旋转锻炼设备 【相关申请的交叉引用】
本申请要求2008年10月13日提交的美国临时申请No.61/104,903的权益，将该申请的内容全部结合于此作为参考。
【技术领域】
本教示涉及锻炼设备，且具体而言，涉及出于娱乐的目的而设计、且构建成并能够操作以提供特定类型的锻炼的运动场设备。
背景技术
本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，或许并不会构成现有技术。
儿童通常喜爱在诸如秋千、滑梯、爬行设备等的多种不同的已知运动场设备和装置上玩耍。但是，这种设备和装置设计用于娱乐，且不能提供致力于特定肌群、运动、身体协调和/或循环系统健康的锻炼。
【发明内容】
本公开提供一种旋转锻炼设备。在各种实施方式中，该旋转锻炼设备包括固定基架和齿轮箱，该齿轮箱以可旋转的方式安装于基架、以使齿轮箱能够围绕基架的纵向轴线旋转。该旋转锻炼设备另外包括安装于齿轮箱的顶部的用户座椅和以可操作的方式连接于齿轮箱的用户可操作的驱动机构。该用户可操作的驱动机构被构造成且能够操作地借助于坐在座椅上的用户的控制和操作将旋转力施加到固定基架上，从而在用户操作该用户可操作的驱动机构时，使齿轮箱、座椅和用户围绕基架的纵向轴线旋转。
本教示的适用性的其它方面将通过于此提供的描述而变得显而易见。应该将它理解为该描述和特定示例仅意欲出于说明的目的，且并不意欲限制本教示的范围。
【附图说明】
于此所示的视图仅出于说明的目的，且并不以任何方式限制本教示的范围。
图1是根据本发明的多种实施方式的旋转锻炼设备的立体图。
图2是根据本发明的多种实施方式的图1中所示的旋转锻炼设备的立体图，其包括用户可操作的驱动机构，该用户可操作的驱动机构包括相对的踏板和曲柄组件。
图3是根据本发明的多种实施方式的示于图2中的旋转锻炼设备的局部仰视立体图，示出了齿轮箱及其用户可操作的驱动机构的多个部件。
图4是根据本发明的多种实施方式的示于图2中的旋转锻炼设备的局部俯视立体图，示出了多个齿轮箱及用户可操作的驱动机构部件。
图5是根据本发明的多种实施方式的示于图2中的旋转锻炼设备的立体图，示出了用于齿轮箱的防护盖。
图6是根据本发明的多种实施方式的示于图1中的旋转锻炼设备的局部立体图，该旋转锻炼设备包括用户可操作的驱动机构，该用户可操作的驱动机构包括箱杆和曲柄组件。
图7是根据本发明的多种实施方式的示于图6中地旋转锻炼设备的局部俯视立体图，示出了齿轮箱及其用户可操作的驱动机构的多个部件。
图8是根据本发明的多种实施方式的示于图6中的旋转锻炼设备的局部立体图，示出了多个齿轮箱及用户可操作的驱动机构部件。
图9是根据本发明的多种实施方式的示于图6中的旋转锻炼设备的立体图，示出了座椅和用户齿轮箱的防护盖。
遍及附图的多个视图，相应的附图标记指代相应的部件。
【具体实施方式】
下面的描述实质上仅是示例性的，而决非旨在限制本教示、申请或用途。在整个本申请文件中，相同的参考标号将用来指代相同的元件。
参看图1，本公开提供一种旋转锻炼设备10，该旋转锻炼设备10构造成在用户进行一个或多个特定身体活动而操作旋转锻炼设备10的一个或多个组件时，通过绕竖直轴线旋转而使运动更具趣味性和游乐性。
通常，旋转锻炼设备10包括座椅14，座椅14经由齿轮箱22而可旋转地安装到基架18，使得当坐在座椅14上的用户进行一个或多个具体身体活动时，该座椅绕基架18的大致竖直的纵向轴线X以可控方式旋转。更加具体地，座椅14固定地安装至齿轮箱22，齿轮箱22进而可旋转地安装至基架18。如图1所示的、壳体26的一部分已去除的齿轮箱22包括多个可共同操作的齿轮30。齿轮30中的至少一个通过用户所进行的一个或多个具体身体活动而能够以可控方式旋转，从而向其它齿轮30施加旋转运动并造成座椅14绕X轴线旋转。
