技术领域
本发明与运动器材有关，特别是指一种能导引使用者的双脚在一概呈椭圆形的
封闭轨迹上循环运动的运动器材，或者一般称为“椭圆机(Elliptical)”。
背景技术：
现今运动器材领域中所称的“椭圆机”或“椭圆运动机”，大体上是指那些能
导引使用者的双脚在一概呈椭圆形的封闭轨迹上循环运动的运动器材，例如美国第
5,540,637号专利所公开的便是其典型。此类运动器材在设计上，“较长的踏板运动
行程”与“较小的器材占用空间”通常是个两难问题。以前述美国专利结构为例，
如果增加其中曲柄的长度，则踏板的运动行程(一般是指封闭轨迹的长轴长度或对应
前后方向上的长度)也会跟着变长，能为使用者提供较充足的腿部运动量，但因器材
的前后长度也会随之扩张，故会占据较多的空间及地板面积；反之，缩短曲柄虽然
有助于节省空间，却会减损腿部运动量。因此，特别是在针对家庭用机型进行设计
时，如何在提供足够运动行程的前提下，将此类运动器材的结构设计得更为精简凝
缩、占用空间更小，或者说，在较严苛的器材体积或长度限制下，提供出更长的运
动行程，一直是相关设计者努力的方向之一。
当然，设计上除了要使踏板轨迹具有足够的前后长度，轨迹的整体形状以及踏
板沿所述轨迹运动时的动态，也需尽可能符合人体工学，以使腿部运动自然舒适。
举反例来说，如果踏板的封闭轨迹的长轴及短轴长度比例不当(例如太扁或太圆的椭
圆形)、封闭轨迹的前后两半明显不对称(例如整体较像卵形)、封闭轨迹的顶侧长边
形成凹弧(例如整体较像弯月形)、或是(对应曲柄定速旋转时)踏板在轨迹上忽快忽慢
等，都可能让使用者在运动时感到不自然或不顺畅。
除了要使踏板轨迹具有足够的前后长度，设计上若能使踏板轨迹相对于地面的
角度是可调整的，也就是“斜度可调整”或“坡度可调整”，且在调整范围内均能
符合所述人体工学，则更能让使用者的选择更丰富，训练更为全面。
当此类运动器材具有足够大的放置空间时，如所述美国第5,540,637号专利，
活动握把的设计通常不是难题，可以很直接的就设计出符合人体工学的活动握把，
然而，当放置空间缩小时，如何在有限的空间内妥善地设置活动握把的位置，以及
活动握把该设于结构体的何处才可以兼顾成本较低、方便制造、以及人体工学三方
面，就是一项设计难题。例如美国第7,153,239号专利，其活动握把144由一摆臂
140顶端直接往上延伸，并且共同枢设于U型架体的内侧，虽然以设计者的角度而
言，此种机构组合简单且易于制造，却具有至少两项缺点，第一：显而易见地，此
椭圆机100的U形架体内侧及踏板133上方为提供给使用者的运动空间，当活动握
把枢设于U形架体二端点的内侧，将直接减少使用者运动空间的宽度，较容易造成
使用不便，不符合人体工学，反之，若使左右二侧的摆臂140、握把144的枢接部
位内侧面之间的距离满足基本需求宽度，则会加大架体的外侧宽度；第二：活动握
把的枢轴以单侧枢设于U形架体上，结构强度较差，在受力集中于单侧的情形下，
较容易发生故障。
此外，在制造者方面，为了降低仓储及运送成本，(如同各种室内运动器材)此
类运动器材在包装上通常是被大部拆解成若干部分而挤塞在一体积较小的纸箱中；
因此，使用者在购入后，必须先依照组装手册的指引，繁琐且费力地将各个零散的
部分逐步组装成可供使用的运动器材，较为不便。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种能导引使用者的双脚在一概呈
椭圆形的封闭轨迹上循环运动的运动器材，在提供同等的踏板运动行程的条件下，
所述运动器材可具有相对较小的体积及前后长度，使占用空间及占地面积较小。
本发明的另一目的在于提供一种能导引使用者的双脚在一概呈椭圆形的封闭
轨迹上循环运动的运动器材，除了能适当兼顾踏板运动行程与器材占用空间，而且
踏板运动轨迹的整体形状以及踏板沿所述轨迹运动时的动态较为理想，能让使用者
在运动时较为自然舒适。
本发明的又一目的在于提供一种能导引使用者的双脚在一概呈椭圆形的封闭
轨迹上循环运动的运动器材，其可集缩在一体积较小的包装纸箱中，并且能让使用
者快速、简便地将其由装箱状态组装成使用状态。
本发明的再一目的在于提供一种能导引使用者的双脚在一概呈椭圆形的封闭
轨迹上循环运动的运动器材，除了能适当兼顾踏板运动行程与器材占用空间，以及
踏板运动轨迹的整体形状以及踏板沿所述轨迹运动时的动态较为理想，而且踏板运
动轨迹相对于地面的角度可调整，能让使用者可依自身喜好调整运动强度。
本发明的又一目的在于提供一种能导引使用者的双脚在一概呈椭圆形的封闭
轨迹上循环运动的运动器材，其除了具有上述特点，还能在导引使用者的双脚进行
运动时，通过活动握把同时导引使用者的双手进行往复运动，且活动握把的设置不
影响运动器材的放置空间，也不影响使用者的运动空间。
