TWI637767B - 運動裝置 - Google Patents

Abstract

一種包括框架之類型的運動裝置，其具有繞第一軸線可旋轉地耦接至該框架之第一曲柄總成，以及繞第二軸線可旋轉地耦接至該框架之第二曲柄總成。控制系統可用於與該第一曲柄總成及該第二曲柄總成通訊，該控制系統可提供該第一曲柄總成相對於該第二曲柄總成之同步移動。踏板臂可具備樞轉地耦接至該第一曲柄總成之第一端部，以及位於第二端部上之踏板。曲柄連桿可使用耦接至該第二曲柄總成之一個端部及耦接至該踏板臂之第二端部。該曲柄連桿可在該踏板臂上移動，該踏板臂可提供對該等踏板之運動路徑的改變。

Description

運動裝置 【相關申請資料之交互參照】

按照35 U.S.C.§119(e)規定，本發明主張2016年7月5日申請之美國臨時申請案第62/358,517號，及2017年5月31日申請之美國申請案第15/609,910的優先權，該等申請案以引用方式併入本文中。

本發明大體上係關於運動設備，且更具體而言，係關於使用者的腳支撐於一對踏板上且使用者可在支撐於該等踏板上時進行一或多個移動之運動裝置。

在駕車穿過窗口及整天坐在電腦前的當今世界中，對體育運動的需要係特別重要。據建議，若使用者可在至少二十分鐘的持續運動內獲得提升的心率，則心血管運動是最有利的。此類運動可根據使用者之需要及個人喜好而變化，但對於許多人而言，採用諸如移動腿部及臀部之彼等的較大肌肉之移動可能是合乎需要的，因為此等能夠做最多工作。對於許多久坐的個別人而言，過量體脂的累積可能是關注的焦點。身體做的工作越多，身體使用越多能量進行該工作。在人體中，大多數能量儲存呈體脂形式。因此，使用較大肌肉來做更多工作可實現減少體脂及增加心血管健康的較快最終結果。向運動裝置添加上身系統可進一步有助於使額外的 肌肉群負重，且隨時間推移而增加身體之工作輸出。

進行對身體之正常功能有熟悉基礎的活動，諸如行走或跑步可能對使用者有利。行走對於許多使用者可能較佳，因為與相同的人跑步相比，腿上的衝擊力更小，即使速度相同。使用行走運動可使一些參與者能夠進行他們不能在較高運行負載下進行之活動。此外，較低衝擊應力可允許一些人進行活動較長，並且因此與跑步相比，具有較高累積能量消耗，即使考慮到跑步與行走相比的情況下每時間單位的較高能量消耗。增加能量消耗且仍然維持行走步態可藉由增加移動模擬行走之機器的踏板所需之力，或改變用以模擬走上山丘之角度來實現。任一者或兩者可提供對街道或公路上行走之有用替代，使用者可在該街道或公路上經歷在他們的家中或其他受控環境中未發現之極端天氣條件、交通或身體危險。

通常使用跑步機，但它們可能大、昂貴及嘈雜。雜訊係至少部分地由於每一步發生的移動皮帶與該皮帶下面之支撐甲板之間的摩擦力所致。哪裡有摩擦，哪裡就有磨損。必須有規律地替換或潤滑該等甲板，且替換該等皮帶。

因此，應瞭解，需要允許使用者模擬可在室內進行的行走或其他雙足移動、具有小佔地面積且具有最小雜訊及部件磨損之運動裝置。本發明滿足此需要及其他需要。

本發明可包括框架及繞第一軸線可旋轉地耦接至該框架之第一曲柄總成，以及繞第二軸線可旋轉地耦接至該框架之第二曲柄總成。第一曲柄總成及第二曲柄總成可各自提供彼此移位之第一曲柄臂及第二曲 柄臂，以使得使用者可位於其等之間。第一曲柄臂及第二曲柄臂可定位成彼此180度異相。另外，第一曲柄總成之第一曲柄臂及第二曲柄總成之第一曲柄臂可彼此平行。

可提供可與第一曲柄總成及第二曲柄總成通訊之控制系統，該控制系統可提供該第一曲柄總成相對於該第二曲柄總成之同步移動。踏板臂可具有樞轉地耦接至第一曲柄總成之第一端部，以及位於該踏板臂之第二端部上的踏板。另外，曲柄連桿可具有耦接至第二曲柄總成之一個端部，以及耦接至該踏板臂之第二端部。第一曲柄連桿可移動地耦接至第一踏板臂上之位置，且然後移動至第一踏板臂上之第二位置，從而改變踏板之移動路徑。

控制系統可包括可旋轉地連接至框架之驅動軸，該驅動軸可提供第一曲柄總成之第一曲柄臂與第二曲柄臂之間的機械結合。該控制系統亦可包括驅動構件，該驅動構件係選自由以下各項所組成之群組：皮帶、滾子鏈、同步皮帶、v形皮帶及多v形皮帶。該控制系統亦可包括扭矩連鎖，該扭矩連鎖包括可旋轉地耦接至第二曲柄總成及驅動軸之連桿。該扭矩連鎖可在第二曲柄總成與驅動軸之間傳遞動率，該扭矩連鎖與驅動構件協同操作。可提供可與驅動軸機械結合之制動系統，該制動系統可提供對第一曲柄總成及第二曲柄總成之第一曲柄臂及第二曲柄臂的移動之阻力。

