具有踏板的健身装置的制作方法

专利名称：具有踏板的健身装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及健身装置领域，特别涉及一种包括带有移动表面的互连踏板的健身装置。本发明还涉及各种踏板互连机构、踏板阻尼机构以及踏板往复运动增强机构。
背景技术：
经常锻炼对于健康的益处是众所周知道。过去一段时间已经研发了很多有助于健身的不同类型的健身设备，这些设备各具有特色。许多成功的健身设备类别的例子包括脚踏车和爬梯机。一种常规的脚踏车通常包括连续环带，其设有使用者可在上面步行、慢步或者跑步的移动表面。常规的爬梯机通常包括一对适于上下转动的连杆，从而提供一对使用者可站立在上面并上下用力而模拟攀爬一段楼梯的表面或踏板。
本发明的不同实施例和方面涉及一种健身机，其设有并排的移动表面，这些表面可转动地支撑在一端并适于在相对端上下转动。根据本发明的一种装置，两个转动运动表面的设置方式确保提供使用脚踏车的一些或全部健身益处以及使用爬梯机的一些和全部健身优点。一种符合本发明多个方面的健身机构能够提供不会单独由脚踏车或爬梯机构认识到的其它健身优点。
发明概述本发明的一个方面涉及一种健身装置，其包括包括第一运动表面的第一单臂踏板组件以及包括第二运动表面的第二单臂踏板组件。在一种方案中，运动表面为支承踏板台板上的踏板皮带，其中，所述踏板台板位于每一踏板组件上的前辊与可以是每一踏板组件上的特殊后辊或用于两个踏板组件的单一后辊的后辊之间。每一踏板组件的单臂结构以悬臂方式支承多个台板支承件。踏板台板和皮带支承在台板支承件上。采用单臂组件，可以非常接近地定位每一踏板组件的踏板皮带。
本发明的另一方面涉及一种健身装置，该装置包括第一踏板组件和第二踏板组件，所述第一踏板组件可以是或不是单臂组件并且其包括第一运动表面，所述第二踏板组件可以是或不是单臂组件并且其包括第二运动表面。在踏板组件之间结合一液压阻力构件以阻止上下绕枢轴的转动。液压阻力构件可包括一个或多个活塞-缸装置，这些装置可操纵地与踏板结合和/或可操纵地与连接踏板组件的互连构件相结合。
下面，参照附图对本发明的各种其它方面进行详细说明。
附图的简要说明下面，将参照附图进行详细说明，其中，相同的数字标号表示相同的元件，其中

图1是一种根据本发明多个方面的健身装置的一个实施例的等角视图；图2是图1所示的健身装置的前等角视图；图3是图1所示的健身装置的底部等角视图；图4是图2所示的健身装置的左侧视图；图5是图2所示的健身装置的右侧视图6是图2所示的健身装置的顶视图；图7是图2所示的健身装置的正视图；图8是图2所示的健身装置的后视图；图9是沿图2所示的健身装置的底视图；图10是图1所示的健身装置的等角视图，其中，为了更好地显示下面的构件而除去了立柱、装饰性面板、踩踏皮带和其它部件；图11是与图10相似的等角视图，其中，为了更好地显示下面的构件而除去了踩踏皮带和其它部件；图12是沿图7的线12-12所示的剖面图；图13是沿图4的线13-13所示的剖面图；图14为左侧踏板和左前辊的前部的特写等角视图；图15是特别说明皮带调节组件的右侧踏板的前部的特写等角视图；图16是沿图10中的线16-16所示的剖视图；图17是沿图10中的线17-17所示的剖视图；图18是皮带调节组件的分解视图；图19A是角度调节板的顶视图；图19B是图19A中的角度调节板的正视图；图19C是图19A中的角度调节板的侧视图；图20是沿图4中的线20-20所示的剖视图；图21是沿图4中的线21-21所示的剖视图；图22是沿图21中的线22-22所示的剖视图；图23为图21的特写透视图；图24是根据本发明的多个方面的后辊组件的分解视图；图25是沿图11中的线25-25所示的剖视图；图26是沿图11中的线26-26所示的剖视图；图27是沿图11中的线27-27所示的剖视图；图28是沿图11中的线27-27所示的剖视图；图29是根据本发明的多个方面的阀组件的示意图；图30是图1中的健身装置的特写后侧等角视图，其中，为了说明互连结构和液压阻力结构而除去了许多部件；图31是与图30相似的后侧等角视图，其中，为了说明互连结构和液压阻力结构而除去了辅助部件；图32是与图31相似的等角视图，其中，为了说明互连结构和液压阻力结构而除去了其它部件；图33是沿图4中的线33-33所示的剖视图；图34是互连结构与其它部件的等角视图；图35A-35E显示了运动通过半个周期的图1的健身装置，其中，右侧踏板从图35A所示的上侧位置运动至图35E所示的下侧位置，同时，左侧踏板材图35A所示的下侧位置运动至图35E所示的上侧位置；图36是图1的健身装置的等角视图，其中，除去了各种部件，从而能够更好地说明处于较高位置处的右侧踏板以及处于较低位置处的左侧踏板；图37是呈图38所示结构的健身装置的正向等角视图；图38是图36所示的健身装置的左视图；图39是图36所示的健身装置的右视图；图40是沿图36中线41-41所示的局部剖视图，但右侧踏板处于下侧位置而不是上侧位置；图41是沿图36的线41-41所示的剖面图；图42为与图40所示方位相关的沿图36的线43-43所示的剖面图；；图43沿图36的线43-43所示的剖面图；图44是图44是活塞-缸的阀阻力构件布置的等角视图；图45是图44是活塞-缸的阀阻力构件布置的侧剖视图；图46是一种健身装置的正视图，这种健身装置具有与互连组件的轴结合的图44的活塞-缸阀布置；图47为图46的健身装置的等角视图；图48为与图47所示的互连组件的轴结合的图44的活塞-缸阀布置结构的特写等角视图；图49为可选择的活塞-阀布置结构的等角剖面图；图50是图49中液压阻力组件的前部等角视图；图51为健身装置的底视图，所述健身装置使用了一种可选择的互连组建和活塞-缸阀阻力结构布置；图52为图51的健身装置的底部等角视图53为图51的健身装置的左侧等角视图；图54为与图53相似的左侧等角视图，其进一步说明了阀组件的内部阀件的示意性视图；图55为强调前侧调节组件的的右侧踏板的前部的局部等角视图；图56为强调台板和护板支承组件的右侧踏板的前部的局部等角视图。
详细说明参见图1，本发明的一种健身装置10的结构可以为使用者提供行走锻炼，跨步锻炼或结合行走和跨步的类似爬山的锻炼。健身装置通常包括两个脚踏板总成12，14(此处称为“踏板”或“踏板总成”)，这两个脚踏板总成可绕枢轴转动地与一机架相连，以便踏板可绕共公轴16或在公共轴的区域中上下转动。每一踏板包括一运动表面，如呈类似脚踏板的皮带18。通常，每一踏板的后部均可转动地支承在机架上，并且，每一踏板的前部以上下往复运动的方式支承。在使用中，使用者将在踏板上行走、慢走或跑步，并且，踏板将会绕公共轴可绕枢轴转动地往复运动。
踏板12，14的设置方式应确保一块踏板的向上运动由另一踏板的向下运动来实现。在某些实施例中，相互连接踏板以便一块踏板的向上或向下转动与另一踏板分别向上或向下的运动相联系。但是，所述往复运动可以随使用者的输入变化，但不随踏板之间的连接结构而变化。在一种方案中，通过互连部件或组件使踏板(12，14)相互连接在一起，以便通过另一踏板的向下/向上运动实现一块踏板的向上/向下运动。另外，本发明的一个装置包括一个阻力构件(或多个阻力构件)，如液压冲击件，其与每一踏板相结合以对踏板的向下运动提供阻力或减震。也可以通过使一个如弹簧这样的恢复件与阻力件一起往复运动来实现一块踏板向上运动而另一块踏板向下运动的往复运动。由脚踏皮带18提供的运动表面和踏板的往复运动(协调或不协调的)的组合能够提供与在松弛表面上攀爬相似的锻炼，如在沙丘上走路、慢跑或跑步，在该处，每次向上和向前的脚的运动均与脚的向后和向下滑动同时发生。通过这种类似攀爬的锻炼方式，将获得非常显著的有益于心血管的效果以及其它健康益处。而且，通过下文说明可以理解，以低冲击方式可获得非常显著的健康益处。本发明的实施例可带有锁定结构，该结构实质上能够阻止转动，以便健身装置10提供一对用于走路、慢跑和跑步的非转动移动表面。
