TWM466686U

TWM466686U - 可變行程之橢圓機

Info

Publication number: TWM466686U
Application number: TW102214544U
Authority: TW
Inventors: qiu-xiang Luo
Original assignee: Tung Keng Entpr Co Ltd
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2013-12-01

Description

可變行程之橢圓機

本創作涉及運動器材的領域，尤指一種能夠改變橢圓軌跡運動行程的橢圓機(Elliptical Trainer)。

已知的運動器材種類相當多，欲強壯體魄，雕塑肌肉曲線，使用重量訓練器(Strength Trainer)為佳；想要控制體重，提昇或改善心肺功能，可以選擇某些運動器材進行有氧運動，譬如跑步機(Treadmill)、室內腳踏健身車(Bike)或橢圓機。

橢圓機的訓練範圍，是引導一使用者的雙腳沿著近乎橢圓形軌跡來進行相互交錯運動。因此，橢圓軌跡的前、後距離較寬，上、下間距狹窄，形成一封閉的扁長形曲線，泛稱為步幅(Stride)。此步幅擁有一定的行程，僅能提供某些符合一定身高或腿長條件的使用者來訓練，無法擴大適用範圍。

為了解決這項課題，紛紛採用人力或自動的調節機構來改變橢圓機的行程，盡可能滿足眾多使用者的需求。此類橢圓機的構造變化多端，如中國第101234241號，臺灣第201200203號、第M415718號，及美國第20030236152號、第20040009847號、第20040147375號、第20050043145號、第20120122632號等專利權。

本創作提供一種可變行程的橢圓機，其主要目的在於：以簡單的構造，取得相同的效果，不僅組裝容易，而且行程改變後的橢圓機，亦能符合多數使用者的需求。

緣於上述目的之達成，本創作之橢圓機是在一底架設置一主桿和至少一執行圓周運動的機構，透過一可變行程裝置將二套擺動機構安裝於主桿兩旁。每套擺動機構由一擺臂與一腳踏桿組成，擺臂有一第一樞接端與一第二樞接端，腳踏桿前端轉動地連接於擺臂的第二樞接端，腳踏桿鄰近尾端部位則跨在前述執行圓周運動的機構側邊。這款可變行程裝置包括：一安裝於主桿的第一動力源；一連接於主桿而可擺動的調整架，調整架分別聯結擺臂的第一樞接端與第一動力源。

當第一動力源帶動調整架相對主桿擺動時，每一擺臂在一最高位置和一最低位置之間位移，改變腳踏桿沿橢圓形軌跡運動的行程或坡度。因此，這款橢圓機的可變行程裝置，相當簡單，也能取得可變行程的相似效果，不僅組裝容易，而且行程改變後的橢圓機，同樣能夠符合眾多使用者的需求。

