TWI558444B

TWI558444B - 運動裝置

Info

Publication number: TWI558444B
Application number: TW104125117A
Authority: TW
Inventors: 黃鉉富; 劉翰霖
Original assignee: 岱宇國際股份有限公司
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2016-11-21
Also published as: US9604098B2; US20170036062A1; DE202015104469U1; JP3200800U; TW201706017A

Description

運動裝置

本發明係關於一種運動裝置，特別是一種踏步機。

踏步機是一種運動器材，可提升心跳速率、燃燒卡路里，以及提升心肌耐久力。

傳統踏步機設計中，使用者站在具有一預定阻力的兩個踏板上，雙腳施力使兩踏板交替提升，腳步的動作如同連續沿著樓梯往上，藉此鍛鍊腿部與臀部的肌肉。相較於跑步機，踏步機對於腿部的衝擊力較小，但使用上必須注意，以避免膝蓋受傷。

圖1A與圖1B顯示兩種傳統踏步機的結構與其踏板的運動軌跡。圖1A是一種定軸單連桿的結構，而圖1B是一種定軸雙連桿的結構。踏板20固定於連桿22，而連桿22的一端連接一軸21，使得踏板的運動軌跡P呈一外弧型，其中心指向背離使用者，此種運動軌跡不符人體工學，無法模擬實際的踏步、跨步，或登山運動。

美國專利US20120077645揭露一種踏步機，其中曲柄(crank arm)施力給擺管(linking units)，使得與擺管連接的連桿(pedal link)做前後位移。連桿具有滾輪(rollable anti-friction member)與踏板(pedal)樞接。當連桿往前位移，藉由滾輪帶動踏板，沿著爬升桿(ramp rod)往斜前上方移動。在上述結構中，踏板上升的推力不足，難以模擬實際的踏步、跨步，或登山運動。

關於習知技術的踏步機，還可參考台灣專利I458519，題為「可調式踏步機」，以及台灣專利I442955，題為「踏步機」等專利申請案。

習知技術的踏步機，無法克服「死點(dead point)」的問題。「死點」是指連桿機構中，當曲柄與連桿成一直線時，無法推動曲柄旋轉。

此外，習知技術的踏步機，無法針對不同的使用者，調整步幅的大小。

本發明係關於一種運動裝置，特別是一種踏步機。

本發明一實施例提供一種運動裝置，其包含一骨架、二搖擺管、二腳踏管、二踏板、一阻力裝置、二曲柄、二連動管、二滑動管，以及一步幅調整裝置。該二搖擺管分別位於該骨架的左右兩側，每個該搖擺管的一端樞接該骨架。該二腳踏管連接該二搖擺管，每個該腳踏管的一端樞接對應搖擺管的另一端。該二踏板連接該二腳踏管，每個踏板連接對應腳踏管的另一端。該阻力裝置設置於該骨架，具有一軸心，提供一操作阻力。該二曲柄分別位於該阻力裝置的兩側，每個該曲柄之一端連接該軸心。該二連動管連接該二曲柄與該二腳踏管，每個該連動管的一端連接對應曲柄的另一端，每個該連動管的另一端與對應腳踏管的一區域樞接。每個該滑動管的一端與骨架樞接，該二踏板滑動地連接該二滑動管。該步幅調整裝置設置於該骨架，並可動地連接每個該滑動管的另一端。

在一實施例，該步幅調整裝置包含一馬達、一螺桿，以及一套筒，該套筒具有內螺紋嚙合該螺桿，該馬達可驅動該螺桿旋轉，使得該套筒沿著該螺桿朝接近或遠離馬達的方向移動。

在一實施例，該骨架包含一基座與一主架，該基座位於一支撐面或一地面上方，該主架位於該基座上方。

在一實施例，該馬達的一端與該骨架的該主架樞接，該套筒的一端連接一橫桿，該二連動管的一端連接該橫桿。

在一實施例，該運動裝置尚包含一第一連桿、二第二連桿，以及一橫桿，該馬達的一端與該骨架的該基座樞接，該第一連桿的一第一端樞接該主架，該第一連桿的一第二端樞接該套筒，該二第二連桿位於該第一連桿的兩側，每個該第二連桿的一第一端與該第一連桿兩端之間的一部位樞接，每個該第二連桿的一第二端與該橫桿樞接，每個該滑動管的一第一端連接該橫桿，每個該滑動管的一第二端樞接骨架的該基座。

