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1、(10)授权公告号 CN 101347668 B (45)授权公告日 2012.09.19 CN 101347668 B *CN101347668B* (21)申请号 200810088540.4 (22)申请日 2008.03.27 11/729,269 2007.03.28 US A63B 22/04(2006.01) A63B 23/04(2006.01) A63B 21/00(2006.01) A63B 21/22(2006.01) (73)专利权人 布伦斯维克公司 地址 美国伊利诺斯州 (72)发明人 Z鲁 JM罗古斯 E怀特 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105 。
2、代理人 沙捷 陈晓帆 CN 2832223 Y,2006.11.01, 全文 . US 6206804 B1,2001.03.27, 说明书第 5 栏 第 58 行至第 7 栏第 47 行， 图 10-11. CN 2659496 Y,2004.12.01, 全文 . US 7169090 B1,2007.01.30,说明书第10栏 第 63 行至第 11 栏第 34 行， 图 16. US 6206804 B1,2001.03.27, 说明书第 5 栏 第 58 行至第 7 栏第 47 行， 图 10-11. (54) 发明名称 椭圆机构 (57) 摘要 本发明描述了一种用于提供椭圆足部运动。
3、的 训练设备， 其利用一对悬挂在设备框架上部的摇 式连杆， 这种悬挂至少允许连杆下部进行受限的 弧形移动。脚踏板组件连接到位于连杆下部的旋 转轴或构件上， 从而使脚踏板能响应于踏板上的 用户脚步运动而沿着大体椭圆的路径移动。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 简斌 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 6 页 1/2 页 2 1. 一种用于提供椭圆足部运动的训练设备， 包括 ： 框架， 包括在第一端的基本上竖直的支撑结构 ； 第一和第二摇式连杆， 每。
4、个摇式连杆均在第一端枢转地连接到所述竖直的支撑结构的 上部 ； 第一和第二旋转构件， 该第一和第二旋转构件分别包括轴， 其中所述轴分别可旋转地 固定到所述第一和第二摇式连杆的第二端， 用于 360 度旋转 ； 第一和第二踏板组件， 每个踏板组件均包括踏板和踏杆 ； 和 第一和第二连接组件， 每个第一和第二连接组件均包括第一曲柄和第二曲柄， 所述第 一曲柄由所述轴支撑并固定到所述轴， 用于与所述轴一起旋转并被连接到所述踏杆， 用于 将所述第一和第二踏板组件的第一端分别连接到所述第一和第二轴， 并且所述第二曲柄被 固定以与所述旋转构件和所述踏板一起旋转， 以有效地使所述摇式连杆的所述第二端进行 弧。
5、形移动， 使得所述轴的旋转与所述摇式连杆的所述第二端的所述弧形移动的组合导致所 述踏板进行大体椭圆的移动。 2. 如权利要求 1 所述的设备， 其中每个所述连接组件包括摇杆构件， 该摇杆构件枢转 地连接到所述框架， 并连接到所述第二曲柄， 从而有效地使所述摇式连杆的所述第二端进 行所述弧形移动。 3. 如权利要求 1 所述的设备， 进一步包括 ： 阻力机构， 可旋转地固定到所述竖直的支撑结构并且可操作地连接到所述旋转构件 ； 上轴， 安装到所述竖直的支撑结构的上部， 且其中所述第一和第二摇式连杆的所述第 一端的所述连接包括将所述第一端枢转地安装到所述上轴 ； 第一和第二挠性构件， 分别将所述第。
