可收折的橢圓運動的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種可收折的橢圓運動機，包含有主架體、樞設在主架體上的曲柄機構及飛輪、覆蓋飛輪的殼體、能相對于主架體在使用角度與收折角度之間偏轉的導軌架、耦接在曲柄機構與導軌架之間的左、右二帶動桿、以及與前述二帶動桿耦接的左、右二踏板；主要特征在于：導軌架具有分別位于殼體左、右二側面之外的左、右二支臂，導軌架是以前述二支臂的前端依據一位于飛輪底側的橫向軸線樞設在主架體的底座，當導軌架偏轉至收折角度時，殼體的局部會介于左、右二支臂之間。
【專利說明】可收折的橢圓運動機
【技術領域】
[0001]本發明與運動健身器材有關，特別是指一種適合于腿部運動的運動健身器材。
【背景技術】
[0002]公布號為CN101991934A的中國發明專利申請早期公開文獻(美國專利第7，946, 962號)公開了一種可收折的橢圓運動機,其主要特征在于,主架體的后方樞設一能在使用角度與收折角度之間偏轉的導軌架(翻轉架)，左、右二踏板各自配接在一對應的帶動桿(支撐桿)的如、后~端之間，各帶動桿的如端樞接在王架體上的對應曲柄，后端能在導軌架的對應導軌上滑移；必要時，只要將導軌架后端抬高至概呈直立狀并予以鎖定，即完成收折動作。
[0003]在上揭前案技術中，導軌架相對于主架體的樞轉軸心高于地面一段距離，使得導軌架具有較大的可能偏轉角度(原理如該案圖19所示)；然而，配合前述樞轉軸心所完成的相關結構，在實務上會產生一些缺點，例如，為了避免導軌架的前端部位與左、右二帶動桿或左、右二連桿等發生干涉，導軌架被設計成由其寬度中央往前延伸一長臂，而且長臂前端樞接在主架體的寬度中央位置，但如此一來，因為導軌架在偏轉過程中的本身及所承受的重量均由長臂前端支撐，而且導軌架左、右二側所承受的重量又未必相等，所以前述樞接結構可能比較容易有松搖的問題發生。同時，因為導軌架的樞轉軸心位在較高處，而且飛輪為了閃避前述導軌架的前端部位而設置在高于曲柄機構的位置，使得主架體的整體重心偏高，影響導軌架偏轉時的穩定性。
[0004]此外，在實務上 ，前述橢圓運動機的主架體下半部必然會設置一用以覆蓋飛輪、傳動機構、電路系統等的殼體，在上述前案結構之下，前述殼體必須在其后側面的寬度中央位置開設一個縱向槽孔，以供導軌架的長臂穿通，并且允許長臂在對應的角度范圍內上下位移。開設前述槽孔顯然會減損設置殼體的立意與機能，例如覆蔽不完全，灰塵、汗水、異物等比較容易進入殼體內部。
[0005]再者，上述前案的橢圓運動機在收折之后，曲柄、帶動桿、連桿、擺臂等活動構件都還可能滑動或擺動(如該案圖12、15所示)，存在安全隱憂，特別是在搬動橢圓運動機時，前述構件的不安定狀態將會形成極大困擾。

【發明內容】

[0006]針對上述問題，本發明的主要目的在于提供一種可收折的橢圓運動機，其中的導軌架與主架體之間的配合結構較為理想，能夠提升橢圓運動機的整體穩定性，而且在設計上也很容易安排其他構件。
[0007]本發明的另一目的在于提供一種可收折的橢圓運動機，其中的殼體能夠比較完整地包覆主架體的下半部， 發揮美觀、安全、清潔等功能。
[0008]本發明的再一目的在于提供一種可收折的橢圓運動機，能在收折之后自動鎖定活動構件，并且在展開使用時自動解除鎖定狀態，較為方便、安全。[0009]為達到上述目的，依據本發明的一較佳實施例，前述橢圓運動機包含有:一主架體，具有一底座，前述底座具有一前端及一后端；一左曲柄及一右曲柄，共同依據一第一橫軸樞設在前述主架體上；一飛輪，依據一第二橫軸樞設在前述主架體上，與前述二曲柄連動；前述第二橫軸比前述第一橫軸更靠近前述底座的后端；一殼體，設在前述主架體上并且覆蓋前述飛輪，具有一左側面及一右側面；一導軌架，具有相互固定的左、右二支臂及左、右二導軌，各前述支臂具有一前端，前述二支臂的前端分別位于前述殼體的左、右二側面之夕卜，并且共同依據一第三橫軸樞設在前述主架體的底座，使得前述導軌架能相對于前述主架體在一使用角度及一收折角度之間偏轉；前述第三橫軸介于前述底座的前、后二端之間，并且位于前述飛輪的底側，當前述導軌架位于前述收折角度時，前述殼體的局部會介于前述左、右二支臂之間；前述導軌位于前述支臂的后側，各前述導軌具有一體連續的一基本段及一延長段，前述延長段比前述基本段遠離前述支臂，而且前述延長段的長度小于前述基本段的長度的一半；一支撐裝置，呈長桿狀，并且能沿自身長軸向伸縮；前述支撐裝置的其中一端連接在前述主架體的底座的前述第三橫軸后方，前述支撐裝置的另一端連接在前述導軌架；一左帶動桿及一右帶動桿，各前述帶動桿具有一前端及一后端，前述左、右二帶動桿的前端分別樞接在前述左、右二曲柄，前述左、右二帶動桿的后端分別以能沿前述導軌滑動并且能相對偏轉的方式配接在前述左、右二導軌上；當前述導軌架位于前述使用角度時，對應于前述帶動桿的前端沿一以前述第一橫軸為圓心的圓形軌跡作繞圓運動，前述帶動桿的后端會在前述導軌的基本段的前、后二端之間作往復運動；當前述導軌架位于前述收折角度時，前述二帶動桿的后端仍然分別保持在前述二導軌上，而且至少一前述帶動桿的后端會位于對應的前述導軌的延長段；以及一左踏板及一右踏板，分別以能相互帶動的方式與前述左、右二帶動桿配接，使得當前述導軌架位于前述使用角度時，對應于前述帶動桿的前端作繞圓運動及后端作往復運動，前述踏板會沿一封閉軌跡運動。
