专利名称：可调整踏板轨迹斜度的椭圆机的制作方法
技术领域：
本发明与运动健身器材有关，特别是关于一种可调整踏板轨迹斜度的椭圆机(Elliptical)。
背景技术：
椭圆机是近年新兴的一种运动健身器材，一般泛指各种能导引左右二踏板沿着椭圆形或其类似形状的轨迹运动，供使用者进行模拟走路、跑步、登台阶等腿部运动的装置。
一般椭圆机的踏板轨迹多半都是固定不变的，虽说使用者通常可通过调整踏板的行进阻力(例如业界常用的磁阻系统)来改变运动负荷，然而，踏板轨迹固定即意谓着使用者腿部的运动形态也是一成不变，如此不仅无法选择个人偏好的运动形态或想要锻炼的肌肉部位，也使得运动过程缺乏变化而单调无趣。
相对地，习知技艺中也具有若干可调整踏板轨迹的椭圆机结构，其中多数仅能调整“椭圆形”的长度，某些则可调整“椭圆形”的长轴仰角，以获得不同的运动形态及运动负荷。
例如美国第5,685,804号专利即揭示了两种可调整踏板轨迹斜度的结构其中一种是使踏板支撑杆的后端在一圆周上运动，前端则顺应地在一前高后低的直线轨道上往复运动，通过调整轨道的斜度，即可使支撑杆上的踏板的运动轨迹斜度随之增减。另一种是改将支撑杆的前端枢接在一可摆荡的悬臂底端，使其可沿一圆弧轨迹作往复运动，通过调整悬臂的长度(由此改变前述圆弧轨迹前、后二端的高度)，同样可改变踏板轨迹的斜度。
美国第6,168,552号专利揭示了另一种椭圆机结构，其中调整踏板轨迹斜度的技术手段类似前述第5,685,804号美国专利的第一实施例，除了构件关系略有变动之外，主要差异在于加入了可与踏板产生连动的摇摆握把。
美国第6,440,042号专利又揭示了另一种可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其中踏板支撑杆的近后端可在一弧形轨道上往复滑移，通过驱使前述轨道水平地前后位移，可迫使支撑杆在不同斜率的区段内滑移，达到改变踏板轨迹斜度的目的。
然而，以上各种习知椭圆机虽然都可调整踏板轨迹的斜度，但由于踏板都是固定不动地设置在支撑杆上，因此，踏板在任一轨迹下的本身角度变化，完全对应于支撑杆前、后二端的角度变化，使得使用者在运动过程中的脚尖、脚跟相对角度或施力部位，与实际跑步、登台阶时的形态并不吻合。理想上，当踏板位于椭圆轨迹的底端、后端区段时(对应于实际跑步、登台阶时的着地阶段)，其用于支撑使用者脚底的脚踏面应趋近水平，而在轨迹的其他区段(对应于抬腿、踩下)，脚踏面的前端应低于后端，并且在椭圆轨迹的顶端、前端区段时，下斜最为明显。上述习知椭圆机大多无法呈现前述理想状况，在符合人体工学要求方面有待改进。
此外，前述第5,685,804号美国专利所揭示的悬臂式结构(该案Fig.15)，实际中较难或不适合制成动力式调整装置，因此使用上较不方便。再者，当要提高/降低踏板轨迹的斜度时，必须缩短/增长悬臂长度来加大/减小轨迹前端与后端的高度差距，但因轨迹前、后二端会一并升高或降低，所以踏板轨迹的斜率变化较不显著、可调范围也较窄。而且，当悬臂缩短时，踏板会被提升至较高处运动，如此会影响使用者登上踏板时的便易性及运动时的安全感。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其可供使用者根据个人需求设定踏板轨迹的斜度，以此选择走路、跑步、登台阶等不同运动形式或不同运动负荷的腿部运动，增加运动的丰富性及变化性。
本发明的另一目的在于提供一种可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其踏板可在运动过程中妥帖地支撑使用者的脚底，提升运动的舒适性并降低运动伤害的可能性。
本发明的再一目的在于提供一种可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其利用一悬臂机构达到调整功能，并且可以简单、有效地调整踏板轨迹的斜度。
