TWI611823B - 踏步機的踏板路徑(二) - Google Patents

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蓋連 艾坎布雷克
麥可Ｌ 歐森
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愛康運動與健康公司
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Abstract

一種垂直踏步機，包括：一框；一曲軸輪，連接至該框；一曲軸輪，連接至該框；一踏板樑，與該曲軸輪機械連通；一鏈結組件，連接至該框且連接至該踏板樑；及一旋轉阻力機構，在該垂直踏步機處於一直立定向下時定位於該曲軸輪上方。該踏板樑在該曲軸輪旋轉時在一橢圓路徑上移動，且該橢圓路徑在該垂直踏步機處於一直立位置下時具有一垂直主軸及一水平次軸。

Description

踏步機的踏板路徑（二）
相關申請案的交叉引用：此案請求於2015年8月28日所提出之第62/211,210號之美國臨時專利申請案的優先權，該美國臨時專利申請案的所有揭示內容以引用方式併入本文中。 此發明關於踏步機的踏板路徑。
有氧運動是普及的運動形式，其藉由減少血壓及向人體提供其他益處，來改善一個人的心血管健康。有氧運動一般涉及長時間進行低強度的身體勞動。一般而言，人體在涉及有氧運動的強度等級下可適當地供應足夠的氧氣以符合身體的需求。普及的有氧運動形式除了其他活動以外包括跑步、慢跑、游泳及騎自行車。相較之下，無氧運動通常涉及短時間進行的高強度運動。普及的無氧運動形式包括力量訓練及短跑。
許多人選擇在室內（例如健身中心或他們的家中）執行有氧運動。通常，使用者將使用有氧運動機器來在室內進行有氧鍛練。一個如此類型的有氧運動機器是踏步機，其通常包括足部支撐件，該等足部支撐件在由使用者的足部移動時沿大致垂直的往返方向移動。允許使用者在室內執行有氧運動的其他普及的運動機器包括跑步機、划船機、橢圓訓練機及固定式自行車，僅舉數例。
一個類型的踏步機揭示於授權給Rasmey Yim等人之第2014/0274575號的美國專利申請公開案中（下文中稱為「’575公開案」）。在此參考文獻中，固定式運動機器的實施例被描述為具有往返式的足部及/或手部構件，例如以閉封迴路路徑移動的足部踏板。（參照‘575公開案的摘要）某些實施例可包括往返式的足部踏板，該等足部踏板使得使用者的足部沿封閉迴路路徑移動，該封閉迴路路徑實質上是傾斜的，使得足部運動相較於平地行走或跑步運動更多地模擬爬升運動。（參照部分同上）某些實施例被描述為包括往返式握柄，該等握柄配置為透過連接至亦耦合至足部踏板之曲軸輪的鏈結與足部協調移動。（參照部分同上）可透過旋轉式的基於空氣阻力的機構、透過基於磁力的機構及/或透過其他機構來提供可變阻力，該等機制中的一或更多者可在使用者正在使用機器的同時可被快速調整。（參照部分同上）依據此參考文獻，傳統的固定式運動機器包括爬梯類型的機器及橢圓跑步類型的機器。（參照‘575公開案的第[0003]段）這些類型的機器中的各者一般提供不同類型的鍛練，且中爬梯類型的機器提供較低頻率的垂直爬升模擬，且其中橢圓機器提供較高頻率的水平跑步模擬。（參照部分同上）其他類型的運動機器被揭示於以下美國專利中：Miller之第5,242,343號的美國專利：Miller之第5,499,956號的美國專利；Rodgers之第5,540,637號的美國專利；Rodgers之第5,573,480號的美國專利；Rodgers之第5,683,333號的美國專利；Rodgers之第5,938,567號的美國專利；及Maresh之第6,080,086號的美國專利。這些參考文獻的所有揭示內容以引用方式併入本文中。
在本發明的一個實施例中，一種垂直踏步機，包括：一框；一曲軸輪，連接至該框；一曲軸輪，連接至該框；一踏板樑，與該曲軸輪機械連通；一鏈結組件，連接至該框且連接至該踏板樑；及一旋轉阻力機構，在該垂直踏步機處於一直立定向下時定位於該曲軸輪上方。該踏板樑在該曲軸輪旋轉時在一橢圓路徑上移動，該橢圓路徑在該垂直踏步機處於一直立位置下時具有一垂直主軸及一水平次軸。
該旋轉阻力機構可包括一飛輪。
該旋轉阻力機構可包括至少一個扇葉。
該鏈結組件可包括於一樞軸處連接至第一鏈結構件的一第二鏈結構件，其中該第一鏈結構件連接至該踏板樑，而該第二鏈結構件於一固定的框位置處連接至該框。
