专利名称：能利用软件或因特网玩游戏的保健运动器械的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种靠人力，譬如用户的脚踏动作，驱动的自行车的变形，并且尤其涉及一种保健运动器械，其适合于允许玩游戏的人在锻炼的同时还可以使用软件或因特网享受游戏的乐趣，并且其能使玩游戏的人通过观察由他的脚踏动作驱动缠绕在驱动构件、中间构件和从动构件上的传动构件在空气存储器内成比例地存储的空气量来监视其完成的锻炼量。
背景技术：
目前所普遍生产的自行车，装配有与具有180°相位差的传动构件的链轮齿的轮轴相联接的一对曲柄臂，和连接到曲柄臂上的踏板，并且适合于以这样一种方式行驶，即一对踏板通过玩游戏的人的脚踏动作被旋转使得链轮齿被旋转并且链轮齿的转矩通过传动构件被传送到它的后轮。
链轮齿的轮轴的转矩是轮轴与踏板之间距离的乘积，同时在踏板的旋转轨线的切线方向施加一个力。然而，由于由人的腿产生的动力有一个限度，为了提高链轮齿的轮轴的转矩，有必要延长曲柄臂并且增大链轮齿的轮轴与踏板之间的距离。
在常规的自行车中，由于踏板的旋转轨线的直径是根据人腿的长度决定的，如果曲柄臂的长度增加到超过现有的曲柄臂长度，会导致脚踏动作变得很困难并且稳定性变差这些各种不便之处。
当链轮齿的旋转力传动到后轮时，后轮与前轮一起旋转。因为前后轮占用的空间，所以在家中操纵自行车和用自行车进行锻炼很不方便，并且害怕后轮会伤害到小孩。
此外，由于常规的自行车型保健器械对于锻炼者(下文参考作玩游戏的人)来说不可能看到他自己的锻炼量，玩游戏的人易于疲劳。因此，不可能有效地利用保健器械，同时玩游戏的人容易将保健器械闲置起来。
发明内容
因此，本发明着手于现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种保健运动器械，其不适合通过脚踏动作产生简单的轮子转动来获得锻炼效果，而是适合允许玩游戏的人锻炼的同时监视他的锻炼量，并且其适合由传动构件进行操作把后轮的旋转力传动到抽气机而旋转力不受损失，因此比常规的自行车能获得更稳定的旋转力。
本发明的另一个目的是提供一种保健运动器械，其另外提供有各种传感器将由传感器检测的信号输出到置顶盒，因此为游戏应用程序获得一个键盘输入设备。
为了实现上述目的，本发明提供一种保健运动器械，包括由许多框架组成的器械主体，在器械主体上部具有车座和前管，一主框架放置在车座和前管之间，其中前管中具有转向轴，转向轴被插入前管中可旋转并且在前管上端具有手杆，一对前叉借助支撑架被固定安装到位于主框架上部临近转向轴的位置，
前叉的下端被连接到支撑架上，传动设备支撑在支撑架上并可转动，传动设备从保健运动器械的后部延伸到前部，并且用来把由玩游戏的人旋转踏板产生的转矩传递到将被旋转的物体，传动设备包括同心地安装在踏板转轴上的驱动构件，从动构件及适合于通过传动构件譬如链条和皮带与调速轮一起被驱动构件旋转的中间回转件，支撑架被分支成一对分支架，这一对分支架沿纵向延伸并且在支撑架的活动部分彼此平行以支撑前叉，并且其被向下和向后弯曲，被弯曲的分支架在侧向被加宽与前叉分开的同时在向后的方向上被延伸，然后在保健运动器械的后端彼此连接，保健运动器械包括一往复式空气压缩泵，包括活塞杆，活塞杆的一个末端安装到旋转盘上并可旋转，旋转盘与中间回转件一起被支撑并可旋转，并且通过枢轴连接到与支撑架连接的后架上；悬置框架，通过枢轴连接到支撑架上并且被放置在与后架相对的位置上，后架被作为空气源的往复式空气压缩泵旋转；空气存储器，被连接在悬置框架与支撑架之间并可旋转；向调速轮施加制动力的装置，制动力通过用户的脚踏引起的缠绕在驱动构件、中间回转件和从动构件上的传动构件的运动由在空气存储器中存储的空气压力所施加。