为达到上述目的，本发明所提供的一种可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其包含有一骨架，其架设于一支撑面上，定义有一前端及一后端；二支撑杆，各具有前后相对的一第一端及一第二端；一第一导引机构，设于所述骨架并与所述二支撑杆的第一端连接，导引各所述支撑杆的第一端沿一第一封闭轨迹运动；一第二导引机构，设于所述骨架，具有二悬臂，各所述悬臂具有一圆心端及一摆荡端，所述圆心端相对于所述骨架的位置可被调整及定位，所述摆荡端与对应的所述支撑杆的第二端枢接，以在各所述支撑杆的第一端沿所述第一封闭轨迹运动时，导引所述支撑杆的第二端沿一圆弧轨迹在一前极点及一后极点之间作往复运动；二踏板，分别被所述二支撑杆直接或间接支撑，并被导引沿一第二封闭轨迹运动。
所述第二导引机构具有一偏转架及一调整装置，所述偏转架枢接在所述骨架上，所述调整装置可改变及固定所述偏转架相对于所述骨架的角度；各所述悬臂的圆心端枢接在所述偏转架上，且枢接位置与所述偏转架相对于所述骨架的枢接点相隔一段距离。
所述偏转架具有分别枢接在所述骨架左、右二侧的二偏摆杆，以及使所述二偏摆杆平行连结的一连结杆；各所述悬臂的圆心端枢接在对应的所述偏摆杆上；所述调整装置包含一马达组及一伸缩杆，所述马达组枢接在所述骨架上，所述伸缩杆由一螺杆及一螺管螺合而成，一端承接所述马达组的出力轴，另一端枢接于所述偏转架。
所述第二导引机构具有至少一位移座及至少一调整装置，所述位移座可在所述骨架上位移，所述调整装置可改变及固定所述位移座的位置；各所述悬臂的圆心端枢接于所述位移座。
所述骨架的左、右二侧分别设有一所述位移座及一所述调整装置；各所述调整装置包含一螺杆及一马达组，各所述螺杆以前后轴向枢接在所述骨架，各所述马达组可驱使对应的所述螺杆原地旋转；各所述位移座螺合于所述螺杆。
所述椭圆机还包含有二连杆及一第三导引机构，各所述连杆具有相对的一第一端及一第二端，其中的第一端与对应的所述支撑杆枢接；所述第三导引机构设于所述骨架并与所述二连杆的第二端连接，可在各所述支撑杆的第一端及第二端分别沿所述第一封闭轨迹及圆弧轨迹运动时，导引对应的所述连杆的第二端沿一往复轨迹作往复运动，使所述连杆与所述支撑杆的相对角度随之变化；各所述踏板分别与对应的所述连杆连接。
各所述踏板固接在所述连杆的第一端，并与所述连杆同轴枢接在所述支撑杆上。
所述第三导引机构具有二摆臂，各所述摆臂枢接于所述骨架；各所述连杆的第二端枢接在对应的所述摆臂的底端。
当所述踏板位于所述第二封闭轨迹的低处时，其用于支撑使用者脚底的脚踏面大致呈现水平状态；当所述踏板位于所述第二封闭轨迹的高处时，所述脚踏面的前端低于后端。
当所述悬臂的圆心端位移时，所述脚踏面的后端在其轨迹中最高位置的高度变动量，大于前端在其轨迹中最高位置的高度变动量。
采用上述技术方案，本发明不仅可让使用者在运动过程中即时地对踏板轨迹进行调整、切换，也可通过操控台选定预设程式，让机器在运动过程中依照预设时序自动地变化踏板轨迹斜度(例如逐渐升高、高低交替……等等)，可提升运动的变化性及趣味性。而且，本发明的调整踏板轨迹斜度的功能，与调整飞轮旋转阻力的功能(即一般椭圆机调整运动负荷的方式)可以并存，因此，本发明可提供更丰富多样的运动形式供使用者选择。因此，本发明可以更有效率地调整踏板轨迹的斜度，而且可调范围较大，同时，由于踏板轨迹的底端可维持在同一低处，不会影响到使用者登上踏板时的便易性及运动时的安全感，而且使用者在进行腿部运动时也会比较舒适自然，比较不容易产生酸疼或运动伤害。
