改进的锻炼装置

摘要

本发明公开一种改进的锻炼装置，其包括踏板，所述踏板被构造为在以大于0°且小于或等于90°的角度从垂直方向向水平方向倾斜的平面中作反向旋转的圆周运动。该装置包括支撑框架，踏板安装组件，该踏板安装组件相对于垂直呈角度地附接到支撑框架，两个踏板支撑件，每个踏板支撑件通过踏板曲柄组件与垂直方向成一定角度地附接于踏板安装组件，以及两个踏板，各个踏板分别由一个踏板支撑件支撑。

权利要求

1.一种被配置为由使用者使用的锻炼装置，所述锻炼装置包括：支撑框架；

踏板安装组件，所述踏板安装组件以相对于垂直平面的倾斜角安装在所述支撑框架上，所述垂直平面与穿过使用者身体的额状面的平面平行，所述倾斜角大于0°且小于或等于90°；

两个踏板支撑件，所述两个踏板支撑件中的每个经由各自的踏板曲柄组件以装配角固定到所述踏板安装组件上，所述装配角大于0°且小于或等于90°，所述两个踏板支撑件彼此平行；以及两个踏板，所述两个踏板中的每个附接于所述两个踏板支撑件中的各自的一个并由其支撑，所述两个踏板在与所述垂直平面呈所述装配角旋转的平面上提供反向旋转的圆周运动，所述垂直平面平行于穿过使用者身体的额状面。

2.根据权利要求1所述的锻炼装置，其中，所述装配角的值可调节。

3.根据权利要求1所述的锻炼装置，其中，所述倾斜角的值可调节。

4.根据权利要求1所述的锻炼装置，其中，所述装配角的值和所述倾斜角的值相等。

5.根据权利要求4所述的锻炼装置，其中，所述装配角的值和所述倾斜角的值大于5°且小于或等于45°。

6.根据权利要求5所述的锻炼装置，其中，所述装配角的值和所述倾斜角的值等于38°。

7.根据权利要求1所述的锻炼装置，其中，

所述各自的踏板曲柄组件中的每个被构造成保持在其附接的所述两个踏板支撑件中的所述各自的踏板支撑件和踏板曲柄组件的旋转轴之间的固定距离。

8.根据权利要求7所述的锻炼装置，其中，所述固定距离可调节。

9.一种锻炼方法，所述方法包括：

对如权利要求1所述的锻炼装置的所述两个踏板中的一个所述踏板施力，所施加的力足以使所述一个踏板附接于的踏板曲柄组件围绕其旋转轴旋转。

说明书

改进的锻炼装置

[0001] 其他申请的交叉引用

[0002] 本申请要求于2015年3月11日提交的美国临时专利申请第62/131,276号的优先权权益，其通过引用整体并入本文。

背景技术

[0003] 本发明涉及一种针对足部踏板操作的锻炼装置的使用和安装的改进，其中两个并排的踏板单元设置为在垂直平面中旋转，该垂直平面平行于穿过使用者的双边轴的另一垂直平面。此外，本发明涉及踏板的结构改进以及安装配置，以提供一种踏板驱动的锻炼装置，该锻炼装置利用并排旋转和附加的传统自行车式锻炼机的前后旋转分量。

[0004] 美国专利第7,108,638号(“斯奈德曼’638”)和美国专利申请公开号2014/0357454(“斯奈德曼’454”)全部并入本文作为参考，这些专利公开了当使用者在边对边的圆形路径上移动足部踏板时提供阻力的锻炼装置。在这些装置中，踏板垂直于竖直安装的支撑部或框架安装。也就是说，框架限定了与水平方向(通常是地面或其它支撑表面)成90°定向的平面，并且踏板被安装在与框架呈90°的平行于水平面的位置。踏板在圆形路径中移动的平面与框架的平面平行，并且垂直于水平面。当使用者移动踏板时，随着踏板侧向移动远离使用者身体的中点时向使用者的腿部外展肌提供阻力，并且随着踏板向着使用者身体的中点向中间移动时向使用者的内收肌提供阻力。在正确使用这些装置时，足部和腿部的向前和向后运动几乎是不存在的。