該第一鏈結構件可較該第二鏈結構件為長。
該踏板樑及該鏈結組件的一第一鏈結構件可相對於彼此而固定。
該垂直踏步機可包括一臂鏈結構件，該臂鏈結構件引導支撐臂的移動，於一樞軸連接件處沿該第一鏈結構件的一長度連接，且橫切於該第一鏈結構件。
該垂直踏步機可包括連接至該框的一傾斜軌道及連接至該踏板樑之一下側的一輥。該輥可在該踏板樑沿該橢圓路徑移動時沿該傾斜軌道前行。
該框可可旋轉地連接至一基座結構。
該垂直踏步機可包括一軸向延伸構件，該軸向延伸構件連接至該基座結構及連接至該框，在該軸向延伸構件被致動為改變其縱軸時改變該垂直踏步機的一傾斜。
該旋轉阻力機構可包括至少一個照明特徵。
在本發明的一個實施例中，一種垂直踏步機，包括：一框；一曲軸輪，連接至該框；一踏板樑，與該曲軸輪機械連通；一鏈結組件，連接至該框及連接至該踏板樑；該鏈結組件包括一第二鏈結構件，該第二鏈結構件於一樞軸處連接至第一鏈結構件，其中該第一鏈結構件連接至該踏板樑，而該第二鏈結構件於一固定的框位置處連接至該框，該踏板樑及該第一鏈結構件彼此相對固定；及一旋轉阻力機構，在該垂直踏步機處於一直立定向下時定位於該曲軸輪上方。該踏板樑在該曲軸輪旋轉時在一橢圓路徑上移動，該橢圓路徑在該垂直踏步機處於一直立位置下時具有一垂直主軸及一水平次軸。
該旋轉阻力機構可包括一飛輪。
該旋轉阻力機構可包括至少一個扇葉。
該垂直踏步機可更包括連接至該框的一傾斜軌道及連接至該踏板樑之一下側的一輥。該輥在該踏板樑沿該橢圓路徑移動時沿該傾斜軌道前行。
該垂直踏步機可包括一臂鏈結構件，該臂鏈結構件引導支撐臂的移動，於一樞軸連接件處沿該第一鏈結構件的一長度連接，且橫切於該第一鏈結構件。
該框可可旋轉地連接至一基座結構。
該垂直踏步機可包括一軸向延伸構件，該軸向延伸構件連接至該基座結構及連接至該框，在該軸向延伸構件被致動為改變其縱軸時改變該垂直踏步機的一傾斜。
該旋轉阻力機構可包括至少一個照明特徵。
在本發明的一個實施例中，一種垂直踏步機，可包括：一基座；一框，可旋轉地連接至該基座；一曲軸輪，連接至該框；一踏板樑，與該曲軸輪機械連通；一鏈結組件，連接至該框及連接至該踏板樑；該鏈結組件包括一第二鏈結構件，該第二鏈結構件於一樞軸處連接至第一鏈結構件，其中該第一鏈結構件連接至該踏板樑，而該第二鏈結構件於一固定的框位置處連接至該框，該踏板樑及該第一鏈結構件彼此相對固定；一旋轉阻力機構，在該垂直踏步機處於一直立定向下時定位於該曲軸輪上方；至少一個照明特徵，被併進該旋轉阻力機構；一軸向延伸構件，連接至基座結構及連接至該框，該軸向延伸構件在該軸向延伸構件被致動為改變其縱軸時改變該垂直踏步機的一傾斜；及一臂鏈結構件，引導支撐臂的移動，該臂鏈結構件在一樞軸連接件處沿該第一鏈結構件的一長度連接，且橫切於該第一鏈結構件。該踏板樑在該曲軸輪旋轉時在一橢圓路徑上移動，該橢圓路徑在該垂直踏步機處於一直立位置下時具有一垂直主軸及一水平次軸。
為了此揭示案的目的，用語「對準的」意指平行的、實質平行的或形成小於35.0度的角度。為了此揭示案的目的，用語「橫切的」意指垂直的、實質垂直的或形成55.0及125.0度之間的角度。為了此揭示案的目的，用語「固定位置」指的是不相對於運動機器的框移動的位置。例如，只要構件及框所連接至的位置不改變，直接附接至運動機器之框的構件就被附接於固定位置處。只要樞軸停留在相同的位置下，構件就可可樞轉地附接至固定位置，其中該構件在該樞軸周圍移動。相較之下，連接至旋轉之輪的構件並非固定位置，因為輪旋轉輪及構件之間相對於框的連接點，儘管相對於輪的位置相同地停留。同樣地，連接至軌道的構件因為該構件及框之間的相對移動並不構成固定位置，其中該構件可沿該軌道前行。為了此揭示案的目的，「剛性連接」指的是兩個物件之間的連接，在該連接處，該兩個物件並不彼此相對移動。例如，剛性連接排除一連接，在該連接處物件彼此相關地滑動，或在該連接處該等物件彼此相對地樞轉。
具體而言，參照圖式，圖1描繪運動機器100（例如垂直踏步機或另一類型的運動機器）的實例。運動機器100包括附接至基座104的框102。框102的至少一部分由外殼106所覆蓋，該外殼106隱藏運動機器100之內部元件中的至少某些部分。
運動機器100包括從外殼106延伸的第一踏板樑108及第二踏板樑110。第一踏板112附接至第一踏板樑108的第一自由端114，而第二踏板116附接至第二踏板樑110的第二自由端118。第一及第二踏板112、116被調整形狀及定位以接受使用者的足部。在使用者在站立在第一及第二踏板112、116上的同時移動他的足部時，第一及第二踏板112、116在大致橢圓的路徑上移動。
