一种运动机的制作方法

专利名称：一种运动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运动机。

发明内容
本发明提供一种运动机，包括一支持构造；一阻抗总成，其连接至该支持构造；一驱动构件，其具有可将力量施加至该阻抗总成的一输出点以及与该输出点相间隔一距离的一输入点；以及至少一把手，其在该输入点处作用于该驱动构件上，且一使用者可握持该把手，并以一连续、施加负载方式抵抗该阻抗总成所产生的一阻力来移动该把手。
「连续、施加负载」意味着该把手的运动将使该使用者能够一直施加力量至该把手上，而使该驱动构件抵抗该阻力来运动。这可对比于一脚踏车式运动，其可在一种型态的机器中遭遇到，该机器具有一支持构造，其中该构造的相对侧上具有向外延伸的曲柄式把手，且该等者是由一使用者达成交替或往复式运动。在这种型态的机器中，其设计是使得该使用者可交替地以某一手臂推而以另一手臂拉，反之也然。
该机器具有可由使用者某一手握持的某一把手。另一选择为，该把手可由使用者以双手握持。在另一变型中，该机器具有可由使用者分别以两手握持的两把手。
在本发明的一较佳型式中，使用者的手臂可一同作用于该把手或该等把手上，来抵抗该阻力。
「一同作用」的语词意欲包括一种使用者的臂的运动。藉此，使用者的两手臂可藉由大致互相相同的方式、且大体上同时地运动。是以，两手臂可同时抵抗该阻力。这可对比于譬如在先前提及的脚踏车式机器上遭遇到的运动型态，其中使用者的手臂是藉某一手臂拉而另一手臂推、且反之也然的交替方式，来实施一踏板式运动。
当由该把手移动该输入点、也即使用者作用于该把手上时，该输入点将可沿着一路径运动，其中该路径可形成为具有任何适当形状的一封闭回路、或可为动态地变化者。然而，最好将该运动路径定义且形成为一圆形封闭回路。
该输入点的运动路径较佳地是位于一大致垂直面中。但该运动路径可能位于一大致水平面、或一倾斜面中、或着该运动路径可呈非平面者。譬如，倘若该输入点是相对于可向上延伸的该支持构造作侧向运动，则即使一运动路径是形成为一封闭回路，该路径仍可不位于一平面中，而依循一回旋式三维路径。
尽管如此，该运动路径最好位于一垂直面中，以允许使用者站立于远离该支持构造的该平面某一侧边处，且邻接该平面，这种特征将使该使用者可能完全且自由地运动，且许多身体部位皆可自该机器获致最大益处。
为了使得使用者的两手臂可一同作用于该把手上，必须调整该运动机的尺寸、及将其构成为，任何组件皆不致与该使用者身体干涉。为了达成此目的，该支持构造较佳地是向上延伸，且该把手仅位于支持构造的某一侧边上。
该支持构造可包括一基座，其可连附至地板，以当使用该运动机时保持其稳定。
在一变形配置中，该支持构造包括多个结构件，藉此可将该支持构造连附至一墙壁，以当使用该运动机时保持其稳定。
然而，在一较佳具体实施例中，该运动机包括一基座，其连附至该支持构造的一下方末端，且提供可由使用者站立于其上的一平台，使得该使用者的重量可在使用该运动机时保持该机器稳定。
介于该输入点与该输出点之间的该驱动构件长度是可整调，以改变长度L。
可调整该驱动构件来抵抗譬如一活塞与汽缸配置、一弹簧、例如一橡胶带或相似者之一弹性构件、一蜗杆式装置、及其他者。使用其本身可调整来提供一可变偏压力的一偏压构件，将允许该输入点沿着一可变形状路径运动。可能利用譬如一自动化控制致动器或马达等控制构件，来调整该驱动构件的长度，以提供该机器操作特征一受控制的变化。
另一方面，可依据需求来调整该驱动构件，以设定具有一既定长度的距离L，且可利用一可释放式扣结件，一旦业已调整完成时，该扣结件即可作用于该驱动构件上，以防止距离L在使用该运动机期间改变。
可藉由该把手，而使该驱动构件环绕着该输出点旋转。
该把手可呈现多个不同型式。在本发明的某一实例中，该把手包括提供使用者双手使用的多个手柄，该等手柄是定位成，使该双手可在握持该等手柄时，围绕着一共同轴线，其中该轴线是横向对着该输入点运动路径。在本发明的一型式中，该等手柄较佳地是以侧边对侧边地并列定位，且该把手可譬如包括一长形转轴，其具有足够长度以确保互相邻接的该转轴多个部分，能够定义出可提供使用者双手使用的手柄。
可定义出该把手的转轴，是自该运动构件输入点处起延伸，且可环绕着以该输入点为中心的一轴线旋转。尽管另一选择、或附加地也可能在该转轴上提供多个可旋转式手柄，使得该等手柄可由一使用者操作，而在该驱动构件运动期间环绕着该转轴旋转。
在本发明的一不同型式中，该把手包括提供该使用者双手使用的多个手柄，其定位于一输入轴线的各相对侧上，且该输入轴线是横向对着该输入点运动路径且延伸通过该输入点。这种配置允许使用者面对着一平面，且该平面是在使用该运动机期间，该输入点运动所在的平面、即封闭回路所在者。在这种配置中，可将使用者自先前述及之把手配置中、由使用者所占据的位置，有效地旋转90°。
在后者的把手配置中，使用者又可一同、但以一圆形型态运动来使用双手臂，其中该运动是在使用该运动机期间横向对着该使用者身体、且位于其前方。
可提供一单一机器不同的把手，且一使用者可依需求，而对不同的运动型态选择一把手型态。
该等把手可在使用期间，允许该等手柄相对于该输入轴线的方位变化。这种特征可在使用期间、也即造成该输入点环绕着该输出点而沿着一运动路径旋转时，使施加于一使用者双手及手臂上的紧张状态减小。譬如，可经由一万向接头、一球关节、一弹簧或橡胶连接器、或允许该等手柄与该输入点之间作相对枢接式运动但仍允许将一驱动力自该等手柄施加至该输入点的任何相似装置，而将该把手或该等手柄连接至该输入点。
