可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机的制作方法

专利名称：可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机的制作方法
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运
动机(Elliptical)。
背景技术：
椭圆运动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 踏板沿着近似椭圆形的轨迹运动，以供使用者进行模拟走路、跑步、登台阶等腿 部运动的装置。
一般椭圆运动机的踏板轨迹多半都是固定不变的，虽说使用者通常可藉由调 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 定便意味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喜好的 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，习知技艺中也有若干可调整踏板轨迹的椭圆运动机，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导轨 上往复运动，通过调整导轨的斜度，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，通过调整前述悬臂的长度(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运动机，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 以外，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运动机， 其中的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，以上各种习知椭圆运动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，乃 是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，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，而在轨迹的其它区段(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 习知椭圆运动机大多无法呈现前述理想状况，人体工学有待改进。

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 运动机，其可供使用者依据个人需求设定踏板轨迹的斜度，由此选择诸如走路、
跑步、登台阶等不同型态或不同负荷的腿部运动，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运动机，其踏板 可在运动过程中妥帖地支撑使用者的脚底，以此提升运动的舒适性并降低运动伤 害的可能。
本发明的又一目的在于提供一种可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机，其可加 大踏板前、后二端的高度差距，以提供使用者活动量更高的腿部运动。
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运动机， 其特征在于包含有 一架体，可稳定设置在地面上； 一导轨座，具有一前端及一 后端，所述导轨座可相对所述架体进行偏转，使得其前、后二端的连结线相对于 地面的角度产生变化； 一斜度控制装置，设置于所述架体及所述导轨座之间，控 制所述导轨座的角度； 一回绕机构，设置在所述架体上，具有可在一封闭轨迹上 运动的相对二回绕接点； 一左支撑杆及一右支撑杆，各具有一前端、 一后端，以 及位于所述前、后二端之间的一支撑部，所述二支撑杆的前端分别枢接于所述二 回绕接点，后端在所述导轨座的前、后二端之间运动； 一左连杆及一右连杆，分 别具有一前端及一后端，所述前端可相对所述架体前后运动； 一左踏板及一右踏 板，分别与所述二连杆的后端连结，并与对应的所述支撑杆的支撑部形成相对枢 接关系。
上述本发明的技术方案中，所述斜度控制装置包含有一托杆，所述托杆一端 连接于所述架体或所述导轨座其中一个的预定位置，另一端以可变换相对位置的 方式连接于所述架体或所述导轨座中的另 一个。
