元10和所述下部连接单元30被伸展和压缩时，转轴90正向转动。

在固定杆710的第一端的上表面和下表面上形成有导向槽711。每一导向槽711具有预定的深度，并沿固定杆710的纵向延伸了预定的长度。沿导向槽711移动的活动轮735转动结合至转换单元730的活动支架731的两端。

图6和7是伸展和压缩图4所示上部和下部连接单元10和30的操作的侧视图。

具体而言，如图6和7所示，当上部连接单元10和下部连接单元30被伸展和压缩时，转换单元730的齿条733连同活动支架731一起沿纵向做线性运动，活动支架731在邻近转轴90的第一或第二端的位置处滑动连接至固定杆710的第一端。齿条733的线性运动经由单向轴承901传递至转轴90，从而当上部连接单元10和下部连接单元30被伸展或压缩时，转轴90正向转动。由于上述结构，当上部和下部连接单元10和30被伸展或压缩时，转轴90更容易做正向转动。此外，运动转换器70更容易将伸展和压缩上部和下部连接单元10和30产生的齿条733的线性运动转换为转轴90的旋转运动。

图8和9是图5所示齿条733沿横向在活动支架731内滑动的操作的剖视图。

转换单元730的齿条733设置在活动支架731的上板或下板的内表面上，从而可沿横向移动。优选地，齿条733构造为使其选择性地啮合可转动地套装在转轴90的第一或第二端上的单向轴承901。

具体而言，如图8a和8b所示，转换单元730的齿条733可构造为使其受导线110和弹性构件130的作用，沿横向在活动支架731内移动。此时，导线110一端连接至齿条733的第一表面，且第二端连接至设置在把手50上的独立的控制柄(未示出)。弹性构件130包括水平设置在活动支架731的上板或下板上的弹簧等等。弹性构件130的第一端连接至齿条733的第一表面，且第二端连接至活动支架731的内表面。

因此，当使用者拉动所述控制柄时，导线110被拉向把手50。因而，如图8b所示，弹性构件130被拉伸，且齿条733同时向左移动并与单向轴承901啮合。

当使用者释放所述控制柄时，弹性构件130被压缩，从而弹性构件130的弹性力使齿条733向右移动，如图8a所示。因而，齿条733与单向轴承901分离。

特别是，当处于转换单元730的齿条733与单向轴承901分离的状态时，如果需要，使用者可以反向转动与后轮连接的转轴90，下文将对其做进一步说明。

同时，如图9所示，设置在活动支架731的上板或下板的内表面上，从而可沿横向移动的齿条733可构造为使齿条733的第一侧的高度h1大于第二侧的高度h2，并且在齿条733的第一侧和第二侧之间形成了具有预定深度的凹部733a，且凹部733a沿着齿条733的纵向延伸了预定的长度。在这种情况下，套装在转轴90的第一或第二端上的单向轴承901包括与齿条73的第一侧啮合的第一单向轴承910，和位于第一单向轴承910内侧、并与齿条733的第二侧啮合的第二单向轴承911。第二单向轴承911的直径大于第一单向轴承910的直径。在图9所示结构的情况下，可以控制转轴90的转速。

具体而言，如图9a、9b和9c所示，根据使用者拉动所述控制柄(未示出)的程度，齿条733的第一或第二侧可与第一或第二单向轴承910或911啮合，或者齿条733可与单向轴承901分离。

此时，由于第二单向轴承911的直径d2大于第一单向轴承910的直径的d1，因此齿条733的第二侧与第二单向轴承911啮合时转轴90的转速t2小于齿条733的第一侧与第一单向轴承910啮合时转轴90的转速t1(t1＞t2)。

如此，在图9的结构中，齿条733构造为使其第一侧的高度h1高于其第二侧的高度h2。齿条733沿横向在活动支架731的上板或下板上移动，并与第一和第二单向轴承910和911之一啮合，第一和第二单向轴承910和911套装在转轴90的第一或第二端上并具有不同的直径。因此，能够很容易控制转轴90的转速。

此外，如图9a所示，当使用者完全释放所述控制柄(未示出)时，齿条733与第一和第二单向轴承910和911完全分离。在这种状态下，如果需要，使用者可以反向转动与后轮连接的转轴90。