该路径可具有高于一地面参考水平面一距离X的一最高点、及高于该地面参考水平面一距离Y的一最低点，且X≥Y，其中该地面参考水平面是由使用者站于其上者。藉由调整距离L，可能使X大致地大于2Y。
当该把手运动而使该输入点沿着该路径运动时，藉由调整X与Y的比例，将使一使用者必须弯曲且向上伸展的程度将得以大幅改变。
如上所述，该支持构造可呈现多个不同型式。然而，为了使该支持构造达成一紧凑模态以方便贮存及输运，该支持构造最好具有至少两向上延伸的倾斜支架，其中该阻抗总成是安装至该等支架，且较佳地是安装至其上方末端。
可利用一基座，其是与该等支架的下方末端互相连接且形成为可由使用者站立于其上的一平台。
该等支架可互相朝对方作枢接式运动，以方便贮存及输运，且可互相远离而将该机器置放呈一动模态。该基座可包括以枢接式互相连接的多个平板，其可与该等支架一同以一相对应方式运动。
该输出点可位于该等支架上方末端附近，且该阻抗总成可包括一飞轮，其该飞轮可环绕着延伸通过该输出点的一轴线旋转。另一选择为，该运动机可包括一驱动装置，其可连接至该输出点、且将运动转移至该飞轮。该驱动装置可包括一齿轮箱或齿轮系、一皮带与皮带轮系统、或任何可使该飞轮旋转速度相关于该输出点旋转速度达成一需求比例的相似驱动转移系统。如此将可使该阻抗总成所产生、且使用者所抵抗的力量增加。
在本发明的一较佳实例中，该输入点的运动路径是呈一圆形。且该驱动装置可使该飞轮旋转速度与该输出点旋转速度的比例大于20。由实验及试误法可发现到，这种比例譬如为25等更高数值，将因其可允许该飞轮具有譬如5公斤(12.5英磅)等级之一相对较小重量、但仍可提供一使用者足够阻力，而特别有效，其中该使用者可使该输入点以一舒适的速度、且沿着既定路径运动。明确地，由上述比例所给定的输出点旋转速度对飞轮旋转速度的比例、及尤其可由距离L获致的机械利益，将有助于决定可产生出且供应至该驱动构件的阻力。该飞轮所产生的动量、与该运动机整体的大小尺寸及重量之间可取得一妥协，其中该动量有助于提供该把手一平顺运动而减小「死点」效应，且这种特征(即平顺运动)通常将随着该飞轮重量增加而更为显着。
可藉由作用于该飞轮上且可调整的一刹车器来改变该阻力，以施加可限制该飞轮旋转运动的一可调整式刹车力。
该刹车器本质上为一皮带式刹车器、一摩擦式刹车器、一电磁式刹车器、或任何等效组件。本发明在这方面并无限制。可藉由适当的控制电子元件等来自动地控制该刹车器，以改变该刹车力来适应譬如一动态式样的使用者。因此，可能以一受控制的方式来改变该输入点的运动路径及阻力。
倘若可由该把手将驱动力传输至该阻抗总成，且无法反向实施，则需要使该运动机在该把手与该阻抗总成之间包括一单向驱动装置。可切换或操作该驱动装置，以改变方向(一旋转指向)，其中该驱动力是以该把手传输至该阻抗总成者。
该单向驱动装置本质上为一棘轮装置，但可使用任何等效装置。本发明在这方面并无限制。
然而，倘若该把手是永久性地连接至该飞轮、也即未使用任何单向装置，则可当该飞轮动量驱动该把手通过发生于该运动路径极端处的死点时，获致一平顺、连绵型态的动作，且需要使用者经由该把手提供一连续的输入力量。但是，无可避免地必须谨慎地使该阻力、该飞轮重量、该把手运动半径、及该把手旋转速度与该飞轮旋转速度的关系等互相相关，来确保该把手抵抗一量值足够大的阻力，而藉一稳定、且不致太快而使一使用者不平衡的速度运动，以提供一安全且有效的训练。
在本发明的一较佳型式中，该运动机包括一基座，其可在使用时提供一平台给予一使用者；一支持构造，自该基座向上延伸；一驱动构件，具有一输入点及可连接至该支持构造的一输出点；一阻抗总成，可连接至该输出点；一把手，连接至该输入点，使得该平台的一使用者可由双手紧握该把手，且抵抗该阻抗总成产生的力量来环绕该输出点转动该把手。
该驱动构件具有可调整的有效长度，以改变该输入点与该输出点之间的距离，且其中该驱动构件可环绕着贯穿该输出点的一轴线旋转。又，该阻抗总成包括可藉由该驱动构件的旋转运动而得转动的一飞轮、一驱动装置可连接于该输出点与该飞轮之间，以在一适当的机械旋转下，将驱动力转移至该飞轮。
该支持构造包括可互相相对地作枢接式运动的多个向上延伸支架，且该基座包括可连接至该等支架下方末端的多个平板。该阻抗总成可连附到至少一该等支架，且该基座可定位于该等支架的一侧边上，使得该基座上的一使用者将与该支持构造并排地、而不致如先前提及的脚踏车式手臂运动机一般地「跨立」支持构造。


下面参考附图，藉实例来进一步说明本发明，其中图1是依据本发明一种型式的运动机的侧视图；图2是显示两个大致相同于图1所示者的机器，在不同组合状态下的使用视图；图3、图4、图5及图6分别为依据本发明另一型式的运动机的侧视图、端视图、俯视图及透视图；图7至10分别对应于图3至6，示出处于一折叠或贮存模态下的图3至6中的机器；图11示出依据本发明的另一运动机；图12至16示出在使用本发明的运动机时，对一使用者手部所依循的一旋转路径作调整的不同方法；图17至23示出可配合本发明机器使用的不同把手；图24及25示出使用中的两种把手；图26及27示出分别固定至一地板与一墙壁的依据本发明的一机器；图28至30示出本发明运动机的不同配置；及图31是自一末端示出组合使用的两机器，且每一机器皆属于图3至6中所示的型式者。
元件符号简单说明10、80、90...运动机10...第一机器10A...第二机器12...基板14...向上延伸支持柱18...驱动轴20、22、36、38、113、184...轴承24、24A...驱动皮带轮
