固定健身器械的製作方法
2023-08-03 19:13:31 3
專利名稱：固定健身器械的製作方法
技術領域：
本發明涉及健身設備，更準確地說涉及一種固定健身器械用於模擬一系列的跨步運動，包括滑雪，散步，慢跑、跑步和爬山。
背景技術：
早就知道經常進行有氧健身的好處，所以也被廣泛採納。由於寒冷的天氣，時間的限制和其他各種原因，不可能總是在室外進行散步，慢跑或跑步，或者在遊泳池內遊泳。因此已經開發了各種類型的健身設備來進行有氧健身。例如，越野的滑雪健身器械模擬越野滑雪的滑行運動。這樣的機器提供了腿部肌肉各種各樣的運動。許多人用腳踏機來進行散步，慢跑甚至跑步。大多數腳踏機的一個缺點是，在慢跑或跑步時，身體的髖部、膝蓋、腳踝和其他關節會發生顯著的震動。另一類的健身器械模擬爬樓梯。這樣的器械可以由腳踏杆組成，在它們的前端它們可轉動地安裝在一框架上，在它們的後端有接納腳的墊。使用者用他/她的腳將腳踏杆推向下以便模擬爬樓梯。由彈簧流體減震器和/或其他部件提供腳踏連杆向下運動的阻力。
上述的各種器械鍛鍊使用者腿部和身體其他部位的各種肌肉。這樣，為了鍛鍊所有這些肌肉，需要三種不同的健身裝置。這不僅可能成本上過高，而且許多人也沒有足夠的實際空間來放置所有的設備。還有如果一個使用者只買了一個上述的健身裝置，使用者可能會厭倦終日使用單一的設備，會希望使用另外類型的設備。
通過本發明，可以使用單一的設備模擬各種健身器械，包括越野滑雪，散步，慢跑，跑步和爬山。還有模擬慢跑和跑步不會象健身腳踏機那樣把衝擊傳給使用者身體的各個關節。
通過下面的附圖、討論和描述，本發明這些和其他的優點將會很清楚。
發明內容
本發明的健身器械使用一框架，其構造適合支承在地板上。該框架確定一在後面的樞軸，第一和第二腳踏連杆圍繞它成對地沿著相對該樞軸的弧形路徑運動。適合支持使用者腳的腳踏連杆有與安裝在框架上的導向器嚙合的前端，以便能使腳踏連杆的前端沿著確定的路徑前後運動。可以有選擇地改變該導向器相對框架的角度和/或導向器的高度，以便改變第一和第二腳踏連杆的腳支持部分的運動路徑，從而模擬不同類型的跨步運動。
在本發明的更加具體的一方面，該導向器包含各軌條用於承受和引導腳踏連杆的前端。各軌條可相對於框架升高和降低。例如，可將導向器可轉動地安裝到框架上，導向器傾斜的角度可有選擇地改變。
本發明還有一更具體的方面，導向器可以是與腳踏連杆的前端接合的軌道的形式。軌道相對該框架的高度和/或角度的方向可以有選擇地改變，從而改變使用者鍛鍊的跨步運動的方式。
在本發明的另一方面，腳踏連杆前端的導向器可以包括一個或多個樞軸或由框架可轉動地支持的搖臂，使搖臂的下端可轉動地與腳踏連杆的前端連接。搖臂的長度可以伸長或縮短，從而升高或降低搖臂與腳踏連杆前端之間的連接點，從而改變使用者鍛鍊的跨步運動的方式。
在本發明的另一方面，在框架的後面裝設飛輪，使其圍繞框架的樞軸轉動。腳踏連杆的後端可轉動地銷裝在飛輪上偏離框架框軸的一個選擇的位置。飛輪不僅作為腳踏連杆的後端與框架樞軸之間的連接機構，而且也是動量的儲存裝置，以便模擬在各種跨步運動時身體的動量。
按照本發明進一步的方面，可以對飛輪的轉動施加阻力，以便使跨步運動理困難或更容易進行。這阻力可以與使用者所希望的鍛鍊水平相協調，如與最佳的卡路裡消耗相對應的所希望的心跳速率範圍相協調。可以使用心跳速率監測器或其他傳感器來檢測所希望的物理參數以便使健身最優化。
在本發明的還有一方面，腳踏連杆的後端通過一連接系統與樞軸相連，該系統允許樞軸和腳踏連杆之間圍繞兩個軸相對轉動，兩個軸都與腳踏連杆的長度方向垂直(橫向)。這樣，腳踏連杆的前端就相對於腳踏連杆後端在側向，即腳踏連杆長度的橫向，自由運動或移動。