運動機器100亦包括第一臂支撐件120及第二臂支撐件122，該等臂支撐件被定位在使用者的手臂在他或她站立在第一及第二踏板112、116上的同時方便觸及的範圍內。主控制板124定位於第一及第二臂支撐件120、122之間。第一可延伸構件126連接至框102及基座104，而第二可延伸構件（其從視圖隱藏）亦附接至框102及附接至基座104。
圖2及3描繪運動機器200，為了說明的目的，該運動機器200不具有運動機器200的外殼及其他內部元件。在此實例中，曲軸輪202附接至框204。曲軸輪202包括第一曲軸臂206及第二曲軸臂208。第一曲軸臂206附接至第一踏板樑210，而第二曲軸臂208附接至第二踏板樑212。第一曲軸臂206附接至第一踏板樑210，而第二曲軸臂208附接至第二踏板樑212。曲軸輪202的旋轉使得第一及第二踏板樑210、212以大致垂直的方向移動。
鏈結組件214亦影響第一及第二踏板樑210、212的路徑。鏈結組件214的第一鏈結構件216連接至第一曲軸臂206。在第一鏈結構件216及第一曲軸臂206在曲軸輪202旋轉時彼此相對移動的同時，第一鏈結構件216相對於第一踏板樑210是固定的。因此，在曲軸輪202移動時，第一鏈結構件216及第一踏板樑210彼此維持在固定的定向上。第二鏈結構件218連接至第一鏈結構件216，且亦直接連接至框204。在此實例中，第二鏈結構件218較第一鏈結構件216為短。第二鏈結構件218在曲軸輪202移動時限制第一鏈結構件216的移動。其結果是，第一鏈結構件216的角定向在曲軸輪202旋轉時改變，使得第一踏板樑210的角定向在曲軸輪202旋轉時改變。這使得第一踏板樑210在第一踏板樑210移動時改變其角定向。在第一踏板樑210的第一端以其對於第一曲軸臂206之附接而被限制的情況下，使得第一踏板樑210的自由端220相較於自由端220原本會由於第一踏板樑的改變的角定向而移動更高地及更低地移動。
第一踏板222附接至第一踏板樑210的第一自由端，而第二踏板224附接至第二踏板樑212的自由端。第一踏板樑210之前端228受限的移動使得自由端220（且因此使得第一踏板222）在曲軸輪202移動時在橢圓路徑上移動。橢圓路徑具有大致垂直的主軸及大致水平的次軸。
第一臂鏈結構件230沿第一鏈結構件216的長度附接至第一鏈結構件216。在此實例中，臂鏈結構件230沿該長度附接，但仍接近鄰近第一曲軸臂206之第一鏈結構件216的端。進一步地，臂鏈結構件230以橫切定向連接至第一鏈結構件216。第一臂鏈結構件230朝第一臂支撐件232延伸。第一臂鏈結構件230於樞軸處連接至第二臂鏈結234。第二臂鏈結構件232連接至第一臂支撐件232。在曲軸輪202移動時，第一及第二臂鏈結構件230、234使得第一臂支撐件232在往返的弓形路徑上移動。
圖4描繪連接至第二臂鏈結402之第一臂鏈結400的實例。第二臂鏈結402連接至第一臂支撐件404。在第一臂鏈結400藉由曲軸輪的旋轉而移動時，第一臂支撐件404以往返運動方式移動。類似地，第二臂支撐件406藉由運動機器之另一側上的臂鏈結組件以往返運動方式移動。
圖5描繪運動機器502之阻力機構500的實例。在此實例中，阻力機構500為旋轉阻力機構，像是飛輪504。然而，可依據本揭示案中所描述的原理使用碟板、旋轉扇或其他類型的旋轉阻力機構。在所描繪的實例中，飛輪504連接至飛輪輪軸506，該飛輪輪軸506連接至框508。飛輪504連接至飛輪輪軸506的第一端509，而第一滑輪510連接至飛輪輪軸506的第二端512。第一滑輪510以第一皮帶（為了說明的目的未描繪於圖5中）與第二滑輪513連通。
第二滑輪513連接至滑輪輪軸516的第一端514，該滑輪輪軸516旋轉連接至運動機器502的框508。第二滑輪520於第二端522處連接至滑輪輪軸516。第二滑輪520以第二皮帶（為了說明的目的亦未描繪）與曲軸輪524連通。因此，在曲軸輪524旋轉時，第一及第二皮帶亦旋轉，使得滑輪中的各者旋轉以及使得飛輪510或其他類型的旋轉阻力機構旋轉。
圖6A及6B描繪處於傾斜位置下之運動機器600的實例。可延伸構件602連接至運動機器600的基座603及連接至運動機器的框604。框604受中心輪軸606支撐，使得在可延伸構件602改變其長度時，框604在中心輪軸606周圍旋轉。因此，在運動機器600上執行之鍛練的難度可由可延伸構件602的長度更改。