運動裝置亦可包括驅動框架，該驅動框架可支撐第一曲柄總成及第二曲柄總成。該驅動框架可移動地安裝至基礎框架，以使得第一軸線或第二軸線之定向可相對於基礎框架更改並且從而改變踏板之路徑。

系統可包括樞轉地耦接至框架之一對驅動手柄，該對驅動手 柄中之每一者可包括第一端部上之把手及第二端部上之驅動杠桿。手柄連桿亦可具備樞轉地耦接至第一曲柄總成之第一端部及樞轉地耦接至驅動杠桿之第二端部。

為概括本發明及優於先前技術所達成之優點，本文中已描述了本發明之某些優點。當然，應理解，不一定所有此類優點都可根據本發明之任何特定實施例來達成。因此，例如，熟習此項技術者將意識到，本發明可以達成或最佳化如本文中所教示之一個優點或優點群組，而不一定達成如本文中可教示或建議之其他優點的方式體現或執行。

所有此等實施例意欲在本文中所揭露之本發明的範疇內。本發明之此等及其他實施例將根據較佳實施例及圖式之以下描述易於對熟習此項技術者顯而易見，本發明不限於所揭露之任何特定較佳實施例。

20‧‧‧運動裝置

20’‧‧‧運動裝置

20”‧‧‧運動裝置

20'''‧‧‧運動裝置

20''''‧‧‧運動裝置

22‧‧‧框架

22’‧‧‧框架

24‧‧‧基礎框架

26‧‧‧支撐框架

26’‧‧‧支撐框架

26”‧‧‧支撐框架

28‧‧‧第一曲柄總成

30‧‧‧第一軸線

32‧‧‧第二曲柄總成

34‧‧‧第二軸線

36‧‧‧使用者

38‧‧‧第一曲柄臂/曲柄臂

40‧‧‧第二曲柄臂/曲柄臂

42‧‧‧驅動軸

44‧‧‧控制系統

46‧‧‧踏板臂

48‧‧‧第一端部

50‧‧‧第二端部

52‧‧‧踏板

54‧‧‧曲柄連桿銷

56‧‧‧曲柄連桿

58‧‧‧驅動手柄

60‧‧‧樞轉銷

62‧‧‧把手

64‧‧‧驅動杠桿

66‧‧‧手柄連桿

68‧‧‧樞軸

70‧‧‧第二樞軸

72‧‧‧軸承

74‧‧‧飛輪

76‧‧‧摩擦帶

78‧‧‧螺釘

80‧‧‧惰輪

82‧‧‧踏板路徑

84‧‧‧驅動箭頭

86‧‧‧第二箭頭

88‧‧‧第一踏板箭頭

90‧‧‧第二踏板箭頭

92‧‧‧支撐框架樞軸

94‧‧‧致動器

96‧‧‧可移動曲柄連桿

98‧‧‧第一連桿

100‧‧‧第二連桿

102‧‧‧曲柄連桿銷

104‧‧‧第一彈簧

106‧‧‧第二彈簧

108‧‧‧軸承附接件

110‧‧‧壓縮箭頭

112‧‧‧延伸箭頭

114‧‧‧前踏板路徑軌跡延伸部

116‧‧‧後踏板路徑軌跡延伸部

118‧‧‧可移動連桿銷

120‧‧‧狹槽

122‧‧‧致動器

124‧‧‧向上箭頭

126‧‧‧向下箭頭

128‧‧‧較短踏板路徑

130‧‧‧較長踏板路徑

132‧‧‧第一驅動器

134‧‧‧第二驅動器

135‧‧‧驅動滑輪

136‧‧‧樞轉接頭

137‧‧‧驅動皮帶

138‧‧‧驅動構件

140‧‧‧驅動滑輪

142‧‧‧扭矩連鎖

144‧‧‧連桿

146‧‧‧夾緊連桿

148‧‧‧平衡彈簧

150‧‧‧傾斜度調整件

152‧‧‧第一支撐件

154‧‧‧第二支撐件

156‧‧‧鎖銷

158‧‧‧支撐框架銷

160‧‧‧基礎框架銷

162‧‧‧傾斜手柄

164‧‧‧調整托架

166‧‧‧腿部鎖銷

現在將參考以下圖式僅以舉例方式描述本發明之實施例，該等圖式中：圖1為根據本發明所呈現之運動裝置的立體圖。

圖2為包括驅動手柄之運動裝置的立體圖，該圖式根據本發明呈現。

圖3為展示如圖2中所示者、不展示模擬使用者且自右前方觀察點展示之運動裝置的立體圖。

圖4為自如圖3中所示的運動裝置之左後方的立體圖。

圖5為自如圖3中所示的運動裝置之右後方的立體圖，其中移除框架之一部分以更清楚地展示系統之細節。

圖6為如圖3中所示之運動裝置的側視圖，且例示踏板之移動軌跡。

圖7為圖3中所示之運動裝置的改良版本之側視圖，其中上部框架可移動地安裝至基礎框架，與圖6中之上部框架的平整位置對比，展示在此傾斜位置處的踏板路徑之軌跡。

圖8為自圖7中所示的運動裝置之前左方的立體圖。

圖9為自圖7中所示的運動裝置之右後方的立體圖。

圖10為自如圖1中所示的運動裝置之左前方的立體圖，但其中剛性曲柄連桿已經用可移動曲柄連桿替換。

圖11為自如圖2中所示的運動裝置之左後方的立體圖，但其中剛性曲柄連桿已經用可移動曲柄連桿替換。

圖12為自如圖11中所示之運動裝置的其餘部分移除之可移動曲柄連桿的立體圖。