以上所述本发明的技术方案中，所述斜度控制装置另外包含有一螺杆、 一马 达组及一螺合件，所述螺杆枢设在所述导轨座上，具有一前端及一后端，可在所
述导轨座上依自身轴线原地旋转，且其轴线可随着所述导轨座相对所述架体进行 偏转；所述马达组设置在所述导轨座上，可驱转所述螺杆；所述螺合件螺合在所 述螺杆上；所述托杆一端枢接于所述螺合件，另一端枢接于所述架体。
以上所述本发明的技术方案中，所述斜度控制装置另外包含有一螺杆、 一马 达组及一螺合件，所述螺杆枢设在所述架体上，具有一前端及一后端，可在所述 架体上依自身轴线原地旋转；所述马达组设在所述架体上，可驱转所述螺杆；所 述螺合件螺合在所述螺杆上；所述托杆一端枢接于所述螺合件，另一端枢接于所 述导轨座。
以上所述本发明的技术方案中，所述导轨座上设有若干呈前后排列的定位部； 所述托杆一端连接在所述架体上，另一端可选择性地定位于所述导轨座上的其中 一所述定位部。
以上所述本发明的技术方案中，所述架体上设有若干呈前后排列的定位部； 所述托杆一端连接在所述导轨座上，另一端可选择性地定位于所述架体上的其中 一所述定位部。
以上所述本发明的技术方案中，所述斜度控制装置包含有一马达组、 一螺杆 及一螺合件；所述马达组枢设在所述架体上的距离地面预定高度位置；所述螺杆 由所述马达组往下延伸，可受所述马达组驱动沿自身轴线原地旋转，且其轴线可 随着所述马达组相对所述架体进行偏转；所述螺合件螺合在所述螺杆上；所述导 轨座与所述螺合件连接。
以上所述本发明的技术方案中，所述斜度控制装置包含有一马达组、 一螺杆 及一螺合件；所述马达组枢设于所述架体的接近地面高度位置；所述螺杆由所述 马达组往上延伸，可受所述马达组驱动沿自身轴线原地旋转，且其轴线可随着所 述马达组相对所述架体进行偏转；所述螺合件螺合在所述螺杆上；所述导轨座与 所述螺合件连接。
以上所述本发明的技术方案中，所述斜度控制装置包含有一支撑架及一离合 机构；所述支撑架设置在所述架体上，具有若干呈纵向排列的定位部；所述离合 机构设置在所述导轨座上，具有一可活动的定位件，所述离合机构可依使用者手 动操作而使所述定位件选择性地定位于所述支撑架的其中一所述定位部。
以上所述本发明的技术方案中，所述支撑架具有左、右二板片，各所述板片 上设有一导槽，各所述导槽具有一纵向延伸的长槽部，以及分别由所述长槽部前 缘往前下方凹入的所述定位部；所述离合机构具有一手把，所述手把具有一前端 及一后端，所述前端依左右轴向枢接在所述导轨座前端，所述后端可供使用者握
持；所述定位件设置在所述手把前端，具有分别伸入所述二导槽的左、右二端； 所述手把与所述导轨座之间设有一弹性组件，所述弹性组件提供所述手把相对于 所述导轨座的扭力，所述扭力使所述定位件可顺着所述定位部移往定位部底端。
釆用上述技术方案，本发明所提供的椭圆运动机可让使用者简便地调整踏板 活动轨迹的斜度，由此选择不同型态或不同负荷的腿部运动，增加运动的丰富性 及变化性。同时，本发明的椭圆运动机的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。以及，踏板前、后二端的高度差距可随着轨迹斜度 的增加而扩大，为使用者提供活动量更高的腿部运动。


图1是本发明第一较佳实施例的左后方立体图，其中的导轨座定位于一斜度
较小的第一角度；
图2是本发明第一较佳实施例对应于图1状态的右前方立体图3是本发明第一较佳实施例的左侧视图(取除壳罩左半部)，其中的导轨座定
位于前述第一角度；
图4类似图1，也是本发明第一较佳实施例的左后方立体图，但其中的导轨座 定位于一斜度较大的第二角度；
图5类似图3，但其中的导轨座定位于前述第二角度；
图6显示本发明第一较佳实施例当中的斜度控制装置在导轨座呈第一角度时 的状态；
图7类似图6，显示该斜度控制装置在导轨座呈第二角度时的状态；
图8是本发明第一较佳实施例当中的斜度控制装置另一变化形态的示意图9是本发明第二较佳实施例的左侧视图(取除壳罩左半部)，其中的导轨座定
位于一斜度较小的第一角度；
图10类似图9，但其中的导轨座定位于一斜度较大的在第二角度；
图11是本发明第三较佳实施例的左侧视图(取除壳罩左半部)，其中的导轨座
定位于一斜度较小的第一角度；
图12类似图11,但其中的导轨座定位于一斜度较大的第二角度；
图13是本发明第三较佳实施例当中的斜度控制装置的立体分解图14是本发明第三较佳实施例当中的斜度控制装置的局部放大图，显示定位
件定位于其中一定位部；
图15类似图14，但其中的定位件脱离定位状态。
具体实施方式
下面便列举本发明的若干较佳实施例并配合附图详细说明本发明的技术特
征，以及所获得的功效、特点。
必须先说明的是，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。