更具體地，本發明的目的是提供一種模擬各種跨步運動的一種健身器械，其包括框架，具有在其上面確定的樞軸；第一和第二腳踏連杆，每個腳踏連杆包括第一端，第二端和兩者之間的腳支承部分；連接系統，與每個腳踏連杆的第一端相連，用於將每個腳踏連杆的第一端可轉動地連接到樞軸，從而使該第一端沿著相對該樞軸的弧形路徑運動；導向器，用於同第一和第二腳踏連杆的第二端嚙合，並當各腳踏連杆的第一端沿著弧形運動路徑運動時引導第一和第二腳踏連杆的第二端沿著預先選擇的往復路徑運動；提升機構，用於選擇地改變導向器相對於框架的高度和/或角度的方向，從而改變由第一和第二腳踏連杆的腳支承部分運動的路徑。
通過參考與附圖一起的下面詳細描述，將會更容易理解本發明的上述各個方面和許多優點。附圖有圖1是從後面向器械的前面看，本發明的健身器械的透視圖；圖2是圖1器械的頂視圖；圖3是圖1器械的底視圖；圖4是圖1器械的前視圖；圖5是圖1器械的後視圖；圖6是圖1器械的側面圖；圖7是圖1器械的透視圖，其中在器械的後部上已經裝上一外罩，這個透視圖是從器械的後面向前看；圖8是與圖7相同的圖，但從器械的前面向後看；圖9是與圖8相同的圖，但前、後的罩子都已去掉；圖10是顯示在圖9中器械前部的放大的不完全的透視圖；圖11是顯示在圖9中器械放大的不完全的後透視圖，一個飛輪已經移開；圖12是與圖11相同的圖，但從器械的另一端看，並且靠近的飛輪已移開；圖13是示意顯示的本發明器械的側面圖，說明在腳踏連杆導向器不同的傾斜角度下使用者腳的路徑；
圖14是本發明中使用的系統的示意圖，用於在使用本器械時改變鍛鍊的水平；圖15是本發明還有一優選實施方案的側面圖；圖16是本發明還有一優選實施方案的放大的局部透視圖。
具體實施例方式
開始參考圖1-9，本發明的器械18包括與地面接觸的框架20，插入開始向上伸展然後斜著向前的前柱22。一對飛輪24a和24b位於框架20的後部，圍繞水平的橫軸26轉動。飛輪24a和24b可由後罩28復蓋。腳踏連杆28a和28b的後端可轉動地與相應的飛輪24a和24b連接，以便當飛輪轉動時沿著圍繞軸26的圓形路徑運動。滾輪32a和32b可轉動地安裝在腳踏連杆30a和30b的前端，騎在導向器36的相應管狀導軌34a和34b上。當腳踏連杆的後端圍繞軸26轉動時，腳踏連杆30a和30b的前端沿著導軌34a和34b作前後來回往復運動，使得腳踏連杆所帶的腳踏板或墊27沿著不同的橢圓形路徑運動，如下面更加全面地描述的那樣。
可操作安裝在柱22上的提升機構38，有選擇地改變導向器36的傾斜角，從而改變本發明器械使用者的跨步運動。在傾斜角較低時該器械提供越野的滑雪運動，當逐漸增大傾斜角時運動從散步改變為跑步，再變為爬山。前罩39基本上包住該提升機構。
此外，如圖11和12中最清楚顯示那樣，本發明應用一種制動系統40，用於給飛輪24a和24b的轉動施加所需的阻力，這樣達到器械18的使用者所要求用力的水平。下面詳細描述本發明上述和其他的各方面。
圖解說明的框架20包括一縱向的中央部件42，它的前後終止在較短的橫向部件44和46上。理想但不是必要的，框架20由矩形的管形部件構成，它的重量相對較輕但提供堅固的強度。端帽48放在橫向部件44和46的開口端內，以便封閉這些部件的端部。
柱結構22包括基本垂直的下部52和從下部向上和向前傾斜伸展的上部54。理想但不是必要的，柱的下部52和上部54也可由矩形的管狀材料組成。端帽48也放在柱上部54的上端內，以便封閉該開口。