[0010]依據本發明的一較佳實施例，前述橢圓運動機的特征在于:前述第三橫軸在前后軸向上的位置是介于前述圓形軌跡的圓心與圓周后緣之間，而且在側視下，前述導軌架的支臂始終位于前述圓形軌跡的外部。
[0011]依據本發明的一較佳實施例，前述橢圓運動機的特征在于:由前述帶動桿相對于前述曲柄的樞轉軸心至前述帶動桿相對于前述導軌的偏轉軸心的距離定義為帶動桿長度，由前述帶動桿相對于前述曲柄的樞轉軸心至前述第一橫軸的距離定義為曲柄長度，前述帶動桿長度小于前述曲柄長度的4倍。
[0012]依據本發明的一較佳實施例，前述橢圓運動機的特征在于:還包含有一左連桿及一右連桿，各前述連桿具有一前端及一后端，各前述連桿的前端能沿一預定軌跡相對于前述主架體前后位移，各前述連桿的后端與對應的前述踏板固接，而且前述連桿與對應的前述帶動桿之間能依據一介于前述帶動桿前、后二端之間的第四橫軸相對偏轉；當前述導軌架位于前述使用角度時，各前述踏板位于對應的前述第四橫軸的后方，而且各前述踏板的后端比對應的如述帶動桿的后端位于更后方。
[0013]依據本發明的一較佳實施例，前述橢圓運動機的特征在于:前述導軌架的前端與前述飛輪之間設有一自動迫緊裝置，前述自動迫緊裝置具有一受前述導軌架帶動的抵壓部；當前述導軌架位于前述使用角度時，前述抵壓部對應位于沒有接觸前述飛輪的位置；當前述導軌架由前述使用角度偏轉至前述收折角度時，前述抵壓部會對應位移至能抵壓前述飛輪的位置。
[0014]依據本發明的一較佳實施例，前述橢圓運動機的特征在于:前述支撐裝置為一氣壓支撐桿；當前述導軌架位于前述使用角度時，前述支撐裝置的連接在前述底座的一端，是位于前述支撐裝置的另一端與前述第三橫軸的連結線的上方。
[0015]依據本發明的一較佳實施例，前述橢圓運動機的特征在于:前述支撐裝置包含同軸套接并且能沿軸向相對滑移的一外管及一內桿，而且前述外管與前述內桿之間設有一鎖定機構，前述鎖定機構能在當前述導軌架位于前述收折角度時鎖定前述外管與前述內桿的相對關系。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發明一較佳實施例在使用狀態下的左后方立體圖；
[0017]圖2是本發明一較佳實施例對應于圖1狀態的右后方立體圖；
[0018]圖3是本發明一較佳實施例對應于圖1狀態的左側視圖，但圖中取除殼體左半邊及曲柄護蓋；
[0019]圖4是本發明一較佳實施例對應于圖1狀態的底視圖；
[0020]圖5顯示本發明一較佳實施例中的殼體、主架體下半部及導軌架的結構，并且簡單示意其間的接合關系；
[0021]圖6示意本發明一較佳實施例中的帶動桿活動范圍的原理；
[0022]圖7是本發明一較佳實施例處于使用狀態與收折狀態之間的一過渡狀態的左側視圖；
[0023]圖8是本發明一較佳實施例在收折狀態下的左后方立體圖；
[0024]圖9是本發明一較佳實施例對應于圖8狀態的左側視圖；
[0025]圖1OA是沿圖4中的1-1剖線得到的剖視圖，顯示導軌架位于使用角度時與主架體之間的卡止關系；
[0026]圖1OB類似圖10A，但卻是顯示導軌架位于收折角度時與主架體之間的卡止關系；
[0027]圖11是本發明一較佳實施例在收折狀態下的伸縮桿的縱向剖視圖；
[0028]圖12示意本發明一較佳實施例中的“極限圓周”與“偏轉圓周”，并且示意其他參數對前述圓周的影響；
[0029]圖13A是沿圖4中的I1-1I剖線得到的剖視圖，顯示橢圓運動機在使用狀態下的自動迫緊裝置的狀態；
[0030]圖13B類似圖13A，但卻是顯示橢圓運動機在收折狀態下的自動迫緊裝置的狀態。【具體實施方式】
[0031]現舉以下實施例并結合附圖對本發明的結構及功效進行詳細說明。
[0032]以下配合附圖詳細說明本發明一較佳實施例的結構、動作及功效。請先參閱圖1至圖3，本實施例的橢圓運動機主要包含一主架體10、樞設在主架體10上的左、右二曲柄22及一飛輪24、固定在主架體10上的一殼體32、連接在主架體10后方的一導軌架40、耦接在前述二曲柄22與導軌架40之間的左、右二帶動桿52、分別位于主架體10兩側的左、右二擺臂62、耦接前述二擺臂62與前述二帶動桿52的左、右二連桿64、以及分別固定在前述二連桿64后端的左、右二踏板56。
