固定的健身器械 本发明的背景
1．本发明领域
本发明涉及一种改进的固定健身器械。更具体地讲，本发明涉及一种改进的健身器械，该健身器械使得使用者可以沿预定的闭合轨迹活动其双脚，该轨迹可以更准确地体现与爬楼梯相关的身体运动。
2．现有技术说明
爬楼梯是一种常见的锻炼心血管系统的运动形式。不过，爬楼梯可能会过长时间地使用过载应力的踝关节、膝关节和其它关节。步行也是一种流行的健身方式，但它不能对心血管系统产生能达到爬楼梯的程度的运动。因此，有需要一种改进的固定健身器械，它可以对心血管系统产生相当于爬楼梯地负荷，但又不会超负荷或过分张紧踝关节、膝关节和其它关节。现有的爬楼梯器械有两个常见的缺陷。首先，它们需要过分抬起膝部或使腿的下部产生过度的垂直运动。例如，参见美国专利US3,316,898；US4,949,993；US4,989,857；和US5,135,477。其次，所述器械可以促进膝关节的更为自然的运动，但踝关节由于该器械的结构而难于上行和下行。例如，参见US5,242,343。
因此，需要一种改进的固定健身器械，该器械可以使脚、踝关节和腿以更自然、更有节奏的方式运动。本发明概述
简单地讲，本发明涉及一种改进的固定健身器械。设置一个支架，该支架包括一个适于由地板支承的底座部分、一个中间部分和一个上部。一个连接组件与所述支架连接，该组件包括一个形成一个转动轴线的滑轮。两个往复运动部件相间设置在所述支架的底座部分。在一种优选实施方案中，每个往复运动部件包括一个向后弯曲的部分，并通过一个滚轮由接近每个往复运动部件的弯曲和垂直部分连接处的底座部分支承。每个往复运动部件的另一端或前端，直接或间接地与所述连杆组件的滑轮连接。这样，所述滑轮的转动可使每个往复运动部件的一端以圆周运动的形式转动，而每个往复运动部件的另一端沿一条预定的闭合轨迹运动。
所述优选实施方案还包括一对连杆组件。每一个连接组件包括一个第一连杆和一个第二连杆。第一连杆的一端可转动地连接于相应的往复运动部件的后端。所述第一连杆还包括一个脚垫。所述第二连杆可转动地连接于所述第一连杆的另一端，而第二连杆又可转动地连接于所述支架的上部。第二连杆可以包括一个供使用者抓握的手柄部分。因此，每个连杆组件的作用是，在所述脚垫相对所述支架运动时形成脚垫运动的预定的闭合轨迹。另外，每个连杆组件中第二连杆的运动可起到转动手柄部分的作用。
在另一种实施方案中，每个往复运动部件包括两个彼此固定结合在一起的非列线部件。在所述两个非列线部件的固定连接的每一个往复运动件上连接有一个滚轮。该滚轮与所述支架的底座部分的倾斜表面接合。与所述优选实施方案一样，这种替代方案也包括一对连杆组件，每一个连杆组件包括两个连杆。第一连杆包括一个脚垫，它将第一连杆的近端可转动地连接于该连接组件远端的一个相应的往复运动部件上。第二连杆可转动地连接于第一连杆的远离所述脚垫的另一端，而第二连杆将第一连杆的转动连接的远端可转动地连接于所述支架的上部。与在优选实施方案中的情形一样，第二连杆可以包括一个手柄部分。
在又一种实施方案中，所述往复运动部件包括两个非列线部件，该部件的一端固定连接在一起。在每个往复运动部件的固定连接处也连接有一个滚轮。该滚轮的作用也是与所述支架的底座部分的倾斜的表面结合。不过，在该实施方案中，所述倾斜的表面的作用是将沿前进方向从所述连接组件上抬起。就是说，与上文所述的另一种实施方案不同，使用者可以背向所述连接组件。
与在第一种另一实施方案中的情形一样，该第二另一实施方案也包括一对转动连杆组件，该组件包括第一连杆和第二连杆。每一个脚部连杆包括一个脚垫。每个往复运动部件的远离所述连接组件的前端可转动地连接于每个第一连杆的近端。每个第一连杆的另一端可转动地连接于所述第二连杆的一端。每个第二连杆又将所述枢轴连接的远端可转动地连接于所述第一连杆上，连接于所述支架的所述上部。与在上述实施方案中的情形一样，第二连接部分包括一个手柄部分。