圖13為如圖11中所示之運動裝置的前視圖。

圖14為如圖11中所示之運動裝置的側視圖，例示中性位置中的可移動曲柄連桿之踏板路徑的軌跡，且亦在藉由使用者移動該等可移動曲柄連桿時可見。

圖15為自根據本發明所生產之運動裝置的左後方之立體圖，其中曲柄連桿銷可移動地安裝於踏板臂上。

圖16為如圖15中所示之曲柄連桿銷及踏板臂的詳細視圖，該視圖沿圖15中之線16-16切割。

圖17為如圖15中所示之運動裝置的側視圖，包括如藉由踏 板臂上之曲柄連桿銷的移動而變化之踏板的軌跡。

圖18為如圖1中所示之運動裝置的替代實施例之立體圖，

圖19為沿線19-19切割的圖18之運動裝置的驅動框架及傳動裝置之詳細剖視圖。

圖20為自前、側視點展示的圖18之運動裝置在移除基礎框架之一部分的情況下的立體圖。

圖21為以非傾斜定向展示的圖18之運動裝置的側視圖。

圖22為以傾斜定向展示的圖21之運動裝置的側視圖。

圖23為自前、側視點展示的圖22之運動裝置的一部分在移除基礎框架之區段的情況下的立體圖。

參考例示性圖式，且尤其參考圖1，展示運動裝置20。運動裝置20可包括框架22，該框架可包括基礎框架24及支撐框架26。支撐框架26可適於支撐第一曲柄總成28，該第一曲柄總成可經軸支(journaled)至支撐框架26以允許第一曲柄總成28繞第一軸線30之旋轉運動。第二曲柄總成32可繞第二軸線34經軸支至支撐框架26。在此揭露內容中，第一軸線30及第二軸線34之位置可經定位以產生對使用運動裝置20之使用者36的可能干擾。為解決此問題，第一曲柄總成28及第二曲柄總成32可各自分成左曲柄組及右曲柄組。為分別維持第一曲柄總成28及第二曲柄總成32之第一曲柄臂38及第二曲柄臂40可定位成與每一曲柄組(28及32)之另一個曲柄臂(38及40)180°異相，驅動軸42亦可經軸支至支撐框架26，如所例示。

第一曲柄總成28及第二曲柄總成32可能需要相對於彼此以 同步方式移動。此舉可藉由使用控制系統44來實現。控制系統44可由滾子鏈、驅動皮帶、齒輪系統或本領域中已知的任何其他機械傳動元件組成。在第一軸線30及第二軸線34可能不允許第一曲柄總成28或第二曲柄總成32之右部分與左部分之間的直接通訊的情況下，控制系統44亦可與驅動軸42機械結合。在驅動軸42可位於適當位置中以便機械地跨越運動裝置20之整個寬度的情況下，具有控制系統44之驅動軸42然後可起作用來連接第一曲柄總成28及第二曲柄總成32中之每一者的左部分及右部分，以及提供第一曲柄總成28相對於第二曲柄總成32之同步旋轉。

踏板臂46在踏板臂46之第一端部48上可旋轉地耦接至第一曲柄總成28。在踏板臂46之第二端部50上，可提供踏板52，該踏板可適於支撐使用者36之重量。在踏板臂46之第一端部48與第二端部50之間，可提供曲柄連桿銷54。曲柄連桿銷54可樞轉地耦接至曲柄連桿56，且曲柄連桿56亦可耦接至第二曲柄總成32，從而將踏板臂46連接至第二曲柄總成32。

重要的是，注意在運動裝置20之此等較佳實施例中，驅動軸42經定位以使得其不與第一軸線30或第二軸線34成一直線。那是因為第一軸線30及第二軸線34兩者可經定位以便可能干擾使用者36之移動。因而，驅動軸42可經移動至不大可能干擾使用者36之腿部的移動之位置。可能的是，第二軸線34及第二曲柄總成32可向前移動足夠遠以避免使用者36之腿部。若那樣做，驅動軸42可直接連接第二曲柄總成32。曲柄連桿56之長度然後可根據第二軸線34相對於當前位置之再定位的尺寸之增加而增加。此舉將消除對系統中之一些組件的需要。申請人意識到，可這樣做 且因此包括此舉作為對所揭露實施例之變化，即使此舉未在任何圖中展示。

參考圖2至圖5，展示添加了驅動手柄58之類似運動裝置20，該等驅動手柄可繞樞轉銷60樞轉地耦接至框架22。驅動手柄58可各自包括適於由使用者36之手抓握的把手62。驅動手柄58亦可包括驅動杠桿64，該驅動杠桿可繞樞軸68耦接至手柄連桿66。手柄連桿66可包括第二樞軸70，該手柄連桿可在第二樞軸70處安裝至第一曲柄總成28。因此，使用者36可位於踏板臂46之踏板52上且進行行走運動，以使得第一曲柄總成28可提供每一踏板臂46之垂直位移，並且因此提供踏板52之垂直位移，而第二曲柄總成32可經由曲柄連桿56提供踏板52之水平位移。此移動可驅動驅動軸42，因此致使該驅動軸繞可安裝至框架22之支撐框架26的軸承72旋轉。

