TWI576139B - Reciprocating Bouncing Machine and Its Buffering Energy Saving Method - Google Patents

Description

往復彈跳運動機及其緩衝節能的方法

本發明係有關一種健身運動設備，特別是一種用於支撐使用者，並能帶動使用者身體產生上下方向的振動運動的往復彈跳運動機及其緩衝節能的方法。

為了達到健身及運動的效果，業界提出了一種能帶動使用者身體產生振動運動的健身運動設備，例如已公告的中華民國發明專利I278332提出了一種「可線性改變振動幅度的全身振動訓練裝置」，其構成至少包括有一基座、一擺動連桿組與一驅動機構所組成，該擺動連桿組係組設於基座上，其設有一驅動機構，且該驅動機構可驅動數擺動連桿形成之連桿作動，透過馬達驅動使一偏心傳動軸帶動該擺動連桿組於擺動過程中產生線性振動，且配合馬達的轉速以使上方之支撐架產生各種頻率振動之上下位移；另外在已公告的中華民國發明專利I302469提出了一種「振動健身訓練裝置」，其構成至少包括有一底座、一驅動機構與一傳動組所組成，該驅動機構與傳動組係組設於底座上，且該傳動組係由數前後支板接設形成左右部可連動之結構，其係透過馬達驅動使一偏心傳動軸桿帶動該傳動組於擺動過程中產生線性振動，且配合馬達之轉速以使上方之外殼座體產生各種頻率振動之上下位移。

上述兩種已知可產生振動的健身運動設備，基本上都是利用 電動機帶動一偏心傳動軸，再藉由偏心傳動軸驅動由許多連桿組成的連動機構(如I278332專利的擺動連桿組和I302469專利的傳動組)，再透過這種連動機構直接且連續不斷地帶動用於支撐人體的支撐架(或外殼座體)產生振動之上下位移，進而支撐人體產生振動運動，惟上述的兩件已知專利技術的構造複雜組裝費時費工，同時亦具有較多的零件連接點致使零件容易產生磨損，上下振動運動完全由電動機驅動，致使電動機的能源消耗較多。

本發明的目的之一在解決傳統可產生振動的健身運動設備的能源消耗較大以及零件容易磨耗的問題。

為達上述之目的，本發明提出了一種往復彈跳運動機，包括：一腳踏板，腳踏板可供使用者站立；一底座，底座位於腳踏板的下方；一驅動裝置，驅動裝置裝設於底座用於連動腳踏板相對於底座作上下方向的往復移動；以及一緩衝節能機構包含：數個導柱、與導柱對應的數個緩衝儲能器，導柱分別固設於底座上對稱於腳踏板之中心的位置，緩衝儲能器可沿著導柱的軸心往復移動，緩衝儲能器可以在腳踏板朝向底座方向移動時，提供緩衝的功能並儲存腳踏板朝向底座方向移動時的部份動能，緩衝儲能器並且能在腳踏板向上升舉時釋放儲能作為升舉腳踏板的輔助力量，能夠減輕驅動裝置的負荷、受到的衝擊和磨耗，具有節省能耗及延長使用壽命的功效。

在本發明往復彈跳運動機的一實施例，緩衝儲能器包含：一緩衝導套以及與緩衝導套對應的儲能套管，儲能套管內藏有彈簧，緩衝導套和儲能套管係由彈性材料製造，緩衝導套的頂端固設於腳踏板的底面並 套設於對應的導柱，儲能套管係介於緩衝導套的底端和底座之間，儲能套管可以在腳踏板朝向底座方向移動時，由儲能套管和緩衝導套一起提供緩衝的功能，而儲能套管中的彈簧將會儲存腳踏板朝向底座方向移動時的部份動能，儲能套管中的彈簧並且能在腳踏板向上升舉時釋放儲能作為升舉腳踏板的輔助力量。

在本發明往復彈跳運動機的另一實施例，緩衝儲能器包含：一導套以及與導套對應的彈簧，導套的頂端固設於腳踏板的底面並套設於對應的導柱，彈簧套設於導套的外側，彈簧可以在腳踏板朝向底座方向移動時，提供緩衝的功能並且儲存腳踏板向下移動時的部份動能，並在腳踏板向上升舉時彈簧可釋放儲能作為升舉腳踏板的輔助力量。