图1是本发明第一较佳实施例的立体图，其中的偏转架定位在第一角度，且其中的右侧支撑杆大致位于当时可活动范围的最后端；图2是本发明第一较佳实施例对应于图1状态的右视图(图中取除椭圆机骨架的右后端局部)；图3是本发明第一较佳实施例对应于图1状态的俯视图；图4是本发明第一较佳实施例的对应于图1状态的正视图；图5类似图2，但其中的右侧支撑杆大致位于当时可活动范围的最前端；图6类似图2，但其中的偏转架定位在第二角度，且其中的右侧支撑杆大致位于当时可活动范围的最后端；图7类似图6，但其中的右侧支撑杆大致位于当时可活动范围的最前端；图8是本发明一示意图，显示本发明第一较佳实施例在偏转架定位于第一角度的状态下，由右侧观察到的踏板轨迹与踏板角度变化；图9类似图8，显示本发明第一较佳实施例在偏转架定位于第二角度的状态下，由右侧观察到的踏板轨迹与踏板角度变化；图10是本发明第二较佳实施例的立体图；图11是本发明第二较佳实施例对应于图10的状态的右视图；图12是本发明第二较佳实施例对应于图10的状态的俯视图；图13是本发明第二较佳实施例对应于图10的状态的正视图。
具体实施例方式
以下即配合附图详细说明本发明两种较佳实施例的结构，以及由此所获得的功效及特点。
如图1～图4所示，依序是本发明第一较佳实施例的立体图、右视图、俯视图及正视图。(注本说明书中的“前”、“后”、“左”、“右”等方向指示都是对应于使用者在使用状态下的方向认知，而前述“右视图”、“正视图”……等则是绘图上的标示，其中的右视图对应于使用者的右侧，正视图对应于使用者的背面。)椭圆机100具有一用于作为其它构件装设基础的骨架110，其大体上由一底部111、一前端部112及左、右二侧部113构成。底部111为一水平框架，可稳定地平置在地面、地板或其他类似支撑面上。前端部112固接在底部111的前端中央，包含较下方的支座114及较上方的杆柱115。左、右二侧部113分别固接在底部111后端的左、右二侧，呈相对立面的形式。
骨架110的杆柱115顶端设有一固定扶手组180及一操控台190。扶手组180可供使用者在运动时双手捉握。操控台190作为使用者与椭圆机100之间的介面，其用途详见后文。
骨架110的支座114上枢设一左右轴向的飞轮131，而飞轮131的枢轴二端分别固接一十字状的曲柄架132。支座114上另外设有一阻力系统133，其可受控于操控台190而决定飞轮131的旋转阻力(注此为习知技艺，例如业界常用的磁阻系统)。在具体实施时，骨架110的支座114部位会设置包覆飞轮131、曲柄架132、阻力系统133等的壳罩及转盘，本说明书为了呈现上述内部构件，各相关图示中一律取消前述壳罩及转盘。
骨架110后端设有一偏转架141，偏转架141由二偏摆杆142及一连结杆143构成，二偏摆杆142分别将其杆身大约三分之二的位置以左右轴向枢接在骨架110左、右二侧部113的内侧，各偏摆杆142大致呈现纵向延伸，而且在枢接点144以上的区段较长、在枢接点144以下的区段较短。连结杆143连结在左、右二偏摆杆142的底端之间，并使二偏摆杆142相互平行。由此，偏转架141可以枢接点144为轴进行偏转，而且左、右二偏摆杆142的顶端会保持在相同的高低及前后位置。
偏转架141与骨架110之间设有一调整装置145，用于调整及定位偏转架141相对于骨架110的角度。调整装置145主要包含一由马达座、马达、齿轮箱所组成的马达组146、一螺杆147及一螺管148。马达组146通过马达座枢接在骨架110的底部111中央，位于偏转架141前方。螺杆147与螺管148同轴螺合成一“伸缩杆”，一端(本实施例中为螺杆147)承接马达组146的齿轮箱出力轴，另一端(本实施例中为螺管148)枢接在偏转架141的连结杆143中央。操控台190可控制马达组146的马达运转状态，当马达驱动螺杆147以某旋向旋转时，因为螺管148无法依自身轴线旋转，所以螺杆147与螺管148会相对远离(即“伸缩杆”伸长)，将偏转架141底部往后推。反之，当马达驱动螺杆147以另一旋向旋转时，螺杆147与螺管148会相对靠近(即“伸缩杆”缩短)，将偏转架141底部往前拉。当马达停止运转时，螺杆147与螺管148相对卡固，使偏转架141稳固地定位在当时的角度。