6、一和第二旋转构件可操作地连接到所述上轴， 且 其中所述上轴可操作地连接到所述阻力机构 ； 其中每个所述第一和第二旋转构件均包括安装成与各自旋转构件的所述轴一起旋转 的下滑轮， 且还包括安装成与所述上轴一起旋转的一对上滑轮， 每个上滑轮都与一个所述 下滑轮相关联， 且其中所述第一和第二挠性构件与所述上滑轮和下滑轮接合 ； 和 第三挠性构件， 将所述上轴连接到所述阻力机构。 4. 如权利要求 1 所述的设备， 其中所述框架包括位于所述框架的第二端的摇杆支撑构 件并包括第一和第二摇杆， 该第一和第二摇杆枢转地固定到所述摇杆支撑构件并分别枢转 地固定到所述第一和第二踏板组件的第二端。 5. 一种用于提。
7、供椭圆足部运动的训练设备， 包括 ： 框架， 包括在第一端的基本上竖直的支撑结构 ； 第一和第二摇式连杆， 每个摇式连杆均在第一端枢转地连接到所述竖直的支撑结构的 上部 ； 第一和第二旋转构件， 该第一和第二旋转构件分别可旋转地固定到所述第一和第二摇 式连杆的第二端 ； 第一和第二踏板组件， 每个踏板组件均包括踏板和踏杆 ； 和 第一和第二连接组件， 每个第一和第二连接组件均包括第一曲柄和第二曲柄， 所述第 一曲柄固定到所述旋转构件， 用于与所述旋转构件一起旋转并被连接到所述踏杆， 用于将 所述第一和第二踏板组件的第一端分别连接到所述第一和第二旋转构件， 并且所述第二曲 权 利 要 求 书 C。
8、N 101347668 B 2 2/2 页 3 柄被固定以与所述旋转构件和所述踏板一起旋转， 以有效地使所述摇式连杆的所述第二端 进行弧形移动， 使得所述旋转构件的旋转与所述摇式连杆的所述第二端的弧形移动的组合 导致所述踏板进行大体椭圆的移动 ； 其中所述第一和第二旋转构件中的每个包括下轴， 所述第一曲柄固定到所述下轴， 其 中所述下轴分别可旋转地固定到所述第一和第二摇式连杆， 并且所述设备进一步包括 ： 阻力机构， 可旋转地固定到所述竖直的支撑结构并且可操作地连接到所述旋转构件 ； 上轴， 安装到所述竖直的支撑结构的上部， 且其中所述第一和第二摇式连杆的所述第 一端的所述连接包括将所述第一端。
9、枢转地安装到所述上轴 ； 第一和第二挠性构件， 分别将所述第一和第二旋转构件可操作地连接到所述上轴， 且 其中所述上轴可操作地连接到所述阻力机构 ； 其中每个所述第一和第二旋转构件包括安装成与所述下轴一起旋转的下滑轮， 且还包 括安装成与所述上轴一起旋转的一对上滑轮， 每个上滑轮都与一个所述下滑轮相关联， 且 其中所述第一和第二挠性构件与所述上滑轮和下滑轮接合 ； 和 第三挠性构件， 将所述上轴连接到所述阻力机构。 权 利 要 求 书 CN 101347668 B 3 1/4 页 4 椭圆机构 技术领域 0001 本发明描述的设备总体来说涉及训练设备 (exercise equipment)，。
10、 更具体地涉及 能用于为使用者提供椭圆踏步训练的训练设备。 背景技术 0002 现有许多不同类型的训练设备， 能通过提供大体椭圆踏步运动来锻炼使用者的下 肢。这些椭圆踏步设备比其他类型的训练设备更具优势。例如， 椭圆踏步运动通常会减少 在使用踏板时可能产生的对使用者膝盖的冲击。此外， 椭圆踏步设备有助于产生比某些 其他类型的训练器材更自然的足部运动。椭圆踏步设备的实例包括专利号为 3,316,898、 5,242,343、 5,383,829、 5,499,956、 5,685,804、 5,759,136、 5,762,588、 5,779,599、 5,792,026、 5,899,833。
11、、 6,099,439、 6,176,814、 6,217,486 和 6,846,272 的美国专利以及公 开号为 20050164837 的美国专利申请。 0003 然而， 已知的椭圆踏步训练设备具有各种缺点。 举例来说， 大多数椭圆机器使用至 少一个曲柄， 该曲柄围绕固定到机器框架上的轴旋转， 如以上示出的文件中描述的各种设 备示例性说明的那样。 结果， 要么椭圆机器无法精确符合自然步行或跑步的足部运动， 要么 要用精密机构来补偿固定轴曲柄结构的限制。 发明内容 0004 因此本发明所述的机构的一个目的在于提供椭圆踏步训练设备， 该椭圆踏步训练 设备具有能更逼近地模拟自然足部运动的踏板。。
