專利名稱：運動健身器材的制作方法
技術領域：
本發明與運動健身器材有關，特別是指一種可引導使用者的腳部在一封閉軌 跡上循環運動的運動健身器材。
背景技術：
「橢圓運動機(elliptical)」是近年新興的一種運動健身器材， 一般泛指各種能 引導左、右二踏板沿著近似橢圓形的軌跡運動，以供使用者進行類似走路、跑步 等腿部運動的裝置。
美國第7，153，239號專利所揭示的運動器材即屬于一種橢圓運動機，在該案的 最佳實施例中，前述運動器材具有左、右二連桿，各連桿概呈前后延伸，前端樞 接在一曲柄機構的曲柄尾端，可沿一圓形軌跡繞轉；同時，在曲柄機構的后方具 有左、右二擺臂，各擺臂概呈縱向延伸，中段預定位置樞接在運動器材的骨架上， 使頂、底二端可前后擺動，其中，頂端形成一供使用者扶握的活動式握把，底端 則樞接在對應側邊的連桿的前、后二端之間，由此可引導連桿的該部位沿一弧形 軌跡前后擺蕩。然后，各連桿的后端懸空并且設置一供使用者踩站的踏板，基于 連桿所受的前述引導及限制，踏板可對應地在一近似橢圓形的封閉軌跡上運動。 在該案的另一實施例中，前述連桿的前、后二端之間的預定部位設有滾輪，可在 一直線導軌上前后滑移，以此取代擺臂底端所引導的弧形軌跡，同樣可使連桿后 端的踏板在一封閉軌跡上運動。
如圖6所示，顯示前述美國第7,153,239號專利中各重要構件運動軌跡的側視 空間關系，在此示意圖中，橫向延伸的粗線B代表連桿(注僅繪出單一連桿)； 圖中右方的圓形C代表連桿B的前端Bl被前述曲柄機構所限制的運動軌跡，其 圓心為P。圖中間的凹弧L代表前述擺臂的底端在未受到連桿B限制時的自由擺 蕩軌跡(注若是前述「直線導軌」的實施型態，則可想象其為對應前述導軌的直 線L')。圖中左方的橢圓形E則代表踏板的運動軌跡。其中，連桿B中段受擺臂底 端(或是前述導軌)引導的部位B2(以下稱往復部)與連桿B前端B1之間的直線距離 定義為「搖桿長度」。
圖中另繪有兩道與圓形軌跡C呈同心圓的內、外二圓弧C1、 C2，其中，內圓 弧C1的半徑為「搖桿長度減去圓形軌跡C的半徑」，外圓弧C2的半徑則為「搖桿長度加上圓形軌跡C的半徑」，由簡單的幾何學可知，二圓弧C1、 C2分別表示 「在既定的圓形軌跡C及搖桿長度之下，往復部B2可能活動至最靠近圓形軌跡C 以及最遠離圓形軌跡C的界限」。進而能夠理解，自由擺蕩軌跡L(或是代表導軌 的直線L')通過內、外二圓弧C1、 C2所產生的兩個交叉點XI、 X2，即是圖中的 往復部B2能夠最靠近圓形軌跡C以及最遠離圓形軌跡C的位置，換言之，連桿B 中段的往復部B2只能在弧線L(或直線L')上的XI與X2之間往復運動，極端狀態 分別如圖6及圖7所示。在此將弧線L(或直線L')上的XI與X2之間的線段R稱 為「往復軌跡」。
通過上述示意圖可以看出，在習用的此類運動器材中，由于往復軌跡R位于 圓形軌跡C的后方，而且概呈前后延伸，也就是延長線指向圓形軌跡C,因此往 復軌跡R相對二端X1、 X2之間的直線長度，或是往復軌跡P相對二端X1、 X2 投影在水平線H上的前后距離，大體上都等于「內圓弧C1與外圓弧C2的半徑差 距」，也就是大致等于「圓形軌跡C的直徑」。對應于此，連接在往復部B2后方 的踏板的封閉軌跡E，其長軸向會大致對應于往復軌跡P的長軸向(即前后方向)， 而且，其長軸長度或是其投影在水平線上的前后距離，大體上也都等于圓形軌跡C 的直徑。
由此可知，在上述習用結構之下，為了提供使用者腳部足夠的運動行程，也 就是為了讓踏板的往復軌跡E具有足夠的長軸長度或前后距離，曲柄機構的曲柄 必須具備相應的長度，使其環繞出來的圓形軌跡C的直徑能夠達到所需的運動行 程。因此，習用運動器材必須制備較大的曲柄機構，相對也必須使用較大的骨架 支撐曲柄機構、用較大的外殼包覆曲柄機構，使得制造成本較高，而且器材的體 積也較大。
除此之外，通過上述示意圖還可以看出，在習用的此類運動器材中，前方的 圓形軌跡C、中間的往復軌跡R及后方的封閉軌跡E三者呈現橫向排列，而且圓 形軌跡C與往復軌跡R之間還存在一段不小的前后間距(注大致等于搖桿長度與 圓形軌跡C直徑的差距)，因此，習用運動器材的前后長度較長，會占用較多的室 內空間及地板面積。