26、40...斜齿轮28、28A...曲柄式构件30...短转轴30A...轴线32...控制杆34、34A、34X、130、130C、130J、130M、224...把手42...棘轮50...止推轴承52、112...转轴54、110...飞轮58...皮带轮、被驱动皮带轮56...轴承、转轴60、162、164C...皮带轮62、62A...皮带66...刹车器、磁性刹车器70...外罩、平台84...间隙90A、90F、90G...机器92...支持构造94、96...支架94A、96A...倾斜支架98...上方末端99...外壳100...基座、平台100A...基座102、104、106...平板102A、104A、106A...有槽平板107、109...侧向延伸支架
108...枢接点108A、108B...点、枢接点111...小型驱动机构、齿轮驱动机构111A...皮带与皮带轮驱动配置114...刹车器116...输出轴线、输出点120...驱动构件、驱动配置120B、120C、120K...驱动构件120F...套筒伸缩构件122...中空区段122K、124K...活节式组件124、124A...长形构件124X、124Y...套筒式啮合部件126、222...孔洞128...扣结件130A、130B...把手部130D...第二把手部、把手130F...横向组件130G...短型短转轴130L...转轴130K...杆件132...输入点140...既定路径、封闭回路160...弹簧160A...弹性带160B...活塞与汽缸总成162A相对较小皮带轮162B...较大皮带轮
162C...较小皮带轮164...皮带164A...第二皮带164B...较大皮带轮166...螺钉168...柄部170...沟槽176、178、186、188...手柄部176A、176B...手柄179...扣合式扣结件180...轴线181...轴承外壳182...接头182A...万向接头、接头182B...螺旋弹簧、接头182C、182D...活节式接头、橡胶轴衬190...小型托架194...地板196...结构件198...墙壁200...圆形支持框架202...轮子204...滚轮206...支持框架内表面216...虚拟轴线220...板件230...结合杆232...间隙
X...最大高度Y...最小高度D...距离L...固定长度L’...驱动构件有效长度具体实施方式
图1显示依据本发明第一型式的一运动机10的附图。
机器10包括一基板12’，其是安装至一向上延伸支持柱14，且该支持柱具有一驱动轴18，而该驱动轴是在其相对末端处附近，分别安装至轴承20与22。一较大的驱动皮带轮24固定至该驱动轴，且位于轴承20的略微上方处。
一斜齿轮26固定至该驱动轴18的一上方末端。
包括有一短转轴30、一控制杆32、及一把手34的一曲柄式构件28，是固定至支持柱14的一上方末端。水平延伸的该短转轴是安装至轴承36及38，且定心于可定义一输出点的一轴线30A上，其中该输出点是用于连接至该机器中一驱动配置的组件。可与齿轮26配合的一斜齿轮40是固定至该短转轴。在介于斜齿轮40与轴承38之间的一位置处装设有性质上为一棘轮42的一选用单向驱动机构。这种配置是使旋转式驱动可仅单方向地由控制杆32转移至齿轮40，而无法由齿轮40转移至控制杆32。倘若有使用该机构，则可经由切换该机构来改变该控制杆与该齿轮之间的驱动转移方向。
把手34可沿着控制杆32的长度运动、或者可相对于短转轴30来调整控制杆32，因此可相对于该轴，将把手34的位置调整至虚线35所示的一选定位置。
一止推轴承50安装至该基板。一转轴52自该止推轴承向上延伸，且一飞轮54安装至该转轴上。转轴52的上方末端处是由一轴承56支持着。
一皮带轮58在该飞轮上表面上方、轴承56下方处安装至该转轴。一皮带62将驱动皮带轮24连结至皮带轮58。
一刹车器66与飞轮54啮合。该刹车器可调整成以较大或较小程度来抑制飞轮54环绕着转轴的旋转运动。在本实例中，该刹车器是一种现有技术中所熟知的磁性装置。可运用譬如啮合该飞轮的一皮带、支承该飞轮轮缘的一摩擦滚轮、一电磁式刹车器、或相似者等任何其他型态的刹车器。本发明在这方面并无限制。
一外罩70压盖于该飞轮及皮带轮24上方，且提供一平台，以使在此未示出的一使用者可在使用该运动机时站立于其上。当使用该机器时，该使用者的重量将提供为一压载物、或稳定效应，以辅助该机器保持稳定。
可藉由不同方式来使用运动机10。在一种使用型式中，构成为该机器一输入点的把手34足够长，使得站立于该外罩上的一使用者可藉两手互相相邻地紧握把手34。转轴30高于平台70的高度及控制杆32(介于该把手与该转轴之间者)的长度，使得该使用者在环绕着转轴30转动该控制杆时，于某些阶段中必须弯曲膝盖，且接着再将手臂由一下方位置运动至一上方位置。当控制杆32转动时，旋转式驱动将传递至驱动轴18，且再由驱动皮带轮24及皮带62将驱动力传递至被驱动皮带轮58。因此，可使该飞轮抵抗磁性刹车器66所施加的一刹车效应而转动。可依据需求来调整该刹车器，以对该飞轮的旋转运动提供或多或少的阻抗。在驱动配置中，自转轴30起以至飞轮54的各齿轮及皮带的比例，可决定该把手与该飞轮之间的机械利益，且该机械利益可为辅助设定待生成阻力的一因数。
该运动机使该使用者在转动该把手时，至少锻练其腿部、其臂部、及其上半身。