图10是本发明一变型的设置在转轴90两侧的转换单元730的立体图。图11是沿图10的线B-B取得的剖视图。

如图10和11中所示，转换单元730可包括第一和第二活动支架735和737，以及第一和第二齿条750和751。第一和第二活动支架735和737设置在固定杆710的第一端，从而可沿固定杆710的纵向移动，并且分别位于邻近转轴90的两端的位置。第一上部连接件101的第一端和第一下部连接件301的第一端连接至第一和第二活动支架735和737的上部和下部表面，从而可进行转动。第一和第二齿条750和751分别设置在第一活动支架735下板的内表面和第二活动支架737上板的内表面上。此外，第一和第二齿条750和751分别啮合套装在转轴90第一端上的第三单向轴承930的下部，和套装在转轴90第二端上的第四单向轴承931的上部。当上部连接单元10和下部连接单元30被伸展和压缩时，第一和第二齿条750和751连同第一和第二活动支架735和737一起做线性运动。因此，不仅在上部连接单元10和下部连接单元30被伸展时而且在被压缩时，转轴90均能正向转动。

此时，受导线110和弹性构件130的作用，第一和第二齿条750和751分别沿横向在第一活动支架735下板的内表面，和第二活动支架737上板的内表面上，以和图8中所示结构相同的方式移动。

如此，当上部连接单元10和下部连接单元30被伸展和压缩时，转换单元730的第一和第二齿条750和751连同第一和第二活动支架735和737一起沿纵向做线性运动，第一和第二活动支架735和737在邻近转轴90两端的位置处滑动连接至固定杆710的第一端。第一和第二齿条750和751的线性运动经由第三和第四单向轴承930和931传递至转轴90，从而不仅在上部连接单元10和下部连接单元30被伸展时而且在被压缩时，转轴90均能正向转动。由于上述结构，当上部和下部连接单元10和30被伸展和压缩时，转轴90更容易正向转动。

图12是本发明另一变型的转换单元730的视图，该转换单元730具有能沿横向移动的横向活动块970。

如图12所示，具有相同直径的第五和第六单向轴承950和951套装在转轴90的第一或第二端。具有小于第五和第六单向轴承950和951的直径的第七单向轴承953套装在转轴90上，且位于第五和第六单向轴承950和951之间。具有与第七单向轴承953相同的直径的第八单向轴承955套装在转轴90上，且位于第六单向轴承951和固定杆710的第一端之间。第五、第六、第七和第八单向轴承950、951、953和955彼此间隔固定的间距。转换单元730包括活动支架731；第一、第二、第三和第四弹性构件151、153、155和157；第三、第四、第五和第六齿条770、771、790和791；以及第一和第二横向活动块793和795。活动支架731连接至固定杆710的第一端从而可沿纵向滑动，并位于邻近转轴90的第一或第二端的位置。第一上部连接件101的第一端和第一下部连接件301的第一端分别转动结合至活动支架731的上表面和下表面。在活动支架731的上板和下板的内表面上设置了第一、第二、第三和第四弹性构件151、153、155和157。在第一和第二弹性构件151和153的下端与第六和第八单向轴承951和955之间设置了第三和第四齿条770和771。第一和第二弹性构件151和153的弹性力使第三和第四齿条770和771与第六和第八单向轴承951和955的上部啮合。第三和第四齿条770和771具有不同的高度。在第三和第四弹性构件155和157的上端与第五和第七单向轴承950和953的之间设置了第五和第六齿条790和791。第三和第四弹性构件155和157的弹性力使第五和第六齿条790和791与第五和第七单向轴承950和953的下部啮合。第五和第六齿条790和791具有不同的高度。在第三和第四齿条770和771的上端与活动支架731的上板内表面之间设置了第一横向活动块793，从而其可沿横向移动。第一横向活动块793控制了第三或第四齿条770或771与第六或第八单向轴承951或955啮合的强度。在第五和第六齿条790和791的下端与活动支架731的下板内表面之间设置了第二横向活动块795，从而其可沿横向移动。第二横向活动块795控制了第五或第六齿条790或791与第五或第七单向轴承950或953啮合的强度。当上部连接单元10和下部连接单元30被伸展和压缩时，第三、第四、第五和第六齿条770、771、790和791连同活动支架731一起做线性运动。在图12所示结构的情况下，不仅在上部连接单元10和下部连接单元30被伸展时并且在被压缩时，第三、第四、第五或第六齿条770、771、790或791的线性运动经由第五、第六、第七或第八单向轴承950、951、953或955传递至所述转轴90，使得转轴90持续正向转动。

