TWI744450B - 具有功率測量設備的固定式運動機 - Google Patents
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Abstract
根據本文中的一些實例的固定式運動機可以包括框架、以可旋轉的方式被該框架所支撐的曲柄軸、上方力矩產生機構以及下方力矩產生機構,上方力矩產生機構以及下方力矩產生機構二者均可操作地接合到該曲柄軸,用以導致該曲柄軸進行旋轉。該下方力矩產生機構以及該上方力矩產生機構可以被彈性地耦接於彼此,例如經由下方力矩產生機構的曲柄臂與一連桿或虛擬曲柄臂或該上方力矩產生機構之間的彈性耦接件。該健身機可以進一步地包括測量設備,其可以經建構以測量介於上方與下方機構之間的差動作用力。
Description
本發明係關於一種固定式運動機。
某些具有往復式腿部及/或手臂部位的固定式運動機已經被發展出來。此種固定式運動機包括爬梯機以及橢圓訓練機,該等機器典型上分別提供了不同類型的鍛鍊。舉例而言,爬梯機可以提供較低頻率的垂直爬行模擬,而橢圓訓練機可以提供較高頻率的水平路跑模擬。除此之外,這些健身機可以包括把手,其提供了在健身期間對於使用者的手臂的支撐。然而,傳統的固定式運動機之介於把手與腿部部位之間的連接無法使得使用者的上半身有足夠的健身運動。一般而言,現存的固定式運動機典型上具有最小的可調整性,其主要被限制在調整應用到往復的腿部部位的阻力大小。而且,現存的固定式健身機具有上方以及下方輸入二者(例如,反應於腿部及手臂的運動)可能均不會被配備有用於決定上方或下方輸入相對於彼此所產生之功率大小的機構。因此,有需要的是提供一種改良式固定式運動機,其滿足了在本技術領域之中的一項或多項問題並且大體上改善了使用者的經驗。
本申請案主張2017年6月26日提出申請、並且名稱為「STATIONARY EXERCISE MACHINE WITH A POWER MEASUREMENT APPARATUS」的美國專利申請案第15/633,689號的優先權,該美國專利申請案 主張更早之2016年12月30日提出申請、名稱為「STATIONARY EXERCISE MACHINE WITH A POWER MEASUREMENT APPARATUS」之美國專利臨時申請案第62/440,873號的利益,此等申請案全文以參考的方式併入本文之中。
90:上方連桿機構
92:下方連桿機構
100:健身機
102:使用者介面
104:固定式把手
112:框架
114:基部
116:垂直支柱/框架
120:上方支撐結構
122:第一和第二傾斜構件
124:第一及/或第二曲柄軸輪
125:曲柄軸/滑輪
126:第一以及第二下方往復式構件/足部構件
126a:第一和第二托架
126b:第一和第二平台
128:第一以及第二曲柄臂
129:銷
130:第一以及第二滾子
132:第一和第二踏板
134:第一和第二把手
138:第一和第二連桿
140:第一和第二上方往復式構件/手部構件
141:環形軸頸
142:圓盤
142a:第一和第二虛擬曲柄臂
143:順應性構件
144:皮帶或鏈條
145:開口
146:滑輪
148:皮帶或鏈條
150:空氣制動器
160:磁性制動器
161:轉子
162:制動卡尺
164:磁鐵
166:軸桿
170:外部殼體
172:空氣制動器封閉件
174:徑向出口開口
176:側向入口開口
179:磁性制動器機箱
200:能源追蹤系統
210:處理電路
220:測量設備
230:測量設備
242-1到242-9:窗子
243:對準特徵
250:碼輪
252-1到252-9:窗子
253:對準特徵
260:感測組件
262-1:傳感器支撐件
262-2:傳感器支撐件
270:方向
271:方向
310-1:波形
310-2:波形
312:正脈衝
314:負脈衝
A:軸線
B:軸線
C:軸線
D:軸線
T:滾子主軸
W1:寬度
W2:寬度
WE:寬度
參照以下的圖式,本文的敘述將會更加完整地被瞭解,在該等圖式之中,組件並未以比例繪製,該等組件在本文之中是以健身機的各種實施方式來呈現的,並且不應該被解釋成健身機之範圍的完整描述。
圖1係示例性健身機的右側視圖。
圖2係圖1之健身機的左側視圖。
圖3係圖2之健身機的部分視圖。
圖4係圖1之健身機的磁力制動器的立體圖。
圖5係圖1之健身機的實施方式連同外部殼體被包括在內之立體圖。
圖6係圖5之健身機的右側視圖。
圖7係圖1之健身機的前視圖。
圖8係用於例如圖1機器之健身機的能源追蹤系統的方塊圖。
圖9係用於例如圖1機器之健身機的測量設備的視圖。
圖10係圖9之測量設備之組件的部分立體圖。
圖11係圖9之測量設備之組件的分解視圖。
圖12係圖9之測量設備之編碼盤的部分立體圖。
圖13係與圖9之測量設備相關連之圖1健身機之彈性耦接旋轉組件的分解視圖。
圖14A到圖14C係圖9之測量設備所產生的訊號脈衝的波形表示圖。
描述於本文之中的是具有往復式足部及/或手部構件,例如在封閉迴圈路徑中移動的腳踏板之固定式運動機的實施方式。所揭示的運動機可以提供抵抗使用者的往復動作的可變阻力,用以例如提供可變強度的間歇性訓練。某些實施方式可以包含往復式腳踏板,其係導致使用者的足部沿著實質上傾斜的封閉迴圈路徑移動,以使得足部的動作可以模擬爬坡動作,而不只是平坦的步行或跑步的動作。一些實施方式可以進一步包含往復式手部構件,其經建構以與腳踏板協調地移動並且容許使用者可以運動到上半身的肌肉。可變的阻力可以經由以旋轉的空氣阻力為基礎的類似風扇的機構、經由以磁性為基礎的渦流機構、經由以摩擦為基礎的制動器、及/或經由其他機構而被提供,上述機構中的其中一者或多者可以在使用者正在使用機器的同時被快速地調整,用以提供可變強度的間歇性訓練。
圖1到圖7顯示出健身機100的一項實施方式。該健身機100包括框架112,其包括用於與支撐表面接觸的基部114;垂直支柱116,其係從該基部114延伸到上方支撐結構120;以及第一和第二傾斜構件122,其係延伸於該基部114與該垂直支柱116之間。圖1到圖7所示的各種組件僅為說明性的,並且其他變化並且其他變化,包括刪除組件、組合組件、重新配置組件、以及取代組件全都是可以想得到的。