在一发明变型中，站立于平台70上的使用者以其双手紧握把手34，且同时面对着柱体14、而背向对着与转轴30呈一直角的一方向，如同前述的使用模态一般。该使用者是以其双手一同运动，来转动把手34，且伴随着一蹲下与立起型态的身体动作。
在每一使用模态下，由把手34形成的输入点运动路径是位于一水平面中的一圆形封闭回路，而该使用者是定位成邻接该平面且面朝向大体上平行于该平面的一方向、或着定位成面对着该平面，其中这种方位是在使用一脚踏车式机器时所无法显现者。
图2示出一运动机80，其包括组合的一第一机器10及一第二机器10A，其中该第一机器具有已结合图1来说明的型式，及该第二机器基本上与第一机器10相同，但直立于一支持柱16上。第二机器10A相同于第一机器10组件的组件皆不再赘述，且以相同的参考标记加下标「A」。
尽管第二机器10A可具有分离的飞轮，然而本实例中仅使用一个飞轮，且第二机器10A的输出驱动力是藉由在轴承56下方处安装至转轴52的一皮带轮60、以及将一驱动皮带轮24A连结至皮带轮60的一皮带62A，而得以连接至飞轮54。
可利用虚轮廓线所示的一连接器82，将把手34直接连结至一把手34A。这意味着构件28与28A将可一同运动。
倘若把手34与34A并非直接连接，则该等把手之间的角分离可变动成0°与180°之间的任何适当程度。图2显示(以虚线表示的把手34A)分离大约180°的该等把手，其中一使用者将占据该等把手间的一间隙84。再一次指出，每一输入点的运动路径(由每一把手定义者)是平行于该使用者所面对的方向。
图3至图6是分别以侧视、端视、俯视、与透视来图示依据本发明另一型式的一运动机90。
该机器包括呈现出长形、倾斜、向上延伸支架94及96型式的支持构造92，该两者是直接地、或藉由譬如一飞轮外壳99等中间构造而在多个上方末端98处，以枢接式连接，以允许该等支架在正常情况下，藉枢接式运动而互相靠近与分离。
该机器包括一基座100，其可静置于地面上，且当使用时，可提供未示出的一使用者，能够在使用该机器时站立于其上的一平台。在本实例中，基座100包括三个平板102、104、及106，该等平板可于点108A与108B处以枢接式互相连接成一平面式阵列。该基座是固定至支架94与96、以及拉条的下方末端。
设于一外壳99内之一小型飞轮110，是在多个支架98上方末端附近安装至该支持构造。该飞轮是由直接固定至转轴112之一小型驱动机构111所驱动，且该转轴的多个末端是收容于多个轴承113中，其中该等轴承是紧固至支架94与96的上方末端。该飞轮比较小型，大约为5公斤。业已经由试误法及实验发现到，这种型态的飞轮在后面所述的方式运用时，将能够提供足够的阻抗及一需求等级的动量，但同时不致过度苯重或庞大，而允许将该飞轮安装至该等支架上的方末端，因此适合于本发明的目的。
一刹车器114用于提供一受控制的抑制力，以阻碍该飞轮的自由运动。刹车器114可譬如为一磁性、或一电磁式刹车器等技术领域中已知的任何适当型式者，因此将不再赘述该刹车器。藉由朝某一方向调整该刹车器，即可将一更大抑制力施加于该飞轮上，以阻碍该飞轮的自由运动，且可藉由朝一相对方向调整该刹车器，而使阻碍该飞轮运动的抑制力减小。
转轴112是定义出用于一驱动构件120的一输出点或输出轴116，且该驱动构件是固定至该转轴的一突出末端。
驱动构件120包括呈矩形尺寸的一中空区段122，其是固定至转轴112的一突出末端，且该突出末端是朝向基座110延伸，以及具有矩形剖面的一长形构件124，其是与中空区段122之内部形状互补，且以可滑动方式设于该中空区段内侧。
构件124在沿着一侧边的多个互相间隔位置处，形成有多个孔洞126，且固定至中空区段122的一扣结件128可与一选定的孔洞相啮合，以改变驱动构件120的有效长度L。
一把手130是固定至构件124的一外侧末端，而该末端也可作为驱动构件120的一输入点132。该把手是相对于构件124横向地延伸，使其可覆盖一部分基座100。
该运动机组件相对于该基座的配置及方位，是使得一使用者可站立于基座100上，且能够以双手紧握把手130，其中每一手皆可环绕该把手的一手柄部、也即环绕着大体上与构件124延伸方向夹一直角的一轴线弯曲。
该使用者可环绕着转轴112所在的轴线转动该把手。在使用时且转动期间，可根据驱动构件120的有效长度来驱迫一较大或较小的程度，以使其膝盖弯曲及接着使腿部伸直，且向上伸直手臂，而得以完成把手130环绕着转轴112所在的轴线的转动运动。
把手130是与此中称作驱动构件120输入点132者对正。该输入点是一使用者将力量或力气输入至该运动机中的一点，且其是旋转出位于一大致垂直面中的一封闭圆形路径。在上述的使用模态下，该使用者是站立于该封闭路径旁，且大体上面朝向平行于该旋转平面的一方向。该驱动配置具有一输出点116，其是与轴112对正，且该使用者所生成的力量将转移至该飞轮。该飞轮可抵抗其惯性所生成的一阻力、摩擦力、及相似者等而转动。然而，主要的运动阻抗是由上述中已提到的可调整式刹车器114所生成。
在使用该机器期间，站立于基座100上的使用者的重量是用于稳定该运动机。对于可在使用该机器期间、且特别当大力地转动该把手时，生成于该机器上的大力量而言，该稳定是一重要因素。
也可藉由已结合图1作说明的一方式，来使用该机器，其中一使用者可面对着该飞轮及该输入点转动所在的平面、且基本上面朝着转轴112纵向方向地站立，及以双手紧握把手130，以及利用结合一相对应曲腿与伸长腿动作的一摇动或摆动式运动来转动该把手，其中该动作的程度是由该输出点高于该平台的高度、及该输入点与该输出点之间的控制杆长度决定。
