TWI720889B - 自由落體運動機 - Google Patents

Abstract

本發明係一種自由落體運動機，其包含一架體，其具有二上下方向延伸的滑軌；一移動座，其可移動地設置於該二滑軌之間；一緩衝裝置，其一端固設於架體，另一端固設於移動座；複數感測器，其設置於緩衝裝置用以偵測緩衝裝置之作動狀態；一傳動組件，其連接移動座且可使移動座沿滑軌上下移動；一控制裝置，其可依據感測器偵測該移動座之位置進而控制移動座的移動狀態；藉由使用者站立於移動座且於上升及自由落下的過程中，獲得有如自行跳躍後對骨骼所具有之衝擊力道，達到強健骨骼之功效，尤其是針對無法自行跳躍之使用者，更可藉由本發明達到如同跳躍之目的。

Description

自由落體運動機

本發明係涉及一種運動機，尤指一種具有自由落體平台的運動機。

人類隨著年齡的增長，人體的骨質也會逐漸地流失，尤其是女性過了更年期之後，骨質流失的速度及機會也會大幅的提升，而一般人為了減緩骨質流失的速度及程度，會利用飲用牛奶或相關的營養品等補充鈣質，但因為飲用具有鈣質的飲品對於人體吸收的效果極為有限，因此通常成效較不顯著；近年來針對此問題，國內外的研究學者指出，年長者可藉由跳躍運動來降低骨質流失及疏鬆的風險，因為骨質密度和重力的刺激有關，如果長期進行如同跳躍等運動，可刺激骨膜，從而誘導成骨細胞的生長，並且提高骨的彈性及韌性，延緩骨細胞老化的過程。

然而，跳躍的動作對於大多數年長者來說，是較為吃力且危險的動作，因為年長者的身體機能相較於年輕人已大幅下降，不論是平衡感或是肌力皆大不如前，連續且長時間的跳躍動作反而容易造成危險且效果不彰，另針對身體具有疾病而無法進行跳躍動作的人更是無法順利完成跳躍的動作，因此，相關的輔具是有待進行開發。

有鑒於前述的問題，本發明提供一種自由落體運動機，其藉由使用者於平台上升及下降的過程中，獲得有如自行跳躍後對骨骼所具有之衝擊力道，達到刺激並強健骨骼之功效，且尤其是針對無法自行跳躍之使用者，更可藉由本發明達到如同跳躍感受之目的。

為達上述之發明目的，本發明所採用的技術手段為設計一種自由落體運動機，其包含：一架體，其具有二滑軌，該二滑軌相互平行且朝向該架體的上下方向延伸，該架體貫穿有相對的二軸孔；一移動座，其包含一支撐架、一平台及一齒條，該支撐架的二側邊分別置入該二滑軌且可移動地設置於該二滑軌之間，該平台固設於該支撐架的一側面，該齒條平行於該二滑軌的固設於該支撐架的另一側面；一緩衝裝置，其一端固設於該架體，另一端固設於該移動座；複數感測器，其設置於該緩衝裝置且用以偵測該緩衝裝置之作動狀態；一傳動組件，其包含一傳動軸、一第一齒輪、一馬達、一傳動帶、一電磁閥及一第二齒輪，該傳動軸可轉動地貫穿該二軸孔，該第一齒輪可相對該傳動軸轉動地套設於該傳動軸，該馬達組設於該架體且具有一輸出軸，該傳動帶的一端連接該輸出軸，該傳動帶的另一端連接該第一齒輪，該電磁閥的一端固設於該架體且套設於該傳動軸，該電磁閥的另一端可選擇性地接合並傳動該第一齒輪及該傳動軸，該第二齒輪套設固定於該傳動軸且嚙合於該齒條；一控制裝置，其電性連接該電磁閥及該複數感測器且可依據該複數感測器偵測該移動座之位置進而選擇性地驅動該電磁閥。

