重量選擇方法和裝置的製作方法

2023-10-17 08:26:09 2

專利名稱：重量選擇方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及鍛鍊器材，更具體地涉及用於自由重物如啞鈴和槓鈴的重量選擇方法和裝置。
背景技術：
已經開發了多種重量選擇方法和裝置，以便為鍛鍊提供可調節的阻力。對於自由重物來說，通常是在橫槓的相對端部上安裝壓重片。在相對先進的系統中，橫槓或把柄組件通常安放在壓重片的附近，並設有至少一個選擇機構來將所需質量連接到橫槓上。
在授予Hettick，Jr.的美國專利No.4529198(公開了一種在相對端部處設有重物的槓鈴組件，這些重物對齊地保持在各自的存儲機構中，並且通過軸向可動的彈簧而選擇性地連接到把柄上)；授予Shields的美國專利No.4822034(公開了在相對端部處設有重物的槓鈴和啞鈴組件，這些重物對齊地保持在架子上，並且通過重物上的鎖定件而選擇性地連接到把柄上)；授予Shields的美國專利No.4284463(公開了一種在相對端部處設有重物的啞鈴組件，這些重物對齊地保持在基座上，並且通過重物上的凸輪驅動銷而選擇性地連接到把柄上)；授予Olson等人的美國專利No.5637064(公開了一種在相對端部處設有多個互連重物的啞鈴組件，這些重物相互間以嵌套關係存放，並且通過U形銷而選擇性地連接到把柄上)；授予Towley，III等人的美國專利No.5769762(公開了一種在相對端部處設有多個互連重物的啞鈴組件，這些重物相互間以嵌套關係存放，並且通過各種機構而選擇性地連接到把柄上)；授予Roth等人的美國專利No.5839997(公開了一種在相對端部處設有重物的啞鈴組件，這些重物對齊地保持在基座上，並且通過旋轉選擇杆上的偏心輪而選擇性地連接到把柄上)；以及授予Krull的美國專利No.6033350(公開了一種在相對端部處設有重物的啞鈴組件，這些重物對齊地保持在基座上，並且通過可沿軸向反向地運動的第一和第二選擇杆而選擇性地連接到把柄上)中，公開了一些具有專利性的槓鈴/啞鈴的改進和/或特徵的例子。雖然在重量選擇的領域中存在有這些及其它的改進，然而仍然存在有改進和繼續革新的空間。
發明概要本發明提供了重量選擇機構，其佔據了相鄰重物之間的空間並可轉過一定的方位範圍，從而與重物的各種組合交替地接合和脫開。各重量選擇機構構造成可與至少兩個重物的任意組合相接合。從下述詳細描述中可以清楚本發明的許多特徵和優點。
附圖簡介參見附圖，其中在所有圖中相似的標號表示相似的部分和組件，

圖1是根據本發明原理構造的鍛鍊啞鈴的側視圖；圖2是適用於圖1所示啞鈴的重物底座和多個壓重片的局部剖開的側視圖；圖3是圖2所示重物底座和重物的剖開的端視圖；圖4是圖3所示壓重片但無重物底座的端視圖；圖5是圖4所示壓重片的側視圖；圖6是圖4所示壓重片的頂視圖；圖7是圖1所示啞鈴上的壓重接合件的端視圖；圖8是圖7所示壓重接合件的側視圖；圖9是圖7所示壓重接合件的另一端視圖；圖10是圖1所示啞鈴上的重量指示件的端視圖；圖11是圖10所示重量指示件的側視圖12是圖10所示重量指示件的另一端視圖；圖13是圖7所示壓重接合件、圖10所示重量指示件和兩個附加的壓重接合件的分解端視圖，此時它們處於圖1所示啞鈴上的第一方位中；圖14是圖13所示壓重接合件和重量指示件的分解視圖，此時它們處於圖1所示啞鈴上的第二方位中；圖15是圖13所示壓重接合件和重量指示件的分解視圖，此時它們處於圖1所示啞鈴上的第三方位中；圖16是圖13所示壓重接合件和重量指示件的分解視圖，此時它們處於圖1所示啞鈴上的第四方位中；圖17是圖13所示壓重接合件和重量指示件的分解視圖，此時它們處於圖1所示啞鈴上的第五方位中；圖18是圖1所示啞鈴上的支架的側視圖；圖19是圖18所示支架的內側端視圖；圖20是圖18所示支架的外側端視圖；圖21是圖18所示支架的頂視圖；圖22是圖1所示啞鈴上的橫槓的側視圖；圖23是圖22所示橫槓的端視圖；圖24是圖22所示橫槓的頂視圖；圖25是圖1所示啞鈴上的把柄的側視圖；圖26是圖25所示把柄的端視圖；圖27是圖1所示啞鈴上的緊固件的端視圖；圖28是根據本發明原理構造的另一鍛鍊啞鈴的側視圖；圖29是圖28所示啞鈴的一端的局部剖開的側視圖；圖30是圖28所示啞鈴上的旋鈕的端視圖；圖31是圖30所示旋鈕的另一側視圖；圖32是圖28所示啞鈴上的軸的一端的側視圖；圖33是圖32所示軸的端視圖34是圖28所示啞鈴上的第一壓重接合件的側視圖；圖35是圖34所示壓重接合件的端視圖；圖36是圖28所示啞鈴上的第二壓重接合件的側視圖；圖37是圖36所示壓重接合件的端視圖；圖38是圖28所示啞鈴上的第三壓重接合件的側視圖；圖39是圖38所示壓重接合件的端視圖；圖40是圖28所示啞鈴上的三個相鄰重物的頂視圖；圖41是圖40所示的其中一個重物的端視圖；圖42是圖41所示重物的側視圖；圖43是圖41所示重物的另一端視圖；圖44是圖40所示重物的局部剖開的頂視圖，其靠在根據本發明原理構造出的支座上；圖45是圖44所示的重物和支座的局部剖開的側視圖；圖46是圖44所示支座但無重物的端視圖；圖47是適用於本發明的壓重接合件的另一實施例的端視圖；圖48是圖47所示壓重接合件的側視圖；和圖49是圖47所示壓重接合件的另一端視圖。
