f336629 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ' 本發明與運動器材有關，特別是關於一種可隨使用 ‘ 者施力變化即時變換運動軌跡的運動器材。 【先前技術】 目前的運動器材例如：橢圓機、踏步機、健身腳踏 車、電動跑步機等等，大部分是設計者根據人類的運動 _ 模式，而研發不同型態的運動器材，藉著使用者使用不 • 同的運動器材，可以模擬各種運動型態，藉以訓練身體 . 的各部位，例如：使用踏步機模擬上下階梯的運動、使 用橢圓機模擬跑步運動、使用健身腳踏車模擬在戶外使 用腳踏車等等，然而由於運動器材機構的設計限制，往 往單一運動器材只能提供一種運動模式，如果使用者希 望進行不同的訓練，就必需準備更大的空間擺放多種運 動器材，無形中在空間使用和經費運用上顯得較浪費。 • 除了常見的單一種運動器材大多只能提供單一運動 模式的限制，如果使用者希望在運動過程中調整運動執 跡或者改變運動模式，目前常見的運動器材大多需要使 用者在運動過程中自行控制儀錶，藉由運動器材的電控 系統改變運動器材的運動軌跡或運動模式，運動器材的 機構本身無法做到立刻配合使用者希望的運動型態，也 就是習知運動器材自由度較為不足，使得使用者運動 時，無法隨心所欲的操作機器，例如：如果使用者正在 進行高強度的訓練，當身體不堪負荷時，現行的運動器 5 材無法做到立刻地改變運動執跡，降低運動強度，無形 中對於使用者就存在潛在的危險，而且使用者無法隨心 所欲地即刻改變運動型態，也較不符合人類正常的運動 行為。 因此，習知的各種運動器材，提供給使用者的各種 運動模式大多較缺乏自由度，無論是受限於運動軌跡或 者運動模式，往往讓使用者運動時感受到諸多限制。 【發明内容】 本發明旨於改進上述缺點，主要目的在於提供一種 可隨使用者施力變化即時變換運動軌跡的運動器材，能 夠提供使用者的腳部原地踩踏或在一可變行程的運動軌 跡繞轉，而且能夠即時地配合使用者的施力大小改變運 動轨跡與運動模式，不需要再透過儀錶控制運動器材的 運動執跡或運動模式。 為了達成前述目的，本發明所提供的可隨使用者施 力變化即時變換運動軌跡的運動器材包含有：一骨架； 左、右二懸臂，各具有一樞接部、至少一承吊部及一擺 動部，其中樞接部樞接於骨架，並使得懸臂可以相對於 骨架上下擺動；左、右二擺盪機構，各具有與各懸臂的 承吊部數量對應的擺臂，各擺臂具有相對位在較上方的 一樞接端及位在較下方的一擺盪端，前述樞接端樞接於 對應的承吊部，並使得擺盪端可以相對於骨架前後擺 動；一連動機構，聯結於左、右二懸臂之間，使得左、 右二懸臂的上下擺動可以相互連動並且大致呈現反方向 1336629 動作；左、右二踏板，分別聯結於前述二擺臂的擺盪 端，供使用者使用運動器材時踩踏。 【實施方式】 以下即配合附圖詳細說明本發明上揭技術特徵的若 干較佳實施例結構。 請參考第一圖，第一圖是本發明之一較佳實施例的 立體圖，其中運動器材（1)包含有一骨架（10)，用以支 撐、安裝其他構件，其主要包含有一底座（11)，在底座 (11)左、右兩側設有形狀對稱的左、右支撐架（12)，而 前、後側保持前後暢通，使得骨架（10)前、後部分別形 成第一、第二進出空間（13〇(13b)，使用者可以選擇從 第一或第二進出空間（13f)(13b)進入使用本運動器材（1) (後詳）。 