該健身機100可以包括上方力矩產生機構以及下方力矩產生機構。該上方力矩產生機構以及下方力矩產生機構可以分別提供輸入到曲柄軸125(例如,參見圖2以及圖7),促使該曲柄軸125繞著軸線A旋轉的傾向。上方以及下方力矩產生機構分別可以包括一或多個連桿,其被操作地連接到在該曲柄軸125上產生力矩的連桿機構。舉例而言,該上方力矩產生機構可以包括一或多個上方連桿,其係從把手134延伸到曲柄軸125。下方力矩產生機構可以包括一或 多個下方連桿,其係從踏板132延伸到曲柄軸125。在一項實例之中,該健身機可以包括左側及右側上方連桿機構90,每個連桿機構包括複數的連桿,其經建構以將上方連桿機構的輸入末端(例如,把手末端)連接到曲柄軸125。同樣地,該健身機可以包括左側及右側下方連桿機構92,每個連桿機構包括複數的連桿,其經建構以將下方連桿機構的輸入末端(例如,踏板末端)連接到曲柄軸125。該曲柄軸125可以具有第一側邊以及第二側邊,並且可以繞著該曲柄軸軸線A旋轉。曲柄軸125的第一側邊可以被連接到例如左側的上方以及下方連桿機構,並且曲柄軸125的第二側邊可以被連接到例如右側的上方以及下方連桿機構。
在各種實施方式之中該下方力矩產生機構可以包括對應於健身機100的左側及右側的第一下方連桿機構92以及第二下方連桿機構92。第一以及第二下方連桿機構可以分別包括一或多個連桿,其經操作地配置以將來自於使用者輸入的作用力(例如,來自於使用者的下半身)轉換成繞著該曲柄軸125的力矩。舉例而言,第一以及第二下方連桿機構可以分別包括第一以及第二踏板132、第一以及第二滾子130、第一以及第二下方往復式構件126(也被稱為足部構件126)、及/或第一以及第二曲柄臂128的其中一者或多者。第一以及第二下方連桿機構可以操作地將使用者輸入的作用力傳送到繞著該曲柄軸125的力矩。
第一第二曲柄臂128係相對於曲柄軸125的個別側邊而被固定住。健身機100可以選擇性地包括第一及/或第二曲柄軸輪124,此等曲柄軸輪可以繞著水平旋轉軸線A被以可以旋轉的方式支撐在上方支撐結構120的相對側邊上。曲柄臂128可以被定位在曲柄軸輪124的外部側邊上並且可以相對於個別的第一和第二曲柄軸輪124而被固定。曲柄臂128可以繞著該旋轉軸線A旋轉,以致於曲柄臂128的旋轉導致曲柄軸125及/或曲柄軸輪124進行旋轉。第一和第二曲柄臂128在相反的徑向方向中從曲柄軸125(例如,從旋轉軸線A)延伸到它們 各自的徑向末端。舉例而言,曲柄軸125的第一側邊和第二側邊可以被固定地連接到第一和第二曲柄臂128的輸出末端,並且每個曲柄臂的輸入末端可以從介於曲柄臂於曲柄軸之間的連接部處徑向地延伸出去。第一和第二下方往復式構件126可以具有前方末端(亦即,輸出末端),此等前方末端分別被可樞轉地耦接到第一和第二曲柄臂128的徑向末端(亦即,輸入末端)。用語可樞轉地以及樞轉地在本文之中可以互換地使用。第一和第二下方往復式構件126的後方末端(亦即,輸入末端)可以被分別耦接到第一和第二腳踏板132。第一和第二下方往復式構件126的後方末端(亦即,輸入末端)因此可以可互換地被稱為踏板末端。
第一和第二滾子130可以分別被耦接到第一和第二下方往復式構件126,舉例而言,被耦接到或是接近踏板末端或是被耦接到一中間位置。在各種實施方式之中,第一和第二滾子130可以被連接到踏板,例如,第一和第二踏板132可以分別具有第一末端,且第一和第二滾子130分別從該等第一末端處延伸出來。第一和第二踏板132分別具有第二末端,該等第二末端分別具有第一和第二平台126b(或相似的墊子)。第一和第二托架126a可以形成第一和第二踏板132將第一和第二平台132b以及第一和第二托架132a連接起來的部位。第一和第二下方往復式構件126可以分別被固定地連接到介於第一和第二滾子130之間的第一和第二托架126a,並且分別被固定地連接到第一和第二平台132b。連接部可以比第一和第二滾子130還要接近第一和第二平台的前方。第一和第二平台132b可以操作,讓使用者站立於其上並且提供輸入作用力。第一和第二滾子130繞著各自的滾子主軸T旋轉。第一和第二滾子可以分別在第一和第二傾斜構件122上旋轉並且分別沿著第一和第二傾斜構件122行進。該等第一和第二傾斜構件122可以形成沿著第一和第二傾斜構件的長度和高度的行進路徑。該等滾子130可以沿著框架112的傾斜構件122以滾動的方式平移。在替代的實施方式之 中,可以使用其他的軸承機構來提供下方往復式構件126沿著傾斜構件122的平移動作,而不是使用滾子130或是在滾子130之外,例如滑動的摩擦類型的軸承。
當該等腳踏板132被使用者所驅動時,往復式構件126(也被稱為足部構件126)的踏板末端係經由該等滾子沿著傾斜構件122以實質上直線的路徑平移。在替代的實施方式之中,傾斜構件可以包含非直線的部位,例如彎曲的或弓形的部位,使得足部構件126的踏板末端可以沿著傾斜構件的非線性部位經由該等滾子130以實質上非直線的路徑平移。該等傾斜構件的非直線部位可以具有任何曲率,例如固定的或非固定半徑的曲率,並且可以呈現凸起的、凹入的及/或部分直線的表面,用於滾子沿著該表面行進。在一些實施方式之中,傾斜構件122的非直線部位可以具有相對於水平的地面的至少45°的平均傾斜角度、及/或可以具有至少45°的最小傾斜角度。
