技术领域
[0001] 本
发明是关于一种运动装置及其方法，特别是涉及一种可计算“座椅高度”及/或“曲柄长度”的运动装置及其方法。
背景技术
[0002]
飞轮(flywheel)是一种用于储存旋转
能量的旋转装置。飞轮本身是一种转动
转子，具有固定轴，而能量以“旋转
动能”的形式，储存在转子。飞轮具有
转动惯量(moment of inertia)可抵抗转速的改变。旋转动能是正比于转速的平方。
[0003] 立式或卧式等各种形式的飞轮
脚踏车，利用飞轮模拟骑脚踏车时的阻
力，以训练使用者的肌力和心
肺功能。然而，对于一些
膝关节活动度受限的病人，使用脚踏车时，如果“座椅高度”或“曲柄长度”调整不当，可能在调整或使用过程中，感到
疼痛，甚至受伤。
[0004] 有鉴于上述现有的运动装置及其方法存在的
缺陷，本
发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的可计算“座椅高度”及/或“曲柄长度”的运动装置及其方法，能够改进一般现有的运动装置及其方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
[0005] 本发明的主要目的在于，克服现有的运动装置及其方法存在的缺陷，而提供一种新的运动装置及其方法，特别是可自动调整“座椅高度”及/或“曲柄长度”的运动装置及其方法，所要解决的技术问题是使其直接给予使用者关于“座椅高度”及/或“曲柄长度”的建议参数，大幅减少调整的繁复过程，以及调整时所承受的疼痛，甚至受伤的
风险，非常适于实用。
[0006] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。根据本发明提出的一种运动装置，包含：飞轮、座椅、驱动组驱动该飞轮、以及计算模
块。该驱动组包含转动轮、连动件、两曲柄、左右两
踏板，该连动件连接该转动轮和该飞轮，每一个该曲柄的一端连接该转动轮的一个轴，另一端连接一个该踏板。该计算模块执行下列步骤：根据该使用者身高，得到该使用者的“大腿长度”和“小腿长度”；根据该使用者身高，取得数据表；根据该使用者膝关节的限制
角度范围，与该数据表进行比对；以及得到至少一个“座椅高度”以及/或“曲柄长度”。
[0007] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0008] 前述的运动装置，其中所述的该使用者身高，由回归公式，得到该“大腿长度”和该“小腿长度”。
[0009] 前述的运动装置，其中所述的该数据表列出该运动装置的各种曲柄长度以及各种座椅高度时，所适合使用者膝
关节角度的最大值和最小值。
[0010] 前述的运动装置，其中所述的由该数据表得到至少一个适合的“座椅高度”以及/或“曲柄长度”后，取其中“曲柄长度”最长者为最佳值。
[0011] 前述的运动装置，其中所述的运动装置更包含调整模块自动调整该座椅以及/或该曲柄至该最佳“座椅高度”以及/或“曲柄长度”。
[0012] 本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。根据本发明提出的一种方法，用于运动装置，该运动装置包含转动轮、两曲柄、座椅，该方法用于计算适合使用者的“座椅高度”以及/或“曲柄长度”，包含下列步骤:根据该使用者身高，得到该使用者的“大腿长度”和“小腿长度”；根据该使用者身高，取得数据表；根据该使用者膝关节的限制角度范围，与该数据表进行比对；以及得到至少一个“座椅高度”以及/或“曲柄长度”。
[0013] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0014] 前述的方法，其中所述的方法是根据该使用者身高，由回归公式，得到该“大腿长度”和该“小腿长度”。
[0015] 前述的方法，其中所述的该数据表列出该运动装置的各种“曲柄长度”以及各种“座椅高度”时，所适合使用者膝关节角度的最大值和最小值。
[0016] 前述的方法，其中所述的由该数据表得到至少一个适合的“座椅高度”以及/或“曲柄长度”后，取其中“曲柄长度”最长者为最佳值。
[0017] 前述的方法，其中所述的方法更包含自动调整该座椅以及/或该曲柄至该最佳“座椅高度”以及/或“曲柄长度”。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照