請參考第二圖，第二圖是本較佳實施例的頂視圖， 其中左、右二懸臂（20L)(20R)概沿前後方向延伸，前後 兩端分別形成一擺動部（23)及一樞接部（21)，且兩端之 間另外設有一第一承吊部（22a)及一第二承吊部（22b)， 其中的第二承吊部（22b)鄰近於前述枢接部（21)。各懸 臂（20L)(20R)將其樞接部（21)依一左右軸向的樞軸（A) 樞接在骨架（10)對應側邊的支撐架（12)頂側後端，使得 各懸臂（20L)(20R)能以前述樞軸（A)為圓心上下擺動。 請參考第一圖，於骨架（10)的前端設有一連動機構 (30)，其主要包含有：二第一傳動輪（31)，分別樞設於 7 1336629 前述左、右支撐架（12);二第二傳動輪（32)，分別與前 述二第一傳動輪（31)同軸固接；左、右二曲柄 (33L)(33R)，内端分別與前述第一傳動輪（Μ)同轴固 接’且二曲柄大致呈180。相對；左、右二連桿 (34L)(34R)，其中右連桿（341〇的一端樞接於前述右懸 臂（20R)的擺動部（23)，另一端則與前述右曲柄（3犯）的 外端樞接，形成可在一圓形軌跡繞轉的一迴繞部位，另 一左連桿（34L)與其他構件聯結關係亦同上述右連桿 (34R)，但是因為前述二曲柄（3礼）（3服）呈18〇。相對， 使得左連桿（34L)與左曲柄（33L)樞接所形成的迴繞部 位，與前述右連桿（34R)與右曲柄（33R)樞接的迴繞部位 也以180°相對繞轉；一傳動軸（36a)，呈左右軸向樞設 於前述底座（11)前方靠近地面處，受一護管所包覆，另 外二第二傳動輪（36b)分別同軸固接於傳動轴（36a)的兩 端；二第一傳動帶（37) ’分別套接於前述第二傳動輪 (32)與第三傳動輪（36b)。藉由第一傳動帶（37)、傳動 軸（36a)等的聯結傳動，左、右兩侧的第一傳動輪（31) 會保持同步轉動，換言之’左、右的二曲柄（3礼） (33R)始終維持180°相對’因此使得前述左、右二淨臂 (20L)(20R)運動時呈相對方向的上下擺動，例如當其中 一懸臂的擺動部擺動向上時，藉著前述連動機構（3〇)驅 動使得另一懸臂的擺動部相對的擺動向下。 請參考第一圖，本較佳實施例採用二飛輪（35)分別 樞設於底座（11)，二第二傳動帶（38)各套接於前述二第 8 一傳動輪（31)和二飛輪（35)之間，使得第一傳動輪（31) 帶動飛輪（35)轉動時，飛輪（35)同時也回饋慣性給傳動 機構，並且為了使得前述左、右二懸臂（20L)(20R)上下 擺動時獲得等量的慣性，因此本較佳實施例在底座（11) 相對兩處裝設二具飛輪（35)。另外，也可以在本較佳實 施例中裝設各種習知的阻力裝置，例如於飛輪（35)加裝 業界常用的渦電流制動器（ECB)等，前述阻力裝置則可 受控於一電子式操控面板。（註：此為習知技藝，因此 圖中未示） 同樣的請參考第二圖，左、右二擺盪機構 (40L)(40R)各包含有一第一擺臂（42a)及一第二擺臂 (42b)，前述二擺臂（42a)(42b)各包含有一樞接端（43a) 及一擺盪端（43b)，並分別將樞接端（43a)樞接於對應的 懸臂的第一承吊部（22a)和第二承吊部（22b);二扭簧 (41)，分別設於左、右第一擺臂（42a)的樞接端（43a)與 對應的第一承吊部（22a)之間，藉以限制擺盪機構的自 由擺盪範圍。