本发明的上述和其它的目的、特征和优点将从下面结合附图的详细描述中得到清楚的理解，其中图1是根据本发明的保健运动器械的侧视图；图2是根据本发明的保健运动器械的电路原理的方框图；图3是根据本发明的保健运动器械除去车座和手杆的侧视图；图4是图3沿着A-A方向视图；图5是图3沿着B-B方向视图；图6是图3沿着C-C方向视图；图7是图3沿着D-D方向视图；图8是根据本发明与控制制动力的结构联系在一起的元件示意图；及图9是根据本发明的图8中的抽气机的操作的示意图。
最佳实施例本发明将结合附图通过实施例进行进一步的描述。
根据本发明的保健运动器械提供有车座11。
包括许多框架的器械主体在其上部具有车座11和前管13，主框架10放置在车座和前管之间。
转向轴15插入前管13中并可旋转，转向轴15在其上端具有手杆17。
一对前叉110的上部借由支撑架110a被固定安装到邻近转向轴15的主框架10上。
前叉110的下端连接到支撑框架117上，传动装置200通过支撑架117支撑并可操作。传动装置200从保健运动器械的后部分被延伸到前部，并且将由玩游戏的人旋转踏板30产生的转矩传递到将要被旋转的物体。
传动装置200包括同中心地安装在踏板转轴上的驱动构件30a，适合于被驱动构件30a通过传动构件“C”比如链条和皮带旋转的从动构件19a和中间回转件21a，同时张力控制构件118通过第二轴支撑构件117b被旋转地支托到支撑框架117上来控制缠绕在驱动构件30a，从动构件19a和中间回转件21a上的传动构件“C”的张力。
驱动构件30a，张力控制构件118和中间回转件21a可以用一个外壳包围。
支撑框架117包括与地板接触的着地部分117-2和向上弯曲然后向后弯曲与着陆部分117-2平行的活动部分117-1。支撑框架117的活动部分117-1提供有，按照从后向前的顺序为，用于旋转地支撑驱动构件30a的第一轴支撑构件117a，用于旋转地支撑张力控制构件117a的第二轴支撑构件117b，及用于旋转地支撑调速轮19的轴的第三轴支撑构件117c。
支撑框架117分支成一对分支框架，该对分支框架沿纵向延伸并且在其活动部分彼此平行来支撑前叉110，同时其被向下和向后弯曲。弯曲的分支框架被向后延伸同时在与前叉110有一间隔的侧面被加宽，然后通过连结构件117-3(见图2)彼此连接。
从动构件19a与调速轮19一起被旋转地支撑到第三轴支撑构件117c。
连结到驱动构件30a上的一对踏板30，30是通过第一轴支撑构件117a被旋转地支撑到支撑框架117的活动部分117-1的一个末端。支撑框架117的活动部分117-1在其末端提供有后部框架115，后部框架115被弯曲以允许往复式空气压缩泵20被安装在其上。往复式空气压缩泵20包括活塞杆20c，其通过一销子将一个末端旋转地连接到曲柄臂21的一个末端，其中曲柄臂21与中间回转件21a一起被旋转地支托到支撑框架117的末端。往复式空气压缩泵20是通过活塞杆20c进行抽气的，活塞杆20c通过连结到中间回转件21a的曲柄臂21的旋转往复运动，驱动构件30a的转矩通过传动构件“C”被传送到中间回转件21a。
悬置框架50用枢轴连结到支撑框架117的驱动构件30a的旋转轴上，并被放置在与后部框架115相对的位置上，后部架115被作为空气源的往复式空气压缩泵20旋转。
空气存储器40旋转地连结在悬置框架50与支撑框架117的着地部分117-2之间，支撑架117通过空气软管“H1”与放置在往复式空气压缩泵20的两末端的止回阀30b互相联结，并且通过往复式空气压缩泵20的抽气动作把空气存储在支撑架117里面。
当中间回转件21a被作为主动杆开动时，曲柄臂21的连接点“P”绕它的旋转轴旋转，使得被容纳在往复式空气压缩泵20的气缸20a内的活塞20b的活塞杆20c被往复拉动，因而体现了往复式滑块曲柄机构(见图6)。
空气存储器40通过连接软管“H1”和止回阀20b与抽气机20互相联结以从抽气机20内获得空气。
驱动构件30a被悬置框架50支托到支撑框架117上。