说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳
实施例，并配合
附图,详细说明如下。
附图说明
[0018] 图1A和图1B是本发明可计算“座椅高度”及/或“曲柄长度”的运动装置及其方法的第一较佳实施例的运动装置，其中图1A为立体视图，图1B为侧视图。
[0019] 图2是本发明可计算“座椅高度”及/或“曲柄长度”的运动装置及其方法的一个较佳实施例可自动调整运动装置“座椅高度”和“曲柄长度”的方法。
[0020] 图3是本发明可计算“座椅高度”及/或“曲柄长度”的运动装置及其方法的第二实施例的运动装置。
[0021] 图4A和图4B是本发明可计算“座椅高度”及/或“曲柄长度”的运动装置及其方法实施例的数据表的
算法。
[0022] 【主要元件符号说明】
[0023] 1： 运动装置 2： 运动装置
[0024] 10： 架体 102：托架
[0026] 30： 驱动组 302：转动轮
[0027] 304：连动件 306：曲柄
[0028] 308：踏板 40： 飞轮
[0029] 50： 操作面板 60： 座椅
[0030] 80： 计算方法 A: 线段
[0031] 802：由使用者身高，得到“大腿长度”和“小腿长度”
[0032] 804：根据使用者身高，取得数据表
[0033] 806：根据使用者的限制角度，与该数据表进行比对
[0034] 808：得到至少一个“座椅高度”及/或“曲柄长度”
具体实施方式
[0035] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的可计算“座椅高度”及/或“曲柄长度”的运动装置及其方法其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
[0036] 图1A和图1B显示根据本发明第一实施例的运动装置，其中图1A为侧视图，图1B为立体视图。在图1B中，为了清楚表达运动装置的组件，壳体被省略未画出。
[0037] 如图1A和图1B所示，运动装置1可包含架体10、壳体20、驱动组30、飞轮40、座椅60、操作面板50。使用者坐在座椅60上，通过驱动组30驱动飞轮40旋转。此外，计算模块(未绘出)用于计算适合使用者的座椅60
位置及/或曲柄306长度。详细说明如后。
[0038] 在本实施例，驱动组30位于架体10上，可包含但不限于，转动轮302、连动件304、两曲柄306、两踏板308等组件。架体10可包含托架102和支撑杆104，转动轮302可固定在托架102，座椅60可固定在支撑杆104。
[0039] 转动轮302通过连动件304连接并驱动飞轮40。例如，小转动轮(未图示)可与飞轮40同轴连接，而小转动轮通过连动件304连接转动轮302。转动轮302和小转动轮可以是皮带轮、炼轮、
齿轮，或时规齿轮，而连动件304可以是对应的皮带、齿轮，或时规皮带。在本实施例，转动轮302和小转动轮为皮带轮，而连动件304为皮带。
[0040] 此外，每个曲柄306的一端连接转动轮302的
转轴，另一端连接踏板308。使用者坐在座椅60上，左右脚分别放在踏板308上。当使用者模拟骑踏车的动作时，转动轮302通过连动件304带动飞轮40旋转。在本实施例，飞轮40可进行单向或双向，亦即顺
时针以及逆时针方向的旋转。
[0041] 前述计算模块可执行如图2所示的计算方法80，以得到适合使用者的座椅60高度及/或曲柄306长度。
[0042] 步骤802，根据使用者身高，得到“大腿长度”与“小腿长度”。其中使用者身高，可根据使用者在操作面板50上输入获得。而根据使用者身高，由回归公式，可得到“大腿长度”和“小腿长度”。例如，回归公式，可来自，由亨利德雷富斯公司(Henry Dreyfuss Associates)等所作的“男性与女性人体计测:人因工程在设计上的应用”。或者，回归公式，可来自文献关于“人体肢段参数(Body Segmental Parameters)”的研究。
[0043]
[0044] 表1图2方法中所使用的数据表范例