（例如往前後各可擺盪45°，當超過該範圍 時，則需克服指數性上升的彈力） 請參考第二圖，左、右二踏板（44L)(44R)以大致平 行於地面，對應地聯結於二擺臂（42a)(42b)的擺盪端 (43b)之間，使得踏板（44L)(44R)可以相對於懸臂 (20L)(20R)前後擺盪。另外，前述左、右二擺盪機構 (40L)(40R)所包含的二擺臂（42a)(42b)在不同實施例 中，亦可採用其他可發揮相同作用的機構元件，例如只 Ϊ336629 採用單一擺臂，而踏板則固接在擺臂底端。 當使用者以面向骨架（10)前端，也就是從骨架（10) 後端的弟二進出空間（13b)進入本運動器材踩踏左、右 二踏板（44L)(44R)時’如第三圖，第三圖是本較佳實施 例的側視圖，其中左、右二踏板（44L)(44R)處於縱向相 對位移最大處，也就是左、右二懸臂（2〇L)(20R)相對地 擺動到最尚、最低處；如果使用者不使力向前，僅單純 地原地踩踏，則配合上述連動機構（3〇)以及左、右二懸 臂（20L)(20R)，可使得左、右二踏板（44L)(44R)—上一 下呈反向連動運動，配合飛輪（35)可提供左、右二懸臂 (20L)(20R)上下擺動的慣性，另外可透過前述阻力裝置 調整運動阻力，則此一較佳實施例可模擬踏步的運動模 式。本實施例的連動機構（3〇)聯結方式，如前述在骨架 (10)前後端形成雙進出空間’即第一進出空間（13f)和 第二進出空間（13b) ’使用者可選擇從不同的面向踩上 踏板（44L)(44R)進行運動，若使用者從骨架（1〇)前端的 第一進出空間（13f)進入本運動器材，面向骨架（1〇)後 方踩踏左、右二踏板（44L)(44R)(註：右腳採前述左踏 板（44L)) ’由於此狀態下對應於使用者腳尖的第二承吊 部（22b)相對於對應使用者腳跟的第一承吊部（22a)距離 樞接部（21)較近’因此腳跟活動距離大與腳尖，而產生 不同於上述使用者面向前方時的運動模式。在其他實施 例中’亦可調整第一、第二承吊部（22a)(22b)與樞接部 的（21)的間距’間距越大則踏板（44L)(44R)上下活動距 •1336629 離越大。 請參考第四圖’第四圖是本較佳實施例的側視圖， 其中左、右二擺盪機構（40L)(40R)處於一微量擺動狀 態；同上，當使用者面向骨架（10)前端踩踏左、右二踏 板（44L)(44R)時，如果使用者實施一輕量運動，例如慢 跑等小步幅運動’則左、右二擺盡機構（40L)(40R)隨著 使用者施力變化呈現如第四圖的小幅度擺盪，配合前述 左、右二懸臂（20L)(20R)上下反向地連動擺動，則在踏 板（44L)(44R)處即可形成一類似卵形的運動執跡（pi)， 亦即使用者以此面向使用運動器材時，因為使用者腳尖 端距離樞接部距離較遠，因此卵形的運動軌跡（P1)呈現 靠近骨架（10)前方較大，後方較小的形狀。若使用者從 第一進出空間（13〇進入本運動器材，面向骨架（10)後 端踩踏左、右二踏板（44L)(44R)，因為使用者腳尖端距 離樞接部距離較短’因此產生另一卵形且異於前述軌跡 (P1)的運動軌跡（P2) ’也就是（P2)以使用者的方向呈現 前小後大的形狀，藉此進行不同模式的運動。 如果使用者希望進行強度較高的訓練，則更用力地 擺盪左、右二擺盪機構（40L)(40R)，如第五圖所示，其 中左、右二擺盪機構處於一相對劇烈的擺動狀態；左、 右二擺盪機構（40L)(40R)隨著使用者施力，擺盪的幅度 更加劇烈，一樣地配合前述左、右二懸臂（20L)(20R)上 下反向地連動擺動’在踏板（44L)(44R)處即可形成一前 後長度更長的運動轨跡（P3)。