該等足部構件126的輸出末端可以繞著旋轉軸線A以圓形的路徑移動,其係驅動曲柄臂128及/或曲柄軸輪124繞著旋轉軸線進行旋轉動作。當滾子(以及從而滾子主軸D)沿著傾斜構件122平移時,該等足部構件126的輸出末端的圓形運動導致踏板在滾子主軸D處樞轉。輸出末端的圓形運動、踏板末端的直線運動、以及繞著主軸D的樞轉動作的組合導致該等踏板132以非圓形的封閉迴圈路徑移動,例如實質上長圓形及/或實質上橢圓形的封閉迴圈路徑。被在該等腳踏板132上的不同位置點所橫越的封閉迴圈路徑可以具有不同的形狀以及尺寸大小,例如以橫越更長距離之踏板132的更後方的部位。被腳踏板132所橫越的封閉迴圈路徑可以具有由該路徑的分開得最遠的二個位置點所界定出來的長軸。由踏板132所橫越的封閉迴圈路的其中一者或多者的長軸可以具有比起水平更加接近垂直的傾斜角度,例如相對於由基部114所界定出來的水平面至少45°、至少50°、至少55°、至少60°、至少65°、至少70°、至少75°、至少80°及/或至少85°。為了要達成踏板132之封閉迴圈路徑的傾斜角度,該等傾斜構件122 可以包含實質上直線的部位,該等滾子130係橫越該部位上。傾斜構件122形成了相對於水平基部114的大傾斜角度,例如至少45°、至少50°、至少55°、至少60°、至少65°、至少70°、至少75°、至少80°及/或至少85°。設定用於腳踏板運動的路徑的這個大傾斜角度可以提供使用者比在水平表面上行走或跑步更類似於爬行的下半身運動。如此的下半身運動可以類似於由傳統式的爬梯機所提供者。
在各種實施方式之中,該上方力矩產生機構可以包括對應於健身機100的左側以及右側的第一上方連桿機構90以及第二上方連桿機構90。第一和第二上方連桿機構可以分別包括一或多個連桿,其被操作地配置以將來自於使用者(例如,使用者的上半身)的作用力輸入轉換成繞著曲柄軸125的力矩。舉例而言,第一和第二上方連桿機構可以分別包括第一和第二把手134、第一和第二連桿138、第一和第二上方往復式構件140(在本文中也被稱為手部構件140)及/或第一和第二虛擬曲柄臂142a的其中一者或多者。第一和第二上方連桿機構可以操作地將來自於使用者在把手134處所輸入的作用力傳送到繞著該曲柄軸125的階矩(moment)。第一和第二把手134可以被樞轉地耦接到在水平軸線D處的上方支撐結構120。
該等把手134可以被剛性地連接到各自的第一和第二連桿138的輸入末端,以使得該等把手134繞著水平軸線D的往復式樞轉運動會致使第一和第二連桿138繞著水平軸線D的對應的往復式樞轉運動。
舉例而言,第一和第二連桿138可以在與軸線D對齊的樞轉點處從把手134懸臂出去。第一和第二連桿138可以具有與各自的把手134形成的角度ω。該角度ω可以是從通過該軸線D的平面測量出來的,並且在該把手中的曲線接近到連桿138的連接處。該角度ω可以是任何角度,例如介於0度與180度之間的角度。該角度ω可以被最佳化成對於單獨使用者或平均使用者來說是最舒適的角度。該等連桿138在它們的徑向末端(亦即,輸出末端)處被樞轉地耦接到第 一和第二往復式手部構件140。該等手部構件140的下方末端可以包括各自的圓盤142(參見例如圖3),該等圓盤可以相對於其餘的手部構件140繞著各自的圓盤軸線B旋轉。位於每個圓盤142的中央處的圓盤軸線B係平行於旋轉軸線A。定位在曲柄軸125的相對側邊上之圓盤142的圓盤軸線B係在相反方向中徑向地偏離開軸線A。虛擬曲柄臂142a因此可以被界定在圓形的圓盤142之中心(亦即,介於軸線B之間)與旋轉軸線A之間。
上方往復式構件140的下方末端可以分別被樞轉地連接到第一和第二虛擬曲柄臂142a(參見圖3)。第一和第二虛擬曲柄臂142a可以繞著各自的軸線B(其可以被稱為虛擬曲柄臂軸線)相對於其餘的上方往復式構件140旋轉。軸線B以是平行於曲柄軸線A。每個軸線B可以被座落成接近每個上方往復式構件140的一末端。每個軸線B也可以被座落在接近虛擬曲柄臂142a的一末端。每個軸線B可以在相反方向中徑向地偏離開軸線A。每個個別的虛擬曲柄臂142a可以分別垂直於軸線A以及每個軸線B。介於軸線A與個別軸線B之間的距離可以差不多地界定出虛擬曲柄臂的長度。介於軸線A與個別軸線B之間的距離可以也可以是施加階矩於曲柄軸上之各別虛擬曲柄臂142a的矩臂。當使用於本文之中時,虛擬曲柄臂142a可以是在曲柄軸125上施加階矩的任何裝置。舉例而言,如以上所使用的,虛擬曲柄臂142a可以是該圓盤142(例如,介於圓盤142的中心與在圓盤142上由軸線A所通過的徑向位置之間的距離)。在另一項實例之中,虛擬曲柄臂142a可以是類似於曲柄臂128的曲柄臂。每個虛擬曲柄臂可以是單一長度的半剛性到剛性的材料,其具有接近每個末端的樞轉點,且往復式構件的其中之一係以可樞轉的方式沿著接近一末端的軸線B而被連接,並且該曲柄軸係以固定的方式沿著接近地連接到另一末端的軸線A而被連接。該等虛擬曲柄臂可以包括多於二個的樞轉點並且可以具有任何形狀。如在下文中所討論的,虛擬曲柄臂係被描述成為圓盤142,但是這僅僅是實例,因為虛擬曲柄臂可以採取任何 的可以操作來將階矩應用到曲柄軸125的形式。是以,每個包括該圓盤的實施方式也可以包括虛擬曲柄臂或是本文的任何其他實施方式的圓盤,或是可以是所屬技術領域中具有通常知識者可以在應用時所瞭解。
該等連桿138在它們的徑向末端(亦即,輸出末端)處被樞轉地耦接到第一和第二上方往復式構件140。該等連桿138及上方往復式構件140被樞轉地耦接在與軸線C同軸之個別的樞轉點處。上方往復式構件140的下方末端包括個別的環形軸頸141以及個別的圓形圓盤142,每個圓形圓盤142可以在各自的軸頸之內旋轉。是以,個別的圓形圓盤142可以相對於其餘部分的上方往復式構件140繞著各自的圓盤軸線B進行旋轉。該等圓盤軸線B平行於旋轉軸線A並且在相反方向中徑向地偏離開旋轉軸線A。
因為把手134係來回地進行關節運動(亦即,繞著軸線D樞轉地往復來回),連桿138係以對應的弧形移動,從而使上方往復式構件140進行關節運動。經由介於上方往復式構件140與環形軸頸141之間的固定連接,把手134的關節運動也會移動環形軸頸141。因為可旋轉的圓盤142被固定地連接到繞著軸線A樞轉的曲柄軸並且可以繞著該曲柄軸旋轉,可旋轉的圓盤142也繞著軸線A旋轉。因為上方往復式構件140係來回地進行關節運動,其係迫使該環形軸頸141沿著圓形路徑朝向及遠離軸線A,結果導致軸線B及/或圓盤142的中心繞著軸線A以圓形的方式進行軌道運行。因為曲柄臂128及/或曲柄軸輪124繞著軸線A旋轉,圓盤軸線B係繞著軸線A進行軌道運行。圓盤142也被樞轉地耦接到曲柄軸線A,以致於當圓盤142繞著曲柄軸線A在上方支撐構件120的相對側邊上樞轉時,圓盤142可以在上方往復式構件140的個別下方末端之內旋轉。該等圓盤142可以相對於個別的曲柄臂128被固定住,以使得當踏板132及/或把手134被使用者所驅動時,該等圓盤142可以繞著曲柄軸線A一致地轉動。
