运动器材的制作方法

专利名称：运动器材的制作方法
技术领域：
本发明涉及运动器材，特别是指一种可供使用者进行腿部运动的运动器材。
技术背景随着社会的进步，人们将大部份时间投注于工作，则大大地降低了运动的时 间，因此不需大场地一样能达到运动效果的健身器材渐渐受到重视， 一般常见的 腿部(下半身)运动器材，有跑步机、健身脚踏车、椭圆机、滑步机、踏步机等，除 了跑步机外，上述各种运动器材都是利用可活动的踏板来导引使用者的双脚在预 定的运动轨迹上动作，使其腿部作出反复的预定动作，例如，脚踏车的踏板是导 引双脚在一圆形轨迹上循环运动，椭圆机则是以一近似椭圆的运动轨迹导引双脚 运动，其它则类似以一水平直线或改变运动轨迹圆心方位来导引双脚动作。一般而言，上述各运动器材都仅能导引踏板执行前后移动的动作，使双腿呈 现前后移动的状态，由此可以训练到的肌肉均仅限于腿部前后肌肉，无法兼顾下 半身其它肌肉的训练，实在无法满足使用者的需求。再者，虽有部份习知踏步机会进行踏板斜向侧移的动作，但当使用者使用此 种健身器材时，其踏板无法对应着斜向侧移动作而进行相对应的偏转，造成使用 者双腿脚掌与此动作不相协调，从而造成使用上的不适，在长时间使用下，容易 产生运动伤害。 发明内容针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种运动器材，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运动器材，其可让踏板随着运动路径的变化 而改变偏转的角度，并让使用者在进行双腿运动时，能更舒适自然地进行运动及 降低运动伤害的发生。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案 一种运动器材，其特征在于包 括有 一架体； 一导引机构，设于所述架体上，所述导引机构具有一曲柄轴及二 曲柄；所述曲柄轴可原地旋转地枢设于所述架体，且所述二曲柄的一端各自连接 于所述曲柄轴； 一第一踏板组件及一第二踏板组件，各包括有一支撑杆及一踏板， 各所述支撑杆包括一枢接部及一支撑部，且各所述支撑杆通过枢接部分别沿一斜轴与所述架体枢接；各所述踏板对应设于各所述支撑杆的支撑部，并具有一可供 使用者踩踏的脚踏面，各所述踏板可分别在具有相对高点及相对低点的一第一运 动轨迹及一第二运动轨迹进行往复运动； 一第一连动件及一第二连动件，各包括 一分别对应枢接于所述导引机构的第一端及一分别对应接于所述第一踏板组件及 所述第二踏板组件的支撑杆。上述本发明的技术方案中，当所述第一踏板组件或所述第二踏板组件的踏板 位于所述第一运动轨迹或所述第二运动轨迹的相对高点时，所述踏板相对应的曲 柄与地面形成一介于30度至60度的夹角。所述第一踏板组件及所述第二踏板组件的支撑杆，各包括一第一部及一第二 部，所述二支撑杆的枢接部分别位于所述第一部及所述第二部之间，且所述第一 连动件及所述第二连动件的第二端分别对应枢接的所述第一踏板组件及所述第二 踏板组件支撑杆的第一部。当所述第一踏板组件及所述第二踏板组件的踏板受力开始移动时，所述第一 连动件及所述第二连动件的第一端分别受所述导引机构导引在一纵向平面上进行 往复运动，且所述第一连动件及所述第二连动件的第二端分别被所述第一踏板组 件及所述第二踏板组件的支撑杆导引而沿一斜向圆弧形轨迹进行往复运动。所述第一连动件及所述第二连动件的第一端及第二端分别组设一万向接头， 以对应枢接至所述二曲柄及所述第一、第二踏板组件的支撑杆。所述导引机构还包括一第一传动机构及一第二传动机构，各包括一第一连杆 及一第二连杆，各所述第一连杆及所述第二连杆分别包括一第一部及一第二部，其中，各所述第一连杆的第一部分别对应枢接至所述二曲柄，且各所述第一连杆 的第二部分别对应枢接至所述第一传动机构及所述第二传动机构的第二连杆；各 所述第二连杆的第一部对应枢接至各所述第一连动件及所述第二连动件的第一 端，且各所述第二连杆的第二部对应枢接至所述架体上。