[0005] 这种踏板运动对于希望以这种方式锻炼特定腿部肌肉的人是有用的。这种类型的锻炼对于希望锻炼特定肌肉群的滑冰运动员，滑雪运动员以及其他运动员尤其有用，这些肌肉群可能不会通过向足部和腿部的向前和向后运动中使用到的肌肉提供阻力的传统锻炼装置来得到加强。然而，由斯奈德曼锻炼装置专利中所获得的经验可以清楚地得知，这些装置的使用需要一定的阈值健壮水平。并不是每个可以从侧向运动中受益的人均具有外展肌和内收肌的初始强度或耐力，以执行并维持足够长的侧向运动以获得收益。

[0006] 虽然近年来侧向运动阻力锻炼的好处已被人们所承认，但是在向广大公众介绍这些好处方面仍然存在挑战。

发明内容

[0007] 说明书中所描述的以及所请求保护的本发明提供了通过侧向阻力来锻炼使用者的外展肌和内收肌的益处，同时更大程度地带动涉及足部和腿部的向前和向后运动的肌肉，以允许使用者能够与现有技术的锻炼装置相比，以降低的强度来保持侧向的锻炼。在另一个实施例中，可以增加或减少运动的强度以匹配使用者的健壮水平或锻炼的期望强度。这些改进是通过修改踏板圆周运动平面的方向来完成的。

[0008] 在一些实施例中，改进的锻炼装置包括支撑框架；踏板安装组件，其以相对于竖直的倾斜角度安装在支撑框架上，该倾斜角度的值大于0°且小于或等于90°；两个踏板支撑件，每个踏板支撑件以安装角度固定到踏板安装组件，该安装角度的值大于0°且小于或等于90°；以及两个踏板，各个踏板连接到一个踏板支撑件并由其支撑。在一些实施例中，该安装角度是可调节的。在其它实施例中，该安装角度是固定的。在一些实施例中，该倾斜角度是固定的。在其它实施例中，该倾斜角度是可调节的。在一些实施例中，该安装角度等于倾斜角度。在一些实施例中，该安装角度和倾斜角度的值都大于0°且小于或等于45°。在一些实施例中，该安装角度和倾斜角度的值都等于38°。

[0009] 在一些实施例中，每个踏板支撑件构造成将其踏板保持在距离踏板支撑件旋转的轴的固定距离处。在其它实施例中，该固定距离是可调节的。

[0010] 作为总结，这里仅是做了必要的简述且并没有阐明新颖锻炼装置的所有特征和优点以及其制造方法或用途。参考附图和下面的详细描述可以更全面地理解本发明。

附图说明

[0011] 图1是以分解形式示出的现有技术中的锻炼装置的踏板和踏板安装组件的透视图。

[0012] 图2是图1中所示的现有技术中踏板和踏板安装组件的组装透视图。

[0013] 图3是本发明的侧视图。

[0014] 图4是本发明的另一侧视图。

[0015] 图5是本发明的透视图。

[0016] 图6是本发明的顶部透视图。

[0017] 图7A示出了在使用现有技术中的锻炼装置时使用者的脚在运动周期的四个点处的相对位置。

[0018] 图7B示出了在使用本发明时使用者的脚在运动周期的四个点处的相对位置。

[0019] 图8是本发明的原型的示意图。

[0020] 图9是本发明使用情况的示意图。

[0021] 图10是说明本说明书中所使用的生理学术语的示意图。

[0022] 图11示出了用于本发明的示例性的安装块。

[0023] 图12示出了用于将踏板安装座附接到踏板支撑轴的示例性机构。

具体实施方式

[0024] 下表列出了本说明书中所使用的技术术语列表及其说明。

[0025] 表1：本说明书中所使用的术语的定义

[0026]

[0027]

[0028]

[0029] 本说明书中描述和要求保护的发明为一种改进的锻炼装置，其被配置为提供侧向阻力以锻炼外展肌和内收肌，同时动员涉及脚和腿的向前和向后运动的肌肉，以允许使用者能够与现有技术的锻炼装置相比，以降低的强度来保持侧向的锻炼。改进的锻炼装置包括以相对于垂直方向大于0°的角度安装的踏板，以提供在与使用者身体的额状面呈相同角度旋转的平面中的反向旋转的圆周运动。当在这个倾斜的平面上移动踏板通过其运动周期时，使用者产生一个与使用者身体的额状面和矢状面平行的运动。这些改进通过选择性地改变踏板的圆周运动的平面的方向来实现。