優選實施例的詳細描述本發明提供了可便於調節重量阻力以進行鍛鍊活動的方法和裝置。通常來說，本發明允許使用者通過旋轉一個或多個重量選擇機構以與所需的重物組合形成接合來調節重量阻力。
圖1顯示了根據本發明原理構造的鍛鍊啞鈴100。啞鈴100包括把柄組件110和多個壓重片227-229，它們可選擇性地連接到把柄組件110上。如圖2所示，壓重片227-229在不使用時被放在重物底座或支座300上。底座300優選是注塑模製的塑料件，其具有中間部分和處於中間部分的相對端部處的相應的重物存放區域。各重物存放區域由多個側壁、端壁和隔板形成，它們一起限定了用於重物的分開的向上敞開的槽或隔腔327-329。這些壁和隔板的上角部優選是倒角和/或倒圓的，以便幫助引導壓重片227-229就位。另外，各端壁307和309優選形成一定的輪廓或開有槽口(如圖3所示)，其原因如下所述。由於壓重片227-229的構造方式，因此所示底座300不需要有底壁，但本發明並不限於這種設置。在授予Hettick，Jr.的美國專利No.4529198、授予Shields的美國專利No.4822034、授予Shields的美國專利No.4284463、授予Roth等人的美國專利No.5839997和授予Krull的美國專利No.6033350中公開了一些其它的重物存放裝置，所有這些專利通過引用結合於本文中。
圖4-6顯示了一組壓重片227-229本身，然而在此處它們設置成如同由底座300支撐住一樣。除了厚度之外，壓重片227-229相互間相同。壓重片227-229優選由鋼製成。對於啞鈴100來說，壓重片227構造成每片重5磅；壓重片228構造成每片重7.5磅；而壓重片229構造成每片重10磅。本領域的技術人員可以認識到，可以根據設計的選擇來選擇不同的重量。在該特定的情況下，所選擇的重物被認為是最佳選擇，其原因如下所述。
如圖4-6所示，各壓重片227-229均具有向上敞開的槽207，以及凸起或凸臺208，它們設置成緊鄰於槽207的下方，並從壓重片中垂直地向外突出來。各片227-229的下角部設有缺口，從而提供了相對較窄的下端230以及在其相對兩側上橫向延伸且朝向下方的臺肩233。這些缺口用於補償槽207所帶來的影響，以便在壓重片的質心和幾何中心之間保持接近。另外，窄端230構造成可安裝在底座300中的相應槽327-329中，而臺肩233構造成可安放在底座300的相應側壁上，這樣便消除了設置底壁的需要。這種設置還降低了相對於壓重片227-229大小而言的底座300的尺寸。壓重片227-229優選具有倒圓的角部，以便消除銳邊，並促進壓重片227-229到底座330中的插入以及把柄組件110到壓重片227-229中的插入。
把柄組件110包括中間把手或把柄120，其本身在圖25-26中示出。把柄120優選是擠壓出來的塑料件，並且可被描述為圓柱管。把柄120的外部可以是帶滾花的、帶浮雕的和/或有塗層的，以便於舒適和可靠地握持。該管所限定的外徑為1.125英寸，而其所限定的內徑為0.75英寸。沿著把柄120的內側壁設有溝槽或鍵槽122，鍵槽122沿著把柄120的長度軸向地延伸(5.5英寸)。
把柄120安裝在橫槓130上，橫槓130本身在圖22-24中示出。橫槓130優選由鋼製成，並可描述為限定了縱向軸線的改進的圓柱形杆。橫槓130的中間部分為5.5英寸長，並限定了0.75英寸的外徑。換句話說，把柄120構造成可緊密地裝配到橫槓130的中間部分上。溝槽或鍵槽132沿著橫槓130的中間部分軸向地延伸，該中間部分也是圓柱形的。橫槓130中的溝槽132的大小和形狀均類似於把柄120中的溝槽122，可將一個銷或鍵(未示出)插入到對齊的溝槽122和132中，以將把柄120鍵合住而不會相對於橫槓130轉動。也可採用其它的裝置，包括徑向延伸的銷或螺釘來將把柄120固定在橫槓130上。另外，另一種橫槓也可以是與把柄製成在一起，形成了一個整體部分。
橫槓130的相對端部設有直徑上相對的平面134和136。各平面134沿著相應端部的整個長度軸向地延伸(四又八分之五英寸)，各平面136僅從相應的遠端向內延伸四分之一英寸。較長平面134中的一個與溝槽132周向地對齊，並可容納插入在把柄120和橫槓130之間的鍵。另一較長平面134在直徑上與該平面相對。
橫槓130上的平面134和136構造成可容納相應支架140的相應端部，在圖18-21中顯示了其中一個支架140本身。各支架140優選為鋼板，其已被彎曲成U形結構，包括中間條部141、具有橢圓形狀的內法蘭142和具有矩形形狀的外法蘭145。在裝配啞鈴100之前，在條部141與各法蘭142和145之間所形成的角度優選稍大於90度，其原因如下所述。
大致D形的開口144延伸穿過內法蘭142，並構造成可緊密地裝配在橫槓130的任一端部上(這是因為較長的平面134在直徑上相對，並且較短的平面136也在直徑上相對)。換句話說，內法蘭142可滑動到與橫槓130的中間部分的任一端對接。開口146延伸穿過外法蘭145，並構造成可緊密地裝配在橫槓130的任一遠端上，並且與端部的其餘部分對接。如下所述，在安裝相應的外法蘭145之前，在橫槓130的各端部上安裝了重量指示件160和三個壓重接合件167-169。開口146由兩個直徑上相對的圓柱面和兩個直徑上相對的平面來限定，它們相互配合而一起限定了一個與橫槓130的遠端輪廓(如圖23所示)相似的開口。開口144和146與橫槓130一起將支架140鍵合住，使其不會相對於橫槓130轉動。在備選方案中可以使用其它的方法，例如焊接或鍵合。