基于预先设定的“伸缩杆”行程范围，偏转架141可在如图2所示的第一角度以及如图6所示的第二角度之间偏转。在第一角度时，左、右二偏摆杆142的顶端位于可活动范围的最前端。在第二角度时，二偏摆杆142的顶端位于可活动范围的最后端。通过对马达的控制，调整装置145可将偏摆杆142的顶端定位在可活动范围内的任意位置或若干预设位置(用意后述)。
左、右二偏摆杆142的内侧分别设有一悬臂149a/149b，各悬臂149a/149b大致呈现纵向延伸，而且顶端以左右轴向枢接在对应的偏摆杆142顶端，使得各悬臂149a/149b能以其顶端——即偏摆杆142顶端当时所在位置——为轴心进行前后摆荡。
椭圆机100具有左、右二支撑杆120a、120b，各支撑杆120a/120b呈前后延伸的直杆状，后端枢接在同一侧边的悬臂149a/149b底端内侧，前端枢接在同一侧边的曲柄架132端缘，而且，左、右二支撑杆120a、120b的前端分别位于(以曲柄架132的枢轴为圆心的)圆周上相对二侧，即，当其中一侧的支撑杆120a/120b前端位于最高点时，另一侧的支撑杆120b/120a的前端位于最低点。
对支撑杆120a、120b而言，设在骨架110前端的二曲柄架132构成一第一导引机构130，而设在骨架110后端的偏转架141及二悬臂149a、149b构成一第二导引机构140，其中，第一导引机构130可导引支撑杆120a、120b的前端环绕一预定的圆形封闭轨迹运动，第二导引机构140则可在支撑杆120a/120b的前端作绕圆运动时，导引支撑杆120a/120b的后端沿着一可选择的圆弧形往复轨迹作往复运动。如图2、图5所示，由于左、右二支撑杆120a、120b的前端设置成180°相对，所以二支撑杆120a、120b的后端也会呈现反向运动，即，当其中一侧的支撑杆120a/120b后端位于圆弧形往复轨迹T1的前极点Pf时，另一侧的支撑杆120b/120a后端则位于往复轨迹T1的后极点Pr。
左、右二支撑杆120a、120b的外侧分别具有一连杆160a/160b，各连杆160a/160b大致呈现前后延伸，并将靠近后端的某处通过一左右轴向的枢轴161枢接在支撑杆120a/120b约略中央位置所预设的凸座121外侧边。骨架110的前端部112左、右二侧各设有一摆臂171a/171b，各摆臂171a/171b大致呈现纵向延伸，分别将杆身约略中央位置以左右轴向枢接在杆柱115侧边，使得顶、底二端可相对地前后摆动。各摆臂171a/171b的底端与同一侧边的连杆160a/160b前端枢接。
当支撑杆120a/120b的前、后二端分别沿圆形轨迹及圆弧轨迹运动时，可带动连杆160a/160b的近后端(例如枢轴161位置)沿一近似椭圆形的封闭轨迹运动。同时，二摆臂171a、171b(底半段)构成一第三导引机构170，可导引连杆160a/160b的前端沿另一圆弧形的往复轨迹作往复运动，使得连杆160a/160b与支撑杆120a/120b的相对角度随着前述运动而循环变化。在本发明的另一实施例中(图中未示)，第三导引机构是一个水平、倾斜或弧曲的有形轨道。
各连杆160a/160b的最后端往内侧弯折至支撑杆120a/120b上方，并且在顶面固接一踏板150a/150b。各踏板150a/150b位于支撑杆120a/120b的凸座121正后方，且其前端与连杆160a/160b同轴(即枢轴161)枢接在支撑杆120a/120b的凸座121。由此，踏板150a/150b可被支撑杆120a/120b导引沿着一近似椭圆形的封闭轨迹T2运动(如图2、图5所示，图中显示踏板150a/150b最后端的轨迹)，而且，踏板150a/150b在运动过程中的本身角度变化，会对应于连杆160a/160b前、后二端的角度变化。