为达到上述目的，本发明所提供的一种运动器材，其特征在于包含有：一架体，
具有一固定单元及一活动单元，所述固定单元设置于地面，所述活动单元相对于所
述固定单元在一活动范围内活动；一调整机构，设于所述架体，使所述活动单元相
对于所述固定单元依使用者选择定位于所述活动范围内的一预定位置；一曲柄机
构，具有依一第一横轴枢设于所述架体的相对二曲柄；左、右二往复件，分别依一
第二横轴枢设于所述架体；左、右二连动杆，各具有一第一连接部、高于所述第一
连接部的一第二连接部、以及低于所述第一连接部的一第三连接部；所述第一连接
部枢设于对应的所述曲柄，沿以所述第一横轴为圆心的一圆形轨迹循环运动；所述
第二连接部枢设于对应的所述往复件，沿以所述第二横轴为圆心的一弧形轨迹在一
相对较高的第一折返点及一相对较低的第二折返点之间往复运动；左、右二摆臂，
各具有一顶端及一底端，所述顶端依一第三横轴枢设于所述架体；左、右二承载臂，
各具有一第一部位、位于所述第一部位前方的一第二部位、以及位于所述第一部位
后方的一第三部位；所述第一部位枢设于对应的所述摆臂的底端，以所述顶端为圆
心前后摆荡，所述第二部位枢设于对应的所述连动杆的第三连接部，沿一第一封闭
轨迹循环运动，所述第三部位用于承载使用者的脚部，沿一第二封闭轨迹循环运动；
所述第一、第二及第三横轴，其中至少一个位于所述架体的活动单元，使得当所述
活动单元位移时，所述第一、第二及第三横轴间的相对关系随着改变，进而改变所
述第二封闭轨迹的形状或相对于地面的姿态。
上述本发明的技术方案中，所述左、右二往复件枢设于所述架体的活动单元。
所述曲柄机构的二曲柄枢设于所述架体的活动单元，且，当所述活动单元位移
时，所述第一横轴及所述第二横轴的距离保持不变。
侧视下以所述弧形轨迹的二折返点所界定出的直线会往下穿过所述圆形轨迹。
所述直线大致通过所述圆形轨迹的圆心。
侧视下的所述连动杆的第一连接部至第二连接部的距离定义一上段长度，所述
第一连接部至第三连接部的距离定义一下段长度，所述下段长度大于所述上段长
度，并且大于所述圆形轨迹的直径。
所述下段长度小于所述圆形轨迹的直径的三倍。
侧视下的所述弧形轨迹的第一折返点位于第二折返点的后上方，而且，所述连
动杆的第三连接部位于由所述第二连接部至所述第一连接部的延长线的后方。
侧视下的所述第二封闭轨迹位于所述第三横轴的下方，且，所述运动器材还包
含左、右二摇杆，各所述摇杆的其中一端连接于对应的所述摆臂的一预定位置，所
述预定位置位于所述摆臂顶端的下方一预定距离处，各所述摇杆的另一端则朝上方
延伸，形成供一使用者抓握的活动握把。
侧视下，所述活动握把在所述第三横轴的前上方往复摇摆。
采用上述技术方案，本发明能以较短的曲柄长度提供相同等级的踏板运动行
程，而因为曲柄长度决定了曲柄机构在此类运动器材上所占的尺寸，所以本发明的
运动器材整体上能够呈现相对较短的前后长度，使得占据空间及占地面积较少。而
且踏板运动轨迹的整体形状以及踏板沿该轨迹运动时的动态较为理想，能让使用者
在运动时较为自然舒适，同时还能让使用者根据自身喜好调整运动强度。此外还能
快速、简便地将运动器材由装箱状态组装成使用状态，或者当使用者不使用运动器
材时，也可方便地再将其折合成体积较小的装箱状态。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例在使用状态下的右后方立体图；
图2是本发明一较佳实施例对应图1状态的右前方立体图；
图3是本发明一较佳实施例对应图1状态的主视图；
图4是本发明一较佳实施例对应图1状态的右视图；
图5是本发明一较佳实施例在装箱状态下的右后方立体图；
图6是本发明一较佳实施例对应图5状态的主视图；
图7是本发明一较佳实施例对应图5状态的右视图；
图8-A及图8-B是本发明一较佳实施例当中的仪表杆附近(删除部份不相干部件)
的局部放大图，分别显示使用状态及装箱状态下的结构；
图9是本发明一较佳实施例当中的摆臂及摇杆附近(删除部份不相干部件)的局
部放大图，显示装箱状态下的结构；
图10是本发明一较佳实施例当中的承载臂附近(删除部份不相干部件)的局部放
大图，显示装箱状态下的结构；
图11-A及图11-B是本发明一较佳实施例当中的底架单元附近(删除部份不相干
部件)的局部放大图，分别显示使用状态及装箱状态下的结构；
图12是本发明另一较佳实施例的立体图；
图13是本发明另一较佳实施例对应图12状态的主视图；
图14是本发明另一较佳实施例对应图12状态的右视图；
图15是本发明另一较佳实施例的活动单元处于倾斜状态的右视图。
具体实施方式
现举以下实施例并结合附图对本发明的结构及功效进行详细说明。
如图1至图4所示，本发明一较佳实施例提供的运动器材具有使用时稳定架设