連續的閉合形式的把手杆56安裝在柱上部54的上方，當個人使用本器械時便於抓握。把手杆包括橫向的上部58，它通過夾具60固定地連接到柱上部54的上端，夾具圍繞把手杆上部與其嚙合，並可通過一對緊固件62固定到柱上部。把手杆還包括側面部分62a和62b，每個包括上部傾斜布置部分，中間基本垂直部分，下部傾斜布置部分68a和68b，它們從中間側向部分向下伸展並向外張開。把手杆56還包括橫向的下部70，它有被夾具60央在柱上部54上的中心部分，夾具由一對緊固件62固定在那裡。雖然沒有顯示，把手杆56可以局部或全部由防滑材料或者表面例如帶，發泡合成橡膠等材料覆蓋。
顯示板74在把手杆56的上部橫向部分58和下部橫向部分70之間的位置處安裝在柱杆上部54上。顯示板包括中央顯示屏76和幾個較小的屏幕78，以及一鍵盤，該鍵盤包括許多可壓下的「按鈕」80，下面將詳細討論。
飛輪24a和24b安裝在驅動軸84相對兩端的外側，驅動軸可轉動地橫向穿過後柱86的上端，後柱從框架中央部件42的後部向上伸展。使用軸承裝置88將驅動軸84減摩擦地安裝到後柱86上。在本發明的優選實施方案中，飛輪24a和24b用鍵固定或其他方法連接到驅動軸84，從而使飛輪與驅動軸一致轉動。應該理解驅動軸84的中心是與橫軸26的位置相一致的。皮帶驅動滑輪90也安裝在飛輪24a和後柱86的相鄰側之間的驅動軸84上。
通過任何合適的方法，如焊接或螺栓固定可將後柱86固定連接到框架縱向部件42上。按照本發明的優選實施方案，在後柱86的前下部和縱向部件42的上表面的連接處使用角形撐條92對那裡進行加固。當然也可應用其他類型的撐條或加固件。
圖解說明的飛輪24a和24b包括徑向從中心輪轂95向外伸展與圓周形輪圈96相交的輪輻94。飛輪24a和24b可以是其他的結構，例如實心圓盤的形式也不會背離本發明的宗旨和範疇。
後罩28包住飛輪24a和24b，制動系統40和腳踏連杆30a和30b的後部。罩28放在框架後橫向部件46以及一對輔助的縱向部件97上，輔助縱向部件從橫向部件46向前伸展並與輔助的中間橫向部98的兩外端相交。罩支持部件97和98的上表面與框架部件42和46的上表面相一致。還有，許多連接用的固定夾99安裝在輔助支持部件97和98以及框架部件42和46的上表面上。在固定夾99中形成帶螺紋的開口，以便接納用來連接罩28的緊固件。如圖11和12最清楚顯示的那樣，罩支持部件97和98橫截面的高度小於框架部件42和46橫截面的高度是比較理想的，從而與下面的地板無關。
圖示的腳踏連杆30a和30b由細長的管狀部件組成，但也可以是其他型式的結構，如實心棒。腳踏連杆30a和30b的後端通過緊固件100可轉動地釘在飛輪24a和24b的外周邊部分，緊固件穿過在腳踏連杆後端上形成的軸環102嚙合在飛輪外周邊中形成的孔104中。如圖12中最清楚顯示的那樣，孔104位於飛輪輪輻94和外輪圈96的連接處。飛輪的這個部位已經擴大形成輪轂106。腳踏連杆30a和30b通過在罩的前壁形成的垂直開口108，伸出到罩28的前側外。
如圖12中所示，在與輪轂106所處的輪輻完全相反的輪輻上形成第二輪轂110，但是其位置比輪轂106更接近軸26。在腳踏連杆後端的軸環102可以在輪轂110而不是輪轂106處連接到飛輪上，從而在飛輪轉動時減少了腳踏連杆後端運動所通過的圓周形路徑的直徑，這樣，相應縮短了腳踏板27劃圈所產生的橢圓路徑的長度。可以理解，軸環102與輪轂110相連得到腳踏連杆較短的行程，這樣鍛鍊者所跨的步幅比軸環同飛輪的輪轂106相連時所跨的步幅要短。