图3是显示以虚轮廓线描述的既定路径140，在使用该机器期间，输入点132即可沿着该路径运动。在本实例中，该路径是呈圆形，且由具有一固定长度(L)的驱动构件120在使用该机器期间形成。在后面的描述中将发现到，其并非必须为圆形，而可为能够自动地、或反应该使用者的运动动作来动态地改变的一外型。
为了由该机器取得最大益处，驱动构件120的长度应足够大，以确保该使用者必须在转动构件120期间弯曲膝盖且接着伸直腿部、以及举起手臂。由使用者以左手臂与右手臂交替地施加力量至一阻抗装置上的一「脚踏车式」运动机，将无法达成这种型态的动作。在这种型态的机器中，一支持构造通常是定位于两曲柄之间，而该两曲柄分别由该使用者以左手与右手紧握，且使该使用者的身体靠近该支持构造。明显地，每一曲柄的最大长度皆具有一固有限制。然而，在本发明的运动机中，藉由将该驱动配置移动至该支持构造某一侧，则可能增加驱动的长度，以允许至少两种合成运动，其中每一运动皆可造成使用者以一有氧方式同时运动手臂、驱干、腰部、及腿部。
此处提及的脚踏车式机器并未包括支持构造。然而，在本发明的机器中，使用者的重量可构成一压载物，其与该基座的悬臂式配置及该支持构造连结后，将允许该使用者站立于该机器旁，且以双臂一同沿相同方向施加力量。
图3是显示既定路径140具有在基座100所形成的一平台上方的一最大高度X，及在该平台上方、位于该把手冲程一最低部处的一最小高度Y。该输出点是高于该平台一距离D，且X＝D+L及Y＝D-L。当X与Y之比大于或等于2时，即可实现本发明的一特优型式。再一次指出，请考虑该输出点高于该平台的高度D，其典型地为1400毫米(55英寸)等级，而本技术领域中已知的脚踏车式运动机将无法达到这种等级的相对运动。
图7至10是分别相对应于图3至6，且显示出以折叠或一紧凑模式来达成收纳或运输的运动机90。支架94与96是以枢接式互相接近地旋转，且平板102、104、及106是环绕着各自的枢接点108而互相相对地作铰链式转动，以提供一紧凑结构。倘若必要时，可由中空区段122拆解构件124及把手130，而有助于收纳。如此将允许以譬如后面所述的型式者等不同的把手，来配合该机器使用。
附图中是以虚轮廓线概略地显示齿轮驱动机构111，且该机构是使该飞轮的旋转速度至少为该输出点的轴旋转速度的20倍。因此，把手130是以大致低于该飞轮旋转速度的一速度转动。另一方面，该飞轮的运动是如上述者由刹车器114抑制。这种型式的配置所造成的机械利益，可使该飞轮的大小尺寸如上述者大幅地缩小至典型地达5公斤、或甚至更低等级的一重量。机构111可包括一适当齿轮箱、一皮带驱动装置、或任何其他合适的结构。
图11是显示相似于机器90的一机器90A，因此不再赘述。并且，相同的参考标记是指示相同组件。可使用相似于此后所述型式者的一皮带与皮带轮驱动配置111A来转动飞轮110。基座100A包括三个有槽平板102A、104A、及106A，其分别在倾斜支架94A与96A的下方末端处固定至侧向延伸支架107与109。该等平板可运动成图11中所示的平面方位，及相似于图9中所示的一折叠配置，但枢接点108A与108B皆因该等平板紧邻端处的连锁结构件，而不致向下运动至图11者的下方，这种特征将有助于在使用时稳定该机器。
图12是显示一驱动构件12A，其包括由两个套筒式啮合部件124X及124Y形成的一长形构件124A。该等部件是由定位于部件124X内侧的一弹簧160而接合。在本实例中，转轴112是安装至一皮带轮162，且驱动力是藉由啮合着该皮带轮的一皮带164而转移至一阻抗总成。该弹簧倾向将构件124Y拉入构件124X中，且输入点132运动所遵循的路径半径将因此减少。然而，当该等把手的旋转速度增高时，既定的运动路径半径将尤其以使用者运动的气力及力量所影响的一动态式样来增大。
图13显示一驱动构件120B，其相似于图11中所示者，除了弹簧160已由一弹性带160A取代以外。
图14显示一驱动构件120C，其中一活塞与汽缸总成160B是取代弹簧160。该总成是双动作，其可产生出倾向限制活塞进、与出汽缸运动两者的力量。
另一可能性是使用本质上为一蜗杆驱动的一长形螺杆与螺帽配置，以改变该构件的长度。当利用一小型马达来使螺帽沿着螺杆运动时，将得以动态地、或甚至自动地达成。
明显地，在使用该机器期间，可藉由图12至14中所示的结构，来动态地改变一飞轮转动时所需的力量，而无需停止及调整驱动构件120的长度。在每一情况下，该输入点皆沿着可动态地变化的一路径运动，且形成位于垂直面中的一可变形状封闭回路。
图15是显示用于将驱动构件120设定于一固定长度的一结构，其与结合图3至4描述者相似，其中一构件124可运动入一中空区段122中、或自该处运动出，且该中空区段是安装至一转轴112。当处于一选定长度时，可藉由将一扣结件128上的一销啮合件124中的一相对应孔洞126，以使构件122与124互相固定。
转轴112是安装至一皮带轮162，该皮带轮可藉由一皮带164而将旋转式驱动传输至未显示出的一阻抗总成。
图16显示等效于图15配置的一机械设备，其可提供连续、而非步阶式地调整长度L、也即输入点132与输出点116之间的距离。一螺钉166包括一柄部168，其可延伸通过一中空区段122中的一沟槽170。该柄部可与构件124中的一互补孔洞作螺纹式啮合。当构件124位于相对于中空区段122的一选定位置时，即可锁紧该螺钉，以使该等组件互相固定。
