專利名稱：訓(xùn)練器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鍛煉和復(fù)原人體肌肉的設(shè)計(jì)，并且尤其適合于與進(jìn)行訓(xùn)練鍛煉時(shí)在不穩(wěn)定性和控制平衡期間的訓(xùn)練原理有關(guān)的設(shè)計(jì)。
本發(fā)明提出了一種用于室內(nèi)鍛煉腳踏車的新設(shè)計(jì)。鍛煉腳踏車是不穩(wěn)定可傾斜式的，其具有用于控制不穩(wěn)定性、模擬騎著普通的機(jī)動(dòng)腳踏車的感覺(jué)的系統(tǒng)。
在大部分運(yùn)動(dòng)和比賽中特別存在著許多腳踝損傷和膝蓋損傷。損傷經(jīng)常是復(fù)雜、困難并花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間去復(fù)原的。在腿損傷的復(fù)原期間，走和跑受到限制而鍛煉則經(jīng)常用諸如腳踏車這樣的訓(xùn)練器械代替。
然而，不是每個(gè)人都可以或有機(jī)會(huì)將腳踏車騎上路或離開(kāi)路。市場(chǎng)上有許多室內(nèi)用的訓(xùn)練器械，如測(cè)力計(jì)自行車或者旋轉(zhuǎn)自行車。然而這些器械不提供任何用于不穩(wěn)定性的系統(tǒng)且不給予像騎車時(shí)的騎在路上或軌道上的好的模擬。這種測(cè)力計(jì)自行車或者旋轉(zhuǎn)自行車的使用給了人們單調(diào)的運(yùn)動(dòng)而很少鍛煉可加強(qiáng)關(guān)節(jié)并有助于增加平衡的肌肉。
公開(kāi)號(hào)為WO 00/68067的早期的PCT申請(qǐng)的發(fā)明人之一描述了一種具有傾斜功能的踏板，踏板可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于用于身體鍛煉的如腳踏車或者其他利用可轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄的鍛煉器械的器械上的曲柄臂。在長(zhǎng)時(shí)間里，使用這種踏板解決辦法能給使用者在復(fù)原和防止損傷方面提供獨(dú)特的有利條件以及進(jìn)一步的動(dòng)力學(xué)技能。
同樣地，發(fā)明人希望說(shuō)明鍛煉腳踏車形式的整個(gè)訓(xùn)練器械是如何設(shè)計(jì)成具有模擬使用者力量的不穩(wěn)定性并平衡腿、臀和背部的功能的。
本發(fā)明是一種室內(nèi)固定的鍛煉腳踏車，其包括相對(duì)于地板穩(wěn)定的第一下方框架，該第一下方框架支撐第二上部框架。該上部框架具有車座、曲柄和連接于設(shè)有阻力裝置的調(diào)速輪的踏板。該上部框架具有相對(duì)該下方框架與該器械的整個(gè)長(zhǎng)度和該調(diào)速輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作交叉的可調(diào)整的傾斜運(yùn)動(dòng)。操縱機(jī)構(gòu)通過(guò)該上部框架操縱，其中該操縱機(jī)構(gòu)延長(zhǎng)部件與該地板接觸，該部件具有車輪懸架類的設(shè)計(jì)并包括輪子或者滾輪、避震器或者震動(dòng)吸收器和/或彈簧。該上部框架的穩(wěn)定通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的特征將參照附圖進(jìn)行說(shuō)明，附圖通過(guò)舉例說(shuō)明了本發(fā)明的首選實(shí)施例，其中；

圖1顯示了依照本發(fā)明的鍛煉腳踏車的立體圖；圖2和圖3顯示了帶有傾斜軸的本發(fā)明的另一個(gè)立體圖；圖4a和圖4b顯示了本發(fā)明的功能性；圖5顯示了″車輪懸架″的第一個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)；圖6顯示了″車輪懸架″的第二個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)；圖7顯示了″車輪懸架″的第三個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)；圖8顯示了具有用于調(diào)節(jié)傾斜的功能的機(jī)構(gòu)的本發(fā)明；圖9顯示了具有用于操作其功能的裝置的本發(fā)明；圖10顯示了說(shuō)明本發(fā)明中的不同元件間的關(guān)系的方框圖；和圖11a和圖11b顯示了具有傾斜功能的踏板。
如同在發(fā)明人的早期申請(qǐng)中所描述的，在受控制的不穩(wěn)定性期間的鍛煉既在力量訓(xùn)練又在受傷后的復(fù)原期間對(duì)人體肌肉、腱以及身體的整體平衡提供了積極的健康成效與品質(zhì)。下面的描述將顯示鍛煉腳踏車形式的室內(nèi)使用的鍛煉器械是如何設(shè)計(jì)成提供給使用者如同使用更普通的機(jī)動(dòng)腳踏車的模擬體驗(yàn)的。