如上述，若使用者從第一 I336629 =出空間（13f)進人本運動器材，面向骨架（⑻後端踩 踏左、右二踏板（44L)(44R) ’則產生另一以使用者的方 向形狀異於⑽的運動執跡⑽。讀者應知，上述各種 運動轨跡僅是本較佳實施例幾種典型的運動模式，實際 上使用者使用本運動器材時產生的運動轨跡具有高度自 由性，軌跡可在任-時點隨著使用者突然的施力變化而 改變，並不僅侷限於上述的幾種運動樣態。
另外，為了令使用者便於使用，也可在本較佳實施 例中加裝把手（圖中未示），把手可由擺臂往上延伸並與 毛t逢機構（40L)(40R)反向運動，或者在骨架（1〇)設一固 定式把手。
請參考第六圖，圖中所示為當使用者面向骨架（1〇) 知端時的右部機構’圖中所示的踏板（44R)對應於使用 者的腳部包含一腳尖端（45a)及一腳跟端（45b);以右懸 l(20R)樞設於支撐架（12)的樞接部（21)為支點，而前 竣腳尖端（44a)沿著平行於前述第一擺臂（42a)投影於右 懸臂（20R)的位置（約略是前述第一承吊部（22a))距離樞 接部（21)所形成的施力臂L1，大於腳跟端（44b)沿著平 行於第二擺臂（42b)投影於右懸臂（20R)的位置（約略是 第二承吊部（22b))距離樞接部（21)所形成的施力臂L2， 因此當使用者踩踏踏板（44L)(44R)開始擺盪前述左、右 二擺盪機構（40L)(40R)時，由人體工學的觀點而言，當 使用者施力於踏板要跨步向前時，使用者腳尖施力會大 於腳跟施力，配合前述施力臂L1大於L2，因此腳尖端 )2 1336629 (43a)力矩大於腳跟蠕（43b)力矩，將會更為容易驅動本 較佳實施例開始運作。同樣的要達成上述優點’若在其 他的可能實施例中採用單一擺臂的擺盪機構’則只要承 吊部位於枢接部的前方即可（對使用者而言），也就是當 使用者踩踏在踏板要開始操作器材時，樞接部大致在使 用者腳部的後方。若採用二擺臂的擺盪機構，當使用者 使用運動器材時，樞接部大致位於使用者腳部的後方， 至多不超過擺臂的二承吊部其前後最大間隔距離的中 點，仍然能具有上述容易驅動運動器材的優點。 各前述擺盪機構（40L)(40R)及對應踏板（44L)(44R) 在本較佳實施例中為一四連桿機構，在施行前述運動 時’四連桿機構可使得使用者的腳部和踝部在擺盪過程 中較不會隨著踏板而有劇烈的角度變化，在其他實施例 中亦可採用其他相同發明精神的機構。 前述左、右二懸臂（20L)(20R)各具有一枢接部 (21)、一第一承吊部（22a)、一第二承吊部（22b)及一擺 動部（23)’其中’前述部位的排列順序和承吊部數量在 不同實施例中可能有不同的組合，踏板（44L)(44R)的踩 踏部位亦可能位於相對擺臂的不同位置。例如於本較佳 實施例中’第一承吊部（22a)和第二承吊部（22b)介於樞 接部（21)和擺動部（23)之間，對應前述二承吊部而有第 一擺臂（42a)和第二擺臂（42b)，大致互相平行地樞接於 其上’而踏板（44L)(44R)則聯結在第一擺臂（42a)和第 二擺臂之間（42b);另一可能實施例也可能採用各部位 13 UJ6629 不同的排列順序與不同的踏板聯結位置 =機構I樞接部介於二承_及_卩二= ，可设於二承吊部之間’踏板_踏部位射向 