上述緩衝儲能器的另一實施例，還包含一膠墊，膠墊設置於導套的底端和底座之間，可以在腳踏板朝向底座方向移動時提供緩衝的功能，能夠減輕零件受到的衝擊和磨耗。

在本發明往復彈跳運動機的另一實施例，緩衝節能機構包含數個減震腳墊可以在承受外部荷載時產生適當的緩衝。

本發明的另一方面包含一種往復彈跳運動機的緩衝節能的方法，包括：提供一導引機構用以導引腳踏板沿著相對於底座的上下方嚮往復移動；提供一緩衝節能機構用以緩衝腳踏板向下朝向底座方向移動的衝力，並將部份的衝力轉化為機械能並儲存於緩衝節能機構；以及在腳踏板向上升舉時釋放該緩衝節能機構儲存的機械能，作為升舉腳踏板的輔助力量。

有關本發明的具體實施方式及其技術特點和功效，下文將配 合圖式說明如下。

10‧‧‧腳踏板

20‧‧‧底座

11‧‧‧管件

12‧‧‧平板

21‧‧‧管件

22‧‧‧支撐架

23‧‧‧軸承架

30‧‧‧減震腳墊

31‧‧‧螺桿

32‧‧‧底盤

33‧‧‧彈性墊圈

41‧‧‧電動機

42‧‧‧偏心轉軸

421‧‧‧轉軸

422‧‧‧偏心輪

423‧‧‧第一軸承

424‧‧‧第二軸承

43‧‧‧連桿

44‧‧‧第一皮帶輪

441‧‧‧第一大皮帶輪

442‧‧‧第一小皮帶輪

45‧‧‧第一傳動皮帶

46‧‧‧第二皮帶輪

47‧‧‧第二傳動皮帶

48‧‧‧主動皮帶輪

51‧‧‧導柱

52‧‧‧導套

521‧‧‧座部

53‧‧‧彈簧

54‧‧‧膠墊

55‧‧‧平衡塊

61‧‧‧緩衝導套

611‧‧‧座部

612‧‧‧儲油槽

62‧‧‧儲能套管

63‧‧‧彈簧

第1圖，為本發明往復彈跳運動機的第一實施例的構造分解圖。

第2圖，為本發明往復彈跳運動機的第一實施例的局部構造分解圖。

第3圖，為本發明之緩衝導套和儲能套管之剖視圖。

第4圖，為本發明往復彈跳運動機的第一實施例的構造組合圖

第5圖，為本發明往復彈跳運動機的第二實施例的構造分解圖。

第6圖，為本發明往復彈跳運動機的第二實施例的局部構造分解圖。

第7圖，為本發明往復彈跳運動機的第二實施例的構造組合圖。

在下文所提及的各個圖式中，相同或對應的元件係以相同或對應的元件符號予以標示，當相同或對應的元件包含二個以上時，其中元件符號的數字部份相同而在數字後標示不同的英文字母以示區別。

請參閱第1圖、第2圖及第4圖，其中繪示本發明提出之往復彈跳運動機的第一種實施例的構造分解圖及構造組合圖。

本發明提出之往復彈跳運動機的一種實施例，包括：一腳踏板10、一底座20、一驅動裝置以及一緩衝節能機構。腳踏板10係為一種平板狀的元件用以供使用者站立，腳踏板10的一種實施方式係由數個管件11(可為金屬管件)組成一框架結構，再於框架上設置平板12，中空的管件11可以減輕結構的重量並且獲得足夠的強度。

底座20位於腳踏板10的下方，底座20的用途在於承載往復彈 跳運動機的其餘元件，底座20的一種實施方式係由數個管件21(可為金屬管件)組成的一種框架結構，在本發明的另一實施例構造，底座20具有數個減震腳墊30均勻地配置於底座20的底部(例如底座20的底部的四個角落)，減震腳墊30的一種實施方式包含一螺桿31、設於螺桿31之底端的一底盤32和設於底盤32之底面的彈性墊圈33(可採用橡膠或其他等效的軟性材料製作)，減震腳墊30利用螺桿31螺合於底座20的底部，並且可以透過轉動螺桿31的方式調整底座20與地面之間的間距，令底座20能平穩的放置於地面使用；減震腳墊30可以承載一定荷載，且其底部設計有與地面接觸的彈性墊圈33，能加強往復彈跳運動機放置於地面的附著力和穩固性，又能在接受外部荷載時提供適當的緩衝。