該等上方連桿機構總成可以根據本文中的實例來建構,用以致使 該等把手134相反於該等踏板132往復來回,用以例如模仿自然的人類動作的運動學。舉例而言,當左側的踏板132正在向上且向前移動時,左側的把手134係向後樞轉,並且反之亦然。如圖10所示,該健身機100可以進一步包括包含使用者介面102,其被安裝在接近上方支撐構件120的頂部處。該使用者介面102可以包含顯示器,用以提供資訊給使用者,並且可以包含使用者輸入裝置,用以容許該使用者輸入資訊以及調整機器的設定,例如用以調整阻力。健身機100可以進一步包含固定式把手104,其被安裝在接近上方支撐構件120的頂部處。
該健身機100可以包括阻力機構,其係可操作地配置,用以抵抗曲柄軸的旋轉。在一些實施方式之中,健身機可以包括一或多個阻力機構,例如以空氣阻力為基礎的阻力機構、以磁力為基礎的阻力機構、以摩擦力為基礎的阻力機構及/或其他的阻力機構。
舉例而言,阻力可以經由空氣制動器、摩擦制動器、磁性制動器或是類似者而被施加。健身機100可以包括以空氣阻力為基礎的阻力機構或是空氣制動器150,其係以旋轉的方式被安裝到在一水平軸桿166上的框架112。健身機100可以額外地或替代地包括以磁性阻力為基礎的阻力機構、或磁性制動器160(參見例如圖1和圖4),其包括了以旋轉的方式安裝於該框架112的轉子161以及也被安裝於該框架112的制動卡尺162。轉子161以及空氣制動器150可以被耦接到相同的水平軸桿(例如,軸桿166)。空氣制動器150及轉子161是被曲柄軸125的旋轉所驅動,並且各自可以操作以抵抗曲柄軸125的旋轉。在所示的實施方式之中,該軸桿166是被耦接於一滑輪146的皮帶或鏈條148所驅動。滑輪146被耦接到另一滑輪125,該另一滑輪125藉由另外的皮帶或鏈條144而與軸線A同軸地安裝。該等滑輪125及146可以被當作齒輪機構來使用,用以設定空氣制動器150以及轉子161之相對於踏板132的往復來回頻率的角速度的比率。
阻力機構的其中一者或多者可以調整來以特定的往復來回頻率 提供不同程度的阻力。再者,阻力機構的其中一者或多者可以提供可變的阻力,其對應健身機的往復來回頻率,使得阻力可以隨著往復來回頻率的增加而增加。舉例而言,該等踏板132的一次往復來回可以導致空氣制動器150以及轉子161的數次旋轉,用以增加空氣制動器150及/或磁性制動器160所提供的阻力。空氣制動器150可以是可調整的,用以控制被引起而以給定的角速度流過該空氣制動器角速度之空氣流動的體積,以便於改變空氣制動器所提供的阻力。
該磁性制動器160係藉著當轉子161轉動時在該轉子161之中以磁力的方式被感應的渦流電流來提供阻力。如圖4所示,制動卡尺162包括定位在該轉子161的相對側邊上的高功率的磁鐵164。當轉子161在磁鐵164之間旋轉時,由該等磁鐵所產生的磁場會在轉子之中感應渦流,產生對於轉子的旋轉的阻力。對於轉子的旋轉的阻力的大小能夠以轉子的角速度的函數增加,使得較高的阻力可以在踏板132以及把手134的高往復來回頻率之下被提供。磁性制動器160所提供的阻力的大小也可以是從磁鐵164到軸桿166之旋轉軸向之徑向距離的函數。隨著此半徑的增加,轉子161通過該等磁鐵164之間的部位的線性速度係以轉子的特定角速度增加,因為在該轉子上的一位置點的線性速度是轉子的角速度與該位置點距離旋轉軸線的半徑的乘積。在一些實施方式之中,制動卡尺162可以被可樞轉地安裝到、不然就是可調整地安裝到框架116,以使得磁鐵134相對於軸桿166的軸線的徑向位置可以被調整。舉例而言,健身機100可以包括被耦接到制動卡尺162的馬達,其經建構以將磁鐵164相對於轉子161移動到不同的徑向位置。當該等磁鐵164被徑向地向內調整時,轉子161通過該等磁鐵之間的部位的線性速度會在該轉子的一特定角速度下降低,藉此以踏板132以及把手134的一特定往復來回的頻率降低磁性制動器160所提供的阻力。相反的,當磁鐵164被徑向地向外調整時,轉子161通過該等磁鐵之間的部位的線性速度會在該轉子的一特定角速度下增加,藉此以踏板132以及把手134的一特定往復 來回的頻率增加磁性制動器160所提供的阻力。
在一些實施方式之中,制動卡尺162可以在該健身機10正在被使用於健身的同時被快速地調整,用以調整阻力。舉例而言,當使用者正在驅動踏板132及/或把手134的往復來回的同時,制動卡尺162的磁鐵164相對於轉子161的徑向位置可以被使用者快速地調整,例如在使用者正在以其足部驅動踏板132的同時藉著操縱手動槓桿、按鈕或其他定位在使用者的手可以到達之內的機構(參見例如圖2及圖3)。如此的調整機構可以被以機械的方式及/或電氣的方式耦接到磁性制動器160,用以導致在轉子之中的渦流電流的調整,並且因此調整磁性阻力的位準。使用者介面102可以包括顯示器,用以提供資訊給使用者,並且可以包括使用者輸入裝置,用以容許使用者可以輸入來調整機器的設定,例如用來調整阻力。在一些實施方式之中,如此的使用者所造成的調整可以被自動化,例如使用在該使用者介面102上的以電氣的方式被耦接到一控制器以及一被耦接到該制動卡尺162的電動馬達的按鈕。在其他實施方式之中,如此的調整機構可以是整個地以手動的方式被操作,或是手動及自動的組合。在一些實施方式之中,使用者可以導致所需的磁性阻力調整在一段相當短的時間範圍之內被完全地制定,例如從使用者透過電子輸入裝置的手動輸入之後或機械裝置的手動致動之後的半秒之內、一秒之內、二秒之內、三秒之內、四秒之內、及/或五秒之內。在其他的實施方式之中,磁性阻力的調整時段可以小於或大於上文所提供的示例性時段。