当所述第一踏板组件及所述第二踏板组件的踏板受力而开始移动时，所述第 一连动件及所述第二连动件的第二端分别被所述第一踏板组件及所述第二踏板组 件的支撑杆导引而沿一斜向圆弧形轨迹进行往复运动，且所述第一连动件及所述 第二连动件的第一端会分别对应受到所述二支撑杆及所述第一传动机构及所述第 二传动机构的导引而于一纵向圆弧形路径进行往复运动。所述第一连动件及所述第二连动件的第一端及第二端分别组设一万向接头， 以对应枢接至所述第一、第二传动机构及所述第一、第二踏板组件的支撑杆。所述二踏板的脚踏面具有一第一端及一第二端，当所述踏板位于所述第一或第二运动轨迹的所述相对高点时，所述踏板脚踏面的第一端相对低于所述踏板脚 踏面的第二端；所述二踏板的脚踏面具有一第一端及一第二端，当所述二踏板其 中之一位于所述第一或第二运动轨迹的所述相对低点时，所述踏板脚踏面第一端 及第二端连结轴向大致平行于地面。所述运动器材还包括二踏板偏转辅助机构，当所述左、右踏板组件的踏板受 力而开始移动时，所述二踏板偏转辅助机构控制所述二踏板进行对应施力来源的 偏转。由于采用以上技术方案，本发明可进行不同于传统式踏板仅能上下移动的双 腿往复运动方式，因此本发明除了可训练到腿部前后肌肉外，更可加强训练腿部 侧边肌肉、大腿内侧等平常较不易训练到的部位，使腿部肌肉线条雕塑更完整， 达到完整训练下半身肌肉的效果。


图1是本发明一较佳实施例的立体图； 图2是本发明一较佳实施例的右侧视图； 图3是本发明一较佳实施例的左侧视图； 图4是本发明一较佳实施例的主视图；图5是本发明一较佳实施例的主视图，显示踏板移动轨迹； 图6是本发明一较佳实施例的俯视图。
具体实施方式
为了详细说明本发明的结构及所达到的功效，现举以下较佳实施例并配合附 图说明如下。为便于理解本发明，下面将配合附图列举本发明的若干较佳实施例。在各附 图中，对等或近似的部件会标示相同的编号。以下的详细说明是本发明目前已知 的较佳实施例，当然，对熟习此项技艺者而言，本发明还可采用其它多种显而易 知的等效实施方式，而这些实施方式均应被本发明权利要求的范围所涵盖。有关本发明的一较佳实施例，如图1 图5所示，依序为本发明一较佳实施例 的立体图、右侧视图、左侧视图、主视图、及俯视图。(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下的方向认知，而前述左、右 恻视图、俯视图则是图学上的标示，其中左侧视图是对应于使用者的左侧。)如图1所示，本发明一较佳实施例的运动器材100包括有一架体10， 一设置 于架体10前端的导引机构11， 二踏板组件12、 13及二连动件14、 15。如图1所示，在本实施例中，架体10包括有一前端及后端，其可稳定地放置于地面上，主要作为运动器材100的其它构件的装设基础，其大体上是由一底座 101、 一立杆102、以及一前端支架103构成。在本实施例中，在立杆102向上延 伸处组设有一控制台105，及二可供使用者双手抓握的手把106，使用者可通过控 制台105来对运动器材IOO进行操作环境的改变。如图1 图3所示，导引机构11设置于架体10的前端支架103上，且导引机 构ll包括一曲柄轴lll、 二曲柄112、以及一大皮带轮113，其中，曲柄轴lll以 左右轴向枢设于运动器材100的前端支架103上，且二曲柄112分别以相互对称 方式固接于曲柄轴111的两端，而二曲柄112的外端可分别形成一回绕接点114、 115，因此可在一封闭轨迹上提供两个回绕接点114、 115对应于中心点维持180 度相对运动，在本实施例中，大皮带轮113同轴枢设于曲柄轴111上，且位于二 曲柄112之间。此外，大皮带轮113可通过皮带172与其它阻力装置(例如涡电流 制动器或小飞轮等)相连接，以提供运动器材IOO运转时的阻力。