[0033]請參閱圖3(注:圖中取除殼體32的左半邊)，前述主架體10主要包含能平置在一支撐面(例如地面)上的一底座11、固接在底座11上方的一支架組12、以及由支架組12頂部往上延伸的一桿柱13。請再搭配參閱圖4及圖5，底座11具有一沿前后軸向延伸的中管111，中管111的前端固接一沿左右軸向延伸的橫管112，中管111的中央偏后位置固接一沿左右軸向延伸的軸管113。橫管112的左、右二端各設有一前端腳墊114，中管111的后端底部設有一后端腳墊115，主架體10能利用底座11的該等腳墊114、115平穩支撐在前述支撐面上。桿柱13的頂端固接一儀表組34及一握把組36。
[0034]前述二曲柄22共同依據一第一橫軸Al樞設在主架體10的支架組12上，更詳而言之，一曲柄軸23 (參閱圖3)以軸心對應于左右軸向的方式樞設在支架組12上，左、右二曲柄22分別固接在曲柄軸23的相對二端，而且二曲柄22的外端以曲柄軸23為圓心呈180度相對。除了圖3，其他圖面中的曲柄22包含有一裝飾性的護蓋；但在圖3中，前述護蓋被取除，僅顯現曲柄骨干221。
[0035]請參閱圖3，前述飛輪24依據一第二橫軸A2樞設在主架體10的支架組12上，飛輪24的底側適度靠近底座11的中管111頂面。飛輪24的軸心位置(即第二橫軸A2)比前述二曲柄22的軸心位置(即第一橫軸Al)更靠近底座11的后端，在本實施例中，第二橫軸A2是位于第一橫軸Al的后下方，但在本發明允許的其他實施方式中，第二橫軸可能不比第一橫軸更低，或者可能不比第一橫軸位在更后方。
[0036]前述曲柄軸23上同軸固設一大皮帶輪26，而飛輪24的右側面同軸固設一小皮帶輪(圖中未示)，前述二皮帶輪之間繞套一傳動皮帶28，使得曲柄22與飛輪24之間能以預定速比連動，藉以在曲柄22旋轉時產生預定慣性力。此外，飛輪24旁邊可搭配裝設本領域中慣用的各種阻力裝置(圖中未示)，例如能經由前述儀表組34進行控制的渦流制動器(eddy-current brake ；ECB),使得曲柄22旋轉時還必須克服額外的預定阻力。
[0037]前述殼體32固定在主架體10的下半部，完整包覆支架組12以及設在支架組上的飛輪24、大皮帶輪26、小皮帶輪、傳動皮帶28、阻力裝置及電路系統等，同時，殼體32底部覆蓋了底座11局部一除了底座11的橫管112左、右二端、軸管113左、右二端、以及中管111的后端露出在殼體32外部。前述曲柄軸23的左、右二端分別穿出殼體32的左側面321及右側面322，換言之，前述二曲柄22分別位于殼體32的左、右二側面321、322之外，未被殼體32包覆。上述曲柄結構可能以其他方式取代，例如在本發明的另一實施方式中，殼體的左、右二側面上各開設一以曲柄軸為圓心、以曲柄長度為半徑的圓形缺口，而且曲柄軸的左、右二端各同軸固接一填補前述缺口的圓盤，利用左、右二圓盤上接近圓周的對稱二位置取代前述二曲柄22的外端；此種結構亦為本領域的先前技術。
[0038]請參閱圖4及圖5，前述導軌架40具有由前往后延伸的左、右二支臂41、分別由前述二支臂41的后端往后延伸的左、右二導軌42、固接在前述二支臂41前端之間的一前端橫桿43、固接在前述二導軌42中間部位之間的一中間橫桿44、以及固接在前述二導軌42后端之間的一后端橫桿45。支臂41、導軌42、前端橫桿43及后端橫桿45共同構成一概呈長方形的框架。導軌架40的前端依據一第三橫軸A3樞設在主架體10的底座11的前、后二端之間，更詳而言之，底座11的軸管113軸心作為前述第三橫軸A3，導軌架40的前端橫桿43同軸樞穿底座11的軸管113，導軌架40的左、右二支臂41前端分別固接在前端橫桿43凸伸出軸管113外部的左、右二端，使得整個導軌架40能依據第三橫軸A3相對于主架體10上下偏轉。在本實施例中，導軌架40的轉動范圍被限制在如圖3所示的角度(以下稱使用角度)與如圖9所示的角度(以下稱收折角度)之間。當導軌架40位于使用角度時，導軌架40底側的前端腳墊46及后端腳墊47會同時支撐在前述支撐面(例如地面)上，而且導軌42貼近并平行于支撐面，沿前后軸向延伸。當導軌架40位于收折角度時，導軌42的后端位于前端的后上方，傾斜將近70度；同時，導軌架40前端的左、右二支臂41以相同斜度分別位于殼體32后半部的左、右二側，使得殼體32局部介于左、右二支臂41之間。關于將導軌架40限定在前述角度的手段，將在后文中說明。
[0039]各如述帶動桿52的如端樞接在對應的曲柄22的外端，后端則樞設一軸心對應于左右軸向的滾輪53，并且使滾輪53可滾動地搭置在對應的導軌42頂面，藉此，帶動桿52的后端能沿著導軌42直線滑動，而且帶動桿52與導軌42之間能依據滾輪53的軸心相對偏轉。如圖3示意，當導軌架40位于使用角度時，對應于帶動桿52的前端沿一以第一橫軸Al為圓心的圓形軌跡Tl作繞圓運動，帶動桿52的后端會在導軌42上沿一平行于導軌的往復軌跡T2作往復運動(注:圖中標示的往復軌跡T2是以滾輪53的軸心為基準)。在圖3中，橢圓運動機左側的左帶動桿52的后端恰好位于往復軌跡T2的后折返點P2，右帶動桿52的后端則是大致位于往復軌跡T2的前折返點Pl。