如此，第三、第四、第五和第六齿条770、771、790和791连同活动支架731一起做线性运动，活动支架731在邻近转轴90的相应端的位置处连接至固定杆710的第一端，从而可沿纵向相对于固定杆710滑动。第三、第四、第五和第六齿条770、771、790和791的线性运动经由第五、第六、第七和第八单向轴承950、951、953和955传递至转轴90。因此，不仅在上部连接单元10和下部连接单元30被伸展时并且在被压缩时，转轴90均可正向转动。因此，使用者更容易通过反复实施伸展和压缩上部连接单元10和下部连接单元30的操作的方式转动转轴90。特别是，更容易利用第一和第二横向活动块793和795控制转轴90的转速。

具体而言，受导线150和弹性构件170的作用，第一和第二横向活动块793和795可沿横向在活动支架731内移动。此时，导线150的第一端连接至相应的第一和第二齿条793和795的第一表面，且第二端连接至设置在把手50上的独立的控制柄(未示出)。每一弹性构件170包括第一端连接至设置在活动支架731的上板和下板中每一者上的竖向突起的弹簧等等。此外，弹性构件170的第二端连接至相应的横向活动块793、795的第二侧。

换而言之，根据所述控制柄拉动导线150的程度和弹性构件170的弹性力，第一和第二横向活动块793和795沿横向移动。

例如，如图12所示，当受相应导线150和相应弹性构件170的作用，第一横向活动块793移动到第三齿条770上端与活动支架731上板之间的空间时，第二横向活动块795移动到第五齿条790下端与活动支架731下板之间的空间，受第一和第二横向活动块793和795的作用，第三和第五齿条770和790更强力地啮合第六单向轴承951和第五单向轴承950。在这种状态下，当第三和第五齿条770和790连同活动支架731一起做线性运动时，力从第三和第五齿条770和790经由第五和第六单向轴承950和951传递至转轴90。从而，转轴90做正向转动。

此时，第四和第六齿条771和791处于与第八单向轴承955上部和第七单向轴承953下部以相对较小的力啮合的状态，该力仅利用了第二和第四弹性构件153和157的弹性力。因此，当第三和第五齿条770和790连同活动支架731一起做线性运动时，第四和第六齿条771和791在与第八和第七单向轴承955和953接合的同时做着上下运动。

换而言之，第四和第六齿条771和791不能通过第八和第七单向轴承955和953使转轴90做正向转动。

在具有上述构造的本发明运动转换装置3中，使用者坐在设置在上部连接单元10上的坐垫103上，随后利用他/她的重量和设置在下部连接单元30两侧的踏板305，反复进行伸展和压缩上部和下部连接单元10和30的运动。因此，使用者可以有效地进行腰部和腿部的锻炼。

图13和14是具有本发明的运动转换装置3的脚踏车5的立体图。

在第一和第二实施方式的运动转换装置3中，前轮51转动结合至竖向支撑件501的下端，且后轮53套装在转轴90的中间部分或者两端中的每一端。因此，如图13和14所示，本发明提供了受使用者作用向前或向后移动的脚踏车5。

如此，通过将前轮51和后轮53连接至竖向支撑件501和运动转换装置3的转轴90，可提供能向前或向后移动的脚踏车5。特别地，使用者能在使脚踏车5向前移动的同时，进行腰部和腿部的锻炼。

同时，虽然未显示在图中，本发明的脚踏车5可进一步包括驱动马达和蓄电池，在控制单元的控制下驱动马达可双向转动前轮51或后轮53，而蓄电池给驱动马达供电。

在这种情况下，驱动马达连接至设置在前轮51的轴510上或转轴90上，其中前轮51设置在竖向支撑件501的下端，后轮53紧固在转轴90上。

例如，可使用公知的轮毂(hub)马达作为驱动马达，但不限于轮毂马达。

蓄电池通过螺栓可拆卸地紧固到固定杆710上。

由于前轮51或后轮53可自动向前或向后转动，骑行脚踏车5的使用者可方便地移动，而无需实施伸展和压缩上部和下部连接单元10和30的操作。

图15和16是具有本发明运动转换装置3的训练器7的立体图。

本发明可提供使用第一或第二实施方式的运动转换装置3的训练器7，例如室内训练脚踏车。

具体而言，如图15和16所示，第一和第二实施方式的运动转换装置3可紧固至置于支撑地面上的独立的底座300。

此时，虽然未显示在图中，在底座300上可设置加载装置，以通过将摩擦力应用到转轴90的方式控制应用到转轴90的负载。

所述加载装置可通过使用重力的重力施加法、使用粘性流体阻力的液压缸、给轮子施加摩擦力的制动器或者磁性方法来实现，其中磁性方法利用了当磁性体靠近旋转的导体时会产生感应电流的原理。这是本领域技术人员容易实施的公知技术，因此省略了进一步的说明。