在地面上的一架体10，其主要是由平置在地面上的一底架单元11、固接在底架单元
11上方的一立架单元12以及连接在立架单元12上方的一仪表杆13所组成。其中，
立架单元12又包含相对在前且位于宽度中央的并列二前柱14、相对在后且分别位
于左、右二侧的相对二侧柱15、以及连接前柱14及侧柱15顶端的一U形桁杆16。
U形桁杆16的开口朝向后方，可让使用者的身体介入其左、右二侧部之间。仪表
杆13是由前柱14的顶部位置往上延伸，其顶端设有一作为人机接口的操控台17。
在立架单元12的前柱14约略中央高度位置设有一曲柄机构40，其主要包含对
应左右轴向枢接在前柱14的一曲柄轴(图中未标示)，以及对称地固接在曲柄轴相对
二端的左、右二曲柄41。曲柄轴上在二曲柄41之间还同轴固接一大皮带轮42，同
时，曲柄机构40的下方另外具有彼此同轴固接而且一并枢接在前柱14的一飞轮43
及一小皮带轮44，大、小二皮带轮42、44之间绕套一传动皮带45，使得曲柄机构
40与飞轮43之间以预定速比动力连接。此外，图中虽未绘出，但本实施例还可选
择性地设置一能向飞轮43施加预定阻力的阻力装置，例如能由操控台17进行电子
式控制的涡电流制动器(eddy-currentbrake)等，以供使用者调整曲柄机构40的转动
阻力(对应于后述使用者运动的难易程度)。所述惯性飞轮及阻力装置的运用，属于
此类运动器材公知且广泛使用的习知技术，而且与本发明的技术重点没有直接关
联，故以上仅作简要说明。
立架单元12的前柱14靠近顶端位置固接一往前延伸的悬臂梁18，在悬臂梁
18的左、右二侧各具有一杆状往复件50，左、右二往复件50形状对称，分别具有
相对在前的第一端及相对在后的第二端，并且各自将第一端枢接在悬臂梁18的前
端，而且二往复件50第一端的枢轴形成共轴，其枢转轴线(以下称第二横轴)A2与
二曲柄41共同的枢转轴线(即曲柄轴的轴线，以下称第一横轴A1)平行。左、右二
往复件50虽有共同轴线但彼此不相连接，换言之，二往复件50可产生相对运动。
在立架单元12的前柱14左、右二侧各具有一概呈纵向延伸的连动杆60，各连
动杆60顶、底二端之间的一预定部位(以下称第一连接部)61枢接在对应的曲柄41
外端，因此会受限制沿着如图4中所示的以曲柄轴轴线A1为圆心并以曲柄长度为
半径的一预定圆形轨迹T1运动(注：“曲柄长度”在此定义为侧视下的曲柄轴轴心至
第一连接部61轴心的距离)，同时，基于左、右二曲柄41的对称性，侧视下的左、
右二连动杆60的第一连接部61会在圆形轨迹T1上保持180度相对。各连动杆61
的顶端(以下或称第二连接部)枢接在对应的往复件50的第二端，基于预设的部件关
系(包含第一及第二横轴A1、A2的相对位置、曲柄长度、往复件50相对二端之间
的长度及方向、连动杆60第一及第二连接部之间的长度及方向等)，对应于连动杆
60的第一连接部61沿着圆形轨迹T1循环运动，连动杆60的第二连接部会沿着以
第二横轴A2为圆心的一预定弧形轨迹T2在两个端点(以下称第一及第二折返
点)P1、P2之间往复运动，而且，大致而言，侧视下的左、右二连动杆60的第二连
接部会在弧形轨迹T2上反向运动。
进而，对应于连动杆60的第一连接部61沿着圆形轨迹T1循环运动，以及同
时发生的第二连接部沿着弧形轨迹T2往复运动，连动杆60的底端(以下或称第三连
接部)会沿着一概呈椭圆形的第一封闭轨迹T3循环运动，而且侧视下的左、右二连
动杆60的第三连接部会保持在第一封闭轨迹T3上的大致相对位置，例如，当其中
一个位于轨迹的前端区域时，另一个会位于相对的后端区域。
在左、右二连动杆60的后方各具有一概呈纵向延伸的摆臂70，二摆臂70的顶
端依一对应左右轴向的第三横轴A3分别枢接在立架单元12的U形桁杆16开口端
的左、右二侧，使得各摆臂70的底端能沿着以第三横轴A3为圆心的一摆荡轨迹
T4前后摆荡。此外，各摆臂70的偏靠顶端位置连接一往上延伸的摇杆75，摇杆75
的顶端部位高于第三横轴A3，并且形成可供使用者握持的活动握把76，其同样能
沿着以第三横轴A3为圆心的一摇摆轨迹T5前后摇摆，并且会与对应的摆臂70底
端在前后方向上反向运动。
在左、右二摆臂70的下方各具有一概沿前后方向延伸的承载臂80，各承载臂
80前、后二端之间的一预定部位(以下称第一部位)81枢接在对应的摆臂70底端，
因此会受限制沿着摆荡轨迹T4运动。各承载臂80的前端(以下或称第二部位)枢接
在对应的连动杆60底端(即第三连接部)，因此会受限制沿着第一封闭轨迹T3运动。
由于侧视下的左、右二承载臂80的第二部位会保持在第一封闭轨迹T3上的大致相
对位置，因此在运动时，大致而言，左、右二承载臂80的第一部位81会在摆荡轨
迹T4上反向运动，上方的左、右二活动握把76也会在摇摆轨迹T5上反向运动。