[0040]圖6簡單示意帶動桿52前、后二端的運動軌跡一亦即前述圓形軌跡Tl及往復軌跡T2—的相對關系及構成原理。圖中，水平線S代表前述支撐面，圓形軌跡Tl以第一橫軸Al為圓心、以曲柄長度為半徑,圓弧Cl及C2同樣以第一橫軸Al為圓心,其中,位于較內圈的Cl代表“帶動桿52的后端能夠最靠近前述圓心Al的界限”，其半徑為“帶動桿52前、后二端的直線距離減去圓形軌跡Tl的半徑”(注:因為，當帶動桿52后端無法再更靠近前述圓心Al時，圓心Al會位于帶動桿52前、后二端的連結線上)；位于較外圈的圓弧C2代表“帶動桿52的后端能夠最遠離前述圓心Al的界限”，其半徑為“帶動桿52前、后二端的直線距離加上圓形軌跡Tl的半徑”(注:因為，當帶動桿52后端無法再更遠離前述圓心Al時，帶動桿52前、后二端的連結線會直指圓心Al)?；趲訔U52后端(例如以前述滾輪53的軸心為基準)相對于支撐面S的高度，我們能夠在最近圓周Cl及最遠圓周C2上分別得出前折返點Pl及后折返點P2的位置。透過圖6可以理解，在此種結構型式下，前、后二折返點P1、P2的距離(亦即往復軌跡T2的長度)大致等于前述二圓弧Cl、C2的徑向間距(亦即圓形軌跡Tl的直徑，或曲柄長度的兩倍)，例如在本實施例中，曲柄長度(注:定義為帶動桿52相對于曲柄22的樞轉軸心至第一橫軸Al的距離)大約是25.4公分，而前、后二折返點P1、P2的距離大約是53.8公分；換言之，往復軌跡T2的長度主要隨著曲柄長度而正變，并不會因為帶動桿52的長度不同而有明顯差異(注:事實上，如果其他條件不變，帶動桿52增長反而會使往復軌跡T2略微縮短)。附帶一提，圖6中的二帶動桿52分別示意帶動桿后端位于前折返點Pl及后折返點P2時的兩種狀態，并非顯示同一時間之下的左、右二帶動桿52。
[0041]請再次參閱圖1至圖4，各前述踏板56以能相互帶動的方式與對應的帶動桿52配接，在本實施例中，各帶動桿52的前、后二端之間預設一對應于左右軸向的軸管55，其軸心形成一第四橫軸A4，各前述連桿64將其前、后二端之間的一預定部位樞接在對應的帶動桿52的軸管55外端，使得成對的連桿64與帶動桿52之間能依據對應的第四橫軸A4相對偏轉；前述左、右二擺臂62以能各自前后搖擺的方式依據一第五橫軸A5分別樞設在主架體10的桿柱13左、右二側，各擺臂62的近頂端部分形成一握把63 ;各連桿動64的前端樞接在對應的擺臂62的底端，各踏板56則是固接在對應的連桿64的后端內側，位于對應的第四橫軸A4后方，而且各踏板56的后端比對應的帶動桿52的后端位于更后方(參閱圖3及圖4)。藉此，對應于帶動桿52的前端作繞圓運動及后端作往復運動，連桿64的前端會沿一以第五橫軸A5為圓心的弧形軌跡T3前后往復位移，同時，踏板56會沿一概呈橢圓形的封閉軌跡T4運動(注:圖中標示的封閉軌跡T4是以踏板56前端為基準)，而且在運動過程中，踏板56與帶動桿52之間的夾角會周期性地變化。如前所述，帶動桿52后端在導軌42上所走的往復軌跡T2長度大致等于圓形軌跡Tl的直徑，所以前述封閉軌跡T4的長軸長度(一般稱為踏板56的行程長度)也大致等于圓形軌跡Tl的直徑。
[0042]上述帶動桿52、連桿64及踏板56三者之間的連接結構可能以其他方式取代，例如在本發明的另一實施方式中，踏板直接將其前端依據一橫向軸線(位置例如對應于前述第四橫軸A4)樞設在帶動桿的前、后二端之間，而連桿不與帶動桿直接樞接，但是連桿后端同樣固接在踏板外側(注:如此，連桿與帶動桿同樣能依據前述軸線相對偏轉)，亦可達成相同的踏板運動。在本發明的其他實施方式中，還可能沒有前述連桿64及擺臂62，取而代之，踏板是直接固定在帶動桿的前、后二端之間，同樣能沿一概呈橢圓形的封閉軌跡運動。
[0043]如圖1至圖3所示，當導軌架40位于使用角度時，前述橢圓運動機對應處于可供人運動的使用狀態。使用時，使用者踩站在左、右二踏板56上，雙手選擇捉握主架體10頂端的固定握把組36，或是選擇捉握可以前后搖擺的左、右二握把63。如圖3示意，使用者雙腳施力(以及雙手經由握把63協同施力)使踏板56沿封閉軌跡T3運動時，帶動桿52的前端及后端會分別沿圓形軌跡Tl及往復軌跡T2運動，透過對稱配置的左、右二曲柄22使得左、右腳(及左、右手)反向運動，并且藉由前述飛輪24及阻力裝置獲得運動慣性及阻力。
[0044]請參閱圖3，當其中一帶動桿52的后端位于往復軌跡T2的后折返點P2時，前述帶動桿52的后端與導軌42的最后端之間仍有一段距離，而對應的踏板56的后緣則是大致位于導軌42最后端的正上方。其實，各導軌42用以支撐及導引帶動桿52后端的部分包含一體連續的一基本段421及一延長段422，其中，基本段421指的就是導軌42對應于往復軌跡T2的區段，而延長段422指的則是由基本段421后端至導軌42最后端的區段，具體而言，在本實施例中，導軌架40的后端設有左、右二擋板48，各擋板48具有一凹口朝向導軌架40前端的卡槽481，對應于卡槽481封閉端的位置即是導軌42的最后端。前述延長段422的長度小于基本段421的長度的一半，在本實施例中，基本段421的長度大約是53.8公分，延長段422的長度大約是21.4公分。