[0030] 通过倾斜踏板的运动平面可以获得额外的益处。通过矢状面的腿部运动要求腿部的伸展和屈曲。在屈曲期间，当脚向身体后方移动时，大腿后侧肌肉收缩。在伸展期间，当脚向身体前方移动时，四头肌和其它伸肌肌肉收缩。在完整的运动周期中，这些肌肉群经历了向心收缩和离心收缩。因此，由于平行于矢状面的运动的增加，除了腿部外展肌和内收肌之外，与现有技术的锻炼装置相比，肌肉更加广泛地得到了锻炼。这些肌肉包括臀大肌，臀中肌以及负责在髋关节处抬高腿的髋关节伸肌。使用者使用改进后的设备可以体验到增加的运动功能范围。与使用现有技术的锻炼装置时相比，使用者也可以体验到改进的额状面运动。此外，使用者的臀部可以达到中间或甚至延伸的位置。

[0031] 图1是以分解形式示出的现有技术中的锻炼装置的踏板和踏板安装组件的透视图。图2是图1中所示的现有技术中的踏板和踏板安装组件的组装透视图。图1和图2示出了用于提供联动和辅助功能的结构。在这种方法中，踏板曲柄组件56和58直接安装在同步齿轮60和62上，同步齿轮相互啮合，从而一起转动以提供连接功能。这些齿轮及其相关的踏板曲柄组件安装在轴64上并直接绕轴64旋转。惰轮66固定在惰轮轴68上，且与相啮合的齿轮60和62啮合并被其转动。轴68的随后的旋转可以被配置用于操作如图所示的发电机和或飞轮，或者类似于图1所示的配置的任何其它合适的装置。参见本公开的图1和图2，示出了特别适用于本发明的机构，其中两个独立的反向转动踏板38被附接到踏板曲柄组件56和58上，踏板曲柄组件又被安装在相啮合的齿轮60和62上，所述齿轮可绕轴64旋转，轴64全部附接到适当的支撑框架200上。

[0032] 在现有技术的锻炼装置中，包含齿轮或链轮以及负责约束踏板运动的联动件的踏板安装组件(图7A中的160)以与支撑框架的安装表面202平行的方向固定到支撑框架200上。该支撑框架200垂直于水平面x-y的垂直位置定向。踏板38经由踏板曲柄组件56和58垂直于踏板安装组件(图7A中的160)被安装，使得它们的顶表面36保持平行于水平面x-y的取向。支撑框架200相对于水平面x-y的垂直定向以及踏板38相对于踏板安装组件(图7A中的160)的垂直定向均是固定的。

[0033] 图3和图4是本发明的侧视图，其示出了本发明的踏板安装组件(图7B中的160)的替代实施例。踏板38安装在踏板曲柄组件56和58上的踏板安装座4上，且该踏板曲柄组件56和58连接到踏板安装组件(图7B中的160)上。如图4所示，组装倾斜角121是由踏板安装组件(图7B中的160)的前表面所限定的平面与垂直(线123)之间的角度。装配角122是踏板安装座4附接到踏板曲柄组件56或58的平面与垂直(线123)之间的角度。在一些实施例中，组装倾斜角121等于装配角122。倾斜角121和调节角122中的每一个可以具有大于0°且小于或等于90°的值。倾斜角121和装配角122的优选值为大于0°且小于或等于45°的范围。倾斜角和装配角的特别优选值为38°。

[0034] 倾斜角121可以在制造或组装时固定。在该实施例中，踏板安装组件160沿着支撑框架201的从垂直平面以等于倾斜角121的预定角度倾斜的部分附接到支撑框架200。图4示出了倾斜角121固定的本发明的实施例。