凹形的滾輪32a和32b通過橫軸114可轉動地連接在腳踏連杆30a和30b的前端。滾輪凹的曲面與導向器36的導軌34a和34b的直徑相一致。這樣在使用本器械時滾輪32a和32b使腳踏連杆的前端可靠地與導向器保持嚙合。接納腳的踏板27裝在腳踏連杆30的上表面以便接納和支持使用者的腳。圖解說明的踏板27上形成許多橫向的脊，該脊不僅提高腳墊的結構整體性，而且還有在使用者的鞋或腳底與腳踏板之間的防滑功能。雖然沒有顯示，腳踏板可以設計成可沿著腳踏連杆的長度任意定位，以便適應不同高度尤其是不同腿長的使用者，或者放在接縫之上。
圖解說明的導向器36一般呈U形，並將它的後面自由端可轉動地釘在框架中央部件42的中間位置。導向器36的自由端可以用任何方便的方法可轉動地連接到中央框架部件42，包括把橫管118的外端作為軸頸。該導向器包括平行的管狀導軌34a和34b，它們與腳踏連杆30a和30b對齊設置。導軌34a和34b的前端由弧形部分119將它們連接在一起，弧形部分向前越過柱22。
導向器36的前部分由提升機構38支持，如圖9和10最清楚顯示的那樣。提升機構38包括橫槓120，它由基本呈U形垂直活動的滑動架122的下端支持。滾輪管部分124與橫槓120的兩外端嚙合，並直接在導軌34a和34b的底部之下支承導軌。滑動架122隻能沿中心導向器杆126的高度垂直運動，該中心導向器杆可通過任何合適的方法，如用緊固件128固定到柱下部54的前面上。從橫截面看，導向器杆126基本上呈T形，其中心肋部靠在柱下部52上，其橫向伸展的突邊部分在柱下部的前面隔有一定的空間。一對呈Z形的固定夾130使滑動架122保持與導向器杆126嚙合。固定夾每個包括第一橫向突邊部固定在滑動架背部突邊表面，其中間肋部沿著導向器杆突邊的外側邊緣伸展，而其第二橫向突邊部放置在柱下部52的前表面和導向器杆突邊之間形成的間隙中。將能理解使用這種結構允許滑動器122相對導向器杆126作垂直運動，並保持與導向器杆嚙合。
通過電動的提升操作機構136使滑動架上升或下降。提升操作機構136包括由電動馬達140驅動的可轉動的螺杆部分138，馬達可操作地與螺杆部分的上端相連。螺杆部分的頂部可轉動地與保持管座裝置142嚙合，該裝置釘在固定到柱22前面上的U形支座144，靠近柱下部52和上部54的連接處。橫銷146穿過在支座144突邊上形成的對齊的兩個開口和在管座142中形成的對齊的完全相反的兩孔。管座142允許螺杆138相對管座轉動而保持與軸環垂直嚙合。
螺杆138的下部可螺紋式嚙合下套管147中，下套管的底端固定在橫槓120上。將能理解，馬達140可以使螺杆138在一個方向旋轉以便降低滑動架，而在相反方向旋轉則提升滑動架，如所希望的那樣。當滑動架下降或上升時就改變了導向器36的傾斜角，依次也就改變了器械18使者者鍛鍊的跨步運動。螺杆部分138嚙合在套管120中，這樣導向器36的傾斜角，通過標準的技術，例如使用圖14的轉動電位計147很容易辨別出來。
前罩39基本包住提升機構38。罩39從柱下部52和上部54的側壁向前伸展包圍滑動架122，導向器杆126，提升操作機構136和提升機構的其他部件。只有橫槓120的自由端和相連的滾輪管部分124從罩39的側壁上形成的垂直縫148中向外突出。裝設許多緊固件149使罩39可拆卸地連接到柱22的側壁上。
本發明包括通過渦流制動系統40對飛輪轉動可選擇地施加制動或阻尼力的系統。制動系統40包括較大的驅動滑輪90，如上所述，它通過V型皮帶152驅動較小的從動滑輪150。從動滑輪150安裝在可轉動的短粗軸154的自由端上，該軸從樞軸臂156向外伸出，樞軸臂156通過U型支座158可轉動地安裝在後柱86的後側上，樞軸銷160穿過在支座中形成的對齊開口以及在樞軸臂156的側壁中形成的對齊開口延伸。牽拉彈簧161伸展在臂156自由端的底部和框架部件42的頂部之間，以便在皮帶152上維持足夠的拉力從而避免滑輪90和150與皮帶之間的打滑。滑輪90和150的相對尺寸是這樣選擇的，以便達到速度的級差約為6到10倍，理想的約8倍。換句話說，從動軸154轉動速度比驅動軸84快6到10倍。
