帶有線性驅動機構的練習裝置的製作方法
2023-06-29 22:45:36
專利名稱：帶有線性驅動機構的練習裝置的製作方法
技術領域：
本公開大體上涉及一種練習裝置。更具體地，本公開涉及一種具有線性驅動機構的練習裝置。
發明內容
一種練習裝置包括框架和附接到該框架的驅動機構。所述驅動機構包括具有第一固定齒輪的第一軸和具有第二固定齒輪的第二軸。所述第一固定齒輪和所述第二固定齒輪機械地聯接以便使所述第一軸沿著與所述第二軸相反的方向旋轉。第一線性輸入機械地聯接到所述第一軸並且第二線性輸入機械地聯接到所述第二軸。
本發明的這些和其它特徵能夠從以下的說明書和附圖得到最好地理解，下面是簡要說明。圖1是一個示例性練習裝置的透視圖。圖2是第一方面的練習裝置在沒有殼體時的放大透視圖。圖3是一個示例性驅動機構的透視圖。圖4是圖3的驅動裝置的示意圖。圖5是另一個示例性驅動機構的示意圖。圖6是圖5的示例性驅動機構的側示意圖。圖7是另一個示例性驅動機構的示意圖。圖8是另一個示例性驅動機構的示意圖。圖9是位於支座上的圖1的練習裝置的透視圖。圖10是位於支座上的圖1的練習裝置的放大透視圖。圖11是位於支座上的圖1的練習裝置的另一個放大透視圖。圖12是另一個示例性練習裝置的透視圖。圖13是另一個示例性練習裝置的透視圖。圖14是圖13的示例性練習裝置的透視圖。
具體實施例方式圖1是示例性練習裝置20的透視圖。示例性練習裝置20是被設計用於在原地不動的位置中進行操作的具有往復式線性輸入的自行車。練習裝置20包括框架22、第一車輪32以及第二車輪34。框架22包括頭部對、上部件36、下部件38、殼體40以及第一軌條殼體56和第二軌條殼體58。驅動機構100位於
3框架22中以便驅動練習裝置20。上部件36和下部件38使殼體40附接至頭部對。殼體40包括用於接收第一對軌條44和第二對軌條46的殼體開口 42。第一軌條殼體56包括用於接收第一對軌條44的軌條殼體開口 60。第二軌條殼體58包括用來接收第二對軌條46的軌條殼體開口 60。第一車輪32可旋轉地附接到叉部31。叉部31可旋轉地附接到頭部M。手把杆 30可以旋轉以便相對於頭部M移動叉部31。手把杆30的高度可以通過在框架22上接合閂鎖部件觀而變化，以便調節手把杆柱體沈的位置。備選地，可以使用液壓挺柱使頭部或者手把杆的高度變化。圖2是位於去掉殼體40的練習裝置20中的驅動機構100的透視圖。驅動機構100 包括第一軸122、第二軸124以及第三軸126。第一軸122包括第一輸入齒輪136、第一固定齒輪128以及第一單向齒輪132。第二軸124包括第二固定齒輪130、第二輸入齒輪138、第二單向齒輪134以及附接齒輪142。附接齒輪142接合第二單向齒輪134並且與該第二單向齒輪一起運動。第三軸126包括驅動齒輪144和輸出齒輪148。通過使第一固定齒輪1 上的齒嚙合第二固定齒輪130上的齒，第一軸122與第二軸1 機械地聯接。第一固定齒輪1 和第二固定齒輪130可以為正齒輪、斜齒輪以及其它能夠機械地聯接第一軸122和第二軸124以便使第一軸122和第二軸IM沿著相反的方向旋轉的適合的齒輪。第一單向齒輪132通過單向齒輪附接部件140與第二單向齒輪134機械地聯接。 附接齒輪142通過輸出附接部件146與驅動齒輪144機械地聯接。分別地，第一單向齒輪 132和第二單向齒輪134、附接齒輪142、驅動齒輪144以及輸出齒輪148可以為鏈輪或者皮帶輪(圖4)，並且單向齒輪附接部件140和輸出附接部件146可以為鏈條或者皮帶(圖 4)。單向齒輪在被相對於軸在第一方向上轉動時固定地接合該軸，而相對於所述軸在第二方向上自由旋轉。圖3是驅動機構100的透視圖。驅動機構100包括通過第一輸入附接部件166與第一輸入齒輪136機械地聯接的第一導向齒輪162和通過第二輸入附接部件168與第二輸入齒輪138機械地聯接的第二導向齒輪164。第一滑動件170通過輸入附接件180附接到第一輸入附接部件166，並且第二滑動件172通過輸入附接件180附接到第二輸入附接部件168。