TW201347809A - 自由步態訓練機 - Google Patents

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chun-he Chen
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Abstract

本發明之自由步態訓練機包括一基座其具有一左支架及一右支架、一左擺臂具有一側向延伸的左軸部、一右擺臂具有一側向延伸的右軸部、一左升降機構、一右升降機構、一第一連動單元及一第二連動單元，該左升降機構令該左擺臂可相對左支架上下位移，該右升降機構令該右擺臂可相對右支架上下位移，該第一連動機構係連接於左、右擺臂之間，用以令左、右軸部連動並朝相反方向上下位移，該第二連動機構則係連接於左、右擺臂之間，用以令左、右擺臂連動並分別以左、右軸部為軸心朝相反方向樞擺，該第一、第二連動機構彼此獨立運作。

Description

自由步態訓練機
本發明係關於一種健身器材，特別係關於一種可供模擬踩踏動作之自由步態訓練機。
作為一種步態訓練機，目前市售橢圓機的運動軌跡多呈固定狀，因而造成了運動型態上的限制。雖然部分橢圓機可藉由致動器來調整其運動軌跡，但由於致動器的運作速度較慢，並無法完全滿足使用者快速變換步態的需求，導致使用者在運動時，並無法即時達成步伐幅度或運動型態的調整。
有鑑於習用步態訓練機實用上的限制，如何有效解決此一問題，自係本業界人士亟待努力的目標。
本發明的主要目的係提供一種可跟隨使用者下肢的擺動幅度與方向而即時調整軌跡的自由步態訓練機。
本發明的另一主要目的係提供一種可供模擬滑步運動、橢圓軌跡之踩踏運動及原地踏步運動等運動模式之自由步態訓練機。
為了達成上述及其他目的，本發明提供一種自由步態訓練機，其包括一基座其具有一左支架及一右支架、一左擺臂具有一側向延伸的左軸部及一左踏板、一右擺臂具有一側向延伸的右軸部及一右踏板、一左升降機構、一右升降機構、一第一連動單元及一第二連動單元，該左升降機構設於左軸部及左支架之間，令該左擺臂可相對左支架上下位移，該右升降機構設於 右軸部及右支架之間，令該右擺臂可相對右支架上下位移，該第一連動機構係連接於左、右擺臂之間或左、右升降機構之間，用以令左、右軸部連動並朝相反方向上下位移，該第二連動機構則係連接於左、右擺臂之間，用以令左、右擺臂連動並分別以左、右軸部為軸心朝相反方向樞擺，且該第一、第二連動機構彼此獨立運作。
藉由第一、第二連動機構，該左、右擺臂可朝相反方向上下位移或樞擺，且由於兩者各自獨立運作，因此左、右擺臂的上下位移與樞擺作動可分別進行或一併運行，不僅藉此具有較高的軌跡自由度以即時跟隨使用者下肢的擺動幅度及方向，也便於使用者依需求模擬滑步運動、踩踏運動及原地踏步運動。
以下將藉由二較佳實施例說明本發明之結構特徵及其預期達成之功效，惟非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。
首先，請參考第一圖。在本發明第一實施例中，一種自由步態訓練機包括一基座10、一左擺臂20、一右擺臂30、一左升降機構40、一右升降機構50、一第一連動機構60及一第二連動機構70，而本文中的「左」、「右」係以使用者操作該自由步態訓練機時的方向為例進行說明。
請進一步參考第二圖。在本實施例中，該基座10包括一左支架11及一右支架12；該左支架11包括一第一左支撐單元111、一第二左支撐單元112、一第一左軸桿113及一第二左軸桿114，且該第一、第二左軸桿113、114係設於該第一、第二 左支撐單元111、112之間；同樣地，該右支架12包括一第一右支撐單元121、一第二右支撐單元122、一第一右軸桿123及一第二右軸桿124，且該第一、第二右軸桿123、124係設於該第一、第二右支撐單元121、122之間。