[0045]當不使用前述橢圓運動機時，使用者可選擇將其折合成如圖8及圖9所示的收折狀態。進行收折時，使用者可以站到橢圓運動機的后方，低身用手捉握導軌架40的后端橫桿45并直接向上拉提，使導軌架40以其前端橫桿43為軸向上向前偏轉，并且再順勢托扶及推動導軌架40，直至到達前述收折角度。在本實施例中，收折角度與使用角度的差距將近70度。
[0046]如圖7例示的過渡狀態，當導軌架40由使用角度向上向前偏轉時，搭置在導軌42上的帶動桿52后端也會被一起托高，而且，在導軌架40偏轉一定角度之后，至少一帶動桿52的后端會沿著導軌42越過前述后折返點P2對應部位而滑入延長段422內。如圖8及圖9所示，當導軌架40位于收折角度時，其中一帶動桿52 (例如圖中的左帶動桿)的后端大致位于對應的導軌42的最后端，更詳而言之，前述帶動桿52后端的滾輪53內側所設的凸銷54，會抵止于導軌架40后端的卡槽481封閉端，或至少是位于卡槽481內部并且接近封閉端；另一帶動桿52(例如圖中的右帶動桿)的后端會位于導軌42上的較低位置，在本實施例中也是位于延長段422 ;左、右二連桿64均因帶動桿52牽引其后端上升而轉成縱直狀，左、右二擺臂62則是在側視下大致重迭(參閱圖9)。無論前述橢圓運動機在收折之前各構件停止于何種狀態，使用者都可直接進行上述收折動作，而且收折之后都會呈現上述狀態。
[0047]請參閱圖1OA及圖10B，導軌架40的前端橫桿43實質上是一斷面為圓形的管體，其管壁上的預定位置設有一沿圓周延伸大約四分之一圓的長槽孔431 ;另一方面，主架體10的軸管113上的對應位置鎖固著一螺栓116，螺栓116尾部由外往內穿經前端橫桿43的長槽孔431。當導軌架40位于使用角度時，螺栓116尾部大致對應于長槽孔431的其中一端，如圖1OA所示。當導軌架40由使用角度向上向前偏轉時，前端橫桿43會依據第三橫軸A3原地偏轉，最多偏轉至長槽孔431的另一端卡抵螺栓116尾部，如圖1OB所示。
[0048]請參閱圖3及圖8，主架體10的底座11與導軌架40之間連接著一氣壓支撐桿(gasspring;俗稱氣壓棒)70，其第一端71樞接在底座11的中管111后端頂側預設的耳片117，第二端72樞接在導軌架40的中間橫桿44前側預設的耳片441。因為氣壓支撐桿70相對于底座11的樞轉軸心與導軌架40相對于底座11的樞轉軸心(即第三橫軸A3)平行但不同軸，所以氣壓支撐桿70會隨著導軌架40偏轉而沿自身軸向伸長或縮短。如圖3所示，當導軌架40位于使用角度時，氣壓支撐桿70呈現由第一端71往后下方延伸至第二端72的傾斜狀態，而且第一端71是位于第二端72與第三橫軸A3的連結線L的上方,此外,氣壓支撐桿70此時處于壓縮狀態(但尚未壓縮至極限)，也就是積蓄著沿自身軸向伸長的彈性回復力，藉此，氣壓支撐桿70會對導軌架40施加一對應于由收折角度往使用角度偏轉(對應圖3中的順時鐘方向)的扭力，能協助將導軌架40壓制在平貼于地的使用角度。如圖8及圖9所示，當導軌架40位于收折角度時，氣壓支撐桿70呈現由第一端71往正上方延伸至第二端72的直立狀態，藉其伸張彈力往上推頂傾斜的導軌架40中間部位，形成在收折狀態下支撐導軌架40的支撐裝置。
[0049]在圖7所示的過渡狀態中，導軌架40前端的第三橫軸A3、氣壓支撐桿70的第一端71及第二端72等三點排成一直線，簡言之，圖7狀態下的氣壓支撐桿70處于可能伸縮范圍中的最短長度，因此，在導軌架40由使用角度偏轉至圖7所示角度(大約傾斜17度)的過程，氣壓支撐桿70會稍微縮短，而在由圖7所示角度至收折角度的過程，氣壓支撐桿70會持續伸長。藉此，當使用者想收折前述橢圓運動機而將導軌架40的后端向上拉提時，一開始必須先額外克服氣壓支撐桿70的彈力(亦即使其稍微縮短)，等到導軌架40偏轉超過一預定角度(例如前述17度左右)，氣壓支撐桿70就會對導軌架40施加一對應于由使用角度往收折角度偏轉(對應圖7中的逆時鐘方向)的扭力，協助導軌架40向上向前偏轉，讓使用者較為省力。反之，當導軌架40由收折角度的方向往使用角度的方向偏轉時，氣壓支撐桿70的彈力能夠阻緩導軌架40往下翻倒的速度及力量，較為安全。
[0050]請參閱圖8，底座11與導軌架40之間還連接著一伸縮桿80，其平行地并列在氣壓支撐桿70的右側，主要由同軸套接并且能沿軸向相對滑移的一外管81及一內桿82組成；對應于氣壓支撐桿70相對二端7172的連接位置，伸縮桿80的其中一端(本實施例為外管81的外端)也是樞接在底座11后端的前述耳片117，另一端(本實施例為內桿82的外端)也是樞接在導軌架40中間橫桿44的前述耳片441。請搭配參閱圖11，在伸縮桿80的外管81與內桿82之間設有一能鎖定二者81、82相對關系的鎖定機構85，主要包含一樞設在外管81內端外部的偏轉件86,以及一將相對二端分別抵在外管81與偏轉件86的扭簧(圖中未示)；偏轉件86對應于內桿82伸出方向的一側設有一定位銷87，另一側設有一按壓部88，偏轉軸心則是介于定位銷87與按壓部88之間，垂直于伸縮桿80的長軸向；前述扭簧的力量使得偏轉件86相對于外管81正向偏轉(對應于圖11中的逆時鐘方向)，讓定位銷87由外往內穿過外管81管壁上預設的開孔811。