图17至19示出可配合本发明机器使用的不同把手结构。在图17中，呈现一长形轴的一把手130是固定至构件124。该把手具有互相并排的至少两手柄部176及178，以允许一使用者以其双手互相邻接紧握该把手，且每一手皆环绕该转轴所在的一轴线180卷绕，且该轴线是延伸通过输入点132，而该输入点将在运动时形成一预定的路径或封闭回路140。轴线180是与路径140所在的一平面呈大致一直角。
图18示出一结构，其中一把手部130A是经由本质上为一万向接头的一挠性接头182而安装至一把手部130B，且把手部130B是固定不动地固定至长形构件124。明显地，把手部130A可在使用该运动机期间，相对于固定式把手部130B作一或大或小程度的运动。把手部130A将提供足够空间，来设置可由一使用者双手使用的两手柄部176及178。也可能移除把手部130B且将接头182直接地连接至构件124，如虚线124A所示者。
图19示出也为复合式结构的一把手130C。把手130C包括自长形构件124起延伸的一固定式把手部130B。一第二把手部130D是连接至把手部130B。把手部130D包括可藉由一轴承184而固定至一短型短转轴130G的一横向组件130F，该短转轴接着又固定不动地、或藉由一万向连接器182而固定至把手部130B，其中该万向连接器可允许组件130F相对于把手部130B以枢接式运动一受限制的程度。该轴承将允许组件130F环绕着通过输入点128的轴线180转动。
图19中所示的把手配置是意欲由站立于平台100上、大体上面朝向与轴线180大致平行的一方向的一人员使用。组件130F具有可分别由该使用者左手与右手使用的两手柄部186与188。该使用者可将旋转式驱动力传输至构件124，但该使用者是面对着既定路径140所在的平面。又，该使用者必须根据构件124的有效半径或长度来或大或小程度地弯曲与伸直腿部。然而，使用者身体所需的运动型态，将与使用图17中所示的一把手配置型态时所需的运动者显着不同。尽管手臂在利用图19配置时也一同运动，但使用者必须在该把手转动时向来回摇摆身体上部，且向上与向下伸展。
图20是显示呈现Z型的一把手130J，其具有互相平行、且藉由呈现为一杆件130K的一交叉件而相接合的手柄176A与176B。以可拆卸且可转动方式安装至一输入点(未显示)的一转轴130L是藉由一万向接头182A而连结至交叉杆130K的一中心点，如此将允许把手130J以相对于该转轴的一枢接式动作来运动，而减少使用者的手臂及手部在使用该机器时所承受的紧张或压力。
图21示出，把手130J可藉由强力螺旋弹簧182B而连结至转轴130L，其中该螺旋弹簧是位于可贯穿该交叉杆的一中心线上且赋予与万向接头182所提供者相似的一挠性度。
图22示出，可藉由挠性且强力的一橡胶轴衬182C而连接至该转轴的把手130J，如此将允许该把手在相对于该转轴的所有方向上皆具有挠性。
图23示出一把手130M，其具有以侧边对侧边地并列方向相对正的手柄176B与178B，且该把手是藉由一扣合式扣结件179而以可拆卸式固定至一驱动构件128B。该等手柄可环绕一轴承外壳181转动。
如上所述，可将该机器设计成，使其能够配合任何一种该等把手(或其他合适把手)使用，且在每一情况下，其所配合的特殊把手皆可创造不同的运动特征。
图24示出一运动机，其中一驱动构件120K是由活节式组件122K及124K形成，且该等组件是藉由接头182A及182B而连接至一输出点116，其中该等接头的型式是如同已结合图18作说明者。该使用者可在使用该机器期间，动态地调整该驱动构件的有效长度L’。活节式连接可允许使用者于使用该机器期间，藉由在平台100上移动其足部来改变距离。
图25显示机器，其可在如图19中所示的型态的一把手130D、与如图12及图13中所示的型态的一套筒伸缩构件120F之间，使用活节式接头182C及182D，以将可动态地调整的一驱动力提供至输出点116。
在本发明的一较佳型式中，其中如图3所示的基地台100是形成一平台，以提供一使用者在使用该机器时站立于其上。该使用者的重量将因此而提供充分的稳定度，以在使用期间确保该机器的稳定。然而，并非必须使用这种型态的结构，且在一更永久性的配置中，支持构造92包括可固定至地板94的一小型托架190，如图26所示。图27示出，支持构造92可包括譬如呈一播散板(spreaderplate)或连接杆型式的多个结构件196，藉此即得以利用适当的扣结件，而将该运动机连附至一墙壁198。
明显地，当使用图26及图27所示的结构时，将不可能轻易地拆解该机器来达成贮存或运输。
参考图24至27，也请注意到，可运用一「增速」驱动系统来提高转轴112的旋转速度，且该轴是形成为驱动配置120的输出点。譬如参考图27，转轴112是安装至一皮带轮162，且该皮带轮可经由一皮带164而将驱动力转移至一相对较小皮带轮162。该较小皮带轮将驱动一较大皮带轮162B，且该较大皮带轮又籍由一第二皮带164A而连接至另一较小皮带轮162C。包括有一刹车器114的一飞轮110是固定至支持构造92，且由来自皮带轮164C的一输出轴所驱动。
图28是由侧端来图示一结构，其与已结合图27作说明者相似，除了支撑构造92是自一基座100向上延伸、而该基座是静置于地面上且并未固定至该墙壁者以外。
此中使用的「转轴」或「轴线」一词，意欲包括一实际转轴及轴线，且也可视情况而为一虚拟转轴或轴线。「虚拟转轴或轴线」一辞组意欲涵盖一种旋转运动情况，其中该旋转运动是环绕着一点且该点并未定义出一实体转轴或轴线而仅为一旋转中心。图29及图30是显示出这种型态的配置，其图示出与已结合图28作说明者相似的一运动机，其中支持构造92是支持着一圆形支持框架200。一轮子202是安装于该圆形支持框架内侧，且在多个滚轮204上运行，其中该等滚轮是在互相间隔的多个位置处固定至该轮子。该等滚轮又架骑于一中空导件或轨道内侧、或该支持框架的一内表面上，如虚轮廓线206所示。