12、 附图说明 0005 图 1 是椭圆踏步设备机构的左手侧部分的侧视图， 示出了所述机构的第一实施 例 ； 0006 图 2 提供了图 1 所示的机构的放大且局部剖视的后侧透视图 ； 0007 图 3A、 3B、 3C 和 3D 是示意图， 示出了图 1 所示的机构的操作 ； 0008 图 4 是左侧透视图， 示出了所描述的机构的第二实施例 ； 并且 0009 图 5A、 5B、 5C 和 5D 是示意图， 示出了图 4 所示机构的操作。 具体实施方式 0010 图1是椭圆踏步设备10的实例， 其提供了用于描述产生椭圆足部运动的摇杆机构 的第一和优选实施例的说明环境， 该机构总体标记为 12。在。
13、这种情况下， 椭圆踏步设备 10 包括框架 14， 该框架 14 具有前竖直支撑构件 16 和后竖直支撑构件 17。在设备 10 的这个 特定实施例中， 一对踏板 18 和 20 固定到一对踏杆 22 和 24 上并由这对踏杆 22 和 24 支撑， 这对踏杆 22 和 24 又枢转连接到一对臂柄摇杆构件 26 和 28。这里， 臂柄摇杆 26 和 28 也连 接到竖直支撑构件 16 上的标记为 30 的枢轴点， 从而为踏杆 22 和 24 的前端提供支撑并允 说 明 书 CN 101347668 B 4 2/4 页 5 许踏杆 22 和 24 的前端的大体水平的、 往复的运动。但应理解， 也。
14、可利用其他方法来支撑踏 杆 22 和 24 的前端以便允许基本上水平的运动， 这些方法包括使用与安装到框架 14 上的导 轨 (track) 相接合的滚子。图 1 所示结构的优点是一对臂柄 32 和 34 可在枢轴点 30 连接 到摇杆 26 和 28， 从而使臂柄 32 和 34 与踏板 18 和 20 一起运动。 0011 如图 1 所示并且更详细地如图 2 中的透视图所示， 机构 12 的实施例包括一对摇式 连杆 36 和 38， 这对摇式连杆 36 和 38 在它们的上端处通过一组轴承安装件 ( 标识为 42 和 44)可旋转地连接到上部轴40上。 在此实施例中， 上部轴40被安装到竖。
15、直支撑结构或构件 17 上， 使得摇式连杆 36 和 38 的下端可至少进行受限的弧形运动。在优选实施例中， 轴 40 例如通过一组轴承安装到构件 17 上使得轴 40 也能旋转。同样在机构 12 中包括一对摇式 连杆轴 46 和 48， 摇式连杆轴 46 和 48 通过另一组轴承安装件 ( 标记为 50 和 52) 固定到摇 式连杆 36 和 38 的下端。轴承安装件 50 和 52 允许摇式连杆轴在摇式连杆的下端上旋转。 每个摇式连杆轴 46 和 48 都连接到它上以便分别旋转外曲柄臂 54 和 56。外曲柄 54 和 56 的端部因而在套节 (hub)58 和 60 处枢转地连接到踏板连。
16、杆 22 和 24 上， 从而作为踏杆 22 和 24 到正旋转的摇式连杆轴 46 和 48 的连接组件。同样被连接成相对于摇式连杆轴 46 和 48 旋转的是一对内曲柄臂 62 和 64。在此实施例中， 内曲柄 62 和 64 的端部经由一对套节 70 和 72 连接到一对摇杆构件 66 和 68 的一端上。摇杆构件 66 和 68 然后通过总体表示为 74 的一对轴承连接到框架 14 上， 这对轴承又通过总体表示为 76 的一对安装板固定到框架 14 上。 0012 图 3A-3D 示出了摇杆机构 12 的操作。这些图以示意性的形式示出了机构 12 的左 手侧部分的基本元件。首先， 内曲柄。
17、 62 与摇杆 66 的旋转的组合会导致摇式连杆 36 绕上轴 40 旋转， 从而使位于摇式连杆 36 下端上的摇式连杆轴 46 产生受限的弧形运动。当内曲柄 62 位于 360 度位置时， 如图 3A 所示， 摇式连杆 36 基本上竖直 ； 当内曲柄 62 位于 270 度位 置时， 如图 3B 所示， 摇式连杆 36 将被旋转到接近于它的最后端位置 ； 当内曲柄 62 位于 180 度位置时， 如图 3C 所示， 摇式连杆 36 再次基本上竖直 ； 而当内曲柄 62 位于 90 度位置时， 如图 3D 所示， 摇式连杆 36 将被旋转到接近于其最前位置。这个动作将使套节 58 处的踏杆 2。