請進一步參考第三圖。在本實施例中，該左擺臂20具有一側向延伸的左軸部21、一左踏板22位於其底端及一左扶手23位於其頂端，該右擺臂30則具有一側向延伸的右軸部31、一右踏板32位於其底端及一右扶手33位於其頂端。
接著，請搭配第一至三圖，該左升降機構40係設於該左軸部21及左支架11之間，令該左擺臂20可相對左支架11上下位移；更明確地說，在本實施例中，該左升降機構40包括一第一左搖桿41軸樞於該第一左軸桿113、一第二左搖桿42軸樞於該第二左軸桿114、一左從動連桿43樞接於第一、第二左搖桿41、42之間以及一左傳動桿44，該左傳動桿44一端軸樞於該左軸部21且另端連接於該左從動連桿43。
此外，該右升降機構50包括一第一右搖桿51軸樞於該第一右軸桿123、一第二右搖桿52軸樞於該第二右軸桿124、一右從動連桿53樞接於第一、第二右搖桿51、52之間以及一右傳動桿54，該右傳動桿54一端軸樞於該右軸部31且另端連接於該右從動連桿53。
藉此，該左、右升降機構40、50除了可用以限定左、右軸部21、31的上下位移軌跡趨近於直線之外，更具有足夠的強度以承載較大的負重及側向應力。
請繼續參考第三圖。該第一連動機構60係連接於左、右 擺臂20、30之間，用以令左、右軸部21、31連動並朝相反方向上下位移；更明確地說，該第一連動機構60包括一左直立連動桿61其一頂端樞接於該左軸部21、一右直立連動桿62其一頂端樞接於該右軸部31、一轉軸63可轉動地設於該基座10、一左曲柄64其一端可同步轉動地連接該轉軸63且另端樞接於該左直立連動桿61、以及一右曲柄65其一端可同步轉動地連接該轉軸63且另端樞接於該右直立連動桿62，其中該左直立連動桿61頂端係以一左軸套611而樞套於左軸部21，該右直立連動桿62頂端也以一右軸套621而樞套於右軸部31；另外，該左、右曲柄64、65的相位相差180度，藉此令左、右軸部21、31連動並朝相反方向上下位移。
請進一步參考第四圖。為了達到運動效果，本發明的自由步態訓練機更可包括一阻尼裝置80，其包括一同軸設於該轉軸63且同步轉動的傳動輪81、一阻尼飛輪82設於該基座10及一傳動帶83繞行於傳動輪81與阻尼飛輪82之間，該阻尼飛輪82例如係一磁組飛輪，而可藉由磁力的變化來調變阻尼係數。
請進一步參考第五圖。為了幫助第一傳動機構60的左、右曲柄64、65脫離死點位置，本發明的自由步態訓練機更可包括一彈性件90，該彈性件90設於右直立連動桿62底端樞軸622與基座10之間，該樞軸622橫向突出一接桿623供彈性件90一端勾設，藉此提供該右直立連動桿62一偏離直立方向的彈性預力。其中，該彈性件90的數量係可依需求變化者，且彈性件90也可改設於左直立連動桿61與基座10之間。
接著，請參考第六圖。在本實施例中，該第二連動機構70係連接於左、右擺臂20、30之間，用以令左、右擺臂20、30連動並分別以左、右軸部21、31為軸心朝相反方向樞擺；更進一步地說，該第二連動機構70包括一左樞擺連動桿71其一頂端可滑移地樞接於該左擺臂20、一右樞擺連動桿72其一頂端可滑移地樞接於該右擺臂30、一連動單元73連接於該左、右樞擺連動桿71、72，令該左、右樞擺連動桿71、72同軸且同步地朝相反方向樞擺；在本實施例中，該左樞擺連動桿71包括一左滑套711可滑移地套設於該左擺臂20，以及一左桿體712其一頂端與該左滑套711樞接，該右樞擺連動桿72則包括一右滑套721可滑移地套設於該右擺臂30，以及一右桿體722其一頂端與該右滑套721樞接，藉此達成所述「可滑移地樞接」之連接關係，其中該連動單元73係連接於該左、右桿體712、722之間。其中，該第一、第二連動機構60、70彼此獨立運作，即第一、第二連動機構60、70雖可同時間作用，但並未直接相連、接觸，因此不會直接相互影響彼此的作動。