转向轴15通过旋转杆15a在另一末端处被联结到第一弹性器械120从而转向轴15在被旋转后重新恢复到它的正常位置。第一弹性装置120可以包含用以施加弹力的减震器或压缩卷簧。
悬置框架50被分支成两个分支框架，即，第一分支框架51和在其中心部分的第二分支框架53。第一分支框架51用铰链连接到空气存储器40，同时第二分支框架53一个末端连接到空气存储器40并且另一末端连接到第二弹性装置55。
第二弹性装置55包括用以在一个方向上施加偏置力的减震器或压缩卷簧。
空气存储器40通过第二软管“H2”连接到制动力比例气缸构件60比如单向制动气缸来操作与安装在支撑框架117的活动部份117-1上的从动构件19a联结在一起的带闸19b，使得从动构件19a被由抽气机20的抽气动作产生的空气压力制动。
第二软管“H2”具有电磁阀61，电磁阀61适合于由微处理器进行开和关来间接操作带闸19b，当用户玩游戏行驶在山路或不平坦的路面上时来为用户提供拖曳的感觉。
空气存储器40具有减压阀41，减压阀41适合于当空气存储器40内的空气压力通过用户的脚踏从抽气机20提供的空气提高超过预定值时来排出空气以减少空气存储器40内的空气压力，从而在空气压力被减少之后被减少的空气压力被持久保持。
支撑框架117在它的弯曲部分具有小脚轮80以允许保健运动器械可以被移动。
空气存储器通过电磁阀61和第二软管“H2”连接到制动力比例气缸构件60。制动力比例气缸构件60适合牵引同心的安装在从动构件19a上的带闸19b的闸带，当在空气存储器内存储的空气量超过预定值或者游戏设定在行驶在斜坡路或不平坦的路面的路段时，通过多级排气，以增加对踏板旋转的阻抗力，因而增加锻炼效果。空气存储器40在它的下端具有排水塞子43用于排出冷凝水和杂质。
制动力比例气缸构件60可以连接到同心地安装到代替带闸的从动构件19a上的块闸上。
具有活塞杆61a的制动力比例气缸构件60被沿纵向安装到保健运动器械的后框架115上。
当传动构件“C”是皮带时，驱动构件30a，从动构件19a和中间回转件21a包括滑轮，但是当传动构件“C”是链条时他们包括链轮齿。
空气存储器40可以包括空气管或空气罐。
有许多探测器装置“S1，S2，....”用于探测相对于保健运动器械的位移或旋转的处理信号。
还有一个键盘输入装置用于把由探测器装置“S1，S2，....”探测到的信号输出到置顶盒“GU”以控制游戏。
探测器装置“S1，S2，....”包括一个连接到转向轴15上的转数传感器“S1”以检测由手杆17的摆动的旋转角度，一个连接到与调速轮联系在一起的前叉110上的速度传感器“S2”用以检测被用户的脚踏动作旋转的调速轮19的旋转速度，一个用来检测制动块17b的位移的位移传感器“S3”，制动块17b在电缆“L”中被用铰链安装到手杆17两末端的制动杠杆17a摆动的金属丝用枢轴驱动，及一微处理器(CPU)用于根据传感器“S1，S2，...”检测到的信号来向包括有游戏装置的置顶盒“GU”发送控制信号来控制游戏。
一输入设备连接到具有如图2所示元件的信号处理元件300来处理与通过传感器“S1，S2...”，包括指示器设备比如游戏机的游戏棒，输入的与玩游戏的人的动作有关的信号。
信号处理元件300在它的前端具有放大器310以放大输入的弱信号。有一滤波元件320用于过滤不需要的信号比如来自被放大的信号中的噪音。
此外，有S/H元件330用于对由滤波元件320过滤的信号进行取样及A/D转换器340用于将取样的信号转换成数字信号。数字信号被发送到微处理器(CPU)来控制显示在显示装置350上的图像。
在这个实施例中，虽然描述时游戏输入装置的信号以软件的方式进行处理，但是信号可以使用TTL逻辑进行处理。
如图1所示，数据信号通过信号线被发送到许多外围设备以请求游戏所要求的信息的传递或响应。通过传递或响应，振荡器“S4，S5”工作。振荡器“S4，S5”被嵌入车座11和手杆17内以给玩游戏的人在赛车游戏中提供振动的感觉仿佛玩游戏的人行驶在不平坦的路面上。