驅動裝置係裝設於底座20並與腳踏板10連接，驅動裝置用於連動腳踏板10相對於底座20作上下方向的往復運動；驅動裝置的一種實施方式包含：一電動機41、一減速機構、一偏心轉軸42和一連桿43；其中電動機41裝設於一支撐架22再藉由支撐架22固定於底座20，減速機構的一種實施方式包含：一第一皮帶輪44、一第一傳動皮帶45、一第二皮帶輪46和一第二傳動皮帶47，第一皮帶輪44以可轉動的關係樞設於支撐架22，第二皮帶輪46固設於偏心轉軸42可隨同偏心轉軸42同步旋轉；其中第一皮帶輪44具有直徑較大的一第一大皮帶輪441和同軸關係且直徑相對較小的一第一小皮帶輪442，第二皮帶輪46的直徑大於第一小皮帶輪442，電動機41的輸出軸設有一主動皮帶輪48，主動皮帶輪48的直徑小於第一大皮帶輪441，第一傳動皮帶45連接主動皮帶輪48和第一大皮帶輪441，第二傳動皮帶47連接第一小皮帶輪442和第二皮帶輪46，電動機41的輸出軸連接減速機構的輸 入側(即為減速機構的第一傳動皮帶45，減速機構的輸出側(即為第二皮帶輪46)連接偏心轉軸42，電動機41的輸出軸輸出的旋轉動力通過減速機構的減速作用，可以在減速機構的輸出側輸出相對低轉速高扭力的旋轉驅動力用以驅動偏心轉軸42旋轉。

偏心轉軸42可轉動地安裝於底座20，偏心轉軸42包含一轉軸421和固設於轉軸421的一偏心輪422，轉軸421的兩端分別設有一第一軸承423和一第二軸承424，第一軸承423和第二軸承424分別固定於底座20之頂面的一軸承架23，偏心輪422可轉動地樞接於連桿43的第一端，連桿43的第二端可轉動地樞接於腳踏板10，較佳的位置是樞接於腳踏板10的中心位置，可以在較佳的平衡狀態下連動腳踏板10相對於底座20作上下方向的往復彈跳運動。

在本發明的一方面，包含一種往復彈跳運動機的緩衝節能的方法，可以減輕往復彈跳運動機的負荷、受到的衝擊、磨耗和能源消耗，本發明提出的方法包括：提供一導引機構用以導引腳踏板10沿著相對於底座20的上下方向往復移動；提供一緩衝節能機構用以緩衝腳踏板10向下朝向底座20方向移動的衝力，並將部份的衝力轉化為機械能儲存於緩衝節能機構的一儲能元件；以及在腳踏板10向上升舉時釋放該緩衝節能機構儲存的機械能，作為升舉腳踏板10的輔助力量。

在本發明方法中所述的導引機構主要係用以導引腳踏板10 相對於底座20作上下方向的往復運動，並且可以令腳踏板10透過導引機構的導引而在一穩定且平衡的狀態下相對於底座20作上下方向的往復運動；在本發明方法中所述的緩衝節能機構的一種實施方式係採用彈簧(例如壓縮彈簧)作為緩衝及儲能元件，利用彈簧被壓縮產生的變形緩衝腳踏板10朝向底座20方向移動的衝力，並將部份的衝力轉化為彈性能儲存於彈簧之中，隨後在腳踏板10向上升舉時釋放彈簧儲存的彈性能，作為升舉腳踏板10的輔助力量，進而達到減輕往復彈跳運動機的負荷、結構受到的衝擊、磨耗和減少能源消耗的目的。