各承载臂80后半区段的内侧设有位于第一部位81后方的一踏板82，形成用于
承载使用者脚部的第三部位。对应于承载臂80的前端(即第二部位)沿着第一封闭轨
迹T3循环运动，以及同时发生的第一部位81沿着摆荡轨迹T4往复运动，踏板82
会沿着一概呈椭圆形的第二封闭轨迹T6循环运动(注：图4中绘示的轨迹T6是踏
板82最后端的运动轨迹)，而且侧视下的左、右二踏板82会保持在第二封闭轨迹
T6上的大致相对位置，例如，当其中一个位于轨迹的前端区域时，另一个会位于相
对的后端区域。
使用所述运动器材时，使用者将双脚分别踩站在左、右二踏板82上，并将双
手分别握持在左、右二活动握把76上，适当施力使踏板82及活动握把76沿着各
自既定的运动轨迹运动，即可让左、右二踏板82沿着第二封闭轨迹T6在前后及上
下方向上反向运动，以及让左、右二活动握把76沿着摇摆轨迹T5在前后及上下方
向上反向运动，而且，同一侧边的活动握把76与踏板82在前后方向上反向运动，
由此进行均衡协调的全身运动。通过飞轮43及阻力装置的设置，能获得有助运动
顺畅及稳定的预定惯性，并可依需要调整运动的难易程度。
本发明可以通过上述结构以及特定的部件相对关系，使所述运动器材能以相对
较小的器材体积及前后长度提供足够的踏板运动行程，达到节省空间的目的，同时，
踏板运动轨迹(例如图4中所示的T6)的整体形状以及踏板沿轨迹运动时的动态兼顾
了人体工学，能让腿部运动自然舒适。以下进一步说明本发明上述实施例的技术手
段：
如图4所示，因为连动杆60顶端(即第二连接部)所对应的弧形轨迹T2概呈纵
向延伸并位于连动杆60中间的第一连接部61所对应的圆形轨迹T1的上方，所以
连动杆60底端(即第三连接部)所对应的第一封闭轨迹T3会位于圆形轨迹T1的下
方，而且大致呈现在前后方向上较长、在上下方向上较短的椭圆形，其中，第一封
闭轨迹T3的短轴长度与圆形轨迹T1的直径约略相等，而第一封闭轨迹T3的长轴
长度则明显大于圆形轨迹T1的直径，在本例中约为三倍左右。上述放大倍率主要
取决于侧视下的连动杆60的下段长度(指第一连接部61往下至第三连接部的距离)
与上段长度(指第一连接部61往上至第二连接部的距离)的比例，换言之，大体上若
连动杆60的下段长度愈长，则连动杆60底端的第一封闭轨迹T3的长轴长度就会
愈长；但由于上述下段长度若相对过长时，会使第一封闭轨迹T3的顶侧长边形成
凹弧，不利后述的踏板人体工学，因此仍需控制在适当比例范围内为佳，例如，使
连动杆60的下段长度大于上段长度，并且大于圆形轨迹T1的直径，但不超过该直
径的三倍。
又因为承载臂80中间的第一部位81所对应的摆荡轨迹T4概呈前后方向延伸
并位于承载臂80前端(即第二部位)所对应的第一封闭轨迹T3的后方，所以承载臂
80后端的踏板82所对应的第二封闭轨迹T6也会大致呈现在前后方向上较长、在上
下方向上较短的椭圆形，而且第二封闭轨迹T6的长轴长度与第一封闭轨迹T3的长
轴长度大致相等，换言之，在本实例中，踏板82在前后方向上的运动行程，大约
会是圆形轨迹T1直径的三倍左右。相较于习知的此类运动器材(例如前述美国第
5,540,637号专利结构)中的踏板运动行程通常概等于曲柄圆形轨迹的直径，本发明
能以较短的曲柄长度提供相同等级的踏板运动行程，而因为曲柄长度决定了曲柄机
构在此类运动器材上所占的尺寸，所以本发明的运动器材整体上能够呈现相对较短
的前后长度，使得占据空间及占地面积较少。
附带一提，如果上述结构中的弧形轨迹T2与圆形轨迹T1上下关系对调，也就
是，如果将连动杆60的顶端限制在一圆形轨迹上运动，同时将连动杆60顶、底二
端之间的某预定部位限制在一纵向轨迹上运动，那么，虽然连动杆60的底端也会
对应地在一封闭轨迹上运动，但此封闭轨迹的长轴长度相对于曲柄长度的放大倍率
较低，而且轨迹的形状比较类似半圆形而非椭圆形，所以应用性较差。
在本发明的上述实施例中，弧形轨迹T2偏靠圆形轨迹T1的后上方，同时，弧
形轨迹T2两个端点中较高的第一折返点P1相对位于第二折返点P2的后上方，而
且，以二折返点P1、P2所界定出的直线L会往下穿过圆形轨迹T1，最好是如图所
示大致通过圆形轨迹T1的圆心。本发明使直线L(代表连动杆60顶端在往复运动时
的大致走向)穿过圆形轨迹T1，或甚至指向其圆心，可让连动杆60底端的第一封闭
轨迹T3前后两半的形状较为对称，连带使得承载臂80后端的第二封闭轨迹T6也
能对应呈现较对称的形状，例如较不会产生长轴一端显然较圆、另一端显然较尖的
类似卵形轨迹。
又，将直线L预设成上述倾斜形态而非垂直地面，为的是使第一封闭轨迹T3
的长轴向与地面之间具有预定仰角(意谓前端适当高于后端)，连带使得第二封闭轨
迹T6有对应形状，适于腿部运动。再者，由图4中可以看出，在上述实施例中，