進一步而言，所述之自由落體運動機，其中該緩衝裝置包含一腔體、一頂桿及一調節閥，該腔體固設於該架體且具有一內部空間，該頂桿為一桿體，其一端組設於該腔體內且可相對於該腔體移動，該頂桿的另一端固設 於該移動座，該調節閥固設於該腔體且與該腔體的內部空間相連通，該調節閥包含一高速開口及一低速開口，該高速開口之內徑大於該低速開口的內徑，該控制裝置電性連接該調節閥且可選擇性地僅開啟該高速開口或僅開啟該低速開口。

進一步而言，所述之自由落體運動機，其中該複數感測器包含一第一感測器、一第二感測器及一第三感測器，該第二感測器位於該第一感測器與該第三感測器之間，該第一感測器設置於該頂桿移動行程的起始位置，該第三感測器設置於該頂桿移動行程的終點位置，該第二感測器與該第一感測器的距離小於該第二感測器與該第三感測器的距離。

進一步而言，所述之自由落體運動機，其中該移動座進一步包含至少一緩衝件，各該緩衝件的一端固設於該支撐架，該緩衝件的另一端可伸縮地抵頂該架體的底端。

進一步而言，所述之自由落體運動機，其中該移動座進一步包含至少一扶手，各該扶手固設於該支撐架位於該平台的上方位置。

進一步而言，所述之自由落體運動機，其中該移動座進一步包含一安全帶，該扶手數量為二個且分別設置於該平台的二側，該安全帶的二端分別連接各該扶手。

本發明的優點在於，藉由使用者站立於平台且於上升及下降的過程中，獲得有如自行跳躍後對骨骼所具有之衝擊力道，達到強健骨骼之功效，且尤其是針對無法自行跳躍之使用者，更可藉由本發明達到如同跳躍之目的；而因為設置有扶手及安全帶，因此藉由使用者的握持可增進使用上之穩定性，而安全帶也可防止使用者朝向前方墜落；緩衝裝置及緩衝件，除了可依據需求適度減緩對使用者身體所承受之衝擊力外，也可更準確的依據使用者體重 或不同的衝擊力需求，將感測器設置於不同的位置，達到上升及下降的過程中具有不同之速度感受。

10:架體

11:滑軌

12:軸孔

20:移動座

21:支撐架

22:平台

23:齒條

24:扶手

25:安全帶

26:緩衝件

261:緩衝座

262:抵頂部

30:緩衝裝置

31:腔體

32:頂桿

33:調節閥

331:高速開口

332:低速開口

40:感測器

41:第一感測器

42:第二感測器

43:第三感測器

50:傳動組件

51:傳動軸

52:第一齒輪

53:馬達

531:輸出軸

54:傳動帶

55:電磁閥

56:第二齒輪

60:控制裝置

70:啟動馬達運轉之步驟

71:接收第一感測器回饋之訊號步驟

72:控制電磁閥為接合狀態之步驟

73:控制調節閥開啟高速開口側之步驟

74:接收第二感測器回饋之訊號步驟

75:接收第三感測器回饋之訊號步驟

76:控制電磁閥切換為分離狀態之步驟

77:接收第二感測器回饋之訊號步驟

78:控制調節閥開啟低速開口側之步驟

圖1係本發明之前視示意圖。

圖2係本發明之後視示意圖。

圖3係本發明之側視示意圖。

圖4係本發明之作動流程圖。

圖5係本發明之移動座移動前示意圖。

圖6係本發明之移動座移動後示意圖。

以下配合圖式以及本發明之較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段。

請參閱圖1及圖2所示，本發明之自由落體運動機，其包含一架體10、一移動座20、一緩衝裝置30、複數感測器40、一傳動組件50及一控制裝置60。

架體10具有二滑軌11，滑軌11相互平行且朝向架體10的上下方向延伸，在本實施例中，滑軌11垂直於地面設置，但不以此為限，亦可傾斜一特定角度，架體10相對的二側分別貫穿有一軸孔12，在本實施例中，二軸孔12內分別裝設有一軸承，軸承的外壁面與軸孔12相互結合，軸承為現有技術之制式組件，其細部構造不再贅述。