圖1顯示了表現(xiàn)室內(nèi)固定鍛煉腳踏車的鍛煉器械，其包括相對(duì)于地板為穩(wěn)定的第一下方框架1，第一下方框架1支撐可傾斜的、與其連接的第二上部框架2。如圖2和圖3所示，第二上部框架2穿過(guò)相對(duì)于第一下方框架1和地板的軸4，連接兩個(gè)框架1和2的軸承(圖未示)定位在框架的前部件5和后部件6內(nèi)，軸承可以例如是滑動(dòng)軸承或者球軸承。傾斜動(dòng)作由箭頭符號(hào)7指出。調(diào)速輪10可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定于與驅(qū)動(dòng)裝置連接的上部框架2，如同帶或者鏈11的驅(qū)動(dòng)裝置由嵌齒或者鏈輪齒12將動(dòng)作通過(guò)具有踏板14和15的曲柄13傳遞給調(diào)速輪10。驅(qū)動(dòng)裝置與現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)械地相似，所以在圖中沒(méi)有更詳細(xì)地顯示并因此不再進(jìn)一步地說(shuō)明。車座17以常見(jiàn)的方式固定在上部框架2上。
傾斜動(dòng)作的附加特征通過(guò)在位置5和6處加入用于調(diào)整框架1和2間的高度的裝置實(shí)現(xiàn)。如箭頭符號(hào)16-16′所示，角度在由數(shù)字18和19指示的軸4上使得可以變化。這在下方框架1的支撐部件具有兩個(gè)可在垂直方向上進(jìn)行調(diào)整的支撐部件20和21時(shí)是可能的。支撐部件20和21可以是液壓缸、可轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪或者螺栓，他們可以手動(dòng)調(diào)整或者使用例如泵或者電動(dòng)馬達(dá)的自動(dòng)輔助結(jié)構(gòu)。這些的進(jìn)一步說(shuō)明參照下面的圖10進(jìn)行了描述。
參照?qǐng)D4，依照本發(fā)明的鍛煉器械的平衡控制和穩(wěn)定系統(tǒng)將進(jìn)行描述。器械具有操縱機(jī)構(gòu)和把手23，其中轉(zhuǎn)向桿24能夠如箭頭符號(hào)25所示轉(zhuǎn)動(dòng)，并可在如箭頭符號(hào)26所示的方向相對(duì)于上部框架2移動(dòng)。兩個(gè)圓柱形避震器28和29活動(dòng)地固定在轉(zhuǎn)向桿24下方部件的兩邊，避震器是液壓型或者氣體型的。
如圖1至圖4a以及圖5的詳細(xì)圖所示，兩個(gè)輪子30和31可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定于在接合點(diǎn)34中活動(dòng)地鏈接在轉(zhuǎn)向桿24端部的兩邊的聯(lián)接桿32和33上。避震器28和29定位在轉(zhuǎn)向桿24的接合點(diǎn)34′和聯(lián)接桿32和33的接合點(diǎn)36和37之間。這形成了活動(dòng)車輪懸架類單元35，其中輪子30和31始終與地板接觸。
如圖4a所示，轉(zhuǎn)向桿24如箭頭符號(hào)26所示也可相對(duì)于上部框架2滑動(dòng)，其中這種運(yùn)動(dòng)因桿與彈簧27的連接而具回彈性。
圖4a和圖4b顯示了處于傾斜位置的鍛煉腳踏車，其中操縱機(jī)構(gòu)朝向傾斜方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在使用中，鍛煉腳踏車的上部框架2將趨于傾斜到一個(gè)或者其他方向。對(duì)于具有兩個(gè)輪子的機(jī)動(dòng)腳踏車，使用者將在上部框架2趨于傾斜的方向轉(zhuǎn)動(dòng)把手23以使框架平衡在豎直位置，懸架單元35的輪子31和30總是與地板接觸。避震器28和29提供了彈性、不穩(wěn)定性以及上部框架2的傾斜動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)23和懸架單元35進(jìn)行控制。上部框架2的傾斜對(duì)避震器28或者29之一壓縮到避震器停止傾斜動(dòng)作的程度。操縱機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)促使進(jìn)一步縮短避震器之一，但是當(dāng)避震器完全壓縮時(shí)其不給操縱機(jī)構(gòu)提供進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)的空間，在豎直位置上沒(méi)有施加在上部框架2的力。