连动杆60的底端(即第三连接部)位于由顶端(即第二连接部)往下至第一连接部的延
长线(图中未示)的后方，这是为了在使第一封闭轨迹T3长轴上仰的同时，又不致让
第一封闭轨迹T3往前位移太多而增加运动器材的前后长度。
本发明的运动器材在使用状态下具有节省空间的特色已由上述进行了说明，接
着说明本发明的运动器材在出厂时的装箱状态，以及购买者拆箱之后的组装作业。
图5至图7显示上述实施例的运动器材在装箱状态下的集缩结构，将其中的图
6、图7(注：图中的矩形外框示意纸箱尺寸)分别与图3、图4比较可知，运动器材
在装箱状态下的高度及前后长度明显小于使用状态下的尺寸，而且整体呈现高密度
的结构集缩，能有效节省包装材料及仓储、运送成本。同时，为了方便使用者在购
入之后的组装作业，运动器材并非如一般习知技艺以大部拆解方式装箱，而是，若
干构件之间采用适当的折合结构，在出厂时暂时折合成上述装箱状态(或者说暂不组
装成使用状态)，首次使用之前再折合及锁固成上述使用状态。以下依序说明上述折
合结构，一共包括仪表杆13、摇杆75、承载臂80以及架体10的底架单元11等四
大部分。
如图8-A及图8-B所示，仪表杆13其实是以可松释或锁固的方式枢接在立架
单元12上，详细来说，立架单元12在前柱14及U形桁杆16相交部位固设一承座
19，而仪表杆13的远离操控台17的一端(也就是使用时的底端)对应地固设一接合
座21，并且将接合座21的前缘部位通过一横向枢轴22枢接在立架单元12的承座
19前缘部位，使得仪表杆13能由图8-A所示的挺立姿态往下翻折成如图8-B所示
的下垂姿态，容纳在立架单元12的前柱14与左、右二侧柱15之间的空间(如图5
至图7所示)。立架单元12的承座19上设有配线孔23及螺孔24，而仪表杆13的
接合座21上设有可与之对合的配线孔25及穿孔26，进行组装时，使用者将仪表杆
13由下垂姿态往上翻折至接合座21抵接承座19，再用螺栓(图中未示)穿经穿孔26
并螺入螺孔24，即可将仪表杆13锁固在可供使用的预定位置。其中，配线孔25、
23内设有用于电连接操控台17与阻力装置等的电线(图中未示)，依据设计的不同，
使用者可能需要也可能不需要在组立仪表杆13之前先接合电线。
如图9(注：所示为运动器材左半边的局部结构)所示，各摇杆75其实是以可松
释或锁固的方式枢接在对应的摆臂70上，更详而言之，各摆臂70的偏靠顶端位置
固设一承座71，而各摇杆75的远离活动握把76的一端(也就是使用时的底端)对应
地固设一接合座77，摆臂70与摇杆75使承座71及接合座77平行抵接并且通过垂
直于抵接面的一斜向枢轴72相互枢接，枢轴72大致呈现由后上方往前下方延伸，
使得各侧边的摇杆75能由往上延伸的姿态转动成往另一侧边(例如图9中的左手边
摇杆就是往右侧)延伸的姿态，大致容纳在U形桁杆16所围起的区域内(如图5至
图7所示)。各摆臂70的承座71上设有穿孔73，而各摇杆75的接合座77上设有
可与之对合的螺孔78，进行组装时，使用者将摇杆75由侧向延伸的姿态往上转动
至螺孔78对合摆臂70的穿孔73，再将螺栓(图中未示)穿经穿孔73并螺入螺孔78，
即可将摇杆75相对于摆臂70锁固在可供使用的预定位置。
如图10(注：图中为运动器材右半边的局部结构)所示，各承载臂80其实是由
可相对松释或锁固的一前段杆件83及一后段杆件84枢接而成，更详而言之，前段
杆件83的后端及前端分别枢接在对应的摆臂70底端及连动杆60底端，形成第一
部位81及第二部位，而后段杆件84的后半段则形成用于承载使用者的第三部位，
并且将其前端通过一横向枢轴85枢接在前段杆件83偏靠后端的一耳座86上，使
得各承载臂80的后段杆件84能由往后延伸的姿态转动成往上延伸的姿态(如图5
至图7及图10中所示)。各前段杆件83的后端顶部设有一承座87，而各后段杆件
84偏靠前端的底部设有可与之配合的一接合座88，进行组装时，使用者将后段杆
件84往下转动至接合座88抵接前端杆件83的承座87，再将螺栓89穿经接合座
88并螺入承座87上的螺孔91，即可将承载臂80锁固成使用状态。
如图11-A及图11-B所示，底架单元11其实是由一固定框27及以可松释或嵌
固的方式分别枢接在固定框27后端的左、右二折动杆28所构成，更详而言之，固
定框27作为立架单元12的固接基础，其具有平行相对的左、右二侧杆29，二侧杆
29的后半段之间形成一开口朝后的收纳空间31，各折动杆28的其中一端(也就是使
用时的前端)通过一纵向枢轴32枢接在对应的侧杆29偏靠后端的一耳座33上，使
得各侧边的折动杆28能由图11-A所示的往后延伸的姿态转动成如图11-B所示的
往另一侧边延伸的姿态，容纳在固定框27的收纳空间31内。各侧杆29的后端设
有一朝下嵌座34，而各折动杆28设有可与之配合的一朝上嵌座35，进行组装时，
