傳動組件以及包括傳動組件的鍛煉裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種將人在跑步或慢跑時的運(yùn)動轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動的傳動組件，以驅(qū)動器材或裝置，如自推動裝置，像自行車，或者固定的鍛煉裝置。這種傳動組件包括可旋轉(zhuǎn)部件，如曲柄裝置，連接到器材支架和馬鐙，且腳蹬樞轉(zhuǎn)地連接到每個馬鐙處。第一樞軸連接到馬鐙與可旋轉(zhuǎn)部件之間，第二樞軸連接到同樣的馬鐙和支架之間。優(yōu)選地，腳蹬的樞軸軸線在腳蹬運(yùn)動過程中保持低于第一樞軸和第二樞軸。優(yōu)選地，腳蹬的樞軸軸線在腳蹬運(yùn)動過程中沿非對稱的卵形路徑。腳蹬的運(yùn)動驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)部件。
【專利說明】傳動組件以及包括傳動組件的鍛煉裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及一種將人的運(yùn)動，如人跑步或慢跑的運(yùn)動，轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動的傳動組件，以驅(qū)動器材或鍛煉裝置，例如自行車或固定的鍛煉裝置。本發(fā)明還涉及一種自推動的鍛煉器材或裝置，如包括本傳動組件的自行車。

【背景技術(shù)】
[0002]跑步是一項(xiàng)受歡迎的運(yùn)動。然而，隨著年齡的增長，人們跑步的參與量也在不斷地下降。這種跟年齡相關(guān)的跑步量減少的原因包括體重增加、健康狀況下降以及受傷。例如當(dāng)慢跑或跑步時，人的關(guān)節(jié)，如踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)，會由于腳與人在跑步或慢跑時接觸的地面之間發(fā)生撞擊而受壓。久而久之，這些對人關(guān)節(jié)的碰撞就會達(dá)到相當(dāng)?shù)某潭?，因此，人們就會在跑步時感到不舒服，甚至由于不適而不能跑步。因此，就需要一種鍛煉、訓(xùn)練和娛樂的設(shè)備，其可以刺激跑步活動，同時能夠減輕由跑步帶來的撞擊傷害。特別地，需要一種可以使跑步時使用的肌肉得到運(yùn)用和訓(xùn)練，以使無論什么年齡、體重、身體狀況的人都可以繼續(xù)訓(xùn)練和參與跑步活動而沒有受傷的風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]為了減少關(guān)節(jié)受壓，人們已經(jīng)開發(fā)出了橢圓形訓(xùn)練器。通常，橢圓形訓(xùn)練器為固定類型的鍛煉器材，其具有支架，在支架的兩側(cè)分別具有長腳蹬平臺，該長腳蹬平臺為用戶的腳提供了放置表面。長腳蹬平臺的相對端通過連桿機(jī)構(gòu)與支架互連，以使該腳蹬平臺可沿基本橢圓的路徑移動。在使用過程中，人帶動平臺在橢圓形路徑上移動，以使人的腳與腳蹬平臺基本保持接觸。這有助于減輕由于人的腳與地面接觸所帶來的撞擊傷害。
[0004]這些橢圓訓(xùn)練器的缺陷在于腳踏的橢圓路徑?jīng)]有充分地與人在跑步或慢跑時腳的自然軌跡相同或者合理近似。特別地，該橢圓路徑的機(jī)械特性導(dǎo)致在每個荷重步長的開始要比整個步長過程的阻力水平都高。這就與人在跑步時的肌肉運(yùn)用和激活模式不同。人在使用這種橢圓訓(xùn)練器時，在橢圓步長的初始身體會向前傾，以對抗高阻力。這就對人的前腳掌帶來更大的重量，使用四頭肌和髖屈肌群，并且改變髕骨或膝蓋骨的受力，這反過來會使膝蓋勞損，并在長期使用后造成膝蓋疼痛。
[0005]此外，自推動的鍛煉器材或裝置，如自行車，也是已知的，其包括橢圓訓(xùn)練器類型的傳動機(jī)構(gòu)。更具體地，與橢圓訓(xùn)練器類似，該自行車具有支架，支架具有前輪、后輪以及兩個長腳蹬平臺，其通過連桿機(jī)構(gòu)與支架互連。每一個長平臺在相對端分別與支架的前部和后端相連。該自行車和傳動機(jī)構(gòu)的配置滿足每一個平臺以基本橢圓的路徑移動，以驅(qū)動自行車。
[0006]如前所述，這種腳蹬平臺的橢圓運(yùn)動沒有充分地與人在跑步時腳的自然軌跡相同或者合理近似。此外，連接腳蹬平臺到支架的連桿機(jī)構(gòu)相對較大，并且通常位于一個位置，如自行車的后部，這樣會不方便和/或?qū)κ褂米孕熊嚨娜藥頋撛诘牟话踩蛩?。此外，從地面到腳蹬平臺的抬升高度高得令人不舒服，使得啟動、停止自行車，以及以較低的速度騎行，如爬行較陡的山時，會給使用自行車的人帶來不方便和/或潛在的不安全因素。
[0007]需要一種傳動組件，以驅(qū)動器材或裝置，如自行車或固定的鍛煉器材、自行車、固定的鍛煉裝置、自推動鍛煉器材或裝置，和/或其元件，解決或至少改善現(xiàn)有技術(shù)中固有的一個或多個問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本
【發(fā)明內(nèi)容】
以簡單的形式介紹了可供選擇的設(shè)想，在下面優(yōu)選的實(shí)施例中會進(jìn)一步描述。本發(fā)明的內(nèi)容不在于確定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或者必要特征，也不作為要求保護(hù)的主題保護(hù)范圍的限制。
[0009]寬泛地講，本發(fā)明提供了一種利用人跑步或慢跑時的運(yùn)動的傳動組件。該傳動組件可以應(yīng)用到不同的器材或裝置中，如自行車、固定的鍛煉裝置和/或自推動鍛煉器材或裝置(如自行車)。
[0010]一方面，傳動組件包括:連接到器材支架的可旋轉(zhuǎn)部件、馬鐙、以及樞轉(zhuǎn)地連接到馬鐙的腳蹬；第一樞軸連接在馬鐙和可旋轉(zhuǎn)部件之間；第二樞軸連接在馬鐙和支架之間。
[0011]雖然不是必需的，但優(yōu)選地，在使用過程中，腳蹬的樞軸軸線在腳蹬運(yùn)動過程中保持在第一樞軸和第二樞軸的下方。同樣，雖然不是必需的，但優(yōu)選地，在使用過程中，腳蹬的樞軸軸線經(jīng)過可旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)軸的前方和后方。同樣，雖然不是必需的，但優(yōu)選地，在使用過程中，腳蹬的樞軸軸線還經(jīng)過第二樞軸的后部的前方和后方。同樣，雖然不是必需的，但優(yōu)選地，在使用過程中，腳蹬的樞軸軸線在腳蹬運(yùn)動過程中沿非對稱的卵形路徑。同樣，雖然不是必需的，但優(yōu)選地，在使用過程中，腳蹬路徑的最后點(diǎn)要高于腳蹬路徑的最前點(diǎn)。同樣，雖然不是必需的，但優(yōu)選地，在使用過程中，腳蹬沿往復(fù)路徑運(yùn)動，該路徑基本類似于人在跑步或慢跑時腳的自然軌跡。該腳蹬的樞軸軸線可以由腳蹬軸提供。
[0012]另一方面，提供了一種利用人在跑步或慢跑時的運(yùn)動的自行車，該自行車包括前輪和連接到支架的后輪，以及連接到支架的手把。曲柄裝置連接到支架，并配置為可驅(qū)動后輪。馬鐙位于支架的兩側(cè)，并且提供有腳蹬，腳蹬樞轉(zhuǎn)地連接到每一個馬鐙上。第一樞軸連接到每個馬鐙和曲柄裝置之間，而第二樞軸通過一個或多個可沿軌道部件移動的輪子連接到每個馬鐙和支架之間。
[0013]此處所述的馬鐙，應(yīng)理解為一種機(jī)械設(shè)備、結(jié)構(gòu)、組件或裝置，其具有一個或多個樞轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、滑動或移動連接點(diǎn)，用于連接到另一結(jié)構(gòu)或元件，如支架、臂、可旋轉(zhuǎn)部件、曲柄裝置、往復(fù)裝置總成等。之所以選擇術(shù)語馬鐙，是因?yàn)橹辽僖欢ㄐ问缴?，可以認(rèn)為它是“懸掛”在一個或多個連接點(diǎn)上，如一個或多個樞軸，并且支撐腳蹬或其等同物，進(jìn)而支撐人的腳。此處所述馬鐙，可以包括一個或多個馬鐙元件，也可以認(rèn)為是馬鐙裝置或組件。