螺孔138延伸到橫槓130的相應遠端中以容納相應的緊固件108，在圖27中顯示了其中一個緊固件108本身。各緊固件108可描述為螺栓，其具有螺紋軸(未示出)和較大直徑的頭部。優選在緊固件108的頭部中設有工具接受口108，以便於通過扳手或其它適當的工具來將緊固件相對於橫槓130擰緊。緊固件108可與橫槓130的中間部分協同操作，以防止支架140和/或壓重接合件167-169產生軸向運動。法蘭142和145的稍微岔開的結構提供了一點彈性墊圈的效果。
各支架140構造成可將壓重片227-229保持在與底座300相同的相對位置處。關於這一點，條部141構造成可裝入到壓重片227-229的槽207中，三對凸部147-149從條部141的相對側中向外延伸出來。凸部147與內法蘭142協同操作，形成了構造成可容納壓重片227的第一壓重槽157。凸部148與凸部147協同操作，形成了構造成可容納壓重片228的第二壓重槽158。凸部149與凸部148協同操作，形成了構造成可容納壓重片229的第三壓重槽159。
如上所述，在橫槓130的各端部上安裝了重量指示件160和一組三個壓重接合件167-169。在圖10-12中顯示了其中一個重量指示件160本身。各重量指示件160優選是注塑模製的塑料圓盤。圓孔163延伸穿過指示件160的中心，並限定了稍微大於0.75英寸的內徑。換句話說，指示件160構造成可旋轉地安裝在橫槓130的各端部上。在指示件160的第一側面上設有周向隔開的重量標記161。當指示件160正確地定位在橫槓130上時，重量標記161設置成可經由內法蘭142上的窗口143而一次顯示出一個標記。另外，在指示件160的另一即第二側面上設有周向隔開的狹縫164，以促進指示件160和壓重接合件167-169之間的旋轉連接，這將在下文中進一步討論。
圖7-9顯示了中間那個壓重接合件168本身。各壓重接合件167-169優選是注塑模製的塑料件，其包括圓盤部分181和垂直伸出的輪轂(其位於壓重接合件168上並以標號182表示)。圓盤部分181的大小和形狀均類似於指示件160，但厚度為它的兩倍。輪轂部分182與圓盤部分181同心地對齊，並構造成可安裝到相應壓重片227-229的槽207中，且跨過相應壓重片227-229的厚度。
圓孔183延伸穿過圓盤部分181和輪轂182，並限定了稍微大於0.75英寸的內徑。換句話說，壓重接合件167-169構造成可旋轉地安裝到橫槓130的任一端部上。在圓盤部分181的與輪轂182相反的一側設有周向隔開的狹縫184，以便類似地促進指示件160和壓重接合件167-169之間的旋轉連接。關於這一點，周向隔開的凸部185從輪轂182的遠端上向外伸出。壓重接合件168上的凸部185構造成可插入到相鄰壓重接合件167的狹縫184中。壓重接合件167上的類似凸部構造成可插入到重量指示件160的狹縫164中，而壓重接合件169上的類似凸部構造成可插入到壓重接合件168的狹縫184中。
各壓重接合件167-169具有至少一個凸緣部分，其從相應圓盤部分181的徑向外部中軸向向外地延伸。在各壓重接合件167-169上，該至少一個凸緣部分跨過圍繞輪轂設置的多個扇形區域，並在其餘扇形區域之間留下了空隙。各輪轂及其凸緣部分共同限定了一個處於它們之間的空間環。該空間環構造成可在將輪轂置於相應壓重片227-229的槽207中時容納相應壓重片227-229上的凸臺208。換句話說，這種設置可促進壓重接合件167-169上的凸緣部分圍繞相應壓重片227-229上的凸臺208的旋轉。
壓重接合件167-169的各相連組共同形成了一個可旋轉的重量選擇機構。在啞鈴100上，各重量選擇機構可選擇性地旋轉到八個不同的重量接合方位。對於各壓重接合件167-169以及指示件160來說，在圖13-17中顯示了這些可實現的方位中的五個方位。在各連續的方位或扇形區域之間形成了45度角。
在圖13中，指示件160上的標誌″10″定位成出現在窗口143中，沒有一個壓重接合件167-169具有處於相應凸臺208之下或鉤在其上的凸緣部分(處於6點鐘位置)。結果，當將把柄組件110從如圖2所示的加載底座300上舉起來時，所有壓重片227-229均留在底座300上。指示件160上的標誌″10″正確地表示了空的把柄組件110重10磅。
將指示件160和壓重接合件167-169逆時針轉動45度，便到達了如圖14所示的方位。此時指示件160在窗口143中顯示出標誌″20″，壓重接合件167具有位於相應壓重片227下方的凸緣部分。在兩個壓重接合件167佔據該同一方位時，兩個5磅片227被鎖定在把柄組件110上。指示件160上的標誌″20″正確地表示了在將把柄組件110從底座300上舉起時，把柄組件110此時重20磅。
圖15顯示了在下一方位中7.5磅片228形成接合但5磅片227被放下。指示件160上的標誌″25″正確地表示了在將把柄組件110從底座300上舉起時，把柄組件110此時重25磅。
圖16顯示了在下一方位中10磅片229形成接合但7.5磅片被放下228。指示件160上的標誌″30″正確地表示了在將把柄組件110從底座300上舉起時，把柄組件110此時重30磅。
圖17顯示了在下一方位中5磅片227和7.5磅片228形成接合但10磅片229被放下。指示件160上的標誌″35″正確地表示了在將把柄組件110從底座300上舉起時，把柄組件110此時重35磅。