[0035] 倾斜角121可以在角度范围内连续地或以预定的增量调节可能是一种可取的方式。为了适应这种可调节性，支撑框架200可以包括从垂直平面的倾斜度在某角度121范围内连续地或以预定增量可变的部分。然后将踏板安装组件160固定到支撑框架200的该具有可变倾斜度的部分。在替代实施例中，安装块210可以插入在支撑框架200和踏板安装组件160之间。

[0036] 图11示出了简单的安装块210的示例。踏板安装组件(未示出)固定到安装块210的安装构件216上。在图11所示的实施例中，安装块210还包括水平构件214和支柱218。安装构件216经由销224固定到支柱218的一端。水平构件214可以包含一系列孔222，销226可以插入孔以固定支柱218的另一端。安装构件216与安装块210的水平构件214之间的角226与倾斜角121互补。

[0037] 在一个实施例中，装配角122可以在制造或组装时固定。在该实施例中，每个踏板安装座4经由踏板曲柄组件56和58以与垂直(线123)预定的角度122附接到踏板安装组件160上。图4描绘了装配角度122为固定的本发明的实施例。

[0038] 装配角122可以在角度范围内连续地或以预定的增量调节可能是一种可取的方式。为了适应这种可调节性，搁置踏板38的踏板支撑件180与踏板安装座4之间的角度122必须是可变的。这可以通过例如用具有可变角度的接头将踏板安装座4附接到踏板支撑件180来实现。

[0039] 图12示出了一个实施例，其中踏板安装座4通过由两个圆形部分181和182构成的接头附接到踏板支撑件180上。每个圆形部分181和182具有在其外边缘附近穿过它的一系列孔183。片181连接到踏板支撑件，片182连接到安装在踏板曲柄组件56上的踏板安装座4上。轴185穿过踏板安装座4和踏板曲柄组件56。片181和182连接在枢轴点171处。当达到踏板支撑件180和踏板安装座4之间的期望的角度时，片181和182由销或其它固定片184通过一对孔183固定。踏板安装座4的表面与垂直(线123)之间的角122为装配角。

[0040] 在本发明的一些实施例中，踏板38可以保持在水平方向。为此，倾斜角121和装配角122必须相等。

[0041] 图5是本发明的一个实施例的透视图，其中踏板38从静止位置移位。在此视图中，可看到踏板的顶面保持平行于水平面x-y的方向。在踏板38的运动周期期间的所示时点，右踏板位于左踏板的上方和前方。当踏板38向上移动时，其也将向前移动，从而使得使用者的脚向前移动并要求使用者的腿的伸展。当踏板38向下移动时，其也将向后移动，从而使得使用者的脚向后移动并要求使用者的腿的屈曲。

[0042] 图6是本发明的一个实施例的顶部透视图，其中踏板38占据与图5所示相同的位置。在该实施例中，踏板38通过齿轮56连接，以使得他们围绕各自的装配点在相反的方向枢转。作为这种相反运动的结果，左腿和右腿的外展和内收在每个踏板38的旋转周期的相同点进行。换句话说，当右踏板顺时针移动时，右腿在右脚移动通过其周期的顶部时外展。右踏板的顺时针运动引起左踏板的逆时针运动，并且左腿在左脚移动通过其周期的顶部时外展。以这种方式，两条腿在通过运动周期的相同部分时进行外展。类似地，两条腿在通过其各自的运动周期的相同部分时经历内收。当右踏板逆时针移动且左踏板顺时针移动时亦然。

[0043] 图6还示出了包括横杆22和对角立柱24和26的支撑框架的实施例。

[0044] 图7A描绘了在使用现有技术的锻炼装置时，踏板38在运动周期的四个点处的相对位置。位置1、2、3和4是沿垂直于垂直平面y-z的直线进行观察，该垂直平面为踏板运动的平面。当踏板38移动通过位置1、2、3和4时，右踏板顺时针移动，而左踏板逆时针移动。所有的运动都限于垂直平面。踏板38在运动平面中的运动所描述的圆的直径标记为A，并且其等于两个踏板38之间的最大垂直位移。当踏板38处于相同的高度(位置1和3)时，产生标记为B且在这种情况下等于A的踏板38之间的最小水平距离。当踏板38从位置1移动到位置2，并从位置3移动到位置4时，踏板38之间的间隔增加。如图7A所示，两个踏板38之间的最大间隔在位置2和4处达到C，并且在运动平面中包括水平和垂直分量。