使用者将折动杆28由侧向延伸的姿态往后转动至朝上嵌座35对合固定框27的朝
下嵌座34，并使朝下嵌座34底面的凸柱(图中未示)嵌合朝上嵌座35的凹孔36，即
可使折动杆28定位在预定位置，扩张架体10底部的支撑面积。其中，在耳座33
底部支撑纵向枢轴32的枢孔为正圆形，但在耳座33顶部的枢孔则为前后略长的长
圆形，当使用者将折动杆28转动至接近定位时，可通过上述结构使折动杆28后端
略比前端低沉，(必要时稍微抬高固定框27)以便朝上嵌座35的顶面先略过朝下嵌座
34的凸柱底侧之后再相互嵌合。
总的来说，运动器材的购买者在拆除包装纸箱(以及可能的一些定位材料)之后，
一般可依序将底架单元11的左、右二折动杆28往后转动并定位在预设位置、将左、
右二承载臂80的后段杆件84往下转动并锁固在预定位置、将左、右二摇杆75往
上转动并锁固在预定位置、以及将仪表杆13往上翻折并锁固在预定位置，快速、
简便地将运动器材由装箱状态组装成使用状态。当然，若有必要，例如不使用、收
存或搬运运动器材时，使用者也可再将其折合成体积较小的装箱状态。
以下为本发明另一较佳实施例，此实施例大体结构与前述实施例相同，为免冗
长，仅对差异处做详述。
如图12至图14所示，本发明另一较佳实施例提供的运动器材200具有一架体
210，其主要具有一固定单元211及一活动单元212，固定单元211主要是由平置于
地面上的一底架218、固接在底架218上方的左、右二立架215、连接于左、右二
立架215之间的一横杆216以及连接在横杆216上的一仪表杆213所组成。左、右
二立架215对称且分别概呈倒U形，具有纵向延伸的一前杆215a及一后杆215b，
以及连接在前杆215a及后杆215b之间的一横杆215c，此外，在各立架215的后杆
215b与横杆215c连接处下方设有左右相对的二固定片215d；左、右二立架215及
横杆216界定出一运动空间，使用者可从左、右二立架215后方进入其中。另外，
在横杆216上设有一固定扶手216a；在固定扶手216a前侧、仪表杆213的顶端设
有一作为人机接口的操控台217。而活动单元212包含相对在前且位于宽度中央的
并列二前柱214，二前柱214的顶端固设一连接件219，底端则以对应左右轴向的
一枢转轴枢设于固定单元211的底架218，使得二前柱214可同步地相对于固定单
元211向前或向后偏转。
在前柱214顶端的连接件219与固定单元211的横杆213之间设有一调整机构
220，包含有一马达组221、一螺杆223、及一螺母222，马达组221的后端以对应
左右轴向枢设于固定单元211的横杆216，螺杆223的旋转轴心呈前后延伸且其后
端连接于马达组221，螺母222也以对应左右轴向枢接于前柱214顶端的连接件218，
且螺杆223螺穿螺母222。当马达组221运转时可驱动螺杆223正向或逆向旋转，
使得螺合于其上的螺母222相对于地面前进或后退，以此带动前柱214相对于地面
以其底端的枢转轴为轴心，向前或向后偏转并定位在活动范围内的一预定位置，在
本实施例中，该活动范围是由图14中前柱214所在的位置(以下称第一位置)，以及
图15中前柱214所在的位置(以下称第二位置)所界定，详而言之，调整机构220可
将前柱214定位在第一位置、第二位置、或第一位置及第二位置之间。
本实施例的曲柄机构240设于活动单元212的前柱214约略中央位置处，曲柄
机构240具有相对二曲柄241及一曲柄轴(图中未示)，曲柄241及曲柄轴依一第一
横轴A1’枢设于前柱214，因此，当调整机构220使前柱214偏转时，曲柄机构240
同时相对于固定单元211产生位移。另外，在曲柄机构240下方设有一飞轮243，
可提供惯性及配合阻力装置(图中未示)提供阻力。
在接近前柱214顶端位置的左、右二侧各具有一杆状往复件250，与前述实施
例不同的是，本实施例的左右往复件250设于架体的活动单元212，也就是其枢转
轴线(以下称第二横轴A2’)会随着架体210的活动单元212的偏转而移动；关于左右
往复件250的其它细节请参考前述实施例。
在前柱214的左、右二侧各具有一概呈纵向延伸的连动杆260，其与周边结构
的连接关系均与前述实施例相同，连动杆260的第一连接部261同样会沿着圆形轨
迹T1’运动，其顶端，也就是第二连接部会沿着以第二横轴A2’为圆心的一预定弧
形轨迹T2’在两个端点(以下称第一折返点P1’及第二折返点P2’)之间往复运动，而
且侧视下的左、右二连动杆260的第二连接部会在弧形轨迹T2’上反向运动。
同样的，对应于连动杆260的第一连接部261沿着圆形轨迹T1’循环运动，以
及同时发生的第二连接部沿着弧形轨迹T2’往复运动，连动杆260的底端(以下称第