如图1 图3所示，为本发明第一较佳实施例所提供的椭圆运动机IOO(注 为了方便观察重要结构，图3中将机台前端的壳罩116左半部取除)，椭圆运动机 100具有可稳固架设在地面上的一架体110，架体110大致是由平贴于地面的一底 座lll、固接在底座111前端的一设置架112、以及由设置架112往上凸伸的一立 杆113所构成。
立杆113顶端设有一操控台114及一固定扶手115。操控台114的面板上设有 按键、灯号、显示器等，内部设有控制电路，作为使用者与椭圆运动机100之间 的界面，在后文中会陆续描述到它的具体用途。固定扶手115可供使用者在运动 时双手握持。
再如图4、图5所示，椭圆运动机100的后端设有一可活动的导轨座120，导 轨座120的整体形状概呈长方形，长方形的二长侧边位于左、右二侧，长轴二端 分别形成一前端121及一后端122。导轨座120将其后端122依左右轴向枢接在底 座111后端，由此能以后端122为轴心、前端121升高或降低地进行偏转。就结 果来说，导轨座120能在底部贴近地面的一第一角度(如图3所示)，以及前端121 高于后端122预定高度的一第二角度(如图5所示)之间偏转。导轨座120的左、右 二侧边各设有一T形槽形式的导轨123，各导轨123由导轨座120前端121直线延 伸至后端122。在本实施例中，当导轨座120位于前述第一角度时，导轨123与地 面之间的夹角大约是5度；当导轨座120位于前述第二角度时，导轨123与地面 之间的夹角大约是22度。
如图6、图7所示，在导轨座120与底座111之间设有一可调整及固定导轨座 120倾斜角度的斜度控制装置130，斜度控制装置130主要包含一螺杆131、 一马 达组132、 一螺合件133及二托杆134。螺杆131以可原地旋转的方式枢设在导轨 座120底部，其轴线平行于导轨座120的长轴向，可随着导轨座120相对于底座 lll进行偏转。马达组132也装设在导轨座120底部，位于螺杆131后方，由一马 达及一可受该马达驱动的减速齿轮箱所组成，该齿轮箱的出力轴与螺杆131接合， 由此，马达组132可驱动螺杆131以低转速、高扭力原地旋转预定周数。螺合件 133设有一贯穿螺孔，并且通过该螺孔螺合在螺杆131上。二托杆134左右并排， 二者顶端依左右轴向同轴地枢接在螺合件133的左、右二侧，底端依左右轴向同轴地枢接在底座111上。
由此，当螺杆131受马达组132驱动而原地正转或反转时，因为螺合件133 受到托杆134限制而无法旋转，所以会被螺杆131的螺纹所推迫， 一并带动托杆 134顶端沿着螺杆131轴向往导轨座120前端121或后端122位移。由于托杆134 的长度固定而且底端枢接在底座111上，因此，当托杆134顶端愈往后移时，便 会将导轨座120顶得愈高，也就是使导轨座120逐渐陡斜。反之，当托杆134顶 端愈往前移时，便会将导轨座120往下拉得愈低，也就是使导轨座120逐渐躺平。 当马达组132停止运转时，通过螺杆131与螺合件133之间的螺纹啮合关系，托 杆134可以稳固地将导轨座120支撑在当时角度，不致滑脱或松摇晃动。由此可 知，本实施例在螺合件133与底座111之间设置左右对称的二托杆134，目的是为 了增进支撑及推拉时的稳固与均衡。
本实施例通过预先设定螺合件133在螺杆131上的活动范围(注可通过马达 组132的运转动作予以设定)，使得导轨座120的偏转范围被限定在前述第一角度 及第二角度之间。马达组132的运转则受椭圆运动机IOO前端的操控台114控制， 其中的电路配置及控制方法并非本案的发明重点，在此不作说明。
图8显示上述斜度控制装置的另一变化型态，如图8所示，斜度控制装置130' 仍然是由一螺杆131'、 一马达组132'、 一螺合件133'及一托杆134'所构成，其中， 螺杆131'沿前后轴向枢接在底座111上，马达座132'也设置在底座111上，位于螺 杆131'前端，可驱动螺杆Bl'原地旋转，螺合件133'同样是螺合在螺杆131'上，而 托杆134'则是一端枢接在螺合件133'、另一端枢接在导轨座120底侧，并且使枢 接在导轨座120的该端比螺合件133'更靠后方。如此，当螺杆131'正转带动螺合 件133'及托杆B4'前端往前平移时，托杆134'的斜度会逐渐縮小而将导轨座120 拉低；反之，当螺杆131'反转带动螺合件133'及托杆134'前端往后平移时，托杆 134'的斜度会逐渐增大而将导轨座120撑高。