图1显示的健身装置10的实施例并未显示出可以在用于销售的装置中使用的各种保护和装饰性面板。图2为图1所示的健身装置的前等角视图。图3是图1和图2中的健身装置的底部等角视图。图1-9分别显示了图1-3所示的健身装置的左侧、右侧、顶、前、后和底视图。
参见图1-9及其它视图，健身装置包括第一踏板组件12和第二踏板组件14，每个组件均具有前部12A、14A和后部12B、14B。踏板组件的后部可转动地支承在健身装置的后部。踏板组件的前部支承在机架上方并且其并在使用期间能够以基本向上和向下的方式往复运动。也可以在健身装置的前部处可转动地支承踏板，并且将踏板组件的后部支承在机架上方。每个踏板组件均支承了一条环形带或“踩踏皮带”，其转动通过台板20并绕前辊22和后辊24转动，以提供一向前或向后的移动表面。踩踏皮带可以采用常规的脚踏板皮带结构和材料。可选择的是，所述带可以是带有PVC涂层的聚酯纤维。为了润滑，所述带还可以浸渍有硅。这种带由SieglingTM制造。除了踩踏皮带以外，在本发明的实施例还可以提供其它的移动表面。这类移动表面包括多个位于前后辊之间的辊，以及可参考使用的在各种用途中使用的其它辊。
使用者可以面朝踏板组件的前部12A，12B在该装置上进行锻炼(此处称为“向前使用”)或者可以面朝踏板组件的后部12B，14B在该装置上进行锻炼(此处，称为“向后使用”)。此处，根据使用者以向前的常规装置使用方式站在装置上时的视角，使用了术语“前”、“后”和“右”。在任意类型的使用中，虽然使用者可以采用使用者的每只脚接触一个踏板组件的方式在健身装置上行走、慢走、跑步和/或跨步，但是当使用者精力充沛地锻炼时，有时两只脚都压迫抬离踏板组件。在向前的使用中，使用者的左脚通常只接触左侧踏板组件12，使用者的右脚通常仅接触右侧踏板组件14。可选择的是，在向后的使用中，使用者的左脚通常仅接触右侧踏板组件，使用者的右脚仅接触左侧踏板组件。
根据本发明的多个方面的健身装置可以仅提供跨越运动，仅提供跨步运动或者提供跨越和跨步运动的组合。对于跨越运动而言，踏板组件(12，14)不往复运动，而环带18转动。术语“跨越运动”是指任意典型的人的跨越运动，例如走路、慢跑和跑步。对于跨步运动而言，踏板组件往复运动，而环带则不绕辊转动。术语“跨步运动”是指任意典型的跨步运动，例如当人爬楼梯时，使用常规的跨步健身装置时，爬山时等的运动。
如上所述，每个踏板组件的后部(12B、14B)均可转动地支承在健身装置10的后部。每个踏板组件的前部(12A、14A)均支承在健身装置的前部的上方，以便踏板组件可向上和向下转动。当使用者在踏板上跨步时，它(包括皮带)将向下转动。如下文将进一步详细说明的那样，踏板组件可相互连接以便一个踏板组件向下或者向上的运动将引起另一踏板组件相应的向上或向下运动。因此，当使用者在一块踏板上跨步时，它将向下转动，同时另一踏板将向上转动。通过踏板组件上下移动，踩踏皮带能够提供移动跨越表面，使用者可进行包括跨越和跨步的组合的健身运动。
参见图1-3，9和其它附图，健身装置包括带有下侧主框架28的构架26。构架为健身装置的移动部件和其它部件提供了常规的结构支承。下侧主框架件包括一整体左侧面板30、右侧面板32、前面板34、后面板36和底面板38。框架可直接设置在地板上或者可支承在可调节的腿、垫子、振动器或它们的组合上。在图1-9的应用中，可调节的腿40设置在底部框架面板的底部前左侧和前右侧拐角处。
左侧立柱42在左侧面板30的后端区处与框架相连。右侧立柱44在右侧面板的前端区与框架相连。立柱通常从框架处以向前的角度取向朝上延伸。手柄46横向延伸至每个立柱的顶部。在图1-3等的装置中，手柄采用了直线状管状结构。手柄通常布置在与相应的下侧面板(30，32)相同的平面内并以大致踏板的整个长度延伸。在健身装置10的使用过程中，手柄适于使用者抓握。控制台48支承在手柄的前部区域之间。控制台可包括一个或多个杯架、一个健身显示器和一个或多个适于保持钥匙、手机或其它私人物品的凹部。附加横向手柄50在每一侧板的前部之间延伸。该横向手柄可包括用于为控制台中的心率监视器和显示器提供心跳信号的心率提取装置。
图10是图1-9所示的健身装置10的等角视图，其中，为了更好地显示部分和完全隐藏起来的部件而除去了立柱(42、44)和踩踏皮带18。在除去踩踏皮带的情况下，可以看到设置在下面并支承每个踩踏皮带的20。图11是图10所示的健身装置的等角视图，其中，进一步除去了台板20以便显示踏板框架组件52。每个踏板组件包括一个踏板框架，其具有一个外侧部件54的和多个从外侧部件向内延伸以支承台板的台板支承件56。虽然外侧部件和台板支承件为钢制品，但是可由其它材料(例如铝)制造。将防护板58或“挡板”连接到台板支承件的内端。虽然防护板也可采用钢，但是其可由其它材料制造，例如铝或塑料。
每一踏板框架组件52的外侧部件54均可转动地支承在健身装置的后部区域处。外侧部件从后部转动支承构件60处沿下侧框架长度方向的大部分向前延伸。此处没有设置与外侧部件大致平行的内侧框架件。在常规的踩踏车中，通常具有外侧框架件和内侧框架件，并且，台板支承件设置并支承在内侧和外侧框架件之间。在此处所示的本发明的一些装置中，踏板框架组件具有一个外侧框架件，但是没有内侧框架件。另外，板支承件56与外侧框架件相连54并由其支承，但是不由内侧框架件支承。因此，在一点上或仅沿一个不连续的长度范围(例如，台板支承件的一端部区域)支承台板支承件支承。
在图11所示的结构中，台板支承件通过外侧踏板框架件支承在一个端部区域上，并沿它们的长度承载台板的载荷。也可以在端部处以外处支承台板支承件。在任意情况下，在一个装置中，台板支承件56均可带有一个悬臂，其中，在一端或在一个支点处支承台板支承件并且台板支承件沿它们的长度或超出悬臂获得一侧承受载荷(即，台板)。
由于不在台板支承件56的内端处设置框架件，因此，踏板组件(12、14)可在对应的踩踏皮带18的内缘之间以很小的间隙或距离设置。在跨越运动期间，很多使用者的脚和腿之间具有非常小的横向间隔。以非常近的距离布置踏板有助于确保这些使用者能够保持自然的跨越并且在使用期间使它们的脚恰好与踩踏皮带18接合。另外，通过消除穿过悬臂台板支承件56的两个向前延伸的内框架轨道(每一踏板组件均采用一个轨道)，能够在不显著减小踩踏皮带宽度的情况下，减小健身装置10的整体宽度，这对于地板空间不足的家庭和健身俱乐部而言都是有利的。
图12是沿图7中的12-12线的剖视图。如图11、12和其它附图所示，每个踏板组件均包括一块防护板58或“隔板”。在一个装置中，可由钢、铝、聚合物或其它适当材料制造的防护板限定有非常薄的大致三角形或梯形的板。使防护板与在台板支承件56与外侧框架件54相连的末端处的内端相连。可以将防护板焊接或利用螺栓固定在台板支承件上，或者将其连接到与台板支承件相连的中间部件(图中未示出)上。通常，防护板从台板支承件的内端略微向上和向下延伸。防护板的顶部边缘通常与相应的台板20的顶部对齐。防护板的前部边缘向下延伸，并且通常与踏板组件(12，14)的前部垂直。防护板并不提供踏板组件的纵向支承或台板支承件的纵向支承，而是防止使用者的脚或者小腿从踩踏皮带上滑落并防止在另一踏板组件下方或者在踏板组件之间受到挤压。防护板为台板支承件提供了非常小的前后支承。然而，防护板并不与后辊或在防护板后端的任意其它结构相连。图36-39(将在下文作更详细的说明)显示了在下侧位置的左侧踏板以及在上侧位置的右侧踏板，并且进一步显示了在操作期间，挡板和附近的踏板之间的关系。当一个踏板组件位于其最高位置而另一踏板组件位于最低位置时，防护板的下侧边缘设置在相对侧踏板组件的顶端边缘的下方。由于踏板组件彼此间的靠近布置，因此，挡板以非常紧密的方式布置并且有时可能会接触。
仍参见图11，前辊22可转动地支承在每个踏板框架52的前部(12A，14A)，后辊24可转动地支承在每个踏板框架52的后部(12B，14B)。如台板支承件56那样，以悬臂结构支承前辊22。特别是，右部前辊通过外侧部件54可转动地支承在右踏板组件14的外侧，并且，左前辊通过左外侧部件54可转动地支承在左踏板组件12的外侧。每个前辊22的内侧边缘均彼此靠近。挡板58(左侧和右侧)支承在相应的前辊的内侧边缘处。挡板为辊提供了并不重要的纵向(垂直或水平)支承。另外，每个辊的内端均未被支承。