例如，在各个不同的实施方式中，齿轮箱20包括蜗轮30A，其固定地安装至固定的、即不旋转的基架轴34，基架轴34从基架18的颈部36延伸。基架颈部36经由底部支承固定装置42而可旋转地安装至齿轮箱22的基部38，使得齿轮箱22和座椅14可旋转地支撑在基架18上。此外，基架轴34终止于顶部支承固定装置46内，顶部支承固定装置46固定地安装至齿轮箱22的顶板50，从而在齿轮箱22和座椅14绕X轴线旋转时向齿轮箱22和座椅14提供轴向稳定性。
在这些实施方式中，齿轮箱22进一步包括驱动蜗轮30B，其固定地安装至可旋转驱动轴54并与蜗轮30A配合地啮合。驱动轴54经由相应的、相对的侧部轴承组件62而延伸穿过齿轮箱的相对侧部58并可旋转地安装在齿轮箱的相对侧部58内。为了容易和清楚地理解，多个齿轮箱侧部，包括相对侧部58中的一个侧部以及对应的侧部轴承组件62，已从图1中去除。然而，本领域技术人员基于图1和文中所提供的公开内容将易于理解齿轮箱22的结构和操作。如下面所进一步描述，驱动轴54经由用户可操作驱动机构(UODM)66而被驱动，即绕Y轴线旋转。UODM 66用虚线示出以表明UODM 66可以是适合于旋转---即驱动---驱动轴54和固定地安装至所述驱动轴54的驱动蜗轮30B的任何用户可操作机构。
经由用户的控制和操作，UODM 66将旋转力施加在驱动轴54上，以使驱动蜗轮30B绕Y轴线转动或旋转。驱动蜗轮30B的旋转进而将旋转力施加在蜗轮30A上。然而，如上所述，蜗轮30A固定地安装至固定的基架轴34，该基架轴34固定地安装至基架颈部36。此外，基架18固定地安装至任何合适的固定基部(未图示)，比如建筑物的地板、操场的表面、固定基部平台等等。因而，基架18、相应的基架颈部36和轴34、以及蜗轮30A大致固定不动。也就是说，它们是不旋转的。因此，通过驱动蜗轮30B而施加在蜗轮30A的旋转力造成齿轮箱基部38、顶板50、侧部58和壳体26因用户操作UODM 66而绕X轴线旋转。此外，如上所述，座椅14固定地安装至齿轮箱顶板50，使得座椅14随同齿轮箱38、顶板50、侧部58和壳体26而绕X轴线旋转。
更具体地，在不同的实施形式中，用户在坐在座椅14上的同时操作UODM 66。因而，当用户操作UODM 66时，用户绕X轴线旋转，从而使UODM 66的操作具有乐趣性和趣味性。
尽管文中所述的各个不同的实施方式将齿轮30描述为包括蜗轮30A和驱动蜗轮30B，但是可以想象得到齿轮30可以包括任何其它所述类型的齿轮组，所述齿轮组将旋转力施加在固定的基架轴34上从而造成齿轮箱22、座椅14和用户因用户操作UODM 66而绕X轴线旋转，并且仍落在本公开的范围内。例如，在不同的实施方式中，齿轮30可以包括两个或多个配合的斜齿轮，所述斜齿轮施加旋转力从而造成齿轮箱22、座椅14和用户因用户操作UODM 66而绕X轴线旋转。
现参见图2、3和4，在各个不同的实施方式中，UODM 66可以包括一对相对的足部踏板和曲柄组件66A。更具体地，每个足部踏板和曲柄组件66A包括曲柄臂70和足部踏板74。每个曲柄臂70的近端固定地安装至驱动轴54的相对端中的相应的一端，所述驱动轴54延伸至齿轮箱壳体26的外侧。具体地，相对的曲柄臂70从相应的、相对的驱动轴端沿相反的方向径向延伸。每个足部踏板74安装至曲柄臂70中的相应的一个曲柄臂的远端。从而以远离齿轮箱22的方式正交地延伸，并且每个足部踏板74构造成并可操作而能够绕相应的中心轴线Z旋转。因而，如图2、3和4所示，足部踏板和曲柄组件66A提供了类似于自行车的装置，由此，用户能够坐在座椅14上，并以自行车踩踏的方式用他/她的足部转动足部踏板和曲柄组件66A。
在各个不同的实施方式中，座椅14包括至少一个把手78，以供用户在坐在座椅14上时握持。该至少一个座椅把手可以是任何设备、结构或装置，其构造并定位成使得用户能够容易地、方便地和舒适地握持把手，以使其自身稳定在座椅14上并安全地操作旋转锻炼设备10。例如，如图3所示例性地示出的，在各个不同的实施形式中，座椅把手78可以是一组自行车式把手杆，如图3所示例性地示出，所述把手杆适当地附接至旋转锻炼设备10，即附接至座椅14、齿轮箱22或座椅柱82，以随同座椅14和齿轮箱22而绕X轴线旋转，如文中所述。或者，如图2所示例性地示出，座椅把手78可以包括形成在马鞍状座椅14的一部分中的把手78，使得用户能够坐在座椅14中，其中把手78位于用户的前面，在这种情况下，用户能够在他/她用其足部操作---即踩踏或转动---足部踏板和曲柄组件66A时容易地抓握把手78。或者，可替代地，在各个不同的实施方式中，座椅把手78可以是一组侧轨，其适当地附接至旋转锻炼设备10，即附接至座椅14、齿轮箱22或座椅柱82，以随同座椅14和齿轮箱22而绕X轴线旋转