在下一方位(未示出)中，5磅片227仍然接合，7.5磅片228被放下，而10磅片229接合。指示件160上的標誌″40″正確地表示了在將把柄組件110從底座300上舉起時，把柄組件110設定為重40磅。
在下一方位(未示出)中，5磅片227被放下，7.5磅片228接合，而10磅片229仍然接合。指示件160上的標誌″45″正確地表示了在將把柄組件110從底座300上舉起時，把柄組件110設定為重45磅。
在最後一個方位中，所有的壓重片227-229均接合，指示件160上的標誌″55″正確地表示了在將把柄組件110從底座300上舉起時，把柄組件110設定為重55磅。
如圖7-8所示，壓重接合件168具有三個周向隔開的凸緣部分186-188和三個周向隔開的間隙(其中一個表示為189)。間隙189跨過50度的角B，凸緣部分187跨過40度的角A。如該例子所示的那樣，在各間隙的各側設置2.5度的附加「遊隙」或公差，以降低未被選擇的壓重片上的凸臺208被「卡住」的可能性。
除了與壓重片227-229的所需組合相接合之外，各重量選擇機構可與相應的支架140協同操作，以保持壓重片227-229之間的所需軸向間距。關於這一點，壓重接合件168上的輪轂182軸向地伸出而超過凸緣部分186-188達一定的範圍，該範圍稍稍大於壓重片228的厚度。換句話說，壓重接合件168上的輪轂182長得足以軸向地跨過凸緣部分186-188和其中一個壓重片228。結果，壓重片228被可滑動地保持在壓重接合件168上的凸緣部分186-188和相鄰壓重接合件167上的圓盤部分181之間。
壓重接合件167大致類似於壓重接合件168，然而它們的輪轂更短(這是因為壓重片227更薄)，並且它們的凸緣部分以不同的方式設置。壓重接合件169也大致類似於壓重接合件168。然而，除了具有更長的輪轂(這是因為壓重片229更厚)且凸緣部分的設置不同之外，壓重接合件169還優選構造成可用作旋鈕。結果，壓重接合件169具有在軸向上測得的更大的厚度，各支架140上的外法蘭145優選構造成有助於進入到相應旋鈕169的相對兩側中。外法蘭145還可防止旋鈕169產生不希望發生的旋轉，尤其是在使用者選擇將啞鈴100的一端放在他/她的大腿上時。
底座300上的外端壁309與內端壁307類似地開有凹口，以便在將啞鈴100放在底座300上時提供可接觸到旋鈕169的額外途徑。內端壁307開有凹口，以便容納相應支架140上的內法蘭142。
應當注意的是，重量選擇機構可旋轉以使壓重片227-229相對於把柄組件110鎖定和鬆開，啞鈴100優選設有一個或多個可偏壓和/或鎖定重量選擇機構以使其不會相對於把柄組件110產生不希望發生的旋轉的機構。在圖1所示啞鈴100的各端上提供了這樣一種設置。特別是，部分球形的凹部119延伸到各旋鈕169的外表面中，並處於以45度相互隔開的位置處。在各支架140的外上角部內緊鄰於相應旋鈕169之上安裝了殼體116。在殼體116內優選設有凹口，以避免其在支架140內彎曲而產生潛在的幹涉問題。在殼體116內以本領域已知的方式可動地安裝了滾珠，其可向下伸出而超出殼體116，並伸入到旋鈕169中的對齊凹部119中。在滾珠和支架140上的上方條部141或殼體116的上部之間壓緊了螺旋彈簧。作為這種設置的結果，旋鈕169趨向於相對把柄組件110而配合或卡入到所需的方位中，需要有達到閾值的扭矩來將旋鈕169從任意這些所需的方位中轉出來。其它可能的機構包括可偏轉到類似凹部中和從中轉出來的片簧，或者是必須首先移動以釋放旋鈕來進行旋轉的彈性偏壓杆。
在啞鈴100上，兩個重量選擇機構相互間獨立地工作。換句話說，啞鈴100一端處的壓重接合件167-169可轉動到如圖14所示的方位中，而啞鈴100另一端處的壓重接合件167-169可保留在如圖13所示的方位中。結果，相對端處的重量指示件160將分別顯示出標誌″20″和″10″，這便正確地提示出，當將把柄組件110從底座300上舉起時，把柄組件110將重15磅(10磅和20磅的平均值)。該設置的一項優點是，可以選擇七種額外的重量。換句話說，啞鈴100提供了八種不同的均等分布的重量，以及使啞鈴100的一端比另一端更重一些的七種額外的重量。對於某些人發現這種不平衡是不舒適的情況來說，他們可通過將其手上的更強壯的拇指側放在更重的一端和/或將其握持調節成朝向更重的一端來減輕這一影響。無論如何，本發明的一項優點是，只需要更少的壓重片來提供較多數量的有效啞鈴重量。
啞鈴100的另一項優點是，其使用了分別重5磅、7.5磅和10磅的壓重片227-229。雖然本發明並不限於這一方面，然而這一特殊的組合可以在可得到的重量範圍以及可得重量之間的調節量之間得到似乎理想的折衷。另一選擇是使用分別重2.5磅、5磅和10磅的壓重片。與10磅重的把柄組件一起，這一組合將提供10到45磅的範圍，並且具有平衡的5磅增量(假定壓重接合件上的凸緣部分重新設置成可提供重量的適當連續選擇)。換句話說，這種選擇大致提供了相同大小的調節增量，但其最大重量比啞鈴100輕10磅。另一選擇是使用分別重5磅、10磅和15磅的壓重片。與10磅重的把柄組件一起，這一組合將提供10到70磅的範圍，並且具有平衡的10磅增量(同樣假定壓重接合件上的凸緣部分重新設置成可提供重量的適當連續選擇)。換句話說，這種選擇提供了更大的最大重量，但其調節增量是啞鈴100的大致兩倍。