位於二承吊部的前方或後方(圖中未示)；或者 ""σί^丨於二承吊部以及樞接部之間丨甚而將二承吊邱 •分開’ 人擺動部或樞接部使其介於:= 之間(圖令未示)，·或者二承吊部的其，之一盘擺 樞接部大致重疊的情形料，例如第 例 =接卿與第二承吊部⑽)距離相當近本:二 ^的各部位依魏量而相應的各種㈣方式都是可能 的貫施m採輕歸賴射，踏板的踩踏部位 設於雙擺臂前方、後方或雙擺臂之間而有多 在本較佳實_中，為了讓使用者能以雙方向進入 使用此運動器材⑴，而採用前述連動機構（⑻，在呈 =可能實施例中，單純為了使左、右二懸臂（紙）（2〇r) 效目ί動的大致呈現反方向動作，亦可能採用其他等 效的機構，例如： (-)連動機構包含一傳動輪、1、右二曲柄和 左、右二連桿，前述傳動輪樞設於骨架，左、 同曰軸樞接於傳動輪，且如前述呈180。相對，左、右二連 桿同前述的連接方式，一端連接懸臂的擺動部，另一端 义別與曲柄連接’分別形成一可在圓形執跡繞迴繞 部位； 1336629 ^-乂用—槓桿’槓桿十心 :::對::架上下擺動，並且兩端二::; 一左右一懸臂的擺動部枢接； 以緊3=骨輪與聯接繩’滑輪樞設於骨架，聯接織 狀㈣經滑輪且兩端分別與左、右二懸臂的擺動 槓
或其他可達到相同目的的曲柄、連桿 桿、傳動輪、聯接繩的組合。 听 嬙，：可知本發明不需要如習知的橢圓機或跑步 α控系統控制運動軌跡或運動速度，使用者可 自行決定想要的運關式而選擇腿部施力方式，無論是 踩踏、走路、慢跑、快跑科，機構本身即可馬上配合 使用者的腿部出力即時改變擺i幅度大小，進而反應: ㈣器材具有多樣化的運動執跡，並且本較佳實施例以 具運動裔材同時兼具了類似橢圓機、電動跑步機、踏 步機等功能的運動器材，使用者不需要為了實施多種運 動，而需要多種運動器材，因此本發明也達到節省使用 空間和節省費用的優點。 以上所述及圖面和實施例，僅是本發明若干較佳實 靶型悲，並不以此限定可能實施範圍，相關領域的一般 技術人員，應可在前述發明精神之下，變動若干不影響 貫質功能的機構排列或置換，因此本發明所主張之權利 範圍自應以申請專利範圍所述為準。 【圖式簡單說明】 1336629 第一圖是本發明一較佳實施例的立體圖，其中左、 右二擺盪機構處於自然靜止狀態； - 第二圖是本發明一較佳實施例對應第一圖狀態的頂 視圖， 第三圖是本發明一較佳實施例的側視圖，其中左、 右二踏板處於縱向相對位移最大處； 第四圖是本發明一較佳實施例的側視圖，其中左、 右二擺盪機構處於一微量擺動狀態；
第五圖是本發明一較佳實施例的侧視圖，其中左、 右二擺盪機構處於一劇烈擺動狀態； 第六圖是本發明一較佳實施例的侧面剖視圖，圖中 所示為二擺盪機構之一。 【主要元件符號說明】 1 運動器材 10 骨架 11 底座 12 支撐架 13f/b 第一 /第二進出空間 20L/R 左/右懸臂 21 柩接部 22a/b 第一 /第二承吊部 23 擺動部 30 連動機構 31 第一傳動輪 32 第二傳動輪 33L/R 左/右曲柄 34L/R 左/右連桿 35 飛輪 36a 傳動軸 36b 第三傳動輪 37 第一傳動帶 38 第二傳動帶 40L/R 左/右擺盪機構 41 扭簧 42a/b 第一 /第二擺臂 16 1336629 43a 樞接端 43b 擺盪端 44L/R 左/右踏板 45a7b 腳尖端/腳跟端 A 樞軸 P1/P2/P3/P4 運動執跡