請參閱圖1至圖3所示，移動座20包含一支撐架21、一平台22、一齒條23、至少一扶手24、一安全帶25及至少一緩衝件26，支撐架21具有前、後、左及右四個面，支撐架21的左右二側為桿體，其形狀對應於滑軌11之形狀且分別置入二滑軌11內，使得支撐架21可沿滑軌11上下移動地設置於二滑軌11之間；平台22固設於支撐架21的底端且凸伸於支撐架21的前側面，平台22為一具有左右二側隔板之台面，用以供使用者站立；齒條23平行於滑軌11地固設於支撐架21的後側面；支撐架21位於平台22上方位置的左右二側分別固設一扶手24，扶手24為U形桿體，用以供使用者握持；安全帶25為一帶體且帶體的二端分別連接於左右二側的扶手24，用以防止使用者朝前側摔落；緩衝件26為一可吸收衝擊之組件，其包含一緩衝座261及一抵頂部262，緩衝座261為一柱狀體且固設於支撐架21底端，抵頂部262可相對於緩衝座261移動地組設於緩衝座261，抵頂部262朝向下方方向延伸且可選擇性地抵頂架體10的底端，但不以此為限，緩衝件26可依使用者需求作改變，僅要能達到吸收平台22朝向下方衝擊之回饋力道即可。

緩衝裝置30為一氣壓式緩衝組件，其包含一腔體31、一頂桿32及一調節閥33，腔體31固設於架體10且具有一內部空間，頂桿32為一桿體，其一端具有一活塞結構(圖式中未示)可移動地組設於腔體31內，且移動範圍內具有一移動行程起始點及一移動行程終點，移動行程起始點即活塞鄰近於腔體31內底端的位置，移動行程終點即活塞鄰近於腔體31內頂端的位置，氣壓式緩衝組件為現有技術拉杆式標準氣缸(含磁簧)之制式組件，其細部構造不再贅述，且緩衝裝置30可依使用者需求作改變，不限於氣壓式緩衝組件；頂桿32的另一端固設於移動座20且平行於滑軌11設置，使得移動座20及頂桿32可同步移動，且當移動座20位於底端時，頂桿32的伸縮狀態為最大伸長量，即頂桿32另一端的活塞位於移動行程起始點位置；調節閥33固設於腔體31且一端連通腔體31內 的流道(圖式中未示)，調節閥33的另一端包含一高速開口331及一低速開口332，高速開口331之內徑大於低速開口332的內徑，使得單位時間內可通過較多的空氣量，調節閥33可分別啟閉高速開口331及低速開口332與腔體31內的流道相連通，換言之，即可切換為僅高速開口331開啟或是僅低速開口332開啟的單一開口狀態，藉此改變活塞移動的速度，此為現有技術之制式組件，其細部構造不再贅述。

感測器40設置於緩衝裝置30且搭載有檢測緩衝裝置30作動狀態之元件，在本實施例中，感測器40包含一第一感測器41、一第二感測器42及一第三感測器43，第二感測器42位於第一感測器41與第三感測器43之間，第一感測器41設置於腔體31外表面相對於腔體31內活塞移動行程起始點的位置，第三感測器43設置於腔體31外表面相對於腔體31內活塞移動行程終點的位置，第二感測器42設置於腔體31外表面，且第二感測器42與第一感測器41的距離小於第二感測器42與第三感測器43的距離，第一感測器41、第二感測器42及第三感測器43用以偵測腔體31內活塞移動之位置，例如當活塞行經第二感測器42之位置時，第二感測器42將會發出訊號，但不以此為限，感測器40設置位置以及感測器40數量可依使用者不同的體重或需求作改變。