發明內容
針對上述問題，本發明的主要目的在于提供一種運動健身器材，去可供使用 者進行類似走路、跑步等腿部運動，而且，相比于習用運動器材，在提供長度相 等的腳部運動行程的條件下，本發明的制造成本較低，器材的體型較為精巧，同 時，去所占用的室內空間及地板面積較少。為了達到上述目的，本發明所提供的一種運動健身器材，其特征在于包括 一骨架； 一回繞機構，設置在所述骨架上，具有可分別在一圓形軌跡上運動的二 回繞接點，任一所述回繞接點在所述圓形軌跡上運動時，同時產生上下方向及前 后方向上的位移，并且帶動另一所述回繞接點在所述方向上反向運動；二連桿， 各具有一第一連接部、 一第二連接部及一往復部；所述二連桿的第一連接部分別 樞接在所述回繞機構的二回繞接點；各所述連桿的往復部及第二連接部均低于所 述第一連接部； 一引導機構，設置在所述骨架上，引導各所述連桿的往復部在一 往復軌跡上運動，使得所述第二連接部對應地被限制在一封閉軌跡上運動；所述 往復軌跡具有相對的一前折返點及一后折返點，所述前折返點低于所述圓形軌跡 的最底端，而且所述前折返點投影在水平線上的位置，介于所述圓形軌跡的最后 端及最前端分別投影在水平線上的二位置之間；二踏板，分別設置在所述二連桿 的第二連接部，以支撐使用者的左腳及右腳。
上述本發明的技術方案中，所述往復軌跡的前折返點投影在水平線上的位置， 比所述圓形軌跡的圓心投影在水平線上的位置偏靠后方。
上述本發明的技術方案中，所述往復軌跡的前折返點大致位于所述圓形軌跡 的圓心正下方。
上述本發明的技術方案中，所述往復軌跡的前折返點與后折返點的連接線， 與水平線之間的夾角小于45度。
上述本發明的技術方案中，各所述連桿的第一連接部與第二連接部之間的直 線距離，大于所述第一連接部與所述往復部之間的直線距離。
上述本發明的技術方案中，各所述連桿的第二連接部比所述往復部偏靠后方， 而且，由所述第一連接部至所述往復部的連接線，與由所述往復部至所述第二連 接部的連接線之間，形成一大于90度且小于180度的夾角。
上述本發明的技術方案中，所述封閉軌跡具有一長軸向，而且所述長軸向大 致對應于前后方向；所述封閉軌跡的長軸長度至少是所述圓形軌跡的直徑的1.5 倍。
本發明提供了另一技術方案 一種運動健身器材，其特征在于包括 一骨架; 一回繞機構，設置在所述骨架上，具有可分別在一圓形軌跡上運動的二回繞接點， 任一所述回繞接點在所述圓形軌跡上運動時同時產生上下方向及前后方向上的位 移，并帶動另一所述回繞接點在所述方向上反向運動；二連桿，各具有一第一連 接部、 一第二連接部及一往復部；所述二連桿的第一連接部分別樞接在所述回繞 機構的二回繞接點；各所述連桿的往復部及第二連接部均低于所述第一連接部；一引導機構，設置在所述骨架上，引導各所述連桿的往復部在一往復軌跡上運動， 使得所述第二連接部對應地被限制在一封閉軌跡上運動；所述往復軌跡具有相對 的一前折返點及一后折返點；二踏板，分別設置在所述二連桿的第二連接部，以 支撐使用者的左腳及右腳；其中，當各所述連桿的往復部位于所述往復軌跡的前
折返點時，所述連桿的往復部至所述第一連接部的連接線相對于水平線的夾角在 75 卯度之間。
當各所述連桿的往復部位于所述往復軌跡的后折返點時，所述連桿的往復部 至所述第一連接部的連接線相對于水平線的夾角在45 70度之間。
當各所述連桿的往復部位于所述往復軌跡的前折返點，以及位于所述往復軌 跡的后折返點時，所述連桿的往復部至所述第一連接部的連接線相對于水平線的 夾角差距在20度以上。
由本發明的上述技術特征，本發明所提供的運動健身器材的(例如曲柄機構的) 圓形軌跡位于適當高處，而連桿往復部的往復軌跡前折返點位于圓形軌跡的下方， 配合前面在背景技術中的分析可知，本發明中的往復軌跡的前折返點會大致位于 「內圓弧」的底端區段，而后折返點會位于其后方，二者的延長線偏離圓形軌跡 甚多，如此可使往復軌跡的長度明顯大于圓形軌跡的直徑，由此可讓踏板的封閉 軌跡相對具有更大的長度，反過來說，在長度相等的踏板行程下，圓形軌跡的直 徑可以較小。而且，本發明中的圓形軌跡設置在往復軌跡的上方，可有效縮短運 動健身器材的前后長度，節省占用空間及面積。