在一實施例，該運動裝置尚包含一滑座、一滑軌、二套環，該馬達的一端與該骨架的該基座樞接，該套筒樞接該滑座，該滑軌設置於該基座，該滑座設置於該滑軌上並可在該滑軌上滑動，該二套環連接該滑座並分別位於該滑座的左右端，每個該滑動管的一第一端樞接該主架，每個該滑動管的一第二端穿過一個對應套環。

在一實施例，該運動裝置尚包含一滑座以及二套環，該馬達的一端與該骨架的該基座樞接，該套筒樞接該滑座，該滑座設置於該基座上並可在該滑軌上滑動，該二套環連接該滑座並分別位於該滑座的左右端，每個該滑動管的一第一端樞接該主架，每個該滑動管的一第二端穿過一個對應套環。

在一實施例，其中每個該滑動管的形狀為一弧線，其圓心的方向，指向使用者的一部位。

在一實施例，其中該二滑動管與垂直方向的夾角愈大，則該二踏板的步幅愈小。

在一實施例，其中該二滑動管與垂直方向的夾角愈小，則該二踏板的步幅愈大。

在一實施例，其中每個該踏板具有一傾斜角，且該踏板運動至低點時的該傾斜角的角度，小於該踏板運動至高點時的該傾斜角的角度。

在一實施例，該運動裝置尚包含二壓覆輪組，每個該壓覆輪組連接一個該腳踏管，並可在一對應的該滑動管上做往復運動。

在一實施例，其中每個該壓覆輪組包含一前輪、一固定機構，以及一後輪，該前輪與該後輪分別位於該滑動管的前方與後方並與該固定機構樞接。

在一實施例，其中該前輪與該後輪具有一凹槽配合該滑動管的外形，使得該前輪與該後輪緊靠該滑動管。

1‧‧‧運動裝置

2‧‧‧運動裝置

3‧‧‧運動裝置

10‧‧‧骨架

11‧‧‧搖擺管

12‧‧‧腳踏管

13‧‧‧阻力裝置

14‧‧‧曲柄

15‧‧‧連動管

16‧‧‧滑動管

17‧‧‧踏板

18‧‧‧步幅調整裝置

19‧‧‧壓覆輪組

20‧‧‧踏板

21‧‧‧軸

22‧‧‧連桿

23‧‧‧操作介面

101‧‧‧基座

102‧‧‧主架

103‧‧‧立管

130‧‧‧軸心

132‧‧‧皮帶輪

134‧‧‧飛輪

181‧‧‧馬達

182‧‧‧螺桿

183‧‧‧套筒

190‧‧‧前輪

192‧‧‧後輪

194‧‧‧固定機構

1012‧‧‧軸

1013‧‧‧軸

1021‧‧‧第一連桿

1022‧‧‧第二連桿

1023‧‧‧橫桿

1024‧‧‧軸

1026‧‧‧滑軌

1027‧‧‧滑座

1028‧‧‧套環

L1‧‧‧步幅

L2‧‧‧步幅

L3‧‧‧步幅

L4‧‧‧步幅

L5‧‧‧步幅

L6‧‧‧步幅

P‧‧‧運動軌跡

P1‧‧‧運動軌跡

P2‧‧‧運動軌跡

P3‧‧‧運動軌跡

θ 1‧‧‧夾角

θ 2‧‧‧夾角

θ 3‧‧‧夾角

θ 4‧‧‧夾角

θ 5‧‧‧夾角

θ 6‧‧‧夾角

圖1A和圖1B顯示習知踏步機的結構與其踏板的運動軌跡。

圖2為立體圖，顯示根據本發明第一(較佳)實施例的運動裝置。

圖3為局部立體圖，顯示根據本發明較佳實施例的運動裝置。

圖4為側視圖，顯示圖2運動裝置的操作。

圖5為立體圖，顯示圖2運動裝置的操作。

圖6為側視圖，顯示圖2運動裝置的操作。

圖7為側視圖，顯示圖2運動裝置的操作。

圖8為局部立體圖，顯示根據本發明第二實施例的運動裝置。

圖9為側視圖，顯示根據本發明第二實施例的運動裝置。

圖10為側視圖，顯示根據本發明第二實施例的運動裝置。

圖11為局部立體圖，顯示根據本發明第三實施例的運動裝置。

圖12為側視圖，顯示根據本發明第三實施例的運動裝置。

圖13為側視圖，顯示根據本發明第三實施例的運動裝置。

以下將詳述本案的各實施例，並配合圖式作為例示。在一些實施例中，圖中顯示的範例可依照比例，但在其他實施例中，不需要按照比例。在一些實施例中，相同或相似的元件符號可代表相同、相似，或類比的元件及/或元素，但在某些實施例中，也可以表示不同的元件。在一些實施例中，描述方向的名詞，例如上、下、左、右、往上、往下、超過、上方、下方、後面、前面等可根據字面意義解釋，但在其他實施例中，也可以不根據字面意義解釋。此外，為了清楚表示本發明的某些元件，圖示中可能省略部分元件。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部這些特定細節的前提下，仍可實施。