图13是沿图10中的线13-13所示的剖视图。参照右侧辊22R(左侧辊22L等是右侧辊的镜像)，辊在踏板框架的外侧部件54的前端处包括可转动地支承在皮带调节组件64内的辊轴62。应注意的是，在一些情况下，为了有助于理解，标号“R”或“L”与部件数字一起使用来指明右侧(R)或左侧(L)部件。在许多例子中，虽然每个部件和/或组件均具有两个相似的或者几个部件，但是只对这些部件中的一个进行了详细说明。例如，存在右侧和左侧两个踏板组件54，但是每一组件均非常相似，从而将它们作为一个进行说明或者只对一个进行了详细说明。辊还包括细长的通常为圆柱形的外表面，其通过径向轴承可转动地支承在轴上。踩踏皮带与辊的外表面啮合。
为了调节踏板皮带的张力和轨迹，前辊22或后辊24可调节地与踏板框架相连。在一种特定装置中，每个前辊22均可调节地与每一外侧踏板框架件54的前部相连。图14-18显示了本发明的一个特别应用中使用的皮带调节组件64。特别是，图14是设置在左侧踏板组件中外侧框架件的前端区域处的皮带调节组件的局部等角视图。图14还显示了左侧踏板组件的前辊以及最前方的台板支承件。图15是布置在右侧踏板组件中外侧框架件的前端区域处的皮带调节组件的等角视图。类似于健身装置的很多其它特征那样，左侧和右侧皮带调节组件彼此基本上为镜像，因此，又是参照其中一个皮带调节组件所作的讨论可被认为完全适于另一皮带调节组件。图16和17分别是沿图10中的线16-16和17-17的皮带调节组件的剖视图。图18是图15中皮带调节组件的分解视图。
参见图14-18及其它视图，每一前辊均具有一个从辊外端向外延伸的轴62。轴的向外延伸的端部具有一个横切轴的纵向轴线的螺纹孔66。皮带调节组件包括一个可滑动支承在下侧板70和上侧板72中的皮带张紧板68。下侧板和上侧板在外侧框架件的前端处由螺栓固定在面板74上。上侧板和下侧板从外侧部件处向前延伸并布置在基本平行的平面内。沿下侧板70和上侧板72的长度方向限定有槽76。张紧板68限定了一个从上侧边缘向外延伸的凸舌78和从下侧边缘向外延伸的第二凸舌。凸舌可滑动地支承在下侧板和上侧板的对应槽内。另外，张紧板限定有一个轴孔80，优选为圆形并其直径略大于前辊22的轴62。孔的轴线通常垂直于外侧部件并适于接收和支承前辊的轴。张紧板还限定有一个与轴孔连通的螺纹孔82，并且在将轴设置在轴孔80内时，其适于与前侧轴内的螺纹孔66对齐。
优选通过拧入下侧板和上侧板前部的对应孔内的螺栓，将轴螺栓支承板84固定到调节组件64的前端。轴螺栓支承板84限定有一个适于容纳轴螺栓88的螺纹孔86。如上所述，在前辊轴内限定有一个螺纹孔66。当将轴62设置在轴孔80内时，将轴螺栓拧入螺栓张紧板和辊轴的孔内，以便前后移动螺栓张紧板并将轴固定在孔内。通过这种方式，可前后调节前辊以有助于绕前后辊设置皮带18，并且，一旦绕辊设置了皮带并且在其后的任意时刻，均可以调节皮带的张紧力。
也可以相对于外侧部件，调节前辊的角度。图19A、19B和19C分别为皮带张紧板68的顶视图、前视图和侧视图。如图所示，从皮带张紧板的上部和下部伸出的凸舌78不是矩形的。取而代之，上侧和下侧凸舌的后侧内表面(面向辊的表面)和前侧外表面(远离辊的表面)稍稍倾斜或弯曲。在图19A所示的例子中，弯曲为大约2°。但是，其它的弯曲也是可能的。参见图16和18，通过螺栓将角度调节板90固定在下侧和上侧板(70，72)之间。角度调节板限定有一个适于容纳角度调节螺栓92的螺纹孔。角度调节螺栓与皮带张紧板68的外侧表面接合，以便将一定角度将张紧板定位在槽76内。通过这种方式，可以调节前辊的角度取向。当绕前后辊(22，29)设置皮带18时，可以将几百磅的力施加在辊上，从而向后推动前辊。增大角度调节螺栓相对于张紧板的接合能够使辊的另一端克服来自皮带的向后的力而向确前转动。相反，当前辊克服因皮带张紧所施加的向后的力时，减小角度调节螺栓相对于张紧板的接合能够允许皮带使辊向后摆动。以此方式，可以对辊进行角度定位以确保它与皮带运动的方向一致，从而助于确保在使用过程中皮带恰好位于辊的中心。
通过皮带施加在踏板框架52上的张紧力也可以使外侧部件54产生稍向内的偏转。为了抵消该偏转，外侧框架件可以以向外的拱度形成。因此，当踏板因皮带而处于张紧状态时，外侧部件将偏转至与后侧轴16完全呈直线或成直角的方位上。该偏转可以因材料和外侧部件的制造公差以及皮带张紧度的变化而略微变化。前辊的角度调节允许微调辊的方位以使其与后辊和皮带的运动方向一致。在一种特定装置中，每个悬臂外侧部件相对于后侧轴线的拱度在0.25°和0.5°之间。在绕辊固定皮带之前，拱度角度会使踏板(12，14)彼此略微偏离。
参见图10，皮带台板20位于每个踏板框架的顶部。在一种特定的装置中，台板支承在从外侧踏板框架件54横向伸出的台板支承件56上的悬臂结构中。台板可以直接由螺栓固定在台板支承件上，可以固定到与台板缓冲或台板悬挂系统结合的框架上，或可松弛地安装在踏板框架上。每个皮带台板20均位于每个踏板组件(12，14)中相应的前辊22和后辊24之间。皮带台板尺寸应能为辊之间的大部分或全部踩踏皮带18的上部提供踩登平台。在一种实施例中，台板约为1″厚，并在台板的上下运行部分具有MDF芯体和声波光电变换器薄片。台板的边缘可包括一个有助于在运输和装配期间防止受损的腔室。
图20是沿图4中线20-20所示的剖视图，图21是沿图4中的线21-21所示的剖视图。参见图11、20和21，外部或者外侧踏板框架件54优选为带有内、外、上和下壁的正方形管状件。作为可选择的方案，可以使用圆的管状部件或者其它形状的部件。在每个外侧框架件的内外壁上限定有成套的台板支承孔94。使内外壁中的台板支承孔对齐并且它们能够支承大致垂直于外侧框架件的台板支承件。在一种方案中，将台板支承件压配合至外侧框架件内。也可以将台板支承件焊接到外侧部件上。如图20、21和其它图所示，将台板支承件的外端区域设置在外侧部件的内外壁中的孔内。通过这种方式，虽然在两个位置处支承台板支承件，但是由于通常在一个区域中支承台板支承件(在外部件的内外壁之间)且台板支承件的一部分(在这种情况下为支承件内侧的大部分)从该支承区域延出，因此，这种布置方式依旧被认定为悬臂。在图1-20和其它附图所示的特定健身装置的方案中，台板支承件通常为圆柱形部件。其它形状也是可能的，例如正方形管部件。
参见图11及图21和其它视图，在外侧踏板框架件54的附近，每个台板支承件56均包括一个突起96。每个突起均限定有一个基本垂直于上覆台板20的螺纹孔。螺纹孔容纳将台板固定到台板支承件上的对应螺栓98。螺栓头从台板的顶部向上延伸。如从图1、2和6能所最清楚地看到的那样，皮带18的外端稍朝向螺栓头的内侧，以便不与螺栓头干涉或摩擦。可选择的是，螺栓头可以是台板的顶部表面上埋头孔，在这种情况下，皮带可以覆盖螺栓。
参见图11、21和其它视图，在每个板支承件的内端附近设有橡胶、氯丁橡胶、聚亚安酯或者其它柔软的弹性台板悬挂部件100。台板悬挂部件通常为圆柱形，但也可采用其它的形状和尺寸。台板悬挂部件设置在台板和相应的台板悬挂部件之间。在使用过程中，通过皮带和台板传递使用者的登踩力以压缩悬挂部件。以此方式，悬挂部件有助于减小冲击压力并在使用期间提供稍轻柔的脚登踩方式。另外，在冲击时，台板支承件可稍向下偏转以便能够在一定程度上辅助减小冲击应力。每个台板悬挂部件的上表面通常是平坦的，并与对应的突起96的上侧边缘对齐，以便能够平稳地支承台板。虽然没有示出，但销从台板悬挂部件的下表面延伸。为了将悬挂部件固定在台板支承件上，应将销压入台板支承件的对应孔(图中也未示出)内。可以以螺纹方式、压配合、卡装或其它方式将销固定在孔内。
台板悬挂部件还可以包括一个柔软的弹性悬挂套筒或带。在一个例子中，套筒的直径略小于台板支承件。为了将套筒固定到台板支承件上，套筒延伸经过台板支承件并通过套筒的限制力固定就位。套筒可采用任意宽度，以便其可仅沿台板支承件的一部分或沿台板支承件的整个长度布置。台板支承件还具有一个环向凹槽或切口，以便横向保持悬挂套筒。作为可选择的方案，代替悬挂部件，台板支承件可包括一个位于台板支承件上的坚硬(不可压缩)部件。