如图3所示，架体110前端的设置架112上设有一回绕机构140，回绕机构 140主要包含一曲柄轴141及二旋转架142(注图中仅显示其中一旋转架)，其中， 曲柄轴141按左右轴向枢设在设置架112上，各旋转架142呈十字形，二旋转架 142分别以中心点固接在曲柄轴141 二端，而且十字形相互对应，各旋转架142 的一特定分支(视同曲柄)的外端形成一回绕接点143，如此产生可在一圆形轨迹上 维持180度相对的左、右二回绕接点143。曲柄轴141上还同轴固接一大皮带轮 144，大皮带轮144介于左、右二旋转架142之间。
大皮带轮144的底侧具有一飞轮145，飞轮145也是依左右轴向枢设在设置架
112上，而且其中一侧边同轴固接一小皮带轮(图中未示)，大、小二皮带轮之间以 一传动皮带(图中未示)环套连结，使得飞轮145与回绕机构140能以预定速比相互 带动旋转。
此夕卜，飞轮145前方设有一习知的涡电流制动器(eddy-currentbmke;ECB)150，
如同现今一般电动运动器材经常采用的方式，使用者可通过操控台114以电控方 式控制涡电流制动器150，以调整飞轮145的旋转阻力(注因为相关结构及原理 为习知技艺，而且与本案发明重点无关，所以此处不多加描述)。
架体110的设置架112周围接合一壳罩116，壳罩116包围住回绕机构140、 飞轮145、涡电流制动器150等，以保护各机构及使用者的安全。壳罩116的左、 右二侧面各有一对应十字形旋转架142的圆形开口 117，并在开口 117部位封补一 锁合在旋转架142外侧面的圆形转盘118。
椭圆运动机100的左、右二侧各设有一支撑杆160，二支撑杆160的规格相同、 形状对称，各具有一前端及一后端，前端位于对应侧边的圆形转盘118外侧，利 用一横穿转盘118的枢轴与旋转架142的回绕接点143形成枢接，可牵动旋转架 142及转盘118 —同旋转。各支撑杆160的后端位于导轨座120侧边，内面横凸一 伸入导轨123内的轮轴，并在轮轴尾端枢设一滚压在导轨123上的滚轮161。如此， 当支撑杆160前端沿着前述圆形轨迹循环绕转时，后端即会对应地在导轨123的 前、后二端之间往复滑移，而且，由于左、右二支撑杆160的前端在圆形轨迹上 维持180度相对，所以二者的后端会呈现反向位移。
各支撑杆160的长度中间点偏后方位置凸起一支撑部162。由于支撑杆160 的前、后二端分别受限于前述绕圆运动及直线往复运动，因此支撑部162沿一近 似椭圆形的封闭轨迹循环运动。
椭圆运动机100前端的左、右二侧各设有一摆臂170，各摆臂170大致呈纵向 弯延，具有一顶端及底端，并且将中央区段的一枢接部171依左右轴向枢接在架 体110的立杆113侧边，使得底端形成一可前后摆荡的摆荡端172。各摆臂170的 顶端形成一活动握把173， 二握把173分别位于操控台114的左、右二侧，供使用 者在运动时双手握持。
椭圆运动机100的左、右二侧各设有一连杆180，各连杆180具有一前端及一 后端，其中的前端依左右轴向枢接在对应侧边的摆臂170的摆荡端172，也就是被 限制在一弧形轨迹上前后运动，同时，各连杆180将其长度中间点偏后方部位依 左右轴向枢接在同一侧边的支撑杆160的支撑部162外侧，使得支撑杆160与摆 臂170会经由连杆180相互牵动。
各连杆180的后端向内弯折至支撑杆160上方，并且固接一供使用者踩站的 踏板190，如此，各踏板190也与对应的支撑杆160形成相对枢接关系，更详而言 之，踏板190能以位于其前方的支撑部162为轴心，相对于支撑杆160进行偏转。 机构连动时，各踏板190(前端)可受支撑杆160的支撑部162带动而沿一近似椭圆 形的封闭轨迹运动，而且，连杆180活动时相对于支撑杆160或地面的角度变化， 会带动踏板190相对于支撑杆160或地面产生相同的角度变化。此外，当某一侧 边的踏板190往前运动时(表示对应的摆臂170底端往前摆荡)，同一侧边的活动握 把173便会往后运动。
接着说明椭圆运动机100的使用方式及其功效、特点。使用时，使用者将双 脚踩站在左、右二踏板190上，并以双手握住左、右二握把173，当双脚及双手施 力使踏板190及握把173沿着各自的运动轨迹运动时，通过支撑杆160、回绕机构 140、连杆180及摆臂170的连结带动，左、右二踏板190会保持相对地在一近似 椭圆形的轨迹上运动，左、右二握把173也会彼此反向地在一弧线轨迹上前后往 复位移，而且，同一侧边的握把173及踏板190是呈现反向运动。由此，使用者 可进行全身的协调运动。当然，使用者也可选择将双手握持在立杆113顶端的固 定扶手115上，仅进行下半身运动。
使用者可以通过前端的操控台114调整飞轮145的旋转阻力(或是设定阻力的 时序变化)，连带改变踏板190及握把173的运动阻力，以得到不同的运动难易度。 同时，飞轮145旋转时可产生惯性，使踏板190及握把173的运动较为稳定。