在本发明的另一实施例中(图中未示)，踏板不与支撑杆有直接接触，例如踏板可以独自固定在连杆上的枢轴后方、枢轴前方、或是枢轴的位置。在这样的实施结构中，支撑杆通过(与支撑杆枢接的)连杆将踏板支撑在空中运动。
左、右二摆臂171a、171b的顶端分别形成一活动握把172a/172b，可供使用者在运动时双手捉握。大体上，当某一侧边的踏板150a/150b往前运动时(表示对应的摆臂171a/171b底端往前摆荡)，同一侧边的握把172a/172b即会往后运动，使用者可藉此进行上、下半身的同时运动。当然，使用者也可选择扶握固定扶手组180。
接着说明椭圆机100的使用方式及其功效。延续先前所述，操控台190可以控制调整装置145的马达运转状态(注相关的控制电路并非本案创作重点)，以调整及定位偏转架141的角度——也就是决定悬臂149a、149b的顶端位置。进而，当悬臂149a/149b的顶端(圆心端)位移时，支撑杆120a/120b后端受悬臂149a/149b底端(摆荡端)所导引的往复轨迹也会对应改变，连带使得受支撑杆120a/120b导引的踏板150a/150b运动轨迹随之改变。
以下通过两个极端状况来解说上述机制图2及图5分别显示悬臂149a、149b顶端被定位在可活动范围的最前端时，支撑杆120a、120b的后端运动至当时往复轨迹T1的前极点Pf及后极点Pr的状态；图6及图7分别显示悬臂149a、149b顶端被定位在可活动范围的最后端时，支撑杆120a、120b的后端运动至当时往复轨迹T1′的前极点Pf′及后极点Pr′的状态。由图中可明显看出，Pf高于Pr，而且Pf′也高于Pr′，不过，Pf与Pr的高度落差较小、连结线较平，而Pf′与Pr′的高度落差较大、连结线较斜。对应于此，当支撑杆120a、120b后端沿着仰角较小的往复轨迹T1运动时，踏板150a、150b所走的封闭轨迹T2的长轴仰角就比较小(如图2、图5所示)。反之，当支撑杆120a、120b后端沿着仰角较大的往复轨迹T1′运动时，踏板150a、150b的封闭轨迹T2′的长轴仰角就比较大(如图6、图7所示)。
简单来讲，当使用者控制偏转架141的顶端往前移时，即可缩小踏板轨迹的斜度；反之，控制偏转架141的顶端往后移时，即可增大踏板轨迹的斜度。如此，使用者可以依据个人需求，通过操控台190设定踏板150a、150b的运动轨迹斜度，以获得诸如走路(斜度较小)、跑步(斜度适中)、登台阶(斜度较大)等不同运动形式或不同运动负荷的腿部运动，也可以此集中锻炼特定的肌肉部位。踏板轨迹的斜度可以设计成能在可变范围内无段调整，或者是只定位在其间的若干特定角度(例如10°、15°、20°……等等)。
使用者不仅可在运动过程中即时地对踏板轨迹进行调整、切换，也可通过操控台190选定预设程式，让机器在运动过程中依照预设时序自动地变化踏板轨迹斜度(例如逐渐升高、高低交替……等等)，这样能提升运动的变化性及趣味性。而且，椭圆机100的调整踏板轨迹斜度的功能，与调整飞轮131旋转阻力的功能(即一般椭圆机调整运动负荷的方式)可以并存，因此，椭圆机100可提供更丰富多样的运动程式供使用者选择。
再如图2及图6所示，由图中可看出，在踏板轨迹斜度最小与斜度最大时，轨迹后端、底端的高度(图中右脚踏板150b位置)变动不大，而轨迹前端、顶端的高度(图中左脚踏板150a位置)则有明显的变化(注上述结果是由于在设计阶段预先控制悬臂149a、149b顶端的位移范围，使得支撑杆120a、120b后端的圆弧形往复轨迹T1、T1′的前极点Pf、Pf有明显的高度变化，但是后极点Pr、Pr′的高度则几乎不变)。因此，相比于前述第5,685,804号美国专利的悬臂式结构，本发明的椭圆机100可以更有效率地调整踏板轨迹的斜度，而且可调范围较大，同时，由于踏板轨迹的底端可维持在同一低处，不会影响到使用者登上踏板时的便易性及运动时的安全感。