每一踏板组件(12，14)的后部均可转动地支承在框架的后部，以便每个踏板组件均可上下转动。每个踏板组件的前部均由一个或多个阻尼或“阻力”件、互连件或它们的组合件支承在框架上。根据结构，踏板组件可独立转动，或彼此相对转动(即，一个向上转动，而其它部件向下转动)。
图22是沿图4中的线22-22所示的剖视图。图23是图22的放大局部剖视图。参见图7、11、22、23和其它视图，每个踏板组件(12，14)均可转动地支承在框架后部附近。在一种特定方案中，左侧和右侧的后轴支承组件60设置在每一相应踏板组件及通常为健身装置的左后和右后处或附近。后侧轴支承组件可转动地支承后侧轴102(在一种方案中，为踏板的公共转动轴)。后侧轴在左右支承组件之间延伸并可转动地支承左右踏板组件。后侧轴可以是连续部件或者是不同部件的组件。
特别参见图11，在健身装置的后部，套筒104从装置后部处的每个侧板(30，32)的顶部表面向内延伸。将后侧轴支承组件固定到每一对应支架上。每一后轴支承件60均包括一对横向偏置的下部轴承支承件106和一对相应的横向偏置的上部轴承支承件108。下部和上部轴承支承件分别具有半圆形特征，它们相互配合以限定用于支承径向球轴承组件110的圆形孔。后侧轴的端部可转动地支承在相应的后侧轴支承组件内。每个后侧轴支承组件均包括两个相互隔开的径向球轴承110。如在图22和23中能最清楚地看到的那样，后侧轴的每个端部区域均由一对横向偏置的径向球轴承可转动地支承。
参见图22、23和图24(后辊组件的分解视图)，后辊组件112包括左右后辊24。如图所示，后辊组件带有两个不同的皮带接合表面(左侧辊和右侧辊)；然而辊组件呈显单一的连续外表面。可具有带有单一轴的单一后辊，一对在单一轴或成对轴上的不同辊。此外，可具有位于辊和踏板之间的公共轴线，或者具有在辊和踏板之间的不同轴线。例如，踏板可绕一条位于辊轴前方、前方和下方等的线转动。
每个后辊部分均包括一个通过内侧和外侧轴承(116，118)可转动地支承在后侧轴102上的外部圆柱形部件114。每个踏板组件的踩踏皮带均与对应的外部圆柱形部件接合。在一种方案中，每一圆柱形部件均限定有一个略微凸出的外部轮廓，并且，凸出部分的顶点沿周向布置在圆柱形部件的中点附近。凸出的形状有助于将踩踏皮带保持在后辊的中心。在一个特定的方案中，外部圆柱形部件具有从外侧边缘朝外部圆柱形部件的纵向中心增大的径向尺寸。该增大的径向尺寸可以是均匀的或可以是递进的，以便增大的径向尺寸以及以外部圆柱形部件的中点为中心的基本相同的径向尺寸。可选择的是，外部圆柱形部件114可沿圆柱形的长度方向限定均匀的径向尺寸。
除了后辊的隆起或凸出形状(也可以提供隆起的前辊)，在本发明的一种方案中，包括皮带导引装置118(参见图10，25，27和其它视图)，其固定到恰好位于后辊组件112前方的台板上，以有助于保持皮带18的对准。皮带导引装置具有与踩踏皮带的外侧边缘接合的逐渐减小或倾斜的表面。人体的跨越主要具有会在跨越期间产生向前推力的纵向力分量。然而，大多数人在跨越期间还具有略微的向外或横向力分量。该横向力分量作用在皮带上，从而使皮带产生错位。特别是，在后辊上迫使皮带的后部向外运动。因此，使皮带导引装置位于踏板上以与踩踏皮带的外侧后表面接合。皮带上的皮带导引装置的相互作用有助于保持皮带在辊之间准确对齐，以抵消大多数使用者的横向跨越力。
参见图22、23和24，在一种特定方案中，后侧轴102支承每个踏板组件的后辊组件。因此，绕也作为踏板的公共后侧转动轴线的公共后部轴线可转动地支承左右后辊。在一种特定方中，后侧轴102具有第一(左)部分120和第二(右)部分122。每个后侧轴部分均包括轴杆，并且，轴的外端从相关的辊伸出并由相应的轴支承组件60支承。通过套筒120(此处也称为“套环”)将每个轴部分的内端结合在一起。压迫每个辊的外侧圆柱穿过套筒，从而能够有效的使外部圆柱相互结合(并使辊相互结合)，以便它们能够同步转动。套筒由成对设置在后侧轴的每一部分的内端处的径向球轴承118可转动地支承。每个辊的外端还由与相应的轴支承组件附近的径向球轴承116支承。因此，每个辊通过朝向辊每一侧定位的径向球轴承可转动地支承在后侧轴上。另外，通过套筒，辊绕后侧轴线一起转动。
若通过套筒124实现一体化，则可转动地支承在轴部分(120，124)上的辊组件沿两个踏板组件(12，14)的背部提供结构刚性支承。特别是，辊和套筒通过四个径向球轴承(116，118)可转动地支承在后侧轴杆上。因此，辊与后侧轴可转动地连接。此外，后侧轴的每一部分的每个外端部分均通过一对轴承110支承在各个支承组件60内。辊组件能够避免采用某种类型的轴支承支架或在端部之间沿轴的长度方向与框架结合的类似装置。
在使用过程中，当每个踏板转动时，相应的轴部分(120，122)也转动。然而，轴部分以相反方向转动；因此，当一个部分顺时针方向转动时，另一个部分则逆时针转动，反之也一样。通过辊组件和轴部分的结构，在辊一起转动的同时，轴可以沿相反的方向转动。套筒提供了辊之间的连接，同时支承了后侧轴部分以便提供实际上一体的后侧轴。
如上所述，外侧踏板框架件如同辊一样绕相同的轴102转动。参见图22，使外侧踏板框架件54与位于相应的支承组件60的内外轴承支承组件(106，108)之间的后侧轴相连。将轴部分(120，122)固定到相应的外侧踏板框架件54上。轴从外侧踏板框架件向外延伸。向外延伸的轴部分支承在外侧轴承支承组件中。此外，杆从外侧踏板框架件向内延伸。向内延伸的轴部分支承在内侧轴承支承组件中。后部支承组件的径向球轴承在相对于外侧部件任意侧的两个位置上可转动地支承后侧轴。相应的轴部分的向内延伸部分还支承相应的辊。因此，踏板可绕后侧轴上下转动，并且辊可绕轴转动。
为了保持合适的公差，可以以三个部分(即，中心套筒部分124和两个外侧辊部分114)加工辊。为了组装辊，将内部轴承118压入中间部分内，接着将左右外侧部分压至中心部分上。为了完成辊的组装，将外侧轴承116压入轴承支架126内，接着将它们压入外侧部分的端部内。一些实施例中不包括轴承保持架。虽然辊可由一体件制成，但是其加工时间和成本均可能会高于三件式组件。
三件式辊组件能够提供一些附加优点。首先，后辊组件提供了一假定轴，从而允许轴部分可以与踏板组件一起独立转动，同时还支承沿一个方向转动的辊组件。如下文所更详细描述的那样，驱动马达由皮带固定至与辊组件直接相连的驱动皮带轮128上，以驱动行走皮带。其次，后辊组件作为机构中的一个机构来抵抗由使用者产生的皮带的张紧和扭矩。这是在后辊中安装内外轴承的一个原因。轴承的接触点会形成用以承受上面提到的力的长杠杆臂。轴承安装到焊接在上述踏板臂上的轴杆上。后辊绕轴杆自由转动。
还设有位于每个踏板部件54的内外侧的轴承10。这四个轴承的位置起到许多作用。第一，它们垂直地支承踏板组件。第二，在一个例子中，它们允许踏板上下转动10°。第三，它们提供了第二机构，用以抵抗皮带张紧和使用者施加于踏板上的扭矩。这种设计是确保强度方面的一个方面，其允许使用单臂踏板(例如，外侧部件54)并允许它们作为一个构件相互作用，但是仍能够独立执行它们的主要功能。
为了驱动本身能够驱动每一踩踏皮带18的辊24，将驱动皮带轮1 28固定到其中的一个辊上。图25是沿图11的线25-25所示的剖视图。图26是沿线26-26所示的剖视图。如图25，26和其它视图所示，在一种特定方案中，将驱动轴皮带轮固定到右侧辊的外侧表面上。更特别的是，将驱动皮带轮固定到与后侧轴支承组件60相邻的右侧辊外端附近的外侧表面上。然而，可以将驱动皮带轮固定到与左侧轴支承组件相邻的左端区域，或者沿左右端区域之间的辊长度的某些地方，如在要求踏板之间稍大间距的辊之间。将马达130固定到底部框架面板上。在马达正前方，设有用于支承控制马达转速和其它功能的马达控制器、处理器和其它电子元件的马达控制面板。图9的底视图显示了马达安装孔，并且，电子控制面板安装在底部框架面板上。
