TWI573612B - Elliptical machine - Google Patents

Description

橢圓機

本發明係有關於一種健身運動設備，尤指一種獨立在擺動或踩踏或混合調控阻力的橢圓機。

在健身機領域，已知的機器有以下幾種：用於進行包括/開發肌肉部位之鍛鍊的機器；用於進行同時或連續開發多處肌肉部位之鍛鍊，且為此目的而進行"功能性"分配之機器；以及可進行重複性有氧/心血管鍛鍊，從而開發肌肉之長時間耐力的機器。

而目前已知的健身體育器材，可參考美國專利US8480542，一種體育運動機，包括支承第一致動裝置的框架，所述第一致動裝置具有至少一對第一槓桿，每個槓桿具有適於作為使用者介面的各工具；設置成與所述第一槓桿相連以使施加在每個所述工具上的能量以任意限定的比例消散的載入裝置；所述載入裝置被設計成使所述第一槓桿保持處於反相位；磁性第二致動裝置與載入裝置相關聯以導致和保持第一槓桿在靜止時處於中立位置，從而防止出現停止狀態。

由於參考前案的踩踏件，因前述的致動裝置，而使該踩踏件永遠保持在不會軸向重疊位置，使該踩踏時不會卡住，然該踩踏動作，若其致動裝置因磁吸而使該踩踏件位於前後錯開而恰巧處於往後踩踏方向，當往後踩踏時，要將踩踏方向變換為往前方向，則因傳動輪為直接驅動， 因具有慣性作用，必須將踩踏件突破慣性轉動阻力，先讓傳動輪靜止轉動，方能將踩踏板所踩的方向改變，其操作上即有阻礙。

前揭踩踏與擺動的動作為一體，無法獨立調控擺動阻力或踩踏阻力，且連桿使用較多，鋼索延伸太長，其連動順暢度降低，且僅以繩索懸吊，在踩踏擺動時容易搖晃，相當不穩定，且構造複雜，成本高。

為解決上述習知的問題，本發明的一目的在於提供一種橢圓機結構，當使用者雙手握住二擺桿的上部並將其固定而不前後擺動時，使用者的雙腳分別踏在各踩踏件的踏板進行上下踩踏運動，而踩踏的力道可以依序透過連接板、其中一第一傳動件及一第二傳動件、以及一偏心軸，皆以一橫向套筒同步往復扭轉，分別相互間牽引，使第一、第二傳動件分別透過該第一、第二偏心軸連接一第一、第二曲柄連動一主軸轉動，最後經第二傳動輪帶動第二皮帶轉動，以帶動第二磁控輪經調控採踏件的阻力；同時，當第一或第二曲柄的第一或第二偏心軸與兩第二傳動件的其中一傳動件軸向方向重疊時，可能會造成力矩為零的狀況，此時即可利用第一磁性元件與第二磁性元件之間磁性相同而相斥原理，提供一相斥磁力，自動推開兩第二傳動件不在同軸重疊，避免上下踩踏啟動時卡住。

當使用者踏在踩踏件的踏板上，並將雙手握住二擺桿的上部以框架上的擺軸為軸心前後擺動時，固定在該兩擺軸上的兩連桿分別與第一傳動輪軸轉，該第一傳動輪帶動一第一皮帶而驅動第一磁控輪轉動，使第一磁控輪調控擺桿的擺動阻力，供踩踏件及兩擺桿僅作一連接板前後平行滑移。

應用前述的踩踏及前後平行滑移的混合動作，利用第一傳動件與第二傳動件固定各固定件與各鋼索前後上繞且固定在該橫向套筒相異位置，當使用者對踩踏件之踏板在側視以順時鐘或逆時鐘進行踩踏時，各第二傳動件的底端可分別隨著第一或第二曲柄及第一或第二偏心軸而相對應順時鐘或逆時鐘偏轉，此時若踩踏件的踩踏方向不論正向或反向，如要變換踩踏方向，在行進間即能輕易變換踩踏方向，而不需先突破該轉動中的磁控阻力，且第一或第二偏心軸當時的轉動方向皆不受影響。