三连接部)会沿着一概呈椭圆形的第一封闭轨迹T3’循环运动，而且侧视下的左、右
二连动杆260的第三连接部会保持在第一封闭轨迹T3’上的大致相对位置。
在左、右二连动杆260的后方各具有一概呈纵向延伸的摆臂270，其顶端依一
对应左右轴向的第三横轴A3’分别枢接在固定单元211的左、右二立架215，详而
言之，各摆臂270的顶端介于二固定片215d之间，并枢设于二固定片215d，因此，
摆臂270的顶端乃至于到其下方约略三分之二长度处均与所对应的立架215处于同
一铅垂面，或者说，摆臂270的一部份长度被对应立架215所包围，若从运动器材
200的后侧、前侧或上侧观察，均无法看到左、右摆臂270的顶端，因为已分别被
左、右立架215的后杆215b、前杆215a及纵杆215c所遮蔽。同样地，摆臂270的
底端能沿着以第三横轴A3’为圆心的一摆荡轨迹T4’前后摆荡。
此外，在各摆臂270的顶端下方一预定距离处，连接一往前上方延伸的摇杆275，
详而言之，各摇杆275先向前往左、右二立架215所界定出的运动空间延伸之后，
进而向上延伸到左、右二立架215的内侧，并使摇杆275的顶端部位高于第三横轴
A3’，如此一来，位于第三横轴A3’前上方的摇杆275顶端部位形成可供使用者握持
的活动握把276，并能沿着以第三横轴A3’为圆心的一摇摆轨迹T5’前后摇摆，并且
会与对应的摆臂270底端在前后方向上反向运动，其中，由图14、图15可知，活
动握把276位于第三横轴A3’的前上方，因此其摇摆轨迹T5’呈现出前端低于后端
的姿态，以使用者实际使用时的感觉而言，当推动活动握把276向前摆动时，会感
到施力及位移方向是向前、向下，反之，将活动握把276往回拉时，会感到施力及
位移方向是向后、向上。
左、右二承载臂280及左、右二踏板282的结构以及与其它组件之间的连接关
系均与前述实施例相同，细节请参考前述实施例。对应于承载臂280的第二部位在
第一封闭轨迹T3’沿着第一封闭轨迹T3’循环运动，以及同时发生的第一部位281
沿着摆荡轨迹T4’往复运动，踏板282会沿着一概呈椭圆形的第二封闭轨迹T6'循环
运动，其中，图14、图15中的第二封闭轨迹T6'是踏板282中间部位的运动轨迹。
与前述实施例相同，本实施例同样能以相对较小的器材体积及前后长度提供足
够的踏板运动行程，达到节省空间的目的，同时，踏板运动轨迹的整体形状以及踏
板沿运动轨迹时的动态兼顾了人体工学，能让腿部运动时感到自然舒适，不仅如此，
本实施例可借由调整机构220控制架体210的活动单元212的位置，使得踏板运动
轨迹相对于地面可具有不同的姿态。请参阅图14及图15，以下进一步说明本实施
例的技术手段：
由于运动器材200配置有调整机构220，其作用在于使架体210的活动单元212
可被定位在一第一位置(即图14所示状态，二前柱214大致垂直于地面)和一第二位
置(即图15所示状态，相对于图14，螺母222移动至螺杆223前端，二前柱214随
之向前偏转并定位在地面夹角约为81度处)之间，当活动单元212的位置改变了，
第二封闭轨迹T6’相对于地面的姿态也会改变，以使用者的角度而言，第二封闭轨
迹T6’的姿态改变意味着斜度改变甚至是轨迹形状改变，换句话说，当使用者想改
变运动难度时，不仅可借由阻力装置(图中未示)给飞轮260施加阻力，更可通过操
控台217控制调整机构220来调整第二封闭轨迹T6’的斜度，换言之，使架体210
的活动单元212定位在由第一位置和第二位置所界定的活动范围内的任一位置，进
而改变第二封闭轨迹T6’相对于地面的姿态，达到调整运动难度的目的。
当调整机构220开始运转时，随着架体210的活动单元212开始偏转，第一横
轴A1’及第二横轴A2’会开始相对于固定单元211移动，直到活动单元212定位于
使用者设定的位置，但无论活动单元212定位于任何位置，运动器材200还是能具
备所述人体工学的特点，其原因在于活动单元212的位移，并不会改变第一及第二
横轴A1’、A2’的相对位置、曲柄241长度、往复件250相对二端之间的长度、连动
杆260的第一连接部261及第二连接部之间的长度等等部件关系，举例而言，如图
15所示，当活动单元212处于第二位置时，虽然第一横轴A1’及第二横轴A2’随着
前柱214偏转了一预定距离，但因为都是以前柱214的底端为圆心进行同向偏转，
所以彼此之间的距离保持不变，因此，在图14中，第一折返点P1’及第二折返点P2’
的联机会往下穿过圆形轨迹，最好是往下通过圆形轨迹T1’的圆心，而使连动杆
260底端的第一封闭轨迹T3’前后两半的形状较为对称，连带使得承载臂280后端的
第二封闭轨迹T6’呈现较为对称的优点仍然不变。
比较图14及图15，当活动单元212处于第二位置时，第一封闭轨迹T3’的前端