如图1 图4所示，二踏板组件12、 13分别包括有一支撑杆121、 Bl及一踏 板122、 132，且各支撑杆121、 131包括一枢接部125、 135及一支撑部126、 136。 在本实施例中，各支撑杆121、 Bl可分别通过枢接部125、 135沿一斜向轴向P1、 P2与架体10枢接，使支撑杆121、 131可相对于架体10进行偏转。各踏板122、 132分别包括一可供使用者踩踏的脚踏面123、 133以及一对应踩踏于踏板122、 132的脚指对应端124、 134，且各踏板122、 132枢设于相对应支撑杆121、 131 的支撑部126、 136上方，使踏板122、 132能相对于支撑杆121、 131进行偏转。此外，再如图2及图3所示，二连动件14、 15各包括一枢接于导引机构11 的第一端141、151以及一枢接于二踏板组件12、13支撑杆121、131的第二端142、 152，其枢接方式最好采用万向接头来进行枢接，但也可采用其它可达到相同功效 的装置。在本实施例中，支撑杆121、 131的枢接部125、 135分别位于支撑杆121、 131的第一部128、 138与第二部129、 139之间，且二连动件14、 15的第二端142、 152分别对应枢接至支撑杆121、 131的第一部128、 138。因此，在一实施例中，当二踏板组件12、 13的踏板122、 132受力而开始移 动时，会因二连动件14、 15的第一端141、 151分别接至回绕接点114、 115，而 受导引机构11导引在一纵向平面上进行往复运动，由于连动件14、 15为枢接至 导引机构11，因此，上述纵向平面大略平行于导引机构11的回绕接点114、 115 所运动的封闭轨迹所形成的平面，且由于各支撑杆121、 131分别通过枢接部125、 135沿一斜向轴向Pl、 P2与架体10枢接，使支撑杆121、 131可相对于架体10 进行偏转，因此，二连动件14、 15的第二端142、 152分别被二踏板组件12、 13的支撑杆121、 131导引而沿一斜向圆弧形轨迹进行往复运动。如图4所示，在本实施例中，二支撑杆12、 13与架体IO枢接的枢接轴轴向 Pl、 P2为呈现斜向，并分别由导引机构两侧向外延伸，并且跟地面形成一夹角关 系。由于轴向P1、 P2相对于架体10呈现斜向关系，因此当左、右踏板组件12、 13受力开始移动时，则会相对于架体10进行斜向上、下偏移往复运动。在本实施 例中，二支撑杆121、 131与架体10枢接的枢接轴轴向Pl、 P2与地面形成一约 60度的夹角，此夹角最好为一介于45度至90度的夹角，夹角大小的改变会影响 到踏板122、 132斜向侧移的范围。如图1 图3所示，在本实施例中，导引机构11还包括二传动机构18、 19， 各包括一第一连杆181、 191及一第二连杆182、 192，第一连杆181、 191及第二 连杆182、 192分别包括一第一部183、 185、 193、 195及一第二部184、 186、 194、 196，其中，各第一连杆181、 191的第一部分183、 193分别对应枢接至二曲柄112 的回跷接点114、 115，且各第一连杆181、 191的第二部184、 194分别对应枢接 至二传动机构18、 19的第二连杆182、 192;各第二连杆182、 192的第一部185、 195对应与各二连动件14、 15的第一端141、 151相枢接，且各第二连杆182、 192 的第二部186、 196对应枢接至架体10上。因此，如图2及图3所示，通过采用上述结构，当二踏板组件12、 13的踏板 122、 132受力开始移动时，二连动件14、 15的第二端142、 152分别被二踏板组 件12、 13的支撑杆121、 131导引沿一斜向圆弧形轨迹P3进行往复运动，图2中 显示的斜向圆弧形轨迹P3仅以连动件15为例，但连动件15的动作与连动件14 相同，在此便不对连动件14的第二端142多做描述。