為達上述目的，本發明提供一種橢圓機結構，至少包括一框架、一磁控輪組、二擺桿、二第一傳動件、二第二傳動件、以及二踩踏件，該磁控輪組設置在該框架內之中央處，該二擺桿分別位在該磁控輪組的兩側，且可擺動地與鄰近該框架的前端處的擺軸樞接，該擺桿底端與該踩踏件的連接板前端樞接，另該連桿一端固定在該擺軸上，另一端連動在第一傳動輪的轉軸上，該第一傳動輪以一第一皮帶帶動第一磁控輪轉動；其特徵乃在於：該二第一傳動件分別位在該磁控輪組的兩側且分別透過一橫向套筒與鄰近該框架的後端處可擺動地連接，該橫向套筒相對該框架而可樞轉地連接，該二第二傳動件分別位在該磁控輪組的兩側，且各該第二傳動件的頂端與相對應之該橫向套筒外表面連接，且各該橫向套筒的樞轉帶動相對應之該第二傳動件上下交替牽引，該二踩踏件分別位在該磁控輪組的兩側，且各該踩踏件與相對應之該第一傳動件之底端以及相對應之該擺桿底端連接；該二第二傳動件其中之一的底端與該框架之間透過一第一曲柄連接而軸設一第一偏心軸作偏心地運動，該第一曲柄的一主軸處朝徑向兩側分別延伸出一第一磁性元件，該第一磁性元件可隨著該第一曲 柄的該主軸轉動，該框架相對應該第一磁性元件處設置有一第二磁性元件，該第一磁性元件的磁性與該第二磁性元件的磁性相同；該主軸具有該第一磁性元件的一端朝徑向並朝外延伸一第一曲柄，該第一曲柄再接一第一偏心軸，該主軸朝相對該第一偏心軸的一端穿出該第二傳動輪的主軸，該第二傳動輪的一第二皮帶透過一皮帶輪帶動一第二磁控輪轉動，並朝與該第一偏心軸相反之徑向方向且朝外經一第二曲柄而軸設一第二偏心軸；各該第一傳動件具有一第一固定件、一第一鋼索、一第一頂端固件，該第一固定件與該橫向套筒的前側連接，該第一鋼索以其一端與該第一固定件朝向前側的一端連接，並朝後側方向繞過該橫向套筒的上緣，再以該第一鋼索另一端與該第一傳動件的第一頂端固件連接，該第一傳動件底端與該踩踏件的連接板中段樞接；以及各該第二傳動件具有一第二固定件、以及一第二鋼索、一第二頂端固件，該第二固定件與該橫向套筒的後側連接，同時，該第二固定件位在相對應之該第一傳動件的該第一固定件與該第一傳動輪之間，該第二鋼索以其一端與該第二固定件朝向後側的一端連接，並朝前側方向繞過該橫向套筒的上緣，再以另一端分別與相對應的該第二傳動件頂端的第二頂端固件連接，該第二傳動件底端再與該第二偏心軸連接，該第二偏心軸則與該第二曲柄軸接後，該第二曲柄再接於主軸；其中，當使用者對該踩踏件上下踩踏在側視以第一傳動件帶動橫向套筒轉動而令第二傳動件受牽引，使第一或第二偏心軸處在順時鐘或逆時鐘轉動，在獲得第二磁控輪調控上下踩踏阻力作用，同時在擺桿擺動踩踏件前後踩踏時，要改變前後踩踏方向，此時則與該上下踩踏無關，僅將擺桿前後交替改變順序，即能輕易改變前後的踩踏方向。