圖7描繪運動機器700的實例。在此實例中，運動機器700包括第一踏板樑702及第二踏板樑704。第一踏板樑702沿第一軌道706滑動，而第二踏板樑704沿第二軌道滑動。第一踏板樑702的第一曲軸端710可樞轉地連接至曲軸輪714的第一曲軸臂712。同樣地，第一踏板樑702的第二曲軸端716可樞轉地連接至曲軸輪714的第一曲軸臂718。在使用者沿第一及第二軌道706、708滑動第一及第二踏板樑702、704時，曲軸輪714旋轉。第一及第二曲軸端710、716可樞轉地連接至曲軸輪714的區域且從曲軸輪的輪軸723隔開，這使得第一及第二曲軸端710、716在曲軸輪714旋轉時改變第一及第二踏板樑702、704的角度及定向。角度及定向上的改變使得第一及第二踏板樑702、704在曲軸輪714的旋轉期間升起及落下以及向前及向後移動。因此，使用者的足部在曲軸輪714旋 轉時在橢圓路徑上前行。第一及第二軌道706、708被鉸合至運動機器的框722，使得軌道可在第一及第二踏板樑702、704升起及落下時升起及落下。
曲軸輪714透過皮帶726連接至飛輪724。飛輪724連接至框722，且定位於曲軸輪714上方。
在所描繪的實例中，運動機器700亦包括臂支撐件728。這些臂支撐件728對於框722而言是不可分割的，且不基於曲軸輪714的旋轉而旋轉。
圖8描繪具有第一踏板樑802及第二踏板樑804之運動機器800的實例。第一踏板樑802沿第一傾斜軌道806滑動，而第二踏板樑804沿第二傾斜軌道滑動。在此實例中，第一及第二傾斜軌道固定在位且不移動，而第一及第二踏板樑802、804在它們沿第一及第二傾斜軌道806、808前行時垂直移動。第一及第二傾斜軌道結合曲軸輪809使得踏板樑802、804的路徑形成具有垂直主軸及水平次軸的橢圓形。
第一支撐臂810連接至第一踏板樑802，而第二支撐臂812連接至第二踏板樑804。因此，第一及第二支撐臂810、812在使用者使第一及第二踏板樑802、804移動時移動。
圖9描繪具有第一踏板樑902及第二踏板樑904之運動機器900的實例。第一及第二踏板樑902、904中的各者連接至單獨的曲軸臂906，該曲軸臂906將第一及第二踏板樑902、904連接至曲軸輪908。曲軸輪908的旋轉控制踏板樑902、904之第一端910前行的路徑。在此實例中，第一及第二踏板樑902、904各包括彎管912，使得踏板樑902、904的曲軸側914相對於踏板樑902、904的踏板側916而對準。彎管912的角度使得踏板樑902、904的自由端918在曲軸輪908的繞轉期間改變角度，使得自由端918相較於自由端918原本會前行的在橢圓路徑的尖峰處前行得更高，且使得自由端918相較於自由端918原本會前行的在橢圓路徑的凹點處前行得更低。
鏈結組件920將踏板樑902、904連接至框924的固定位置922。在此實例中，第一鏈結構件926連接至第一踏板樑902之踏板側916之中段930的下側928。第一鏈結構件926於樞軸處連接至第二鏈結構件932。第二鏈結構件932連接至框924的固定位置922。臂鏈結構件934沿第一鏈結構件926的長度連接且控制第一臂支撐件936及第二臂支撐件938的移動。
圖10描繪運動機器1000的實例，其中飛輪1002透過外殼1004而暴露。在此實例中，飛輪1002包括至少一個照明特徵1006（亦即發光二極體、燈泡、彩燈等等）。在使用者在運動機器1000上鍛練時，飛輪1002旋轉。照明特徵1006可在飛輪1002旋轉時向使用者產生賞心悅目的外觀。達成這樣賞心悅目的外觀可激勵使用者在適當的強度等級下鍛練。
儘管已將以上示例描述為具有各種構件、角度、連接點及元件，可依據本文中所述的原理使用任何適當的構件、角度、連接點、元件等等的類型及定向。因此，以上的實施例僅表現本發明的某些實例，且不是僅描繪本發明的所有可能實施例。 本發明的一般說明
一般而言，本文中所揭露的發明可提供使用者 一運動機器，該運動機器在使用者移動踏板時提供自然的感覺。部分地藉由控制踏板的移動以依循具有垂直主軸及水平次軸的橢圓路徑來完成該自然感，該橢圓路徑可與一般以垂直踏步機達成的弓形路徑形成對比。此外，可部分地藉由改變橢圓路徑各處之踏板的傾斜角來達成該自然感。可藉由向上靠近橢圓路徑的尖峰而傾斜踏板樑的自由端以及向下靠近橢圓路徑的凹點而傾斜踏板樑的自由端來完成此類傾斜角改變。