在不脫離本發明範圍的前提下，可以對啞鈴100的許多細節進行改進或修改。其中，可採用不同的重量、壓重片數量和/或零件尺寸來代替上文所介紹的。這種靈活性延伸到可得重量選擇方位的數量，和/或選擇少於所有可能組合的重物。例如，重量選擇機構可重新構造成可在啞鈴各端處選擇4個壓重片的10種組合，使得可在可得重量範圍的下端提供較小的增量，同時提供較大的最大重量。下表顯示了包括有10種可得的平衡重量的一個可能的例子。
旋鈕 把柄第一重量 第二重量 第三重量 第四重量總重0°10 0 0 0 0 1036° 10 5 0 0 0 1572° 10 0 100 0 20108°10 5 100 0 25144°10 0 0 20 0 30180°10 0 1020 0 40216°10 0 100 30 50252°10 0 0 20 30 60288°10 0 1020 30 70324°10 5 1020 30 75在下文中將給出另一表格來表示另一所需的重量組合。在該特定實施例中，把柄組件構造成重5磅；最靠近把柄的片各重6.25磅；中間重物各重2.5磅；最外側的重物各重1.25磅。通過將一個重量選擇機構設置成只能選擇最重的重物，而另一重量選擇機構設置成只能選擇兩個輕一些的重物(見表中的「對開(split)」)，就可以實現15磅的有效啞鈴重量，所選重物為相對良好地平衡，這是因為所選重物和把柄中心之間的相對距離趨向於產生抵銷用的力臂。換句話說，重物的這種特殊設置可被認為是有利的，這是因為它提供了9種「基本上平衡的」重量，並且從市場前景來看有助於達到所需的重量範圍。
旋鈕把柄 1.25磅片 2.5磅片 6.25磅片總重0°5 0 0 0 5.045° 5 2.50 0 7.590° 5 0 5 0 10.0135° 5 2.55 0 12.5對開 5 1.25 2.5 6.25 15.0180° 5 0 0 12.5 17.5225° 5 2.50 12.5 20.0270° 5 0 5 12.5 22.5315° 5 2.55 12.5 25.0設計的靈活性還存在於其它各個方面中，包括用於指示所選重量的標記的位置，和/或這種標記的提供方式。另外，備選實施例可構造成能在不同的位置處容納旋鈕或其它旋轉輔助件，包括將其設置為剛超出把柄的各端，這與完全處於啞鈴遠端內的情況相反。備選實施例還可包括被重新構造的壓重接合件，其例如具有第一和第二凸緣部分，它們沿相反的方向軸向地延伸，以便與相應壓重接合件的相對側上的相應的第一和第二重物選擇性地接合。
本發明的一些可能的變型體現為圖28中的鍛鍊啞鈴500。該啞鈴500具有構造用於握持的中間把柄510，以及處於相對端處的重物殼體520，其構造成可容納相應的壓重片530，540和550。在不使用時，壓重片530，540和550放在圖44-46中的底座或支座600上。
把柄510為圓柱管，其優選由鋼製成。把柄510具有縱向軸線和固定在相應殼體520上的相對端部(通過焊接或其它適當的方式)。各殼體520包括內端壁522、外端壁526、頂壁528和相對的側壁529，它們一起形成了一個向下敞開的隔腔。圖28顯示了整體模製的殼體520，圖29顯示了殼體520′，其具有相同的大小和結構，但卻是由三個單獨的部分組成的。在任一情況下，可設置從頂壁528中向下延伸的隔塊，其佔據了壓重片530，540和550之間的軸向空間。在各端壁522和526的直徑上相對的內側面上設有軸向偏置的臺肩524，其與相應的重物530和550接合，並限定了處於重物530和550與相應端壁522和526之間的中間間隙。臺肩524設置成處於壁522和526的外邊緣的橫向內側。
重量選擇機構560相對於把柄510和/或殼體520可旋轉地安裝。重量選擇機構560包括軸561和安裝在軸561上的兩組壓重接合件或壓重支撐件570，580和590。軸561包括具有圓形輪廓的中間部分562以及具有大致D形輪廓的相對端部563(沿著另一圓形輪廓延伸的平面)。中間部分562延伸穿過把柄510以及各殼體520的內端壁522。各端部563延伸穿過相應的殼體520以及相應的外端壁526。
在圖34-35中顯示了最內側的壓重支撐件570本身。支撐件570包括軸向延伸的輪轂578、徑向延伸的輪緣576以及軸向延伸的凸緣573。支撐件570優選是注塑模製的塑料件，輪緣576可以整體式地連接在凸緣573和輪轂578之間。開口579延伸穿過輪轂578和輪緣576，並構造成可緊密地裝配在軸561的一端563上。凸緣573包括一個連續的區段或鉤部，其優選延伸穿過167.5度的弧。凸緣573跨過圖35中的扇形區域Z，但未跨過扇形區域A。
在圖36-37中顯示了中間壓重支撐件580本身。支撐件580包括軸向延伸的輪轂588、徑向延伸的輪緣586和軸向延伸的凸緣584。支撐件580優選是注塑模製的塑料件，輪緣586可以整體式地連接在凸緣583和輪轂588之間。開口589延伸穿過輪轂588和輪緣586，並構造成可緊密地裝配在軸561的一端563上。凸緣583包括兩個直徑上相對的區段或鉤部，它們優選各自延伸穿過77.5度的弧。其中一個區段跨過圖37中的扇形區域Z，但這些區段均未跨過扇形區域A。