[0014]根據(jù)一示例形式，提供了一種將人跑步或慢跑的運(yùn)動轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動的傳動組件，以驅(qū)動器材或裝置。由傳動組件提供的運(yùn)動轉(zhuǎn)換從位于支架兩側(cè)的一對腳蹬開始，其提供人放置腳的表面。每一個腳蹬繞一中心軸旋轉(zhuǎn)，其連接到一對馬鐙中其中一個的端部，如果每一個馬鐙具有不止一個馬鐙元件，不管其是否為鉸接式的，均可以是馬鐙裝置或組件。在本示例中，每個馬鐙具有三角形式的三個連接點(diǎn)，其中較低中心連接點(diǎn)提供腳蹬連接位置。每個馬鐙的前連接點(diǎn)通過可限制其在基本前上方后下方往復(fù)路徑移動的機(jī)構(gòu)機(jī)械連接到支架。每個馬鐙的后連接點(diǎn)可旋轉(zhuǎn)地連接到可旋轉(zhuǎn)部件，在本示例中，連接到一對相對的曲柄臂的外端，其可限制馬鐙后連接點(diǎn)，當(dāng)可旋轉(zhuǎn)部件(即曲柄裝置)旋轉(zhuǎn)時可沿圓形路徑。曲柄裝置的曲柄臂180°分開，每個曲柄臂的內(nèi)端在一連接到支架的旋轉(zhuǎn)軸處連接在一起。傳動組件配置為每一個腳蹬均沿非對稱的卵形或卵體路徑，其基本類似于或接近人在跑步或慢跑時腳的路徑。因此，當(dāng)人用腳與腳蹬接觸執(zhí)行類似于跑步的活動時，它會隨曲柄裝置的旋轉(zhuǎn)使腳蹬沿非對稱的卵形路徑移動。
[0015]在另一示例形式中，樞軸連接每個馬鐙(可包括不止一個馬鐙元件)的前連接點(diǎn)到一對往復(fù)裝置總成中的一個。連接到每個往復(fù)裝置的輪子由軌道部件上的導(dǎo)軌限制，其和支架為一整體，將每一個往復(fù)裝置總成的移動限制在直線往復(fù)路徑上。該軌道部件前端較后端向上傾斜，使通過往復(fù)裝置總成連接的馬鐙前連接點(diǎn)基本沿前上方向后下方的往復(fù)路徑移動。
[0016]在另一示例形式中，軌道部件的槽軌表面將匹配到往復(fù)裝置的第一輪子限制為沿線性往復(fù)路徑。軌道部件的第二相對平軌表面將限制匹配到往復(fù)裝置的第二輪子，使其將第一輪子固定在合適位置，可滑動地匹配到槽軌表面，同時對抗施加在腳蹬的力對馬鐙的橫向扭轉(zhuǎn)運(yùn)動。
[0017]在另一示例形式中，硬殼式軌道部件的相對的槽軌表面限制連接到往復(fù)裝置的輪子，使其沿線性往復(fù)路徑。
[0018]在另一示例形式中，支架基本類似于傳統(tǒng)“菱型支架”類型自行車的支架，包括連接到前叉的前輪、長桿以及手把，通過前管可旋轉(zhuǎn)地連接到水平方位的上管和下管，由垂直方位支撐管中心包圍并通過上下平叉連接到后輪。軌道部件位于前端上管與后端垂直支撐管之間。曲柄裝置，一般也可稱為可旋轉(zhuǎn)部件，如包括鏈輪和曲柄臂，可旋轉(zhuǎn)地在上管和上平叉之間的垂直支撐管上端連接到支架。曲柄裝置(即可旋轉(zhuǎn)部件)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可機(jī)械連通到后輪，其可驅(qū)動自行車。
[0019]在另一示例形式中，每一個馬鐙的前連接點(diǎn)連接到一對轉(zhuǎn)臂的其中一個的外端，由于每一個轉(zhuǎn)臂沿共同旋轉(zhuǎn)軸獨(dú)立運(yùn)動，其中轉(zhuǎn)臂的內(nèi)端連接到支架，因此，轉(zhuǎn)臂將馬鐙的前端限制為基本沿前上方到后下方的往復(fù)路徑。
[0020]在另一示例形式中，支架基本類似于固定鍛煉裝置的支架，包括連接到前后橫梁并由前后橫梁支撐的橫向支架梁，其水平排列，以將裝置穩(wěn)定在地面上。一把手裝置從前橫梁垂直延伸，直到用戶可以抓住的合適高度。固定外罩中心連接到橫向支架梁，該外罩內(nèi)包括可旋轉(zhuǎn)部件，如飛輪類型的曲柄裝置，為傳動組件提供機(jī)械阻力，以用作鍛煉裝置。
[0021]在另一示例形式中，先前形式的馬鐙由腳蹬臂替代，其間接地通過轉(zhuǎn)臂、連接桿和/或搖桿臂連接到曲柄裝置。
[0022]在另一示例形式中，先前形式的搖桿臂由一對推桿代替，其分離曲柄裝置相對于傳動組件的位置。
[0023]在另一示例形式中，曲柄裝置基本位于轉(zhuǎn)臂連接到支架的公共旋轉(zhuǎn)軸線的后部。
[0024]在另一示例形式中，曲柄裝置基本位于轉(zhuǎn)臂連接到支架的公共旋轉(zhuǎn)軸線的前部。
[0025]在另一示例形式中，第二傳動組件機(jī)械連接到第一傳動組件的上方，并配置為可為使用該鍛煉裝置的人提供往復(fù)把手，使其可抓住并使手沿跑步時手的通常軌跡移動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]結(jié)合附圖以及下面的描述，示例性實(shí)施例會變得明顯，這些實(shí)施例僅作為至少一個優(yōu)選實(shí)施例的示例，而非限制性實(shí)施例，其中:
[0027]圖1為一示例性自行車的前視圖，其包括將人跑步時的運(yùn)動轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動以驅(qū)動自行車的傳動組件；
[0028]圖2為該示例性自行車的側(cè)視圖；
[0029]圖3為該示例性自行車的俯視圖；
[0030]圖4為傳動組件連接示例自行車支架時一側(cè)的分解圖；
[0031]圖5為一示例性馬鐙的近視圖，其顯示了腳蹬連接點(diǎn)是如何通過腳蹬偏移凸耳與曲柄臂外端對齊的；
[0032]圖6為用于示例性自行車的軌道部件和往復(fù)裝置總成的橫切面圖；
[0033]圖7為帶有相對的槽軌和往復(fù)裝置總成的示例性硬殼式軌道部件的透視圖；
[0034]圖8為描述示例自行車的傳動組件是如何形成腳蹬運(yùn)動路徑的；
[0035]圖9 (現(xiàn)有技術(shù))為通過比較描述橢圓型鍛煉器材的傳動組件是如何形成腳蹬平臺的不同運(yùn)動路徑的側(cè)面示意圖；
[0036]圖1Oa到1d(現(xiàn)有技術(shù))為人在跑步時經(jīng)歷的跳躍、換腳碰撞、加速以及恢復(fù)階段腳的路徑的側(cè)視圖；
[0037]圖11 (現(xiàn)有技術(shù))為人在跑步時腳的路徑的側(cè)視圖；
[0038]圖12(現(xiàn)有技術(shù))為比較人在短跑、跑步以及慢跑時腳的路徑的側(cè)視圖；
[0039]圖13a到13d為示例自行車旋轉(zhuǎn)一周過程中，腳蹬、傳動組件以及曲柄裝置位置的側(cè)視圖；
[0040]圖14為包括另一示例性傳動組件的示例性固定鍛煉器材的前向透視圖；
[0041]圖15為圖14中另一示例性傳動組件的側(cè)視示意圖；
[0042]圖16為包括另一示例性傳動組件的示例性固定鍛煉器材的后向透視圖；
[0043]圖17為圖16中另一示例性傳動組件的側(cè)視示意圖；
[0044]圖18為包括另一示例性傳動組件的示例性固定鍛煉器材的側(cè)視透視圖；
[0045]圖19為圖18中另一示例性傳動組件的側(cè)視示意圖；
[0046]圖20為另一示例性傳動組件的側(cè)視示意圖；
[0047]圖21為另一示例性傳動組件的側(cè)視示意圖；
[0048]圖22為包括另一示例性傳動組件的示例性固定鍛煉器材的側(cè)視透視圖；
[0049]圖23為圖22中另一示例性傳動組件的側(cè)視示意圖；
[0050]圖24為包括圖22中另一示例性傳動組件以及手臂鍛煉機(jī)構(gòu)的示例性固定鍛煉器材的側(cè)視透視圖；以及
[0051]圖25為圖24中另一示例性傳動組件的側(cè)視示意圖。
優(yōu)選實(shí)施例
[0052]對以下形式的描述僅作為示例說明，以便更準(zhǔn)確地理解優(yōu)選實(shí)施例或?qū)嵤├闹黝}。
[0053]在所有附圖中，所包括的附圖標(biāo)記用于對示例性實(shí)施例的特征進(jìn)行說明，相同的附圖標(biāo)記用于表示相同的部分。