在包括本发明运动转换装置3的诸如室内训练脚踏车的训练器7的情况下，使用者能够更有效地通过调整转轴90的转动负载的方式进行腰部和腿部的锻炼。

工业应用性

如上所述，在本发明中，坐在设置在上部连接单元上的坐垫上的使用者，利用他/她的重量和设置在下部连接单元两侧的踏板，反复实施伸展和压缩上部和下部连接单元的运动。因此，使用者能够更有效地进行腰部和腿部的锻炼。

虽然，为了说明的目的对本发明的优选实施方式进行了描述，本领域技术人员可以理解，在不背离所附权利要求中公开的本发明的范围和精髓的前提下，可以做出各种更改、增加和替换。

Claims (10)

1.一种运动转换装置，包括：

上部连接单元，其包括第一上部连接件和第二上部连接件，第一上部连接件的第二端绕其第一端上下转动，而第二上部连接件的第一端转动结合至第一上部连接件的第二端，从而第二上部连接件的第一端可连同第一上部连接件的第二端一起绕第二上部连接件的第二端上下转动，在第一和第二上部连接件之一上设置了坐垫；

下部连接单元，设置在上部连接单元之下，其包括第一下部连接件和第二下部连接件，第一下部连接件的第一端转动结合至第一上部连接件的第一端，从而第一下部连接件的第二端可绕其第一端转动，且第二下部连接件的第二端转动结合至第二上部连接件的第二端，第二下部连接件的第一端转动结合至第一下部连接件的第二端，从而第二下部连接件的第一端可连同第一下部连接件的第二端一起绕第二下部连接件的第二端上下转动；

把手，连接至与所述上部和下部连接单元的第二端邻近设置的竖向支撑件的上端；

运动转换器，将伸展和压缩所述上部和下部连接单元所产生的角运动或线性运动转换为旋转运动；

转轴，配设有套装在所述转轴上的单向轴承，所述单向轴承与所述运动转换器啮合，从而所述运动转换器产生的旋转运动经由所述单向轴承传递至所述转轴，以转动该转轴。

2.根据权利要求1所述的运动转换装置，其特征在于，所述运动转换器包括：

活动杆，所述活动杆的下端转动结合至所述第一下部连接件的左侧或右侧，从而所述活动杆的上端可绕其下端转动；

转动板，所述转动板的中央部分转动结合至所述第一上部连接件的左侧或右侧，所述转动板在其第一端与套装在所述转轴上的单向轴承啮合，从所述转动板的第二端延伸出连接杆，该连接杆转动结合至所述活动杆的上端，

其中，根据所述上部和下部连接单元的伸展和压缩，所述转动板可上下转动，并且所述转动板的旋转力可经由所述单向轴承传递至所述转抽，从而当所述上部和下部连接单元被伸展或者压缩时，所述转轴正向转动。

3.根据权利要求1所述的运动转换装置，其特征在于，所述运动转换器包括：

固定杆，其具有第一端和第二端，其中，所述转轴转动结合至固定杆的第一端，从而所述转轴位于邻近所述第一上部连接件的第一端以及所述第一下部连接件的第一端的位置；所述第二上部连接件的第二端和所述第二下部连接件的第二端转动结合至固定杆的第二端；

转换单元，其包括活动支架和齿条，所述活动支架连接至所述固定杆的第一端从而可沿纵向移动，该活动支架邻近所述转轴的第一或第二端设置，其中所述第一上部连接件的第一端和所述第一下部连接件的第一端分别连接至所述活动支架一端的上表面和下表面从而可进行转动；所述齿条设置在所述活动支架的上板或下板的内表面上，该齿条与套装在所述转轴的第一或第二端上的单向轴承啮合，从而通过伸展和压缩所述上部连接单元和所述下部连接单元使所述齿条做线性运动，从而当所述上部和下部连接单元被伸展或压缩时，所述转轴正向转动。

4.根据权利要求3所述的运动转换装置，其特征在于，所述转换单元的齿条设置在所述活动支架的上板或下板的内表面上，从而可沿所述活动支架的横向移动，使得所述齿条选择性地与可转动地套装在所述转轴的第一或第二端上的单向轴承啮合。