图27是沿线27-27所示的剖视图。如图26、27和其它视图所示，马达轴134从马达的侧面向外延伸。马达的安装方式应确保马达轴基本平行于驱动轴102(例如，后侧轮组件的后侧轴)。此外，可以使不同直径的皮带轮与马达轴连接。在驱动皮带轮和马达轴之间连接一驱动带136(或使用一个马达轴皮带轮)。因此，马达能够使后辊组件112转动。辊本身又会使每个踏板的踩踏皮带转动。
图28是沿线28-28所示的侧视图。首先参见图26、27和28，在本发明的一种方案中，采用皮带张紧组件138来确保驱动皮带136上的恰当张紧。皮带张紧组件包括张紧臂140，其可转动地与连接至底部面板38上的张紧支架142相结合。张紧臂远离张紧臂140的转动连接，可转动地支承张紧轮144。张紧轮与位于驱动皮带轮128和马达轴134之间的驱动皮带接合。可以将张紧臂的取向调节至在驱动皮带上作用适当的张紧力。在使用过程中，在踩踏皮带上作用可变化的载荷，其本身又会在后辊上产生变化的力。通常，调节张紧臂以便驱动皮带不会使用期间施加的可变化的力而在驱动皮带轮或马达轴(或者马达皮带轮)上滑动。此外，皮带张紧组件能够提供一种用以调节驱动带的张紧力的便利的方式，以确保驱动皮带长时间张紧。
作为可选择的方面，采用一种无需张紧装置的弹性驱动皮带。可以在符合本发明的实施例中采用的弹性带的一个例子为HutchingonFlexonicTM皮带。
可以将飞轮146固定到马达轴的向外延伸的端部区域。在使用过程中，以取决于包括皮带和台板的材料以及皮带上的向下力的不同参数的特定动摩擦，踩踏皮带18滑过板20。在某些情况下，伴随在皮带和台板之间增大的动摩擦，当使用者在皮带上行走时，皮带将轻轻地附着在台板上。除了用于使皮带转动的由马达施加的力以外，固定到马达轴上的飞轮具有有助于克服增大的动摩擦并有助于提供均衡的踩踏皮带运动的角动量分力。
如在图22中能所最清晰地看到的那样，通过径向球轴承(114，116)，可转动地将与辊结合在一起的每个辊部分22和套筒124支承在后侧轴上。在一种方案中，如上所述，后侧轴包括第一部分(第一轴杆)和第二部分(第二轴杆)，并且辊和相互连接的套环由每一杆上的两个径向球轴承可转动地支承。通过使驱动皮带轮与辊相结合，驱动皮带轮使辊绕后侧轴转动。
可以分离马达的转动并通过一公共马达控制器，经独立的马达对每个辊提供动力。在这种情况下，马达速度由控制器调节，以使踩踏皮带以相同或接近相同的速度转动。马达由使用者控制以沿向前的方向(即，从左侧观察，绕前后辊以逆时针方向)驱动环带或者沿向后的方向(即，从左侧观察，绕前后辊以顺时针方向)驱动环带。
在一种方案中，使用AC马达驱动辊。使用AC马达，可以从AC马达控制器直接获得皮带的速度。可在本申请中参考使用且与本申请的申请日相同的于2004年2月26日提交的发明名称为“Dual TreadmillExercise Device Having A Single Rear Roller”的相关美国申请No.60/548,811描述了一种可以在本发明的一种方案中采用的AC马达控制系统。特别是，皮带速度控制装置(“BSCU”)根据从自中央处理单元(“CPU”)接收的皮带速度控制信号控制踏板上的皮带的速度。
可利用CPU控制设备的操作和/或功能的不同方面。更特别的是，CPU提供了控制设备的操作所必需的输出信号，这些信号包括但不限于踩踏皮带的驱动、施加到任意踏板上的阻力。这类输出信号最好为数字格式，但是如果特定方案需要，也可以提供模拟信号。另外，虽然输出信号通常是经有线介质传输的，但是也可以使用无线连接方式将任意信号传递至理想的装置、传感器、激励器或者其它装置或从这些装置传递任意信号，其中，这些装置可能设置在控制装置处或者远离控制装置。相类似，CPU从传感器、使用者或在控制设备的操作、特征和功能时帮助CPU的其它物体接收不同的输入信号，从而确定利用所述设备、其它特征和功能由锻炼者执行的运动。这些输入信号也可以经有线和/或无线通信传输线传输到CPU。
在采用了DC马达的健身装置中，皮带速度传感器(未示出)可操作地与踩踏皮结合以监控踩踏皮带的速度。在一种特定的方案中，利用包括磁体和拾取器的簧片开关起动皮带速度传感器。簧片开关可操纵地与驱动皮带轮相结合以产生皮带速度信号。更特别的是，将磁体埋入驱动皮带轮内或使其与驱动皮带轮相连，拾取器与某一方位与主框架相连，以便每当磁体转动通过拾取器时均会生成一个输出脉冲。簧片开关的其它方位也是可行的。此外，可采用其它传感器或电子元件监控、检测或另外提供带速。
本发明的某些实施例可包括与踏板可操作地连接的阻力构件。此处使用的术语“阻力构件”指包括阻止踏板转动的任意类型的装置、构件、部件、组件和结构。由阻力构件提供的阻力可以是恒定的、可变化的和/或可调的。此外，该阻力可以是载荷、时间、热量和/或其它因素的函数。这种阻力构件可抑制踏板向下和/或向上的运动。阻力构件可在踏板上施加复原力，以便如果踏板处于下部位置，阻力构件将施加使踏板向上运动的力。可以利用具有复原力的阻力构件来替代互连部件或者与互连部件一起工作。术语“振动”有时指阻力构件的一种形式，或者弹簧(复原力)件，或者可包括或不包括弹簧(复原)力的阻尼件。
图30-32和34是健身装置后部的局部等角视图，其中，除去了许多构件以显示阻力构件的一种方案及其与踏板的连接。同时，如下文详细描述的那样，图30-34也着重显示了互连组件及其它部件的一种方案。参见图28和30-34以及其它视图，在一种健身装置的特定结构中，踏板阻力构件148连接在每个踏板组件(12，14)和框架26之间以支承位于框架上方的踏板组件的前部，并阻止每个踏板向下的运动。阻力构件可设置在踏板框架和主框架之间的不同位置处。在此处所示的一种特定结构中，阻力构件设置在踏板的下方及后部。采用这种结构，阻力构件的大部分隐藏于面板的下方。另外，在装置操作或安装或拆卸期间，使用者不可能因疏忽碰撞阻力构件或与其产生干涉。
在可在本申请中参考采用的各种用途中说明了可以在符合本发明的健身装置中使用的其它可行的阻力构件及其布置。
阻力构件148包括与相应的踏板组件可操作地连接的第一和第二活塞-缸组件150。每个活塞-缸均与公共阀组件152可操作地连接。如健身装置的很多部件一样，位于装置右侧的活塞-缸150及其与框架和右侧踏板的连接同连接在框架和左侧踏板之间的活塞-缸非常相似。因此，将对右侧活塞-缸组件及其与右侧踏板和框架之间的相互连接作详细说明。首先参见图28、32和其它视图，阻力支架154与踏板组件的下侧后部连接。阻力支架通常为三角形。恰好在转动支承组件60的前方，支架的一个表面通过两个螺栓连接到外侧踏板框架件54的底表上。支架的布置应确保三角形的一个顶点大致设置在后侧轴下方。位于后侧轴下方的支架顶点限定有孔156，其用于转动支承(在前阻力支点处)右侧活塞-缸的前部。右侧活塞-缸的后部可转动地支承在与框架背面相邻的后阻力支点158。
液压活塞-缸组件150通常限定有带有液压流体的缸160，其带有一连接在每个踏板和框架之间的活塞162。经过阀152并例如利用软管164，液压缸154形成流体连通。踏板的转动会起动活塞前后运动。通过活塞的前后运动，通过阀，将液压流体从一个缸推入另一个缸中。对阀的调节会在缸之间的流体上施加液压阻力，从而为每个踏板的转动施加阻力。
活塞-缸150的后部在后支点158处转动连接到框架上。将活塞支承在缸内的活塞杆166从活塞-缸的前部向外伸出。延伸到缸之外的活塞杆的端部可转动地连接在前部阻力支点156处。在缸内，活塞与活塞杆连接。液压缸是焊接缸，其具有1.5″的孔，2″行程及#6SAE O型圈端口。流体可以是任意常规的液压流体。
图29是阀组件152的示意图，该阀组件与活塞-缸流体结合以控制阻力构件的液压阻力。阀件包括一个比例流体控制阀168(其是可以机械或电子方式可调的)，该阀与第一输入装置170和第二输入装置172保持流体连通。在一个实施例中，比例阀是通常关闭的双向提升阀，例如Hydra Force SP08-20-O-N-120E。例如通过柔性软管，一个缸160与第一输入装置流体连通，另一个缸与第二输入装置流体连通。允许流体沿一个方向流动并防止流体以另一个方向流动的多个球阀(174A、174B、174C、174D)处在输入装置和比例流体控制阀之间的流体通道中。特别是，第一球阀174A和第二球阀174B设置在第一流体通道176中，该通道允许流体从第一输入装置170、经比例阀168流到第二输入装置172。第三球阀174C和第四球阀174D设置在第二流体通道178中，该通道允许流体从第二输入装置172、经比例阀168流到第一输入装置170。两条流体通道直接通过比例阀；因此，比例阀的调节将通过两条流体通道施加基本相同的流体阻力。阀组件还包括一个气穴腔180，一个热膨胀补偿器182和一个与流体通道连通的溢流式容器184。