第一滑動件170和第二滑動件172分別包括用於接收輸入作用力的腳踏板182和 184，以及一對用於接收第一對導向軌條44和第二對導向軌條46的開口 174(圖2)。分別地，第一導向齒輪162和第二導向齒輪164以及第一輸入齒輪136和第二輸入齒輪138可以為鏈輪或者皮帶輪(圖4)，並且第一輸入附接部件166和第二輸入附接部件168可以為鏈條或者皮帶(圖4)。第一彈簧176的第一端附接到第一滑動件170上的彈簧附接部件180，並且第二彈簧178的第一端附接到第二滑動件172上的彈簧附接部件188。圖4是驅動機構100的示意圖。當第一滑動件170在第一對導向軌條44上沿著第一方向170a滑動並且第二滑動件172在第二對導向軌條46上沿著第二方向172b滑動時，第一軸122沿第一方向12 旋轉並且第二軸IM沿第二方向124b旋轉。第一固定齒輪1 接合第二固定齒輪130以便使第二軸IM沿第二方向124b旋轉。第一單向齒輪132 沿第一方向13 旋轉，第二單向齒輪134沿第一方向13 旋轉，並且第二軸IM沿與第一方向13 相反的第二方向124b旋轉。附接齒輪142與第二單向齒輪一起沿第一方向13 旋轉並且使第三軸126沿第一方向126a旋轉。當第一滑動件170沿著第二方向170b在第一對導向軌條44上滑動並且第二滑動件172沿著第一方向17 在第二對導向軌條46上滑動時，第一軸122沿第二方向122b旋轉並且第二軸IM沿第一方向12 旋轉。第一單向齒輪132沿第一方向13 旋轉並且在第一軸122上自由自轉，並且第二單向齒輪134沿第一方向13 旋轉。附接齒輪142與第二單向齒輪134—起沿著第一方向13 旋轉並且使第三軸1 沿第一方向126a旋轉。釋放機構160可與第三軸1 釋放地接合驅動齒輪144以便使第三軸1 獨立於第一軸122 和第二軸IM旋轉。在本示例中的釋放機構160可以為離合器、鎖定部件或者其它的類似的接合裝置。由於第一軸122和第二軸IM沿相反的方向旋轉，輸入到第一軸122和第二軸IM 的輸入必須被單獨地施加或者以180度的相位差同時地施加。參見圖5和圖6，另一個示例性驅動機構200包括第一軸222、第二軸224、第三軸 226以及中間軸256。中間軸256包括固定附接的中間齒輪258。當第一滑動件270沿第一方向270a滑動並且第二滑動件272沿第二方向272b滑動時，第一軸222沿第一方向22 旋轉並且第二軸2 沿第二方向224b旋轉。由於位於第一軸222上的第一固定齒輪2 上的齒嚙合位於第二軸2 上的第二固定齒輪230上的齒，第一軸222和第二軸2 沿相反的方向旋轉。第一單向齒輪232與第一軸222 —起沿第一方向23 旋轉，中間齒輪258沿第二方向256b旋轉，並且第二單向齒輪234沿第一方向23 旋轉。附接齒輪242與第二單向齒輪234 —起沿著第一方向23 旋轉，使得第三軸2 沿第一方向226a旋轉。在本示例中，第一單向齒輪232、第二單向齒輪234以及中間齒輪233可以為正齒輪、斜齒輪或者其它類似的齒輪。當第一滑動件270沿第二方向270b滑動並且第二滑動件272沿第一方向27 滑動時，第一軸222沿第二方向222b旋轉並且第二軸2 沿第一方向22 旋轉。第一單向齒輪232沿第一方向23 旋轉並且在第一軸222上自由自轉。中間軸256沿第二方向256b 旋轉，使得第二單向齒輪234與第二軸2M —起沿第一方向23 旋轉。附接齒輪242與第二單向齒輪234 —起沿第一方向23 旋轉，使得第三軸2 沿著第一方向226a旋轉。圖7是另一個示例性驅動機構300的示意圖。驅動機構300包括第一軸324、第二軸322、第三軸326、第一中間軸356、第二中間軸358和輪軸398。第一軸3 包括嚙合位於第二軸322上的第二固定齒輪330的第一固定齒輪328。第一附接部件366使在第一軸 324上的第一輸入齒輪336和在第一中間軸356上的第一單向齒輪332機械地聯接。第二附接部件368使在第二軸322上的第二輸入齒輪338和在第二中間軸358上的第二單向齒輪334機械地聯接。第一固定齒輪3 和第二固定齒輪330可以為正齒輪、斜齒輪或者其它可以將第一軸3M和第二軸322機械地聯接並且使第一軸3M和第二軸322沿相反的方向旋轉的適合的齒輪連接裝置。