运动方法和器具 本发明涉及一种能提供椭圆形运动路径的运动器具。
运动器具已被设计成可方便地进行各种体育锻炼。例如，可让人原地散步或跑步的脚踏传动器；可让人原地爬高的踏步机；可让人原地蹬踏的自行车；以及可让人原地溜冰和/或大踏步走的其它器具。
然而，对运动器具应该有更高的要求，即能较好地模仿真实生活中的动作，并能同时锻炼人的上体和下体。
本发明提供一种新颍的连杆组件和相应的运动器具，它适合于进行循环运动，并实现相当复杂的、通常为椭圆形的运动。具体地说，在一曲柄、一框架和一受力件之间连接一四连杆组件。第一连杆从该连杆组件上突出并与曲柄可转动地连接，而相对的一连杆也从该连杆组件上突出并与受力件连接。在该连杆组件中的一中间连杆与框架可转动地连接。当曲柄转动时，受力件沿着一通常为椭圆形的路径移动。
参看附图，其中，所有附图中相同的标号表示相同的零件和组件。
图1是按照本发明的原理制造的运动器具地立体图；
图2是图1所示器具的另一立体图；
图3是图1所示器具的前视图；
图4是图1所示器具的后视图；
图5是图1所示器具的左视图；
图6是图1所示器具的右视图；
图7是图1所示器具的俯视图；
图8a-8d是显示在运动循环中在不同时刻的运动器具连杆组件的侧视图。
图1-7显示了按照本发明原理制造的一运动器具的较佳实施例。运动器具100一般包括安装在框架120上的连杆组件150，它通过曲柄160的回转运动和受力件180或200的通常为椭圆形的运动相结合而进行运动。术语“椭圆形”意指一封闭曲线具有相对较长的第一轴和相对较短的第二轴。
框架120包括第一或后侧U型底座124，第二或前侧U型底座128，以及向上延伸的第三支座132。后侧底座124具有与前侧底座128的两末端连接的两末端。底座124和128通过紧固件122互相可转动地连接，而紧固件122延伸通过在底座124和128的末端上的对齐的孔。滚轮130可转动地连接在后侧底座124的两末端上，并位于紧固件122和后侧底座124最外端的中间。
后侧底座124可相对前侧底座128有选择地转动或折叠，以便使器具100在储藏和/或运输时更加紧凑。然而，为了折叠框架120，必需相对紧固件122“过中心”驱动滚轮130。当框架120被折叠，滚轮130成为使器具100从一个地方移动到另一个地方的方便的装置，因为向后倾斜器具100将使所有的重量落在滚轮130上。可提供一锁定机构，诸如夹子或销钉结构，以便在两个位置的任何一个位置上相对前侧底座128固定后侧底座124。
向上延伸的支座132也可是一倒置的U型件。横杆136在一对通常为L型件或支柱134的上端之间延伸。支柱134的下端刚性固定在前侧底座128的近末端处，且支柱134相对前侧底座128垂直延伸，然后向前弯曲一个角度与横杆136连接。换句话说，当底座128水平放在地面99上时，垫块121与地面99接触，支座132通常从地面99垂直向上延伸。
两支杆138(见图4)从横杆136的另一侧向后向下延伸，用来支承管子142，而管子142可作为曲轴162的安装支承件。管子100还可作在器具100上锻炼的人的抓手。
连杆组件150包括左右曲柄160，左右第一连杆170，左右第二连杆180，左右第三连杆190，以及左右第四连杆200。在器具100左侧的曲柄160和连杆170、180、190和200与在器具100右侧上的对应物在相位上相差180度。然而，本技术领域的技术人员应该知道，在不超出本发明范围的情况下也可采用其它的相对位置。
在器具100的各侧，曲柄160通过共同轴162可转动地安装在支座132上。具体地说，曲柄160刚性地固定在轴162上，并可相对框架120与其一起转动(环绕轴线A)。一直径相对较大的带轮165也刚性地固定在轴162上，并靠近左曲柄160。一封闭的环或皮带166使较大的带轮165与相对较小的带轮167连接，而较小的带轮167与飞轮168一起可转动地安装在一支杆上，而该支杆(以悬臂方式)从横杆136向前向下延伸。由此形成一转动比曲轴162和曲柄160快的“加速”飞轮168。
第一连杆170具有可转动地连接在曲柄160上的第一端，它与曲柄轴线A有一个径向距离。第一连杆170还具有一与第二连杆180的一端可转动地连接的第二或另一端。第二连杆180的另一端与第四连杆200的中间部分可转动地连接。第二连杆180的中间部分在支柱134弯曲处的上方与支座132可转动地连接。由此，第二连杆180被迫环绕轴线B相对框架120转动。
第三连杆190可转动地连接在第一连杆170中间部分和第四连杆200的上端之间。一受力件或脚踏板210刚性地固定在第四连杆200的另一端或下端上。本技术领域的技术人员应该知道，在不脱离本发明范围的情况下，脚踏板210也可用另一种方法、可移动地连接在连杆200上。不管怎样，脚踏板210的大小和结构应该可以支承人的脚。连杆170、180、190和200组合后形成四连杆，它可活动地连接在框架120上和/或连接在受力件210、曲柄和框架120之间。
第四连杆200可比连杆组中的其它连杆170、180和190长，并作为受力件210的唯一支承件。具体地说，第四连杆200一般在平均身高的人的脚和臀部之间延伸(大约32英寸)。第四连杆200还置于或悬置在“连杆组对框架的连接点”或轴线A和B的后面。
曲柄160相对框架120转动将使脚踏板210运动经过一通常为椭圆形的路径，其不同的时刻如图8a-8d所示(注意，轴线A和B与框架相对固定)。第四连杆200可环绕轴线C转动，而轴线C环绕轴线B转动。如图8a-8d所示，第一连杆170和手柄220在运动过程中通常与第四连杆200平行。此外，由于互相之间刚性连接，脚踏板210和第四连杆200在所有的时间里通常互相垂直。
第三连杆190和第四连杆200之间的连接点可沿着后者调整，以改变运动路径。至少有一个孔延伸通过第三连杆190，而有一系列孔延伸通过第四连杆200的上端(与受力件210相反的另一端)。紧固件192插入在第三连杆190上的孔和在第四连杆200上的任何一个孔202，以便可转动地连接两根连杆190和200。本技术领域的技术人员应该知道，其它的调整装置，诸如导杆，或者手工操作或机械传动操作均可用来代替紧固件192和孔202。
在较佳实施例100里安装着手柄220，它们与第一连杆170一起运动，从而使曲柄转动，使受力件210沿通常为椭圆形的路径移动。各手柄220具有一与各自第一连杆刚性连接的下端227，以及一相反的、可供站立在脚踏板210上的人抓握的上端228。结果，各手柄可绕轴线D转动，而轴线D绕轴线A转动。如图8a-8d所示，在运动循环中，手柄跨越或移动通过轴线A。在这方面，可以说手柄220是第二或不连续的受力件，它移动通过一通常为椭圆形的路径。本技术领域的技术人员应该知道，手柄220也可连接在器具100的其它零件上，以提供不同形式的手臂锻炼。
本技术领域的技术人员应该知道，与这里所述不同的其它实施例、改进和/或用途仍然落入本发明的范围。例如，较佳实施例中的零件的大小、结构和/布置可根据设计方案进行修改。应该看到，上述描述只涉及为数众多的可能的改进和变化的一部分，本发明的范围仅由附后的权利要求书的范围限定。