每个缸均连接到阀组件152的各个输入装置(170，172)，并且液压系统是关闭的。当一块踏板在相关的活塞杆上向下压(或向下牵引)时，活塞迫使缸内的流体通过出口136进入相关的阀组件输入装置内。流体流经适当的流体通道并从相对的阀组件输入装置流出。向外流动的流体流入相对的缸内并作用在其中的活塞上以向上推动踏板(或者向下牵引踏板)。可以分别打开或者关闭比例阀168，以降低或增大流体通道中的流体阻力，从而降低或者增大启动踏板所需的作用力。将阀完全关闭将会锁定踏板以阻止它们转动。利用包括踏板之间的完全或基本密封的流体通道(例如由固定在框架和每个踏板之间的缸以及与缸结合的流体提供(通过阀组件或仅使一个缸的出口与另一缸的出口相结合))的阻力构件，阻力构件还可提供能够使一块踏板的位移操纵另一块踏板沿相反方向移动的互连功能。因此，虽然可以省去机械互连组件(如下所述)，但仍能协调踏板的往复运动。
作为可选择的方案，可以设置一个独立的振动器(如在2004年2月26日提交的发明名称为“Dual Deck Exercise Device”的美国专利申请No.10/789,182中披露的振动器)，以使其在左侧踏板组件的左侧或外侧框架件和左侧竖直框架件之间延伸。可以设置第二振动器以使其在右踏板组件的右侧或外侧框架件和右侧竖直框架件之间延伸。在另一种可选择方案中，可以使振动器与踏板前部以及下侧框架相连。振动器可以与内部或外部弹簧结合。在这种方案中，振动器减弱并阻碍脚上球体部分向下的力以便为使用者的脚、腿和不同腿关节(如脚踝和膝盖)提供缓冲。弹簧还会提供复原力以便有助于在使用者将踏板下压到较低方位后使踏板返回较高方位。在某些结构中，振动器阻力结构也是可调节的，以便降低或增大踏板的向下行程距离。
图32是沿图4中的线33-33所示的剖视图。主要参见图28、32、33和34，如图所示，互连组件188能够使一块踏板的转动与另一块踏板的转动相协调。通常来说，互连组件会使一块踏板12的向下的运动伴随另一块踏板14的向上的运动，反之也一样。在一个例子中，互连组件包括一个转动支承在互连轴192上的摆动装置190的支架或臂。摆动装置相对于轴一侧的一部分连接到一块踏板上，摆动装置相对于轴另一侧的另一个部分连接到另一块踏板上。更特别的是，系杆194可转动地连接在摆动支架18的每个端部。每个系杆也转动连接到相应的阻力支架154的前顶点上。
更特别的是，摆动支架190可转动地支承于在框架的左右侧之间延伸的摆动横向件196上。如在图35和36能最清晰地看到的那样，摆动横向件具有U形横截面。U形的每个直立部分均限定有用于支承互连轴192的转动孔。
摆动臂的左右外侧部分分别包括第一或左下转动销198和第二或右下转动销200。在摆动支架外端上方的阻力支架的前部支承第一或左上转动销202和第二或右上转动销204。使摆动装置与踏板互相连接的系杆194在摆动装置的每一侧处可转动地连接在上下转动销之间。在一种特定方案中，每根系杆均限定了一个带有可调长度的螺丝扣。螺丝扣利用上下转动销连接在球铰结构内。
互连组件使左侧踏板12与右侧踏板14相连，其连接方式为当一块踏板(例如，左侧踏板)绕后侧轴102向下再向上转动时，另一块踏板(例如，右侧踏板)相应地配合绕后侧轴分别向上再向下转动。因此，这两块踏板以提供跨步运动的方式相互连接，其中，一块踏板的向下运动伴随另一块踏板的向上运动，反之也一样。在这种跨步运动期间，无论单独进行还是与跨步运动相结合，摆动支架190均能绕互连轴192转动或摆动。
在可在本申请中参考使用的不同的同时待审申请中说明了可以在本发明的健身装置采用的其它可行的互连组件及布置。
可以阻止踏板往复运动。阻止往复运动提供了一种常规的脚踏车型锻炼，而不是由跨越和跨步运动结合所提供的类似爬山的锻炼。在一种方案中，通过完全关闭位于液压缸160之间的流体通道中的阀168，能够阻止踏板往复运动，其能够防止活塞166的运功，从而避免踏板转动。
作为可选择的方案，根据可在本申请中参考使用的各种用途的启示，可以在本发明的健身装置中装备机械(非液压的)锁定组件。通常，锁定组件包括一对可设置在踏板下方以锁定每个踏板的往复运动的块体。特别是，利用这种锁定组件，可以锁定踏板组件以使其不绕后侧轴转动。当锁定时，踏板组件的皮带共同提供了一种有效的单一非转动型类似脚踏板的跨越表面。在健身装置装配过程中或其后，通过杆的转动调节一个或两个螺丝扣194的长度，从而可以使两块踏板的方位准确对齐，以便两条踏板皮带结合提供锁定位置处的平行跨越表面。
参见图35A-43，将对由健身装置的运动提供的类似爬山的锻炼作更详细的说明。图35A-35E显示了处于朝前使用状态下的示范性使用者(后文，称为“使用者”)。使用者向前行走，装置结构为爬山式运动，即踏板往复运动。图示的脚部运仅代表一名使用者。在某些情况下，踏板可以不在最高和最低位置之间移动，而是在其间的点处运动。在某些情况下，使用者可具有短于或长于图示的步幅。在某些情况下，使用者可向后行走，或面向后方，或面向后方并向后行走。
图36是健身装置10的后部等角视图，其中，左侧踏板12处于较低位置而右侧踏板14处于较高位置。图37是图36中健身装置的正向等角视图。图38是图36所示的装置的左视图，图39是右视图。图41是沿图36中线41-41所示的局部剖视图，图40是示意性剖视图。参见图36-39、41、42和35A，摆动臂的左侧向下转动，摆动臂的右侧向上转动。在图35A中，如图所示，使用者的右脚向前并放在右侧踩踏皮带18R的前部上。在图35A所示的使用者的方位中，在面向前方的爬山式使用中，使用者的左腿将向下向后延伸并且使用者重量的大部分落在左侧踏板上。使用者的右腿在膝盖处弯曲并向后延伸，以便使用者的右脚开始向下压在右侧踏板14上。从图35A所示的方位开始，使用者将其体重转换至左右腿之间的平衡，并开始利用其右腿下压以便迫使右侧踏板向下。由于皮带的运动，两个脚均将从图35A所示的位置向后移动。
图35B显示了装置和使用者在图35A所示之后的位置处的方位。下压右侧踏板14，从而通过互连结构188和/或阻力构件148，使左侧踏板12开始上升。使用者的右脚已从图35A所示的位置开始向后和向下移动。使用者的左脚从图35A所示的位置向后(从皮带)和向上(从踏板)移动。
图35C显示了处于向上行程中途的右侧踏板14和处于向下行程中途的左侧踏板12。这样，踏板组件几乎处于框架上方的相同高度处，环带18也处于相同高度处。如图35C所示，使用者的右脚和腿已从图35B所示的位置向后向下移动。使用者的左脚从图35B所示的位置向后向上移动。此时，使用者在向前跨越时已开始从左侧踩踏皮带上抬起左脚；因此，左侧脚后跟提起并且使用者已转至左脚的球形部分上。通常，与右侧踏板14相比，此时将有更大的重量作用于左侧踏板12上。
在图35C所示的方位之后，右侧踏板继续向下运动且左侧踏板继续向上运动至图35D所示的装置的方位。在图35D中，左侧踏板12比右侧踏板14高，互连臂190绕互连转轴192转动以便其右侧低于其左侧。在该位置处，使用者的右腿继续向后并向下移动。使用者使左腿提升离开左侧踏板并使其向前移动。在大致左侧踏板的上部位置，使用者向下踩踏并且其左脚位于踩踏皮带的前部上。使用者所有的重量均作用于右侧踏板上直至使用者使其左脚位于左侧踏板上。使用者继续在右侧踏板上施加迫使左侧踏板上升的向下的力。
图40、43和35F显示了大致处于其最低位置处的右侧踏板14，并显示了大致处于其最高位置处的左侧踏板12。此时，使用者向下踩踏在左侧踏板的前部上并开始利用左腿下压。同时使用者也开始提升右腿。通过传递左侧踏板上的向下的力。