以下，基於圖式詳述相關實施例之目的、構造及特徵，相信本創作採用之技術、手段及功效，當可由之得一深入而具體的瞭解。

10‧‧‧橢圓機

11‧‧‧底架

12‧‧‧支撐面

13‧‧‧主桿

14‧‧‧握持段

20‧‧‧擺臂

21‧‧‧第一樞接端

22‧‧‧第二樞接端

23‧‧‧中間部

24‧‧‧副擺臂

25‧‧‧銜接端

26‧‧‧連接端

30‧‧‧腳踏桿

31‧‧‧前端

32‧‧‧尾端

33‧‧‧踏板

40‧‧‧可變行程裝置

41‧‧‧第一動力源

42‧‧‧基座

43‧‧‧緊固組件

44‧‧‧伸縮組件

45‧‧‧馬達

46‧‧‧螺桿

47‧‧‧直筒

50‧‧‧調整架

51‧‧‧側板

52‧‧‧橫桿

53‧‧‧受力端

54‧‧‧從動端

55‧‧‧支點

60‧‧‧環境模擬機構

61‧‧‧第二動力源

62‧‧‧基座

63‧‧‧緊固組件

64‧‧‧馬達

65‧‧‧伸縮組件

66‧‧‧螺桿

67‧‧‧直筒

70‧‧‧支撐架

71‧‧‧側板

72‧‧‧橫桿

73‧‧‧縱桿

74‧‧‧轉動端

75‧‧‧接觸端

76‧‧‧滾輪

80‧‧‧傳動機構

81‧‧‧皮帶輪組

82‧‧‧阻尼機構

83‧‧‧皮帶

84‧‧‧飛輪

85‧‧‧外殼

86‧‧‧曲柄

87‧‧‧間隙

88‧‧‧軸承組件

89‧‧‧距離

第1圖是本創作橢圓機的具體構造示意圖。

第2圖是橢圓機在陡坡模擬環境的使用狀態圖。

第3圖是第2圖橢圓機改變行程的示意圖。

第4圖是橢圓機在平地模擬環境的使用狀態圖。

第5圖是第4圖橢圓機改變行程的示意圖。

第6圖是橢圓機骨架另個角度的立體圖。

第7圖是橢圓機的後視圖。

首先，請參閱第1圖的橢圓機10，從結構的設計來看，用一堅固的支架為骨幹，支撐二套擺動機構沿著近乎橢圓形軌跡進行交錯運動。

支架的堅固程度，與橢圓機10結構息息相關。在本實施例中，支架是在二橫向部位之間結合至少一縱向部位，構成底架11而能穩定地放在一支撐面12(詳見第2圖)上，如地面。其中之一橫向部位聯結一環境模擬機構60，縱向部位有至少一執行圓周運動的機構與一根主桿13，主桿13立在縱向、橫向部位交界處，並與所述的環境模擬機構60毗鄰，充當橢圓機10支架的堅強後盾。

這款橢圓機10的二套擺動機構擁有相同的結構，透過一可變行程裝置40分別組裝於主桿13與前述執行圓周運動的機構旁邊，足以沿著近乎橢圓形軌跡進行交錯運動。

每套擺動機構由一擺臂20與一腳踏桿30組成。每個擺臂20有一第一樞接端21與一第二樞接端22，以第一樞接端21與前述可變行程裝置40相連，使擺臂20位於底架11上方且保持懸空狀態，能夠在最高和最低位置之間來回擺動。當然，擺臂20的第一樞接端21固定一截握持段14，方便使用者在運動期間握住握持段14(第1圖虛線處)，屬於構造上的允許範圍。

每根腳踏桿30有一前端31與一尾端32，前端31樞接於擺臂20的第二樞接端22，以致腳踏桿30底面鄰近尾端32處能夠跨在前述執行圓周運動的機構側邊，並在腳踏桿30頂面牢固一供使用者踩踏的踏板33。

每套擺動機構還有一副擺臂24，副擺臂24有一銜接端25與一連接端26，銜接端25樞接一介於擺臂20二樞接端21、22之間的中間部23並能轉動，連接端26則與前述執行圓周運動的機構用以支撐腳踏桿30處維持樞接關係。

因此，副擺臂24的連接端26受限於前述執行圓周運動的機構而移到較高位置，連帶踏板33伴隨著腳踏桿30順著橢圓軌跡上曲線方向運動。相反的，副擺臂24的連接端26來到較低位置，連帶踏板33沿著橢圓軌跡(請參閱第2、4圖虛線路徑)下曲線方向運動。

接下來，詳細說明可變行程裝置40如何改變腳踏桿30進行橢圓軌跡的行程。本實施例的可變行程裝置40構造相當簡單，用一第一動力源41來驅動一調整架50擺動。該調整架50有二側板51與二橫桿52，每片側板51兩端分別是受力端53與從動端54，以側板51中央樞接於主桿13形成一支點55。每根橫桿52視需要牢固或樞接在二側板51同端53、54之間，構築成中空的框體。其中，一根橫桿52兩端隔著側板51從動端54而與擺臂20第一樞接端21相連。

此處所稱第一動力源41，與前述第二動力源61非常相似，都是將基座42聯結於緊固組件43而能靈活地擺動。緊固組件43牢固於主桿13高於第二動力源61的部位，使第二動力源61介於第一動力源41與底架11之間，以致基座42和底架11保持一定的高度。

該第一動力源41也有伸縮組件44與馬達45，二者同樣安裝於基座42上面。如第3、5圖所示，伸縮組件44由一螺桿46螺接一直筒47組成，其中，螺桿46外露於直筒47的端部，透過齒輪或皮帶等傳動方式與馬達45維持傳動關係，支持直筒47順著桿長方向往復位移，執行伸縮組件44總長度的伸長或縮減運動。另外，直筒47遠離螺桿46的端部，則緊固於二側板51受力端53之間的橫桿52，用以支撐調整架50甚至於二套擺動機構的重力總和。簡言之，就是將馬達45的旋轉動能轉換成伸縮組件44總長度的伸長或縮減運動，使調整架50相對主桿13的擺動。