如图8及图9所示，分别显示椭圆机100的踏板150a/150b在其运动轨迹斜度最小及最大时的本身角度变化(注在各图中，左边的封闭轨迹T2/T2′是踏板最后端的轨迹，右边的封闭轨迹是踏板最前端的轨迹，各轨迹上取八个节点a～h，分别对应于支撑杆120a/120b前端位于圆形迹轨上的0°、45°、90°、……315°等八个方位)。前已述及，由于踏板150a/150b是固接在连杆160a/160b而非支撑杆120a/120b上，因此踏板150a/150b前、后二端的角度变化对应于连杆160a/160b前、后二端的角度变化，换言之，当连杆160a/160b前端相对于后端上升时，踏板150a/150b也是前端相对后端上升，反之亦然(注在本实施例中，踏板150a/150b用于支撑使用者脚底的脚踏面151平行于连杆160a/160b的长轴向，但这不是必要限定条件)。如图所示，通过预设的构件关系，无论椭圆机100的踏板轨迹斜度如何，当踏板150a/150b位于其运动轨迹(例如T2或T2′)的底端、后端区段时，踏板150a、150b的脚踏面151大致呈现水平状态；而当踏板150a/150b位于运动轨迹的其他区段时，脚踏面151的前端低于后端，并且在轨迹的顶端、前端区段时，下斜最为明显。上述踏板角度变化与人体跑步、登台阶时的脚掌角度较为吻合，即，在着地时脚底会平贴于地，而在抬腿、踩下时会是脚尖朝下，因此，使用者在利用椭圆机100进行腿部运动时会比较舒适自然，也比较不容易产生酸疼或运动伤害。
比较图8及图9可进一步得知，当轨迹斜度较小时，脚踏面151前端下斜的俯角较小，相对地，当踏板轨迹斜度较大时，脚踏面151前端下斜的俯角也较大(注此现象由踏板同样位于轨迹顶端时最能明显看出)。即，当踏板轨迹的仰角产生变动时，脚踏面151后端在轨迹中最高位置的高度变动量，会大于前端在轨迹中最高位置的高度变动量。如此，当使用者控使踏板轨迹的仰角加大时，踏板150a/150b除了会沿着更陡的轨迹运动至更高处，同时其脚踏面151后端也会翘得更高，由此可将使用者的脚跟托高，增加腿部运动量。
值得一提的是，虽然以上所描述的踏板轨迹被规定在「前端高于后端」的范围中，不过，在本发明的另一实施例中(图中未示)，通过在设计阶段预先控制悬臂顶端的位移范围，支撑杆后端的往复轨迹的前极点可能低于后极点，由此产生出「大致水平」甚至「前端低于后端」的踏板轨迹。
如图10～图13所示，为本发明第二较佳实施例所提供的椭圆机200，其类似前一实施例结构。本实施例的椭圆机200大体上仍是由一骨架210、二支撑杆220、一第一导引机构230、一第二导引机构240、二连杆260、一第三导引机构270及二踏板250构成。上述部件或单元的基本功能完全与前一实施例当中的对等部件或单元相同，以下仅就不同的结构或工作原理进行说明。
首先要说明的是，在椭圆机200的骨架210前端同样设有如前所述的飞轮、曲柄架及阻力系统(图中未示)，各构件被包覆在图中所示的壳罩216及转盘234内部。
椭圆机200的骨架210具有一底部211，底部211前端的左、右二侧各固接一前立杆212，底部211后端的左、右二侧各固接一后立杆213，同一侧边的前立杆212顶端与后立杆213顶端之间分别连结一水平横杆214，且左、右二横杆214平行并列在同一高度。各横杆214的后半段设有一前后延伸并且贯通左、右二侧面的长槽孔215，横杆214内部在对应长槽孔215的部位枢设一前后延伸的螺杆247(如图11所示)，并且在螺杆247前方设一马达组246，马达组246受控于椭圆机200的操控台290的驱使，使螺杆247以预定旋向原地旋转。