图35A-35E显示了踏板往复运动的半个周期，即左侧踏板12从较低位置向较高位置的运动以及右侧踏板14从较高位置向较低位置的运动。以包括完整的右侧踏板的互连结构以使右侧踏板开始踏板向上的行程(从较低位置朝较高位置)以及踏板完整的向下行程(从较高位置朝较低位置)的方式，由一块踏板从某个位置开始到返回相同位置的运动表示完整的爬山式锻炼周期。例如，以左侧踏板的较低位置(右侧踏板的较高位置)为参考点的跨步周期包括左侧踏板从较低位置朝较高位置的向上以及随后向下返回其较低位置的运动。在另一个例子中，以左侧踏板的中间点位置(参见图35B)为参考点的跨步周期包括踏板朝较高位置的向上运动，从较高位置经过中间点位置朝较低位置的向下运动，以及返回中间点位置的向上运动。踏板向上和向下运动的次序无关紧要。因此，向上运动之后为向下运动，或向下运动之后为向上运动。
参见图30-32以及其它视图，在本发明的一种方案中，使一跨步传感设备可操作地与踏板或互连结构相结合，以提供与步速(即往复运动的频率)、每一步的步长和其它因素相关的信号。该跨步传感设备包括一踏板位置传感器(“TPS”)，其适于在任意给定时间检测踏板的相对位置并将信号传递给指示踏板运动和/或位置的CPU。更特别的是，如Grayhill Series 63K光学编码器这样的编码器与互连轴附近的互连横向部件支架相互连接。编码器包括一个带有小齿轮的销。齿轮可操作地与互联轴连接，以便轴的转动促使小齿轮使编码器轴转动，其本身会产生作为互连轴的速度和径向位置的函数的信号。为了提供较细的跨步分级，可以使一个大齿轮与互连轴相连并使其与编码器上的小齿轮啮合。在一个特定的例子中，大齿轮和小齿轮之间的齿数比为6∶1。
可选择的是，在一种特定结构中，健身装置包括一踏步传感器，其用以提供与每一踏板的每一向下行程相应的输出脉冲。通过一包括磁体和拾取器的簧片开关操纵该踏步传感器。使磁体与摇臂相连。磁体的方位应确保其能前后摆动通过与摇杆横向部件相连的拾取器。每当磁体通过拾取器时，簧片开关均触发一输出脉冲。因此，当右侧踏板向下移动时(其对应于磁体向下通过拾取器的运动)，簧片开关输送一个输出脉冲，当左侧踏板向上移动时(其对应于磁体向上通过拾取器的运动)，簧片开关也输送一个输出脉冲。输出脉冲用于监控使用期间随踏板上下移动而产生的踏板的摆动和行程数。输出脉冲单独或与皮带速度信号一起用于提供锻炼频率显示，并可在与锻炼相关的各种计算中使用，例如确定使用者的卡路里消耗速度。
如在图33中能最清楚地看到的那样，在一种特定方案中，使伸出底部的缓冲器206与摆动装置端部的底部表面相连。可以将该缓冲器固定到摆动装置上以便当踏板降至行程底部的最低点时能够缓冲踏板。所述块体可以由橡胶、聚亚安酯或柔软的弹性聚合体材料制造。
如上所述，健身装置可以通过关闭阀而处于“锁定”位置。在锁定位置，踏板组件不上下转动。在一特定锁定方位，可转动地固定踏板组件，以便踩踏皮带是水平的，并且相对于健身装置的后部大约呈10％的坡度。因此，在向前使用中，使用者可以模拟跨越登高，而在向后使用中使用者可以模拟跨越下坡。
为了登上该装置，使用者可以简单地迈上踏板并开始锻炼。作为可选择的方案，使用者可以踏上支承于架子之间并从后辊向后延伸的平台(未示出)。如在此处可结合使用的不同共同待审申请中所给出的启示那样。也可以提供从每个踏板组件的外侧向外延伸的踩登平台。踩登表面可以带有压花或者具有其它相似形式的特征，以便增大使用者的鞋或脚与踩登面之间的附着力。平台包括从踏板后部向后延伸并在与踏板的后部大致相同高度处的单一脚平台。
在该装置后部的立柱底部处支承一对轮子208。最装置前方的底部面板(参见图9)在装置的任意外端处限定有一对手柄切口210。虽然该手柄未细长孔，但是也可以使用其它的手柄结构。通过提升装置的前部，轮子向下转动以与装置停置的表面接合。以此方式，使用者可以将健身装置滚动到不同地点。作为可选择的方案，可以在装置的前方设置一个或多个轮子，并且位于背部面板(参见图11)的手柄用于提升和移动该装置。虽然图中示出了两个轮轮，但是也可以使用一个或更多的轮子、多块滑动板、多个辊或其它装置来容易地实现装置的移动。
根据本发明，图44-48显示了一种可选择的液压阻力构件210。图44是该液压阻力构件的等角视图。图46-48显示了与互连组件188相连的液压阻力构件。首先参照图44和45，该液压阻力构件包括一个形成于钢块中的缸体212。支承在活塞杆216上的活塞214设置在缸体内。活塞杆穿过缸体每一端的孔向外延伸。在使用过程中，O型环或者其它密封装置218防止缸体内的流体从任意的缸体出口漏出。流体槽220提供了在不同区域之间朝活塞每一侧的流体通道。阀组件222设置在沿槽的某一点处。
在健身装置的使用期间，活塞214在缸体212内前后移动。活塞的前后移动驱动流体经缸体的不同区域之间的槽220流向活塞的任意一侧。例如，当活塞从左向右移动时，迫使流体从缸体的区域流向活塞的右侧，并经槽进入缸体的区域进而进入活塞的左侧。活塞从右向左的运动使流体沿相反的方向流动。阀调节组件包括一个可调节地设置在槽220内的销224。该销可以从完全阻塞槽的位置移动至不阻挡槽内流体流动的位置。根据销的位置，阻碍流过槽的流体，从而对活塞在缸体内的移动施加可变化的阻力。
图46-48显示了阻力构件210连接在从摆动部件190的下部延伸的叉形件226之间。图48所示的摆动部件踏板组件和其它部分用于非单臂健身装置的实施例中，如在本申请中可使用的各种应用所披露的那样。叉形件以相同的方式与图32中所示的摆动装置和其它装置结合。活塞杆的一端可转动地连接在叉形件之间。此外，缸体可转动地连接到支承叉形件支架的框架轨道196上。在踏板上下转动的同时，随着叉形件绕其轴的转动，叉形件以拉动和推动活塞杆的弧形路径移动。由于可转动地与摆动框架轨道结合，缸体能够略微上下运动，以形成叉形件226弧形路径的垂直分量。所述活塞-缸的结构210对摆动装置的摆动施加阻力，其会阻止踏板的转动。阀222的调节能够增大或减小由缸-活塞结构施加的阻力。
图49-50显示了第二种可选择的液压阻力构件228，该构件可以与互连组件188相连。图49是液压阻力组件的等角视图，图50是液压阻力组件的前部等角视图。液压阻力组件包括一大致圆形流体缸230。使活塞叶片232在圆形缸内转动。此外，活塞叶片与摆动轴192相连；因此，摆动轴的转动会在活塞叶片上施加转动或旋转力矩。在圆形缸的顶部处，在位于叶片任意侧的各个缸之间设有流体通道234。缸230未形成完整的循环。使通道相对于叶片一侧的一端与通向流体通道234的输入端236结合，在叶片另一侧的缸的另一侧与流体通道另一端的第二输入端238结合。因此，活塞叶片的转动推动流体穿过一个或另一输入端，并使其经另一输入端流回缸内。例如，当活塞叶片沿顺时针方向转动时，流体以顺时针流过流体通道，并流出输入端236流至叶片的左侧。流体流经通道234并经输入端238进入缸230内。相反，当叶片沿逆时针方向转动时，流体在叶片右侧的缸部分之间、沿逆时针方向流经通道，并经输出口238、通道234，输入端236进入叶片左侧的缸部分。图49-50的活塞-缸为与图44-48所示的活塞-缸结构相类的封闭系统。
可调阀部件236设置在缸230的每一部分之间的流体通道234中。阀包括销238，其设置在流体通道内以在完全关闭位置和完全打开位置之间改变开启程度。在完全关闭位置处，完全阻塞流体流动通道，在完全打开位置处，完全打开流体流动通道。在图49-50所示的实施例中，完全关闭阀222或236能够实现将踏板(12，14)固定在与阀关闭时对应的方位上的锁定功能。参见图50，阀对缸的腔室之间的流体施加可变化的阻力。因此，通过调节阀，可以在摆动装置190上施加变量阻力，其又会对踏板的转动施加可变化的阻力。
图51-54显示了本发明的健身装置的一种方案。图51-54所示的健身装置包括一种可选择的互连组件结构，一种与互连组件结合的可选择的阻力构件。该互连组件240包括绕垂直互连轴空间242在水平面内转动的摆动臂。摆动臂可转动地连接至设置在摆动臂下方的框架轨道上。为了避免不必要地遮挡互连构件240，在图51-54中没有显示框架轨道。为了避免不必要地遮挡互连组件和阀的可采用的阻力构件的各个特征，在图51-54中示出未显示健身装置的其它部件。