圖2為立體圖，圖3為局部立體放大圖，顯示本發明第一實施例，也是較佳實施例的運動裝置1，其主要元件包含一骨架10、二搖擺管11、二腳踏管12、一阻力裝置13、二曲柄14、二連動管15、二滑動管16，二踏板17、一步幅調整裝置18。

參考圖2和圖3，上述二搖擺管11與二腳踏管12分別位在骨架10的左右兩側。每個搖擺管11與腳踏管12具有第一端和第二端。每個搖擺管11的第一端樞接骨架10，每個搖擺管11的第二端樞接一對應腳踏管12的第一端，而該對應腳踏管12的第二端連接一對應的踏板17。在本實施例，骨架10包含但不限於，一基座101與一主架102。基座101位於一支撐面或地面上，主架102位於基座101上方。作為例示而非限制，主架102上方具有一立管103，而立管103的一端連接主架102，另一端具有一操作介面23供使用者操作或控制。

參考圖2和圖3，上述二曲柄14分別位於阻力裝置13的兩側。阻力裝置具有一軸心130，每個曲柄14和每個連動管15具有第一端和第二端。每個曲柄14的第一端連接軸心130，第二端樞接對應連動管15的第一端，而該連動管15的第二端可與一對應腳踏管12的兩端點之間或中段部位樞接或連接。上述二滑動管16各具有第一端和第二端。其中每個滑動管16的第一端可動地連接步幅調整裝置18，第二端與骨架10樞接，例如，與骨架10的基座101樞接。步幅調整裝置18可改變滑動管16與垂直方向的角度，此將於稍後詳述。

參考圖2和圖3，當使用者的雙腳站在左右踏板17上，阻力裝置13提供一阻力給予使用者。此阻力的值可透過骨架10上方的操作介面23控制。在本較佳實施例，阻力裝置13可包含但不限於，一皮帶輪132以及一飛輪134。皮帶輪132的軸心130可具有雙向軸承(未圖示)連接上述兩曲柄130的第一端。使用者的踩踏操作，經由曲柄14驅動皮帶輪132，而皮帶輪132可驅動飛輪134旋轉。

參考圖2和圖3，在本較佳實施例，運動裝置1還包含兩個壓覆輪組19，每個壓覆輪組19分別包含一前輪190與一後輪192，其中後輪192的中心軸連接一個腳踏管12。前輪190與後輪192可分別位於滑動管16的前後方，且前輪 190與後輪192具有凹槽配合滑動管16的外形，使得前輪190與後輪192緊靠滑動管16。每個壓覆輪組19還可包含一固定機構194，用於固定前輪190與後輪192的位置。其中，固定機構194可為一連接片，前輪190與固定機構194樞接，後輪192與腳踏管12樞接，且後輪192的尺寸可大於前輪190。藉由上述結構，踏板17會被限制沿著滑動管16的弧線外型，在其上端與下端之間運動。圖4顯示壓覆輪組19的運動軌跡P1，並帶動踏板17做一弧形的運動軌跡P2。其中，當踏板17運動至低點時，其角度略為前傾或接近水平；運動至高點時，則較為傾斜，此符合踏步、跨步，或登山運動的人體功學，使操作者不會感到不適。另外，每個該壓覆輪組19可隨滑動管16的弧線外型而改變傾斜角，當壓覆輪組19運動至高點，壓覆輪組19較為水平；當壓覆輪組19運動至低點，壓覆輪組19較為傾斜。藉此，壓覆輪組19可緊貼滑動管16。根據本發明較佳實施例的壓覆輪組19，能提升踏板17運動時的穩固性。當踏板17的速度增快時，不會脫離滑動管16。

如圖4所示，運動裝置1在操作時，搖擺管11和連動管15帶動腳踏管12沿著一往復運動軌跡P3運動。如圖4所示，根據本發明較佳實施例的運動裝置，左右踏板17的運動軌跡P2，分別為一弧線，其圓心約略指向使用者的某部位，例如小腿或腳。習知技術運動裝置的踏板的運動軌跡，不符人體工學；然而，本案運動裝置1的踏板17的運動軌跡，符合人體工學。此外，由於曲柄14直接施力給腳踏管12，可改善習知技術的踏板往上推力不足的缺陷，配合人體工學的踏板運動軌跡P2，使與實際的踏步、跨步，或登山運動接近。此外，本案運動裝置1的踏板運動軌跡P2很滑順，可提升使用的舒適性，消除「頓點」。所謂「頓點」是指使用者踩踏時所感受的停滯。