圖5以及圖6說明了健身機100的一項實施方式,其具有安裝在該健身機的前方部位周圍的外部殼體170。該殼體170可以包覆並且保護框架112的部位、滑輪125和146、皮帶或鏈條144和148、上方往復式構件140的下方部位、空氣制動器150、磁性制動器160、用於調整空氣制動器及/或磁性制動器的馬達、電線及/或健身機100的其他組件。該殼體170可以包括空氣制動器封閉件 172,其包括用以容許空氣進入空氣制動器150的側向入口開口176以及用以容許空氣離開空氣制動器的徑向出口開口174。殼體170可以進一步包括磁性制動器機箱179,用以保護磁性制動器160,其中該磁性制動器係除了空氣制動器150之外或是取代空氣制動器150而被包括。曲柄臂128及/或曲柄軸輪124可以通過殼體而被暴露出來,使得下方往復式構件126可以在不會被殼體170所阻礙的情況下以繞著旋轉軸線A的圓形運動驅動它們。
根據本文中之某些實例的固定式運動機可以包括框架、以可以旋轉的方式被該框架支撐的曲柄軸、上方力矩產生機構以及下方力矩產生機構,該上方力矩產生機構以及下方力矩產生機構二者均被可操作地接合於該曲柄軸,用以導致該曲柄軸旋轉。在一些實例之中,下方力矩產生機構包括了至少一曲柄臂,其被耦接到該曲柄軸,以導致該曲柄軸反映於曲柄臂的旋轉而進行旋轉。在一些實例之中,該上方力矩產生機構可以包括被耦接到曲柄軸的至少一連桿,以便於也造成曲柄軸反應於連桿的運動的旋轉。在一些實例之中,連桿可以是剛性的連桿,例如筆直的棒構件,或是旋轉圓盤的一部分、或是操作地耦接到曲柄軸以造成該曲柄軸旋轉的複數的連桿。該連桿也可以被稱為虛擬曲柄臂。下方力矩產生機構以及上方力矩產生機構可以被彈性地耦接於彼此,例如經由介於下方力矩產生機構的曲柄臂與連桿或虛擬曲柄臂或上方力矩產生機構之間的耦接。在一些實例之中,在本文之中,固定式運動機可以進一步地包括測量設備,其可以經建構來測量介於上方和下方機構之間的差動作用力。該測量設備可以利用一或多個光學感測組件、應變計、力規等等,用於測量經由上方力矩產生機構、以及獨立地及/或相對地經由下方力矩產生機構所應用的作用力。在一項實施方式之中,該測量設備可以包括操作地與一對碼輪一起配置的光學傳感器,用以偵測出介於二碼輪之間的相對位移。在一些實例之中,第一碼輪可以被耦接,使得該第一碼輪與下方力矩產生機構的曲柄臂同步地旋 轉。舉例而言,第一碼輪可以被剛性地耦接到曲柄軸及/或下方力矩產生機構的曲柄臂。第二碼輪可以被耦接,以使得其與虛擬曲柄臂同步地旋轉,例如,藉助於剛性地、不然就是可操作地耦接到該虛擬曲柄臂。該二碼輪可以相對於彼此移動,用以容許反應於經由上方及下方力矩產生機構二者的作用力的應用之介於碼輪之間的相對位移。在一些實例之中,該等碼輪可以被同軸地耦接於彼此並且可以繞著曲柄軸的軸線旋轉。
現在也回來參照圖8到圖14,根據本文的一些實例,健身機100可以包括能源追蹤系統200,其經建構以提供資訊給使用者,舉例而言,包括使用者在健身其他所產生的全部或部分的能量或動力。該能源追蹤系統200可以包括處理電路210以及記憶體212。該能源追蹤系統200可以被操作地(例如,通信地)被耦接到該使用者介面102,用於顯示資訊給使用者(例如,阻力水準、使用者所產生的能量或動力、已燃燒的卡路里等等)及/或接收來自於使用者的輸入(例如,使用者的體重)。能源追蹤系統200可以接收來自於一或多個以操作的方式與健身機100的移動組件相耦接的測量設備220的輸入訊號。舉例而言,該能源追蹤系統200可以與一或多個傳感器、應變計或類似者以操作的方式相耦接,用以測量被應用到曲柄軸125的力矩。曲柄軸125的力矩以及角位移可以被用來計算鍛鍊並且因此計算被應用到曲柄軸125的動力,其係指示使用者在健身期間所產生的動力。角位移可以使用例如旋轉式編碼器(例如,光學增量編碼器)的角位置傳感器而被測量,或是其可以從角速度(亦即,曲柄軸的旋轉速度)的測量而獲得,該角速度可以使用例如轉速表而被測量。該處理電路210可以接收來自於一或多個測量設備(例如,測量設備230)的訊號,並且決定各種健身性能的參數(例如,能量或動力的輸出、阻力的位準阻力的位準、以燃燒的卡路里等等),該等參數可以被儲存在記憶體(例如,記憶體210)之中及/或經由該使用者介面102而被顯示出來。
在一些實施方式之中,健身機100的上方以及下方力矩產生機構90及92可以被彈性地耦接於彼此,以致經由力矩產生機構其中一者相對於其他者而被應用到曲柄軸的作用力可以被決定出來。彈性耦接件一般而言是一種耦接件,其可以在典型上用於正常使用之負載的影響下變形(例如,彎折、伸長、偏移、壓縮),並且能夠在變形(例如,被彎折、被伸長、被偏移、被壓縮)之後實質地縮回或彈回其原始形狀、構造或位置,舉例而言,如一般用於例如彈簧或其他順應性構件(例如,像是橡膠的順應性材料)的組件。順應性和彈性的用語在本文之中是可以交換使用的。在一項實例之中,並且如已經描述過的,曲柄臂128可以被剛性地耦接到曲柄軸125,用以造成該曲柄軸125可以反映於踏板132的運動而旋轉。在另一方面,上方力矩產生機構90的輸出構件(例如,左側和右側上方連桿機構90的其中一者的圓盤142)可以被彈性地耦接到曲柄軸125,藉此當來自於上方力矩產生機構90的負載正在被應用到該曲柄軸125時,使得在該圓盤142與該曲柄軸125之間可以有某種相對運動(例如,滑移)。該相對運動或滑移可以是暫時性的,例如,在負載正在被應用到二個以彈性的方式耦接的組件或總成之每一者的同時,並且相對的位移可以在沒有應用的負載時被移除(例如,由於耦接件的彈性)。
在一些實施方式之中,能源追蹤系統200的處理電路210可以被以通訊的方式耦接到測量設備230,該測量設備230可以操作來產生分別指示上方及下方力矩產生機構90及92的相對運動的訊號,如將在下文中進一步描述的。測量設備230可以被操作地耦接到該健身機100的一或多個移動組件。舉例而言,如圖9所示,該測量設備230的組件可以被耦接到曲柄軸125、被耦接到偏心地安裝的圓盤142、以及該框架(例如,直立的支柱116),用以產生顯示介於上方力矩產生機構90的旋轉組件(例如,連桿或其他的旋轉構件,像是由偏心地安裝的圓盤142所界定出來的虛擬曲柄臂)與下方力矩產生機構92的旋轉組件(例 如,曲柄臂128)之間的相對角位移訊號。