如圖1到5所示的鍛煉腳踏車的懸架單元25具有輪子30和31，而圖6顯示了其輪子調(diào)換為定位在杯狀支撐42和43內(nèi)的球40和41的懸架單元。圖7顯示了懸架單元具有類似于基于辦公椅的輪子44和45。
鍛煉腳踏車在調(diào)速輪10靜止或者慢速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是最不穩(wěn)定的。當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，調(diào)速輪的回轉(zhuǎn)效應(yīng)提供了鍛煉腳踏車的穩(wěn)定效果，且通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)把手穩(wěn)定上部框架2的傾斜運(yùn)動(dòng)的需要是最小的。使用者還可以在踩動(dòng)踏板的同時(shí)坐著或者站立著通過(guò)將其重量分布在框架的任一邊來(lái)穩(wěn)定鍛煉腳踏車。換句話來(lái)說(shuō)，此種使用對(duì)任一個(gè)掌握任何兩個(gè)輪子的機(jī)動(dòng)腳踏車的使用技巧的人都是常見(jiàn)的。
對(duì)于依照本發(fā)明的鍛煉腳踏車的使用者來(lái)說(shuō)，其很方便地具有調(diào)整車的斜功能或者在不需要傾斜功能時(shí)僅是鎖定上部框架2在固定位置的選擇。
共用一個(gè)鍛煉腳踏車的使用者可能有不同的大小和重量，因此調(diào)整上部框架的傾斜運(yùn)動(dòng)是有必要的。圖8顯示了依照本發(fā)明的鍛煉腳踏車，其中避震器28和29是液壓型的并連接到帶有軟管51和52的貯液器或箱50。箱50與泵和定位在器械的操縱機(jī)構(gòu)23上的控制桿54連接。液壓系統(tǒng)還與壓力計(jì)55連接。使用者可以就此系統(tǒng)用控制桿54調(diào)整避震器28和29內(nèi)的壓力，其調(diào)整避震器的彈性和上部框架2的從鎖定位置到完全不穩(wěn)定位置的傾斜程度。
器械還可以輔以提供傾斜功能的自動(dòng)輔助調(diào)整的技術(shù)裝置。圖9顯示了避震器28和29為液壓系統(tǒng)的部件的鍛煉器械。避震器通過(guò)軟管51和52連接于箱58和泵57。泵57優(yōu)選以電動(dòng)馬達(dá)輔助。鍛煉器械具有為器械內(nèi)的功能控制單元的電腦單元(CPU)60。界面控制臺(tái)61和優(yōu)選為觸摸屏的顯示裝置62均與CPU 60連接。CPU 60經(jīng)過(guò)編程在屏幕上顯示菜單以便使用者可以輕易地設(shè)置器械的功能。電纜64從CPU 60連接到泵57以控制液壓系統(tǒng)。
使用者可以從界面控制臺(tái)設(shè)置所希望的不穩(wěn)定性程度。鍛煉腳踏車還具有提供調(diào)速輪轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力的系統(tǒng)，從而對(duì)器械的使用者造成阻力。以數(shù)字70指示的機(jī)構(gòu)可以是其技術(shù)裝置用于現(xiàn)今出售的測(cè)力計(jì)自行車和旋轉(zhuǎn)自行車上的現(xiàn)有技術(shù)。通常這是一種在輪子或者圓盤表面上使用帶或者制動(dòng)靴的制動(dòng)系統(tǒng)，或者一種直接影響調(diào)速輪的諸如渦流制動(dòng)系統(tǒng)的電磁系統(tǒng)。
圖10顯示了說(shuō)明鍛煉器械內(nèi)的不同組件以及也參照?qǐng)D9談到的控制系統(tǒng)之間的關(guān)系的方框圖。上部框架2受避震器28和29的影響，避震器28和29也是由帶有液壓液體(例如油)的箱58、泵57和啟動(dòng)器56組成的液壓系統(tǒng)的部件。信號(hào)從CPU 60傳送到可以發(fā)動(dòng)泵57的啟動(dòng)器56，泵57增加避震器28和29的壓力。壓力可以通過(guò)同樣受啟動(dòng)器56控制的開(kāi)口閥59降低。如果傾斜和下傾起到相對(duì)于圖3所述的功能，則避震器64和65與液壓系統(tǒng)連接。這應(yīng)用于產(chǎn)生用于模擬鍛煉器械上下山運(yùn)動(dòng)的、如同在路上或者地形中的機(jī)動(dòng)腳踏車的上部框架2的不同角度的功能。避震器64和65可以取替為與啟動(dòng)器和CPU連接的馬達(dá)輔助的螺栓或者氣缸。
造成阻力的機(jī)構(gòu)70連接于CPU 60，使用者通過(guò)界面控制臺(tái)61和屏幕62可以調(diào)整鍛煉器械到所希望的阻力。鍛煉器械還具有測(cè)量調(diào)速輪10的轉(zhuǎn)動(dòng)的傳感器66，傳感器66連接于CPU 60以計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)而模擬距離，并計(jì)算相對(duì)于一個(gè)時(shí)間單元的訓(xùn)練量。