[0054]參考圖1、2和3，圖中所示為自行車(I)形式的自推動鍛煉器材或裝置的示例，包括用于將用戶的運(yùn)動，更確切地講，是將人進(jìn)行的跑步或慢跑之類的運(yùn)動，轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動以驅(qū)動自行車(I)的傳動組件(7)。
[0055]自行車(I)包括支架(2)，支架⑵具有前端(3)和后端⑷。前叉(9)樞轉(zhuǎn)地連接到位于前端(3)的前管(8)。前叉(9)與前輪(31)連接在一起。手把(11)支撐在長桿
(10)頂部，該長桿(10)與樞軸前叉(9)互連，以使用戶可以轉(zhuǎn)動自行車⑴的前輪(31)。支架(2)為菱型支架，并向后端(4)展開，以提供上下平叉(16)，其連接到并支撐后輪(32)。
[0056]在本示例中，支架(2)由管狀金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)成，包括前管(8)、上管(12)、下管(13)、垂直支撐管(15)以及上下平叉(16)。比如，鋁制管。然而，還可以采用其它合適的材料，如其它金屬、塑料或合成材料。此外，支架(2)可配置為折疊的，如在前端(3)和后端(4)之間提供可安全釋放的樞軸點(diǎn)(未示出)。
[0057]傳動組件(7)由前端(3)和后端(4)之間的支架(2)支撐，并連接到支架(2)上。傳動組件(7)將人的跑步運(yùn)動轉(zhuǎn)換為機(jī)械移動，以驅(qū)動自行車(I)。
[0058]傳動組件(7)提供的運(yùn)動轉(zhuǎn)換從位于支架(2)兩側(cè)的一對腳蹬(26)開始，操作自行車(I)的人把腳放在該腳蹬(26)上。每一個腳蹬(26)繞一中心軸(27)旋轉(zhuǎn)，該中心軸連接到一對結(jié)構(gòu)體中一個的端部(25)，所述結(jié)構(gòu)體在這里稱為馬鐙(22)，因?yàn)槊恳粋€馬鐙
(22)掛在支架(2)任一側(cè)的第一樞軸(24)和第二樞軸(23)的連接點(diǎn)上，以通過腳蹬(26)支撐用戶的腳(未示出)。如圖4所示，本文所指的馬鐙(22)可包括一個或多個馬鐙元件，并且可認(rèn)為是馬鐙裝置或組件。該馬鐙(22)位于腳蹬(26)和支架(2)之間，以使該腳蹬(26)位于支架(2)兩側(cè)最突出的位置。
[0059]每一個馬鐙(22)以三角的形式具有三個連接點(diǎn):前樞軸(23)，通過一對往復(fù)裝置總成(5)中的一個將每一個馬鐙(22)機(jī)械連接到支架(2);后樞軸(24)，將每一個馬鐙
(22)連接到一對相對的曲柄臂(17)中的一個，該曲柄臂(17)為旋轉(zhuǎn)部件(即曲柄裝置)
(6)的元件；以及馬鐙腳蹬連接點(diǎn)(25)，基本位于前(即第二)馬鐙樞軸(23)和后(即第一)馬鐙樞軸(24)中間下方。結(jié)果，當(dāng)人(未示出)用腳接觸腳蹬(26)操作自行車(I)時，人的腳基本位于前馬鐙樞軸(23)和后馬鐙樞軸(24)的中間下方位置。
[0060]每個馬鐙(22)的前樞軸(23)通過一對往復(fù)裝置總成(5)中的一個機(jī)械連接到支架(2)。每一個往復(fù)裝置總成(5)具有一組由一軸(20)旋轉(zhuǎn)支撐的輪子(21)，輪子(21)沿軌道部件(14)相對的溝槽軌面(50)和平坦軌面(51)并在其之間移動，軌道部件(14)與支架(2)為一整體件，但在另一形式中，軌道部件(14)為連接到支架(2)的獨(dú)立元件。沿軌面(50、51)移動的輪(21)限制了每個往復(fù)裝置總成(5)，使其在與軌道部件同一條直線上作直線往復(fù)路徑移動。
[0061]軌道部件(14)的前方固定在上管(12)，軌道部件(14)從后方向上傾斜，其后方固定在支架(2)的垂直支撐管(15)上。因此，軌道部件(14)的角度限制了馬鐙前樞軸(23)的移動，通過往復(fù)裝置總成(5)沿基本前上方向后下方的往復(fù)路徑。
[0062]每個馬鐙(22)的后樞軸(24)均與一對相對的曲柄臂(17)中的一個的外端連接。該曲柄臂(17)其整體為曲柄裝置(即旋轉(zhuǎn)部件)(6)的一部分，180°分開，與每一個曲柄臂(17)的內(nèi)端通過曲柄軸(18)連接在一起。曲柄軸(18)在支架⑵的一外罩(19)內(nèi)支持旋轉(zhuǎn)，使曲柄軸(18)可以連接到曲柄裝置￠)的任一端。該曲柄軸(18)支持一傳動鏈輪(28)，其也是旋轉(zhuǎn)部件的一部分，同樣用于旋轉(zhuǎn)。該傳動鏈輪(28)通過一鏈條(30)與從動鏈輪(29)互連，該從動鏈輪(29)與后轂(33)連接。優(yōu)選但非必需地，后轂(33)包括當(dāng)下自行車旋轉(zhuǎn)后輪(32)常用的內(nèi)部齒輪傳動裝置(未示出)。
[0063]在本示例中，傳動組件(7)包括鏈條(30)和鏈輪(28、29)，還可以使用傳動組件
(7)的其它配置，如曲柄裝置(即旋轉(zhuǎn)部件)(6)和后轂(33)間的皮帶傳送或軸傳動，以驅(qū)動后輪(32)。此外，后轂(33)可以采用其它傳動系統(tǒng)，如鏈齒輪傳動，其利用一組鏈輪和鏈條變速器，這在現(xiàn)有的自行車中也很常見。
[0064]參考圖4，圖中所示為構(gòu)成往復(fù)裝置總成(5)、馬鐙前樞軸(23)、馬鐙后樞軸(24)以及曲柄裝置出)的每個元件的分解視圖。
[0065]繞中心軸(27)旋轉(zhuǎn)的腳蹬(26)在軸(17)的一端處在馬鐙腳蹬連接點(diǎn)(25)處連接到馬鐙(22)。
[0066]馬鐙前樞軸(23)包括軸(20)，其上的第一軸承(34)和第二軸承(36)支持具有圓形外表面的第一輪子(35)的旋轉(zhuǎn)。圓形間隔墊圈(37)將第三軸承(39)與第二軸承(36)隔開，其支持具有平面外表面的第二輪子(38)的旋轉(zhuǎn)。螺紋緊固件(40)將由軸承(34、36、39)支持并由間隔墊圈(37)隔開在合適位置的輪子(35、38)固定在馬鐙(22)前樞軸(23)的軸(20)上。
[0067]回到圖2，在軌道部件(14)上提供一往復(fù)緊固件通孔(49)，可利用六角扳手(未示出)固緊或旋開圖4中的螺紋緊固件(40)，以組裝和拆卸往復(fù)裝置總成(5)。
[0068]回到圖4，馬鐙后樞軸(24)包括外罩(43)，其由第一軸承(42)和第二軸承(44)可旋轉(zhuǎn)地支撐，兩軸承通過帶有加帽端(41)的螺紋主軸固緊在曲柄臂(17)的外端(45)。還可以采用其它形式的樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
[0069]曲柄裝置(6)包括兩個180°分開的相對的曲柄臂(17)。曲柄臂(17)的內(nèi)端(47)通過螺紋緊固件(46)連接到軸(18)的兩側(cè)。該軸由位于支架(2)的外罩(19)內(nèi)的兩個軸承(48)支撐旋轉(zhuǎn)。該曲柄裝置(6)包括現(xiàn)有自行車中常見的現(xiàn)成的180mm的曲柄?？梢杂删哂懈糖?17)的自行車曲柄，如175mm、170mm、165mm等代替，以減小由自行車
(I)的傳動組件(7)構(gòu)成的總步長，以適用于身形較小的跑步者。
[0070]參照圖5，圖中描述了馬鐙(22)的近視圖，顯示了腳蹬連接點(diǎn)(25)是如何利用腳蹬偏移凸耳(56)沿虛線(59)與曲柄臂(45)外端對齊的。重要的一點(diǎn)是，馬鐙(22)設(shè)計(jì)為使腳蹬(26)向內(nèi)偏移，以使當(dāng)腳蹬(26)連接到曲柄臂(17)外端(45)時，其可與支架(2)的中心線保持相同的距離。這可選地還可使曲柄臂(17)向支架(2)內(nèi)彎曲，形成曲面或成一角度，即從曲柄臂內(nèi)端(47)到曲柄臂外端(45)。因此，馬鐙(22)包括水平連接管(55)，其在后端通過腳蹬偏移凸耳(56)固定在后垂直管(57)的底端。后垂直管的頂部固定在馬鐙后樞軸(24)的外罩(43)上。后垂直管(57)要足夠長，以防止當(dāng)曲柄臂(17)旋轉(zhuǎn)時，水平連接管(55)與曲柄臂(17)發(fā)生碰撞。水平連接管(55)也要足夠長，以防止用戶放在腳蹬(26)上的腳(未示出)的腳后跟接觸到后垂直管(57)。水平連接管(55)的前端通過腳蹬連接凸耳(54)固定在垂直前管(53)的下端。垂直前管(53)的頂端固定在往復(fù)裝置總成(5)的馬鐙前樞軸(23)的軸(20)上。對角支撐管(58)固定在水平連接管(55)和垂直前管(53)之間，以防止用戶的腳在腳蹬(26)上施加的力導(dǎo)致馬鐙彎曲。該對角支撐管
