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研究生:郭昇銘
研究生(外文):KUO,SHENG-MING
論文名稱:可調行程橢圓機機構概念設計之研究
論文名稱(外文):Concept Design of Elliptical Trainer with Adjustable Design
指導教授:徐孟輝
指導教授(外文):HSU,MENG-HUI
口試委員:郭海濱周煥銘
口試委員(外文):KUO,HAI-PINCHOU,HUAN-MING
口試日期:2011-07-29
學位類別:碩士
校院名稱:崑山科技大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:33
中文關鍵詞:橢圓運動機踏板軌跡
外文關鍵詞:elliptical trainertrajectory of pedal
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橢圓運動機是一款模擬人類行走的運動器材。因可將低地面對使用者膝蓋的衝擊力而受歡迎。因應人們體型不同,行走時步伐大小不一樣。因此有些橢圓運動機設計有可讓使用者調整橢圓運動機之踏板軌跡行程的功能。
本研究係針對目前市售橢圓健身器材,分析其使用功能性,歸納出符合市場需求的設計條件,然後應用機構設計方法,設計出符合商業需求的產品。本研究使用CAD軟體繪圖分析與設計橢圓運動機之踏板軌跡,設計出低成本、功能性強及具競爭力的橢圓運動機。

Elliptical trainer is exercise equipment with human walking function. Due to the advantage of reducing impact force acted on the user’s knees, the trainer is popular. Some elliptical trainer design to let the user adjust the trajectory of pedal with satisfied with different step of user.
The purpose of the study is to analysis the functionality of existed elliptical trainer, conclude the required design criteria, and apply the mechanism design method to design the elliptical trainer satisfied with the requirement of users. This study also analysis and design the low cost and competition elliptical trainer with adjustable trajectory of pedal.

中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 3
1.2.1 前驅式可調行程橢圓運動機(Porth, [5]) 3
1.2.2 可調行程橢圓運動機(Kuo, [6]) 5
1.2.3 可調行程橢圓運動機(Hung-Mao Liao和Mark Kannet, [7]) 6
1.2.4 具有橢圓運動及樓梯運動的橢圓機(Janathan M.Stewart, [8]) 8
1.3 研究目的與方法 9
1.4 研究架構 9
第二章 前驅式可調行程橢圓機之構想設計 10
2.1 專利分析 10
2.1.1 可調行程橢圓運動機專利範圍分析(Porth, [5]) 10
2.1.2 可調行程橢圓運動機專利範圍分析(Kuo, [6]) 11
2.1.3 可調行程橢圓運動機專利範圍分析(Liao和Kannet, [7]) 12
2.1.4 具有橢圓運動及樓梯運動橢圓機專利範圍分析(Janathan M. Strewart等人, [8]) 14
2.2 訂定設計需求與限制 15
2.3 概念設計結果 15
第三章 前驅式可調行程橢圓機之尺寸設計 18
3.1 2D尺寸設計與運動模擬 18
3.2 3D模型建立 22
3.3 小結 31
第四章 結論與建議 32
4.1 結論: 32
4.2 建議: 32
參考文獻 33