請進一步參考第七圖。在本實施例中，該連動單元73包括一左轉軸731連接於該左樞擺連動桿71之底端、一右轉軸732連接於該右樞擺連動桿72之底端且與該左轉軸731同軸、一左轉軸曲柄7311連接於該左轉軸731、一右轉軸曲柄7321連接於該右轉軸732、一槓桿733、一第一推桿734及一第二推桿735，該右轉軸732的一部份在本實施例中係穿套於左轉軸731中，且兩者之間設有襯套或軸承7315，該槓桿733具有一第一端736、一第二端737及一樞接於基座10的支點738 位於第一、第二端736、737之間，該第一推桿734係連接於該左轉軸曲柄7311及槓桿733第一端736之間，該第二推桿735係連接於該右轉軸曲柄7321及槓桿733第二端737之間，藉由槓桿733以其支點738為軸心偏擺可帶動左、右轉軸曲柄7311、7321同步朝相反方向偏擺，藉此控制左、右樞擺連動桿71、72的擺動方向為反向。
請進一步參考第八圖。在本實施例中，該自由步態訓練機更包括一鎖定裝置100，其包括一第一插槽101設於右直立連動桿62的右軸套621、一第二插槽102設於同側的第一右支撐單元121、一插銷103選擇性地插設於第一、第二插槽101、102內、以及一搖桿104樞設於右支架12且與插銷103樞接；作為可替換的實施方式，該第一、第二插槽101、102也可分別改設於左直立連動桿61及第一左支撐單元111。惟該鎖定裝置100亦可不設。
藉此，當插銷103同時插設於第一、第二插槽101、102內時，可限止左、右軸部21、31相對左、右支架11、12上下位移，此時第一連動機構60即不生作用，僅第二連動機構70可運作而帶動左、右擺臂20、30交替樞擺，供使用者模擬滑步運動。另一方面，當插銷103僅插設於第二插槽102內時，左、右軸部21、31即可相對左、右支架11、12上下位移，此時使用者可模擬原地踩踏運動(此時僅第一連動機構60運作)或模擬橢圓軌跡的踩踏運動(此時第一、第二連動機構60、70同時運作)，且模擬上述各運動時，左、右踏板22、23的運動軌跡都具有高自由度而可跟隨使用者下肢擺動的幅度與方向 即時變換。
值得一提的是，本發明自由步態訓練機的結構並不以上述實施例所揭示者為限，該自由步態訓練機也可如第九圖所示第二實施例中，其左升降機構200包括一左滑套201滑設於該左支架11而可上下移動，且該左軸部21樞接於該左滑套201，其右升降機構300則包括一右滑套301滑設於該右支架12而可上下移動，且該右軸部31樞接於該右滑套301；在第二實施例中，該第一連動機構400係連接於左、右升降機構200、300之間，該第一連動機構400包括一左直立連動桿401其一端樞接該左滑套201、一右直立連動桿402其一端樞接該右滑套301、一轉軸403可轉動地設於該基座10、一左曲柄404其一端可同步轉動地連接該轉軸403且另端樞接於該左直立連動桿401之底端、以及一右曲柄405其一端可同步連動地連接該轉軸403且另端樞接於該右直立連動桿402之底端，該左、右曲柄404、405的相位同樣相差180度，藉此同樣控制該左、右軸部21、31朝相反方向上下位移，且結構較第一實施例更為簡潔。
此外，在第二實施例中，其第二連動機構500的連動單元501也與第一實施例不同，該連動單元501包括一左轉軸502連接於左樞擺連動桿503、一右轉軸504連接於右樞擺連動桿505以及一傘齒輪組506連接於左、右轉軸502、504之間，該左、右樞擺連動桿503、505分別藉由一形成於其一頂端的左、右滑槽5031、5051而滑接於該左、右擺臂20、30朝側向突出的左、右滑塊25、35，令左、右滑塊25、35可滑移地伸入該 左、右滑槽5031、5051中，藉此達成所述「可滑移地樞接」之連接關係，該傘齒輪組506則包括一左傘齒輪507軸接於該左轉軸502、一右傘齒輪508軸接於該右轉軸504及一設於基座10的中介傘齒輪509同時與左、右傘齒輪507、508嚙合，藉此同樣可令左、右樞擺連動桿503、505反向交替樞擺，且結構較第一實施例更為簡潔。
舉凡此等未脫離本發明精神所作成的簡易結構置換或變化，仍皆屬於本發明意欲保護之範疇。
10‧‧‧基座