分別地，第一輸入齒輪336和第二輸入齒輪338以及第一單向齒輪332 和第二單向齒輪334可以為鏈輪或者皮帶輪，並且第一附接部件368和第二附接部件366 可以為鏈條或者皮帶。第一固定中間齒輪390附接到中間軸356並且通過第一中間驅動附接部件347a與在第三軸3 上的第一固定驅動齒輪394機械地聯接。第二固定中間齒輪392附接到中間軸358並且通過第二中間驅動附接部件347b與第三軸3 上的第二固定驅動齒輪396機械地聯接。分別地，第一固定中間齒輪390和第二固定中間齒輪392以及第一固定驅動齒輪394和第二固定驅動齒輪396可以為鏈輪或者皮帶輪，並且第一中間驅動附接部件347a 和第二中間驅動附接部件347b可以為鏈條或者皮帶。第三軸3 包括第一驅動齒輪344。第一驅動齒輪344包括可選的釋放機構360， 該釋放機構使第一驅動齒輪344接合第三軸3 或者與第三軸脫離接合。驅動附接部件 346使第一驅動齒輪344與輪軸398上的第二驅動齒輪348機械地聯接。分別地，第一驅動齒輪344和第二驅動齒輪348可以為鏈輪或者皮帶輪，並且驅動附接部件346可以為鏈條或者皮帶。當第一滑動件370沿第一方向370a滑動並且第二滑動件372沿第二方向372b滑動時，第一軸3 沿第一方向32 旋轉並且第二軸322沿第二方向322b旋轉。第一單向齒輪332沿第一方向33 旋轉而使得第一中間軸356和第一固定中間齒輪390沿第一方向356a旋轉。第一固定驅動齒輪394和第二固定驅動齒輪396以及第一驅動齒輪344沿第一方向326a旋轉。第二驅動齒輪348和輪軸398沿第一方向398a旋轉。第二單向齒輪 334沿第二方向334b旋轉並且在第二中間軸358上自由自轉，同時第二固定中間齒輪392 和第二中間軸358沿第一方向358a旋轉。當第一滑動件370沿第二方向370b滑動並且第二滑動件372沿第一方向37 滑動時，第一軸3 沿第二方向324b旋轉並且第二軸322沿第一方向32 旋轉。第二單向齒輪334沿第一方向33 旋轉而使得第二中間軸358和第二中間齒輪392沿第一方向358a 旋轉。第一固定驅動齒輪394和第二固定驅動齒輪396以及第一驅動齒輪344沿第一方向 326a旋轉。第二驅動齒輪348和輪軸398沿第一方向398a旋轉。第一單向齒輪332沿第二方向332b旋轉並且在第一中間軸256上自由自轉，同時第一中間齒輪390和第一中間軸 356沿第一旋轉方向356a旋轉。使釋放機構360脫離接合將使得輪軸398沿第一方向398a或者第二方向398b自由地旋轉。參見圖8，另一個示例性驅動機構400包括第一軸424、第二軸422、第三軸似6和輪軸498。第一軸似4包括與第二軸422上的第二固定齒輪430嚙合的第一固定齒輪428。 第一附接部件468使第一軸似4上的第一輸入齒輪436與第三軸似6上的第一單向齒輪 432機械地聯接。第二附接部件468使第二軸422上的第二輸入齒輪438與第三軸似6上的第二單向齒輪434機械地聯接。第三軸似6包括第一驅動齒輪444，該第一驅動齒輪具有可選的釋放機構460以便使第一驅動齒輪444與第三軸似6可釋放地接合。第一驅動齒輪 444通過驅動附接部件446與位於輪軸498上的第二驅動齒輪448機械地聯接。當第一滑動件470沿第一方向470a移動並且第二滑動件472沿第二方向472b移動時，第一軸似4沿第一方向42 旋轉並且第二軸422沿第二方向422b旋轉。第一單向齒輪432沿第一方向43 旋轉而使得第三軸似6沿第一方向426a旋轉。第二單向齒輪434 沿第二方向434b旋轉並且在第三軸似6上自由自轉。第一驅動齒輪444沿第一方向426a 旋轉而使得第二驅動齒輪448和輪軸498沿第一方向498a旋轉。當第一滑動件470沿第二方向470b移動並且第二滑動件472沿第一方向47 移動時，第一軸似4沿第二方向424b旋轉並且第二軸422沿第一方向42 旋轉。第二單向齒輪434沿第一方向43 旋轉而使得第三軸似6沿第一方向426a旋轉。第一單向齒輪432 沿第二方向432b旋轉並且在第三軸似6上自由自轉。