斜向圆弧轨迹P3的前后极 点与移动路径不会位于相同水平面上，使斜向圆弧轨迹P3整体呈现一类似三维空 间的运动方法，且二连动件14、 15的第一端141、 151会分别对应受到二支撑杆 121、 131及二传动机构18、 19的导引而沿一纵向圆弧形路径P4进行往复运动， 图3中显示的纵向圆弧形路径P4仅以连动件14为例，但连动件14的动作与连动 件15相同，在此便不对连动件15的第一端151多做描述。纵向圆弧形路径P4为 维持于一平面上。二连动件14、 15的第一端141、 151及第二端142、 152分别设 有万向接头，以对应枢接至二传动机构18、 19及二踏板组件12、 13的支撑杆121、 131。因二连动件14、 15的第一端141、 151与第二端142、 152的运动轨迹不同， 采用万向接头的枢接方式，可避免因运动轨迹不同造成二连动件14、 15的移动轨 迹受限，可大幅提升使用上的舒适感。如图l、图4及图5所示，采用上述结构，当使用者将双脚踩踏在踏板122、132的脚踏面123、 133上开始施力运动时，二踏板组件12、 13会分别由导引机构 11及连动件14、 15带动，进行对应受力来源的动作，由于导引机构ll的回绕接 点114、 115是维持180度进行相对运动，则二踏板组件12、 13的踏板122、 132 会受其导引而呈现互逆运动，即当踏板122受力向外偏移时，踏板132会因导引 机构ll的带动而向内移动，反之也相同，且又因二支撑杆12、 13与架体10枢接 的枢接轴轴向P1、 P2与架体10是呈现相对斜向的关系，因此，二踏板122、 132 会因受力而分别沿运动轨迹P5、 P6进行由上往下斜向侧移互逆运动，再者，因踏 板122、 132是进行斜向侧移运动，由图5可知，二运动轨迹P5、 P6的相对高点 彼此间的直线距离会小于二相对低点彼此间的直线距离。此外，二运动轨迹P5、 P6的相对高点也可能会彼此相当接近又或彼此位于同一高点位置上。如图2、图5所示，当二踏板组件12、 13的踏板122、 132其中之一位于二运 动轨迹P5、 P6的相对高点时，踏板12、 13相对应的曲柄112会与地面形成一介 于30度至60度的夹角。在本实施例中，由于二踏板122、 132的动作为相互对称， 在此以踏板组件13来举例说明。如图5所示，当踏板132位于运动轨迹P6相对 高点时，相对应的曲柄112与地面的夹角大于45度(在图2中以虚线M表示)时， 则当踏板132受力而开始往运动轨迹P6相对低点移动时，曲柄112会因传动件15 及导引机构ll的带动，而进行顺时针的旋转。除上述情形外，还有另一种情形， 当踏板132位于运动轨迹P6相对高点时，且相对应的曲柄112与地面的夹角小于 45度时(图中未示)，当踏板132受力而开始往相对低点移动时，此时，曲柄112 会因传动件15及导引机构11的带动，而进行逆时针的旋转，通过上述的设计， 可让时使用者在操作运动器材100期间，当踏板122、 132在相对高低点转换位置 时，曲柄112可配合其角度的不同而进行顺时针或逆时针的运转，不会让使用者 感觉到踏板122、 132在于切换高低点位置时会有顿点或急回的现象，让使用者能 安心使用运动器材100，不仅提高使用上的舒适度，更能预防运动伤害的产生。如图4及图5所示，由于踏板122、 132会在一具有相对高低点的运动路径轨 迹P5、 P6内进行斜向侧移往复运动，虽然单就左、右侧视图(图2及图3)来看， 踏板122、 132运动路径轨迹P5、 P6的相对高低点和传统式踏步机踏板上下移动 的高低点是差不多的，不过本发明的踏板122、 132是以斜向侧移的方式进行往复 运动，此斜向移动路径运动轨迹P5、 P6除具有上下移动的量能外，更具有左、右 移动分量的路径，而非传统式的上下直线移动，且斜向移动的路径大于传统式踏 步机，较长的移动路径除了可让使用者的腿部运动较具延展性外，更可加强运动 的强度，因此，通过踏板斜向侧移运动，可加强训练传统踏步机无法训练的腿部 侧边肌肉、大腿内侧等平常较不易训练到的部位，使腿部肌肉线条的雕塑更完整，达到完整训练下半身肌肉的效果。