721‧‧‧右滑套
11‧‧‧左支架
722‧‧‧右桿體
111‧‧‧第一左支撐單元
73‧‧‧連動單元
112‧‧‧第二左支撐單元
731‧‧‧左轉軸
113‧‧‧第一左軸桿
7311‧‧‧左轉軸曲柄
114‧‧‧第二左軸桿
7315‧‧‧軸承
12‧‧‧右支架
732‧‧‧右轉軸
121‧‧‧第一右支撐單元
7321‧‧‧右轉軸曲柄
122‧‧‧第二右支撐單元
733‧‧‧槓桿
123‧‧‧第一右軸桿
734‧‧‧第一推桿
124‧‧‧第二右軸桿
735‧‧‧第二推桿
20‧‧‧左擺臂
736‧‧‧第一端
21‧‧‧左軸部
737‧‧‧第二端
22‧‧‧左踏板
738‧‧‧支點
23‧‧‧左扶手
80‧‧‧阻尼裝置
25‧‧‧左滑塊
81‧‧‧傳動輪
30‧‧‧右擺臂
82‧‧‧阻尼飛輪
31‧‧‧右軸部
83‧‧‧傳動帶
32‧‧‧右踏板
90‧‧‧彈性件
33‧‧‧右扶手
100‧‧‧鎖定裝置
35‧‧‧右滑塊
101‧‧‧第一插槽
40‧‧‧左升降機構
102‧‧‧第二插槽
41‧‧‧第一左搖桿
103‧‧‧插銷
42‧‧‧第二左搖桿
104‧‧‧搖桿
43‧‧‧左從動連桿
200‧‧‧左升降機構
44‧‧‧左傳動桿
201‧‧‧左滑套
50‧‧‧右升降機構
300‧‧‧右升降機構
51‧‧‧第一右搖桿
301‧‧‧右滑套
52‧‧‧第二右搖桿
400‧‧‧第一連動機構
53‧‧‧右從動連桿
401‧‧‧左直立連動桿
54‧‧‧右傳動桿
402‧‧‧右直立連動桿
60‧‧‧第一連動機構
403‧‧‧轉軸
61‧‧‧左直立連動桿
404‧‧‧左曲柄
611‧‧‧左軸套
405‧‧‧右曲柄
62‧‧‧右直立連動桿
500‧‧‧第二連動機構
621‧‧‧右軸套
501‧‧‧連動單元
622‧‧‧樞軸
502‧‧‧左轉軸
623‧‧‧接桿
503‧‧‧左樞擺連動桿
63‧‧‧轉軸
5031‧‧‧左滑槽
64‧‧‧左曲柄
504‧‧‧右轉軸
65‧‧‧右曲柄
505‧‧‧右樞擺連動桿
70‧‧‧第二連動機構
5051‧‧‧右滑槽
71‧‧‧左樞擺連動桿
506‧‧‧傘齒輪組
711‧‧‧左滑套
507‧‧‧左傘齒輪
712‧‧‧左桿體
508‧‧‧右傘齒輪
72‧‧‧右樞擺連動桿
509‧‧‧中介傘齒輪
第一圖係本發明第一實施例之立體圖。
第二圖係本發明第一實施例之立體圖，主要表示該基座。
第三圖係本發明第一實施例之立體圖，主要表示該擺臂、升降機構及第一連動機構。
第四圖係本發明第一實施例之局部立體圖，主要表示該阻尼裝置。
第五圖係本發明第一實施例之局部立體圖，主要表示該彈性件。
第六圖係本發明第一實施例之立體圖，主要表示該擺臂及第二連動機構。
第七圖係本發明第一實施例之局部立體圖，主要表示該第二連動機構之連動單元。
第八圖係本發明第一實施例之局部立體圖，主要表示該鎖定裝置。
第九圖係本發明第二實施例之立體圖。
10‧‧‧基座
20‧‧‧左擺臂
30‧‧‧右擺臂
40‧‧‧左升降機構
50‧‧‧右升降機構
60‧‧‧第一連動機構
70‧‧‧第二連動機構

Claims (12)

  1. 一種自由步態訓練機，包括：一基座，包括一左支架及一右支架；一左擺臂，具有一側向延伸的左軸部及一左踏板；一右擺臂，具有一側向延伸的右軸部及一右踏板；一左升降機構，設於左軸部及左支架之間，令該左擺臂可相對左支架上下位移；一右升降機構，設於右軸部及右支架之間，令該右擺臂可相對右支架上下位移；一第一連動機構，係連接於左、右擺臂之間或左、右升降機構之間，用以令左、右軸部連動並朝相反方向上下位移；一第二連動機構，係連接於左、右擺臂之間，用以令左、右擺臂連動並分別以左、右軸部為軸心朝相反方向樞擺，且該第一、第二連動機構彼此獨立運作。