所述之橢圓機更可包括二連桿，該二連桿分別位在該磁控輪組的兩側，且各該連桿的一端與相對應之該擺桿可樞轉地連接，各該連桿另一端與該第一磁控輪的輪軸樞轉地連接。

在某些實施例中，各該踩踏件可具有一連接板以及一踏板，該連接板同時與相對應之該第一傳動件底端以及相對應之該擺桿底端樞接，該踏板與該連接板的後端連接。

在該實施例中，該第一磁控輪係可獨立調控該擺桿的擺動阻力，使該第一磁控輪僅作該踩踏件前後滑行運動的阻力，該第二磁控輪係可獨立調控該踩踏件僅作上下踩踏運動阻力，前述的擺桿與踩踏件可混合作擺動與踩踏而形成橢圓形踩踏動作的雙手與雙腳的混合阻力調控運動。

100‧‧‧橢圓機

1‧‧‧框架

11‧‧‧第二磁性元件

12‧‧‧第一框部

13‧‧‧第二框部

14‧‧‧中央框部

2‧‧‧磁控輪組

21‧‧‧第一傳動輪

22‧‧‧第一磁控輪

23‧‧‧第二傳動輪

24‧‧‧第二磁控輪

25‧‧‧皮帶輪

26‧‧‧第一皮帶

27‧‧‧第二皮帶

28‧‧‧第三皮帶

3‧‧‧擺桿

31‧‧‧擺軸

4‧‧‧第一傳動件

41‧‧‧橫向套筒

42‧‧‧第一固定件

421‧‧‧第一頂端固件

43‧‧‧第一鋼索

44‧‧‧牽引桿

5‧‧‧第二傳動件

51‧‧‧主軸

511a‧‧‧第一曲柄

511b‧‧‧第二曲柄

512‧‧‧第一偏心軸

513‧‧‧第二偏心軸

52‧‧‧第一磁性元件

55‧‧‧第二固定件

551‧‧‧第二頂端固件

56‧‧‧第二鋼索

6‧‧‧踩踏件

61‧‧‧連接板

62‧‧‧踏板

7‧‧‧連桿

第1圖表示本發明橢圓機結構之右側立體示意圖。

第2圖表示本發明橢圓機結構之左側立體示意圖。

第3圖表示本發明橢圓機結構之右側平面示意圖。

第4圖表示本發明橢圓機結構之左側平面示意圖。

第5圖表示本發明橢圓機結構中第一磁性元件與第二磁性元件之間相對位置之部分放大示意圖。

第6圖表示本發明橢圓機結構中第一傳動件與第二傳動件之間以橫向套筒連接之部分放大示意圖。

第7圖表示本發明橢圓機結構上下踩踏之作動示意圖。

第8圖表示本發明橢圓機結構橢圓方向踩踏之作動示意圖。

請同時參閱第1圖至第8圖所示，本發明橢圓機結構100包括一框架1、一磁控輪組2、二擺桿3、二第一傳動件4、二第二傳動件5、以及二踩踏件6。

框架1具有一第一框部12、一第二框部13、以及一中央框部14，中央框部14的左右兩側分別與第一框部12及第二框部13連通。

磁控輪組2可設置在框架1內之中央處，，詳而言之，磁控輪組2包括有一第一傳動輪21、一第一磁控輪22、一第二傳動輪23、一第二磁控輪24、以及一皮帶輪25，該皮帶輪25可樞轉地設置在中央框部14的底端內，第一傳動輪21可樞轉地設置在中央框部14頂端處，第一磁控輪22可樞轉地設置在中央框部14內且位在第一傳動輪組21下方，並透過一第一皮帶26相互連動，第二傳動輪23可樞轉地設置在第二框部13內且位在第一磁控輪22下方，並以一第二皮帶27與皮帶輪25連動，第二磁控輪24可樞轉地設置在第一框部12內且位在皮帶輪25與第二傳動輪23之間，並透過一第三皮帶28而與皮帶輪25連動。