一皮带轮162是固定至轮子202上的一中心点处。该皮带轮将驱动一皮带164，且该皮带又接着驱动一较小皮带轮162A，其中该较小皮带轮是安装至一较大皮带轮164B。皮带轮164B是驱动一皮带164A，该皮带将连接至一较小皮带轮164C，而由该较小皮带轮驱动一飞轮110，其中该飞轮是配合有一刹车器114。可看出图29及图30中的配置是与已结合图27作说明者相似，除了架骑于支持框架200内侧的轮子202将藉由提供可定义出驱动构件120输出点的一虚拟轴线216来模拟一固定式轴以外。
在本实例中，该驱动件包括一板件220，其通常是固定至、且覆盖着轮子202，且其可自虚拟轴线216起、在互相间隔的多个间距处形成有众多孔洞222。一把手224可与定义出输入点132的一选定孔洞相啮合。使用者可如同先前者一般地以双手紧握该把手，且使该把手沿着以虚拟轴线26为中心的一既定圆形路径转，其中该虚拟轴线是与输出点116重叠。该飞轮可达成一增速驱动，且可藉由刹车器114将飞轮刹住一需求程度。在其他各方面，该运动机的动作皆与前述者大致相同。
图31是显示一复合式机器，其在许多方面皆与图2中所示者相似，且其基本上为两机器90F与90G的一组合，而每一该等机器皆为图3中所示的机器90相似。每一该等机器皆具有其本身的飞轮。可藉由一结合杆230来接合该等机器的把手130F与130G，或着可移动该等把手以在其间形成可容纳使用者的一间隙232。倘若该等把手并未相接合，则可移动其角度达180°，如虚线所示的把手130G。这种特征已考虑到不同使用类型的使用者。
权利要求
1.一种运动机，包括一支持构造；一阻抗总成，其连接至该支持构造；一驱动构件，其具有可将力量施加至该阻抗总成的一输出点以及与该输出点相间隔一距离的一输入点；以及至少一把手，其在该输入点处作用于该驱动构件上，且一使用者可握持该把手，并以一连续、施加负载方式抵抗该阻抗总成所产生的一阻力来移动该把手。
2.根据权利要求1所述的运动机，其特征在于，具有由该使用者一手握持的一把手。
3.根据权利要求1所述的运动机，其特征在于，该把手是由该使用者以双手握持。
4.根据权利要求1所述的运动机，其特征在于，该使用者的手臂是一同作用于该把手上，来抵抗该组力。
5.根据权利要求1所述的运动机，其特征在于，该输入点会沿着形成为一封闭回路的一路径运动。
6.根据权利要求5所述的运动机，其特征在于，该路径是一既定的圆形路径。
7.根据权利要求5所述的运动机，其特征在于，该封闭回路是位于一大致垂直面中。
8.根据权利要求5所述的运动机，其特征在于，该封闭回路的形状是可动态地变化。
9.根据权利要求1所述的运动机，其特征在于，包括可经由调整来改变该距离L的至少一构件。
10.根据权利要求9所述的运动机，其特征在于，该构件可抵抗一偏压元件来作调整。
11.根据权利要求9所述的运动机，其特征在于，其包括作用于该构件上的一可释放式扣结件，一旦调整该扣结件后，即能防止该距离L变化。
12.根据权利要求9所述的运动机，其特征在于，该构件可由该把手环绕着该输出点旋转。
13.根据权利要求5所述的运动机，其特征在于，该把手包括多个供该使用者双手使用的手柄，该等手柄被定位，使得当该等手握持该等手柄时，该等手可围绕着横向对着该封闭回路的一共同轴线延伸。
14.根据权利要求5所述的运动机，其特征在于，该把手包括多个供该使用者双手使用的手柄，该等手柄定位于一输入轴线的各相对侧上，其中该输入轴线横向对着该封闭回路且延伸贯穿该输入点。
15.根据权利要求14所述的运动机，其特征在于，该等手柄可环绕着该输入点一同旋转。
16.根据权利要求1所述的运动机，其特征在于，该支持构造是向上方延伸，且包括可连附至该地板的一基座，以在使用期间稳定该支持构造。
17.根据权利要求1所述的运动机，其特征在于，该支持构造是向上延伸，且包括多个结构件，使该支持构造可连附至一墙壁，以在使用期间稳定该支持构件机器。
18.根据权利要求1所述的运动机，其特征在于，该支持构造是向上延伸，且其包括一基座，该基座是连附至该支持构造的一下方末端，且对该使用者提供可站立于其上的一平台，使该使用者的重量可在使用期间稳定该支持构造。
19.根据权利要求6所述的运动机，其特征在于，该圆形路径具有高于一地面参考水平面一距离X的一最高点及高于该地面参考水平面一距离Y的一最低点，且其中X≥2Y，其中该地面参考水平面是由该使用者站立于其上者。
20.根据权利要求1所述的运动机，其特征在于，该支持构造具有两向上延伸支架，该阻抗总成是安装于至少其中一该等支架上，且该支持构造包括一基座，其中该基座是与该等支架的下方末端互相连接及形成可由该使用者站立于其上的一平台。
21.根据权利要求20所述的运动机，其特征在于，该等支架是以枢接式运动而互相靠近与远离。
22.根据权利要求20所述的运动机，其特征在于，该基板包括以枢接方式互相连接的多个平板。
23.根据权利要求20所述的运动机，其特征在于，该阻抗总成包括一飞轮，且该飞轮可环绕着位于该等支架上方末端附近的一轴线而旋转。
24.根据权利要求20所述的运动机，其特征在于，该驱动构件是可调整，以改变该距离L。
25.根据权利要求24所述的运动机，其特征在于，该把手包括具有足够长度的一长形转轴，以提供该使用者双手紧握，且该转轴是自该驱动构件横向地延伸。