為提供踏板52之平滑移動，飛輪74可耦接至驅動軸42，藉此驅動軸42繞軸承72之旋轉可致使飛輪74之類似旋轉。可能亦需要包括制動系統以抵抗踏板52之移動。制動系統可包括安裝至螺釘78之摩擦帶76，該螺釘可安裝至支撐框架26。因此，隨著螺釘78前進，此可增加摩擦帶76中之張力，從而可增加拖曳力且因此增加對飛輪74之移動的阻力。此可增加必需由使用者36提供之工作，因此增加運動強度。以類似方式，本領域中已知的任何磁性形式之阻力件，諸如電動馬達、渦流制動器或任何其他制動系統可用於放置摩擦帶76及螺釘78之組合。

特別注意圖5，已移除支撐框架26以較好地例示本發明之此實施例20。如先前所展示及描述之元件與如以上所呈現者一致。此圖中亦可更清楚地看到可能使用張力裝置來最佳化控制系統44之功能。如所注 解，控制系統44可包括滾子鏈或驅動皮帶。可能需要使用相對於控制系統44之驅動皮帶或滾子鏈定位的惰輪80，以便使滾子鏈或驅動皮帶之一部分移位，因此在驅動皮帶或滾子鏈中產生適當張力以最佳化控制系統44之功能。

關於圖6，運動裝置20之側視圖展示有踏板路徑82之軌跡。在此視圖中，可看到踏板臂46可如何連接至第一曲柄總成28。隨著第一曲柄總成28沿驅動箭頭84之方向旋轉，左方的踏板臂46可向下移動而右方的踏板臂46可向上移動。控制系統44可提供第二曲柄總成32之相同旋轉方向，如由第二箭頭86所標明。隨著第二曲柄總成32沿反時針方向旋轉(在此視圖中)，第二曲柄總成32可在踏板臂46由第一曲柄總成28驅動時，驅動曲柄連桿56改變踏板臂46之角定向。在此視圖中且在踏板臂46之此相對位置中，左方的踏板臂46可通常向下及向右移動，如由第一踏板箭頭88所展示，而右方的踏板臂46可通常向上及向右移動直至其改變方向以便向左移動及向下移動，如由第二踏板箭頭90所例示。踏板52之完整路徑的實例可展示為沿踏板路徑82之軌跡移動。

可能需要改變運動裝置20之阻力件。任何數目之使用者可具有不同身體能力，且因此可能需要使運動裝置符合彼等變化的能力。另外，當人使用運動裝置時，可能人的身體健適位準將改良。因而，為繼續自運動獲得生理增益，運動裝置可能需要藉由增加工作負載來增加其壓迫使用者之身體的能力。

如所注解，用以增加本運動裝置20中之工作負載的一個方法是藉由經由摩擦帶76或任何其他形式之阻力件(諸如，任何數目之電磁制 動系統)提供對飛輪74之旋轉的阻力。替代方案可增加踏板路徑之角度。用以如此做的解決方案在圖7至圖9中例示。如圖6中所示，踏板路徑82之軌跡可類似於人之正常行走步態的軌跡。此行走步態可類似於人在沒有傾斜度的跑步機上行走之行走步態。為增加熱量消耗，使用者可增加跑步機甲板之傾斜度或坡度。根據美國運動醫學會，在平整0%坡度上行走對在10%坡度上以相同速度行走之人將具有超過在該傾斜坡度行走2.3倍大的估計代謝需要量。因此，改變使用者之步態圖案的傾斜角亦可增加使用者在運動時段期間的能量消耗。在行走步態可導致使用者之關節上的顯著較低的衝擊應力的情況下，使用者可能需要以與跑步相反的方式運動且消耗進行傾斜行走運動類似量的每時間單位的能量。

關於圖7至圖9，展示替代版本之運動裝置20’，該運動裝置可併入改變使用者之踏板路徑的角度之能力。框架22’可包括基礎框架24，正如其他實施例的情況，該基礎框架可支撐於地面或地板上。支撐框架26’可包括支撐框架樞軸92，該支撐框架樞軸可耦接至基礎框架24。此可允許支撐框架26’藉由繞支撐框架樞軸92旋轉來改變其相對於基礎框架24之角定向。致動器94可位於基礎框架24與支撐框架26，之間，其中隨著致動器94延伸，支撐框架26’與基礎框架24之間的角度可增加。如圖7中可例示，踏板路徑82之軌跡可具有與其中運動裝置20處於標準平整位置處的圖6中所示者相同的總體形狀，但踏板路徑82之軌跡在圖7中可根據支撐框架26’相對於基礎框架24之角度的增加而旋轉。此舉可允許使用者增加運動時段之工作負載以便根據使用者在支撐框架26’與基礎框架24之間選擇的傾斜度之量改變度數。