如圖10所示的依照本發(fā)明的鍛煉器械為使用者提供了室內(nèi)鍛煉腳踏車，其模擬在使用期間易于依照使用者對(duì)不穩(wěn)定性和阻力的需要和希望調(diào)整的兩個(gè)輪子的機(jī)動(dòng)腳踏車。CPU 60還可以具有自動(dòng)控制鍛煉器械功能的程序，該程序可以給使用者可以模擬在不同軌道和地形上騎駛的鍛煉程序。
圖11a和圖11b顯示了具有一個(gè)正常踏板表面80和一個(gè)與可轉(zhuǎn)動(dòng)踏板軸82傾斜交叉的可傾斜的表面的踏板。箭頭符號(hào)83指示傾斜方向。這種踏板公開(kāi)于發(fā)明人的申請(qǐng)公開(kāi)WO 00/68067。在此處描述的依照本發(fā)明的鍛煉器械上利用這種踏板可給使用者的腿和腳踝提供增強(qiáng)的鍛煉效果，此因踏板可提供額外的不穩(wěn)定性的程度。
依照本發(fā)明的不穩(wěn)定鍛煉器械可給使用者在復(fù)原和防止損傷方面提供便利，并提供了用于增加平衡技巧的裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于身體鍛煉、預(yù)防性鍛煉和損傷復(fù)原及增加平衡的訓(xùn)練器械，所述器械設(shè)計(jì)為與測(cè)力計(jì)自行車或者旋轉(zhuǎn)自行車相似的固定鍛煉腳踏車，所述器械包括構(gòu)造成支撐在地板上的第一穩(wěn)定框架和可相對(duì)于所述第一框架傾斜的第二框架；其中所述第二框架與所述第一框架連接以允許所述第二框架相對(duì)于所述第一框架傾斜并交叉所述框架的整個(gè)長(zhǎng)度；所述第二框架具有與用于傳遞來(lái)自帶有踏板的曲柄的動(dòng)作的裝置連接的調(diào)速輪，以及用于對(duì)調(diào)速輪產(chǎn)生阻力及調(diào)整的裝置；所述第二框架具有車座和設(shè)有用于控制所述第二框架的傾斜運(yùn)動(dòng)的裝置的操縱機(jī)構(gòu)，所述操縱機(jī)構(gòu)通過(guò)所述第二框架引導(dǎo)，其中所述操縱機(jī)構(gòu)的延長(zhǎng)部件如桿件具有與所述地板接觸的部件，所述部件具有車輪懸架類的設(shè)計(jì)；所述操縱機(jī)構(gòu)、桿件和車輪懸架相對(duì)于所述第一框架和第二框架可轉(zhuǎn)動(dòng)，所述桿件相對(duì)于所述第二框架可滑動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的訓(xùn)練器械，其特征在于所述操縱機(jī)構(gòu)的與所述地板接觸的所述部件具有車輪懸架類的設(shè)計(jì)，并包括設(shè)有用于在所述地板上轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置的兩個(gè)連桿機(jī)構(gòu)，所述連桿機(jī)構(gòu)互相獨(dú)立地連接于所述桿件，并與也連接于所述桿件的避震器連接，使得所述連桿機(jī)構(gòu)可垂直活動(dòng)，在所述地板上用于轉(zhuǎn)動(dòng)的、連接所述連桿機(jī)構(gòu)的所述裝置是一對(duì)輪子，旋轉(zhuǎn)輪子或者球。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的訓(xùn)練器械，其特征在于避震器是液壓型的或者氣體型的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的訓(xùn)練器械，其特征在于所述液壓型的避震器連接于包括通過(guò)軟管連接所述避震器的箱和泵的液壓系統(tǒng)，這樣所述避震器內(nèi)的壓力可變以調(diào)整所述第二和上部框架的移動(dòng)程度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的訓(xùn)練器械，其特征在于所述液壓系統(tǒng)連接優(yōu)選為電動(dòng)馬達(dá)的、連接于泵的馬達(dá)，且所述系統(tǒng)具有連接所述馬達(dá)和回流閥的啟動(dòng)器，所述啟動(dòng)器還連接到設(shè)有優(yōu)選為觸摸屏的視覺(jué)裝置的界面控制臺(tái)連接的CPU，所述界面控制臺(tái)定位在所述操縱機(jī)構(gòu)上，所述鍛煉器械和系統(tǒng)的調(diào)整從界面控制進(jìn)行執(zhí)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的訓(xùn)練器械，其特征在于所述上部第二框架在第一方向的傾斜會(huì)縮短所述避震器之一到一個(gè)位置，在此位置當(dāng)所述傾斜運(yùn)動(dòng)提供阻力在所述避震器內(nèi)時(shí)在相同的方向扭動(dòng)所述操縱機(jī)構(gòu)，其在所述第一方向的相反方向并在豎直位置推動(dòng)所述第二框架。