該測量設備230可以使用與一對同心的碼輪240以及250相結合的光學感測組件260而被實施。舉例而言,如圖9和圖10所示,該測量設備230可以包括光學感測組件260,其包括位於傳感器支撐件262-1的其中一者中的光線發射器(例如,LED)以及在另一傳感器支撐件262-2之中的光線偵測器(例如,光傳感器)。光發射器及光傳感器被配置在面對彼此的支撐件上,而使得光發射器所發射的光線可以被光線偵測器所偵測到。該二支撐件262-1及262-2以及因此光線發射器及光線偵測器被定位在該對同心配置且可旋轉的耦接碼輪(例如,第一碼輪240以及第二碼輪250)的相對側邊上。碼輪的其中之一(例如,第一碼輪240)可以被剛性地耦接到曲柄軸125,以使得該碼輪可以與曲柄軸同步地旋轉。因此,碼輪的其中一者(例如,第一碼輪240)的角位置以及速度對應於曲柄軸125的角位置以及速度。如所描述的,曲柄軸125被剛性地耦接到曲柄臂128,因此,反應經由下方力矩產生機構92所應用的作用力,碼輪240也是與曲柄臂128的旋轉同步地旋轉。是以,經由曲柄臂128並且因此經由下方力矩產生機構92而被應用到曲柄軸125的作用力可以藉著追蹤第一碼輪的角位置及/或速度而被決定出來。
另一碼輪(例如,第二碼輪250)可以被剛性地耦接到虛擬曲柄臂142a,在此案例中是被剛性地耦接到界定出虛擬曲柄臂142a的圓盤142。該圓盤142繞著曲柄軸125的軸線A而偏心地旋轉。碼輪250可以被同軸地配置在軸線A處,使得該碼輪250可以,例如反應於經由上方力矩產生機構90所應用的作用力,而與圓盤142的旋轉同步地繞著軸線A進行旋轉。因此,經由虛擬曲柄臂142a、且因此經由上方力矩產生機構90而被應用到曲柄軸125可以藉著追蹤第二碼輪的角位置及/或速度而被決定。如所描述的,該等上方及下方力矩產生機構90及92可以被彈性地耦接。舉例而言,上方及下方力矩產生機構90及92可以被介 於左側及右側曲柄臂128至少其中一者與各自的圓盤142之間的彈性耦接件以彈性的方式耦接。這可能在曲柄臂128與圓盤142之間以及因此在第一和第二碼輪240和250之間產生輕微的相對位移(例如,轉移或偏移)。該輕微的相對位移(例如,轉移或偏移)可以指示被應用到彈性構件的任一側邊的作用力/能量的差異。該能源追蹤系統200可以被建構以偵測出這個輕微的相對位移(例如,轉移或偏移),並且因此決定經由上方力矩產生機構90對於下方力矩產生機構92的作用力的相對輸入。
介於上方與下方力矩產生機構90與92之間的彈性耦接可以例如根據圖13所示的實施方式來達成。曲柄臂128可以使用銷129而被樞轉地耦接到圓盤142,使得上方及下方力矩產生機構的其中任一者的運動可以造成上方及下方力矩產生機構的其中另外一者的運動。銷129可以被剛性地連接到曲柄臂128。該銷129可以被以可旋轉的方式被收置於在圓盤142中的開口145中。曲柄臂128的運動可以經由支撐在開口145的壁部上的銷129而被傳送到圓盤142,並且反之亦然。該曲柄臂128可以被彈性地而可樞轉地耦接到圓盤142,舉例而言,使用在樞轉耦接件的支承表面之間(例如,介於銷129與開口145的壁部之間)被定位在開口145之中的順應性構件143(例如,橡膠圓盤)。當有足夠的作用力正在從曲柄臂128被傳送到圓盤42時或反之亦然時,其可能會導致介於曲柄臂128與圓盤142之間以及因此介於第一和第二碼輪之間的一些相對運動(例如,滑移),該順應性構件143可以在旋轉方向中壓縮。
該等碼輪240以及250分別包括複數的狹槽或窗子(例如,第一碼輪240的第一窗子242-1到242-9以及第二碼輪250的第二窗子252-2到252-9)。在一些實例之中,碼輪240以及250可以分別包括相同數目的窗子。在一些實例之中,碼輪240的第一窗子242的寬度W1可以與碼輪250的第二窗子252的寬度W2相同。每個碼輪的窗子242,252可以沿著每個碼輪的周邊部位被徑向地配置在與 每個碼輪的中心相距大約相同的徑向距離處,以致於碼輪的其中一者的每個窗子的至少一部分可以與另一碼輪的個別窗子的一部分重疊,用以界定出該對碼輪的有效窗子。也就是說,如例如圖10以及圖12所示,第一窗子242-1到242-9的每一者的至少一部分與第二窗子252-1到252-9的個別的其中一者的一部分重疊。在一些實例之中,第一和第二窗子242,252可以如同在圖10和圖12之中的實例中分別地只有部分地重疊,同時該等窗子的其餘部位係被該等碼輪的實體部位所阻擋。舉例而言,碼輪240與每個窗子242相鄰的實體部位可以阻擋個別窗子252的開口的一部位,並且同樣地,碼輪250與每個窗子252相鄰的實體部位可以阻擋個別窗子242的開口的一部位,界定出具有寬度WE的該對碼輪的有效窗子。在這項實例之中的寬度WE小於第一和第二窗子的寬度W1以及W2。該等窗子的寬度W1及W2以及重疊的量(例如,有效窗子的寬度WE)可以根據介於上方與下方力矩產生機構之間的彈性耦接件的勁度來選擇。舉例而言,該等窗子的寬度W1及W2以及重疊的量可以被選擇,用以在經由上方力矩產生機構應用最大的可預期的作用力時,容許寬度WE增加到大約寬度W1以及W2或是寬度WE減小到非零的最小寬度。