在本發明的一實施例，前述的緩衝節能的方法可透過前述往復彈跳運動機的緩衝節能機構獲得實現，緩衝節能機構裝設於底座20並與腳踏板10連接，緩衝節能機構的第一種實施方式，包括：數個導柱51、與導柱51對應的數個緩衝儲能器，導柱51平均分佈於底座20上對稱於腳踏板10之中心的數個位置，在第1圖繪示的實施例中，導柱51分別固設於底座20的四個角落，導柱51的軸向沿著和腳踏板10之往復運動方向的平行方向延伸；緩衝儲能器包含：一緩衝導套61以及與緩衝導套61對應的一儲能套管62，儲能套管62內藏有一彈簧63，彈簧63可為一種壓縮彈簧或其他等效元件，彈簧63被包覆在儲能套管62之中，緩衝導套61和儲能套管62均為一種管狀的元件，緩衝導套61和儲能套管62係由彈性材料製造，例如橡膠或是具有較佳之彈性的塑膠材料，緩衝導套61的頂端固設於腳踏板10的底面並以同軸關係套設於對應的導柱51，緩衝導套61的一種實施例構造係在管狀的緩衝導套61的頂端設置有座部611，緩衝導套61藉由座部611固定於腳踏板10的底面，儲能套管62係套設於導柱51並且介於緩衝導套61的底端和底 座20之間，儲能套管62可以在腳踏板10朝向底座20方向移動時，由儲能套管62和緩衝導套61一起提供緩衝的功能，而儲能套管62中的彈簧63將會儲存腳踏板10朝向底座20方向移動時的部份動能，儲能套管62中的彈簧63並且能在腳踏板10向上升舉時釋放儲能作為升舉腳踏板10的輔助力量。

在本發明的一實施例中，緩衝導套61的內側壁設有數道儲油槽612內存有潤滑油(見第3圖)，令緩衝導套61在沿著導柱51的軸向往復移動時具有潤滑性，可以降低磨耗、避免因為磨擦而發熱以及減少噪音的功效。

請參閱第5圖、第6圖及第7圖，其中繪示了緩衝儲能器的另一種實施方式，包括：與導柱51對應的數個導套52、與導套52對應的數個彈簧53，導套52係為管狀元件，導套52的頂端固設於腳踏板10，導套52的一種實施例構造係在管狀的導套52的頂端設置有座部521，導套52藉由座部521固定於腳踏板10的底面，導套52以同軸關係套設於對應的導柱51，令導套52能沿著導柱51的軸向方向往復移動，藉由導柱51和導套52所構成的一種導引機構導引腳踏板相對於底座20作上下方向的往復運動。

彈簧53可為一種壓縮彈簧或其他等效元件，彈簧53係套設於導套52的外側，彈簧53的軸向兩端可分別與腳踏板10及底座20接觸，在第5圖繪示的實施例中，彈簧53的頂端係與導套52的座部521接觸；彈簧53可以在腳踏板10朝向底座20方向移動時提供緩衝的功能，同時將腳踏板10向下移動時的部份衝力轉為彈性能並儲存於彈簧53之中，另一方面，電動機41連動偏心轉軸42透過連桿43將腳踏板10朝向底座20方向移動時，站立在腳踏板10上的使用者的部份重量會由數個彈簧53承受，而剩餘的重量才透過連桿43、偏心轉軸42和驅動裝置的電動機41承受，可以減少電動機41連動 腳踏板10向下移動時所需的扭力，反之在腳踏板10向上升舉時釋放彈簧53中的彈性能作為升舉腳踏板10的輔助力量，因此具有減輕驅動裝置之負荷以及結構受到的衝擊和磨耗，進而獲得延長使用壽命的功效；而透過前述的實施方式可以瞭解，本發明的緩衝節能機構除了上述的功效之外，彈簧53還可以令腳踏板10在相對於底座20作上下方向的往復運動時產生彈跳的效果，不會有生硬的碰撞感受，能夠減少使用者在使用時的不適感。

在第5圖所揭示之緩衝節能機構的另一實施例，還包含一膠墊54，膠墊54的一種實施方式係為一種環狀的彈性膠墊(例如橡膠墊圈或其他等效元件)，膠墊54係套設於導柱51的外側並介於導套52的底端和底座20之間，彈簧53和膠墊54可以在腳踏板10朝向底座20方向移動時提供緩衝的功能，具有減輕結構受到的衝擊和磨耗以及減少噪音，另外還具有延長使用壽命的功效。

在本發明往復彈跳運動機的另一實施例，緩衝節能機構還包含數個平衡塊55，如第1圖及第5圖所示的一種實方式，其中包含二個平衡塊55係固設於腳踏板10之底面對稱於腳踏板10之中心的位置，用以在腳板板10作上下往復移動時提供平衡的效果，平衡塊55可由具有彈性的材料例如橡膠或其他等效材料製作，平衡塊55介於腳踏板10的底面和底座20之間，可以在腳踏板10朝向底座20方向移動時，承受腳踏板10向下的衝力，其中一種實施方式係將兩個平衡塊55設於腳踏板10的底面和第一軸承423和第二軸承424之間。