[0045] 图7B描绘了在使用本发明时，踏板38在运动周期的四个点处的相对位置。位置1、2、3和4是沿着垂直于垂直平面y-z的线来观察，该垂直平面并不是踏板的运动平面。当踏板
38移动通过位置1、2、3和4时，右踏板顺时针移动，而左踏板逆时针移动。在该装置中，运动平面相对于垂直方向倾斜角度等于装配角122。因此，减小了垂直运动的幅度，同时引入了相对于额状面向前和向后运动的分量。踏板38之间的最大垂直距离标记为A'，踏板之间的最小水平距离标记为B'，并且在垂直平面y-z内两个踏板之间的最大间距标记为C'。

[0046] 实施例：如图7A所示的现有技术装置中，如果示例性地将踏板38在运动平面中的运动所描述的圆的直径选择为15英寸，并且当踏板38处于相同的高度(图中的位置1和3)时，产生也选定为15英寸的踏板38之间的最小距离，那么通过毕达哥拉斯定理，运动平面中的踏板38之间的最大间隔约为21.21英寸。因此A值为15英寸，B值为15英寸，C值为21.21英寸。

[0047] 相反，在图7B所示的本发明的实施例中，如果踏板38的运动平面从垂直方向倾斜38°，示例性地将踏板38在运动平面中的运动所描述的圆的直径选择为15英寸，并且B'的值被选择为15英寸，则A'的值约为11.4英寸，并且C'的值约为18.84英寸。通过使踏板38的运动平面从垂直平面y-z倾斜，踏板38之间的最大垂直间距减小。这些具体尺寸的选择仅仅是为了举例的目的，用以具体说明不同的运动分量和相对尺寸。这些示例性尺寸并不意味着以任何方式限制本发明的任何特定实施例的尺寸。

[0048] 通常，通过踏板38的运动所描述的圆的直径由围绕轴64的旋转轴190与连接到踏板38的点或枢轴171之间的踏板曲柄组件56或58(也称为“曲柄臂”)的长度确定。该长度可以在制造或组装锻炼装置时固定。该长度可调整以适应不同使用者的身体的尺寸的变化可能是一种可取的方式。在该实施例中，可以通过例如形成两个或更多个互锁件的踏板曲柄组件56或58来使得长度可调整，该两个或更多个互锁件可以在沿其各自的长度的不同的位置相互固定。不管踏板曲柄组件56或58的特定长度如何被调节，踏板38总是以圆形路径移动，因为当锻炼装置在使用过程中，踏板曲柄组件56或58的长度保持恒定。

[0049] 图8是所公开的发明的示例性实施例的原型的示意图。可以清楚地看到，锻炼装置的整个支撑框架不必以任何特定的角度倾斜。在该实施例中，安装有踏板安装组件160的支撑框架200的部分201，相比使用者可放置上半身的支撑框架200的部分(图8中未示出)，与垂直(线123)形成更大的角度203。

[0050] 图9是本发明在使用中的示例性实施例的示意图。可以看出，在锻炼装置的使用期间，支撑使用者的脚的踏板38保持平行于水平面x-y。

[0051] 图10是说明本说明书中所使用的生理术语的示意图。正中矢状面x-z将身体分为右半部和左半部。在图10中，正中矢状面显示为垂直线。向正中矢状面的运动(内收)为向中间运动。远离正中矢状面的运动(外展)为向侧向运动。横平面x-y将身体分为上部(较高的)和下部(较低的)两部分。当使用者完全直立时，身体的横平面平行于水平面x-y。冠状或额状面y-z将身体分为前部(正面)和后部(背部)两部分。当使用者完全直立时，身体的额状面平行于垂直平面y-z。

[0052] 以上虽然是当前被认为是对本发明的优选实施例的描述，但是各种替代、修改以及等价替换也是可以的。本领域技术人员将意识到，在不脱离本发明的精神的情况下，可以采用旨在包括落在所附权利要求的真实范围内的所有这样的进一步的修改和改变的其它实施例。因此，上述描述不应当被认为是对由权利要求所限定的本发明所做的限制。