在圖48-49中顯示了最外側的壓重支撐件590本身。支撐件590包括軸向延伸的輪轂598、徑向延伸的輪緣596和軸向延伸的凸緣594。支撐件590優選是注塑模製的塑料件，輪緣596可以整體式地連接在凸緣593和輪轂598之間。開口599延伸穿過輪轂598和輪緣596，並構造成可緊密地裝配在軸561的一端563上。凸緣593包括四個周向隔開的區段或鉤部，它們優選各自延伸穿過32.5度的弧。其中一個區段跨過圖39中的扇形區域Z，但這些區段均未跨過扇形區域A。
緊固件固定在軸561的一端563上，正好超過相應殼體520的相鄰的外端壁526，旋鈕565固定在軸561的另一端563上，正好超過另一殼體520的外端壁526。如圖30-31所示，旋鈕565包括構造成供握持用的較大直徑的輪緣566、靠在外端壁526上的中間部分567，以及延伸穿過外端壁526的較小直徑的輪轂568。在輪轂568中設有凹腔506，其用於容納緊固件的沉頭。旋鈕565以及各組支撐件570，580和590均被限制為只可與軸560一起相對於殼體520和把柄510旋轉。換句話說，與啞鈴100不同，啞鈴500具有被限制為只能一起相對於把柄510旋轉的第一和第二重量選擇機構。
在圖40-43中詳細地顯示了壓重片530，540和550。雖然兩個片540和550顯示為具有相同的厚度，然而片550的重量是片540的一半。片550可由不同密度的材料製成，和/或被「挖空中心」以實現與片540不同的質量。片530構造成使其重量是片540的兩倍。圖41和43所示的片550的端視圖也表示了片540和530的端視圖。
各片550(以及片540和530)的各側可描述為較薄的中間部分551和較厚的相對側部552。側部552與殼體520的相應端壁522或526上的相鄰的對應部分和/或臺肩524鄰接。中間部分551可與相鄰的中間部分和/或端壁522或526共同限定了處於側部552和臺肩524之間的間隙545。間隙545構造成可容納相應壓重接合件570，580和590。圖41顯示了壓重接合件590，580和570如何與壓重片550，540和530軸向地對齊。
狹長槽556向下延伸到各個壓重片550，540和530中，並構造成可容納相應支撐件590，580或570中的軸向輪轂598，588或578。在緊鄰於槽556的下方處，凸臺或凸起559從片550(以及各個片540和530)的中間部分551中軸向向外伸出。凸起559正好處於支撐件590上的軸向延伸的凸緣595所經過的路徑A-Z內。與啞鈴100一樣，當凸緣595的一部分處於凸起559的下方時，片550被「鉤住」或限制為只能與把柄510一起向上運動。
側部552的上端終止於相應的橫向延伸部分553中，這些橫向延伸部分553相互間遠離地延伸。橫向部分553的厚度與側部552相同。側部552的下端554是傾斜的或呈錐形的。較薄的三角形肋555在相應的橫向部分553和相應的側部552之間延伸。肋555構造成可安裝到底座600的相對槽625中，而橫向部分553設計成可安放在凸架603上。片540和530上的類似肋555構造成可安裝到底座600的相應槽624和623中。溝槽623-625被相對的傾斜壁所限定，這些壁共同使片530，540和550相對於底座600對中。在底座600中設置了額外的溝槽622和626，以便分別容納端壁522和526。溝槽626由外側壁所限定，這些壁從底座600的中部向上並延伸出去。
底座600具有底部610，其構造成可放在一個平面如桌面或地板上。相對的端部601和602從底部610中向上延伸。除了外壁之外，內壁604從底部610中向上延伸，並處於相應殼體520的相對端壁522之間。狹長槽606向下延伸到內壁604中，以便容納把柄510。當片530，540和550懸掛在底座600中時，槽606與槽556對齊。
與啞鈴100一樣，重量選擇機構560設計用於可以45度的增量旋轉，然而如上所述，本發明在此方面並不受到嚴格的限制。同樣，例如可在殼體520和旋鈕565或重量選擇機構的軸561之間連接滾珠掣子或其它偏壓系統，以便偏壓重量選擇機構560以使其進入到所需的方位並保持在其中。
凸緣573，584和595構造成可為凸起559提供較寬的停靠處或增大的間隙範圍。特別是，當任意給定片530，540或550未接合時，相應的凸緣573，584或595處於凸起559的邊界之外至少6度。對於支撐件590來說，例如，各凸緣的區段595跨過了32.5度的弧。
壓重支撐件570，580和590以及壓重片530，540和550的結構應當使得片530，540和550的任意組合可固定在把柄510上，以便從底座600中提起來。關於這一點，當支撐件570，580和590如圖35，37和39所示地佔據了相應的方位時，片530接合而片540和550未接合。當支撐件570，580和590旋轉180度時，扇形區域A處於片530，540和550上的凸起559之下，此時沒有一個壓重片固定在把柄510上。當支撐件570，580和590轉動到扇形區域Z處於凸起559之下時，所有壓重片530，540和550均接合。
在把柄510和殼體520設計成共重10磅且壓重片530，540和550分別重10磅、5磅和2.5磅時，下表顯示了如何通過重量選擇機構560的方位來選擇不同的重量。