采用以上技術方案，本發明相比于習用運動器材，在提供長度相等的腳部運 動行程的條件下，本發明中的曲柄機構(或功能對等的機構)尺寸較小，使得相關的 制造成本較低，而且器材的體型較為精巧，同時，本發明的運動健身器材的整體 長度較短，所占用的室內空間及地板面積較少。


圖1是本發明一較佳實施例的立體圖2是本發明一較佳實施例對應于圖1狀態的側視圖，顯示右側連桿的往復 部位于往復軌跡的后折返點；
圖3是本發明一較佳實施例對應于圖1狀態的主視圖4是一示意圖，顯示本發明一較佳實施中的回繞機構、連桿及踏板等構件 的運動軌跡的側視空間關系；
圖5類似圖2，但顯示右側連桿的往復部位于往復軌跡的前折返點；
圖6是本發明一示意圖，顯示一種如美國第7,153,239號專利所揭示的習用運動健身器材中各重要構件的運動軌跡的側視空間關系，其中的連桿往復部位于往 復軌跡的前折返點；
圖7類似圖6，但顯示連桿往復部位于往復軌跡的后折返點。
具體實施例方式
為了詳細說明本發明的結構、動作及所達到的功效，現舉以下較佳實施例并 配合

如下。
要事先聲明的是，本說明書中的「前」、「后」、「左」、「右」等方向指示，都 是對應于使用者在使用狀態下的方向認知。同時，為了方便說明，下文中有時會 將左右方向稱為X軸向、上下方向稱為Y軸向、前后方向稱為Z軸向。
如圖1 圖3所示，分別是本發明一較佳實施例的運動健身器材10在同一狀 態下的立體圖、側視圖及主視圖(注其中的「主視圖」是由器材后方往前觀看)。 如圖1 圖3所示，運動健身器材10主要包含有架設在地面上的一骨架20、裝設 在骨架20前端適當高處的一回繞機構30、裝設在回繞機構30旁邊的一阻力裝置 40、與回繞構構30連接并往下延伸的左、右二連桿50、連接在骨架20與二連桿 50之間的左、右二擺臂60、以及設置在二連桿50底端的左、右二踏板70。
骨架20是由若干金屬桿材相互焊接或鎖固而成，主要包含有一底部21，左、 右二側部22及一前支撐部23。在正常使用狀態下，骨架20用底部21平穩放置或 固定在地面或平臺等水平面上。本實施例中的底部21概呈矩形框，前后長度約l 公尺，左右寬度約70公分，占地面積小于一般同類運動健身器材。各側部22(由 側面觀看)概呈梯形框，其所構成的梯形面垂直于前述水平面，而且左、右二者平 行相對。骨架20的左、右二側部22之間作為使用者操作本器材的操作空間，其 后端的敞空部分形成一出入口24，供使用者進出操作空間。
骨架20的前支撐部23包含有一主桿25，主桿25是由底部21的前端中央往 上直立延伸，高度超過側部22，實際上通常會在其頂端裝設一儀表裝置(圖中未示)， 以供使用者輸入控制指令(例如設定運動阻力、運動時間等)以及顯示相關資訊(例 如顯示目前的運動阻力、運動時間等)，不過因為此部分為習知技藝，而且與本發 明的創作重點沒有太大關聯，所以省略說明及繪示。此外，大約在主桿25的中間 高度位置還設置有一輔助架26，其橫向連接主桿25及左、右二側部22的前端， 可加固主桿25及側部22的相對關系。
回繞機構30設在主桿25上的接近頂端位置，用于提供可相對繞轉的二回繞 接點31，本實施例采用結構最簡單的典型曲柄機構，即以一曲柄軸32及相對二曲 柄33達到上述目的。也就是曲柄軸32以左右軸向樞接在主桿25上距離前述水平面約110公分的高處，其相對二端分別凸出主桿25的左、右二側面，同時，二曲 柄33以各自垂直曲柄軸32而且彼此維持180度相對的形式固接在曲柄軸32的左、 右二端，使得各曲柄33的尾端形成一回繞接點31，可沿著一以曲柄軸32為圓心 的圓形軌跡34繞轉(注因為曲柄軸32的軸線為X軸向，所以圓形軌跡34是位 于一 「Y-Z平面」上，如圖2所示)，而且左、右二回繞接點31在上下方向(Y軸 向)及前后方向(Z軸向)上的運動恰好相反，例如其中一個在往上往前運動時，另 一個必定在往下往后運動。圓形軌跡34的半徑(即回繞接點31至曲柄軸32的距 離)大約是18.5公分，換言之，圓形軌跡34的直徑大約只有37公分左右，小于一 般同類運動健身器材中的回繞機構(曲柄機構)。