5.根据权利要求4所述的运动转换装置，其特征在于，所述齿条的第一侧的高度高于其第二侧的高度，并且在所述齿条的第一和第二侧之间形成了具有预定深度的凹部，该凹部沿所述齿条的纵向延伸预定的长度，并且所述单向轴承包括与所述齿条的第一侧啮合的第一单向轴承和位于第一单向轴承内侧的第二单向轴承，第二单向轴承与所述齿条的第二侧啮合，其中第二单向轴承的直径大于第一单向轴承的直径，从而可以控制所述转轴的转速。

6.根据权利要求3所述的运动转换装置，其特征在于，所述单向轴承包括套装在所述转轴的第一端上的第三单向轴承，和套装在所述转轴的第二端上的第四单向轴承，

且所述转换单元包括：

第一和第二活动支架，其设置在所述固定杆的第一端上、从而可沿所述固定杆的纵向移动，所述第一和第二活动支架分别邻近所述转轴的第一和第二端设置，其中所述第一上部连接件的第一端和所述第一下部连接件的第一端连接至所述第一和第二活动支架的上表面和下表面从而可进行转动；和

第一和第二齿条，该第一和第二齿条分别设置在所述第一活动支架的下板的内表面和所述第二活动支架的上板的内表面上，所述第一和第二齿条分别与所述第三单向轴承的下部和所述第四单向轴承的上部啮合，

从而当所述上部连接单元和下部连接单元被伸展和压缩时，所述第一和第二齿条连同所述第一和第二活动支架一起做线性运动，从而当所述上部连接单元和下部连接单元均被伸展和压缩时，所述第一和第二齿条的线性运动经由所述第三和第四单向轴承传递至所述转轴，使得所述转轴正向转动。

7.根据权利要求3所述的运动转换装置，其特征在于，所述单向轴承包括：套装在所述转轴的第一或第二端上的第五和第六单向轴承，第五和第六单向轴承具有相同的直径；套装在所述转轴上、位于第五和第六单向轴承之间的第七单向轴承，第七单向轴承的直径小于第五或第六单向轴承的直径；和套装在所述转轴上、位于第六单向轴承和所述固定杆的第一端之间的第八单向轴承，第八单向轴承的直径与第七单向轴承的直径相同，其中所述第五、第六、第七和第八单向轴承彼此间隔固定的间距，

且所述转换单元包括：

活动支架，其连接至所述固定杆的第一端从而可沿纵向滑动，该活动支架邻近所述转轴的第一或第二端设置，其中所述第一上部连接件的第一端和所述第一下部连接件的第一端分别连接至所述活动支架端部的上表面和下表面从而可进行转动；

第一、第二、第三和第四弹性构件，其设置在所述活动支架的上板和下板的内表面上构件；

第三和第四齿条，其设置在所述第一和第二弹性构件的下端与第六和第八单向轴承的上部之间，第一和第二弹性构件的弹性力使第三和第四齿条与第六和第八单向轴承的上部啮合，第三和第四齿条具有不同的高度；

第五和第六齿条，其设置在第三和第四弹性构件的上端与第五和第七单向轴承的下部之间，第三和第四弹性构件的弹性力使第五和第六齿条与第五和第七单向轴承的下部啮合，第五和第六齿条具有不同的高度；

第一横向活动块，其设置在第三和第四齿条的上端与所述活动支架的上板内表面之间，从而其可沿所述活动支架的横向移动，第一横向活动块控制了第三或第四齿条与第六或第八单向轴承啮合的强度；以及

第二横向活动块，其设置在第五和第六齿条的下端与所述活动支架的下板内表面之间，从而其可沿所述活动支架的横向移动，第二横向活动块控制了第五或第六齿条与第五或第七单向轴承啮合的强度，

其中当所述上部连接单元和所述下部连接单元被伸展和压缩时，所述第三、第四、第五和第六齿条连同所述活动支架一起做线性运动，从而当所述上部连接单元和所述下部连接单元均被伸展和压缩时，所述第三、第四、第五或第六齿条的线性运动经由所述第五、第六、第七或第八单向轴承传递至所述转轴，使得所述转轴正向转动。

8.一种脚踏车，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的运动转换装置；和与所述竖向支撑件及所述运动转换装置的转轴连接的前轮和后轮。

9.根据权利要求8所述的脚踏车，其特征在于，还包括转动所述前轮或后轮的驱动马达；以及给所述驱动马达供电的蓄电池。

10.一种训练器，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的运动转换装置。

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