18、2 的后端在实质上为水平的方向上作往复运动。同时， 如图 3A-3D 所示， 与套节 58 相连的 外曲柄臂 58 的旋转将使踏杆 22 的后端基本上在竖直方向上往复运动。这些运动的组合 的结果是， 在摇式连杆轴 46 旋转时， 踏杆 22 在套节 58 处的后端将沿着实质上为椭圆形的 路径移动， 且因此踏板 18 也将沿着虚线 77 表示的实质上为椭圆形的路径移动。应理解， 图 3A-D 所示的各个元件的尺寸可被改变以调整踏板 22 经过的椭圆的形状以及水平和竖直的 范围。另外， 内曲柄 62 与踏板曲柄 54 之间的角度关系在优选实施例中为 180 度， 但也可以 被改变以进一步修改脚踏板。
19、 18 的路径。 0013 图 1 和图 2 还示出了设备 10 所利用的阻力机构 78 的优选实施例。在该实施例 中， 阻力机构 78 优选包括飞轮发电机组件。然而， 也能使用其他类型的阻力装置， 诸如交流 发电机、 涡流制动器或各种机械和液压装置。并且， 在优选实施例中， 阻力机构 78 通过皮带 80 与摇式连杆轴 46 和 48 相连， 其中皮带 80 用于将安装在飞轮发电机组件 78 的轴上的滑 轮 82 连接到被固定以便在上轴 40 上旋转的另一个滑轮 84。然后， 轴 40 通过一对皮带 86 和 88 连接， 以与摇式连杆轴 46 和 48 一起旋转， 这对皮带 86 和 88。
20、 用于将一对滑轮 90 和 92 与一对滑轮 94 和 96 相连， 滑轮 90 和 92 被安装成与上轴 40 一起旋转， 滑轮 94 和 96 被安 说 明 书 CN 101347668 B 5 3/4 页 6 装成与摇式连杆轴 46 和 48 一起旋转。在一些情况下， 可能希望提供能维持皮带 86 与滑轮 90 和 94 之间的接合的辅助设备。例如， 可将一对导轮 97 和 98 可旋转地连接到张紧托架 100 上， 该张紧托架 100 又固定到摇式连杆 36 上。类似的， 为了帮助维持皮带 88 与滑轮 92 和 96 之间的接合， 可将另一对导轮 102 和 104 可旋转地连接到张。
21、紧托架 106 上， 该张紧托 架 106 被固定到摇式连杆 38 上。这样， 在这个实施例中， 阻力装置 78 产生的阻力可被传递 到踏板 18 和 20。还应注意到， 在这个实施例中， 皮带 86 和 88 与轴 40 一起用于有效地连接 左踏板 18， 以与右踏板 22 一起操作。 0014 图 4 示出了椭圆踏步设备 200 的另一个实例， 该椭圆踏步设备包括用于产生椭圆 足部运动的摇杆机构的第二实施例， 其总体标记为 202。为了简化说明， 设备 200 的与设备 10的元件大体对应的那些元件使用相同的附图标记来表示。 设备200在许多方面与图1和 2 中的设备 10 不同。首先， 。
22、踏板 18 和 20 被显示为固定到一对 U 形踏板支撑构件 204 和 206 上， 这对 U 形踏板支撑构件 204 和 206 被配置成允许构件 204 和 206 分别沿着一对踏杆 208 和 210 纵向移动。包括滚子组件的各种机械方法可用于将踏板 18 和 22 支撑在踏杆 208 和 210 上， 同时还允许它们沿着踏杆 18 和 22 移动。一对行程连杆 212 和 214 枢转地连接在 踏板支撑构件 204 和 206 与外曲柄臂 54 和 56 之间。类似的， 一对连杆 218 和 220 枢转地 连接在踏板支撑构件 204 和 206 与摇杆构件 26 和 28 之间。踏。