  2. 如請求項1所述之自由步態訓練機，其中該左支架包括一第一左支撐單元、一第二左支撐單元、一第一左軸桿及一第二左軸桿，該第一、第二左軸桿係設於第一、第二左支撐單元之間，該左升降機構包括一第一左搖桿軸樞於該第一左軸桿、一第二左搖桿軸樞於該第二左軸桿、一左從動連桿樞接於第一、第二左搖桿之間以及一左傳動桿，該左傳動桿一端軸樞於該左軸部且另端連接於該左從動連桿；該右支架包括一第一右支撐單元、一第二右支撐單元、一第一右軸桿及一第二右軸桿，該第一、第二右軸桿係設於第一、第二右支撐單元之間，該右升降機構包括一第一右搖桿軸樞於該第一右軸桿、一第二右搖桿軸樞於該第二右軸 桿、一右從動連桿樞接於第一、第二右搖桿之間以及一右傳動桿，該右傳動桿一端軸樞於該右軸部且另端連接於該右從動連桿。
  3. 如請求項2所述之自由步態訓練機，其中該第一連動機構包括一左直立連動桿其一端樞接於該左軸部、一右直立連動桿其一端樞接於該右軸部、一轉軸可轉動地設於該基座、一左曲柄其一端可同步轉動地連接該轉軸且另端樞接於該左直立連動桿、以及一右曲柄其一端可同步轉動地連接該轉軸且另端樞接於該右直立連動桿，該左、右曲柄的相位相差180度。
  4. 如請求項3所述之自由步態訓練機，更包括一阻尼裝置，包括一同軸設於該轉軸且同步轉動的傳動輪、一阻尼飛輪設於該基座及一傳動帶繞行於傳動輪與阻尼飛輪之間。
  5. 如請求項3所述之自由步態訓練機，更包括一鎖定裝置，包括一第一插槽設於左、右直立連動桿其中一者、一第二插槽設於第一左、右支撐單元其中一者且與第一插槽同側、以及一插銷選擇性地插設於第一、第二插槽內，當該插銷插設於第一、第二插槽內時可限止左、右軸部相對左、右支架上下位移。
  6. 如請求項3所述之自由步態訓練機，更包括至少一彈性件設於左、右直立連動桿至少其中一者與基座之間以提供其一偏離直立方向的彈性預力。
  7. 如請求項1所述之自由步態訓練機，其中該第二連動機構包括一左樞擺連動桿其一端可滑移地樞接於該左擺臂、一右樞擺連動桿其一端可滑移地樞接於該右擺臂、一連動單元連接於該左、右樞擺連動桿之間，令該左、右樞擺連動桿同軸且同步地朝相反方向樞擺。
  8. 如請求項7所述之自由步態訓練機，其中該連動單元包括一左轉軸連接於該左樞擺連動桿、一右轉軸連接於該右樞擺連動桿且與該左轉軸同軸、一左轉軸曲柄連接於該左轉軸、一右轉軸曲柄連接於該右轉軸、一槓桿、一第一推桿及一第二推桿，該槓桿具有一第一端、一第二端及一樞接於該基座的支點位於第一、第二端之間，該第一推桿係連接於該左轉軸曲柄及槓桿第一端之間，該第二推桿係連接於該右轉軸曲柄及槓桿第二端之間。
  9. 如請求項7所述之自由步態訓練機，其中該連動單元包括一左轉軸連接於該左樞擺連動桿、一右轉軸連接於該右樞擺連動桿、以及一傘齒輪組連接於左、右轉軸之間，該傘齒輪組包括一左傘齒輪軸接於該左轉軸、一右傘齒輪軸接於該右轉軸及一設於基座的中介傘齒輪同時與左、右傘齒輪嚙合。
  10. 如請求項7所述之自由步態訓練機，其中該左樞擺連動桿包括一左滑套可滑移地套設於該左擺臂及一左桿體其一端與該左滑套樞接，該右樞擺連動桿包括一右滑套可滑移地套設於該右擺臂及一右桿體其一端與該右滑套樞接，該連動單元係連接於該左、右桿體之間。
  11. 如請求項7所述之自由步態訓練機，其中該左樞擺連動桿一端形成有一左滑槽，該右樞擺連動桿一端形成有一右滑槽，該左擺臂具有一朝側向突出的左凸塊，該右擺臂具有一朝側向突出的右凸塊，該左、右凸塊分別係可滑移地伸入該左、右滑槽中。
  12. 如請求項1所述之自由步態訓練機，其中該左升降機構包括一左滑套滑設於該左支架，且該左軸部樞接於該左滑套，該右升降機構包括一右滑套滑設於該右支架，且該右軸部樞接於該右 滑套，該第一連動機構包括一左直立連動桿其一端連接於該左滑套、一右直立連動桿其一端連接於該右滑套、一轉軸可轉動地設於該基座、一左曲柄其一端可同步轉動地連接該轉軸且另端樞接於該左直立連動桿、以及一右曲柄其一端可同步轉動地連接該轉軸且另端樞接於該右直立連動桿，且該左、右曲柄的相位相差180度。
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