左、右二横杆214的后半段分别设有一位移座241，各位移座241包含一螺孔块248、二夹板242及一滚轮243。螺孔块248螺合在螺杆247上，而且左、右二端凸出于长槽孔215外。二夹板242分别位于横杆214的左、右二侧，中央部位与螺孔块248连结，顶、底二端分别凸超于横杆214的顶面及底面。滚轮243以左右轴向枢设在二夹板242的顶端之间，而且可滚动地抵压在横杆214顶面。由此，当马达组246驱动螺杆247以某旋向旋转时，位移座241会沿着横杆214往前平移；反之，当螺杆247以另一旋向旋转时，位移座241会往后平移。
左、右二位移座241的下方分别设有一悬臂249，各悬臂249将其顶端以左右轴向枢接在位移座241的二夹板242底端之间，使得悬臂249能作前后摆荡。各悬臂249的底端同样枢接在对应的支撑杆220后端，即，对应于前一实施例中的偏转架141及悬臂149a、149b，本实施例中的位移座241及悬臂249即构成前述第二导引机构240，可导引支撑杆220的后端在一可选择的圆弧形往复轨迹上运动。必须注意的是，一般而言，本实施例中的左、右二调整装置245(即马达组246、螺杆247)要能同步动作，使左、右二悬臂249的顶端(圆心端)保持在相同的前后位置。
如此，类似于前一实施例的踏板轨迹调整机制，当使用者控制位移座241往前移时，踏板250运动轨迹的斜度就会缩小；反之，位移座241往后移时，踏板轨迹的斜度就会增大。本实施例的椭圆机200同样可达到前述各种功效，容不赘述。
上述两种较佳实施例的结构均采用电动方式调整踏板轨迹的斜度，使用上较为便利。当然，基于成本、商品等级等实际情况，本发明也可实施为用手动方式进行调整。例如，移除第一实施例中的调整装置145，改成在骨架110后端设置弧形排列的若干定位孔(图中未示)，并利用活动式的插销、螺栓等定位件(图中未示)同时连结偏摆架141及其中一定位孔，以决定偏摆架141相对于骨架110的角度，使踏板轨迹呈现对应斜角。
最后要补充说明的是，在上述两种较佳实施例的结构中，支撑杆的前端被导引在一圆形轨迹上运动，但本发明也可采用较复杂的习知导引机构，导引支撑杆前端沿一椭圆形或其他类似形状的封闭轨迹运动(例如前述第6,440,042号美国专利所述的机构)。此外，本发明也可设计成「支撑杆后端在一封闭轨迹上运动、前端在一可调整斜度的往复轨迹上运动」的形式。
权利要求
1.一种可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其特征在于包含有一骨架，其架设于一支撑面上，定义有一前端及一后端；二支撑杆，各具有前后相对的一第一端及一第二端；一第一导引机构，设于所述骨架并与所述二支撑杆的第一端连接，导引各所述支撑杆的第一端沿一第一封闭轨迹运动；一第二导引机构，设于所述骨架，具有二悬臂，各所述悬臂具有一圆心端及一摆荡端，所述圆心端相对于所述骨架的位置可被调整及定位，所述摆荡端与对应的所述支撑杆的第二端枢接，以在各所述支撑杆的第一端沿所述第一封闭轨迹运动时，导引所述支撑杆的第二端沿一圆弧轨迹在一前极点及一后极点之间作往复运动；二踏板，分别被所述二支撑杆直接或间接支撑，并被导引沿一第二封闭轨迹运动。
2.如权利要求1所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其特征在于所述第二导引机构具有一偏转架及一调整装置，所述偏转架枢接在所述骨架上，所述调整装置可改变及固定所述偏转架相对于所述骨架的角度；各所述悬臂的圆心端枢接在所述偏转架上，且枢接位置与所述偏转架相对于所述骨架的枢接点相隔一段距离。