實心的金屬盤162安裝在短粗軸154上，在從動滑輪150的內側，也與從動輪一起轉動。較理想的做法是將高導電性的材料，如銅的環形面板164安裝在鄰近從動滑輪150的實心盤162的面上。一對磁性裝置168安裝在緊靠與環形板164相反的實心盤162的面上。裝置168每個包括被線圈裝置172包圍的磁棒170形式的中間芯。裝置168通過緊固體176安裝在銜鐵棒上，緊固件穿過在銜鐵棒和磁芯中形成的對齊的孔。如圖11和12所示，磁性裝置沿著盤162的外周邊部分與環形板164對齊定位。磁性裝置的位置可以相對盤162的鄰近表面進行調節，以便使其定位儘可能接近盤，而沒有實際接觸盤和妨礙盤的轉動。磁性裝置的這種定位可以通過調節銜鐵棒174相對支持板178的位置來完成，支持板安裝在樞軸臂156後面的自由端上。在支持板178中形成一對沒有顯示的水平槽，通過它伸出帶螺紋的緊固件179，然後緊固件與銜鐵棒174的前邊緣中形成的螺紋孔嚙合。
如上所述，驅動滑輪90和從動滑輪150直徑尺寸的顯著差別造成盤62的轉動速度相對飛輪24a和24b轉動速度有較大的階躍式升高。從而使盤62的轉速通過渦流制動裝置40足夠產生相對較大的制動力矩。
如下面更全面的討論那樣，希望監測飛輪24a和24b的速度，以便測量本器械使用者運動走過的距離，也便於控制使用者鍛鍊的水平。可以使用任何標準的方法測量飛輪的速度。例如可在盤162，驅動滑輪90或本器械的其他轉動部件上裝設光學或磁性的閃頻觀測輪。可以用光學或磁性的傳感器180(圖14)監測閃頻觀測輪的轉速，從而產生與這個速度有關的電信號。
當使用本發明時，使用者站在腳墊27上同時為了穩定抓住把手杆56。使用者將一個向下踩踏動作施加到腳墊上使飛輪24a和24b圍繞軸26轉動。結果腳踏連杆的後端圍繞軸26轉動，同時腳踏連杆的前端騎住導軌34a和34b上、下運動。當腳踏連杆和飛輪的連接點從最接近柱22的位置(腳踏連杆最大的伸長位置)移到離柱最遠的位置，即腳踏連杆最大的退縮位置時，腳踏連杆的前端沿著它的導軌向下運動。從腳踏連杆最大退縮位置這一點，飛輪的繼續旋轉使腳踏連杆沿著導軌34a向上和向前運動又回到腳踏連杆最大的伸長位置。這兩個位置顯示在圖13中。圖13也說明了腳墊27中心運動的相應路徑，這也是使用者腳的運動路徑。如圖13所示，這運動路徑基本上成向上和向前傾斜的橢圓形。
圖13顯示腳墊27在三個不同的導向器36的角度方向，相應於提升機構38的不同高度時運動的路徑。在圖13顯示的最小角度方向(水平線上約10°)上相應的腳墊運動路徑是181。這大體上與滑動或越野滑雪運動相對應。當顯示的導向器36在與水平面成較陡的第二角度(約20°)方向，腳踏板116的相應運動路徑是橢圓形路徑182。這個運動路徑基本上對應散步運動。圖13還顯示導向器36更陡的第三角度方向，離水平線約30°。在圖13中腳墊27相應的橢圓形運動路徑是183。這個運動路徑相當於爬山運動。將能理解，通過調節導向器36的角度，用本發明可以得到不同型式的運動。這樣可以用本發明模擬不同形式的體育運動，從滑雪到散步，到跑步和爬山。至今要進行這些不同的運動，就會需要不同的健身設備。