[0051]當導軌架40位于收折角度時，伸縮桿80呈現直立狀連接在導軌架40與底座11之間，并且伸長為對應長度，此時，如圖11所示，外管81內端的定位銷87由外往內嵌插內桿82內端預設的定位孔821，鎖定外管81與內桿82的相對關系。換個說法就是，當導軌架40由使用角度向上向前偏轉時，隨著伸縮桿80逐漸伸長，內桿82的內端逐漸靠近外管81的內端，直至定位孔821到達預定位置受定位銷87嵌插，內桿82及外管81即無法相對滑移，亦即伸縮桿80被鎖定在對應長度，使得導軌架40也被鎖定在對應角度(即收折角度)無法偏轉。如此，伸縮桿40形成在收折狀態下支撐導軌架40的支撐裝置。當使用者要將收折狀態下的橢圓運動機展開使用時，可以先捉握導軌架40的后端橫桿45，再用腳踩壓伸縮桿80中間的偏轉件86的按壓部88，使偏轉件86逆向偏轉(對應于圖11中的順時鐘方向)，讓定位銷87尾端抽離內桿82的定位孔821，使得伸縮桿80得以縮短，亦即導軌架40得以向下向后偏轉。
[0052]請參閱圖9，由曲柄22內端相對于主架體10的樞轉軸心(即第一橫軸Al)至曲柄22外端相對于帶動桿52的樞轉軸心的距離定義為“曲柄長度LI” ；由帶動桿52前端相對于曲柄22的樞轉軸心至帶動桿52后端相對于導軌42的偏轉軸心(即前述滾輪53的軸心)的距離定義為“帶動桿長度L2”。請再搭配參閱圖12，圓弧C3(以下稱極限圓周)代表“導軌架40收折之后，在左、右二帶動桿52的后端都保持在導軌42上的前提之下，導軌42的最后端能夠最靠近第一橫軸Al的界限”，極限圓周C3是以第一橫軸Al為圓心，以“帶動桿長度L2的平方減去曲柄長度LI的平方之后再開平方根”為半徑。詳而言之，假設收折后導軌42的最后端恰好位于極限圓周C3上，則左、右二帶動桿52的后端都會抵止于導軌42最后端，而且二帶動桿長度L2與二曲柄長度LI會共同構成一等腰三角形(參閱圖12)，依據幾何學可知前述三角形的高(亦即極限圓周C3的半徑)L3長度正是如上所述；假設收折后導軌42的最后端位于極限圓周C3之外，例如圖9所示狀態，則左、右二帶動桿52的后端可能一者位于圓周C3之外、一者位于圓周C3之內，但都還保持在導軌42上。
[0053]如圖9及圖12所示，導軌架40由使用角度向上向前偏轉時，導軌42的最后端會由起點P3位置沿著一以第三橫軸A3為圓心的偏轉圓周C4移動，前述偏轉圓周C4與前述極限圓周C3在一極限點P4相交，在本實施例中，由起點P3至極限點P4的圓弧長度大約是76.5度，大于前述收折角度與使用角度的差距；換言之，如果沒有前述伸縮桿80及螺栓116(參閱圖10B)的限制，導軌架40最多能由使用角度向上向前偏轉大約76.5度(注:在該角度下，左、右二帶動桿52的后端會同時抵止于導軌42的最后端)。
[0054]綜合前面的推導可知，在上揭橢圓運動機的結構型式下，帶動桿52若能適度縮短，不僅不會減損踏板56的行程長度，還能使前述極限圓周C3因為半徑L3對應縮短而往圓心Al方向縮移，讓偏轉圓周C4與極限圓周C3的交點(即極限點P4)更偏靠前上方，也就是讓由起點P3至極限點P4的圓弧長度更長，加大導軌架40的可能偏轉角度。在本實例中，帶動桿長度L2大約為91公分，小于曲柄長度LI的4倍。另一方面，在相同的導軌架40長度(指A3至P3的距離)之下，導軌架40相對于主架體10的偏轉軸心(即第三橫軸A3)若能適度靠前，也能使前述交點P4更偏靠前上方(注:不過，如果將第三橫軸A3設定在太前方，當導軌架40向上向前偏轉之后，在側視下，由第三橫軸A3往后上方延伸的導軌架40支臂41將會穿過圓形軌跡Tl，如此，為了避免支臂41與曲柄22、帶動桿52、擺臂62、連桿64等發生干涉，構件的設計安排將會變得比較復雜)。在本實施例中，第三橫軸A3在前后軸向上的位置是介于圓形軌跡Tl的圓心與圓周后緣之間(參閱圖3)，而且在側視下，導軌架40的支臂41始終位于圓形軌跡Tl的外部(參閱圖9)。
[0055]反過來說，較長的帶動桿52不僅無助于踏板56的行程長度，而且還會讓橢圓運動機的前后長度增長，浪費占地面積，此外，帶動桿52愈長意謂極限圓周C3愈往外擴張，會讓偏轉圓周C4與極限圓周C3的交點P4愈偏靠后下方；另一方面，導軌架40的偏轉軸心A3如果位在主架體10的太后方，也會降低交點P4的位置，減少導軌架40的可能偏轉角度。例如在圖12中，假設帶動桿長度由原先的L2增長為曲柄長度LI的5倍，則極限圓周會對應由C3往外擴張至C3’的位置，同時，假設導軌架40的前端由原先的A3向后平移至A3’的位置(注:圖中A3’的位置對應于底座11后端)、導軌最后端的偏轉起點對應由原先的P3向后平移至P3’的位置，那么，偏轉圓周C4’與極限圓周C3’會在極限點P4’相交，而由起點P3’至極限點P4’的圓弧長度只有50度左右。當然，增長前述偏轉圓周C4’的半徑，亦即增長導軌架40的長度，就能讓前述交點P4’更偏靠前上方，加大導軌架40的可能偏轉角度，但如此不但會增加材料成本，也會使橢圓運動機在使用狀態下的前后長度對應增長，并非理想的方式。