(58)的位置滿足當(dāng)曲柄臂(17)旋轉(zhuǎn)時，可防止發(fā)生碰撞。
[0071]參考圖6，圖中所示為馬鐙前樞軸(23)、往復(fù)裝置總成(5)以及軌道部件(14)的截面圖。
[0072]馬鐙前樞軸(23)包括軸(20)，其上第一軸承(34)和第二軸承(36)支撐具有圓形外表面的第一輪子(35)旋轉(zhuǎn)，其與軌道部件(14)的槽軌(50)匹配。墊圈(37)將第二軸承
(36)與第三軸承(39)隔開，該第三軸承(39)支撐具有平面外表面的第二輪子(38)旋轉(zhuǎn)。該第二輪(38)與軌道部件(14)的兩平軌(51)匹配。螺紋緊固件(40)將由軸承(34、36、39)支撐并由墊圈(37)隔開在合適位置的輪子(35、38)固定在馬鐙前樞軸(23)的軸(20)上。
[0073]平軌(51)與軌道部件(14)的槽軌(50)相對，使往復(fù)裝置總成(5)的第二輪子
(38)將第一輪子(35)固定在合適位置，與槽軌(50)匹配，同時對抗施加在腳蹬(未示出)上的力對馬鐙(22)的橫向扭轉(zhuǎn)。
[0074]參考圖7，圖中所示為替換性的示例，往復(fù)裝置總成(5)連接到具有兩相對的槽軌的硬殼式軌道部件(60)上。在該結(jié)構(gòu)中，馬鐙前樞軸(23)的旋轉(zhuǎn)軸獨(dú)立于往復(fù)裝置總成(5)的輪子(64、65)的旋轉(zhuǎn)軸。
[0075]馬鐙前樞軸(23)包括外罩(62)，其由軸(20)支持旋轉(zhuǎn)，該軸(20)連接到Y(jié)型往復(fù)裝置部件￠1)的一端出3)。具有圓形外表面的三個輪子出4、65)由連接到Y(jié)型往復(fù)裝置部件￠1)外端中一端的車軸￠6)支持旋轉(zhuǎn)。上面一對輪子￠4)匹配到沿硬殼式軌道部件￠0)的頂部移動的槽軌表面￠7)。下面的輪子￠5)匹配到相對的沿軌道硬殼式部件
(60)下方移動的槽軌表面(68)。
[0076]下方槽軌￠8)與硬殼式軌道部件￠0)的上方槽軌￠7)相對，可使往復(fù)裝置總成
(5)的下方輪子￠5)將上方輪子￠4)固定在合適位置，與上方槽軌￠7)匹配，同時對抗施加在腳蹬(未示出)上的力對馬鐙(22)的橫向扭轉(zhuǎn)。
[0077]現(xiàn)參考圖8，顯示了傳動組件(7)的基本元件是如何互相作用，形成腳蹬(26)的移動路徑(72)，正如圖1、2及圖3的相關(guān)描述。
[0078]在使用過程中，人的腳(未示出)沿非對稱的卵形或卵體路徑(72)移動腳蹬(26)，該路徑(72)由傳動組件(7)形成，具體地，由馬鐙(22)以及往復(fù)裝置總成(5)和曲柄裝置(6)互相作用形成。馬鐙前樞軸(23)受往復(fù)裝置總成(5)移動的限制，基本上遵循前上向后下方向沿軌道部件(14)的往復(fù)路徑(71)。馬鐙后樞軸受曲柄裝置(6)旋轉(zhuǎn)的限制，當(dāng)曲柄臂(17)沿其車軸(75)旋轉(zhuǎn)時沿圓形路徑(76)。馬鐙前樞軸(23)的線性往復(fù)路徑(71)和馬鐙后樞軸(24)的圓形路徑(76)的相互作用在腳蹬連接點(diǎn)(25)結(jié)合，形成了腳蹬(26)的非對稱的卵形路徑。
[0079]當(dāng)腳蹬(26)位于路徑(72)的最后點(diǎn)(74)時，其位置遠(yuǎn)高于其位于路徑(72)的最前點(diǎn)(73)時的位置。這一特征符合人在跑步或慢跑時腳的自然軌跡。
[0080]沿路徑(72)有一上死點(diǎn)(78)，此處腳蹬(26)垂直角速度為零，即腳蹬(26)垂直角速度從正值變?yōu)樨?fù)值的點(diǎn)。沿路徑(72)還有一個上中心點(diǎn)(77)，此處用腳(未示出)帶動腳蹬(26)的人的膝蓋的角速度為零，即膝蓋的角速度從正值變?yōu)樨?fù)值的點(diǎn)，也是彎曲膝蓋的屈肌活動向伸直膝蓋的伸肌活動轉(zhuǎn)換的點(diǎn)。
[0081]參考圖9(現(xiàn)有技術(shù))，作為比較，圖中描述了橢圓形鍛煉器材的傳動組件(80)是如何形成腳蹬(86)的橢圓運(yùn)動路徑(82)的側(cè)視圖。使用橢圓形鍛煉器材的人將腳(未示出)放置在腳蹬(86)上，腳蹬(86)位于長腳蹬平臺(85)上。長腳蹬平臺(85)的前端
(83)滑動地安裝在導(dǎo)軌(81)上，其限定了長腳蹬平臺(85)的前端(83)的運(yùn)動，使其基本上遵循前上方向后下方的往復(fù)路徑(71)。長腳蹬平臺(85)的后端(84)旋轉(zhuǎn)地連接到曲柄裝置(6)上，其限定了長腳蹬平臺(85)的后端(84)的運(yùn)動，使當(dāng)曲柄臂(17)繞其車軸
(75)旋轉(zhuǎn)時沿圓形路徑(76)。長腳蹬平臺(85)的前端(83)的往復(fù)路徑(81)和長腳蹬平臺(85)的后端(84)的圓形路徑(76)的相互作用的結(jié)合形成腳蹬(86)的橢圓路徑(82)。
[0082]當(dāng)腳平臺(86)位于橢圓路徑(82)的最后點(diǎn)(74)時，其位置遠(yuǎn)低于其位于橢圓路徑(82)的最前點(diǎn)(73)時的位置。橢圓路徑(82)的這一特征不符合人在跑步或慢跑時腳的自然軌跡。
[0083]沿橢圓路徑(82)有一上死點(diǎn)(88)，此處腳蹬(86)垂直角速度為零，即腳蹬(86)垂直角速度從正值變?yōu)樨?fù)值的點(diǎn)。沿橢圓路徑(82)還有一上中心點(diǎn)(87)，此處用腳(未示出)帶動腳蹬(86)的人的膝蓋的角速度為零，即膝蓋的角速度從正值變?yōu)樨?fù)值的點(diǎn)。
[0084]現(xiàn)參考圖8和圖9，將非對稱的卵形路徑(72)的特征與橢圓路徑(82)的特征進(jìn)行比較。表面觀察，每一個傳動組件(7、80)看起來具有相同的基本元件，特別地，在前端(14、81)的線性往復(fù)機(jī)構(gòu)以及在后端的旋轉(zhuǎn)曲柄機(jī)構(gòu)(6)間采用的連接結(jié)構(gòu)(22、85)的應(yīng)用。然而，進(jìn)一步觀察圖8，并對比圖9，就會發(fā)現(xiàn)有意將樞軸腳蹬(26)置于前(即第二)樞軸
(23)和后(即第一)樞軸(24)下方，以及使軌道部件(14)與曲柄裝置(6)更接近，共同形成腳蹬(26)的路徑(72)的特征顯著有益的區(qū)別。
[0085]與最前點(diǎn)(73)相比，非對稱的卵形路徑(72)的最后點(diǎn)(74)遠(yuǎn)高于橢圓路徑(82)的最后點(diǎn)(74)。因此，可以說，非對稱的卵形路徑比橢圓路徑(82)更符合人在跑步或慢跑時腳的自然軌跡。
[0086]在使用過程中，當(dāng)人騎著包含任一種傳動組件(7、80)的自行車⑴時，就必須將腳從地面抬到腳蹬(26、86)上，以開始騎行。因此，較低的腳蹬抬升高度有利于提高這種自行車(I)的操作性。有益地，這種非對稱的卵形路徑(72)使腳蹬(26) —直位于軌道部件(14)及曲柄裝置(7)下方，而橢圓路徑(82)使腳蹬遠(yuǎn)高于導(dǎo)軌(81)。因此，非對稱的卵形傳動組件(7)的腳蹬抬升高度與傳統(tǒng)的自行車類似，而橢圓路徑的傳動組件(80)的腳蹬高度很高，使用困難。再次參考圖8和圖9，使用可旋轉(zhuǎn)的腳蹬(26)比使用傳統(tǒng)的橢圓路徑的訓(xùn)練器(80)采用的非旋轉(zhuǎn)腳蹬或平臺(86)更有益。當(dāng)使用傳統(tǒng)橢圓路徑訓(xùn)練器(80)的腳蹬或平臺時，用戶要將腳跟抬離腳蹬或平臺，這偏離了人在跑步或慢跑時的常規(guī)動作。相反地，通過使用可旋轉(zhuǎn)腳蹬，用戶的腳可以一直與可旋轉(zhuǎn)腳蹬保持接觸，從而用戶不必從平臺抬高，踮起腳跟，相反，旋轉(zhuǎn)腳蹬可使用戶更接近于人在跑步或慢跑時的常規(guī)動作。