所有实施方案均可起到同时锻炼上体和下体的作用。使用者的双脚通过一个闭合的轨迹运动，该轨迹能更精确地体现踝关节和膝关的优选解剖学运动。同时，通过把手的曲线运动可以锻炼上体肌肉群。
对本发明更重要的特征作了相当广义的归纳，以便能更好地理解本发明详细说明。自然，随后还将披露本发明的其它特征，这些特征也将构成所附权利要求的主题。附图的简单说明
为了更完整的说明在本发明的详细说明中所用的附图，对每一附图进行简单说明。
图1是本发明优选实施方案的正视图。
图2是本发明另一种实施方案的正视图。
图3是本发明又一种实施方案的正视图。本发明的详细说明
参见图1，示出的支架10包括一个底座部分12，一个中间部分14和一个上部16。将一个连接组件或系统20固定在所述支架上，并包括一个滑轮22和曲柄件24。还示出了一个阻力制动系统26，该系统包括一个皮带轮28和一个皮带30。两个往复运动部件32位于支架10的下端。每个往复运动部件32具有与直线部分32b相对的弯曲(非列线)部分32a。每个往复运动部件的另一端38可转动地连接于曲柄24的一端。曲柄24的另一端通过连接系统20的枢轴27与滑轮22连接。枢轴27是滑轮22的转动轴。
该优选实施方案还包括一对连杆组件41。每个连杆组件41包括一个脚部件40和一臂件42。将一个脚垫50连接在每个脚部件40的一端。每个往复运动部件32的末端37通过枢轴39可转动地连接于脚部件40靠近脚垫50的一端。每个脚部件40的另一端43通过连接点45可转动地连接于臂部件42的一端上。再将每个臂部件通过连接点47连接于支架10的上部16。如图所示，每个脚部件40可以包括一个弯曲部54，其作用是对每一个脚垫50进行导向，以便当脚垫处于沿轨迹102的最高点时，使用者的每只脚处于略为倾斜的状态。
另外，如图所示，和如在申请人于1996年5月24日申请的美国专利申请流水号08/653,333中所披露的，每个臂部件42的上半部分能够可松开地与最接近的连接点47分离，所述专利申请的说明书被收作本文参考并构成本专利申请的一部分。
在执行所述优选实施方案时，使用者“u”从后面或侧面爬上本发明装置，并开始爬升运动，这种运动会导致每个往复运动件32相对辊36的运动。同时，在每个往复运动部件32的第二端发生循环运动。它还可导致位于每个往复运动部件的末端37(和脚部件40的相应末端)的点39沿预定的闭合椭圆形轨迹102转动。这可以使脚、踝和腿以更自然而且更有节奏的方式运动。这样，使用者可以取得与爬梯器相当的卓越的心血管锻炼效果，但没有与现有的装置相关的脚、踝和腿的别扭的和不自然的运动。同时，使用者的臂部通过弧形轨迹104运动，这样可以加强对上体肌肉群的心血管运动。
阻力制动系统26是以本领域技术人员熟知的方式运动。阻力制动系统26的作用是通过皮带轮28/皮带30装置加大或减轻滑轮22上的负荷。因此，阻力制动装置26可起到加大或减弱心血管锻炼程度的作用。
参见图2，其中示出了本发明的另一种实施方案。在本实施方案中，相同的两位数编号可用于表示与上述优选实施方案中类似的部件，但缀以100系列的前缀。支架110包括一个下部112，一个中部114，和一个上部116。所包括的一个连接系统120具有与上述优选实施方案相同的连接系统20的部件。另外，连接系统120以与上述优选实施方案的连接系统20相同的方式工作。
也包括一对往复运动部件132。每个往复运动部件由两个非列线部件132a和132b构成，以上两个部分由结合部133固定连接在一起。还将滚轮136可转动地连接于每个往复运动部件132的结合部133处。每个辊轮接合并在支架110的倾斜部件113上滚动。这个往复运动部件132的另一端138可转动地连接于每个曲柄124的一端。