使摆动臂的一个端部区与相应的阻力支架154相连。摆动臂的另一端部区也与相应的阻力支架154相连。在一个例子中，系杆244可转动地与摆动臂的一端相连。系杆的相对端与相应底阻力支架相连。在一种方案中，一相似的系杆结构使摆动臂的另一端与相应的阻力支架相连。踏板12的转动使相关的阻力支架154L前后转动。阻力支架的前后运动推拉摆动臂的相应端，从而在摆动臂绕垂直互连轴空间242转动时，使摆动臂的另一端作相反的运动。因此，通过相对踏板14的向上转动，使一块踏板12向下转动，反之也一样。如上所述，摆动臂在大致水平的平面内转动。在此处讨论的之前的实施例中，摆动臂在基本垂直的平面内转动。可以在不同地平面内定位互连轴，以便对摆动臂进行定位，从而使其能够在水平和垂直之间的平面(即，倾斜平面)内转动。
一个可选择的阻力构件246沿摆动臂的长度连接到互连轴的任意一侧。在图51-54所示的例子中，可选择的阻力构件与摆动臂的左端区域连接；但是，该阻力构件可沿摆动臂的任意部分连接到互连轴242的任意一侧。该可选择的阻力构件246包括装有活塞的缸体248，其中，活塞与适于在缸内往复运动的活塞杆250相连。活塞杆的一端可转动地与互连摆动臂241的端部区域相连。缸包括流体通道，该通道通向与缸248流体连通的阀组件壳体252或从该壳体伸出。下面将更详细讨论的阀组件壳体252包括与根据图29所述相同的阀组件构件。可转动地结合所述可选择的阻力构件的前后部。前侧枢轴254设置在活塞杆250的向外延伸端。结合环260可转动地使前部枢轴与枢轴(在该枢轴处，使摆动臂与系杆相结合)相结合。在阻力构件246的前部设有后转动装置256。将支架臂258固定在横向件(未示出)上，并且，支架的向前向上延伸的叉形件可转动地支承阻力构件246的后部。为了不在活塞杆250上施加过度的横向压力，可转动的前转动装置254和后部枢轴256的结合允许阻力构件在摆动臂前后运动期间，能够适当地与摆动臂一起转动。
图55显示了一种可选择的皮带调节组件64。皮带调节组件与上述组件基本相似。然而，张紧板68包括上部和下部枢轴销79(仅显示了上部)而不是凸舌78。角度调节板90支承有适于与张紧板对接并使其绕转动螺栓79转动的角度调节螺栓92。除了支承在槽(如凸舌)内，销可转动地支承在下部70和上部72板(未示处)中限定的枢轴孔内。因此，张紧板绕转动销转动。作用于辊上的皮带向后的张紧使张紧板相对于螺栓92向外转动。向内紧固螺栓以便使辊向前转动，或者可以向外放松螺栓以允许辊向后转动。
图56显示了一个用于将踏板与踏板支承件结合的可选择结构。在这种方案中，将具有L形状的细长支架262焊接到每块台板支承件的外侧。将L形支架焊接到每一台板支承件上，而并不是另外在一端或其它地方对其进行支承。利用螺栓或其他方式将防护板58固定到L形支架的向下延伸的表面上。将橡胶带264固定在L形支架的顶部。所述带使台板与框架隔离，还提供了一定程度的台板悬挂。
虽然上面已对本发明的优选实施例进行了一定程度的特别说明，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员仍能够对所披露的实施例作出不同的改进。所有的方向说明(例如上、下、向上、向下、左、右、向左、向右、顶部、底部、以上、以下、垂直、水平、顺时针和逆时针)仅仅是为了辨识以便有助于读者理解本发明，故它们并不起限定作用，特别是对于本发明的位置、方位或用途。连接物说明(例如，固定、接合、连接等)具有广义的含义，并且，它们可包括连接件之间的中间部件以及部件之间的相对运动。因此，这类连接物说明不一定表示两个部件直接相连以及彼此呈固定关系。可想而知在以上的说明中所含或在附图中所示的内容均是解释性的，而不是限定性的。
在此处所示的本发明的方案中，径向球轴承用于不同位置，例如用于支承后辊。可以利用其它方式(如套环、套筒、润滑剂等)转动支承各个部件。虽然在一些例子中，采用了方管，例如用于踏板组件；然而，也可以使用固体框架件、圆柱形管和类似部件。
在不脱离权利要求限定的本发明思想到情况下，可以改变细节或结构。
权利要求
1.一种健身设备，包括框架结构；包括第一运动表面的第一单臂踏板组件，所述第一单臂踏板组件可转动地支承在框架结构上；以及包括第二运动表面的第二单臂踏板组件，所述第二单臂踏板组件可转动地支承在框架结构上。
2.根据权利要求1所述的健身设备，其还包括可操纵地结合在第一单臂踏板组件和第二单臂踏板组件之间的互连组件。
3.根据权利要求2所述的健身设备，其中互连组件包括绕第一枢轴点转动的摆动臂。
4.根据权利要求3所述的健身设备，其中摆动臂限定有相对于第一枢轴点任一侧的第一部分和第二部分，第一部分与第一踏板组件结合，第二部分与第二踏板组件结合。
5.根据权利要求4所述的健身设备，其中，互连组件还包括可转动地连接在摆动臂的第一部分和第一踏板组件之间的第一杆；可转动地连接在摆动臂的第二部分和第二踏板组件之间的第二杆。
6.根据权利要求5所述的健身设备，其中第一杆包括一螺丝扣，第二杆包括一螺丝扣。
7.根据权利要求1所述的健身设备，其包括阻力构件，其可操纵地设置在第一踏板组件和第二踏板组件之间。
8.根据权利要求7所述的健身设备，其中阻力构件包括一第一活塞-缸组件，该组件可操纵地结合在框架结构和第一踏板组件之间。
9.根据权利要求8所述的健身设备，其中阻力构件包括一第二活塞-缸组件，该组件可操纵地结合在框架结构和第二踏板组件之间。
10.根据权利要求9所述的健身设备，其中阻力构件包括一可调节的阀组件，该组件以液压方式使第一活塞-缸组件与第二活塞-缸组件结合在一起。
11.根据权利要求3所述的健身设备，其中摆动装置可在大致竖直的平面内转动并还包括结合在摆动装置和框架结构之间的活塞-缸组件。
12.根据权利要求1所述的健身设备，其还包括连接在框架结构和第一单臂踏板组件之间的第一振动器；以及连接在框架结构和第二单臂踏板组件之间的第二振动器。
13.根据权利要求1所述的健身设备，其中第一运动表面包括第一辊、第二辊、以及可转动地与第一和第二辊结合的环带。
14.根据权利要求1所述的健身设备，其中第一单臂踏板组件包括可转动地与框架结合的第一踏板框架件；与踏板框架件结合的多个悬臂支承件；支承在悬臂支承件上的台板。
15.根据权利要求14所述的健身设备，其中第一辊以悬臂结构由踏板框架组件支承。
16.根据权利要求14所述的健身设备，其还包括与多个支承件相连的护板。
17.一种健身设备，包括框架结构；可转动地与框架结构相连的第一踏板组件，所述第一踏板组件包括以第一悬臂结构支承的环带；可转动地与框架结构相连的第二踏板组件，所述第二踏板组件包括以第二悬臂结构支承的环带；互连组件，其可操纵地与第一踏板组件和第二踏板组件相连。
18.根据权利要求17所述的健身设备，其中第一踏板组件包括用于支承环带的装置；第二踏板组件包括用于支承第二环带的装置；互连组件包括用于使第一踏板组件与第二踏板组件相连以协调绕枢轴的转动的装置。
19.根据权利要求17所述的健身设备，其中互连组件包括用于使第一踏板组件与第二踏板组件相互连接以协调绕枢轴的转动的装置。
20.根据权利要求17所述的健身设备，其还包括液压阻力装置，其用于阻止第一踏板组件和第二踏板组件绕枢轴的转动。
全文摘要
一种健身设备包括支承第一踏板皮带的第一单臂踏板组件和支承第二踏板皮带的第二单臂踏板组件。踏板皮带支承在每一踏板组件上的前辊以及可以是每一踏板组件上的特殊的后辊或用于两个踏板组件的单一后辊的后辊。每一踏板组件的单臂结构以悬臂方式支承多个台板支承件。踏车台板和皮带支承在台板支承件上。另外，使踏板与一个或多个液压阻力构件相结合，所述液压阻力构件也可以起到协调踏板组件的绕枢轴转动的互连结构的作用。
文档编号A63B22/02GK1946459SQ200580013305
公开日2007年4月11日 申请日期2005年2月28日 优先权日2004年2月26日
发明者A·P·卢尔 申请人:鹦鹉螺公司