二擺桿3分別位在磁控輪組2的兩側，且可擺動地與鄰近框架1的前端處樞接，亦即二擺桿3分別位在第一框部12與第二框部13內，且各擺桿3鄰近中央處朝兩側延伸出一擺軸31，可往復樞轉地與鄰近框架1之相對應的第一框部12與第二框部13的前端處樞接。

二第一傳動件4分別位在磁控輪組2的兩側(即二第一傳動 件4分別位在第一框部12與第二框部13內)且分別透過一橫向套筒41與鄰近框架1的後端處可擺動地連接，橫向套筒41相對框架1而可樞轉地連接，二第二傳動件5分別位在磁控輪組2的兩側(即二第二傳動件5分別位在第一框部12與第二框部13內)，且各第二傳動件5的頂端與相對應之橫向套筒41外表面連接，且各橫向套筒41的樞轉可同時帶動相對應之第二傳動件5上下擺動，二踩踏件6分別位在磁控輪組2的兩側(即二踩踏件6分別位在第一框部12與第二框部13內之底部處)，且各踩踏件6與相對應之第一傳動件4之底端以及相對應之擺桿3底端連接，各踩踏件6具有一連接板61以及一踏板62，連接板61同時與相對應之第一傳動件4底端以及相對應之擺桿3底端樞接，踏板62與連接板61的後端連接。

各第一傳動件4具有一第一固定件42、一第一鋼索43及第一頂端固件421，該第一固定件42與橫向套筒41的前側連接，第一鋼索43以其一端固定在第一固定件42，並朝後側方向繞過橫向套筒41的上緣，再以另一端與該第一傳動件4頂端的第一頂端固件421連接，該第一傳動件4底端與相對應的踩踏件6之連接板61中段處連接。

本發明在一第二傳動件5(如第1圖所示)的底端與框架1之間透過一第一曲柄511a連接一第一偏心軸512而可偏心地運動，該第一曲柄511a延伸一主軸51處朝徑向兩側分別延伸出一第一磁性元件(如磁鐵)52，且主軸51朝第二傳動輪23方向延伸並與第二傳動輪23同軸轉動，而主軸51位在第二傳動輪23的一端朝與第一偏心軸512相反之徑向方向延伸一第二偏心軸513，第一磁性元件52可 隨著曲柄511的主軸51轉動，該框架1相對應第一磁性元件52處設置一第二磁性元件(如磁鐵)11，第一磁性元件52的磁性與第二磁性元件11的磁性相同；藉此，當第一曲柄511a軸設的第一偏心軸512與第二傳動件5的軸向方向重疊時，會造成力矩為零的狀況，此時即可利用第一磁性元件52與第二磁性元件11之間磁性同性相斥的原理而提供一個相斥磁力，避免剛踩踏啟動時卡住，而造成無法踩踏的問題。

另外一個第二傳動件5(如第2圖所示)的底端透過該主軸51傳動一第二曲柄511b帶動一第二偏心軸513與一第二傳動輪23連動一第二皮帶27而傳動一第二磁控輪224作調控踩踏一踩踏件6阻力，同時令該第二偏心輪513連動而可偏心地轉動。

如第一、2圖所示，各第二傳動件5具有一第二固定件55、以及一第二鋼索56，該第二固定件55與該橫向套筒41的後側連接，同時，第二固定件55位在相對應之第一傳動件4的第一固定件42與磁控輪組2之間，第二鋼索56以其一端與第二固定件55固定連接，並朝前側方向繞過橫向套筒41的上緣，再以第二鋼索56另一端與該第二傳動件5的該第二頂端固件551連接，該第二傳動件5底端與相對應的第二偏心軸512連接，該第二偏心軸512軸設於一第一曲柄511a，該第一曲柄511a再延伸一主軸51穿過第二傳動輪為其另一個主軸51，並延伸另一第二曲柄511b，再軸接一第二偏心軸513，使該第一、第二偏心軸512、513可交替偏心轉動。