前已述及，使用者可以通过操控台114控制导轨座120相对于地面的角度， 使导轨座120定位在图3及图5所示的二角度之间，由此以预定斜度的导轨123 限制支撑杆160后端的运动轨迹。由图中可知，当支撑杆160后端沿着仰角较小 的导轨123运动时，如图3所示，踏板190所走的封闭轨迹Tl的长轴仰角就比较 小。相对地，当支撑杆160后端沿着仰角较大的导轨123运动时，如图5所示， 踏板190的封闭轨迹T2的长轴仰角就比较大。(注Tl及T2示意踏板中间部位 的运动轨迹。)
因此，使用者可以依据个人需求，通过操控台114设定踏板190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 动型态或不同运动负荷的腿部运动，也可由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，或者是只能定位于其间的若干特 定角度(例如10度、15度、20度……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114选定预设程序，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)，如此能提升运动的变化性及趣味性。而
且，调整踏板轨迹斜度与调整飞轮145旋转阻力的功能可以并存，因此，上述椭 圆运动机100可提供更丰富多样的运动程序供使用者选择。
相比于前述第5,685,804号美国专利的悬臂式结构，本发明的椭圆运动机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190时的便易性及运动时 的安全感。
由于踏板190是固接在连杆180上而非支撑杆160上，因此踏板190前、后 二端的角度变化是对应于连杆180前、后二端的角度变化，换言之，当连杆180 前端相对于后端上升时，踏板190也是前端相对后端上升，反之亦然。借由预设 的构件关系，无论椭圆运动机100的踏板轨迹斜度如何，当踏板190位于其运动 轨迹(例如T1或T2)的底端、后端区段时，踏板190用于支撑使用者脚底的脚踏面 大致呈现水平状态(注在本实施例中，踏板190的脚踏面平行于连杆180长轴向， 但此非限定要件)。而当踏板190位于运动轨迹的其它区段时，脚踏面的前端低于 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、登阶时的脚掌角度较为吻合，S卩，在着地时脚底会平贴于地，而在抬腿、 踩下时会是脚尖朝下，如此，使用者在利用椭圆运动机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。
而且，当踏板轨迹斜度较小时，踏板190前端下斜的俯角较小，相对地，当 踏板轨迹斜度较大时，踏板190前端下斜的俯角也较大。换言之，当踏板轨迹的 仰角产生变动时，踏板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，当使用者控制踏板轨迹的仰角加大时，踏板l卯 除了会沿着更陡斜的轨迹运动至更高处，同时其脚踏面后端也会翘得更高，由此 可将使用者脚跟托高，增加腿部运动量。
此外，基于预设的构件比例及空间关系，各支撑杆160的后端是保持在对应 的踏板190正下方，换言之，在前后轴向上，支撑杆160的后端始终介于当时的 踏板190前、后二端之间。因此，与一般的椭圆运动机相比，本发明的椭圆运动 机100能在保有足够的踏板行程及良好的人体工学之下，有效縮减器材的占地面 积及占置空间(特别是体现在前后长度方面)。
接着如图9、图10所示，为本发明第二较佳实施例所提供的椭圆运动机200， 椭圆运动机200大体上仍是由一架体210、 一导轨座220、 一斜度控制装置230、
一回绕机构240、 二支撑杆260、 二摆臂270、 二连杆280及二踏板290所构成， 上述构件或单元的基本结构及功能，大都与前一实施例当中的对等构件或单元相 同，以下主要针对不同的结构及工作原理进行说明。
在本实施例中，导轨座220是一长条形板块，顶面设有沿其长轴向延伸的浅 沟状的左、右二导轨224，分别供二支撑杆260后端的滚轮261滚压其上。导轨座 220同样是将其后端依左右轴向枢接在架体210的底座211后端，可在图9所示的 第一角度及图IO所示的第二角度之间偏转。
本实施例的斜度控制装置230设置在导轨座220前方，它与回绕机构240及 飞轮245等机构一并被壳罩216所包覆。斜度控制装置230主要包含一马达组232、 一螺杆231及一螺合件233。其中，马达组232是由一马达及一减速齿轮箱所组成， 并且利用齿轮箱的外壳依左右轴向枢设在架体210的设置架212上，位于距离地 面预定高度的位置。螺杆231由马达组232往下延伸，其顶端接合在马达组232 的出力端，底端为一自由端，轴线可随着马达组232相对于设置架212进行偏转， 并且可受马达组232驱动沿自身轴线旋转。螺合件233利用自身的一贯穿螺孔螺 合在螺杆231上。导轨座220的前端往前延伸一接合杆226，接合杆226穿经壳罩 216后侧壳板上所预设的纵向槽孔219，依左右轴向与螺合件233枢接。