在圖12之中,該對同心配置的碼輪240及250係被顯示成在空檔對準(例如,由個別的第一和第二碼輪240及250的對準特徵243及253所指示的)之中。在這個位置之中,由該對碼輪所界定出來的有效窗子的寬度WE可以被稱為有效窗子的空檔或開始寬度。在沒有負載應用到二碼輪的其中任一者的情況下,或是當負載正在被應用到只有該等碼輪的其中一者時,有效窗子的空檔或開始寬度因此可以對應於有效窗子的寬度。在圖12之中所示的實例之中,開始的寬度係小於第一和第二窗子的個別寬度W1及W2。在其他的實例之中,開始的寬度可以是與第一和第二窗子的寬度實質上相同(例如,在該等窗子並沒有偏移但實質上完全重疊的情況中)。在如此的實例之中,該等碼輪的相對位移(例 如,轉移或偏移)可以藉著偵測(例如,使用傳感元件)有效窗子的開始寬度的變窄而被決定。在如此的實例之中,滑移的方向可以例如是使用第二徑向的編碼陣列(例如,狹槽)而被決定,其中該第二徑向的編碼陣列可以被稍微地偏向,以容許介於二陣列之間的相移可被監控,以便於追蹤該等碼輪的旋轉方向,並且因此可以追蹤該等碼輪的相對位移的方向。有效窗子的開始寬度可以被儲存在記憶體320之中並且由處理電路210取回,使用於決定介於碼輪之間的相對滑移的量。
在使用期間,例如,當曲柄軸125僅反應於由力矩產生機構其中一者(例如,下方力矩產生機構92)所應用的作用力而被旋轉時,感測組件260可以產生具有如圖14A所示之大體上矩形波形310-1的訊號圖案。波形310-1的正脈衝312對應於一段當光線正在被光線偵測器夠過由該對碼輪所界定之有效窗子所偵測的時間。負脈衝314對應於一段當光線正在被光線偵測器所偵測的時間(亦即,光線發射器被碼輪之介於相鄰窗子之間的實體部位所阻擋時的該段時間)。角速度(例如,每單位時間的迴轉)因此可以從波形的頻率以及該對碼輪的窗子的總數而被決定。舉例而言,如果偵測到的頻率是每分鐘900次脈衝的話,處理電路210可以決定總共具有9個有效窗子的一對碼輪的角速度是每分鐘100轉。
該健身機100可以被建構成,如果作用力僅經由上方或下方力矩產生機構90,92的其中一者,一般來說是經由被使用者的腿所驅動的下方力矩產生機構90而被施加的話,在該健身機的時使用期間,使得該對碼輪繼續保持在相對於彼此的空檔位置(例如,以對齊特徵243及253實質上對準)。舉例而言,這可以藉由選擇介於上方或下方力矩產生機構90,92之間的彈性耦接的勁度,而使得該彈性耦接件在沒有來自於上方及下方力矩產生機構90,92的作用力的情況下不會明顯變形來達成。因此,在一些實例之中,該彈性耦接可以是足夠 地剛硬,用以防止任何可察知的壓縮,並且因此可以在上方及下方力矩產生機構90,92二者沒有應用作用力的情況下防止任何可偵測到的滑移。該能源追蹤系統200可以經建構以例如藉著偵測出有效窗子的寬度WE的改變而偵測出來自於空檔對準的變化。如此的來自於空檔對準的變化因此可以指示出滑移,並且因此可以指示出經由上方力矩產生機構所應用的作用力。
回來參照所示的實例,正脈衝312的寬度可以對應於有效窗子的寬度。因此,當作用力經由該上方力矩產生機構在一方向中被施加時,該方向係導致該等輪子在與曲柄軸的旋轉方向(例如,方向270)相同的方向中滑移,有效窗子的寬度可以減小,並且對應地正脈衝312的期間可以如圖14B之波形310-2所示地增少。相反的,如果作用力是經由上方力矩產生機構在導致輪子在相反於曲柄軸旋轉方向的方向中滑行的方向中(例如,在圖10之中的方向271)被施加的,有效的窗子寬度可以增加,並且對應地正脈衝的期間可以如圖14C所示地增加。因此,有效窗子的變窄或變寬可以是指示經由上方力矩產生機構(例如,對於下方力矩產生機構所應用的作用力來說是正的或是負的)被應用到曲柄軸的作用力。因此,有效窗子的變窄或變寬可以被用來決定使用者的上半身正在完成的是正的鍛鍊或是負的鍛鍊。
當沒有可查知的作用用正在被上方力矩產生機構所施加時(例如,反應於使用者上半身的功,例如,當使用者的手臂自由地仰賴(riding on)使用者下半身所產生的功),該對碼輪可以繼續保持空檔對準。能源追蹤系統200可以被建構成顯示出零或正在被使用者的上半身所進行的標稱功的指示。有效窗子的變窄可以是指示上方力矩產生機構正在應用的額外作用力(例如,除了正好容許手臂連桿可以不受限制地仰賴(ride on)被下方力矩產生機構所應用的作用力之外)。在如此的情況下,能源追蹤系統200可以經建構以顯示使用者上半身所正在進行的正向鍛鍊的指示。取決於有效窗子的變窄的量,能源追蹤系統200可以經建構以決定及顯示出被使用者的上半身所進行的額外工作的相對量的指示。有效窗子的變寬可以是指示上方力矩產生機構正在應用抵抗的作用力(例如,抵抗下方力矩產生機構所完成的功)。在如此的情況中,能源追蹤系統200可以經建構來顯示出被使用者的上半身所進行的負功及/或根據有效窗子的變窄量之負功的量的指示。在一些實例之中,該能源追蹤系統200可以額外地或替代地經建構成來顯示用以修正上半身的運動(例如,增加速度或上半身所施加的努力)的指示。該指示可以被顯示,直到能源追蹤系統200偵測到零值或是使用者上半身所進行的標稱工作為止,或是在一些情況中,直到能源追蹤系統200偵測到使用者上半身所進行的正工作為止。
所有的方向參考資料(例如,上方、下方、向上、向下、左側、右側、向左、向右、頂部、底部、在上方、在下方、垂直的、水平的、順時針以及逆時針)是以實例的方式被提供,以便於幫助讀者理解本文所描述的特別實施方式。除非具體地在申請專利範圍中提出,特別是關於位置、定向或使用,它們不應該被解讀成必要的或是限制。連接的參考資料(例如,接附、耦接、連接、結合以及類似者)應該要廣泛地被解釋,並且可以包括介於元件之連接部之間的中間構件以及介於元件之間的相對運動。因此,除非具體地在申請專利範圍中提出,連接的參考資料並不必然會推論出二元件係被直接連接並且相對於彼此是固定的關係。
所屬技術領域中具有通常知識者將會認知到的是,目前所揭示的實施方式是以示例的方式、而不是以限制的方式教示。因此,以上敘述內容所包含或是說明書隨附圖式之中的事項應該被解釋成是說明性的而不是限制的意思。以下的申請專利範圍意欲涵蓋本文揭示之所有的上位以及下位的特徵,以及換句話說,本發明之方法及系統的範圍的全部敘述可以說是落入所有的上位以及下位的特徵之間。
100:健身機
102:使用者介面
104:固定式把手
112:框架
114:基部
116:垂直支柱/框架
120:上方支撐結構
122:第一和第二傾斜構件
124:第一及/或第二曲柄軸輪
125:曲柄軸/滑輪
126:第一以及第二下方往復式構件/足部構件