並且，本文中所揭露的發明可提供使用者一運動機器，該運動機器具有更小的覆蓋區，且可更容易製造，因為旋轉阻力機構可在運動機器處於直立位置下時垂直定位於曲軸輪上方。藉由將飛輪或其他類型的旋轉阻力機構定位於曲軸輪上方，鏈結組件可被簡化且相較於傳統運動機器（像是垂直踏步機）中更為緻密。
在某些實例中，運動機器包括第一踏板樑及第二踏板樑。踏板附接至 第一踏板樑及第二踏板樑中的各者的自由端。使用者可將他或她的足部定位在踏板上。踏板樑的相反端可連接至曲軸輪，該曲軸輪使得第一及第二踏板樑相對於彼此以往返移動的方式移動。例如，在使用者施加力以向下推動第一踏板時，第一踏板樑移動，使得曲軸輪旋轉。曲軸輪的旋轉使得第二踏板樑以向上方向移動。因此，踏板樑一般以彼此相反的垂直方向移動。曲軸輪可定義踏板樑的升起及落下。換言之，曲軸可定義踏板所前行之橢圓路徑的垂直主軸。鏈結組件可控制踏板樑所前行之橢圓路徑的水平次軸。
鏈結組件可基於鏈結構件的長度及定向控制踏板的前及後移動。在某些實例中，鏈結組件包括第一鏈結構件及第二鏈結構件。第一鏈結構件可連接至踏板樑。第二鏈結構件可於第一端處連接至第一鏈結構件且於第二端處連接至框的固定框位置。在曲軸輪移動時，鏈結組件的第一及第二構件亦移動。然而，因為第二鏈結構件於末端處連接至框，第二鏈結構件的移動可受限制。第二鏈結構件的受限移動亦限制第一鏈結構件的移動，且使得第一鏈結構件以其原本不會傾斜的方式傾斜，但是是針對第二鏈結構件的固定端而傾斜。在某些實例中，第一鏈結構件於剛性連接件處剛性地連接至踏板樑，踏板樑採取相同於第一鏈結構件的角度，使得踏板樑沿所前行的橢圓路徑連續地改變傾斜角。
在某些實例中，第二鏈結構件並不完成整個旋轉。反而，第二鏈結構件在向前角度及向後角度之間切換。在此類實例中，第二鏈結構件在其各別的曲軸臂接近其最向前的位置時接近最大向前角度。類似地，第二鏈結構件在其各別的曲軸臂接近其最向後的位置時接近最大向後角度。在第二鏈結構件來最前向角度及最向後角度之間來回搖擺時，第二鏈結構件連續地沿弓形路徑改變樞軸的位置，該樞軸將第一鏈結構件連接至第二鏈結構件。第一鏈結構件的角度可由第一及第二鏈結構件間之樞軸及第一鏈結構件及其各別曲軸臂間之樞軸的結合位置所決定。
在第一鏈結構件及踏板樑彼此相對固定那些實例中，第一鏈結構件及踏板樑為單一桿，該單一桿連接至曲軸臂作為支軸。在第一鏈結構件的角度改變時，踏板樑的角度亦改變。在某些實例中，第一鏈結構件及踏板樑的軸長相對於彼此形成角度。在某些實例中，此類角度可在10.0及45.0度之間。
第一鏈結構件的長度亦決定第一及第二鏈結構件間之樞軸的位置。變化第一鏈結構件的長度可變化角度範圍，第一鏈結構件在該角度範圍之間移動。
曲軸輪可定位於旋轉阻力機構下方，且可透過傳輸件與旋轉阻力機構連通。傳輸件可包括將旋轉阻力機構（例如飛輪）連接至曲軸輪的傳輸皮帶、傳輸鏈、另一類型的傳輸媒體或其組合。在某些實例中，多個中間曲軸輪及傳輸媒體共同將旋轉阻力機構連接至曲軸輪。傳輸件可連接至飛輪輪軸或連接至飛輪的外表面。同樣地，傳輸件的另一端可直接連接至曲軸輪的輪軸或直接連接至與曲軸輪的輪軸連通之曲軸組件的另一部分。
在使用者移動第一及第二踏組件的踏板樑時，曲軸組件使得曲軸輪旋轉。飛輪透過傳輸媒體隨著曲軸輪的旋轉而移動。因此，在阻力增加以旋轉飛輪時，阻力可透過其輪軸傳送至曲軸輪的移動且藉此傳送至踏板樑的移動。
在某些實例中，可以磁力抵抗飛輪的旋轉（且因此曲軸輪及踏板樑的旋轉）。此類磁力可從可能在飛輪附近的磁單元施加於飛輪上。磁單元可能可相對於飛輪而移動。在此類實例中，可藉由相對於飛輪移動磁單元來改變飛輪上的磁阻力。在其他實例中，可使用變化量的電力來變更來自磁單元的磁力。在這些實例中，可藉由變更供應至磁單元之電力的量來變化施加於飛輪上的磁阻力的量。
此外，儘管已將以上示例描述為具有單一飛輪，可依據本揭示案使用任何適當數量的飛輪。例如，運動機器可合併單一飛輪、兩個飛輪、多於兩個飛輪、偶數個飛輪、奇數個飛輪或其組合。
在傳統的踏步機中，飛輪被放置為低的以將垂直踏步機的重心保持靠近地面。然而，依據本文中所述的原理，飛輪或其他類型的旋轉機構可在垂直踏步機上定位為足夠高的以定位在曲軸上方。藉由將曲軸輪及鏈結組件定位在傳統上由飛輪所佔據的空間中，第一及第二鏈結構件可定向為使得踏板樑的自由端如上所述地以適當的傾角沿橢圓路徑前行。