[0087]從圖中可以看出，非對稱的卵形路徑(72)的腳蹬(26)的上死點(diǎn)(78)與最后點(diǎn)
(74)接近，而橢圓路徑(82)的腳蹬(86)的上死點(diǎn)(88)與最前點(diǎn)(73)接近。橢圓路徑的傳動組件(80)的這一性質(zhì)使其在橢圓路徑(82)的每一跨步的起始處比在整個跨步過程中具有更大的阻力。這種高阻力是由于膝蓋位于高阻力區(qū)域相對靠近的上中心點(diǎn)(87)造成的，而這種高阻力是由腳蹬(86)的上死點(diǎn)(88)造成的。橢圓路徑(82)的這種高阻力區(qū)域可拉緊膝蓋。相比之下，在非對稱的卵形路徑(72)中，膝蓋的上中心點(diǎn)(77)與腳蹬的上死點(diǎn)(78)隔開，解決了高阻力的問題。
[0088]現(xiàn)在參考圖1Oa到1d(現(xiàn)有技術(shù))，圖中顯示了人(90)在跑步時腳(91)的每個路徑段(93、94、95、96)。從圖1Oa開始，所示為跳躍階段(93)，此時跑步者(90)的兩個腳暫時離開地面(92)，前腳(91)從跑步者膝蓋(97)前傾。參考圖10b，所示為換腳碰撞期(impact phase),此時跑步者(90)的腳(91)曲線向下回到地面(92)。隨后為圖1Oc所示的加速階段(drive phase) (95)，其中跑步者(90)的腳(91)向后蹬，以驅(qū)使跑步者(90)在地面(92)上向前運(yùn)動。最后，在圖1Od所示的恢復(fù)期(96)，跑步者(90)的腳(91)離開地面，并曲向跑步者的臀部(98)。
[0089]參考圖11 (現(xiàn)有技術(shù))，圖中所示為跳躍、換腳碰撞、加速以及恢復(fù)時腳位置(100)的輪廓線，以及人(90)在跑步時腳(91)相對于地面(92)的組合路徑(101)。
[0090]參考圖12 (現(xiàn)有技術(shù))，圖中示出了人(90)在跑步時腳(91)相對于地面(92)的多個路徑(101、102、103)。這些路徑(101U02U03)在形狀、步長以及恢復(fù)高度(104)因跑步者的跑步類型和/或跑步者跑步速度的不同而不同。特別地，當(dāng)跑步者(90)短跑(101)時，其腳(91)的路徑相對于中速(102)跑步或慢跑(103)的跑步者相比，步長會更長，恢復(fù)高度(104)也會更高。
[0091]參考圖13a到13d，圖中所示為在使用過程中，腳蹬(26)的路徑段(110、113、116、119)。雖然在圖13a到13d中只顯示了傳動組件(7)的一側(cè)，但需要指出的是，每一個腳蹬(26)與對方有180度的相位差。因此，當(dāng)一腳蹬(26)在圖中13a所示的位置時，另一腳踏(26)位于圖13c所示的位置，同樣地，當(dāng)一腳蹬(26)在圖中13b所示的位置時，另一腳踏(26)位于圖13d所示的位置。
[0092]從圖13a開始，圖中所示為跳躍階段(110)，其中腳蹬(26)向前移動，而曲柄裝置
(6)沿順時針(112)旋轉(zhuǎn)90度，并且往復(fù)裝置總成(5)沿軌道部件(14)向前(111)移動。參考圖13b，其中所示為換腳碰撞階段(113)，其中腳蹬(26)曲線向下，而曲柄裝置(6)沿順時針(115)旋轉(zhuǎn)90度，并且往復(fù)裝置總成(5)沿軌道部件(14)向后(114)移動。盡管腳蹬(26)的換腳碰撞階段(113)與圖1Ob所示跑步者(90)的腳(91)遵循的曲線類似，但其本身并沒有發(fā)生實(shí)體碰撞。相反地，換腳碰撞階段(113)向下的力被傳動組件(7)捕獲并轉(zhuǎn)換成曲柄裝置￠)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。之后為圖13c所示的加速階段(116)，其中腳蹬(26)繼續(xù)向后驅(qū)動，而曲柄裝置(6)又沿順時針(118)旋轉(zhuǎn)了 90度，并且往復(fù)裝置總成(5)繼續(xù)沿軌道部件(14)向后(117)移動。最后，在圖13d所示的恢復(fù)階段期間，腳蹬向上(119)彎曲，而曲柄裝置(6)又沿順時針(121)旋轉(zhuǎn)90度，往復(fù)裝置總成(5)向后然后向前(120)沿導(dǎo)軌部件(14)移動。
[0093]從圖13a到13d可以看出，腳蹬(26)的路徑形狀雖然基本為卵形或卵體，但不對稱，因此，腳蹬(26)的路徑段(110、113、116、119)各不相同。
[0094]參考圖14，圖中所示為一固定的鍛煉裝置(130)，其具有包括前支架橫梁(132)、后橫梁(133)以及橫向支架部件(134)的鍛煉裝置支架(131)。還提供有把手裝置(135)，可使使用該裝置的人利用手支撐自身。提供把手裝置支柱(136)，以將把手裝置(135)固定在前支架橫梁(132)的合適高度上。曲柄裝置(6)(即旋轉(zhuǎn)部件)包括位于或者部分或基本位于一固定外罩(138)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)單元(137)。一飛輪位于固定外罩(138)，當(dāng)人操作裝置(130)時，提供一種形式的阻力。飛輪(139)繞旋轉(zhuǎn)軸(140)的中心旋轉(zhuǎn)。
[0095]在本實(shí)施例中，馬鐙為Y型馬鐙(141)。馬蹬(141)的第一臂連接到馬鐙后樞軸
(24)，馬鐙(141)的第二臂連接到馬鐙前樞軸(23)。馬鐙(141)的第三臂通過腳蹬軸(27)連接到腳蹬(26)，還提供了馬鐙腳蹬連接點(diǎn)(25)。馬鐙(141)通過馬鐙前樞軸(23)連接到轉(zhuǎn)臂(142)。在曲柄臂(6)的兩側(cè)提供兩個馬鐙(141)。每一個馬鐙(141)通過馬鐙前樞軸(23)連接到獨(dú)立的轉(zhuǎn)臂(142)。在轉(zhuǎn)臂(142)的另一端，轉(zhuǎn)臂/支架樞軸(143)連接轉(zhuǎn)臂(142)到支架(131)。還為轉(zhuǎn)臂/支架樞軸(143)提供一外罩(144)。
[0096]參考圖15,圖中所示為圖14中傳動組件的側(cè)視示意圖。飛輪的旋轉(zhuǎn)中心(140)顯示為固定的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)。轉(zhuǎn)臂/支架樞軸(143)同樣顯示為固定的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)。馬鐙后樞軸(24)以及馬鐙前樞軸(23)以及腳蹬軸(27)顯示為在空間移動，而非固定在特定位置的樞軸或者旋轉(zhuǎn)點(diǎn)。腳蹬(26)的軸，如位于馬鐙/腳蹬連接點(diǎn)(25)的腳蹬軸(27)的縱向軸，在使用時沿非對稱的卵形路徑(72)。圖中還說明了曲柄臂(17)的旋轉(zhuǎn)(75)方向，其優(yōu)選地位于外罩(138)內(nèi)部。還顯示了在使用過程中，跟隨轉(zhuǎn)臂(142)的轉(zhuǎn)臂的往復(fù)運(yùn)動(145)。
[0097]因此，作為示例，圖1和圖14描述了利用人在跑步或慢跑時的運(yùn)動的傳動組件。該示例性傳動組件包括連接到器材(1、130)的支架(2、131)上的旋轉(zhuǎn)部件￠)、馬鐙(22、141)，以及樞轉(zhuǎn)地連接到馬鐙(22、141)上的腳蹬(26)。第一樞軸(24)連接在馬鐙(22、141)與旋轉(zhuǎn)部件(6)之間，第二樞軸(23)連接在馬鐙(22、141)與支架(2、131)之間。
[0098]通過參考圖8和圖15可以容易地看出，在腳蹬(26)的運(yùn)動過程中，腳蹬(26)的樞軸軸線低于第一樞軸(24)和第二樞軸(23)。在腳蹬(26)的運(yùn)動過程中，腳蹬(26)的樞軸軸線沿非對稱的卵形路徑(72)。在使用過程中，腳蹬路徑(72)的最后點(diǎn)(74)高于腳蹬路徑(72)的最前點(diǎn)(73)。在使用過程中，腳蹬(26)沿基本類似于人在跑步或慢跑時腳的軌跡的往復(fù)路徑(72)。腳蹬(26)的樞軸軸線由腳蹬軸(27)提供，或者沿腳蹬軸(27)對齊。再者，在使用過程中，腳蹬(26)的樞軸軸線通過旋轉(zhuǎn)部件￠)的旋轉(zhuǎn)軸線(75)前方(即向前)和后方(即向后)，在本示例中還在傳動鏈輪的前方和后方。再者，在本示例使用過程中，腳蹬(26)的樞軸軸線還通過第二樞軸(23)后部位置的前方(即向前)和后方(即向后)。這可以通過腳蹬路徑(72)延伸到第二樞軸(23)的最后點(diǎn)的前方和后方看出。