振荡器“S4，S5”的操作是由微处理器(CPU)来控制的。换句话说，当玩游戏的人在游戏中行驶在不平坦的路面上时，从输入-输出界面输出的控制信号被输入。振荡器“S4，S5”中每一个都包含电机，和连接到电机轴上的偏心锤。
下面对本发明的功能进行详细描述。
当玩游戏的人坐在车座11并且交替操作这对踏板30，30时，与传动构件“C”联系绕在其周围的驱动构件30a，中间构件21a和从动构件19a被旋转。
从而，连接到从动构件19a上的调速轮19被旋转。此时，信号被用于检测调速轮19转动速度的速度传感器“S2”检测，以在应用程序譬如赛车中提高或减少速度，同时信号被输出到微处理器(CPU)。
连到转向轴15上的转数传感器“S1”检测由手杆17摆动的旋转角度，并且把对应于旋转角度的信号输出到微处理器(CPU)以用手杆17向右和向左转动控制赛车游戏的方向改变。
位移传感器“S3”适合于检测在电缆“L”中被用铰链连接到手杆17上的制动杠杆17a往复运动的金属丝的位移，位移传感器“S3”检测用户的制动动作，并且把在赛车游戏中用于减少速度的信号输出到微处理器(CPU)以允许信号产生脉冲。
由传感器“S1，S2，...”检测的信号作为驱动脉冲信号源，使得游戏被包括传感器的控制单元控制。
准备了许多用于视频游戏的传感器，并且检测到的信号通过已有的键盘或已有的操纵杆被发送到微处理器(CPU)的输入界面。当来自保健游戏器械的许多传感器“S1，S2，...”的信号被输出到微处理器的输入界面时，微处理器产生信号以响应由操纵杆或键盘和根据本发明的传感器产生的信号以在视频显示器上显示玩游戏的人的图像。信号波形与游戏中的各种行为相结合以控制游戏。
当玩游戏的人进入行驶在不平坦路面或斜坡路上的路段时，产生与运行条件相关的信息排队，从而电磁阀61由微处理器(CPU)间歇地操作。因此，在空气存储器40内的空气压力被传送到制动力比例气缸构件60，并且从而当牵引闸带时活塞杆61被缩回，因此为驱动构件30a提供一定值的制动力。
此时，由于从空气存储器传递到制动力比例气缸构件60的空气压力被控制而逐级增加，玩游戏的人能够进行锻炼同时把它的体力控制在多个级别。
相应地，可能把玩游戏的人的脚蹬阻力以多个级别地增加或减少，并且允许玩游戏的人从由于来自空气存储器的空气供应产生的制动力比例气缸构件60的开动量来监视其体力。
从而，由连到保健运动器械的位移部分和旋转部分的传感器“S1，S2，...”检测到的信号，控制物体或指示人物，所以物体或人物能获得指示的动作比如转向动作。可选择的，由于玩游戏的人能容易地通过在手杆17上安装操纵杆70来操作期望的控制构件，一个良好的保健运动器械能克服譬如在操纵控制构件中的混乱的弊端。
此外，保健运动器械能使玩游戏的人在锻炼的同时通过因特网或软件享受游戏的乐趣。
工业实用性如上所述，根据本发明，通过在游戏应用程序中为物体或人物提供特定的动作或者通过指针输入在应用程序中中断键盘值，游戏应用程序被一起处理，并且因此游戏能够使用。而且，由于玩游戏的人能够通过观察在空气存储器中通过他的脚蹬存储的空气量来监视其锻炼量，玩游戏的人能在锻炼的同时享受游戏的乐趣。
权利要求
1.一种保健运动器械，包括由许多框架组成的器械主体，在器械主体上部具有车座和前管，一主框架放置在车座和前管之间，其中前管中具有转向轴，转向轴被插入前管中可旋转并且在前管上端具有手杆，一对前叉借助支撑架被固定安装到位于主框架上部临近转向轴的位置，前叉的下端被连接到支撑框架上，传动设备支撑在支撑架上并可转动，传动设备从保健运动器械的后部延伸到前部，并且用来把由玩游戏的人旋转踏板产生的转矩传递到将被旋转的物体，传动设备包括同中心地安装在踏板转轴上的驱动构件，从动构件及适合于通过传动构件譬如链条和皮带与调速轮一起被驱动构件旋转的中间回转件，保健运动器械包括一往复式空气压缩泵，包括活塞杆，活塞杆的一个末端安装到旋转盘上并可旋转，旋转盘与中间回转件一起被支撑并可旋转，并且通过枢轴连接到与支撑框架连接的后框架上；悬置框架，通过枢轴连接到支撑框架上并且被放置在与后框架相对的位置上，后架被作为空气源的往复式空气压缩泵旋转；空气存储器，被连接在悬置框架与支撑框架之间并可旋转；向调速轮施加制动力的装置，制动力通过用户的脚踏引起的缠绕在驱动构件、中间回转件和从动构件上的传动构件的运动由在空气存储器中存储的空气压力所施加。