傳動組件50包含一傳動軸51、一第一齒輪52、一馬達53、一傳動帶54、一電磁閥55及一第二齒輪56，傳動軸51可轉動地貫穿二軸孔12，且傳動軸51二端的外壁面貼靠結合於軸承的內壁面；第一齒輪52可相對傳動軸51轉動地套設於傳動軸51；馬達53組設於架體10且具有一輸出軸531，傳動帶54為一皮帶其一端連接輸出軸531，另一端連接第一齒輪52，藉由馬達53的輸出軸531旋轉帶動第一齒輪52轉動；電磁閥55的一端固設於架體10，且電磁閥55套設於傳動軸51上，電磁閥55的另一端可選擇性地接合第一齒輪52並傳動傳動軸51旋轉，詳言之，電磁閥55具有一離合結構(圖式中未示)，離合結構的一端連 接第一齒輪52與第一齒輪52同步旋轉，離合結構的另一端連接傳動軸51與傳動軸51可同步旋轉，當離合結構接合時(即俗稱之入檔狀態)，第一齒輪52與傳動軸51則可同步旋轉，當離合結構分離時(即俗稱之空檔狀態)，第一齒輪52與傳動軸51則不同步旋轉，電磁閥55及其離合結構為現有技術之制式組件，其細部構造不再贅述；第二齒輪56套設固定於傳動軸51且嚙合於齒條23。

控制裝置60電性連接電磁閥55、感測器40、馬達53及調節閥33，在本實施例中，控制裝置60用以接收第一感測器41、第二感測器42及第三感測器43所回饋之訊號以判斷目前活塞之移動方向及位置，進而選擇性地驅動電磁閥55接合或分離，且控制裝置60也用以控制馬達53、調節閥33的高速開口331及低速開口332之啟閉狀態，控制裝置60為現有技術之制式元件，其細部構造不再贅述。

請參閱圖4所示，以下將本發明之控制裝置60執行流程作進一步之說明，當控制裝置60開始執行時，首先啟動馬達53運轉(步驟70)，並接收第一感測器41回饋之訊號(步驟71)確認活塞位於起始位置，因此判斷目前平台22位於移動行程之起始點，並同時控制電磁閥55為接合狀態(步驟72)以及控制調節閥33切換至僅開啟高速開口331側(步驟73)，當控制裝置60接收第二感測器42回饋之訊號(步驟74)時，判斷目前平台22為上升狀態，當控制裝置60接收第三感測器43回饋之訊號(步驟75)時，判斷目前平台22位於移動行程之終點，並控制電磁閥55切換為分離狀態(步驟76)，當控制裝置60接收第二感測器42回饋之訊號(步驟77)時，判斷目前平台22為下降狀態，並且控制調節閥33切換至僅開啟低速開口332側(步驟78)，當控制裝置60再次接收第一感測器41回饋之訊號(步驟71)時，則完成一完整之連續步驟並循環執行上述之流程，當斷電後再啟動時，則回到最初步驟70。

請參閱圖5所示，本發明使用時，使用者站立於移動座20之平台22上，扣上安全帶25後並手握扶手24，接著控制裝置60執行操作流程，啟動馬達53使得輸出軸531旋轉，進而帶動第一齒輪52旋轉，此時控制調節閥33切換至僅開啟高速開口331側，且電磁閥55為接合狀態，因此藉由第一齒輪52的旋轉帶動傳動軸51同步旋轉，而固設於傳動軸51上之第二齒輪56也同步旋轉，帶動嚙合之齒條23朝向上方方向移動，使得移動座20沿滑軌11上升移動，並具有一高速之上升狀態；請參閱圖6所示，當移動座20之平台22移動至頂端時，電磁閥55切換為分離狀態，使得移動座20呈自由落體狀態下降，當第二感測器42發出訊號時，調節閥33切換至僅開啟低速開口332側，增加緩衝裝置30內活塞移動的阻力，進而使得移動座20的下降速度減緩直至移動置底端，本發明重複以上之作動程序，使得使用者於平台22上升及下降的過程中，獲得有如自行跳躍後對骨骼所具有之衝擊力道，達到刺激並強健骨骼之功效，且尤其是針對無法自行跳躍之使用者，更可藉由本發明達到如同跳躍之目的。