雖然本發明已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可 作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。

10‧‧‧腳踏板

20‧‧‧底座

11‧‧‧管件

12‧‧‧平板

21‧‧‧管件

22‧‧‧支撐架

23‧‧‧軸承架

30‧‧‧減震腳墊

31‧‧‧螺桿

32‧‧‧底盤

33‧‧‧彈性墊圈

41‧‧‧電動機

42‧‧‧偏心轉軸

421‧‧‧轉軸

422‧‧‧偏心輪

423‧‧‧第一軸承

424‧‧‧第二軸承

43‧‧‧連桿

44‧‧‧第一皮帶輪

441‧‧‧第一大皮帶輪

442‧‧‧第一小皮帶輪

45‧‧‧第一傳動皮帶

46‧‧‧第二皮帶輪

47‧‧‧第二傳動皮帶

48‧‧‧主動皮帶輪

51‧‧‧導柱

55‧‧‧平衡塊

61‧‧‧緩衝導套

611‧‧‧座部

62‧‧‧儲能套管

Claims (5)

1. 一種往復彈跳運動機，用於支撐使用者並能帶動使用者身體產生上下方向的彈跳運動，包括：一腳踏板，該腳踏板可供使用者站立；一底座，該底座位於該腳踏板的下方；一驅動裝置，該驅動裝置包含：一電動機、一減速機構、一偏心轉軸和一連桿，該電動機裝設於該底座，該電動機的輸出軸連接該減速機構的一輸入側，該減速機構的輸出側連接該偏心轉軸，該連桿的一端可轉動地樞接於該偏心轉軸，該連桿的另一端可轉動地樞接於該腳踏板的中心位置，用於連動該腳踏板相對於該底座作上下方向的往復移動；以及一緩衝節能機構，該緩衝節能機構包含：數個導柱、與該些導柱對應的數個緩衝儲能器，該些導柱分別固設於該底座上對稱於該腳踏板之中心的位置，該些導柱的軸向沿著和該腳踏板之往復運動方向的平行方向延伸，任一個該緩衝儲能器包括：一緩衝導套以及與該緩衝導套對應的一儲能套管，該儲能套管內藏有一彈簧，該緩衝導套和該儲能套管均為一種管狀的元件，該緩衝導套和該儲能套管係由彈性材料製造，該緩衝導套的頂端固設於該腳踏板的底面並以同軸關係套設於對應的該導柱，該儲能套管係套設於該導柱並且介於該緩衝導套的底端和該底座之間。
2. 如請求項1所述的往復彈跳運動機，該底座具有數個減震腳墊均勻地配置於該底座的底部的四個角落，該減震腳墊包含一螺桿、設於該螺桿之底端的一底盤和設於該底盤之底面的一彈性墊圈，該減震腳墊利用該螺桿螺合於該底座的底部。
3. 如請求項1所述的往復彈跳運動機，該減速機構包含：一第一皮帶輪、一第一傳動皮帶、一第二皮帶輪和一第二傳動皮帶，該第一皮帶輪以可轉動的關係樞設於該底座的一支撐架，該第二皮帶輪固設於該偏心轉軸可隨同該偏心轉軸同步旋轉，該第一皮帶輪具有直徑較大的一第一大皮帶輪和同軸關係且直徑相對較小的一第一小皮帶輪，該第二皮帶輪的直徑大於該第一小皮帶輪，該電動機的該輸出軸設有一主動皮帶輪，該主動皮帶輪的直徑小於該第一大皮帶輪，該第一傳動皮帶連接該主動皮帶輪和該第一大皮帶輪，該第二傳動皮帶連接該第一小皮帶輪和該第二皮帶輪。
4. 如請求項1所述的往復彈跳運動機，該偏心轉軸可轉動地安裝於該底座，該偏心轉軸包含一轉軸和固設於該轉軸的一偏心輪，該轉軸的兩端分 別設有一第一軸承和一第二軸承，該第一軸承和該第二軸承分別固定於該底座之頂面的一軸承架，該偏心輪可轉動地樞接於該連桿的一端。
5. 如請求項1所述的往復彈跳運動機，該緩衝節能機構包含數個平衡塊，該些平衡塊係固設於該腳踏板之底面對稱於該腳踏板之中心的位置，該平衡塊可由具有彈性的材料製作，該平衡塊介於該腳踏板的底面和該底座之間。