另外，在各个不同的实施方式中，座椅14可以安装至座椅柱82，座椅柱82安装至齿轮箱顶板50，使得座椅14定位成位于齿轮箱22和足部踏板和曲柄组件66A上方的特定距离处。而且，在各个不同的实施形式中，座椅柱82能够构造成并可操作而为高度可调节，使得能够调节座椅14在齿轮箱22上方的距离以适应身高不同的不同用户。
现参见图3和4，当用户操作，即踩踏和转动，足部踏板和曲柄组件66A，驱动轴54沿足部踏板和曲柄组件66A正被转动的方向旋转。结果，驱动蜗轮30B也沿足部踏板和曲柄组件66A正被转动的方向旋转。如上所述，驱动蜗轮30B与蜗轮30A配合地啮合，其中所述蜗轮30A固定地安装至固定的基架轴34。因而，驱动轴54和驱动蜗轮30B因用户操作足部踏板和曲柄组件66A而引起的旋转将会经由驱动轴54和侧部轴承组件62而将旋转力施加至齿轮箱22。该旋转力将造成齿轮箱22、足部踏板和曲柄组件66A和座椅14(以及坐在座椅14上的用户)绕X轴线旋转，从而使旋转锻炼设备10的操作，即足部踏板和曲柄组件66A的踩踏，具有乐趣性和趣味性。
现参见图5，在各个不同的实施方式中，齿轮箱22和足部踏板和曲柄组件66A可以封包在保护壳体86和侧部阻挡件90(在图5中仅示出其中一个)中。保护壳体86和侧部阻挡件90保护齿轮箱22和足部踏板和曲柄组件66A而免受因天气、周围碎片和机械冲击而引起的损坏。保护壳体86和侧部阻挡件90还可以为旋转锻炼设备10提供美观特性和设计。
现参见图6、7和8，在各个不同实施方式中，UODM 66可以包括胸杆和曲柄组件66B。通常，胸杆和曲柄组件66B包括胸杆子组件94(图8)，其操作性地经由联结轴102而联接至一对驱动轴曲柄连杆机构98。联结轴102可旋转地安装在一对前支承组件110内，前支承组件110安装至齿轮箱22的前板106。胸杆子组件94包括：杠杆臂114；头部单元118，其可枢转地联接至杠杆臂114的远端；以及轴安装托架122，其联接至杠杆臂114的近端。安装托架122固定地联接至联结轴102的中部、位于前支承组件110之间，并且，每一个驱动轴曲柄连杆机构98固定地安装至联结轴102的相对端中的相应的一端，其延伸穿过相应的前支承组件110。经由联结轴102的旋转，胸杆子组件94能够在向前位置(如图6所示)与本位位置之间(如图9所示)移动，在本位位置中，头部单元118大致位于齿轮箱前板106的上方。
安装托架122附加地包括从所述安装托架122伸出的范围限制舌状件126，该舌状件126限制胸杆子组件94在本位位置与向前位置之间的运动范围。在各个不同的实施方式中，止动件130可以是安装至齿轮箱前板106的挡块。
每个驱动轴曲柄连杆机构98通常包括多个可旋转地连接的连杆臂，其将联结轴102与驱动轴54连接，使得胸杆子组件94在本位位置与向前位置之间的运动增量地使驱动轴54和安装在其上的驱动蜗轮30B旋转。例如，在各个不同的实施方式中，每一个侧部支承组件62包括单向支承组件62A，其构造成并可操作而仅允许驱动轴54沿一个方向旋转。另外，在这些示例性实施方式中，每个驱动轴曲柄连杆机构98包括近侧连杆臂134、中间连杆臂138和远侧连杆臂142。近侧连杆臂134在第一端处固定地连接至联结轴102中的相应的一个，而在第二端处可旋转地连接至中间连杆臂138的第一端。类似地，中间连杆臂138的第二端可旋转地连接至远侧连杆臂142的第一端。在各个不同的实施形式中，远侧连杆臂142的第二端包括离合机构146，其配合到、并构造成选择性地接合驱动轴54的相应端部。