2.如权利要求1所述的保健运动器械，其中施加制动力的装置包括制动力比例气缸构件，譬如单向制动气缸，与空气存储器通过第二软管连接，以操作安装在支撑框架上部与从动构件连接的带闸，从而从动构件被由抽气机的抽气动作产生空气压力通过第一软管所制动；及电磁阀，连接到第二软管并且其由微处理器打开和关闭来间歇操作带闸，当玩游戏的人在游戏中行驶在山上或不平坦的道路上时为其提供拖曳的感觉。
3.如权利要求1所述的保健运动器械，进一步包括张力控制构件用于控制缠绕在驱动构件，从动构件和中间回转件上的传动构件的张力。
4.如权利要求1所述的保健运动器械，其中转向轴的另一末端通过旋转杆连接到安装在主框架上的第一弹性装置上，从而转向轴在被旋转后恢复到它的正常位置。
5.如权利要求1所述的保健运动器械，其中驱动构件由悬置框架支撑到支撑框架上，并且其中悬置框架在它的中心部分被分支成第一分支框架和第二分支框架，第一分支框架被通过铰链连接到空气存储器上，并且第二分支框架的一末端连接到空气存储器及另一末端连接到第二弹性装置。
6.如权利要求1所述的保健运动器械，其中空气存储器具有减压阀，其适合于当空气存储器中的空气压力由用户的脚蹬从抽气机供应的空气提高超过预定值时排出空气存储器内的空气以降低压力，从而在空气压力被降低之后被降低了的空气压力能持续保持。
7.如权利要求1所述的保健运动器械，其中支撑框架在它的弯曲部分具有小脚轮以允许保健运动器械被移动。
8.如权利要求1所述的保健运动器械，其中支撑框架被分支成一对分支框架，这一对分支架沿纵向延伸并且在支撑框架的活动部分彼此平行以支撑前叉，并且其被向下和向后弯曲，被弯曲的分支框架在侧向被加宽与前叉分开的同时在向后的方向上被延伸，然后在保健运动器械的后端彼此连接。
9.如前述权利要求中任意一个所述的保健运动器械，其中器械在它的位移和旋转部分具有许多探测器装置用于探测对应于保健运动器械位移或旋转的操作信号，并且具有键盘输入装置用于把由探测器装置探测的信号输出到运动构件以控制运动，并且其中器械具有微处理器用于处理从键盘输入装置通过输入-输出界面输入的信号。
10.如权利要求9所述的保健运动器械，其中探测器装置包括连到转向轴上的转数传感器以探测手杆摆动的旋转角度，连到与调速轮轴关联的前叉上的速度传感器用以检测由用户的脚踏动作旋转的调速轮的旋转速度，位移传感器用于检测在电缆中被用铰链安装到手杆上的制动杆往复运动的金属丝用枢轴开动的制动块的位移，及微处理器用以根据传感器检测的信号向运动构件发送控制信号来控制运动，其中器械具有控制构件用以通过在游戏应用程序中为物体或人物提供特定的动作或通过手指输入在应用程序中中断键盘值(key value)来集中处理游戏应用程序。
11.如权利要求9所述的保健运动器械，其中车座和手杆具有插入其中的振荡器，每一个振荡器都有电机和偏心锤。
全文摘要
本发明公开了一种具有允许用户使用软件或因特网玩游戏功能的运动器械。这种器械具有安装在支撑框架上的前叉和后框架即具有链轮齿的轮盘，两个踏板柱，与传动构件旋转地联结的三个旋转构件，旋转地支托在后框架上并且借助与旋转构件的中间构件同中心结合的曲柄构件存储的往复式空气压缩泵。借助抽气机被可变地存储的空气存储元件，以及被连接到空气存储元件的空气压力控制构件暂时启动的制动机构。
文档编号A63B22/08GK1496277SQ02806142
公开日2004年5月12日 申请日期2002年3月7日 优先权日2001年3月9日
发明者金相浩 申请人:休莫斯贸格有限公司