在某些實例中，旋轉阻力機構包括至少一個扇葉。此類扇葉可定位為在曲軸輪移動時在圓形路徑周圍前行。在扇葉移動時，空氣可抵抗其移動。此類阻力可透過傳輸件傳送至曲軸輪，藉此向使用者提供更大的阻力。在某些實例中，扇葉促進已經提供至組件（例如上述的磁阻力機構或另一類型的阻力機構）的阻力。在其他實例中，由扇葉所提供的空氣阻力可為用於向使用者的鍛練提供阻力的主要機構。在利用扇葉的那些實例中，透過扇葉而移位之空氣的至少某些部分可朝向使用者引導。在旋轉阻力機構定位在曲軸輪上的那些實例中，扇葉可定位為更靠近使用者，且可引導至使用者以提供冷卻。
在某些實例中，使用者可透過外殼看見旋轉阻力機構。在此類實例中，外殼的開口使得旋轉阻力機構暴露於外殼外面的環境。在其他實例中，外殼的透明窗向使用者揭露旋轉阻力機構。在旋轉阻力機構在運動機器中定位得較高的情況下，使用者可從使旋轉阻力機構更靠近他或她而得到益處。例如，使用者可能能夠在旋轉阻力機構旋轉時看見旋轉阻力機構中的圖樣。例如，描繪於飛輪面上的影像可在飛輪旋轉時呈現有意思或有趣的圖樣，使用者可在鍛練期間看見該圖樣。此類圖樣可激勵使用者以所需的強度鍛練。在其他實例中，照明特徵（亦即發光二極體）可併入旋轉阻力機構。在旋轉阻力機構旋轉時，照明特徵亦可呈現激勵使用者的圖樣。在其他實例中，使用者可能從旋轉阻力機構中之飛輪的移動感覺到振動，這可向使用者提供關於使用者正在執行之工作的觸覺反饋，且藉此激勵使用者。
運動機器可包括在使用者以他或她的足部移動踏板樑時沿弓形路徑移動的第一臂支撐件及第二臂支撐件。在某些實例中，第一臂支撐件可可樞轉地連接至第一鏈結構件。在此類實例中，第一臂支撐件可相對於第一鏈結構件橫切地定向。臂鏈結構件可附接至第一鏈結構件的任何部分。在某些實例中，臂鏈結構件可附接至鄰近曲軸臂之附接之構件的區域。在其他實例中，臂鏈結構件可附接至第一鏈結構件的中間區域。
臂鏈結構件可於樞軸處連接至另一臂鏈結構件。在某些實例中，第一臂鏈結構件可較第二臂鏈結構件長三到四倍。第一臂鏈結構件可在曲軸輪移動時移動。在此類實例中，第一臂鏈結構件可控制第二臂鏈結構件的角度。第二臂鏈結構件的移動使得臂支撐件沿弓形路徑移動。
運動機器亦可傾斜或下傾以調整使用者鍛練的強度。在某些實例中，運動機器的框可被中心輪軸支撐離開地面，該中心輪軸透過第一及第二柱連接至運動機器的基座。運動機器之框在中心輪軸周圍的角定向可由至少一個可延伸構件所控制，該至少一個可延伸構件亦連接至框及基座兩者。在某些情況下，可延伸構件可位於運動機器的前部處。在此類實例中，可延伸構件的延伸可使得運動機器傾斜，而可延伸構件的回縮可使得運動機器下傾。
可依據本揭示案中所述的原理使用任何適當類型的可延伸構件。例如，螺旋馬達可用以改變可延伸構件的長度。在其他實例中，液壓或氣動機構可用以使得可延伸構件改變其長度。其他類型的馬達、齒條與小齒輪組件、磁體及其他類型的機構可用以使得可延伸構件改變它們的長度。儘管已參照使用可延伸構件傾斜及/或下傾運動機器來描述此實例，可依據本揭示案中所述的原理使用用於傾斜及/或下傾運動機器的任何適當機構。
主控制板可整合進運動機器。在此類實例中，主控制板可用以控制傾斜及/或下傾運動機器。例如，使用者可針對所需的傾斜角透過主控制板的使用者介面提供指令。由與主控制板之使用者介面通訊之處理器所產生的訊號可向可延伸構件的致動器產生訊號，以依據所輸入的指令移動來達成所需的傾斜角。
主控制板可用以從使用者接收其他類型的指令。例如，使用者可控制運動機器的阻力等級。在旋轉阻力機構併有磁單元的實例中，與主控制板通訊的處理器可產生訊號，該等訊號指示致動器增加提供至磁單元的電力量及/或改變磁單元的位置，以達成所需的阻力等級。在其他實例中，使用者可透過主控制板提供指令，以控制扇葉角度來達成不同的阻力。
進一步地，主控制板可用以請求娛樂（亦即視訊及/或音訊）、追蹤使用者鍛練的時間、追蹤強度等級、追蹤預估的卡洛里燃燒量、追蹤當日時間、追蹤使用者歷史、追蹤另一參數或其組合。主控制板亦可與遠端裝置（亦即聯網裝置、資料中心、網站、行動裝置、個人電腦等等）通訊。在此類實例中，主控制板可同此類遠端裝置發送及/或接收資訊。例如，主控制板可向操作健身追蹤程式的遠端裝置發送資訊。在此類實例中，在鍛練期間所追蹤的參數可被發送至遠端裝置，使得健身追蹤程式可記錄及儲存使用者鍛練的參數。可與本文中所述之原理相容之健身追蹤程式的一個此類示例可見於www.ifit.com，其由Icon Health and Fitness公司所運作，該公司位於美國猶他州洛根市。