因而，胸杆子组件94在本位位置与向前位置之间的运动使每个近侧连杆臂134的该第二端以圆弧方式往复地移动。近侧连杆臂的第二端的运动被传送到远侧连杆臂142的第一端，使得胸杆子组件94在本位位置与向前位置之间的运动造成离合机构146绕Y轴线旋转(如图7所示)。更具体地，在各个不同的实施方式中，当胸杆子组件94从本位位置移动至向前位置时，每个离合机构146接合驱动轴54，由此使驱动轴54和驱动蜗轮30B沿期望方向比如沿顺时针方向旋转。然后，当胸杆子组件94从向前位置移动至本位位置时，每个离合机构146实质上与驱动轴54脱离接合，并且单向支承组件62A防止驱动轴54沿与期望方向相反的方向---比如逆时针方向---旋转。因而，胸杆子组件94在本位位置与向前位置之间的重复运动增量地使驱动轴54和驱动蜗轮30B沿期望方向比如顺时针方向行进或旋转。
应当理解，尽管胸杆子组件94在本位位置与向前位置之间的重复运动已被描述为增量地使驱动轴54和驱动蜗轮30B沿顺时针方向行进，但是离合机构146和单向支承组件62A可以被构造成并可操作而使得胸杆子组件94的运动已被描述为增量地使驱动轴54和驱动蜗轮30B沿逆时针方向行进。另外，尽管在上文中胸杆子组件94和曲柄连杆机构98的操作已被描述为使得胸杆子组件94从本位位置至向前位置的运动造成驱动轴54和驱动蜗轮30B增量地旋转，但是应当理解，胸杆子组件94和曲柄连杆机构98的能够被构造成并可操作而使得胸杆子组件94从向前位置至本位位置的运动造成驱动轴54和驱动蜗轮30B增量地旋转，这同样落在本公开的范围内。
如上所述，驱动蜗轮30B配合地与蜗轮30A接合，蜗轮30A固定地安装至固定的基架轴34。因而，因用户操作胸杆子组件94而引起的、驱动轴54和驱动蜗轮30B的增量旋转将会经由驱动轴54和单向侧部支承组件62A而将增量旋转力施加至齿轮箱22。该旋转力将造成齿轮箱22、胸杆子组件94和座椅14绕X轴线增量地旋转(比如以30度增量的方式旋转)，从而使旋转锻炼设备10的操作，即胸杆子组件94在本位位置与向前位置之间的运动，具有乐趣性和趣味性。
现参见图6、7、8和9，在各个不同的实施方式中，齿轮箱22和曲柄连杆机构98可以封包在保护壳体150中，该保护壳体150保护齿轮箱22和曲柄箱连杆机构98而免受因天气、周围碎片和机械冲击而引起的损坏。保护壳体150还可以为旋转锻炼设备10提供美观特性和设计。另外，在各个不同的实施方式中，座椅14可以连接至齿轮箱顶板50(如图1所示)和/或连接至保护壳体150的顶部部分。
此外，座椅14安装成使得以直立位置---即以使得他/她的躯干大体沿直立方向延伸的方式---坐在座椅14中的用户将面对胸杆子组件94并能够舒适地使其胸部碰触到胸杆子组件头部118。用户还可以使其臂部包绕着胸杆子组件头部118，以使头部118牢固地保持在其胸部上。随后，适用他/她的腹肌，用户能够在保持坐在座椅14中的同时向前弯曲，以使胸杆子组件94从本位位置移动至向前位置，由此增量地使驱动轴54行进，如上所述。然后，用户能够移动至直立的乘坐位置，以使胸杆子组件94移动回到本位位置。之后，用户能够通过使用其腹肌---即通过进行腹部弯曲动作(abdominal crunches)---而重复地使胸杆子组件94在本位位置与向前位置之间移动，以增量地使胸杆子组件94和座椅14(以及坐在座椅14上的用户)绕X轴线旋转，由此使旋转锻炼设备10的操作，即腹部弯曲动作的进行，具有乐趣性和趣味性。胸杆子组件94还可以设置有弹簧机构，其使胸杆子组件94偏置到本位位置。这种弹簧机构将提供必须由用户克服从而使胸杆子组件94移动至向前位置的阻力，并且还将有助于使胸杆子组件94返回到本位位置。这种弹簧可以例如在舌状件126与位于壳体前板106或底部的适当部位之间延伸。
文中的描述实质上仅是示例性的，因而，并未偏离所描述的要旨的变形旨在落在本教示的范围内。这些变形并不被视为偏离本教示的精神和范围。