由此，当螺杆231受马达组232驱动而正转或反转时，螺合件233会带动接 合杆226前端沿着螺杆231轴向上下位移，直接牵引导轨座220往上仰高或往下 俯低。当导轨座220偏转时，马达组232及螺杆231也会对应地略微偏转。
如此，使用者在使用本实施例的椭圆运动机200时，同样可通过前端的操控 台214即时调整踏板290的运动轨迹斜度，或是预设其时序变化。当然，除了 「运 动轨迹可调」之外，本实施例的椭圆运动机200也具备前面已充分说明的「可调 范围宽广」、「符合人体工学」、「运动量较大」等优点，此处不再赘述。
在类似的技术手段之下，上述斜度控制装置230的空间关系也可变化如下 马达组改成枢设在架体的底座上，也就是位于接近地面的高度，相对地，螺杆改 由马达组往上延伸(顶端为一自由端)，而螺合件及接合杆的关系同前。如此同样能 以相同原理达到相同功能。
上述两种较佳实施例的结构均是采用电动方式调整踏板轨迹的斜度，使用上 较为便利。当然，本发明也可采用手动方式进行轨迹调整的实施方式，例如图11 及图12所示的椭圆运动机300即是一较佳实施例，其中，除了斜度控制装置330 改成手动式结构(后详)，以及踏板390枢接型式略有不同以外，其它构件及单元均 与前二实施例大同小异，因此以下仅就上述重要差异进行说明。
再如图13所示，本实施例的斜度控制装置330由一支撑架331及一离合机构 335配合而成，其中，支撑架331固接在架体310的底座311上，位于导轨座320 前方的壳罩316内部，它具有平行相对的左、右二纵长形板片332，各板片332 上设一透空的导槽，各导槽包含一纵向延伸的长槽部333，以及各自连通在长槽部 333前侧的若干(本实施例是五个)凹缺状的定位部334，更详细地，长槽部333对 应导轨座320后端的枢转轴心呈弧形延伸，各定位部334由长槽部333前缘往前 下方凹入。各板片332上的各定位部334以等间方式纵向排列，而且左、右二板 片332上的定位部334两两相对。
导轨座320前端往前延伸一接合杆326，接合杆326穿经壳罩316后侧壳板上 所预设的纵向槽孔319，前端介于支撑架331的左、右二板片332之间。离合机构 335具有一位于接合杆326上方的手把336，手把336的前端形成一 「倒U形」跨 套在接合杆326前端，并利用 一左右轴向的枢轴337与接合杆326枢接。手把336 也穿经壳罩316的纵向槽孔319，后端凸伸出壳罩316后方，可供使用者握持。手 把336前端固接一定位件338，定位件338是一左右轴向的圆杆，平行地位于枢轴 337的前下方，但其二端还分别凸穿至支撑架331左、右二板片332的导槽。此外， 手把336前端与接合杆326之间设置有一弹性组件339，实质上是一螺旋压縮弹簧， 纵向套定在接合杆326最前端的一小凸柱(螺栓)上，位于手把336的枢轴337前方， 弹簧底端抵压在接合杆326上，顶端往上推抵手把336，其舒张弹力提供手把336 相对于接合杆326的扭力，使得定位件338以枢轴337为轴心往前下方偏转。
如图14所示，在一般状态下，离合机构335的定位件338 二端位于支撑架331 上某高度的一对定位部334内，而且弹性组件339施予手把336的扭力可将定位 件338推往定位部334底端，使得卡陷在定位部334底端的定位件338连带将手 把336前端及接合杆326前端定位在对应高度，以将导轨座320卡定在对应角度， 例如，如图11所示，当定位件338定位于支撑架331上最低的定位部334时，导 轨座320即呈斜度最小的第一角度。或如图12所示，当定位件338定位于支撑架 331上最高的定位部334时，导轨座320即呈斜度最大的第二角度。
当使用者要改变导轨座320的斜度时，必须在人员离开踏板390时，也就是 椭圆运动机300在非操作使用中的状态下，以单手将离合机构335的手把336后 端往上拉提(暂时压縮弹性组件339)，使手把336前端的定位件338相对于枢轴337 往后上方偏转，因而顺着定位部334滑出至长槽部333 (如图15所示)。接着，使 用者依其需求，握着手把336将导轨座320前端往上提高，或者是让导轨座320 因自身重量往下低沉(该过程中，定位件338 二端沿着长槽部333位移)，到了适当