各連桿50的主體是由單一金屬桿材彎折而成，由側面觀看概呈L形，具有相 互垂直的一長桿段51及一短桿段52。 二連桿50分別位于回繞機構30的左、右二 側，長桿段51概呈縱向延伸，頂端形成一第一連接部53，其以左右軸向樞接在對 應側邊的回繞接點31上，以被回繞機構30引導及限制在圓形軌跡34上運動，并 且會與另一側的第一連接部53在上下方向及前后方向上維持反向運動。短桿段52 是由長桿段51的底端概略直角轉折往后方延伸，形成一第二連接部54。 二踏板 70分別固接在左、右二連桿50的第二連接部54上，各踏板70的頂面大致平行于 對應連桿50的短桿段52軸向，用以承載使用者的腳部。
二擺臂60分別設在骨架20的左、右二側，各擺臂60概呈縱向延伸，中間區 段具有一支軸部61，其以左右軸向樞接在骨架20的側部22內側，使得頂、底二 端能以支軸部61為圓心作弧形擺動。如圖2所示，支軸部61位于圓形軌跡34的 后方，而且左、右二擺臂60的支軸部61形成同軸。各擺臂60的頂端區段形成一 供使用者扶握的活動式握把62，可沿一弧形軌跡63前后運動。各擺臂60的底端 樞接在對應側邊的連桿50的第一、第二連接部53、 54之間的一預定位置，本實 施例是在連桿50的長桿段51偏底端位置焊接一往后開岔的U形凸耳55(如圖1所 示)，再將擺臂60的底端利用一左右軸向的軸銷(未標號)樞接在U形凸耳55的相 對二壁片之間。連桿50受擺臂60底端樞接的部位稱為往復部56，往復部56與第 一連接部53之間(由側面觀看)的直線距離定義為搖桿長度57(如圖2所示)。由此， 擺臂60能以其底端引導及限制連桿50的往復部56在一弧形的往復軌跡64上運 動，使得設在連桿50第二連接部54的踏板70能對應地在一概呈橢圓形的封閉軌 跡71上運動(注圖2中的封閉軌跡71是踏板70中間位置的大致軌跡)。
使用上述運動健身器材10時，使用者由骨架20后端的出入口 24進入骨架20 的左、右二側部22之間，將雙腳分別踩在左、右二踏板70上，并且將雙手握在左、右二擺臂60頂端的握把62上，然后施力使二踏板70及二握把62沿著各自 受限的封閉軌跡71或弧形軌跡63反復運動。運動過程中，由在圓形軌跡34上維 持180度相對的左、右二回繞接點31，使得左、右二踏板70之間或左、右二握把 62之間均大致呈現前后反向，而且，同一側邊的踏板70與握把62也大致呈現前 后反向，例如，當左手在往前運動時，右手是往后運動，而左腳及右腳分別在往 后及往前運動，整體類似走路、跑步等運動的全身協調動作。在本發明的另一實 施例中(無圖)，骨架20前端的主桿25后側適當高度位置另外設有一組固定式扶手， 可供使用者在運動時雙手扶握，也就是使用者可選擇僅作下半身運動。在另一實 施例中(無圖)，擺臂60不設置活動式握把62，直接以其頂端作為支軸部樞接在骨 架20上。
上面己經提到，在回繞機構30的旁邊設有一阻力裝置40，阻力裝置40用于 給回繞機構30提供預定阻力，讓使用者在進行運動時須克服對應阻力，以此設定 運動難度。本實施例的阻力裝置40采用相關業者周知慣用的「渦電流制動器 (eddy-current brake;簡稱ECB)」，主要包含樞設在輔助架26上的一飛輪41、設在 飛輪41旁邊可被調整位置的一磁力組件(圖中未示)、同軸固接在曲柄軸32上的一 皮帶輪42、以及環套在皮帶輪42與飛輪41之間的一傳動皮帶(圖中未示)。當使 用者進行運動而帶動回繞機構30的曲柄軸32原地旋轉時，會通過該傳動皮帶驅 使飛輪41對應旋轉，而飛輪41與前述磁力阻件之間因渦流效應產生的旋轉阻力， 又會通過傳動皮帶反饋至曲柄軸32，使得使用者在進行運動時須克服對應阻力。 同時，飛輪41的旋轉慣性有助于運動的穩定持續。此外，使用者還可通過儀表裝 置(圖中未示)以電控方式調整或預設磁力組件相對于飛輪41的距離，以調整或預 設阻力大小(注相關原理為習知技藝)。當然，本發明也可選用相關業者經常使用 的發電機、摩擦阻力、流體(例如空氣或水)阻力……等習知阻力方式替代前述渦電 流制動器(ECB)，甚至也可以不設阻力裝置，直接用金屬構件及使用者本身的重量 作為基本阻力。本段所述內容均為運動健身器材領域的習知技藝，并非本發明的 創作內容，因此僅作簡要描述。