26.根据权利要求1所述的运动机，其特征在于，包括在该输出点处连接至该驱动构件的一驱动配置，直接或间接地连接至该阻抗总成，及可使该阻抗总成所产生、供应至该驱动构件的力量增大。
27.根据权利要求26所述的运动机，其特征在于，该阻抗总成包括一飞轮，且该输入点可沿着一圆形路径运动，及该驱动配置是使该飞轮旋转速度对该驱动构件围绕着该输入点的旋转速度的比例大于20。
28.根据权利要求1所述的运动机，其特征在于，包括一单向驱动装置，以将力量自该输入点转移至该阻抗总成。
29.根据权利要求1所述的运动机，其特征在于，该阻抗总成包括一飞轮，且其包括作用于该飞轮上又可调整的一刹车器，以施加用于抑制该飞轮运动的一可调整式刹车力。
30.一种根据权利要求1的第一与第二运动机的组合，该等运动机是定位成，使该第一运动机的支持构造与该第二运动机的支持构造相间隔且相对着，其中该第一运动机的把手是位于相对于该第二运动机把手一选定角度的位置处。
31.根据权利要求30所述的运动机，其特征在于，该第一运动机的阻抗总成包括该第二运动机的阻抗总成。
32.根据权利要求30所述的运动机，其特征在于，该等把手是位于相同角度方位，且直接地互相连接。
33.根据权利要求30所述的运动机，其特征在于，该等把手是互相间隔，且在该两者之间形成可容纳一使用者的一间隙，其中该使用者是以一手紧握一把手且以另一手紧握另一把手。
34.一种运动机，包括一基座，在使用时对一使用者提供一平台；一支持构造，自该基座向上延伸；一驱动构件，具有一输入点及一输出点且连接至该支持构造；一阻抗总成，连接至该输出点；以及一把手，连接至该输入点而使该平台上的一使用者可由双手紧握该把手来抵抗该阻抗总成所产生的一阻力，而环绕着该输出点转动该把手。
35.根据权利要求34所述的运动机，其特征在于，该驱动构件具有可调整的有效长度，以改变该输入点与该输出点之间的长度，且该驱动构件可环绕着贯穿该输出点的一轴线旋转，以及该阻抗总成包括可由该驱动构件的旋转运动带动的一飞轮。
36.根据权利要求35所述的运动机，其特征在于，包括作用于该飞轮上、可调整的一刹车器，以施加用于抑制该飞轮旋转运动的一可调整式刹车力。
37.根据权利要求35所述的运动机，其特征在于，包括一单向驱动装置，以将力量自该输入点转移至该阻抗总成。
38.根据权利要求35所述的运动机，其特征在于，该支持构造包括可互相相对地作枢接式运动的多个向上延伸支架，且该基座包括可连接至该等支架下方末端的多个平板。
39.根据权利要求38所述的运动机，其特征在于，该阻抗总成是安装于至少一该等支架。
40.根据权利要求35所述的运动机，其特征在于，包括设于该输出点与该飞轮之间的一驱动配置，以相对于该驱动构件的旋转速度来提高该飞轮的旋转速度。
41.一种运动机，包括一支持构造；一阻抗总成，连接至该支持构造；一驱动构件，具有可将力量施加至该阻抗总成的一输出点、与该输出点相间隔的一输入点；及至少一把手，在该输入点处作用于该驱动构件上，且一使用者可握持该把手并抵抗该阻抗总成所产生的一阻力来移动该把手，该输入点可沿着形成为一封闭回路的一路径运动，该路径具有高于一地面参考水平面一距离X的一最高点及高于该地面参考水平面一距离Y的一最低点，且其中X≥2Y。
42.一种运动机，包括一支持构造；一阻抗总成，连接至该支持构造；一驱动构件；具有可将力量施加至该阻抗总成的一输出点、与该输出点相间隔的一输入点；及一把手，在该输入点处作用于该驱动构件上，且一使用者可握持该把手并以该使用者手臂一同抵抗该阻抗总成所产生的一阻力来移动该把手。
43.一种运动机，包括一支持构造；一阻抗总成，连接至该支持构造；一驱动构件，具有可将力量施加至该阻抗总成的一输出点、与该输出点相间隔的一输入点，至少一把手，在该输入点处作用于该驱动构件上，且一使用者可握持该把手并抵抗该阻抗总成所产生的一阻力来移动该把手；及一基座，该基座是连附至该支持构造的一下方末端，且提供该使用者可站立于其上的一平台，使该使用者的重量得在该把手运动期间稳定该支持构造。
44.一种运动机，包括一支持构造；一阻抗总成，连接至该支持构造，包括一支持构造；一阻抗总成，连接至该支持构造；一驱动构件，具有可将力量施加至该阻抗总成的一输出点、与该输出点相间隔的一输入点；及至少一把手，在该输入点处作用于该驱动构件上，且一使用者可握持该把手并抵抗总成所产生的一阻力来移动该把手，该输入点可沿着位于一大致垂直面中的一路径运动，该把手是定位成，可由一使用者以至少其中一种以下的各位置予以握持，即该使用者邻接该路径且大体上面对着与该平面大致平行的一方向的一位置。
45.一种用于将力量输入至一运动机的把手结构，包括一交叉件、设于通过该交叉件的一中心线上的一枢接式可运动接头、及设于或连接至该交叉件且位在该中心线相对侧边上的第一与第二手柄。
46.根据权利要求45所述的运动机，其特征在于，包括定位于该中心线上的一连接器，使至少交叉件可环绕着该中心线旋转。
全文摘要
一种运动机，包括一支持构造；一阻抗总成，其连接至该支持构造；一驱动构件，其具有可将力量施加至该阻抗总成的一输出点以及与该输出点相间隔一距离的一输入点；以及至少一把手，其在该输入点处作用于该驱动构件上，且一使用者可握持该把手，并以一连续、施加负载方式抵抗该阻抗总成所产生的一阻力来移动该把手。
文档编号A63B22/06GK1708333SQ03800742
公开日2005年12月14日 申请日期2003年7月1日 优先权日2002年7月3日
发明者威廉·约翰尼斯·范·斯特 申请人:格林豪塞国际有限公司