高处时，再放松提握手把336的力量，使弹性组件339再度舒张，让手把336前 端的定位件338因为弹性组件339提供的扭力而顺势滑入定位部334，再度卡陷在 定位部334底端，使导轨座320定位于对应角度。
除了斜度控制装置之外，本实施例与前述实施例另一较大的差异在于，各踏 板390是直接将其前端依左右轴向枢接在支撑杆360的支撑部362上，而连杆380 则不与支撑杆360直接枢接，而是将其后端固接在踏板3卯的外侧面，如此，运 动中的踏板390同样会因连杆380的牵动，而相对于支撑杆360进行对应偏转。
对本发明而言，踏板、支撑杆及连杆的接合关系，除了上述两种型式，也可 采用下述结构(图面未示)例一，踏板前端直接枢接在支撑杆的支撑部上，而连杆 的对应部位也依同一轴心枢接于该支撑部，同时，连杆后端又与踏板固接。例二， 踏板前端及连杆后端同轴枢接于支撑杆的支撑部，而且踏板与连杆在枢接部位刚 性连结。归纳而言，在本发明中，相互连结的踏板及连杆其中至少一个与支撑杆 直接枢接，使得踏板及连杆都能以支撑杆的支撑部为轴心，相对于支撑杆进行偏 转。此外，踏板相对于支撑杆的枢转轴线，并不限定位于踏板的前端或前方，也 有可能是位于踏板中段，甚至是踏板的后端或后方。
当然，对于熟习此项技艺者而言，以手动方式调整导轨座角度的结构并不局 限于上述图例形式，例如，可将前述第一实施例中的螺杆131/131'、螺合件133/133' 替换成类似上述支撑架331、离合机构335的手动式结构，g卩，对应于图6、图7 所示结构，可在导轨座120上设置若干沿着长轴向等间排列的定位部，同时，使 托杆134底端依然枢接在底座111上，但托杆134顶端可供使用者依需要而选择 性地将其定位(可利用嵌卡、锁合等)于导轨座120上的其中一前述定位部。或是对 应于图8所示结构，可在底座lll'上设置若干沿前后轴向等间排列的定位部，并 使托杆134'—端枢接于导轨座120'，另一端可选择性地定位于底座lll'上的其中一 定位部。如此，当托杆的活动端被选择性地连接在架体或导轨座上的不同位置时， 导轨座便会被定位于不同的对应角度。
综合以上各实施例的结构及功效说明可知，本发明所提供的椭圆运动机可让 使用者简便地调整踏板活动轨迹的斜度，由此选择不同型态或不同负荷的腿部运 动，增加运动的丰富性及变化性。同时，本发明的椭圆运动机的踏板可在运动过 程中妥帖地支撑使用者的脚底，提升运动的舒适性。以及，踏板前、后二端的高 度差距可随着轨迹斜度的增加而扩大，为使用者提供活动量更高的腿部运动。
最后必须补充说明的是，虽然在上述较佳实施例中，导轨座都是以其后端枢 接于架体，而且均被限制在「前端不低于后端j的偏转范围，不过，本发明中的
导轨座也可实施成以其中段甚或前端枢接在架体，并且可能呈现前端低于后端的 姿态。再者，导轨座上用以导引支撑杆后端前后运动的导轨，并不限定是直线延 伸，例如也可依设计呈现某种程度的凹弧或凸弧。
此外，在上述较佳实施例当中，支撑杆的前端均被导引在一圆形轨迹上运动， 但本发明也可采用其它形式的回绕机构，导引支撑杆前端沿一椭圆形、卵形或其
它形状的封闭轨迹运动(例如前述第6,440,042号美国专利所揭示的技术)。再者， 本发明中的连杆并不限定前端枢接于一摆臂底端，例如，连杆前端也可能是沿着 架体上预设的水平、倾斜或弧曲导轨前后运动，同样可达到牵动踏板偏转的功用。
权利要求
1、一种可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机，其特征在于包含有一架体，可稳定设置在地面上；一导轨座，具有一前端及一后端，所述导轨座可相对所述架体进行偏转，使得其前、后二端的连结线相对于地面的角度产生变化；一斜度控制装置，设置于所述架体及所述导轨座之间，控制所述导轨座的角度；一回绕机构，设置在所述架体上，具有可在一封闭轨迹上运动的相对二回绕接点；一左支撑杆及一右支撑杆，各具有一前端、一后端，以及位于所述前、后二端之间的一支撑部，所述二支撑杆的前端分别枢接于所述二回绕接点，后端在所述导轨座的前、后二端之间运动；一左连杆及一右连杆，分别具有一前端及一后端，所述前端可相对所述架体前后运动；一左踏板及一右踏板，分别与所述二连杆的后端连结，并与对应的所述支撑杆的支撑部形成相对枢接关系。
2、 如权利要求1所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机，其特征在于所 述斜度控制装置包含有一托杆，所述托杆一端连接于所述架体或所述导轨座其中 一个的预定位置，另一端以可变换相对位置的方式连接于所述架体或所述导轨座 中的另一个。