23、杆 208 和 210 的一端在枢轴 点 222 和 224 处枢转地连接到内曲柄臂 62 和 64 上， 并且优选地在总体标记为 226 和 228 的另一端处固定到接受器 230 内。为了允许踏杆 208 和 210 进行受限角度的转动， 接受器 230 自身可以如所示通过枢轴 232 枢转地固定到框架 14 上。结果是， 接受器 230 将允许踏 杆 208 和 210 绕枢轴点 232 进行转动。在此实施例中， 踏杆 208 和 210 也能造成以下的效 果， 即在内曲柄臂 62 和 64 在轴 46 和 48 上旋转时， 摇式连杆 36 和 38 能进行角位移。如设 备10那样， 诸。
24、如飞轮发电机组件78的阻力装置可利用由皮带80、 86和88以及滑轮84、 90、 92、 94 和 96 代表的机械装置连接到轴 46 和 48 上。这种情况下， 由 234 表示的枢转安装到 一对支撑构件 236 和 238 上的一对导轮可起到皮带张紧器的作用。 0015 图5A-5D使用摇杆机构202的左手侧部分的基本元件以示意性的形式示出了摇杆 机构 202 的操作。这里， 内曲柄 62 的旋转将导致踏杆 208 在枢轴点 222 处的端部绕轴 46 旋转。同时， 用户足部在踏板 18 上的运动传递到行程连杆 214 和外曲柄 18， 该运动将使轴 46 旋转。踏板 18 沿着踏杆 2。
25、08 的移动和踏杆 208 在枢轴点 222 处的端部的基本上竖直往 复运动的组合将致使位于摇式连杆 36 下端上的轴 46 进行受限的弧形运动。当内曲柄 62 处于90度的位置时， 如图5A所示， 摇式连杆36旋转到接近于它的最前方的位置 ； 当内曲柄 62 处于 360 度的位置时， 如图 5B 所示， 摇式连杆 36 将被旋转到基本上竖直的位置 ； 当内曲 柄 62 处于 180 度的位置时， 如图 3C 所示， 摇式连杆 36 将再次旋转到接近于它的最前方的 位置 ； 而当内曲柄 62 处于 180 度的位置时， 如图 3D 所示， 摇式连杆 36 将再次基本上竖直。 这将导致在摇式连。
26、杆轴46旋转时， 踏杆在枢轴点222处的后端将沿着基本上为椭圆形的路 径移动， 结果踏板 18 也将沿着实质上为椭圆形的路径移动。应理解， 图 5A-D 所示的各个元 件的尺寸可被改变以调整踏板 22 经过的椭圆形轨迹的形状以及水平和竖直的范围。此外， 与设备 10 一样， 内曲柄 62 与踏板曲柄 54 之间的角度关系被显示为 180 度， 但也可以被改 变以进一步改进脚踏板 18 的路径。 0016 应理解， 以上对设备10和200的描写和叙述代表了用于利用该类型的摇式连杆36 说 明 书 CN 101347668 B 6 4/4 页 7 和 38 产生椭圆形足部运动的机构的两个不同方法的。
27、优选实施例。例如， 可使用其他组件将 摇式连杆型构件连接到脚踏板或脚踏板组件上， 例如使用旋转凸轮装置来代替曲柄臂 54、 56、 62 和 64。作为另一个实例， 优选实施例具有位于设备后部的椭圆产生部分， 如各个附图 所示。然而， 将这部分机构放到设备前部的情况也可以合乎要求。此外， 应理解诸如 “摇式 连杆” 、“踏杆” 、“曲柄臂” 和 “行程连杆” 等某些术语已经被用于便于理解所描述实施例的构 造和操作， 并且不倾向于将所描述的部件限制成任何特定的机械元件或机构。 说 明 书 CN 101347668 B 7 1/6 页 8 说 明 书 附 图 CN 101347668 B 8 2/6 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 101347668 B 9 3/6 页 10 图 3A 图 3B 说 明 书 附 图 CN 101347668 B 10 4/6 页 11 图 3C 图 3D 说 明 书 附 图 CN 101347668 B 11 5/6 页 12 说 明 书 附 图 CN 101347668 B 12 6/6 页 13 说 明 书 附 图 CN 101347668 B 13 。