本發明的橢圓機100更可包括二連桿7(大致呈L型)，該二連桿7分別位在磁控輪組2的兩側，且各連桿7的一端與相對應之擺 桿3的擺軸31連接而後樞轉，各連桿7另一端與第一磁控輪2的第一傳動輪21軸設連接，經第一皮帶26帶動第一磁控輪轉動，以調控該擺桿3交替擺動的阻力。

當使用者踩踏二踩踏件6之踏板62時，透過相對應之連接板61分別上下拉動第一鋼索43，再透過橫向套筒41拉動第二鋼索56而帶動該第二傳動件5，使該第一偏心軸512轉動進而帶動主軸51及第二傳動輪23轉動，使第二磁控輪23可調控踩踏阻力。

再者，當使用者抓握各擺桿3而以擺軸31為軸心擺動時，透過連桿7而控制該第一傳動輪21帶動第一磁控輪22轉動，以調控手部運動阻力。

因此，如第1、7圖所示，當使用者雙手握住二擺桿3的上部並將其固定而不前後擺動時，使用者的雙腳分別在踏在各踩踏件6的踏板62進行上下踩踏運動，而踩踏的力道可以依序透過連接板62、其中一第一傳動件4、其中一第二傳動件5、以及第二偏心軸513，最後透過如第二、三皮帶27、28而帶動該磁控輪組2的第二磁控輪24調控踩踏阻力。

再者，如第2、8圖所示，當使用者的雙手握住二擺桿3的上部並前後擺動時，利用各擺桿3與框架1之間以擺軸31為軸心擺動，使各擺桿3的下部前後且上下同時擺動，進而令使用者的雙腳分別踏在各踩踏件6的踏板62進行上下以及前後橢圓路線的踩踏運動。

依據前述可知，該第一磁控輪22係可獨立調控該擺桿3的擺動阻力，使該第一磁控輪22僅作該踩踏件6調控前後滑行運動的阻力 ，該第二磁控輪24係可獨立調控該踩踏件6僅作調控上下踩踏的運動阻力，前述的擺桿3與踩踏件6可混合作擺動與踩踏而形成橢圓形踩踏動作的雙手與雙腳的混合阻力調控運動，其構造簡單，成本較低，然其所達成的效益高。

100‧‧‧橢圓機

1‧‧‧框架

11‧‧‧第二磁性元件

12‧‧‧第一框部

13‧‧‧第二框部

14‧‧‧中央框部

2‧‧‧磁控輪組

21‧‧‧第一傳動輪

22‧‧‧第一磁控輪

23‧‧‧第二傳動輪

24‧‧‧第二磁控輪

25‧‧‧皮帶輪

26‧‧‧第一皮帶

28‧‧‧第三皮帶

3‧‧‧擺桿

31‧‧‧擺軸

4‧‧‧第一傳動件

41‧‧‧橫向套筒

42‧‧‧第一固定件

421‧‧‧第一頂端固件

43‧‧‧第一鋼索

5‧‧‧第二傳動件

51‧‧‧主軸

511a‧‧‧第一曲柄

513‧‧‧第二偏心軸

52‧‧‧第一磁性元件

55‧‧‧第二固定件

551‧‧‧第二頂端固件

56‧‧‧第二鋼索

6‧‧‧踩踏件

61‧‧‧連接板

62‧‧‧踏板

7‧‧‧連桿

Claims (4)