可能需要使使用者能夠改變踏板路徑之步幅長度。可如何實現此舉之實例在圖10至圖14中展示。除曲柄連桿56可用可移動曲柄連桿96替換之外，運動裝置20”之一般功能與先前所展示及描述者相同。可移動曲柄臂96可包括第一連桿98及第二連桿100，該第一連桿及該第二連桿可繞曲柄連桿銷102樞轉地耦接。第一彈簧104可耦接至第一連桿98及第二連桿100，且以類似但相反的方式，第二彈簧106同樣可耦接至第一連桿98及第二連桿100。第一彈簧104及第二彈簧106之定向可相對於第二連桿100向第一連桿98施加平衡耦接，以使得軸承附接件108之間的距離「x」可經偏壓至預定尺寸。雖然可移動曲柄臂96可經偏壓至軸承附接件108之間的尺寸「x」，若沿降低「x」之值的方向將力施加至可移動曲柄臂96，則第一彈簧104之長度可增加且第二彈簧106之長度可減小。

彈簧可遵循「虎克定律」，亦即，使彈簧變形一些距離所需之力與該距離成比例。因此在此實例中，若施加力以使距離「x」減小，如由圖12中所示之壓縮箭頭110描繪，第一彈簧104之長度可增加，且因此由該彈簧施加至第一連桿98及第二連桿100之力亦將按比例增加。第二彈簧106之長度可減小，且因此由第二彈簧106施加至第一連桿98及第二連桿100之力可按比例減小。相反可能發現，隨著力施加至可移動曲柄連桿96導致增加尺寸「x」，如由延伸箭頭112描繪，第一彈簧104之長度(及外加力)可減小，且第二彈簧106之長度(及外加力)可增加。

結果為可移動曲柄連桿96可允許尺寸「x」藉由施加至可移動曲柄連桿96之力而增加或減小，但第一彈簧104及第二彈簧106之作用可提供一對力，該對力最佳地可在尺寸「x」處於預定值時平衡。此組合可 允許可移動曲柄連桿96之第一連桿98相對於第二連桿100之位移以允許「x」之值變化，但還提供偏壓以使可移動曲柄連桿96之定向返回到尺寸「x」可為預定值之定向。

當在運動裝置20”上使用時，施加至可移動曲柄連桿96之力可由使用者施加至踏板52。此可在圖14中更詳細地例示，其中呈現先前所例示的踏板路徑82之軌跡，若可移動曲柄連桿96維持第一連桿98相對於第二連桿100的一組角定向，則可產生該軌跡，以便提供恆定尺寸「x」，如圖12中所示。若使用者向前向踏板52(圖14中之左方的踏板)提供力以便使其向前延伸超出踏板路徑82之軌跡，則力可施加至耦接至前向踏板臂46(圖14中之左方的踏板臂)之可移動曲柄連桿96，以便提供力來沿壓縮箭頭110之方向移動可移動曲柄連桿96，或減小尺寸「x」之值。此可允許支撐前腳之踏板52在前向踏板52(圖14中之左方)上延伸超出踏板路徑82之軌跡，以便產生前踏板路徑軌跡延伸部114。

以類似但相反的方式，若使用者希望將支撐後腳之踏板52向後延伸得比可由踏板路徑82之軌跡所例示者更遠，則使用者可將力施加至後踏板52(圖14中之右方的踏板)，該後踏板可致使連接至支撐後踏板52(圖14中之右方的踏板)之踏板臂46的可移動曲柄連桿96沿延伸箭頭112之方向移動，或增加尺寸「x」之值。此可允許支撐後腳之踏板52在後踏板52(圖14中之右方的踏板)上延伸超出踏板路徑82之軌跡，以便產生後踏板路徑軌跡延伸部116。該組合可提供踏板52之增加的步幅長度，從而可適應較高的人，或可能想要較長步幅長度的其他人。此可藉由使用者按需要克服由第一彈簧104及第二彈簧106所提供之阻力且到達使用者所要程 度來實現。

用以改變踏板52之步幅長度的另一選項呈現於圖15至圖17中。在運動裝置20'''之此實施例中，可使用曲柄連桿56，或如先前所揭露之可移動曲柄連桿96。如先前所注解，可移動曲柄連桿96可實現如下系統：其中使用者可藉由在其步態中簡單地使用較長步幅長度來更改步幅長度，且運動裝置20'''可符合使用者之腳行進路徑。在圖15至圖17中，例示可提供可調整的設定步幅長度之系統。可能使用如所揭露之可移動曲柄連桿96與圖15至圖17中所例示之可調整系統兩者。雖然應理解此組合為本揭露內容之固有部分，但未展示該組合。

關於圖15至圖17，展示運動裝置20'''，其中先前實施例之曲柄連桿銷54可用可移動連桿銷118替換。可移動連桿銷118可滑動地或樞轉地安裝至踏板臂46。其展示為由踏板臂46中之狹槽120接收，但此狹槽120是無關緊要的。可移動連桿銷118可以本領域中已知的任何方式安裝至線性滑塊，或樞轉地耦接至踏板臂46，以使得可提供可移動連桿銷118之受控移動。致動器122可用來移動踏板臂46上之可移動連桿銷118更靠近或更遠離踏板臂46之第一端部48。若可移動連桿銷118經向上移動更靠近踏板臂46之第一端部48，如由向上箭頭124所例示，則可增加踏板52之步幅長度。若可移動連桿銷118經向下移動更遠離踏板臂46之第一端部48，如由向下箭頭126所例示，則可減小踏板52之步幅長度。如由致動器122移動之可移動連桿銷118的相對位置之此調整可在運動時段開始之前由使用者調整，或利用可諸如用致動器122供能之系統調整，該調整亦可在使用者進行運動時實現。可使用簡單的螺釘調整或甚至可移動但鎖定的可 移動連桿銷118系統，其中使用者可在開始運動時段之前將可移動連桿銷118調整及鎖定於設定位置中。