[0099]腳蹬(26)的運(yùn)動驅(qū)動旋轉(zhuǎn)部件出)。在一示例中，旋轉(zhuǎn)部件出)為包括曲柄臂
(17)和鏈輪(28)的曲柄裝置。在另一實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)部件￠)為包括飛輪的旋轉(zhuǎn)單元
(137)。在支架(2、131)的對面?zhèn)忍峁┝硪获R鐙(22)，如在上管(12)或橫向支架部件(134)的任一側(cè)，另一腳蹬(26)樞轉(zhuǎn)地連接到另一馬鐙(22)。第二樞軸(23)可通過往復(fù)裝置總成(5)連接到支架(2、131)。
[0100]第二樞軸(23)通過一可沿軌道部件(50、51、60)移動的輪子(21)連接到自行車支架(2)。軌道部件(50、51、60)可為帶有一個或多個槽軌(50、67、68)的硬殼式軌道部件
(60)。軌道部件(50、51、60)的前端(接近前端⑶)相對于軌道部件(50、51、60)的后端(接近垂直支撐管(15))向上成一角度。軌道部件(50、51、60)的至少一個槽軌(50、67、68)將輪子(21)限制在線性往復(fù)路徑上。在腳蹬(26)的運(yùn)動過程中，腳蹬(26)的樞軸軸線保持在軌道部件(50、51、60)下方。第二樞軸優(yōu)選地可相對于支架(2、131)移動。
[0101]在一示例中，器材為菱型支架類型的自行車(I)。軌道部件(50、51、60)可位于自行車(I)的上管(12)的前端(3)與自行車(I)的垂直支撐管(15)的后端之間。
[0102]在另一示例中，所述器材為固定的鍛煉裝置(130)。在該示例中，第二樞軸(23)可通過一轉(zhuǎn)臂(142)連接到支架(131)。馬鐙(22)可為具有三個臂(141)的Y型馬鐙。第一樞軸(24)連接到第一臂，第二樞軸(23)連接到第二臂，腳蹬(26)樞轉(zhuǎn)地連接到第三臂。旋轉(zhuǎn)部件(6)位于第二樞軸點(diǎn)(23)后方?？蛇x地，旋轉(zhuǎn)部件(6)可位于第二樞軸點(diǎn)(23)的前方。另一手動傳動組件可以機(jī)械連接到旋轉(zhuǎn)部件￠)，并為人提供把手(170)。
[0103]在另一示例中，提供了利用人跑步或慢跑時的運(yùn)動的自行車(I)。該自行車包括前輪(31)和連接到支架⑵的后輪(32)，手把(11)連接到支架(2)。曲柄裝置(6)連接到支架(2)，并配置為驅(qū)動后輪(32)，馬鐙(22)位于支架(2)的兩側(cè)。提供有腳蹬(26)，腳蹬分別樞轉(zhuǎn)地連接到每一個馬鐙(22)上。第一樞軸(24)連接在每一個馬鐙(22)和曲柄裝置(6)之間，第二樞軸(23)通過一個或多個可沿軌道部件(50、51、60)移動的輪子(21、64,65)連接在每一個馬鐙(22)和支架(2)之間。
[0104]參考圖16，圖中描述了另一示例性的固定鍛煉器材(130)，其包括另一示例性的傳動組件。在該示例中，腳蹬臂(150)在腳蹬連接點(diǎn)(151)處與腳蹬(26)連接。腳蹬臂
(150)在腳蹬臂/轉(zhuǎn)臂樞軸(152)處連接轉(zhuǎn)臂(142)。腳蹬臂(150)還通過腳蹬臂/連接桿樞軸(153)連接到連接桿(154)。搖桿臂(156)通過連接桿/搖桿臂樞軸(155)連接到連接桿(154)。搖桿臂(156)可通過搖桿臂/飛輪曲柄樞軸(157)連接到飛輪(154)，或一些其它形式的可選阻力機(jī)構(gòu)。搖桿臂(156)還可以通過搖桿臂/轉(zhuǎn)臂樞軸(158)連接到轉(zhuǎn)臂(142)。
[0105]參考圖17，圖中描述了圖16所示的裝置(130)的側(cè)視示意圖。如前所述，腳蹬
(26)的軸，如沿腳蹬軸(27)的軸線對齊，在使用過程中沿非對稱的卵形路徑(72)。圖中也描述了曲柄臂(17)的旋轉(zhuǎn)軸線(75)，以及轉(zhuǎn)臂往復(fù)運(yùn)動(145)，隨后為轉(zhuǎn)臂(142)。
[0106]參考圖18-19，圖中描述了另一種具有不同傳動組件的固定鍛煉裝置(130)。在本示例中，腳蹬臂(150)同樣通過腳蹬臂/連接桿樞軸(153)連接到連接桿(154)，并通過腳蹬臂/轉(zhuǎn)臂樞軸(152)連接到轉(zhuǎn)臂(142)。搖桿臂(156)通過連接桿/搖桿臂樞軸(155)連接到連接桿(154)，并通過轉(zhuǎn)臂/支架樞軸(143)連接到轉(zhuǎn)臂(142)。因此，搖桿臂(156)也樞轉(zhuǎn)地連接到支架(131)。第一推桿(160)通過第一推桿/轉(zhuǎn)臂樞軸(161)連接到轉(zhuǎn)臂
(142)。第一推桿(160)通過推桿/飛輪曲柄樞軸(164)連接第二推桿(162)，該樞軸還將第一推桿(160)和第二推桿(162)連接到飛輪(139)。同樣地，如上所述，在使用過程中，腳蹬(26)的軸線沿一非對稱的卵形腳蹬路徑(72)。
[0107]參考圖20-21,圖中所示為另一示例性的傳動組件的側(cè)面示意圖。在圖20所描述的示例中，還提供了通過轉(zhuǎn)臂/支架樞軸(143)連接到轉(zhuǎn)臂(142)的連接桿拉桿(165)，該連接桿拉桿(165)還通過連接桿拉桿樞軸(166)連接到連接桿(154)的另一端。同上圖一樣，實(shí)體黑圓圈表不固定的樞軸點(diǎn)，空心圓圈表不可在二維空間移動的樞軸點(diǎn)。
[0108]參考圖22-23，圖中所示為具有另一示例性傳動組件的另一示例性固定鍛煉器材
(130)。在本示例中，還提供了將腳蹬臂(150)連接到第二推桿(162)的第二推桿/腳蹬臂樞軸(167)。如圖所示，在本示例中，腳蹬臂(150)同樣在腳蹬臂/轉(zhuǎn)臂樞軸(152)處樞轉(zhuǎn)地連接到轉(zhuǎn)臂(142)。第二推桿(162)在推桿/飛輪曲柄樞軸(167)處連接到第一推桿
(160)。
[0109]參考圖24-25,圖中所示為增加手臂鍛煉機(jī)構(gòu)或手動傳動組件的另一示例性固定鍛煉器材(130)。在所述的示例中，連接到腳蹬(26)的傳動組件元件與圖22和23中的相同。然而，應(yīng)該理解為任何其它可選的腳傳動組件或曲柄裝置，即不同種類的旋轉(zhuǎn)部件，都可以用于圖24中的手臂鍛煉機(jī)構(gòu)或手動傳動組件。例如，可以利用圖1、14、16或18中的任何一項(xiàng)中所述的曲柄裝置出)。此外，第二連接桿(182)通過第二連接桿/轉(zhuǎn)臂樞軸(183)樞轉(zhuǎn)地連接到轉(zhuǎn)臂(142)。第二連接桿(182)的上端通過第二連接桿/搖桿樞軸(181)連接到內(nèi)搖桿(178)。搖桿/支架樞軸(179)將外搖桿(178)連接到支架(131)。為用戶提供把手(170)以便在使用裝置(130)時握住。手柄軸(171)使手柄(170)相對于把手臂
(173)旋轉(zhuǎn)。描述了把手的往復(fù)運(yùn)動(172)，顯示了把手臂(173)的一般運(yùn)動。把手/支架樞軸(174)使把手臂(173)在樞軸上轉(zhuǎn)動。把手/第一拉桿樞軸(175)將把手臂(173)連接到第一拉桿(176)。第一拉桿(176)的下端通過第一拉桿/搖桿樞軸(177)連接到搖桿
(178)。
[0110]因此，在操作過程中，當(dāng)人相對于身體將把手(170)向外或向內(nèi)移動時，會使把手臂(173)繞把手/支架樞軸(174)旋轉(zhuǎn)，以相應(yīng)地使搖桿(178)如圖25所示做搖桿往復(fù)運(yùn)動(180)。該運(yùn)動又通過第二連接桿(182)對轉(zhuǎn)臂(142)施加力。因此，使用裝置(130)的人可以使用腳蹬(26)和把手(170)驅(qū)動曲柄裝置(6)。曲柄裝置(6)在結(jié)構(gòu)上可以提供阻力，如利用飛輪，使人們同時鍛煉手和腳。