再如图2、图3、及图5所示，当踏板132位于运动轨迹P6的相对高点时， 此时，踏板132的脚指对应端134相对于地面的高度低于踏板132的脚跟对应端 137相对于地面的高度。并且，当踏板122位于运动路径P5的相对低点时，此时， 踏板122的脚指对应端124与脚跟对应端127连结轴向P7为大致与地面平行，由 此可知，当踏板122、 132由运动轨迹P5、 P6相对高点处往相对低点处移动时， 使用者脚底板约略呈现由脚跟提起的状态变成平踏地面的状态，此踏板变化的设 计极为符合人体实际在登阶、爬高等运动中的动作。由此不难得知，使用者在使 用运动器材100期间，通过踏板122、 132在运动轨迹P5、 P6上移动位置的变化 而改变脚踏面123、 133的角度，此种符合人体工学的设计，除可让使用者能更舒 适地进行运动外，更可进一步降低运动伤害的发生。再如图1、图5、及图6所示，在本实施例中，二踏板组件12、 13的踏板122、 132是以可转动的方式相对应设于各支撑杆121、 131的支撑部126、 136上方，且 本发明的运动器材100更包括二踏板偏转辅助机构41、 42，其分别对应枢接于踏 板122、 132下方及架体10，当二踏板组件12、 13的踏板122、 132受力而开始移 动时，二踏板偏转辅助机构41、 42会控制二踏板122、 132进行对应施力来源的 偏转。例如当踏板122由运动轨迹P5相对高点往相对低点移动时，踏板122的 脚指对应端124会由运动器材100内侧向外偏移，反之，当踏板122由运动轨迹 P5相对低点往相对高点移动时，踏板122的脚指对应端124会由外向运动器材100 内侧偏移，踏板132的动作也相同，在此不多加叙述。因此，使用者在操作运动 器材100期间，由于踏板可跟随着运动路径的变化而改变偏转的角度，让使用者 在进行双腿运动时，能更舒适自然地进行运动并进一步降低运动伤害的发生。在 本实施例中，二踏板偏转辅助机构41、 42最好是通过万向接头与踏板122、 133 及架体10相枢接。综上所述，采用本发明所提供的运动器材100的结构，可提供使用者进行类 似滑冰的侧向双腿动作，让使用者能达到在操作期间可完整训练下半身肌肉的目 的，增加其运动强度，并不是仅训练前后部份肌肉，可使下半身曲线雕塑更完美。 再者，本发明更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，并借助踏板可随着运动轨迹的变化而改变偏转的角度， 让使用者在进行双腿运动时，能更舒适自然地进行运动及降低运动伤害的发生。虽然本发明已通过以上若干实施例进行详细揭示，但仍有其它实施例可被实 施，因此，本发明的权利要求书所表达的意涵与范围，并不受前述实施例的描述 所局限。
权利要求
1. 一种运动器材，其特征在于包括有一架体；一导引机构，设于所述架体上，所述导引机构具有一曲柄轴及二曲柄；所述曲柄轴可原地旋转地枢设于所述架体，且所述二曲柄的一端各自连接于所述曲柄轴；一第一踏板组件及一第二踏板组件，各包括有一支撑杆及一踏板，各所述支撑杆包括一枢接部及一支撑部，且各所述支撑杆通过枢接部分别沿一斜轴与所述架体枢接；各所述踏板对应设于各所述支撑杆的支撑部，并具有一可供使用者踩踏的脚踏面，各所述踏板可分别在具有相对高点及相对低点的一第一运动轨迹及一第二运动轨迹进行往复运动；一第一连动件及一第二连动件，各包括一分别对应枢接于所述导引机构的第一端及一分别对应接于所述第一踏板组件及所述第二踏板组件的支撑杆。