圖5為立體圖，顯示圖2運動裝置1的踏板17的操作。如圖5所示，當曲柄14與連動管15重疊，此時左右踏板17並非在最上方與最下方的位置，左右踏板17可繼續被施力作動，避免習知運動裝置所產生「死點」的缺陷。

圖6和圖7為側視圖，顯示根據本發明圖2較佳實施例的運動裝置1。參考圖2、圖3、圖6和圖7，步幅調整裝置18的一端樞接於骨架10，例如樞接於基座101的一軸1012(圖2)，而步幅調整裝置18的另一端可動地連接滑動管16。例如，步幅調整裝置18可包含一馬達181、一螺桿182、一套筒183。其中馬達181可驅動螺桿182旋轉，套筒183具有內螺紋嚙合螺桿182，當馬達181驅動螺桿182順時針或逆時針旋轉，套筒183沿著螺桿182朝接近馬達181或遠離馬達181的方向位移。此外，運動裝置1可透過一連桿組，例如，一第一連桿1021、二第二連桿1022，以及一橫桿1023，與滑動管16的一端可動地連接。其中，第一連桿1021的第一端樞接骨架10的主架102，第一連桿1021的第二端樞接套筒183。二第二連桿1022位於第一連桿1021的兩側，每個第二連桿1022的第一端與第一連桿1021兩端之間的一部位樞接，每個第二連桿1022的第二端與一橫桿1023樞接。每個滑動管16的第一端連接橫桿1023，每個滑動管16的第二端樞接骨架10的基座101。如圖6所示，當馬達181驅動螺桿182，使得套筒183沿著螺桿182朝遠離馬達181的方向移動，此時滑動管16與垂直方向的夾角為θ 1，此狀態下使用者的步幅L1，亦即左右踏板17之間的距離為最大。如圖7所示，當馬達181驅動螺桿182，使得套筒183沿著螺桿182朝接近馬達181的方向移動，套筒183透過第一連桿1021、第二連桿1022，以及橫桿1023拖曳滑動管16，使得滑動管16與垂直方向的夾角變更為為θ 2，其中θ 2大於θ 1。此狀態下使用者的步幅L2為最小。使用者可透過操作介面23控制步幅調整裝置18，以調整至適當的步幅；例如，可藉由調整滑動管16與垂直方向的夾角介於θ 1和θ 2之間，獲得合適的步幅。

本領域技藝人士可根據上述實施例，做適當的修飾、變更，或替換，而這些修飾、變更，或替換均屬於本發明的範疇。例如，在本發明其他實施例，滑動管16與垂直方向的夾角可介於10°和60°之間。例如，在本發明其他實施例，步幅調整裝置18可樞接骨架10的其他部位，例如主架102。例如，步幅調整裝置18可不需要透過連桿組(例如第一連桿1021與第二連桿1022)，而直接透過橫桿1023連接滑動管16。例如，在本案其他實施例，步幅調整裝置18可動地連接(直接或間接)滑動管16的另一端，亦即下端。

圖8為局部立體圖，圖9和圖10為側視圖，顯示根據本發明第二實施例的運動裝置2。

參考圖8，運動裝置2與運動裝置1的主要不同處在於步幅調整裝置18與滑動管16的連接關係。在本實施例，步幅調整裝置18的一端樞接於骨架10，例如樞接於骨架10的主架102的一軸1024，而步幅調整裝置18的另一端可動地連接滑動管16。步幅調整裝置18可包含前述的馬達181、螺桿182、套筒183。此外，步幅調整裝置18可透過一橫桿1023，可動地連接滑動管16的一端。例如，套筒183連接橫桿1023，每個滑動管16的第一端連接橫桿1023，每個滑動管16的第二端樞接骨架10的基座101。值得注意的是，在另一實施例，步幅調整裝置18的一端可樞接於骨架10的基座101，而不是樞接於主架102。

如圖9所示，當馬達181驅動螺桿182，使得套筒183沿著螺桿182朝遠離馬達181的方向移動，此時滑動管16與垂直方向的夾角為θ 3，此狀態下使用者的步幅L3，亦即左右踏板17之間的距離為最大。如圖10所示，當馬達181 驅動螺桿182，使得套筒183沿著螺桿182朝接近馬達181的方向移動，套筒183透過橫桿1023拖曳滑動管16，使得滑動管16與垂直方向的夾角變更為為θ 4，其中θ 4大於θ 3。此狀態下使用者的步幅L4為最小。使用者可透過操作介面23控制步幅調整裝置18，以調整至適當的步幅；例如，可調整滑動管16與垂直方向的夾角介於θ 3和θ 4之間，以獲得適當的步幅。