[0111]盡管已經(jīng)以自行車和固定鍛煉器材為例描述了傳動組件，應(yīng)該理解，該傳動組件，尤其是曲柄裝置，可以在其它應(yīng)用領(lǐng)域中得到應(yīng)用，并且可以安裝到任何形式的鍛煉器材和/或運(yùn)輸機(jī)械中。
[0112]許多修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，并落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0113]在說明書中引用的任何在先公開(或從中推斷出的信息)，或者任何已知的物質(zhì)都不是、也不應(yīng)該作為確認(rèn)或允許或以任何形式暗示該在先公開(或從中推斷出的信息)或已知物質(zhì)已經(jīng)形成的本說明書涉及到的領(lǐng)域的公知常識的一部分。
[0114]在整個說明書以及權(quán)利要求中，除非文中另有說明，用語“包括(comprise)”及其變型，如“包括(comprises) ”以及“包括(comprising) ”,應(yīng)理解為表示包含所述的整體或步驟或者整體或步驟的組，而不排除任何其它整體或步驟或者整體或步驟的組。
[0115]圖中所示的附圖標(biāo)記列表以及示例組件:
[0116]1.自行車
[0117]2.支架
[0118]3.前端
[0119]4.后立而
[0120]5.往復(fù)裝置總成
[0121]6.曲柄裝置
[0122]7.傳動組件
[0123]8.前管
[0124]9.前叉
[0125]10.長桿
[0126]11.手把
[0127]12.上管
[0128]13.下管
[0129]14.軌道部件
[0130]15.垂直支撐管
[0131]16.上下平叉
[0132]17.曲柄臂
[0133]18.(曲柄)軸
[0134]19.(曲柄)外罩
[0135]20.(馬鐙前樞軸/往復(fù)裝置)軸
[0136]21.往復(fù)裝置輪
[0137]22.馬鐙
[0138]23.馬鐙前樞軸
[0139]24.馬鐙后樞軸
[0140]25.馬鐙腳蹬連接點(diǎn)
[0141]26.腳蹬
[0142]27.(腳蹬)軸
[0143]28.傳動鏈輪
[0144]29.從動鏈輪
[0145]30.鏈條
[0146]31.前輪
[0147]32.后輪
[0148]33.后轂
[0149]34.(往復(fù)裝置)第一軸承
[0150]35.(往復(fù)裝置)具有圓形外表面的第一輪子
[0151]36.(往復(fù)裝置)第二軸承
[0152]37.(往復(fù)裝置)墊圈
[0153]38.(往復(fù)裝置)具有平面外表面的第二輪子
[0154]39.(往復(fù)裝置)第三軸承
[0155]40.(往復(fù)裝置)螺紋緊固件
[0156]41.(馬鐙后樞軸)具有加帽端的螺紋緊固件
[0157]42.(馬鐙后樞軸)第一軸承
[0158]43.(馬鐙后樞軸)外罩
[0159]44.(馬鐙后樞軸)第二軸承
[0160]45.(曲柄臂)外端
[0161]46.(曲柄臂)緊固件
[0162]47.(曲柄臂)內(nèi)端
[0163]48.(曲柄)軸承
[0164]49.往復(fù)緊固件通孔
[0165]50.軌道槽軌
[0166]51.軌道平軌
[0167]52.(馬鐙)橫向扭轉(zhuǎn)動作
[0168]53.(馬鐙)垂直前管
[0169]54.(馬鐙)腳蹬連接凸耳
[0170]55.(馬鐙)水平連接管
[0171]56.(馬鐙)腳蹬偏移凸耳
[0172]57.(馬鐙)垂直后管
[0173]58.(馬鐙)對角支撐管
[0174]59.顯示腳蹬連接點(diǎn)(25)與曲柄臂(45)外端對齊的直線
[0175]60.槽形硬殼式軌道部件
[0176]61.Y型往復(fù)裝置部件
[0177]62.(馬鐙前樞軸)外罩
[0178]63.(馬鐙前樞軸)連接點(diǎn)
[0179]64.(往復(fù)裝置)上輪
[0180]65.(往復(fù)裝置)下輪
[0181]66.(往復(fù)裝置)軸
[0182]67.(軌道部件)上槽軌
[0183]68.(軌道部件)下槽軌
[0184]71.沿軌道部件的往復(fù)線性往復(fù)裝置總成路徑
[0185]72.非對稱的卵形腳蹬路徑
[0186]73.在最前點(diǎn)的腳蹬高度
[0187]74.在最后點(diǎn)的腳蹬高度
[0188]75.曲柄臂旋轉(zhuǎn)軸
[0189]76.曲柄臂圓形運(yùn)動
[0190]77.上中心點(diǎn)
[0191]78.上死點(diǎn)
[0192]80.橢圓形訓(xùn)練器
[0193]81.腳蹬平臺前端往復(fù)線性路徑
[0194]82.橢圓腳蹬路徑
[0195]83.腳蹬平臺前端
[0196]84.腳蹬平臺后端
[0197]85.長腳蹬平臺
[0198]86.腳蹬
[0199]87.上中心點(diǎn)
[0200]88.上死點(diǎn)
[0201]90.跑步者(中距運(yùn)動員沖刺軌跡)
[0202]91.跑步者的腳
[0203]92.跑步表面
[0204]93.跳躍階段腳的軌跡
[0205]94.換腳碰撞期腳的軌跡
[0206]95.加速階段腳的軌跡
[0207]96.恢復(fù)期腳的軌跡
[0208]97.運(yùn)動員的膝蓋
[0209]98.運(yùn)動員的臀部
[0210]100.跳躍、換腳碰撞、加速及恢復(fù)期腳位置的重疊
[0211]101.跑步者短跑時腳的路徑
[0212]102.跑步者跑步時腳的路徑
[0213]103.跑步者慢跑時腳的路徑
[0214]104.腳路徑的恢復(fù)高度
[0215]110.跳躍階段的腳蹬路徑
[0216]111.往復(fù)裝置總成在軌道中向前移動
[0217]112.曲柄裝置旋轉(zhuǎn)到2:30角度處
[0218]113.換腳碰撞階段的腳蹬路徑
[0219]114.往復(fù)裝置總成在軌道中向后移動
[0220]115.曲柄裝置旋轉(zhuǎn)到5:30角度處
[0221]116.加速期的腳蹬路徑
[0222]117.往復(fù)裝置總成在軌道中繼續(xù)向后移動
[0223]118.曲柄裝置旋轉(zhuǎn)到8:30角度處
[0224]119.恢復(fù)期的腳蹬路徑
[0225]120.往復(fù)裝置總成在軌道中向后再向前移動
[0226]121.曲柄裝置旋轉(zhuǎn)到11:30角度處
[0227]130.固定的鍛煉裝置
[0228]131.鍛煉裝置支架
[0229]132.前支架橫梁
[0230]133.后支架橫梁
[0231]134.橫向支架梁
[0232]135.把手裝置
[0233]136.把手裝置支柱
[0234]137.可旋轉(zhuǎn)單元
[0235]138.固定外罩
[0236]139.飛輪
[0237]140.飛輪曲柄旋轉(zhuǎn)中心
[0238]141.Y 型馬鐙
[0239]142.轉(zhuǎn)臂
[0240]143.轉(zhuǎn)臂/支架樞軸
[0241]144.轉(zhuǎn)臂/支架樞軸外罩
[0242]145.轉(zhuǎn)臂往復(fù)運(yùn)動
[0243]150.腳蹬臂
[0244]151.腳蹬連接點(diǎn)
[0245]152.腳蹬臂/轉(zhuǎn)臂樞軸
[0246]153.腳蹬臂/連接桿樞軸
[0247]154.連接桿
[0248]155.連接桿/搖桿臂樞軸
[0249]156.搖桿臂
[0250]157.搖桿臂/飛輪曲柄樞軸
[0251]158.搖桿臂/轉(zhuǎn)臂樞軸
[0252]160.第一推桿
[0253]161.第一推桿/轉(zhuǎn)臂樞軸
[0254]162.第二推桿
[0255]163.第二推桿/搖桿臂樞軸
[0256]164.推桿/飛輪曲柄樞軸
[0257]165.連接桿拉桿
[0258]166.連接桿拉桿樞軸
[0259]167.第二推桿/腳蹬臂樞軸
[0260]170.把手
[0261]171.手柄軸
[0262]172.把手往復(fù)運(yùn)動
[0263]173.把手臂