儘管已參照使用主控制板向運動機器的各種元件提供指令來描述以上實例，其他機制可用以控制運動機器的各種態樣。例如，使用者可透過他或她的行動裝置控制運動機器的至少某些態樣。在其他實例中，另一類型的遠端裝置可用以控制運動機器的各種態樣。進一步地，可透過語音辨識程式、手勢、其他類型的輸入或其組合來控制運動機器。
在某些實例中，踏板樑沿軌道前行。在此類實例中，輥可附接至踏板樑的下側。在曲軸輪移動及踏板樑依循時，輥可為協助改變踏板樑之角度的支軸。在此類實例中，飛輪或其他類型的旋轉阻力機構可定位於曲軸輪上方，以簡化鏈結組件的構造。
在某些實例中，軌道可包括張緊構件。張緊構件可減少通常與機械元件的移動相關聯之晃動的至少某些部分。在某些實例中，輥可附接至踏板樑，且輥接觸張緊構件。在其他實例中，張緊構件可附接至踏板樑的下側且可跨展踏板樑的下側。在此類實例中，輥可定位於運動機器上的其他處且用以引導踏板樑。
儘管已將以上示例描述為具有鏈結組件中之特定數量的鏈結構件，可依據本揭示案中所述的原理使用任何適當數量的鏈結。例如，鏈結組件可包括單一鏈結構件、兩個鏈結構件、三個鏈結構件或更多個。進一步地，鏈結構件可以任何適當的定向佈置，以達成上述的橢圓路徑。進一步地，在某些實例中，沒有臂鏈結構件連接至鏈結構件，該等鏈結構件連接至曲軸輪。在此類實例中，臂支撐件可在執行運動期間是靜止的。在其他實例中，臂支撐件可基於使用者手臂的移動或另一類型的機構而移動。
進一步地，第一鏈結構件可透過任何適當的機構附接至踏板樑。例如，第一鏈結構件及踏板樑可被焊接、栓接、鉚接、固定或以其他方式連接在一起。在某些實例中，踏板樑及第一鏈結構件一體地同彼此形成。
任何適當類型的橢圓路徑可由運動機器的踏板所形成。由踏板前行的橢圓路徑可不同於由踏板樑的前端或鏈結組件的其他元件所依循的路徑類型。橢圓路徑可包括可大於水平次軸的主垂直軸。在某些實例中，由踏板所依循的路徑大致為橢圓形，其中該路徑的一部分可扁平化、形成尖角、形成稍微不對稱的橢圓形或形成不符合數學上所定義之橢圓形的另一類型的移動。進一步地，由踏板所依循的橢圓路徑可包括主軸，該主軸可相對於垂直定向傾斜小於45.0度、相對於垂直定向傾斜小於35.0度、相對於垂直定向傾斜小於25.0度、相對於垂直定向傾斜小於15.0度、相對於垂直定向傾斜小於5.0度或其組合。
橢圓路徑之尖峰處之踏板的傾斜角為一角度，該角度可相對於垂直定向小於45.0度、相對於垂直定向小於35.0度、相對於垂直定向小於25.0度、相對於垂直定向小於15.0度、相對於垂直定向小於5.0度或其組合。進一步地，橢圓路徑之凹點處之踏板的傾斜角可為一角度，該角度相對於垂直定向小於45.0度、相對於垂直定向小於35.0度、相對於垂直定向小於25.0度、相對於垂直定向小於15.0度、相對於垂直定向小於5.0度或其組合。
100‧‧‧運動機器
102‧‧‧框
104‧‧‧基座
106‧‧‧外殼
108‧‧‧第一踏板樑
110‧‧‧第二踏板樑
112‧‧‧第一踏板
114‧‧‧第一自由端
116‧‧‧第二踏板
118‧‧‧第二自由端
120‧‧‧第一臂支撐件
122‧‧‧第二臂支撐件
124‧‧‧主控制板
200‧‧‧運動機器
202‧‧‧曲軸輪
204‧‧‧框
206‧‧‧第一曲軸臂
208‧‧‧第二曲軸臂
210‧‧‧第一踏板樑
212‧‧‧第二踏板樑
214‧‧‧鏈結組件
216‧‧‧第一鏈結構件
218‧‧‧第二鏈結構件
220‧‧‧自由端
222‧‧‧第一踏板
224‧‧‧第二踏板
228‧‧‧前端
230‧‧‧第一臂鏈結構件
232‧‧‧第一臂支撐件
234‧‧‧第二臂鏈結構件
400‧‧‧第一臂鏈結
402‧‧‧第二臂鏈結
404‧‧‧第一臂支撐件
406‧‧‧第二臂支撐件
500‧‧‧阻力機構
502‧‧‧運動機器
504‧‧‧飛輪
506‧‧‧飛輪輪軸
508‧‧‧框
509‧‧‧第一端
510‧‧‧第一滑輪
512‧‧‧第二端
513‧‧‧第二滑輪
514‧‧‧第一端
516‧‧‧滑輪輪軸
520‧‧‧第二滑輪
522‧‧‧第二端
524‧‧‧曲軸輪
600‧‧‧運動機器
602‧‧‧可延伸構件
603‧‧‧基座
604‧‧‧框
606‧‧‧中心輪軸
700‧‧‧運動機器
702‧‧‧第一踏板樑
704‧‧‧第二踏板樑
706‧‧‧第一軌道
710‧‧‧第一曲軸端