[0056]請參閱圖13A及圖13B，在飛輪24的底側與導軌架40的前端之間設有一自動迫緊裝置90，主要包含一推迫件91、一位移件92及一彈性件93，其中，推迫件91固定在導軌架40的前端橫桿43中央部位的桿面頂側，并且經由底座11的軸管113中央部位預設的缺口110露出在軸管113頂側，會隨著導軌架40的前述偏轉動作依據第三橫軸A3對應偏轉；推迫件91的外側面形成一曲面911，曲面911配合導軌架40的偏轉角度由一距離第三橫軸A3較近的短徑部912延伸至一距離第三橫軸A3較遠的長徑部913 ;位移件92具有一偏轉臂94，偏轉臂94的其中一端樞接在底座11的中管111頂面預設的耳片119，另一端設有一外環為橡膠材質的抵壓輪95，抵壓輪95位于飛輪24的底側；彈性件93實質上是一拉伸彈簧，其相對二端分別勾扣在位移件92的偏轉臂94及底座11的中管111底面，提供位移件92向下偏轉的扭力，使得抵壓輪95保持經由中管111頂面預設的缺口 118往下抵靠于推迫件91的曲面911。
[0057]如圖13A所示，當導軌架40位于使用角度時，位移件92的抵壓輪95往下抵靠于推迫件91的短徑部912上，抵壓輪95的頂側與飛輪24的底側相隔適當距離。隨著導軌架40由使用角度向上向前偏轉，推迫件91會由以曲面911的較靠短徑部912的部位推頂抵壓輪95，偏轉成以曲面911的較靠長徑部913的部位推頂抵壓輪95，使得抵壓輪95逐漸向上逼近飛輪24周面，并且使得偏轉臂94逐漸向上偏轉而拉長彈性件92。如圖13B所示，當導軌架40位于收折角度并且被鎖定時，抵壓輪95會被夾緊在推迫件91的長徑部913與飛輪24的底側周面之間，使得飛輪24因為摩擦力而無法自由旋轉。藉此，當前述橢圓運動機被收折成如圖8及圖9所示的收折狀態時，因為飛輪24會被鎖定在對應角度，所以包含曲柄
22、帶動桿52、連桿64、擺臂62等構件也都會定位在對應位置，即使受到外力也不會輕易滑動或擺動，較為安全。例如，當使用者想要搬移收折狀態下的前述橢圓運動機時，就可以站在橢圓運動機的前方，用雙手分別捉握穩固對稱的左、右二握把63，以底座11前端為支軸使橢圓運動機上半部往前下方傾斜，再利用底座11前端兩側的移動輪38 (參閱圖9)推移前述橢圓運動機。當橢圓運動機由收折狀態展開使用時，自動迫緊裝置90能夠自動解除飛輪24的鎖定狀態，其間過程如同由圖13B至圖13A，不再贅述。
[0058]上述自動迫緊裝置90的功能可能以其他結構取代，例如在本發明的另一實施方式中，沒有前述位移件92及彈性件93，只在導軌架40的前端橫桿43上固接一形狀類似前述推迫件91的物件，前述物件的外層為橡膠材質，而且外側面形成類似前述曲面，長徑部直接作為用以抵壓飛輪24周面的抵壓部(取代前述抵壓輪95);當導軌架40位于使用角度時，前述物件以曲面的短徑部朝向飛輪24的底側周面，具體而言，短徑部位于飛輪24的軸心(即第二橫軸A2)與前端橫桿43的軸心(即第三橫軸A3)的連結線上，使得整個曲面與飛輪42周面沒有接觸；當導軌架40偏轉至使用角度時，前述物件對應偏轉成以曲面的長徑部朝向飛輪24的底側周面，并且與飛輪24緊密抵接，使得飛輪42因為摩擦力而無法自由旋轉。
【權利要求】
1.一種可收折的橢圓運動機，其特征在于包含有: 一主架體，具有一底座，前述底座具有一前端及一后端； 一左曲柄及一右曲柄，共同依據一第一橫軸樞設在前述主架體上； 一飛輪，依據一第二橫軸樞設在前述主架體上，與前述二曲柄連動；前述第二橫軸比前述第一橫軸更靠近前述底座的后端； 一殼體，設在前述主架體上并且覆蓋前述飛輪，具有一左側面及一右側面； 一導軌架，具有相互固定的左、右二支臂及左、右二導軌，各前述支臂具有一前端，前述二支臂的前端分別位于前述殼體的左、右二側面之外，并且共同依據一第三橫軸樞設在前述主架體的底座，使得前述導軌架能相對于前述主架體在一使用角度及一收折角度之間偏轉；前述第三橫軸介于前述底座的前、后二端之間，并且位于前述飛輪的底側，當前述導軌架位于前述收折角度時，前述殼體的局部會介于前述左、右二支臂之間；前述導軌位于前述支臂的后側，各前述導軌具有一體連續的一基本段及一延長段，前述延長段比前述基本段遠離前述支臂，而且前述延長段的長度小于前述基本段的長度的一半； 一支撐裝置，呈長桿狀，并且能沿自身長軸向伸縮；前述支撐裝置的其中一端連接在前述主架體的底座的前述第三橫軸后方，前述支撐裝置的另一端連接在前述導軌架； 