可藉由改變可移動連桿銷118之位置提供的踏板52之多個步幅長度的水平位移例示於圖17中。如先前所呈現之踏板路徑82的軌跡可展示為可移動連桿銷118之位置的中點。此可提供如由值「B」所標記的踏板路徑82之軌跡的水平尺寸。若可移動連桿銷118根據向下箭頭126移動，從而增加可移動連桿銷118與踏板臂46之第一端部48之間的距離，則可產生較短踏板路徑128。較短踏板路徑128可與標記為「A」之較小水平位移相關聯。若可移動連桿銷118經移動更靠近踏板臂46之第一端部48，如由向上箭頭124所注解，則可產生較大步幅長度。較長踏板路徑130可與標記為「C」之較大水平位移相關聯。

若可移動連桿銷118用於恆定長度曲柄連桿56，如所示，則步幅長度的調整可提供一系列設定踏板路徑(82、128、130)或對所展示之彼等的任何無窮數目之變化。每一路徑可為運動裝置20'''之設定的結果，且因此對使用者穩定，因為使用者可能不能夠更改踏板路徑而不對可移動連桿銷118之位置進行調整。此穩定性對一些使用者可能是需要的，因為他們的身體可完全支撐於運動裝置20'''之踏板52上。將可移動曲柄連桿96與如由可移動連桿銷118提供之可調整步幅長度系統一起使用可提供允許使用者改變其步幅長度之系統，其中踏板52之路徑遵循使用者之路徑，並且踏板52之路徑的可調整基線路徑可藉由可移動連桿銷118提供，且根據使用者之需要或一些身體特性設定。

運動裝置20''''之另一實施例展示於圖18至圖23中。注意圖 18至圖20，支撐框架26”可由第一驅動器132及第二驅動器134組成，每一驅動器耦接至支撐框架26”。支撐框架26”經由樞轉接頭136可移動地耦接至基礎框架24。第一驅動器132及第二驅動器134可經定位以使得人可將他們自己定位在第一驅動器132與第二驅動器134之間。支撐框架26”亦可支撐驅動軸42，該驅動軸可與飛輪74機械結合。第一驅動器132及第二驅動器134可各自以一方式支撐第一曲柄總成28及第二曲柄總成32，該方式使得耦接至第一驅動器132之第一曲柄總成28的第一曲柄臂38可與耦接至第二驅動器134之第一曲柄總成28的第一曲柄臂38一百度及八十度異相。以類似方式，第二曲柄總成32可包括耦接至第一驅動器132之第二曲柄臂40，該第二曲柄臂可與耦接至第二驅動器134之第二曲柄臂40一百度及八十度異相。第一曲柄臂38及第二曲柄臂40可在第一驅動器132及第二驅動器134兩者上彼此平行。

驅動滑輪135可安裝至驅動軸42。驅動滑輪135可經由驅動皮帶137與飛輪74機械結合。制動系統可耦接至飛輪74以使得向飛輪74提供之阻力可提供對驅動軸42之移動的阻力，從而隨後可提供對踏板52之移動的阻力。此組合可向使用者提供一種形式的運動阻力。

控制系統44可包括驅動構件138，該驅動構件可採取以下形式：皮帶、滾子鏈、同步皮帶、v形皮帶、多v形皮帶或本領域中已知的任何其他動力傳輸系統。如此處以皮帶形式展示之驅動構件138可由惰輪80張緊。驅動滑輪140可緊固至第一驅動器132及第二驅動器134兩者上之第一曲柄總成28及第二曲柄總成32。驅動構件138可單獨限於皮帶或其他動力傳輸系統。或者，可有利的是提供呈扭矩連鎖142之形式的次級動 力傳輸系統。此可包括連桿144，該連桿可經由一對夾緊連桿146耦接至第二曲柄總成32及驅動軸42。此扭矩連鎖142可用來在由使用者將高扭矩施加至第二曲柄總成32時補充驅動構件138。制動系統可應用於飛輪74，因而，可在第二曲柄總成32與驅動軸42之間看到最高負載。使用扭矩連鎖142可允許驅動構件138經設計以用於與由使用者延伸使用相關聯之較低扭矩，且當由使用者施加高力時，諸如在短跑或高傾斜度「遠足」移動期間，扭矩連鎖142可補充動力傳輸，從而自驅動構件138除去任何過度應力。此可幫助消除驅動構件138跳過驅動滑輪140中之一者的齒，而不需要經過針對僅偶爾及短時期內看到的應力來工程設計驅動構件138及驅動滑輪140之可能性。

此處展示扭矩連鎖142將第二曲柄總成32連接至驅動軸42，該扭矩連鎖可連接至制動系統。此組合可經受最高力，且這就是為什麼在此組態中展示的原因。應理解，一或多個扭矩連鎖142可連接第一曲柄總成28、第二曲柄總成32與驅動軸42之間的任一或多個組合。