圖目錄
圖1-1 可調行程橢圓運動機(Octane公司, [1]) 1
圖1-2 可調行程橢圓運動機(Sportart公司, [2]) 2
圖1-3 可調行程橢圓運動機(Johnson公司, [3]) 2
圖1-4 AMT機器(Precor公司, [4]) 3
圖1-5可調行程橢圓運動機 (Porth, [5]) 4
圖1-6 Porth設計的可調行程橢圓運動機 [5]之機構簡圖 4
圖 1-7 可調行程橢圓運動機 (Kuo, [6]) 5
圖1-8 Kuo設計可調行程橢圓運動機 [6]之機構簡圖 6
圖1-9 可調行程橢圓運動機專利圖(Liao和Kannel, [7]) 7
圖1-10 Liao和Kannel所設計可調行程橢圓運動機 [7]之機構簡圖 7
圖1-11 具有橢圓運動及樓梯運動的橢圓機(Janathan M.Stewart等人, [8]) 8
圖1-12 Janathan M.Stewart等人設計橢圓機 [8]之機構簡圖 8
圖 2-1 可調行程橢圓運動機專利圖(一)(Porth, [5]) 10
圖2-2可調行程橢圓運動機專利圖(一)(Kuo, [6]) 11
圖2-3 可調行程橢圓運動機專利圖(一)(Liao和Kannet, [7]) 12
圖2-4 可調行程橢圓運動機專利圖(二)(Liao和Kannel, [7]) 14
圖2-5 具有橢圓運動及樓梯運動的橢圓機(Janathan M. Strewart等人, [8]) 14
圖2-6 台灣可調行程橢圓運動機專利圖(二)(Kuo, [6]) 15
圖2-7 美國可調行程橢圓運動機專利圖(二)(Porth, [5]) 16
圖2-8 可調行程橢圓運動機專利圖(三)(Liao和Kannel, [7]) 16
圖2-9 新型可調行程橢圓運動機的機構簡圖 17
圖3-1 曲柄於y軸為90°時踏板位置圖(調整桿尺寸為699.565mm) 18
圖3-2曲柄於x軸為負0°時踏板位置圖(調整桿尺寸為699.565mm) 19
圖3-3曲柄於y軸為負90°時踏板位置圖(調整桿尺寸為699 .565mm) 19
圖3-4曲柄於x軸為0°時踏板位置圖(調整桿尺寸為699.565mm) 20
圖3-5曲柄於y軸為90°時踏板位置圖(調整桿尺寸為900mm) 20
圖3-6曲柄於x軸為0°時踏板位置圖(調整桿尺寸為900mm) 21
圖3-7 曲柄於y軸為負90°時踏板位置圖(調整桿尺寸為900mm) 21
圖3-8 曲柄於x軸為0°時踏板位置圖(調整桿尺寸為900mm) 22
圖3-9踏板與滾輪角度為60°的3D模型 22
圖3-10踏板與滾輪角度為90°的3D桿模型 23
圖3-11踏板與滾輪角度為120°的3D模型 23
圖3-12 踏板與滾輪角度為120°時,踏板橢圓軌跡的長度與高度 (調整桿尺寸699.655mm) 24
圖3-13 踏板與滾輪角度為90°時,踏板橢圓軌跡的長度與高度 (調整桿尺寸699.655mm) 24
圖3-14 踏板與滾輪角度為60°時,踏板橢圓軌跡的長度與高度 (調整桿尺寸699.655mm) 25
圖3-15 踏板與滾輪角度為夾角60°,90°,120°時,橢圓軌跡比較圖 (調整桿尺寸699.655mm) 25
圖3-16 調整桿向下調50mm時,踏板橢圓軌跡的長度與高度 (調整桿尺寸699.655mm) 26
圖3-17 調整桿向下調100mm時,踏板橢圓軌跡的長度與高度 (調整桿尺寸699.655mm) 26
圖3-18 調整桿向下調150mm時,踏板橢圓軌跡的長度與高度 (調整桿尺寸699.655mm) 27
圖3-19 調整桿向下調200mm時踏板橢圓軌跡的長度與高度(調整桿尺寸699.655mm) 27
圖3-20 調整桿從最高點向下調50mm,100mm,150mm,200mm時橢圓軌跡的比較圖 28
圖3-21 腳踏板傾斜角示意圖 28
圖3-22 調整桿最高點時踏板傾斜角變化圖 29
圖3-23 整桿下調200mm時踏板傾斜角變化圖 29
圖3-24 調整桿最高點與下調200mm時,踏板傾斜角變化比較圖 29
圖3-25 滾輪與腳踏板傾斜角示意圖 30
圖3-26 踏板與滾輪角度為90度時踏板旋轉角變化圖 30
圖3-27 踏板與滾輪角度為120時踏板旋律角變化圖 30
圖3-28 踏板與滾輪角度為90度與120度時踏板旋轉角變化比較圖 31

[1]http://www.f1-recreation.com.tw/brand.asp?id=47,Octane -信捷國際股份有限公司,2011/05/16。
[2]http://www.sportsartfitness.com.tw/,SportsArt健身,2011/05/16。
[3]http://www.johnsonfitness.com.tw/products_list.php?cat_id=456,Johnson喬山健康科技股份有限公司,2011/05/18。
[4]http://www.precor.com/en-us,必確PRECOR ,2011/05/18。
[5]Timothy J. Porth,“Exercise Equipment with Automatic Adjustment of Stride Length and/or Stride Height Based Upon Speed of Foot Support ” United States Patent, No.7,361,122, 2008.
[6]Hai Pin Kuo,“Exerciser Having Adjustable Mechanism,” United States Patent, No.6,277,054, 2001.
[7]Hung-Mao Liao and Mark Kannel,“Stationary Exercise Apparatus,” United States Patent, No.7,744,508, 2010.
[8]Stewart; Jonathan M.,“End of Travel Stop for An Exercise Device,” United States Patent, No.7,833,133, 2010.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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