一左帶動桿及一右帶動桿，各前述帶動桿具有一前端及一后端，前述左、右二帶動桿的前端分別樞接在前述左、右二曲柄，前述左、右二帶動桿的后端分別以能沿前述導軌滑動并且能相對偏轉的方式配接在前述左、右二導軌上；當前述導軌架位于前述使用角度時，對應于前述帶動桿的前端沿一以前述第一橫軸為圓心的圓形軌跡作繞圓運動，前述帶動桿的后端會在前述導軌的基本段的前、后二端之間作往復運動；當前述導軌架位于前述收折角度時，前述二帶動桿的后端仍然分別保持在前述二導軌上，而且至少一前述帶動桿的后端會位于對應的前述導軌 的延長段； 一左踏板及一右踏板，分別以能相互帶動的方式與前述左、右二帶動桿配接，使得當前述導軌架位于前述使用角度時，對應于前述帶動桿的前端作繞圓運動及后端作往復運動，前述踏板會沿一封閉軌跡運動。
2.如權利要求1所述的可收折的橢圓運動機，其特征在于:前述第三橫軸在前后軸向上的位置是介于前述圓形軌跡的圓心與圓周后緣之間，而且在側視下，前述導軌架的支臂始終位于前述圓形軌跡的外部。
3.如權利要求1所述的可收折的橢圓運動機，其特征在于:由前述帶動桿相對于前述曲柄的樞轉軸心至前述帶動桿相對于前述導軌的偏轉軸心的距離定義為帶動桿長度，由前述帶動桿相對于前述曲柄的樞轉軸心至前述第一橫軸的距離定義為曲柄長度，前述帶動桿長度小于前述曲柄長度的4倍。
4.如權利要求1所述的可收折的橢圓運動機，其特征在于:還包含有一左連桿及一右連桿，各前述連桿具有一前端及一后端，各前述連桿的前端能沿一預定軌跡相對于前述主架體前后位移，各前述連桿的后端與對應的前述踏板固接，而且前述連桿與對應的前述帶動桿之間能依據一介于前述帶動桿前、后二端之間的第四橫軸相對偏轉；當前述導軌架位于前述使用角度時，各前述踏板位于對應的前述第四橫軸的后方，而且各前述踏板的后端比對應的前述帶動桿的后端位于更后方。
5.如權利要求1所述的可收折的橢圓運動機，其特征在于:前述導軌架的前端與前述飛輪之間設有一自動迫緊裝置，前述自動迫緊裝置具有一受前述導軌架帶動的抵壓部；當前述導軌架位于前述使用角度時，前述抵壓部對應位于沒有接觸前述飛輪的位置；當前述導軌架由前述使用角度偏轉至前述收折角度時，前述抵壓部會對應位移至能抵壓前述飛輪的位置。
6.如權利要求5所述的可收折的橢圓運動機，其特征在于:前述自動迫緊裝置包含有一推迫件、一位移件及一彈性件；前述推迫件設在前述導軌架的前端，會隨著前述導軌架依據前述第三橫軸相對于前述主架體偏轉；前述位移件設有前述抵壓部，前述位移件是以前述抵壓部能夠靠近或離開前述飛輪的周面的方式活動地設在前述主架體上；前述彈性件設在前述位移件與前述主架體之間，其彈性回復力對前述位移件施加一相對于前述主架體的力量，前述力量的作用方向對應于使前述位移件往前述抵壓部離開前述飛輪的周面的方向位移；當前述導軌架由前述使用角度偏轉至前述收折角度時，前述推迫件會將前述位移件推動至前述抵壓部抵壓前述飛輪的周面的位置，而且前述彈性件產生彈性變形。
7.如權利要求6所述的可收折的橢圓運動機，其特征在于:前述推迫件設有一曲面，前述曲面配合前述導軌架的偏轉角度由一距離前述第三橫軸相對較近的短徑部延伸至一距離前述第三橫軸相對較遠的長徑部；對應于前述導軌架由較靠近前述使用角度的方向往較靠近前述收折角度的方向偏轉，前述推迫件會由以前述曲面的較靠近前述短徑部的部位推抵前述位移件，偏轉成以前述曲面的較靠近前述長徑部的部位推抵前述位移件。
8.如權利要求5所述的可收折的橢圓運動機，其特征在于:前述自動迫緊裝置包含有一曲面，前述曲面設在前述導軌架的前端，會隨著前述導軌架依據前述第三橫軸相對于前述主架體偏轉，前述曲面配合前述導軌架的偏轉角度由一距離前述第三橫軸相對較近的短徑部延伸至一距離前述第三橫軸相對較遠的長徑部，前述長徑部形成前述抵壓部；當前述導軌架位于前述使用角度時，前述曲面的短徑部位于前述第二橫軸與前述第三橫軸的連結線上，而且，對應于前述導軌架由較靠近前述使用角度的方向往較靠近前述收折角度的方向偏轉，前述曲面會由以較靠近前述短徑部的部位朝向前述飛輪的周面，偏轉成以較靠近前述長徑部的部位朝向前述飛輪的周面。
9.如權利要求1所述的可收折的橢圓運動機，其特征在于:前述支撐裝置為一氣壓支撐桿；當前述導軌架位于前述使用角度時，前述支撐裝置的連接在前述底座的一端，是位于前述支撐裝置的另一端與前述第三橫軸的連結線的上方。
10.如權利要求1所述的可收折的橢圓運動機，其特征在于:前述支撐裝置包含同軸套接并且能沿軸向相對滑移的一外管及一內桿，而且前述外管與前述內桿之間設有一鎖定機構，前述鎖定機構能在當前述導軌架位于前述收折角度時鎖定前述外管與前述內桿的相對關系。
【文檔編號】A63B22/06GK103566532SQ201210251330
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月19日 優先權日:2012年7月19日
【發明者】龍運波 申請人:喬山健康科技(上海)有限公司