2、 如权利要求1所述的运动器材，其特征在于当所述第一踏板组件或所述第二踏板组件的踏板位于所述第一运动轨迹或所述第二运动轨迹的相对高点时，所述踏板相对应的曲柄与地面形成一介于30度至60度的夹角。
3、 如权利要求1所述的运动器材，其特征在于所述第一踏板组件及所述第二踏板组件的支撑杆，各包括一第一部及一第二部，所述二支撑杆的枢接部分别 位于所述第一部及所述第二部之间，且所述第一连动件及所述第二连动件的第二 端分别对应枢接的所述第一踏板组件及所述第二踏板组件支撑杆的第一部。
4、 如权利要求1所述的运动器材，其特征在于当所述第一踏板组件及所述第二踏板组件的踏板受力开始移动时，所述第一连动件及所述第二连动件的第一 端分别受所述导引机构导引在一纵向平面上进行往复运动，且所述第一连动件及 所述第二连动件的第二端分别被所述第一踏板组件及所述第二踏板组件的支撑杆 导引而沿一斜向圆弧形轨迹进行往复运动。
5、 如权利要求1所述的运动器材，其特征在于所述第一连动件及所述第二 连动件的第一端及第二端分别组设一万向接头，以对应枢接至所述二曲柄及所述 第一、第二踏板组件的支撑杆。
6、 如权利要求1所述的运动器材，其特征在于所述导引机构还包括一第一 传动机构及一第二传动机构，各包括一第一连杆及一第二连杆，各所述第一连杆 及所述第二连杆分别包括一第一部及一第二部，其中，各所述第一连杆的第一部分别对应枢接至所述二曲柄，且各所述第一连杆的第二部分别对应枢接至所述第一传动机构及所述第二传动机构的第二连杆；各所述第二连杆的第一部对应枢接 至各所述第一连动件及所述第二连动件的第一端，且各所述第二连杆的第二部对 应枢接至所述架体上。
7、 如权利要求6所述的运动器材，其特征在于当所述第一踏板组件及所述 第二踏板组件的踏板受力而开始移动时，所述第一连动件及所述第二连动件的第 二端分别被所述第一踏板组件及所述第二踏板组件的支撑杆导引而沿一斜向圆弧 形轨迹进行往复运动，且所述第一连动件及所述第二连动件的第一端会分别对应 受到所述二支撑杆及所述第一传动机构及所述第二传动机构的导引而于一纵向圆 弧形路径进行往复运动。
8、 如权利要求6所述的运动器材，其特征在于所述第一连动件及所述第二连动件的第一端及第二端分别组设一万向接头，以对应枢接至所述第一、第二传 动机构及所述第一、第二踏板组件的支撑杆。
9、 如权利要求1所述的运动器材，其特征在于所述二踏板的脚踏面具有一第一端及一第二端，当所述踏板位于所述第一或第二运动轨迹的所述相对高点时，所述踏板脚踏面的第一端相对低于所述踏板脚踏面的第二端；所述二踏板的脚踏面具有一第一端及一第二端，当所述二踏板其中之一位于所述第一或第二运动轨 迹的所述相对低点时，所述踏板脚踏面第一端及第二端连结轴向大致平行于地面。
10、 如权利要求1所述的运动器材，其特征在于所述运动器材还包括二踏板偏转辅助机构，当所述左、右踏板组件的踏板受力而开始移动时，所述二踏板 偏转辅助机构控制所述二踏板进行对应施力来源的偏转。
全文摘要
本发明涉及一种运动器材，包括一架体；一导引机构，设于架体上，导引机构具有一曲柄轴及二曲柄；曲柄轴可原地旋转地枢设于架体，且二曲柄的一端各自连接于曲柄轴；一第一踏板组件及一第二踏板组件，各包括有一支撑杆及一踏板，各支撑杆包括一枢接部及一支撑部，且各支撑杆通过枢接部分别沿一斜轴与架体枢接；各踏板对应设于各支撑杆的支撑部，并具有一可供使用者踩踏的脚踏面，各踏板可分别在具有相对高点及相对低点的一第一运动轨迹及一第二运动轨迹进行往复运动；一第一连动件及一第二连动件，各包括一分别对应枢接于导引机构的第一端及一分别对应接于第一踏板组件及第二踏板组件的支撑杆。本发明可使腿部肌肉线条雕塑更完整，达到完整训练下半身肌肉的效果。
文档编号A63B22/00GK101254335SQ20071008030
公开日2008年9月3日 申请日期2007年2月27日 优先权日2007年2月27日
发明者张书玮 申请人:乔山健康科技股份有限公司