相比于图14的状态，显得较为靠前且靠近地面，或者说，前端略微降低，其原因
在于第一封闭轨迹T3’的形成主要是由往复件250、曲柄机构240以及连动杆260
的连接关系所致，而此三机构均设于架体210的活动单元212，因此，当活动单元
212向前偏转时，第一封闭轨迹T3’也会随着以前柱214的底端为轴心向前偏转，当
活动单元212由垂直状态偏转为倾斜状态时，理所当然地，第一封闭轨迹T3’整体
就会呈现出如前端降低后端上扬的姿态。当第一封闭轨迹T3’由图14的状态改变为
图15的状态时，其具体影响可再观察右承载臂280的前端(即与右连动杆260枢接
的部位)、第一部位281(与右摆臂270枢接的部位)及后端(踏板282尾端)在活动
单元212偏转时的相对关系，其中，右承载臂280为一刚体，当其前端随着活动单
元212向前偏转而接近地面时(即图15中的第一封闭轨迹T3’)，有如翘翘板，其第
一部位281之后的任一部位，比起图14中的状态，均会向前上方偏转，踏板282
的中间部位也不例外，其影响所致，直接使得图15中的第二封闭轨迹T6’相比于其
在图14中的状态而言，前端部位明显上扬，因此，第二封闭轨迹T6’在图15中呈
现出斜度较大的姿态。
需要特别说明的是，为了让第二封闭轨迹T6’具有斜度变化，不仅限于改变第
一横轴A1’及第二横轴A2’的位置，在可能的实施例中，也可能将曲柄机构的曲柄
轴轴心(即第一横轴)设于架体的固定单元，仅将往复件的偏转轴心(即第二横轴)设于
活动单元，以本实施例为例，本领域的技术人士可以轻易地在左、右二立架215对
应于第一横轴A1’位置处固设一横杆(图中未示)，并将第一横轴A1’由设于活动单元
212改为设于该横杆，也就是将曲柄机构240设于该横杆，左、右二往复件250的
设置则维持不变，如此一来，仍然可以通过移动往复件250的位置来调整第二封闭
轨迹T6’的斜度，且随着斜度不同，第二封闭轨迹T6’的形状会些微改变，但只要在
合理的调整范围内，大体上仍不脱离本发明其中一发明精神：“当调整机构220使
架体210的活动单元212位移时，侧视下以弧形轨迹T2’的二折返点P1’、P2’所界
定出的直线会往下穿过圆形轨迹T1’”，仍然能维持一定程度的人体工学优点。
若只通过改变第二横轴A2’的位置来达到调整运动强度的目的，相对于本发明
的第二实施例而言，可能不需要如前柱214般相对具有高承载力的结构体，在可能
的变化中，为了节省制造成本，也可能改由较短的偏转杆(图中未示)取代前柱214，
例如：采用一相对于该前柱较短的偏转杆，长度可能只有前柱的一半，甚至更短，
其下端以对应左右轴向枢接在架体210的固定单元211，上端则同样与调整机构220
连接，如此一来，一样可以达到调整第二横轴的位置的目的。
此外，为了调整第二封闭轨迹T6’的斜度，除了改变第一横轴A1’或第二横轴
A2’的位置，也可以通过改变第三横轴A3’的位置达到调整斜度的目的。至于第三横
轴A3’的调整方式，则可参考申请人的美国专利US7,682,290、US7,744,508或US
7,976,435中所公开的种种方式，至于如何将上述专利案所公开的技术应用到本发
明，熟悉运动器材领域的技术人士应无需过度实验即可完成，细节在此不多加赘述。
在本实施例中，调整机构220是电动控制，在其它可能的实施例中，也可以通
过手动的方式改变活动单元212的位置，例如：使用插梢与定位孔的配合，可参考
申请人美国专利US7,654,936或US7,846,071所揭露公开的技术内容，只要稍加改
变，即可应用到本发明。
需要补充说明的是，本实施例的活动握把276设置方式的主要优点在于“坚固
耐用”、“不缩减左右二立架215之间的运动空间”、“不增加器材的占置空间”及“达
到更好的人体工学”，详而言之，活动握把276摇摆轨迹T5’的轴承即对应摆臂270
的顶端枢接于对应立架215的部位，如前所述，摆臂270的顶端枢设于二固定片
215d，二固定片215d直接固设于立架215，在二固定片215d对称且可平均分担应
力的状况下，比起美国第7,153,239号专利，本实施例的结构显得更为坚固耐用，
且活动握把276的轴承与立架215处于同一铅垂面，而不是在立架215的内侧或外
侧，也就不会影响立架215内侧的运动空间或在外侧增加占置空间，此外，如图14
及图15所示，在侧视下，第二封闭轨迹T6’的前端比起第三横轴A3’更靠前方，此
时，若将一对活动握把直接设于对应摆臂的顶端(可参考美国第7,153,239号专利)，
可想而知，一旦使用者站上运动器材时，活动握把就在身体两侧，不利于双手运动，
本实施例的活动握把276位于第三横轴A3’的前上方，当使用者运动时，能直觉、
舒服地直接将双手握住对应活动握把276，顺畅地进行运动。