3、 如权利要求2所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机，其特征在于所 述斜度控制装置另外包含有一螺杆、 一马达组及一螺合件，所述螺杆枢设在所述 导轨座上，具有一前端及一后端，可在所述导轨座上依自身轴线原地旋转，且其 轴线可随着所述导轨座相对所述架体进行偏转；所述马达组设置在所述导轨座上， 可驱转所述螺杆；所述螺合件螺合在所述螺杆上；所述托杆一端枢接于所述螺合 件，另一端枢接于所述架体。
4、 如权利要求2所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机，其特征在于所 述斜度控制装置另外包含有一螺杆、 一马达组及一螺合件，所述螺杆枢设在所述 架体上，具有一前端及一后端，可在所述架体上依自身轴线原地旋转；所述马达 组设在所述架体上，可驱转所述螺杆；所述螺合件螺合在所述螺杆上；所述托杆 一端枢接于所述螺合件，另一端枢接于所述导轨座。
5、 如权利要求2所迷的可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机，其特征在子所述导轨座上设有若干呈前后排列的定位部；所述托杆一端连接在所述架体上，另一端可选择性地定位于所述导轨座上的其中一所述定位部。
6、 如权利要求2所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机，其特征在于所 述架体上设有若干呈前后排列的定位部；所述托杆一端连接在所述导轨座上，另 一端可选择性地定位于所述架体上的其中一所述定位部。
7、 如权利要求1所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机，其特征在于所 述斜度控制装置包含有一马达组、 一螺杆及一螺合件；所述马达组枢设在所述架 体上的距离地面预定高度位置；所述螺杆由所述马达组往下延伸，可受所述马达 组驱动沿自身轴线原地旋转，且其轴线可随着所述马达组相对所述架体进行偏转； 所述螺合件螺合在所述螺杆上；所述导轨座与所述螺合件连接。
8、 如权利要求1所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机，其特征在于所 述斜度控制装置包含有一马达组、 一螺杆及一螺合件；所述马达组枢设于所述架 体的接近地面高度位置；所述螺杆由所述马达组往上延伸，可受所述马达组驱动 沿自身轴线原地旋转，且其轴线可随着所述马达组相对所述架体进行偏转；所述 螺合件螺合在所述螺杆上；所述导轨座与所述螺合件连接。
9、 如权利要求1所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机，其特征在于所 述斜度控制装置包含有一支撑架及一离合机构；所述支撑架设置在所述架体上， 具有若干呈纵向排列的定位部；所述离合机构设置在所述导轨座上，具有一可活 动的定位件，所述离合机构可依使用者手动操作而使所述定位件选择性地定位于 所述支撑架的其中一所述定位部。
10、 如权利要求9所述的可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机，其特征在于 所述支撑架具有左、右二板片，各所述板片上设有一导槽，各所述导槽具有一纵 向延伸的长槽部，以及分别由所述长槽部前缘往前下方凹入的所述定位部；所述 离合机构具有一手把，所述手把具有一前端及一后端，所述前端依左右轴向枢接 在所述导轨座前端，所述后端可供使用者握持；所述定位件设置在所述手把前端， 具有分别伸入所述二导槽的左、右二端；所述手把与所述导轨座之间设有一弹性 组件，所述弹性组件提供所述手把相对于所述导轨座的扭力，所述扭力使所述定 位件可顺着所述定位部移往定位部底端。
全文摘要
本发明涉及一种可调整踏板轨迹斜度的椭圆运动机(Elliptical)。该椭圆运动机包含有一架体，可稳定设置在地面上；一导轨座，具有一前端及一后端，导轨座可相对架体进行偏转；一斜度控制装置，设置于架体及导轨座之间，控制导轨座的角度；一回绕机构，设置在架体上，具有可在一封闭轨迹上运动的相对二回绕接点；一左支撑杆及一右支撑杆，各具有一前端、一后端，及位于前、后二端之间的一支撑部，二支撑杆的前端分别枢接于二回绕接点，后端在导轨座的前、后二端之间运动；一左连杆及一右连杆，分别具有一前端及一后端，前端可相对架体前后运动；一左踏板及一右踏板，分别与二连杆的后端连结，并与对应的支撑杆的支撑部形成相对枢接关系。
文档编号A63B22/00GK101112649SQ20061010381
公开日2008年1月30日 申请日期2006年7月27日 优先权日2006年7月27日
发明者唐纳德·爱德华·斯蒂姆克, 廖宏茂, 德瑞安·保罗·约翰逊, 比尔·温德尔·拜尔, 詹森·阿狄森·派斯, 马克·杰姆斯·坎奈尔 申请人:乔山健康科技股份有限公司