而在本發明的細節方面，連桿50的往復部56所走的往復軌跡64是一以擺臂 60的支軸部61為圓心的凹弧，其同樣位于一 「Y-Z平面」上(注左、右二往復 軌跡64位于平行二平面上，由側面觀看時，二弧線形狀相同且重疊)，弧線概呈 前后走向，相對二端分別形成一前折返點65及一后折返點66，而且前折返點65 高于后折返點66。如圖4上市，顯示本較佳實施例各重要構件的運動軌跡的側視 空間關系，圖中繪出一道與往復軌跡64重疊但較長的凹弧67，代表擺臂60的底端若未受到連桿50限制時的自由擺蕩軌跡，此外，圖中還畫出與圓形軌跡34呈 同心圓的內、外二圓弧35、 36，如同前面在背景技術中所定義，內圓弧35的半徑 是「搖桿長度57減去圓形軌跡32的半徑」，而外圓弧36的半徑則是「搖桿長度 57加上圓形軌跡32的半徑」，二者的半徑差距恰為圓形軌跡34的直徑。由此示意 圖可再次確認，往復軌跡64正是內圓弧35與外圓弧36在自由擺蕩軌跡67上所 割取的線段，而前折返點65及后折返點66則是自由擺蕩軌跡67與內、外二圓弧 35、 36的交叉點。
當連桿50的往復部56位于內圓弧35上的前折返點65時，表示往復部56受 限于往復軌跡64并且能夠最靠近圓形軌跡34的位置，此時的連桿50往復部56 至第一連接部53的連接線58會通過圓形軌跡34的圓心(即曲柄軸32)，實際狀況 如圖5中的使用者右手邊的連桿50所示，其中，由往復部56至第一連接部53的 連接線58相對于水平線的夾角大約為89度，幾乎垂直于前述水平面。反之，當 連桿50的往復部56位于外圓弧36上的后折返點66時，表示往復部56受限于往 復軌跡64并且能夠最遠離圓形軌跡34的位置，此時的連桿50往復部56至第一 連接部53的連接線58會筆直指向圓形軌跡34的圓心32，實際狀況如圖2中的使 用者右手邊的連桿50所示，其中，由往復部56至第一連桿53的連接線58相對 于水平線的夾角大約為59度。
在本較佳實施例中，由側面觀測，往復軌跡64的前折返點65在Y軸向上的 高度低于圓形軌跡34的最底端約50公分，而且，前折返點65投影在水平線(Z軸 向)上的位置，介于圓形軌跡34的最后端及最前端分別投影在前述水平線上的二 位置之間，例如圖4中的前折返點65只比圓形軌跡34的圓心32位置稍微靠后些 微距離。另一方面，往復軌跡64的后折返點66位于前折返點65的后下方，二者 的連接線相對于水平線的夾角約為22度，其間的直線長度約為58公分，而投影 在水平線上的前后距離約為53公分，均明顯大于圓形軌跡34的直徑(37公分)， 分別放大1.57倍及1.43倍左右。
比較圖6中的習用結構下的往復軌跡R以及圖4中的本發明的往復軌跡64可 知，因為習用結構下的往復軌跡R是位于圓形軌跡C的后方(或者應該反過來說， 因為曲柄機構是位于連桿往復部的前方)，使得往復軌跡R前、后二端X1、 X2的 延長線會指向圓形軌跡C，因此其直線長度及前后距離均大致等于「內圓弧C1」 及「外圓弧C2」的半徑差距，也就是圓形軌跡C的直徑。相對于此，如圖4所示， 同樣是概呈前后走向往返于內圓弧35與外圓弧36上的兩個定點之間，本發明中 的往復軌跡64的直線長度及前后距離均明顯大于圓形軌跡34的直徑，例如本實施例可達直徑的1.5倍左右，其理由正是因為往復軌跡64的前折返點65是位于圓 形軌跡的下方(或者應該反過來說，因為曲柄機構是位于連桿往復部的上方)，也就 是前折返點65落在內圓弧35的底端區段，使得其與后折返點66之間的延長線能 夠偏離圓形軌跡34，因此可在內、外二圓弧35、 36之間連接出一條長度明顯大于 內、外二圓弧35、 36半徑差距的往復軌跡64。
由幾何學可知，在往復軌跡64前、后二折返點65、 66之間的相對角度不變 的前提下，當前折返點65與圓形軌跡34最底端之間的縱向差距愈大，則前、后 二折返點65、 66之間的直線長度便會愈長。利用本發明的上述技術特征，可能使 往復軌跡相對二端之間的直線長度達到圓形軌跡的直徑兩倍。