第一驅動齒輪444沿第一方向426a 旋轉而使得第二驅動齒輪448和輪軸498沿第一方向498a旋轉。圖9是位於支座600上的練習裝置20的透視圖。支座600包括以大體上垂直於第二基座部件604的方式附接的第一基座部件602。第一大體上豎直的部件606和第二大體上豎直的部件608從第二基座部件604延伸出。備選地，第一大體上豎直的部件606和第二大體上豎直的部件608可以從第一基座部件602延伸出，或者從第一基座部件602和第二基座部件604延伸出。第一大體上豎直的部件606和第二大體上豎直的部件608分別包括第一突起開口 618和第二突起開口 620。樞轉部件610圍繞第二基座部件604樞轉並且包括輥子612和彈簧614。阻力電機616附接到樞轉部件610並且與輥子612機械地聯接以便阻礙練習裝置20的第二輪34的運動。圖10示出了練習裝置20和支座600的放大透視圖。練習裝置20包括分別從第一軌條殼體56和第二軌條殼體58延伸出的第一突起56a和第二突起58a。第一突起56a和第二突起58a被分別接納在第一突起開口 618和第二突起開口 620中。通過朝支座600移動練習裝置20使第二輪34接合樞轉部件610上的輥子614並且使第一突起56a和第二突起58a與第一突起開口 618和第二突起開口 620對準以便使練習裝置20固定於支座600， 來使練習裝置20與支座600配合。圖11示出了練習裝置20與支座600完全配合時的放大透視圖。一旦練習裝置與支座600配合，練習裝置20變成固定不動的練習裝置。圖12是另一個示例性練習裝置520的透視圖。示例性練習裝置520為固定不動的練習器械，當使用者左右傾斜時其進行能夠相對於基座樞轉的線性蹬踏運動。練習裝置520包括具有驅動機構100的框架522，所述驅動機構位於框架522中。 框架522包括連接頭部5M和殼體540的下部件538和上部件536。前柱體530從頭部5M 延伸。殼體540通過第一對軌條544和第二對軌條546分別附接到第一軌條殼體556和第二軌條殼體558。驅動機構100的輸出機械地聯接到輪592。輪592通過阻力附接部件591 機械地聯接到阻力電機590。練習裝置520能夠相對於第一基座部件532和第二基座部件534樞轉。第一柱體 530相對於第一基座部件532圍繞第一附接部件586樞轉，並且後柱體582圍繞後附接部件 588樞轉。前柱體530和後柱體582通過支撐杆584連接。第一軌條殼體556和第二軌條殼體陽8附接至支撐杆584。平衡部件564從第一基座部件532延伸。平衡部件564包括第一向上延伸部件566、第二向上延伸部件568和連接第一向上延伸部件566和第二向上延伸部件568的水平部件570。第一平衡臂部572和第二平衡臂部574從平衡部件564延伸。 第一平衡臂部572和第二平衡臂部574分別通過第一穩定部件576和第二穩定部件578機械地聯接到前柱體530上的柱體附接部件580。第一穩定部件576和第二穩定部件578可以為彈簧、減震器或者其它類似的能夠平衡練習裝置520的裝置。參見圖13和圖14的另一個示例性練習裝置720的透視圖。示例性練習裝置720為固定不動的練習裝置，當使用者左右傾斜時其進行能夠相對於基座樞轉的線性蹬踏運動。練習裝置720包括框架722和位於框架722中的驅動機構100。框架722包括頭部724以及從頭部7M延伸的上部件736和下部件738。前柱體730附接到頭部724。殼體740通過上部件736和下部件738附接到頭部724。殼體740通過第一對軌條744附接到第一軌條殼體756並且殼體740通過第二對軌條746附接到第二軌條殼體758 (圖14)。 驅動機構100的輸出通過輸出附接部件778與第一車輪792機械地聯接。第一車輪792通過輪軸750附接到第一軌條殼體756和第二軌條殼體758。第一車輪792接合輥子794。阻力電機753機械地聯接到輥子794以便阻礙第一車輪792的運動。練習裝置720能夠通過附接到第一基座部件732的第一四連杆機構752和附接到第二基座部件734的第二四連杆機構7M相對於第一基座部件732和第二基座部件734運動。