[0045] 步骤804，根据使用者身高，取得对应使用者身高的数据表。例如，表1显示身高为180厘米的数据表。此数据表可至少应用在如图1A和1B的运动装置以及类似的运动装置。
对于特定身高，皆具有对应的数据表格。在一个实施例，身高范围150厘米至200厘米，皆具有对应的数据表。这些数据表列出各种曲柄长度(Crank1、Crank2、Crank3、Crank4…)以及各种座椅高度(Tube1、Tube2、Tube3、Tube4…)时，所适合使用者膝关节角度(如图1A所示)的最大值(Max)和最小值(Min)。这些数据表，可根据实际测试及/或实验或模拟计算而得。
[0046] 在一个实施例，上述数据可根据计算而得。例如，图4A和图4B显示该数据表的计算方法。当曲柄在如图4A位置时，此时膝关节弯曲角度为最大；当曲柄在如图4B位置时，此时膝关节弯曲角度为最小。此外，在特定“曲炳长度”和“座椅高度”的条件下，可得知线段A的长度。此外，“大腿长度”和“小腿长度”为已知，根据三角函数，可计算出膝关节角度。
[0047] 步骤806，根据使用者膝关节的角度限制，与前述步骤的数据表进行比对。使用者膝关节的角度限制，可根据使用者在操作面板50输入而得。例如，医生告知使用者的角度限制为30度至50度，使用者可输入此角度范围。步骤806根据此角度范围，在数据表寻找合适的“座椅高度”和“曲柄长度”。
[0048] 步骤808，比对后，由该数据表得到至少一个适合的“座椅高度”和“曲柄长度”。这些数据可显示在操作面板50上。如有多个数据，则其中“曲柄长度”最长者，为最佳值，被优先显示。
[0049] 根据本实施例，在步骤808显示比对结果时，也可以根据使用者筛选数据的条件而显示。例如，如果使用者限定的筛选条件仅为“座椅高度”，则仅列出适合该限制角度的“座椅高度”数据；如果使用者限定的筛选条件仅为“曲柄长度”，则仅列出适合该角度限制的“曲柄长度”数据。在本实施例，如果使用者没有限定筛选条件，则同时显示合适的“座椅高度”和“曲柄长度”。
[0050] 在本发明一个实施例，步骤808也可替换成，根据所获得最佳“座椅高度”及/或“曲柄长度”，自动调整座椅60和曲柄306至该最佳“座椅高度”及/或“曲柄长度”。此步骤可由调整模块执行(未图标)。在另一个实施例，自动调整的同时也显示“座椅高度”及/或“曲柄长度”在操作面板上。
[0051] 图2所示的方法，也可以用在其它类型的运动装置上，可不限制在图1A和图1B所示的飞轮脚踏车。
[0052] 图3为立体视图，显示根据本发明第二实施例的运动装置。在图3中，为了清楚表达运动装置的组件，壳体被省略未画出。
[0053] 如图3所示，运动装置2可包含架体10、驱动组30、飞轮40、操作面板50、座椅60等。各组件的功能与实施程序可与第一实施例相同或类似，不再赘述。
[0054] 熟悉本领域技术人士可对本发明实施例做各种修饰、变换，或替更，这些都属于本发明的范围。例如，在本发明其它实施例，转动轮302与飞轮40可整合成一个单一轮，此时连动件304可省略。
[0055] 根据本发明的运动装置与方法，直接给予使用者关于“座椅高度”以及/或“曲柄长度”的建议参数，可大幅减少调整的繁复过程，以及调整时所承受的疼痛，甚至受伤的风险。
[0056] 本说明书所揭露的每个/全部实施例，本领域熟悉技术人士可据此做各种修饰、变化、结合、交换、省略、替代、相等变化，只要不会互斥者，皆属于本发明的概念，属于本发明的范围。可对应或与本案所述实施例特征相关的结构或方法，及/或发明人或受让人任何
申请中、放弃，或已核准的申请案，皆并入本文，视为本案说明书的一部分。所并入的部分，包含其对应、相关及其修饰的部分或全部，(1)可操作的及/或可建构的(2)根据熟悉本领域技术人士修饰成可操作的及/或可建构的(3)实施/制造/使用或结合本案说明书、本案相关申请案，以及根据熟悉本领域技术人士的常识和判断的任何部分。
[0057] 除非特别说明，一些条件句或字词，例如“可以(can)”、“可能(could)”、“也许(might)”，或“可(may)”，通常是试图表达本案实施例具有，但是也可以解释成可能不需要的特征、组件，或步骤。在其它实施例中，这些特征、组件，或步骤可能是不需要的。
[0058] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