前述過程中，由於設置有扶手24及安全帶25，因此可增進使用上之穩定性及安全性。

前述過程中，由於設置有緩衝裝置30及緩衝件26，除了可依據需求適度減緩對使用者身體所承受之衝擊力外，也可更準確的依據使用者體重或不同的衝擊力需求，將感測器40設置於不同的位置，達到於移動座20上升及下降的過程中，具有不同之速度感受。

以上所述僅是本創作之較佳實施例而已，並非對本創作做任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾作為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實 施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

10:架體

11:滑軌

12:軸孔

20:移動座

21:支撐架

22:平台

23:齒條

24:扶手

25:安全帶

30:緩衝裝置

31:腔體

32:頂桿

33:調節閥

331:高速開口

332:低速開口

40:感測器

41:第一感測器

42:第二感測器

43:第三感測器

50:傳動組件

51:傳動軸

52:第一齒輪

53:馬達

531:輸出軸

54:傳動帶

55:電磁閥

56:第二齒輪

60:控制裝置

Claims (6)

1. 一種自由落體運動機，其包含： 一架體，其具有二滑軌，該二滑軌相互平行且朝向該架體的上下方向延伸，該架體貫穿有相對的二軸孔； 一移動座，其包含一支撐架、一平台及一齒條，該支撐架的二側邊分別置入該二滑軌且可移動地設置於該二滑軌之間，該平台固設於該支撐架的一側面，該齒條平行於該二滑軌的固設於該支撐架的另一側面； 一緩衝裝置，其一端固設於該架體，另一端固設於該移動座； 複數感測器，其設置於該緩衝裝置且用以偵測該緩衝裝置之作動狀態； 一傳動組件，其包含一傳動軸、一第一齒輪、一馬達、一傳動帶、一電磁閥及一第二齒輪，該傳動軸可轉動地貫穿該二軸孔，該第一齒輪可相對該傳動軸轉動地套設於該傳動軸，該馬達組設於該架體且具有一輸出軸，該傳動帶的一端連接該輸出軸，該傳動帶的另一端連接該第一齒輪，該電磁閥的一端固設於該架體且套設於該傳動軸，該電磁閥的另一端可選擇性地接合並傳動該第一齒輪及該傳動軸，該第二齒輪套設固定於該傳動軸且嚙合於該齒條； 一控制裝置，其電性連接該電磁閥及該複數感測器且可依據該複數感測器偵測該移動座之位置進而選擇性地驅動該電磁閥。
2. 如請求項1所述之自由落體運動機，其中該緩衝裝置包含一腔體、一頂桿及一調節閥，該腔體固設於該架體且具有一內部空間，該頂桿為一桿體，其一端組設於該腔體內且可相對於該腔體移動，該頂桿的另一端固設於該移動座，該調節閥固設於該腔體且與該腔體的內部空間相連通，該調節閥包含一高速開口及一低速開口，該高速開口之內徑大於該低速開口的內徑，該控制裝置電性連接該調節閥且可選擇性地僅開啟該高速開口或僅開啟該低速開口。
3. 如請求項2所述之自由落體運動機，其中該複數感測器包含一第一感測器、一第二感測器及一第三感測器，該第二感測器位於該第一感測器與該第三感測器之間，該第一感測器設置於該頂桿移動行程的起始位置，該第三感測器設置於該頂桿移動行程的終點位置，該第二感測器與該第一感測器的距離小於該第二感測器與該第三感測器的距離。
4. 如請求項1至3中任一項所述之自由落體運動機，其中該移動座進一步包含至少一緩衝件，各該緩衝件的一端固設於該支撐架，該緩衝件的另一端可伸縮地抵頂該架體的底端。
5. 如請求項4所述之自由落體運動機，其中該移動座進一步包含至少一扶手，各該扶手固設於該支撐架位於該平台的上方位置。
6. 如請求項5所述之自由落體運動機，其中該移動座進一步包含一安全帶，該扶手數量為二個且分別設置於該平台的二側，該安全帶的二端分別連接各該扶手。

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