前面曾經說明，本實施例中的往復軌跡64前、后二折返點65、 66的連接線 相對于水平線的夾角約為22度。為了達到剛才所說的增長往復軌跡64的效果， 前述夾角的較佳范圍為0 45度，而且，此角度范圍包含后折返點高于前折返點 的狀況，并不限于本例的前折返點高于后折返點。
此外，如前所述，當連桿50的往復部56位于往復軌跡64的前折返點65或 后折返點66時，連桿50往復部56至第一連接部53的連接線58相對于水平線的 夾角分別約為89及59度。為了達到前述增長往復軌跡64的效果，上述二夾角的 較佳范圍，前者(指往復部位于前折返點時)約為75 90度，后者(指往復部位于后 折返點時)約為45 70度，而且，二者的實際角度差距在20度以上較佳。其中， 無論前折返點投影在水平線上的位置是超前或落后于圓形軌跡的圓心，前述「夾 角」均指「連接線58與水平線之間的不大于90度的夾角」。
進而，再如圖2所示，因為連桿50第二連接部54上的踏板70，與連桿50 中段的往復部56及頂端的第一連接部53大致呈現縱向排列，所以踏板70的運動 軌跡(即封閉軌跡71)形成如圖所示的類似橢圓形，且其長軸向大致對應于往復軌 跡64的長軸向，即前后方向。
在行程的長度方面，由簡單的幾何學可知，就踏板70設置在連桿50上的位 置來看，當踏板70由往復部56的位置愈遠離上方的第一連接部53，則踏板70 的封閉軌跡71的長軸長度便愈長。在本實施例中，由側面觀看時，連桿50頂端 的第一連接部53、中段的往復部56及底端的第二連接部54并非排成一直線，具 體而言，由往復部56至第二連接部54的連接線59(如圖2所示，圖中將踏板70 的中間位置設定為第二連接部54的中心點)，與由往復部56至第一連接部53的 連接線58之間，形成一大于90度且小于180度的夾角，圖中約為134度。但因 第二連接部54大體上仍是位于由往復部56背離第一連接部53的方向，所以踏板70的封閉軌跡71的長軸長度，還會大于往復軌跡64的直線長度68，具體而言約 為1.1倍，而因為往復軌跡64的長度己是圓形軌跡34直徑的1.57倍，所以換句 話說，本實施例中的踏板70的行程長度會是圓形軌跡34直徑的1.73倍左右。基 于本發明的發明目的，踏板的封閉軌跡長軸長度通常會設計成前述圓形軌跡的直 徑1.5倍以上。
本實施例使連桿50概呈L形彎折，并讓踏板70位于連桿50往復部56的后 下方，理由之一是考慮到運動健身器材10在實際使用上的合理性，具體而言，因 為本實施例中的回繞機構30是一組設在骨架20前端中央的曲柄機構，假設將踏 板70直接設在連桿50往復部56的下方，則踏板70的封閉軌跡71(前半段)會進 入回繞機構30的下方空間，換言之，回繞機構30是位于踏板70活動范圍的上方， 可能妨礙到使用者運動時的自然姿勢，所以才通過上述彎折結構使踏板70的封閉 軌跡71往后挪移，由此空出封閉軌跡71的上方空間。但必須聲明的是，前述空 間關系并非本發明的必要限制之一，例如，假設回繞機構30采用其他結構，使得 左、右二回繞接點31之間保持敞空(注例如可在骨架20的左、右二側樞設隔空 同軸的相對二曲柄，并且在骨架20的其他位置，例如曲柄的前方或曲柄下方接近 地面處，另外樞設一橫貫左右的傳動桿，然后在左、右二側各以一傳動皮帶同時 環套曲柄軸心及傳動桿，使得左、右二曲柄能同步旋轉，尾端維持180度反向)， 如此，使用者的上半身可以介于左、右二回繞接點31之間，因此踏板70的封閉 軌跡71在側視上不一定要往后避開圓形軌跡34的下方空間。
另一方面，在有限的縱向空間中，假設將踏板70直接設在連桿50往復部56 的下方，因為無法離開往復部56太遠，所以踏板70的封閉軌跡71形狀較扁(意 思是短軸向相對于長軸向的長度較短)，但如果依照本實施例，使第二連接部54 由往復部56向后偏離第一連接部53至往復部56的延長線，則封閉軌跡71的短 軸寬度會對應加大，比較符合人體走路、跑步時的腳部移動路徑，使用者也可因 適度的抬腿動作而獲得較多的運動量。