圖11為局部立體圖，圖12和圖13為側視圖，顯示根據本發明第三實施例的運動裝置3。

參考圖11，運動裝置3與運動裝置1的主要不同處在於步幅調整裝置18與滑動管16的連接關係。在本實施例，步幅調整裝置18的一端樞接於骨架10，例如樞接於骨架10的基座101的一軸1013，而步幅調整裝置18的另一端可動地連接滑動管16，例如，可動地連接滑動管16的下端。步幅調整裝置18可包含前述的馬達181、螺桿182、套筒183。例如，步幅調整裝置18可透過一滑座1027，可動地連接滑動管16的一端。例如，步幅調整裝置18的套筒183，可樞接滑座1027，一滑軌1026設置於基座101，滑座1027設置於滑軌1026並可在滑軌1026上滑動。滑座1027的左右兩端各連接一套環1028，每個滑動管16的第一端樞接主架102，每個滑動管16的第二端穿過一對應套環1028。藉此，步幅調整裝置18可控制滑動管16第二端(下端)的移動。

如圖12所示，當馬達181驅動螺桿182，使得套筒183沿著螺桿182朝遠離馬達181的方向移動，此時滑動管16與垂直方向的夾角為θ 5，此狀態下使用者的步幅L5，亦即左右踏板17之間的距離為最大。如圖13所示，當馬達181驅動螺桿182，使得套筒183沿著螺桿182朝接近馬達181的方向移動，套筒183透過滑座1027拖曳滑動管16的下端，使得滑動管16與垂直方向的夾角變更為為θ 6，其中θ 6小於θ 5。此狀態下使用者的步幅L6為最小。使用者可透過操作介面23控制步幅調整裝置18，以調整至適當的步幅；例如，可調整滑動管16與垂直方向的夾角介於θ 5和θ 6之間，以獲得適當的步幅。

值得注意的是，在本發明另一實施例中，滑軌1026被省略，而滑座1027直接設在基座101上，並可在基座101上滑動。其餘細節與第三實施例相同，不再贅述。

藉此，本發明運動裝置1/2/3的步幅調整裝置18，可經由調整滑動管16一端的位置，獲得適當的步幅。

本說明書所揭露的每個/全部實施例，本領域熟悉技藝人士可據此做各種修飾、變化、結合、交換、省略、替代、相等變化，只要不會互斥者，皆屬於本發明的概念，屬於本發明的範圍。可對應或與本案所述實施例特徵相關的結構或方法，及/或發明人或受讓人任何申請中、放棄，或已核准的申請案，皆併入本文，視為本案說明書的一部分。所併入的部分，包含其對應、相關及其修飾的部分或全部，(1)可操作的及/或可建構的(2)根據熟悉本領域技藝人士修飾成可操作的及/或可建構的(3)實施/製造/使用或結合本案說明書、本案相關申請案，以及根據熟悉本領域技藝人士的常識和判斷的任何部分。

除非特別說明，一些條件句或字詞，例如「可以(can)」、「可能(could)」、「也許(might)」，或「可(may)」，通常是試圖表達本案實施例具有，但是也可以解釋成可能不需要的特徵、元件，或步驟。在其他實施例中，這些特徵、元件，或步驟可能是不需要的。

本文前述的文件，其內容皆併入本文，視為本案說明書的一部分。本發明提供的實施例，僅作為例示，不是用於限制本發明的範圍。本發明所提到的特徵或其他特徵包含方法步驟與技術，可與相關申請案所述的特徵或結構做任何結合或變更，部分的或全部的，其可視為本案不等的、分開的、不可替代的實施例。本發明所揭露的特徵與方法其對應或相關者，包含可從文中導出不互斥者，以及熟悉本領域技藝人士所做修飾者，其部分或全部，可以是(1)可操作的及/或可建構的(2)根據熟悉本領域技藝人士的知識修飾成可操作的及/或可建構的(3)實施/製造/使用或結合本案說明書的任何部分，包含(I)本發明或相關結構與方法的任何一個或更多部分，及/或(II)本發明所述任何一或多個發明概念及其部分的內容的任何變更及/或組合，包含所述任何一或多個特徵或實施例的內容的任何變更及/或組合。