参见图2，这另一种实施方案还包括一对连杆组件141，每一个组件包括一个脚部件140和一个臂部件142。每一个脚部件140又包括一个固定在脚部件一端的脚垫150。往复运动部件132通过连接点139可转动地连接于脚部件140具有脚垫150的一端。每个脚部件140的另一端在145处可转动地连接于臂部件142上。每个臂部件142又于点147处可转动地连接于支架110的上部116。臂部件142可以包括手柄部分151。
在使用所述另一种优选实施方案时，使用者“u”从该器械的侧面或背面爬上该器械，将双脚放在脚垫150上，抓住手柄151，并开始爬升运动。此时，每个往复运动部件132的辊轮136以线性方式沿部件113运动。与在优选实施方案中的情形相似，每个往复运动部件132的末端138绕滑轮122作圆形运动。往复运动部件132的这种运动还可导致位于每个往复运动部件和相应的脚部件140末端的点139沿预定的、而且优选为闭合的椭圆形轨迹202转动。与在优选实施方案中的情形相似，这种轨迹可使脚、踝和腿以更自然的方式运动。另外，使用者的双手沿弧形轨迹204运动。因此，轨迹202和204的综合运动可以对下体的上体肌肉群的心血管进行优良的锻炼。
参见图3，其中示出了本发明的又一种其它实施方案。与上文一样，类似的部件用和优选实施方案中相同的两位数编号表示，但这里要缀以200的系列前缀。支架210同样包括一个底座部分212，一个中间部分214和一个上部216。同样设有连接系统220，该系统的结构和功能与所述优选实施方案的连接系统20的相同。该其它实施方案还包括一对往复运动部件232。每个往复运动部件由两个非列线部件232a和232b组成，这两个部分通过连接部分233固定连接在一起。同样将滚轮236可转动地连接于每个往复运动部件232的连接部分233。每一个滚轮236接合并滚上支架210的倾斜件213。每个往复运动部件232包括一个可转动地结合于曲柄224的一端的第二端238。
如图3所示，与在前面的实施方案中的情形相同，该其它实施方案包括一对枢轴连杆组件241。每个枢轴连杆组件241由一个脚部件240和一个臂部件242组成。在每个脚部件240的一端结合有一个脚垫250。每个往复运动部件232的一个部件232a可转动地连接于接近脚部件240一端的结合点239上。每个部件240的另一端通过点245可转动地连接于臂部件241上。每个臂部件241又通过点247可转动地连接于支架210的上部216。
在使用所述其它实施方案时，使用者“u”从该器械的侧面或背面爬上该器械，抓住手柄257，并开始爬升运动。与前面的实施方案不同，使用者背对着连接系统220，这样具有几个优点，特别是在生产该器械方面具有优点。当使用者开始爬升运动时，每个往复运动部件232的滚轮236以直线运动方式沿部件213运动，而每个往复运动部件232的末端238大致以圆形方式运动。同时，每个往复运动部件232的点239沿预定的闭合轨迹302运动，而手柄251沿弧形轨迹304运动。和在优选实施方案中的情形相同，这样的轨迹302和304可以使踝和膝产生优选的解剖学运动，从而使下体和上体肌肉群的心血管产生卓越的运动。
在以上三种优选实施中，仅有每个往复运动部件32/132/232的大致中部可转动地接合底座支架。在两种其它实施方案中，由滚轮136和236的位置更清楚地限定出所述中间部分。就优选实施方案而言，固定于支架10的底座部件12的滚轮36适于接合每个往复运动部件32的中间部分，大致如图1中的两个往复运动部件32所示的位移变化所示。
披露了一种改进的固定健身器械，它可以使心血管的运动量达到最大，而使得对关键关节、特别是踝关节和膝关节的应力减至最小。很明显，在阅读本说明书之后，对本文所披露的实施方案进行改进和改变对于本领域技术人员来说是显而易见的。不过，要强调的是，所有诸如此类的改变和改进均溶在所要保护的本发明的构思和范围内。