通過以上說明可知，由本發明的上述技術特征，可使踏板70運動行程的長度 明顯大于回繞機構30的圓形軌跡34，因此，相比于行程長度大約等于圓形軌跡直 徑的習用結構，在踏板運動行程相等的條件下，本發明的回繞機構30的尺寸明顯 較小，例如前述實施例中的曲柄33長度大約只有一般同類運動健身器材的一半， 使得相關的制造成本較低，而且產品的體型較為精巧。再者，相比于習用結構， 本發明如同將回繞機構由連桿往復部的前方挪動至上方，在不影響使用者操作的 前提下，省去器材前端可觀的空間(注至少縮短超過習用回繞機構所占的前后長度)，使得運動健身器材的整體長度較短，所占用的室內空間及地板面積較少。
以上所述僅為本發明一較佳實施例的具體型態，本發明所屬技術領域中具有
通常知識者可在上述創作思想及技術特征之下，進行若干結構上的變更或增減，
而達到相同或類似的功效及結果。
舉例而言，前述實施例中的左、右二擺臂60實質上構成一 「引導機構」，可
引導各連桿50的往復部56在一預定的往復軌跡64上運動。在本發明的其他實施 例中(無圖)，引導機構可能是一組設置在骨架上的導軌或導槽，其軌道或槽溝可能 是曲線、傾斜直線或水平直線。同時，連桿的往復部設有滾輪或滾柱，可沿著軌 道或槽溝在一前折返點及一后折返點之間來回滑動。更進步的，前述導軌或導槽 還可被一電動或手動機構調整其相對于水平面的角度，由此設定踏板運動軌跡的 長軸角度(注此為習知技藝，如前述美國第7,153,239號專利圖6所公開)。順帶 一提，利用擺臂60組成的引導機構也可設計出前述調整行程角度的功能，例如本 案申請人另已申請專利的美國2007/0117684早期公開案所揭技術，但這點不是本 案創作重點，容不贅述。
此外，如圖1及圖3所示，在前述實施例中，固接在連桿50第二連接部54 的踏板70是完全定位于連桿50短桿段52的內側，使得左、右二踏板70彼此較 為靠近，適合使用者踩站及運動。但在不同的連桿50、回繞機構30及/或引導機 構的型式或形狀下，踏板70可能是被支撐在連桿50的第二連接部54頂側，而同 樣具有適當的左右間距。再者，在前述實施例中，踏板70的頂面大致平行于連桿 50的短桿段52軸向，當踏板70運動至封閉軌跡71的底部區段時，踏板70頂面 大致呈現水平，而當踏板70運動至封閉軌跡71的頂部區段時，踏板70頂面會呈 現腳尖端低于腳跟端。本發明也可將踏板設計成能相對于連桿調整角度，例如踏 板以其中間位置樞接在連桿上，使得腳尖端及腳跟端可高低俯仰，使用者可依個
人狀況將踏板轉動至適當角度后再利用插銷之類鎖定前述角度，以改變踏板頂面 在運動行程中的角度表現。當然，本發明中的踏板也可能是一體成型于連桿的第 二連接部，換言之，供人踩站的踏板即為連桿的一部分。
另外，在上述實施例中，回繞機構30的圓形軌跡34、引導機構(擺臂60)的往 復軌跡64、以及踏板70的封閉軌跡71，分別都是位于一 「Y-Z平面」上，也就是 只有上下方向及前后方向上的位移，沒有左右方向上的位移。但在本發明的其他 實施例中(無圖)，其中一對或多對前述軌跡中的各軌跡，可能是分別位于一包含有 左右位移的傾斜平面上，舉例來說，若將前述實施例中的各擺臂60相對于骨架20 的樞轉軸線，由「完全平行于X軸向」修改成「外端比內端略高」(指在主視圖中，右側支軸部61的軸線是右端高于左端，而左側軸線是左端高于右端)，及/或「外
端比內端略前」，同時，各連桿50的第一連接部53及往復部56均以球形軸承之 類樞接在曲柄33尾端及擺臂60底端，如此，各踏板70的封閉軌跡71會對應位 于一包含有左右位移的傾斜平面上，具體而言，當踏板70運動至封閉軌跡71的 頂部區段時，會比位于底部區段時略微靠近內側(以右腳而言，即是高處比低處靠 左)，及/或當踏板70運動至封閉軌跡71的前端區段時，會比位于后端區段時略微 靠近內側，此種運動軌跡可供進行不同于「Y-Z平面」上的腿部運動。
權利要求