旋鈕 把柄 片590 片580 片570 總重- 10 0 0 0 1045° 10 5 0 0 1590° 10 0 100 20135°10 5 100 25180°10 0 0 20 30225°10 5 0 10 35270°10 0 1020 40315°10 5 1020 45與啞鈴100一樣，啞鈴500要求在各端僅設置三個單獨的重物，以提供8種不同的平衡啞鈴負重。與啞鈴100不同，可以通過轉動一個旋鈕來平衡地調節啞鈴500的有效重量。雖然一個重量選擇機構560無法調節額外的不平衡重量，然而通過選擇性地增加重量是片590的一半的相對端部處的「半重重物」，可得啞鈴負重的數量就可以加倍。例如，可通過鉤-環緊固件或彈簧夾來將這種半重重物連接到內端壁522上。
如上針對啞鈴100所述，在不脫離本發明範圍的前提下，可對啞鈴500的若干細節進行改進。其中，針對啞鈴100所述的許多特徵和變更可適用於啞鈴500，反之亦然。在圖47-49中顯示了另一實施例的壓重接合件770的另一種可能的改進。
與啞鈴100和500上的壓重接合件類似，壓重接合件770包括徑向延伸的圓盤部分771、軸向延伸的輪轂部分772和至少一個軸向延伸的凸緣部分778。如圖49所示，可在凸緣部分778中設置小的開口，以改善這一部分的強度-質量比。圓柱形孔773延伸穿過輪轂部分772和圓盤部分771，以促進壓重接合件770在圓柱形軸上的旋轉安裝。另外，溝槽或鍵槽774可與孔773一起促進將壓重接合件770鍵合在圓柱形軸上(在另一實施例中)。在壓重接合件770的圓盤部分771中整體式地形成了周向隔開的片簧777。如圖48所示，各片簧777的中間部分沿著與輪轂部分772相反的方向軸向地延伸超過圓盤部分771。這些彈簧777的目的是「佔據」或跨過圓盤部分771和壓重片之間的由製造工藝中的公差所引起的任意間隙，和/或在相鄰的壓重片上施加夾緊力。無論如何，片簧777必須構造成使得任何相關的夾緊力和/或摩擦力都不會導致「未被選擇的」壓重片與把柄組件一起從底座上被提起。
本發明還可被描述為提供可調節的質量以為鍛鍊活動提供阻力的方法。已結合上述實施例介紹了許多這種方法。出於實用的原因，上述描述和附圖必須被限制為本發明的許多可構思出來的實施例和應用中的一部分些。在閱讀了本公開之後，本領域的技術人員可以清楚其它的實施例、改進和/或變更。另外，本領域的技術人員可以認識到，各種方法和/或實施例的方面和/或特徵可以通過許多方式混合和匹配起來，從而實現本發明的其它的變更。鑑於上述，本發明的範圍僅由所附權利要求的範圍來限定。
權利要求
1.一種可調節質量的自由重物系統，包括把柄組件，其包括把手、設置在所述把手的第一端部處的第一重量選擇機構以及設置在所述把手的另一端部即第二端部處的第二重量選擇機構，其中，各所述重量選擇機構可旋轉地連接在所述把手上，各所述重量選擇機構包括(a)限定了縱向軸線的底座部分，(b)徑向部分，其在軸向隔開的位置處固定在所述底座部分上，並且遠離所述底座部分而徑向地延伸，以及(c)軸向部分，其固定在相應徑向部分的徑向外端上，並且遠離相應的徑向部分而軸向地延伸；多個對齊的重物，其中所述重物中的槽構造成可容納所述底座部分，在相鄰的重物之間形成了間隙，用於在其中容納相應的徑向部分和軸向部分，各所述重物具有凸臺，其朝向相應一個所述徑向部分軸向地伸出，並在相應一個所述軸向部分旋轉到所述凸臺之下時與之選擇性地接合；和底座，其構造成可支撐處於安放位置中的所述重物。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，各所述重物具有軸向延伸的臺肩，其跨過相應一個所述間隙。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述第一重量選擇機構可相對於所述第二重量選擇機構旋轉。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，橫槓的相對端部從所述把手的相應端部中向外伸出，各所述底座部分形成了一個圍繞著相應一個所述端部的管。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，各所述底座部分鍵合在延伸穿過所述把手的共有橫槓上。
6.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，各所述重量選擇機構可相對於所述重物旋轉到第一方位中，其中只有處於所述把手的相應端部處的第一所述重物與相應的軸向部分接合，並且各所述重量選擇機構可相對於所述重物旋轉到第二方位中，其中只有處於所述把手的相應端部處的第二所述重物與相應的軸向部分接合。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，各所述重量選擇機構可相對於所述重物旋轉到第三方位中，其中所述第一重物和所述第二重物均與相應的軸向部分接合。
8.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，至少一個所述徑向部分支撐了相互間周向隔開的至少兩個所述軸向部分。
9.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，至少一個所述徑向部分支撐了相互間周向隔開的至少三個所述軸向部分。
10.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述重物具有下端，其構造成可安裝到所述底座的相應槽中，還具有橫向延伸的臺肩，其構造成可安放在所述底座的相對側壁上。