128:第一以及第二曲柄臂
130:第一以及第二滾子
132:第一和第二踏板
134:第一和第二把手
138:第一和第二連桿
140:第一和第二上方往復式構件/手部構件
141:環形軸頸
144:皮帶或鏈條
146:滑輪
148:皮帶或鏈條
150:空氣制動器
161:轉子
162:制動卡尺
A:軸線
Claims (22)
- 一種固定式運動機,其包含:一框架;一曲柄軸,其被連接到該框架並且可以繞著一曲柄軸線旋轉;一下方力矩產生機構,其被操作地連接到該曲柄軸並且包括至少一曲柄臂,該曲柄臂被剛性地耦接到該曲柄軸,用以造成該曲柄軸反應於該曲柄臂的旋轉而旋轉;一上方力矩產生機構,其被操作地連接到該曲柄軸並且包括至少一虛擬曲柄臂,該虛擬曲柄臂被耦接到該曲柄軸,用以造成該曲柄軸反應於該虛擬曲柄臂的旋轉而旋轉,其中該至少一虛擬曲柄臂被彈性地耦接到該至少一曲柄臂;以及一測量設備,其包含一光學感測組件以及一對碼輪,該對碼輪包括耦接於彼此並且可以繞著該曲柄軸線旋轉的一第一碼輪和一第二碼輪,其中分別地該第一碼輪被耦接到該下方力矩產生機構並且該第二碼輪被耦接到該上方力矩產生機構,其中該第一和第二碼輪被可移動地耦接到彼此,並且其中該光學感測組件係可以操作的,用以偵測介於該等第一和第二碼輪之間的相對位移。
- 如請求項1的固定式運動機,其中該第一碼輪經建構以與該曲柄臂的旋轉同步地進行旋轉,並且該第二碼輪經建構以與該虛擬曲柄臂的旋轉同步地進行旋轉,且其中該光學感測組件被配置以偵測介於該等第一和第二碼輪之間的相對轉移。
- 如請求項1的固定式運動機,其中該第一碼輪被同軸地耦接到該第二碼輪。
- 如請求項1的固定式運動機,其中該等第一和第二碼輪各自包括複數的窗子,且其中該等第一和第二碼輪被配置成使得該第一碼輪的該複數 的窗子的每一者與該第二碼輪之該複數的窗子的一個別窗子係至少部分地重疊。
- 如請求項4的固定式運動機,其中該等第一和第二碼輪被配置成使得該第一碼輪的該等窗子與該第二碼輪的該等窗子只有部分地重疊。
- 如請求項1的固定式運動機,其中該對碼輪包含複數的有效窗子,每個有效窗子是由一介於該第一碼輪的一窗子與該第二碼輪的一窗子之間的重疊區域所界定出來的。
- 如請求項6的固定式運動機,其中該光學感測組件係經建構以產生一訊號,該訊號指示該對碼輪的該等有效窗子的一寬度。
- 如請求項7的固定式運動機,其中該光學感測組件係操作地與一處理電路耦接,該處理電路經建構以決定該有效窗子的該寬度的改變。
- 如請求項7的固定式運動機,其中該光學感測組件係經建構以產生具有矩形波形的訊號,該矩形波形包含複數的正脈衝,每個正脈衝具有指示該有效窗子的該寬度的持續時間。
- 如請求項9的固定式運動機,其中該測量設備被操作地耦接到一處理器,該處理器經建構以根據從該有效窗子的一標稱寬度之該有效窗子的該寬度的改變,來決定反應於來自該上方力矩產生機構之輸入而產生的動力。
- 如請求項1的固定式運動機,其中該上方力矩產生機構包括被操作地連接到該曲柄軸之相對側邊的左側和右側上方連桿機構,該等左側和右側上方連桿機構分別被操作地連接到左側和右側把手,用以造成該曲柄軸反應於該等左側或右側把手的其中任一者的運動而進行旋轉。
- 如請求項10的固定式運動機,其中該等左側和右側上方連桿機構的每一者包括一上方往復式構件及一圓盤,該圓盤被樞轉地耦接到該上方往復式構件並且被偏心地耦接到該曲柄軸,且其中該虛擬曲柄臂被界定在該圓 盤的軸線與該曲柄軸線之間。
- 如請求項12的固定式運動機,其中該圓盤的該軸線係從該曲柄軸線偏離開一段小於該圓盤之半徑的距離。
- 如請求項12的固定式運動機,其中該等左側和右側上方連桿機構的每一者的一輸出末端包括一軸環,該軸環環繞著該等圓盤中之個別一者,該軸環可操作以獨立於該圓盤的旋轉而繞著該圓盤的該軸線旋轉。
- 如請求項1的固定式運動機,其中該下方力矩產生機構包括左側和右側下方連桿機構,其被操作地連接到該曲柄軸的相對側邊,該等左側和右側下方連桿機構的每一者被操作地連接到各別的左側和右側踏板,用以造成該曲柄軸反應於該等左側和右側踏板的其中任一者的運動而進行旋轉。
- 如請求項15的固定式運動機,其中該等左側和右側下方連桿機構的每一者包括樞轉地耦接到該曲柄臂的一下方往復式構件。
- 如請求項12的固定式運動機,其中該等左側和右側上方連桿機構的至少一圓盤被彈性地耦接到各別的左側或右側下方連桿機構的該曲柄臂。
- 如請求項17的固定式運動機,其中該等左側和右側下方連桿機構的該曲柄臂分別包括一銷釘,該銷釘被容納在該至少一圓盤中的一開口之中,該固定式運動機進一步包括一順應性構件,其被配置在該銷釘與該開口的壁部之間。
- 如請求項1的固定式運動機,其進一步包括一阻力機構,該阻力機構被操作地配置以抵抗該曲柄軸的旋轉。
- 如請求項1的固定式運動機,其中該測量設備被操作地耦接到一處理器,該處理器係經建構以決定反應於來自於該上方力矩產生機構相對於該下方力矩產生機構之輸入而產生的相對動力。
- 如請求項20的固定式運動機,其中該處理器係一能源追蹤系統的一部分,該能源追蹤系統係經建構以顯示出有關反應於來自於該上方力矩產生機構相對於該下方力矩產生機構之輸入而產生的相對動力的資訊。
- 一種用於一固定式運動機的測量設備,該固定式運動機包含一框架及一可旋轉軸,該測量設備包含:一光學感測組件,其包含一光線發射器及一光線偵測器;及一對同心碼輪,其操作上與該可旋轉軸連結,其中該對同心碼輪包含一第一碼輪及一第二碼輪,其中該第一碼輪包含複數個第一窗子,且其中該第二碼輪包含複數個第二窗子,其中該第一碼輪之該等第一窗子及該第二碼輪之該等第二窗子如此安排:使得其中一個碼輪的每個窗子的至少一部分與另一個碼輪的各別窗子的一部份重疊,以界定該對碼輪之一有效窗子,其中該光線發射器及該光線偵測器位於該對碼輪的相對側上,使得該等碼輪之一相對移位可藉由使用該光學感側組件偵測到之該有效窗子之起始寬度之縮減而測定。
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