1、一種運動健身器材，其特征在于包括一骨架；一回繞機構，設置在所述骨架上，具有可分別在一圓形軌跡上運動的二回繞接點，任一所述回繞接點在所述圓形軌跡上運動時，同時產生上下方向及前后方向上的位移，并且帶動另一所述回繞接點在所述方向上反向運動；二連桿，各具有一第一連接部、一第二連接部及一往復部；所述二連桿的第一連接部分別樞接在所述回繞機構的二回繞接點；各所述連桿的往復部及第二連接部均低于所述第一連接部；一引導機構，設置在所述骨架上，引導各所述連桿的往復部在一往復軌跡上運動，使得所述第二連接部對應地被限制在一封閉軌跡上運動；所述往復軌跡具有相對的一前折返點及一后折返點，所述前折返點低于所述圓形軌跡的最底端，而且所述前折返點投影在水平線上的位置，介于所述圓形軌跡的最后端及最前端分別投影在水平線上的二位置之間；二踏板，分別設置在所述二連桿的第二連接部，以支撐使用者的左腳及右腳。
2、 如權利要求1所述的運動健身器材，其特征在于所述往復軌跡的前折返 點投影在水平線上的位置，比所述圓形軌跡的圓心投影在水平線上的位置偏靠后 方。
3、 如權利要求1所述的運動健身器材，其特征在于所述往復軌跡的前折返 點大致位于所述圓形軌跡的圓心正下方。
4、 如權利要求1所述的運動健身器材，其特征在于所述往復軌跡的前折返 點與后折返點的連接線，與水平線之間的夾角小于45度。
5、 如權利要求1所述的運動健身器材，其特征在于各所述連桿的第一連接 部與第二連接部之間的直線距離，大于所述第一連接部與所述往復部之間的直線 距離。
6、 如權利要求1所述的運動健身器材，其特征在于各所述連桿的第二連接 部比所述往復部偏靠后方，而且，由所述第一連接部至所述往復部的連接線，與 由所述往復部至所述第二連接部的連接線之間，形成一大于90度且小于180度的 夾角。
7、 如權利要求1所述的運動健身器材，其特征在于所述封閉軌跡具有一長 軸向，而且所述長軸向大致對應于前后方向；所述封閉軌跡的長軸長度至少是所述圓形軌跡的直徑的1.5倍。
8、 一種運動健身器材，其特征在于包括 一骨架；一回繞機構，設置在所述骨架上，具有可分別在一圓形軌跡上運動的二回繞 接點，任一所述回繞接點在所述圓形軌跡上運動時同時產生上下方向及前后方向 上的位移，并帶動另一所述回繞接點在所述方向上反向運動；二連桿，各具有一第一連接部、 一第二連接部及一往復部；所述二連桿的第 一連接部分別樞接在所述回繞機構的二回繞接點；各所述連桿的往復部及第二連 接部均低于所述第一連接部；一引導機構，設置在所述骨架上，引導各所述連桿的往復部在一往復軌跡上 運動，使得所述第二連接部對應地被限制在一封閉軌跡上運動；所述往復軌跡具 有相對的一前折返點及一后折返點；二踏板，分別設置在所述二連桿的第二連接部，以支撐使用者的左腳及右腳；其中，當各所述連桿的往復部位于所述往復軌跡的前折返點時，所述連桿的 往復部至所述第一連接部的連接線相對于水平線的夾角在75 90度之間。
9、 如權利要求8所述的運動健身器材，其特征在于當各所述連桿的往復部 位于所述往復軌跡的后折返點時，所述連桿的往復部至所述第一連接部的連接線 相對于水平線的夾角在45 70度之間。
10、 如權利要求8所述的運動健身器材，其特征在于當各所述連桿的往復 部位于所述往復軌跡的前折返點，以及位于所述往復軌跡的后折返點時，所述連 桿的往復部至所述第一連接部的連接線相對于水平線的夾角差距在20度以上。
全文摘要
本發明涉及一種運動健身器材，其包括一骨架；一回繞機構，設置在骨架上，具有可分別在一圓形軌跡上運動的二回繞接點；二連桿，各具有一第一連接部、一第二連接部及一往復部；二連桿的第一連接部分別樞接在回繞機構的二回繞接點；各連桿的往復部及第二連接部均低于第一連接部；一引導機構，設置在骨架上，引導各連桿的往復部在一往復軌跡上運動，使第二連接部對應地被限制在一封閉軌跡上運動；往復軌跡具有相對的一前折返點及一后折返點，前折返點低于圓形軌跡的最底端；以及二踏板。本發明由于往復軌跡的前折返點位于圓形軌跡的下方，使往復軌跡及封閉軌跡的長度明顯大于圓形軌跡的直徑，進而使運動健身器材的整體長度較短，所占用的室內空間及地板面積較少。
文檔編號A63B23/04GK101559275SQ20081008907
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月17日 優先權日2008年4月17日
發明者廖宏茂 申請人:喬山健康科技股份有限公司