11.一種可調節質量的自由重物系統，包括把手；至少一個重量選擇機構，其限定了縱向軸線並可旋轉地連接在所述把手上，其中多個分開的接合件在不連續的軸向隔開的位置處固定在各所述重量選擇機構上，各所述接合件包括徑向延伸的區段和至少一個軸向延伸的區段，所述軸向延伸區段固定在所述徑向延伸區段的徑向外部上；多個重物，其中各所述重物具有槽，其構造成可容納相應的所述重量選擇機構，相鄰的所述重物在它們之間形成了間隙以容納相應的接合件，各所述重物具有軸向延伸的凸臺，其在徑向上處於由相應一個所述接合件上的各所述軸向延伸區段所限定的旋轉路徑內，所述至少一個重量選擇機構可相對於所述重物旋轉，以使各所述軸向延伸區段與相應的凸臺形成下方接合和脫離接合；和底座，其構造成可支撐處於安放位置中的所述重物。
12.根據權利要求11所述的系統，其特徵在於，所述至少一個重量選擇機構可相對於所述重物旋轉到第一方位中，其中只有第一所述重物形成接合，並且所述至少一個重量選擇機構可相對於所述重物旋轉到第二方位中，其中只有第二所述重物形成接合。
13.根據權利要求12所述的系統，其特徵在於，所述至少一個重量選擇機構可相對於所述重物旋轉到第三方位中，其中所述第一所述重物與相應的軸向延伸區段接合，並且所述第二所述重物與相應的軸向延伸區段接合。
14.根據權利要求11所述的系統，其特徵在於，橫槓的相對端部從所述把手的相應端部中向外伸出，所述至少一個重量選擇機構包括第一和第二重量選擇機構，其可旋轉地安裝在所述橫槓的相應端部，並且可相互間獨立地旋轉。
15.根據權利要求11所述的系統，其特徵在於，所述重物具有下端，其構造成可安裝到所述底座的相應槽中，還具有橫向延伸的臺肩，其構造成可安放在所述底座的相對側壁上。
16.一種可調節質量的自由重物系統，包括橫槓，其具有中間把柄部分、第一端部和相對的第二端部，其中所述橫槓限定了縱向軸線；沿著所述橫槓的所述第一端部保持軸向對齊的第一壓重片和第二壓重片；沿著所述橫槓的所述第二部分保持軸向對齊的第三壓重片和第四壓重片，各所述壓重片包括軸向延伸的凸臺；第一重量選擇機構和第二重量選擇機構，其中各所述重量選擇機構可旋轉地安裝在所述橫槓的相應端部上，所述第一重量選擇機構包括至少一個用於所述第一壓重片和所述第二壓重片的專用鉤部，所述第二重量選擇機構包括至少一個用於所述第三壓重片和所述第四壓重片的專用鉤部，各所述鉤部構造成可基於其相對於所述橫槓的方位而與相應的所述凸臺接合和脫開，所述第一重量選擇機構上的各所述鉤部被限制為一起旋轉，所述第二重量選擇機構上的各所述鉤部被限制為一起旋轉；和底座，其構造成可支撐處於安放位置中的所述重物。
17.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於，在所述橫槓的所述第一端部上固定了第一支架，在所述橫槓的所述第二端部上固定了第二支架，各所述支架限制了相應重量選擇機構的遠端。
18.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於，在所述橫槓的所述第一端部上固定了第一支架，在所述橫槓的所述第二端部上固定了第二支架，各所述支架具有U形結構，其具有與所述橫槓相連的相對遠端，以及跨過相應的重量選擇機構的中間部分。
19.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於，在所述橫槓的所述第一端部上固定了第一支架，在所述橫槓的所述第二端部上固定了第二支架，各所述支架具有U形結構，其具有與所述橫槓相連的相對遠端，以及設於所述遠端之間的相應重量選擇機構。
20.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於，各所述壓重片具有下端，其構造成可安裝到所述底座的相應槽中，還具有橫向延伸的臺肩，其構造成可安放在所述底座的相對側壁上。
21.一種可調節質量的自由重物系統，包括把柄，其具有第一端部和第二端部；在所述把柄的所述第一端部處保持軸向對齊的多個第一重物；在所述把柄的所述第二端部處保持軸向對齊的多個第二重物；底座，其構造成可支撐處於安放位置中的所述第一和第二重物；和第一裝置，其可旋轉地連接在所述把柄的所述第一端部上，用於將所述第一重物選擇性地固定在所述把柄上以及保持相鄰的所述第一重物之間的間距，其中所述第一裝置可從其中只有一個所述第一重物固定在所述把柄上的第一方位旋轉到其中另一所述第一重物固定在所述把柄上的第二方位；和第二裝置，其可旋轉地連接在所述把柄的所述第二端部上，用於將所述第二重物選擇性地固定在所述把柄上以及保持相鄰的所述第二重物之間的間距，其中所述第二裝置可從其中只有一個所述第二重物固定在所述把柄上的第一方位旋轉到其中另一所述第二重物固定在所述把柄上的第二方位。
全文摘要
鍛鍊啞鈴(100)具有至少一個重量選擇機構(160)，其可旋轉以便與把柄(120)的相對端部處的重物(227－229)的各種組合相接合。在第一實施例中，第一和第二重量選擇機構(160)可旋轉地安裝在橫槓(120)的相對端部處，從而可相對於把柄(120)獨立地旋轉。在第二實施例中，第一和第二重量選擇機構(560)鍵合在共有橫槓(510)上，並且可一起相對於把柄(510)旋轉。
文檔編號A63B21/075GK1658928SQ03813698
公開日2005年8月24日 申請日期2003年4月15日 優先權日2002年4月18日
發明者馬克A·克魯爾 申請人:鸚鵡螺公司