[0264]174.把手/支架樞軸
[0265]175.把手/第一連接桿樞軸
[0266]176.(手動傳動組件)第一連接桿
[0267]177.(手動傳動組件)第一連接桿/搖桿樞軸
[0268]178.(手動傳動組件)搖桿
[0269]179.(手動傳動組件)搖桿/支架樞軸
[0270]180.(手動傳動組件)搖桿往復(fù)運(yùn)動
[0271]181.(手動傳動組件)第二連接桿/搖桿樞軸
[0272]182.(手動傳動組件)第二連接桿
[0273]183.(手動傳動組件)第二連接桿/轉(zhuǎn)臂樞軸。
【權(quán)利要求】
1.一種利用人跑步或慢跑的運(yùn)動的傳動組件，該傳動組件包括: 連接到器材支架的可旋轉(zhuǎn)部件； 馬鐙，以及樞轉(zhuǎn)地連接到該馬鐙的腳蹬； 連接在馬鐙與可旋轉(zhuǎn)部件之間的第一樞軸；以及 連接在馬鐙與支架之間的第二樞軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動組件，其中，在使用過程中，腳蹬的樞軸軸線在腳蹬運(yùn)動過程中保持在第一樞軸和第二樞軸下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動組件，其中，在使用過程中，腳蹬的樞軸軸線經(jīng)過可旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)軸線的前方和后方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳動組件，其中，在使用過程中，腳蹬的樞軸軸線還經(jīng)過第二樞軸后部的前方和后方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動組件，其中，在使用過程中，腳蹬在移動過程中，其樞軸軸線沿非對稱的卵形路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中，在使用過程中，腳蹬路徑的最后點(diǎn)聞于腳瞪路徑的最如點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中，在使用過程中，腳蹬沿往復(fù)路徑，所述往復(fù)路徑基本類似于人在跑步或慢跑時腳沿的路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求2到5中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中腳蹬樞軸軸線由腳蹬軸提供。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中腳蹬的運(yùn)動驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中所述可旋轉(zhuǎn)部件為包括曲柄臂和鏈輪的曲柄裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中馬鐙包括向內(nèi)偏移腳蹬連接點(diǎn)的腳蹬偏移凸耳。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)所述的傳動組件，包括在支架相對側(cè)的另一馬鐙，以及樞轉(zhuǎn)地連接到該另一馬鐙的另一腳蹬。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中，第二樞軸通過一往復(fù)裝置總成連接到支架。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中，第二樞軸通過一能夠沿軌道部件移動的輪子連接到支架。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳動組件，其中，所述軌道部件為具有一個或多個槽軌的硬殼式軌道部件。
16.根據(jù)權(quán)利要求14到15中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中，軌道部件的前端相對于軌道部件的后端向上成一角度。
17.根據(jù)權(quán)利要求14到16中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中，軌道部件中至少一個槽軌限制輪子，使其沿線性往復(fù)路徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求14到17中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中，在使用過程中，腳蹬的樞軸軸線在腳踏運(yùn)動過程中保持低于軌道部件。
19.根據(jù)權(quán)利要求1到18中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中第二樞軸能夠相對于支架移動。
20.根據(jù)權(quán)利要求1到19中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中所述器材為自推動裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求1到20中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中所述器材為自行車。
22.根據(jù)權(quán)利要求14到19中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中，所述器材為自行車，且軌道部件位于自行車前端的上管與自行車后端的垂直支撐管之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求1到19中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中所述器材為固定的鍛煉裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的傳動組件，其中第二樞軸通過一轉(zhuǎn)臂連接到支架上。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的傳動組件，其中所述馬鐙為具有三個臂的Y型馬鐙。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的傳動組件，其中，第一樞軸連接到第一臂，第二樞軸連接到第二臂，而腳蹬樞轉(zhuǎn)地連接到第三臂。
27.根據(jù)權(quán)利要求23到26中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中，可旋轉(zhuǎn)部件位于第二樞軸點(diǎn)的后部。
28.根據(jù)權(quán)利要求23到26中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中，可旋轉(zhuǎn)部件位于第二樞軸點(diǎn)的前部。
29.根據(jù)權(quán)利要求23到28中任一項(xiàng)所述的傳動組件，其中，另一手動驅(qū)動組件機(jī)械連接到可旋轉(zhuǎn)部件并為人提供把手。
30.一種利用人跑步或慢跑的運(yùn)動的自行車，所述自行車包括: 前輪和連接到支架的后輪； 連接到支架的手把； 連接到支架并配置為驅(qū)動后輪的曲柄裝置； 位于支架兩側(cè)的馬鐙； 腳蹬，腳蹬樞轉(zhuǎn)地連接到每個馬鐙上； 連接在每個馬鐙與曲柄裝置之間的第一樞軸；以及 通過一個或多個能夠沿軌道部件移動的輪子連接在每個馬鐙與支架之間的第二樞軸。
【文檔編號】A63B69/16GK104136084SQ201380006068
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月17日
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