申請人注意到，在上述腳墊也就是使用者腳的每個不同的運動路徑中，有一種共同的關係。當腳踏連杆的後端從最遠的位置，例如在圖13中顯示那樣，向前運動時，使用者腳的腳後跟部開始抬起的速率要比使用者的腳趾部分要快。相應地當腳踏連杆的後端從最前位置向後運動時，使用者腳的腳後跟部分下降的速率要比腳趾部分要快。當腳踏連杆的前端從在導向器36下端的位置運動到導向器36上端的位置時存在著相同的關係。換句話說，當腳踏連杆的前端從在導向器36的下端最後一點沿著導向器向前和向上運動時，使用者的腳後跟部分開始抬起的速率要比腳趾部要快。相應地當腳踏連杆的前端沿著導向器36的上部最前位置向下和向後運動時，使用者的腳後跟部分開始下降的速率要比腳趾部分要快。這基本上與使用者在越野滑雪，散步，跑步和爬山或其他跨步運動時，其腳後跟和腳趾的相對運動相一致。
在圖14中示意地說明了申請人的系統184，用來控制和協調導向器36的傾斜角和施加到飛輪24a和24b轉動的阻力，以便獲得所需的鍛鍊水平。如圖14中所示，一個物理的鍛鍊參數，如使用者的心跳速率由傳感器186監測。產生與使用者心跳速率相關的電信號，一般是模擬信號。現有各種類型心跳速率監測器，包括胸部佩戴的監測器，耳朵監測器和手指監測器。從監測器186的輸出經過模數轉換188，控制器190，到中央處理器(CPU)192，較理想地位於顯示板74內。除了使用者心跳速率之外，也可應用代替它的鍛鍊者其他物理參數，包括呼吸速率、年令、體重、性別等等。
繼續參考圖14，本發明的健身控制系統184包括交流電源輸入口194，可與標準電流強度的110伏交流電源相連接。電源入口194連到變壓器196然後連到制動系統40和顯示板74。提升機構38使用交流電源，這樣就不與變壓器196相連。
如前討論那樣，提升機構38與傳感系統147結合以便檢測提升機構的伸長和回縮，並因此檢測導向器36的傾斜角。這個信息經過模數接口188，控制器190到CPU192。如上討論那樣，飛輪24a和24b的轉速由傳感器180監測，其信息通過模數接口188和控制器190傳送給CPU。這樣在使用本發明的器械18中，將由傳感器186檢測的鍛鍊者的心跳速率或其他物理參數，導向器36的傾斜角和飛輪24a和24b的速率傳送CPU。這個信息，或相關信息，可以通過顯示屏76顯示給鍛鍊者。
還有，通過本發明，使用控制系統184可以保持所需的鍛鍊水平。例如鍛鍊者可以通過鍵盤80輸入一定的參數，如年齡、身高、性別以便在鍛鍊時獲得所需的心跳速率。另一種是，可以由鍛鍊者直接輸入所需的心跳速率範圍。鍛鍊者可以輸入，也可以不輸入其他參數，如相應於腳踏連杆每分鐘轉數的所需的飛輪速度和/或導向器36的傾斜度。用這個信息本發明的控制系統將調節制動系統40和/或提升機構38以便達到所需的鍛鍊水平。
可以理解能將各種課程或鍛鍊方式預先編程到CPU192中或由使用者設計它們，以便反應各種不同的參數，包括所希望的心跳速率範圍，跨步運動類型等等。控制系統184將控制制動系統40以及提升機構38以便與所需的鍛鍊方式相適應。
在圖15中說本發明的另一個優選實施方案。圖15中顯示的器械18′與以前圖中顯示的器械18結構上相似。相應地器械18′的這些部件，它們與器械18的那些部件相同或相似的就用相同的部件標號表示，但附加上引號「′」以示區別。
器械18′包括單個的飛輪24′可轉動地安裝在框架20′的後部。一對曲柄臂200a和200b從驅動軸84′的兩端在完全相反的方向橫向上伸展，並與腳踏連杆30a′和30b′的後端可轉動地連接。曲柄臂200a和200b與驅動軸84′固定連接。將能理解在腳踏連杆30a′和30b′前後運動時曲柄臂200a和200b支持腳踏連杆的後端。關於這方面，曲柄臂的長度可以修改以便改變腳踏連杆的「行程」適應使用者不同的腿/褲管內縫的長度。