可由使用者添加至扭矩連鎖142之較高力的傳遞可由使用者藉由將運動裝置20''''定位在一組態中以便模擬走上山丘來產生。在此實施例中，此可藉由更改支撐框架26”及由支撐框架26”支撐之所有元件相對於基礎框架24之位置來實現。完成此舉之一個方法例示於圖21至23中。支撐框架26”可繞樞轉接頭136樞轉地耦接至基礎框架24。一或多個平衡彈簧148可耦接至支撐框架26”且耦接至基礎框架24以便對抗任何扭矩，由於支撐框架26”及耦接至支撐框架26”之其他元件的重量，支撐框架26”可在靜止時繞樞轉接頭136提供該扭矩。此平衡彈簧148可呈氣彈簧之形式。 諸如線性螺旋致動器之致動器可代替此處所展示之平衡彈簧148中之一者或兩者。在彼實施例中，致動器可向上或向下驅動支撐框架26”之前部分，並且從而改變支撐框架26”相對於基礎框架24之角定向。藉由改變此定向，如先前圖中所示之踏板路徑亦可改變，因為向上傾斜支撐框架26”之前方可致使踏板路徑模擬走上山丘。

為減少生產成本，與使用線性致動器代替平衡彈簧148相比，氣彈簧可用作具有傾斜度調整件150之平衡彈簧148。傾斜度調整件150可包括可與第二支撐件鉸接之第一支撐件152，以及用以在所要位置處將第一支撐件152可釋放地緊固至第二支撐件154之鎖銷156。此可以可靠地更改支撐框架銷158與基礎框架銷160之間的尺寸。藉由增加支撐框架銷158與基礎框架銷160之間的尺寸，運動裝置20''''可產生自平整位置(如圖21中所示)至傾斜位置(如圖22中所示)之傾斜踏板角度。使用者可切斷鎖銷156，將支撐框架26”移動至所要位置，其藉由平衡彈簧148輔助，並且然後接合鎖銷158以便將支撐框架26”且因此第一驅動器132及第二驅動器134緊固至所要傾斜度位準。

在此實施例中，已移除先前實施例之驅動手柄58，且展示一組固定傾斜手柄162。此等手柄類型並不互相排斥於任何實施例。傾斜手柄162在運動裝置20之一些角定向中係需要的，且移動驅動手柄58可在其他定向中，或按個人喜好在任何定向中係需要的。任一形式之手柄(移動驅動手柄58或固定傾斜手柄162)可互換地使用，或在任何實施例上組合在一起使用。

已揭露藉由改變曲柄連桿56在踏板臂46上之位置來更改踏 板路徑之方法。運動裝置20''''之此實施例例示用以實現此任務之手動可調整版本。調整托架164在踏板臂46上之一或多個位置處可釋放地緊固至踏板臂46。腿部鎖銷166可用來將調整托架164可釋放地緊固至踏板臂46上之位置。曲柄連桿56可在可移動鎖銷118處樞轉地緊固至調整托架164，且如之前所注解，亦樞轉地緊固至第二曲柄臂40。因此，藉由在踏板臂46上之不同位置處調整及緊固調整托架164，踏板52之路徑可經更改以達成多於一個踏板路徑，如先前所揭露。

出於例示目的提供本發明之先前的詳細描述，且並不意欲為詳盡的或將本發明限制於所展示之特定實施例。取決於用以實施本發明之關鍵特徵的組態，該等實施例可提供不同能力及益處。

Claims (20)