1. 一種橢圓機，至少包括一框架、二磁控輪組、二擺桿、二第一傳動件、二第二傳動件、以及二踩踏件所組成；係結構係包含：該二擺桿分別位在該磁控輪組的兩側，該磁控輪組設置在該框架內之中央處，且可擺動地與鄰近該框架的前端處藉一擺軸樞接，該二第一傳動件分別位在該磁控輪組的兩側且分別透過一橫向套筒與鄰近該框架的後端處可擺動地連接，該橫向套筒相對該框架而可樞轉地連接，該二第二傳動件分別位在該磁控輪組的兩側，且各該第二傳動件的頂端設第二固件與相對應之該橫向套筒外表面連接，且各該橫向套筒的樞轉帶動相對應之該兩第二傳動件上下交替牽引，該二踩踏件分別位在該磁控輪組的兩側，且各該踩踏件與相對應之各該第一傳動件之底端以及相對應之各該擺桿底端樞轉；該二第二傳動件，其中之一的底端與該框架之間透過一第一曲柄連接而可偏心地轉動運動，該第一曲柄的一主軸處朝徑向兩側分別延伸出一第一磁性元件，該第一磁性元件可隨著該曲柄的該主軸轉動，該框架相對應該第一磁性元件處設置有一第二磁性元件，該第一磁性元件的磁性與該第二磁性元件的磁性相同；該主軸具有該第一磁性元件的一端朝徑向並朝外延伸一第一偏心軸，該主軸朝相對該第一偏心軸的一端穿出該磁控輪組的第二傳動輪，並朝與該第一偏心軸相反之徑向方向且朝外延伸出一第二曲柄，該第二曲柄再與第二偏心軸連接；一第二傳動輪以一第二皮帶傳動一皮帶輪，再以第三皮帶傳動第二磁控 輪，以第二磁控輪調控踩踏阻力；各該第一傳動件具有一第一固定件、一第一鋼索、以及一第一頂端固件，該第一固定件與該橫向套筒的前側連接，該第一鋼索以其一端與該第一固定件朝向前側的一端連接，並朝後側方向繞過該橫向套筒的上緣，再以該第一鋼索另一端與該第一傳動件的第一頂端固件連接，該第一傳動件底端與其相對應的該踩踏件樞接；以及各該第二傳動件具有一第二固定件、一第二鋼索及第二頂端固件，該第二固定件與該橫向套筒的後側連接，同時，該第二固定件位在相對應之該第一傳動件的該第一固定件與該磁控輪組之間，該第一鋼索以其一端與該第二固定件朝向後側的一端連接，並朝前側方向繞過該橫向套筒的上緣，再以該第一鋼索另一端分別與該第二傳動件的該第二頂端固件連接，該第二傳動件的底端接該第一偏心軸，該第一偏心軸軸設在一第一曲柄上得到偏轉，該第一曲柄接在該主軸，該主軸貫穿該第二傳動輪而延伸一第二曲柄，該第二曲柄再與該第二偏心軸軸設得到偏轉；其中，當使用者對該踩踏件在側視以順時鐘或逆時鐘進行踩踏時，各該第二傳動件的底端可分別隨著該曲柄之該第一偏心軸以及該第二偏心軸而相對應順時鐘或逆時鐘偏轉時，不會影響立即性的變換踩踏方向。
2. 如請求項第1項所述之橢圓機，更包括二連桿，該二連桿分別位在該磁控輪組的兩側，且各該連桿的一端與相對應之該擺桿可樞轉地連接，各該連桿另一端與該磁控輪組可樞轉地連接。
3. 如請求項第1項所述之橢圓機，其中，各該踩踏件具有一連接板以及一踏板，該連接板同時與相對應之該第一傳動件底端以及相對應之該擺桿底 端樞接，該踏板與該連接板的後端連接。
4. 如請求項第1項所述之橢圓機，依據前述可知，該第一磁控輪係可獨立調控該擺桿的擺動阻力，使該第一磁控輪僅作該踩踏件調控前後滑行運動的阻力，該第二磁控輪係可獨立調控該踩踏件僅作調控上下踩踏的運動阻力，前述的擺桿與踩踏件可混合作擺動與踩踏而形成橢圓形踩踏動作的雙手與雙腳的混合阻力調控運動，其構造簡單，成本較低，然其所達成的效益高。