回頭看到第1圖的環境模擬機構60，泛指一第二動力源61搭配一支撐架70組成的機構，能夠模擬出近似於平坦或陡峭的路面。

圖中，該第二動力源61安裝在主桿13較低處，而與底架11橫向部位毗鄰。第二動力源61有一大致上扁平的基座62，基座62一面轉動連接一牢固於主桿13的緊固組件63，另面安裝一馬達64與一伸縮組件65。在本實施例中，該伸縮組件65由一螺桿66螺接一直筒67組成，其中，透過齒輪或皮帶等傳動方式，讓螺桿66外露於直筒67的端部與馬達64維持傳動關係，進行伸縮組件65總長度的伸長或縮減運動。另外，直筒67遠離螺桿66的端部連接於支撐架70而可轉動。

這款支撐架70有二長形側板71與二矩形橫桿72，這些橫桿72固定在二側板71之間，彼此相隔一定的距離，供一縱桿73緊固於二橫桿72之間，構成一扇中空的框架。每片側板71二端之一視為轉動端74，以轉動端74樞接底架11橫向部位，就能讓側板71相對底架11為一定角度的擺動。每片側板71另一端界定為接觸端75，在接觸端75兩旁各有一滾輪76。然後，縱桿73中央轉動聯結前述直筒67遠離螺桿66的端部。

另外，配合第2、4圖闡明環境模擬機構60的使用狀態。通電後，馬達64會產生旋轉動能，透過螺桿66與直筒67的螺接關係，轉換成伸縮組件65總長度的伸長或縮減運動。

當伸縮組件65總長度伸長時，對側板71施予一推力。以側板71的轉動端74為軸心，讓滾輪76與支撐面12維持滾動的接觸關係，相對縮減支撐架70和底架11彼此間之夾角。因此，支撐架70能夠撐著底架11一端逐漸揚昇至所需的角度，使橢圓機10的模擬環境從平坦路況朝向陡坡轉變。

相反地，當伸縮組件65總長度縮減時，相對增加支撐架70和底架11彼此間之夾角，讓底架11逐漸朝向支撐面12位移，以致橢圓機10模擬環境從陡坡轉換到平坦的路況。

同樣的，可變行程裝置40的伸縮組件44總長度縮減時，以支點55為軸心，連帶調整架50偏擺一角度，以致側板51的受力端53高度比從動端54(或擺臂20的第一樞接端21)還低。或像第3、5圖般，伸縮組件44的總長度伸長時，推動調整架50宛如翹翹板一樣反向擺動，導致側板51的受力端53高度比從動端54(或擺臂20的第一樞接端21)還高。

如此一來，不管橢圓機10處於斜坡或平坦路面的模擬環境中，都會受到副擺臂24的限制，改變腳踏桿30進行橢圓軌跡的行程長短或坡度(亦即踏板33相對支撐面12傾斜的程度)，進而滿足多數使用者進行訓練的適用範圍。

再看到第6、7圖，本實施例能夠執行圓周運動的機構，一為傳動機構80，另一則是阻尼機構82。

該傳動機構80有一圓的飛輪84，能夠架在底架11自轉運動。飛輪84兩旁各有一曲柄86，每根曲柄86一端緊固於飛輪84的軸心部位，以致二曲柄86另端彼此相隔一段距離，並與相應的副擺臂24連接端26結合在一起。該傳動機構80還有二軸承組件88，每一軸承組件88轉動聯結於曲柄86另端與副擺臂24連接端26之間，滾動接觸相應的腳踏桿30底面。

阻尼機構82同樣執行圓周運動，利用風阻、摩擦或磁力特性(即同性相斥、異性相吸)等物理現象，取得阻擋所需的作用力。在阻尼機構82與傳動機構80之間有一皮帶輪組81，皮帶輪組81有一皮帶83連接飛輪84與傳動軸，還有一皮帶83連接傳動軸與阻尼機構82，將飛輪84圓周運動致生的動能傳輸到阻尼機構82。同樣地，阻尼機構82通過皮帶83對傳動機構80產生遲滯性阻力，對使用者的運動形成一定的阻礙。這項阻力值是可以調節的。

按照橢圓機10的國際安全規範，必須將一外殼85(虛線表示者)罩在傳動機構80與阻尼機構82外面。外殼85屬於包裝材料，其體積與飛輪84外圓周面到軸心的半徑有關。

當半徑尺寸減少時，飛輪84軸心在底架11的高度就能降低，縮短曲柄86所需的長度，相對縮減包裝材料(亦即外殼85)的體積。

如此，就能將二踏板33相隔距離調節至較小的間隙87範圍，又不會干涉到飛輪84的圓周運動。尤其是，墊高踏板33在腳踏桿30的高度，相對增加踏板33周邊底緣至曲柄86的距離89，更加不易觸碰到保護飛輪84的外殼85。

上述實施例僅為說明本創作，非為限制本創作。熟習此技藝者從上述實施例衍生之各種變化、修改與應用均在本創作之範疇內。