1. 一種運動裝置，其包含：一框架；一第一曲柄系統和一第二曲柄系統，其安裝於該框架的相對側上，使得一使用者可位於其等之間，該第一曲柄系統和第二曲柄系統皆具有能夠繞著一第一軸線旋轉的一第一曲柄總成和能夠繞著一第二軸線旋轉的一第二曲柄總成，該第一軸線和第二軸線彼此移位；每個第一曲柄總成包括一第一曲柄臂，並且每個第二曲柄總成包括一第二曲柄臂；一對控制系統，其分別機械性地結合至該第一曲柄系統和該第二曲柄系統，每個控制系統機械性地結合至相對應的曲柄系統的該第一曲柄總成和該第二曲柄總成，用於同步旋轉該第一曲柄總成和該第二曲柄總成；一對踏板臂，其分別連接於該第一曲柄系統和該第二曲柄系統，該對踏板臂中的每一者具有一第一端和一第二端，該第一端樞轉地連接到該第一曲柄總成的該第一曲柄臂，該第二端連接到一相對應的踏板；一對曲柄連桿，該對曲柄連桿中的每一者的其中一端可樞轉地連接到該對踏板臂中相對應的一個踏板臂，且一第二端可樞轉地連接到相對應的第二曲柄總成的該第二曲柄臂。
2. 如申請專利範圍第1項之運動裝置，其中該對控制系統包括一驅動軸，該驅動軸可旋轉地連接至該框架且提供該第一曲柄系統與該第二曲柄系統之間的機械結合。
3. 如申請專利範圍第2項之運動裝置，其進一步包含一制動系統，該 制動系統機械結合至該驅動軸，從而提供對該第一曲柄系統和該第二曲柄系統兩者之該第一曲柄總成和該第二曲柄總成之該第一曲柄臂及該第二曲柄臂的移動之一阻力。
4. 如申請專利範圍第1項之運動裝置，其中該第一曲柄系統的該第一曲柄臂及該第二曲柄系統的該第一曲柄臂定位成彼此180度異相。
5. 如申請專利範圍第1項之運動裝置，其中該第一曲柄系統的該第一曲柄總成之該第一曲柄臂及該第一曲柄系統的該第二曲柄總成之該第一曲柄臂彼此平行。
6. 如申請專利範圍第1項之運動裝置，其中該對曲柄連桿中的每一者在一第一位置處可移動地耦接至一對應的踏板臂上之一位置，且可選擇性地移動至所述對應的踏板臂上之一第二位置。
7. 如申請專利範圍第1項之運動裝置，其中該控制系統中的每一者包括一驅動構件，該驅動構件係選自由以下各項所組成之群組：一皮帶、滾子鏈、一同步皮帶、一v形皮帶及一多v形皮帶。
8. 如申請專利範圍第7項之運動裝置，其中該對控制系統中的每一者包括一扭矩連鎖，每個扭矩連鎖包含耦接至相對應的該第二曲柄總成及該驅動軸之一連桿，該扭矩連鎖在該相對應的第二曲柄總成與該驅動軸之間傳遞功率，且與一相對應的驅動構件協同操作。
9. 如申請專利範圍第1項之運動裝置，其進一步包含一對支撐框架，該對支撐框架中的每一者支撐相對應的曲柄系統的該第一曲柄總成及該第二曲柄總成，每個支撐框架可移動地安裝至一基礎框架，以使得該第一軸線及該第二軸線之該定向可相對於該基礎框架更改且從而改變該踏板之該 路徑。
10. 一種運動裝置，其包含：一框架；一第一驅動器，其界定耦接至該框架的一第一曲柄系統且包括可旋轉地耦接至一第一支撐框架之一第一曲柄臂，可旋轉地耦接至該第一支撐框架之一第二曲柄臂，以及一第一控制系統，該控制系統提供該第一曲柄臂與該第二曲柄臂同步移動；一第二驅動器，其界定耦接至該框架的一第二曲柄系統且包括可旋轉地耦接至一第二支撐框架之一第三曲柄臂，可旋轉地耦接至該第二支撐框架之一第四曲柄臂，以及一第二控制系統，該控制系統提供該第三曲柄臂與該第四曲柄臂同步移動，該第二驅動器自該第一驅動器移位，以使得一使用者可位於該第一驅動器與該第二驅動器之間；一驅動軸，其可旋轉地連接至該第一驅動器及該第二驅動器，且提供該第一曲柄臂與該第三曲柄臂之間的機械結合；包括一踏板之一第一踏板臂，該第一踏板臂耦接至該第一驅動器，以及包括一踏板之一第二踏板臂，該第二踏板臂耦接至該第二驅動器；以及耦接至該第一踏板臂及該第一驅動器之一第一曲柄連桿，以及耦接至該第二踏板臂及該第二驅動器之一第二曲柄連桿。
11. 如申請專利範圍第10項之運動裝置，其中該第一踏板臂耦接至該第一驅動器之該第一曲柄臂，且該第二踏板臂耦接至該第二驅動器之該第三曲柄臂。
12. 如申請專利範圍第10項之運動裝置，其中該第一曲柄連桿耦接至該 第一驅動器之該第二曲柄臂，且該第二曲柄連桿耦接至該第二驅動器之該第四曲柄臂。
13. 如申請專利範圍第10項之運動裝置，其中該第一曲柄連桿可移動地耦接至該第一踏板臂，且該第二曲柄連桿可移動地耦接至該第二踏板臂。
14. 如申請專利範圍第13項之運動裝置，其中該第一曲柄連桿在該第一踏板臂上之多於一個位置中可移動地緊固至該第一踏板臂上之一位置。
15. 如申請專利範圍第10項之運動裝置，其中該第一驅動器及該第二驅動器可移動地耦接至該框架。
16. 如申請專利範圍第15項之運動裝置，其中該第一驅動器及該第二驅動器樞轉地耦接至該框架。
17. 如申請專利範圍第10項之運動裝置，其中該第一控制系統和第二控制系統中的每一者包括一驅動構件，該驅動構件係選自由以下各項所組成之群組：一皮帶、滾子鏈、一同步皮帶、一v形皮帶及一多v形皮帶。
18. 如申請專利範圍第10項之運動裝置，其進一步包含至少一個扭矩連鎖，該至少一個扭矩連鎖包括可旋轉地耦接至該第二曲柄總成以及該驅動軸之一連桿。
19. 如申請專利範圍第10項之運動裝置，其進一步包含耦接至該驅動軸之一制動系統。
20. 如申請專利範圍第10項之運動裝置，其進一步包含一對驅動手柄，該對驅動手柄中的每一者包括樞轉地耦接至該框架之一臂；以及一對手柄連桿，該對手柄連桿中的每一者具有樞轉地耦接至該第一驅動器和第二驅動器中相對應的驅動器之一第一端部，以及樞轉地耦接至相 對應的驅動手柄之一第二端部。