第一四連杆機構752和第二四連杆機構754的瞬心在框架722的下方。前柱體730在第一前水平部件760處附接到第一四連杆機構752。一對大體上豎直的部件76 和762b 將第一前水平部件760樞轉地附接到一對支撐件76 和764b。這對支撐件76 和764b 附接到第一基座部件732。支撐杆776將第一四連杆機構752與第二四連杆機構7M附接。第一軌條殼體756 和第二軌條殼體758附接到支撐杆776。支撐杆776附接到第一前部件760和第一後水平部件768。一對大體上豎直的部件770a和770b將第一後水平部件768樞轉地附接到一對後支撐件77 和772b。這對後支撐件77 和772b附接到第二基座部件734。一對基座連杆部件798a和798b聯接基座部件732和734。第一前彈簧796a使豎直支撐件76 與支撐件76 附接(圖14)。第二前彈簧796b使豎直支撐件762b與支撐件764b附接。第一後彈簧790a使支撐件77 與豎直部件770a附接。第二後彈簧790b使支撐件772b與豎直部件770b附接。彈簧796a、796b、790a和790b的剛度可以變化以便控制練習裝置520 的運動。雖然已經公開了本發明的優選實施例，但是本發明的技術人員將認識到一些變型將落入本發明的範圍之中。出於此原因，下文的權利要求書將被研究以便確定本發明真正的範圍和內容。
權利要求
1.一種練習裝置，包括框架；以及附接到所述框架的驅動機構，所述驅動機構包括具有第一固定齒輪的第一軸；具有第二固定齒輪的第二軸，所述第二固定齒輪機械地嚙合所述第一固定齒輪，以便使所述第一軸沿與所述第二軸相反的方向旋轉；與所述第一軸機械地聯接的第一線性輸入；以及與所述第二軸機械地聯接的第二線性輸入。
2.如權利要求1所述的練習裝置，其中所述練習裝置是車。
3.如權利要求1所述的練習裝置，其中所述第一線性輸入機械地聯接到第一彈簧並且所述第二線性輸入機械地聯接到第二彈簧。
4.如權利要求1所述的練習裝置，其中阻力電機阻礙所述驅動機構的運動。
5.如權利要求1所述的練習裝置，其中所述框架附接到基座部件上。
6.如權利要求5所述的練習裝置，其中所述框架相對於所述基座部件樞轉。
7.如權利要求6所述的練習裝置，其中所述基座部件包括第一四連杆機構和第二四連杆機構，並且所述框架在所述第一四連杆機構和第二四連杆機構上樞轉。
8.如權利要求7所述的練習裝置，其中，所述第一四連杆機構和所述第二四連杆機構的瞬心在所述框架的下方。
9.如權利要求1所述的練習裝置，其中所述驅動機構進一步包括在所述第一軸和一第三軸之間的具有第一單向齒輪的第一機械連杆機構和位於所述第二軸和所述第三軸之間的具有第二單向齒輪的第二機械連杆機構。
10.如權利要求9所述的練習裝置，其中所述第一單向齒輪位於所述第一軸上，所述第二單向齒輪位於所述第二軸上，並且所述第二單向齒輪包括產生單向性旋轉輸出的附接齒輪。
11.如權利要求9所述的練習裝置，其中所述第一單向齒輪通過附接部件與第二單向齒輪機械地聯接。
12.如權利要求9所述的練習裝置，其中所述第一單向齒輪通過中間軸上的中間齒輪與第二單向齒輪機械地聯接。
13.如權利要求9所述的練習裝置，其中，所述第一單向齒輪位於第一中間軸上，並且所述第二單向齒輪位於第二中間軸上。
14.如權利要求9所述的練習裝置，其中，所述第一機械連杆機構包括第二單向齒輪。
15.如權利要求1所述的練習裝置，其中，所述第一單向齒輪和所述第二單向齒輪在第一方向上固定而不能運動，並且在第二方向上自由旋轉。
全文摘要
一種練習裝置(20)，包括框架(22)和附接到框架的驅動機構(100)。驅動機構包括具有第一固定齒輪(128)的第一軸(122)和具有第二固定齒輪(130)的第二軸(124)。第一固定齒輪和第二固定齒輪機械地聯接以便使第一軸沿與第二軸相反的方向旋轉。第一線性輸入機械地聯接到第一軸並且第二線性輸入機械地聯接到第二軸。
文檔編號A63B22/08GK102282392SQ201080004579
公開日2011年12月14日 申請日期2010年1月15日 優先權日2009年1月16日
發明者布賴恩·比爾德 申請人:布賴恩·比爾德