3.如权利要求2所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其特征在于所述偏转架具有分别枢接在所述骨架左、右二侧的二偏摆杆，以及使所述二偏摆杆平行连结的一连结杆；各所述悬臂的圆心端枢接在对应的所述偏摆杆上；所述调整装置包含一马达组及一伸缩杆，所述马达组枢接在所述骨架上，所述伸缩杆由一螺杆及一螺管螺合而成，一端承接所述马达组的出力轴，另一端枢接于所述偏转架。
4.如权利要求1所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其特征在于所述第二导引机构具有至少一位移座及至少一调整装置，所述位移座可在所述骨架上位移，所述调整装置可改变及固定所述位移座的位置；各所述悬臂的圆心端枢接于所述位移座。
5.如权利要求4所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其特征在于所述骨架的左、右二侧分别设有一所述位移座及一所述调整装置；各所述调整装置包含一螺杆及一马达组，各所述螺杆以前后轴向枢接在所述骨架，各所述马达组可驱使对应的所述螺杆原地旋转；各所述位移座螺合于所述螺杆。
6.如权利要求1所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其特征在于所述椭圆机还包含有二连杆及一第三导引机构，各所述连杆具有相对的一第一端及一第二端，其中的第一端与对应的所述支撑杆枢接；所述第三导引机构设于所述骨架并与所述二连杆的第二端连接，可在各所述支撑杆的第一端及第二端分别沿所述第一封闭轨迹及圆弧轨迹运动时，导引对应的所述连杆的第二端沿一往复轨迹作往复运动，使所述连杆与所述支撑杆的相对角度随之变化；各所述踏板分别与对应的所述连杆连接。
7.如权利要求6所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其特征在于各所述踏板固接在所述连杆的第一端，并与所述连杆同轴枢接在所述支撑杆上。
8.如权利要求6所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其特征在于所述第三导引机构具有二摆臂，各所述摆臂枢接于所述骨架；各所述连杆的第二端枢接在对应的所述摆臂的底端。
9.如权利要求6所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其特征在于当所述踏板位于所述第二封闭轨迹的低处时，其用于支撑使用者脚底的脚踏面大致呈现水平状态；当所述踏板位于所述第二封闭轨迹的高处时，所述脚踏面的前端低于后端。
10.如权利要求9所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆机，其特征在于当所述悬臂的圆心端位移时，所述脚踏面的后端在其轨迹中最高位置的高度变动量，大于前端在其轨迹中最高位置的高度变动量。
全文摘要
本发明涉及一种可调整踏板轨迹斜度的椭圆机(Elliptical)，其主要是在一骨架的前、后二端分别设一导引机构，分别导引左、右二支撑杆的第一端沿一封闭轨迹运动以及第二端沿一往复轨迹运动，使支撑杆所支撑的踏板沿着类似椭圆形的轨迹运动。本发明利用一第三导引机构使踏板与支撑杆的相对角度在运动中循环变化，可使踏板位在其运动轨迹的低处时大致水平、在高处时前端下斜。本发明同时揭示以一圆心位置可变的悬臂悬吊支撑杆的第二端，以此可简易地调整第二端往复轨迹的前、后极点的高度，使踏板轨迹的斜度随之变化。
文档编号A63B22/04GK1958099SQ200510115518
公开日2007年5月9日 申请日期2005年11月4日 优先权日2005年11月4日
发明者廖宏茂, 张书玮 申请人:乔山健康科技股份有限公司