[发明专利]可调整踏板轨迹的椭圆运动机

说明书

技术领域

本发明与运动健身器材有关，特别是指一种可调整踏板轨迹的椭圆运动机(Elliptical)。

背景技术

椭圆运动机是一种能以左、右二踏板承载使用者的双脚，进而导引双脚在一概呈椭圆形的轨迹上运动的运动健身器材。在习知技艺中，某些椭圆运动机的踏板轨迹可供使用者依据个人需求进行调整，以改变迈步幅度、运动难度或锻炼部位。

如图12所示即为一种习知的可调整踏板轨迹的椭圆运动机9(注：详情可参阅中国第1958099号早期公开专利案)，其相关部分的动作原理如下：各踏板91被一前后延伸的支撑杆92所支撑，各支撑杆92的前端连结在一曲柄93尾端，后端枢接在一可前后摆荡的悬臂94底端，使得其所支撑的踏板91能沿一概呈椭圆形的轨迹运动。其中，用于支持悬臂94的架体95可受一驱动装置96控制其偏斜角度，以改变悬臂94顶端的空间位置，而让悬臂94底端(即支撑杆92后端)的摆荡路径对应变动，使得踏板91的运动轨迹跟着改变(具体表现在斜度方面)。

上述习知结构虽然揭示了一种典型原理，不过在实际制造及使用上却存在着一些尚待改进之处，例如：

(一)架体95可以制成一开口朝上的U形框，以其左、右二侧杆上的一枢转点97枢接在骨架98上，并以前述二侧杆的顶端分别承吊左、右二悬臂94。驱动装置96一般是用马达驱动一螺杆-螺管组合伸长或缩短，通过推拉U形框底部的横向连杆使顶部的二承吊部位同步位移。从力学角度来看，此种架体95可看作一「第一类杠杆」，其中，由于驱动装置96施力点与架体枢转点97之间的长度(即施力臂)小于悬臂94悬吊点与架体枢转点97之间的长度(即抗力臂)，使得驱动装置96的作功效率相对较低，因此需要出力较大的马达，导致生产成本及所耗费的电力相对偏高。需要说明的是，在此种状况下，直接挪高架体95上的枢转点97以改变施力臂与抗力臂的比例，并不是解决上述问题的理想方法，其原因在于此种方法将会缩短悬臂94顶端的偏摆范围、增加驱动装置的空间需求、降低调整轨迹时的反应效率，总之弊多于利。

(二)此外，在上述结构之下，驱动装置96一般会设置在左右之间的中央位置(使能对称施力于前述U形框)，因此，当设计阶段在设定构件的相对关系时，为了不与底部的驱动装置96(以及图中未示的保护用壳盖)产生干涉，并且保留不致发生夹伤意外的安全间距，必须适度提高支撑杆92活动范围最低点的高度，导致踏板91被托撑至更高的位置运动，因而影响到使用者登上踏板91时的便利性与运动时的安全感。

(三)或者，架体95可以是由相互分离的左、右二纵向侧杆所构成(即缺少前述U形框的横向连杆)，再配合上左、右两组驱动装置96同步推拉二侧杆的底端，使得顶端的二承吊部位同步偏摆。此种设计虽然通过将驱动装置96由支撑杆92下方移至侧边，维持了支撑杆92及踏板91尽量压低的设计需求，但因采用两组驱动装置96，使得生产成本更加提高。同时，纵使此种结构下的各驱动装置出力要求较低，但因前述力臂比例的问题仍然存在，所以各驱动装置的作功效率依然偏低，没能得到有效运用。

另外，在另一种类似图12所示的习知结构中，架体的枢转点位于最底端，而且驱动装置直接推拉前述架体的顶端，即施力臂与抗力臂等长，采用此种结构的驱动装置作功效率仍不理想。

(四)前述悬臂式结构除了作功效率的问题之外，在稳固性方面也有进一步改善的空间。再如图12所示，由于架体95顶端的承吊部位承受着极大的向下分力，同时，架体95的顶端也经常不在枢转点97的正上方，使得架体95的上半段(即抗力臂)有弯曲变形的隐忧，为此必须采用较为粗壮的金属杆材，而且，架体95的枢转点97，以及架体95底端与驱动装置96之间的连接点也承受着极大应力，使得该处的枢接结构必需采用耐负荷能力较强的构件，以避免损坏。

此外，不同于前述可调整偏斜角度的架体支撑悬臂，另一种习知结构(例如前述中国第1958099号早期公开专利案的第二实施例)则是在左右二侧各设置一前后延伸的固定横杆，并将摆臂顶端以可位移的方式设在横杆上，通过驱使摆臂顶端在横杆上前后位移而达到调整轨迹的目的。此种结构同样因为采用两组驱动装置，使得成本较高。

在习知的各种可调整踏板轨迹的椭圆运动机中，驱动装置均未能与既有结构良好整合，除了需要另外设计壳罩加以覆盖掩饰，造成成本提升、体积增加、外观复杂之外，更严重的是如前所述，在设计上因为其他构件必须闪避或牵就驱动装置，因而降低了设计的自由度及人体工学特性。