712‧‧‧第一曲軸臂
714‧‧‧曲軸輪
716‧‧‧第二曲軸端
718‧‧‧第一曲軸臂
722‧‧‧框
723‧‧‧輪軸
724‧‧‧飛輪
726‧‧‧皮帶
800‧‧‧運動機器
802‧‧‧第一踏板樑
804‧‧‧第二踏板樑
806‧‧‧第一傾斜軌道
810‧‧‧第一支撐臂
812‧‧‧第二支撐臂
900‧‧‧運動機器
902‧‧‧第一踏板樑
904‧‧‧第二踏板樑
908‧‧‧曲軸輪
910‧‧‧第一端
912‧‧‧彎管
914‧‧‧曲軸側
916‧‧‧踏板側
918‧‧‧自由端
920‧‧‧鏈結組件
922‧‧‧固定位置
924‧‧‧框
926‧‧‧第一鏈結構件
928‧‧‧下側
930‧‧‧中段
932‧‧‧第二鏈結構件
934‧‧‧臂鏈結構件
936‧‧‧第一臂支撐件
938‧‧‧第二臂支撐件
1000‧‧‧運動機器
1002‧‧‧飛輪
1004‧‧‧外殼
1006‧‧‧照明特徵
隨附繪圖繪示本裝置的各種實施例，且為本說明書的一部分。所繪示的實施例僅為本裝置的實例，且不限制其範圍。
圖1繪示依據本揭示案之踏步機器之示例的透視圖。
圖2繪示依據本揭示案之運動機器之示例的透視圖，為了說明的目的，該運動機器不具有外殼及其他元件。
圖3繪示依據本揭示案之曲軸組件之示例的側視圖，為了說明的目的，該運動機器不具有外殼及其他元件。
圖4繪示依據本揭示案之運動機器之搖擺臂之示例的透視圖，為了說明的目的，該運動機器不具有外殼及其他元件。
圖5繪示依據本揭示案之運動機器之阻力組件之示例的透視圖，為了說明的目的，該運動機器不具有外殼及其他元件。
圖6A繪示依據本揭示案之處於傾斜位置下之運動機器之示例的透視圖。
圖6B繪示依據本揭示案之處於傾斜位置下之運動機器之示例的透視圖。
圖7繪示依據本揭示案之踏步機器之示例的側視圖。
圖8繪示依據本揭示案之踏步機器之示例的側視圖。
圖9繪示依據本揭示案之踏步機器之示例的側視圖。
圖10繪示依據本揭示案之運動機器之示例的透視圖。
在繪圖各處，相同的參考標號標誌類似（但不一定要是相同的）構件。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
(請換頁單獨記載) 無
100‧‧‧運動機器
102‧‧‧框
104‧‧‧基座
106‧‧‧外殼
108‧‧‧第一踏板樑
110‧‧‧第二踏板樑
112‧‧‧第一踏板
114‧‧‧第一自由端
116‧‧‧第二踏板
118‧‧‧第二自由端
120‧‧‧第一臂支撐件
122‧‧‧第二臂支撐件
124‧‧‧主控制板

Claims (10)

  1. 一種垂直踏步機，包括：一框，可旋轉地連接至一基座結構；一曲軸輪，連接至該框；一踏板樑，與該曲軸輪機械連通；一鏈結組件，連接至該框及連接至該踏板樑；及一旋轉阻力機構，在該垂直踏步機處於一直立位置下時定位於該曲軸輪上方；其中該踏板樑在該曲軸輪旋轉時在一橢圓路徑上移動，該橢圓路徑在該垂直踏步機處於一直立位置下時具有一垂直主軸及一水平次軸。
  2. 如請求項1所述之垂直踏步機，其中該旋轉阻力機構包括一飛輪。
  3. 如請求項1所述之垂直踏步機，其中該旋轉阻力機構包括至少一個扇葉。
  4. 如請求項1所述之垂直踏步機，其中該鏈結組件包括於一樞軸處連接至第一鏈結構件的一第二鏈結構件，其中該第一鏈結構件連接至該踏板樑，而該第二鏈結構件於一固定的框位置處連接至該框。
  5. 如請求項4所述之垂直踏步機，其中該第一鏈結構件較該第二鏈結構件為長。
  6. 如請求項1所述之垂直踏步機，其中該踏板樑相對於該鏈結組件的一第一鏈結構件在位置上是固定的。
  7. 如請求項6所述之垂直踏步機，其中引導支撐臂之移動的一臂鏈結構件於一樞軸連接件處沿該第一鏈結構件的一長度而連接；及其中該臂鏈結構件橫切於該第一鏈結構件。
  8. 如請求項1所述之垂直踏步機，更包括：一傾斜軌道，連接至該框；及一輥，連接至該踏板樑的一下側；其中該輥在該踏板樑沿該橢圓路徑移動時沿該傾斜軌道前行。
  9. 如請求項1所述之垂直踏步機，更包括一軸向延伸構件，該軸向延伸構件在一第一端上連接至該基座結構且在一第二端上連接至該框；其中沿該軸向延伸構件之一縱軸之該軸向延伸構件之長度上的變化改變該垂直踏步機的一傾斜。
  10. 如請求項1所述之垂直踏步機，其中該旋轉阻力機構包括至少一個照明特徵。
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