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的訓(xùn)練器械，其特征在于所述第一框架具有用于調(diào)整所述第二框架相對(duì)于所述地板的角度的裝置，所述第二框架在框架連接點(diǎn)的前面和后面由所述第一框架支撐，調(diào)整的角度平行且垂直于所述器械的長(zhǎng)度，所述調(diào)整裝置是優(yōu)選為馬達(dá)輔助的螺柱，或者連接于手動(dòng)或者機(jī)動(dòng)型泵的液壓類型。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的訓(xùn)練器械，其特征在于用于調(diào)整所述第二框架的角度的所述液壓缸連接于所述器械內(nèi)的所述液壓系統(tǒng)和界面控制臺(tái)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的訓(xùn)練器械，其特征在于所述CPU具有軟件，其使使用者能夠輸入并控制所述器械在驅(qū)動(dòng)裝置和踏板上的阻力模式以及所述第二框架從固定的穩(wěn)定位置變化到完全無(wú)支撐的傾斜功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至8之一所述的訓(xùn)練器械，其特征在于所述CPU具有軟件，其實(shí)現(xiàn)所述第二框架對(duì)于傾斜或下傾角度的多個(gè)選擇，或者實(shí)現(xiàn)在使用所述鍛煉器械模擬地形和上下山情形作為鍛煉程序的一部分的期間對(duì)所述第二框架的主動(dòng)的角度控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的訓(xùn)練器械，其特征在于所述鍛煉器械具有用于對(duì)所述調(diào)速輪產(chǎn)生阻力的機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)連接于CPU，通過(guò)界面控制臺(tái)和屏幕可以由使用者調(diào)整所述CPU用于得到想要的鍛煉阻力，所述機(jī)構(gòu)至少選自包括在所述調(diào)速輪周圍設(shè)有上緊機(jī)構(gòu)的帶的制動(dòng)裝置；包括可調(diào)整地壓迫所述調(diào)速輪的制動(dòng)靴的制動(dòng)裝置；包括影響所述調(diào)速輪的自由轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁體的制動(dòng)裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的訓(xùn)練器械，其特征在于所述鍛煉器械具有測(cè)量所述調(diào)速輪的旋轉(zhuǎn)的傳感器，所傳感器連接于所述CPU用于計(jì)算所述旋轉(zhuǎn)作為在一個(gè)時(shí)間單元內(nèi)的距離的模擬。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的訓(xùn)練器械，其特征在于所述鍛煉器械具有固定于所述曲柄的踏板，所述踏板具有對(duì)階梯表面之一的傾斜功能，所述傾斜功能橫過(guò)所述正常的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。
全文摘要
一種用于身體鍛煉、預(yù)防性鍛煉和損傷復(fù)原及增加平衡的訓(xùn)練器械，該器械設(shè)計(jì)為與測(cè)力計(jì)自行車或者旋轉(zhuǎn)自行車相似的固定鍛煉腳踏車，該器械包括構(gòu)造成支撐在地板上的第一穩(wěn)定框架和可相對(duì)于該第一框架傾斜的第二框架。該第二框架具有相對(duì)該第一框架與該調(diào)速輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作交叉的可調(diào)整的傾斜運(yùn)動(dòng)。操縱機(jī)構(gòu)通過(guò)該第二框架操縱，其中該操縱機(jī)構(gòu)延長(zhǎng)部件與該地板接觸，該部件具有車輪懸架類的設(shè)計(jì)并包括連桿、避震器、彈簧和輪子。該第二框架的穩(wěn)定通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)A63B26/00GK1901975SQ200480040239
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月17日
發(fā)明者齊亞德·貝達(dá)尼, C·艾利斯, B·J·M·漢森, T·莫拉特 申請(qǐng)人:齊亞德·貝達(dá)尼