腳踏連杆30a′和30b′的前端可轉動地釘在搖臂或擺臂201a和201b下端的樞軸連接點202。擺臂結構最好是管狀，形狀如狗腿，其上端釘在柱22′的軸204，靠近柱的下部52′和上部54′的連接處。每個擺臂包括管狀的上部206和管狀的下部208。下部208的上端部分可滑動式嚙合在相應的上部206的下端部分內，從而可選擇地改變擺臂的長度。擺臂的上、下部可通過任何方便的方式保持互相嚙合，如用橫銷210穿過在擺臂上部形成的直徑對齊的開口和一組在下部形成的直徑對齊的開口。
雖然沒有顯示，一個拉伸的彈簧或其他裝置可以放在擺臂上部和下部的裡面，以便將上、下部偏置成互相嚙合。另一種方法是，擺臂上、下部的嚙合可由插入到擺臂結構中的線性執行機構或其他有源裝置「自動」調節。
擺臂201a和201b支持腳踏連杆30a′和30b′的前端沿著弧形路徑212運動，該路徑由擺臂上端圍繞柱22′的樞軸204和這軸204與樞軸點202之間的徑向距離所確定，轉動點202確定腳踏連杆前端和它相應擺臂下端的連接點。將能理解，當擺臂上部206和下部208之間的相對嚙合變化時可以改變路徑212。這就會改變使用者鍛鍊的跨步運動，與上面討論的通過改變導向器36的傾斜角可以使跨步運動改變的方式相同。這樣，器械18′就能夠或者具有上述器械18所提供的相同的優點。
裝設帶型制動系統220，以便可選擇地對飛輪24′施加轉動阻力。帶型制動系統包括制動帶222，帶圍繞飛輪24′的外輪圈和小直徑的拉緊滾輪伸展，該滾輪可轉動地連接在線性執行機構226的外/自由端上。線性執行機構的另一端可轉動地釘在安裝支座226上，支座連接到框架42′。將能理解，使用者用機械、電氣或其他方式可選擇地控制線性執行機構，對飛輪24′施加所需的摩擦負荷。還有也可用其他已知的方法對飛輪24′施加所需的轉動阻力。例如可以用卡尺制動器(未顯示)與飛輪的外輪圈嚙合，或與飛輪一起轉動的圓盤(未顯示)嚙合。
在圖16中顯示本發明的還有一個優選實施方案。在腳踏連杆30a′和30b′與飛輪24a和24b之間裝設多重樞軸連接。軌式樞軸塊230可轉動地通過帶螺紋的緊固件232和相匹配的螺母234釘在每個飛輪24a和24b的孔104中。軌式樞軸決230在與相應飛輪平面近似平行的平面上運動。腳踏連杆30a′和30b′的後端是中空的用來接納軌式樞軸塊230。塊安裝銷231穿過腳踏連杆30a′和30b′後端的頂和底上的相對的孔，並剛好穿過樞軸塊中的孔將樞軸塊230與腳踏連杆的後端相連接。從腳踏連杆30a和30b的後端縱向伸展的槽236，用於裝入緊固件232和234。
理想的軌式樞軸塊大體上是矩形，尺寸適合裝入到中空腳踏連杆的上、下突緣壁之間。但是，腳踏連杆突緣部分內部的寬度要比軌式樞軸塊的寬度要寬，以便允許腳踏連杆相對樞軸塊圍繞安裝銷231作角位移，安裝銷的作用就象樞軸點。這種結構提供的腳踏連杆與飛輪24a和24b和導向器36之間的連接可以補償飛輪24a和24b以及導向器36對齊中可能出現的不一致，特別是在腳踏連杆30a和30b的長度的橫方向。可以理解，對本工藝熟悉的人可以改變軌式樞軸塊230的厚度和塊安裝銷231的位置，以便設計者按照所希望的公差細調該結構使其處於良好狀態，在本發明其他部件的對齊中可能會產生這種情況。
儘管已經描述和說明了本發明的各優選實施方案，將能理解這裡可以進行各種改變而不會背離本發明的宗旨和範疇。
權利要求
1.模擬各種跨步運動的一種健身器械，包括框架，具有在其上面確定的樞軸；第一和第二腳踏連杆，每個腳踏連杆包括第一端，第二端和兩者之間的腳支承部分；連接系統，與每個腳踏連杆的第一端相連，用於將每個腳踏連杆的第一端可轉動地連接到樞軸，從而使該第一端沿著相對該樞軸的弧形路徑運動；導向器，用於同第一和第二腳踏連杆的第二端嚙合，並當各腳踏連杆的第一端沿著弧形運動路徑運動時引導第一和第二腳踏連杆的第二端沿著預先選擇的往復路徑運動；提升系統，用於選擇地改變導向器相對於框架的高度和/或角度的方向，從而改變由第一和第二腳踏連杆的腳支承部分運動的路徑。
2.按照權利要求1所述的健身器械，其中連接系統在離框架樞軸所選定的各距離處連接腳踏連杆第一端，以便改變腳踏連杆第一端相對框架樞軸運動的弧形運動路徑。
3.按照權利要求1所述的健身器械，其中連接系統包括第一和第二曲柄臂，每個曲柄臂的一端圍繞該樞軸可以轉動，而每個曲柄臂的另一端可轉動地銷裝在各自第一和第二腳踏連杆的第一端上。
4.按照權利要求1所述的健身器械，其中導向器構造為當腳踏連杆的第一端圍繞樞軸運動時引導腳踏連杆的第二端沿著往復路徑運動，從而當使用健身器械時，在腳踏連杆的第二端從往復路徑的最後端的一點沿著路徑向前運動時，與腳踏連杆相連的使用者的腳後跟部分開始抬起的速率要比腳趾部分快，而在腳踏連杆的第二端從往復路徑的前端沿著往復路徑向後運動時，使用者的腳後跟部分開始下降的速率要比腳趾部分快。
5.按照權利要求1所述的健身器械，其中導向器是與地板成傾斜關係放置的，並提升系統可以操作以改變導向器相對地板的傾斜度。
6.按照權利要求5所述的健身器械，其中提升系統是電動的。
7.按照權利要求5所述的健身器械，其中導向器相對框架的縱向伸展，並大體上與第一和第二腳踏連杆對齊，其中導向器包括用於將導向器圍繞一樞軸可轉動地與框架相連的機構，該提升系統包括用於圍繞導向器樞軸改變導向器相對框架的方向的機構。
8.按照權利要求1所述的健身器械，其中提升系統包括用於相對框架提升和降低導向器的機構。
9.按照權利要求8所述的健身器械，其中用於相對框架提升和降低導向器的機構是電動的。
10.按照權利要求1所述的健身器械，其中導向器包括第一和第二導軌，且提升系統可操作地與該導軌嚙合以便改變導軌相對框架的方向。
11.按照權利要求10所述的健身器械，其中該提升系統可操作地與導軌嚙合以便改變導軌相對框架的角度方向。
12.按照權利要求1所述的健身器械，其中導向器由框架可轉動地支持，且提升系統可操作地與導向器嚙合以便相對框架提升和降低導向器。
13.按照權利要求12所述的健身器械，其中導向器包括至少一個由框架可轉動地支持的搖臂，並可轉動地與第一和第二腳踏連杆的第二端連接。
14.按照權利要求13所述的健身器械，其中提升系統可操作地與搖臂嚙合以便相對框架提升和降低搖臂。
15.按照權利要求13所述的健身器械，其中提升系統包括用於改變搖臂的長度、從而調節導向器的高度的機構。
全文摘要
一種健身器械包括一對腳接觸的連杆(30a，30b)。被支持的腳踏連杆的後端圍繞樞軸(26)轉動，而腳踏連杆的前端沿著導向器(36)作前後往復運動。這兩個腳踏連杆運動的組合允許使用者的腳沿著橢圓形的運動路徑運動。導向器(36)的傾斜度和/或高度可以有選擇地改變，以便改變使用者鍛鍊的跨步運動的性質。在導向器較低的傾斜度/高度時，跨步運動可以類似于越野滑雪。在逐漸提高導向器(36)的傾斜角或高度時跨步運動可以模擬散步，慢跑，跑步和爬山。腳踏連杆與樞軸的連接允許在與轉動運動正交的方向上移動，這樣補償裝置在對齊時的不一致。
文檔編號A63B21/015GK1494936SQ0314576
公開日2004年5月12日 申請日期1997年6月26日 優先權日1996年6月27日
發明者J·惠恩同, P·帕瑟羅, P·D·巴克爾, J 惠恩同, 巴克爾 申請人:普雷科有限公司