专利名称：健身机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种健身机。本发明尤其涉及一种配有外摆线机构的健身机。详细而言，本发明涉及的健身机配有一个外摆线机构，其可以将能产生阻力负荷的装置与施加驱动负荷的机构连接到一起。
背景技术：
US6334836文件中公开了一种通用健身机构，其名称与本申请名称相同，其可用于将施加由使用者产生的肌肉驱动负荷的部件连接到肌肉负荷对侧的阻力件上。该机构主要包括-一个在径向刚性承载第一曲柄的卫星件(外齿轮)，其配有一个旋转连接应用件的头部，该应用件向卫星件上的销杆施加负荷；-一个行星固定件(内齿轮)；-一个第二曲柄，其使卫星件的旋转中心与行星件的固定中心旋转连接；-传动单元，其用于协调卫星件与行星件之间的相对运动。
第一曲柄同步产生转动；-卫星件的旋转运动围绕其本身的旋转中心；-卫星件围绕行星件的固定中心来转动；-沿着椭圆路径来产生向卫星件施加驱动负荷的销杆运动，其与行星件的固定中心同心。
一般而言，可根据椭圆轴线的位置，来确定用于施加负荷的销杆所产生的椭圆路径。椭圆的第一轴事实上永久性处于基于三个点的对中条件的直线上即，基于行星件的固定中心相对卫星件的移动中心的对中条件以及相对向同一卫星件施加驱动负荷的卫星件销杆的对中条件。
椭圆的第二轴与第一轴垂直，并穿过行星件的固定中心。
根据各部件的相对相位，可以获得应用销施加肌肉负荷的路径，但它处于机构所在的平面内。
比如，如果机构被配置成沿着水平直线来产生上述三个点的对中，则椭圆的主轴便完全处于垂直。反之，如果这些点的对中沿着垂直直线，则椭圆主轴将处于水平。如果沿着任意斜线来产生对中，则椭圆主轴便垂直于该斜线。
根据卫星件的旋转中心与对同一卫星件施加负荷的销杆位置之间的距离，来确定椭圆路径的形状。事实上，如果施加负荷的销杆准确处于卫星件的旋转中心，则销杆的椭圆路径便会成为圆形。反之，应用销旋转中心之间的距离越大，椭圆轴之间的长度差异便越大。通过适当选择机构的尺寸，椭圆长度甚至可以变平，而且接近于施加负荷销杆的往复运动直线。在该装置中，通过精确改变第一曲柄的上述距离，可以获得施力销杆的路径调节，从而可使施力销杆与卫星件的移动中心达到所希望的距离。
这样会导致多种不良后果，首先，需要大大延长第一曲柄的长度。
事实上，曲柄的长度应能使销杆的定位处于一定的范围内，从而可适于各种使用者，或者至少固定为适于最常见的各类健身机使用者。但是，如果第一曲柄的长度过大，则会加大采用这类机构的健身机的总体尺寸。
另一个不足之处是，只能在健身机静止时，通过改变施力应用销与卫星件中心的距离来实施机构调节。
发明内容
本发明涉及一种健身机。本发明尤其涉及一种配有外摆线机构的健身机。详细而言，本发明涉及的健身机配有一个外摆线机构，其可以将能产生阻力负荷的装置与施加驱动负荷的机构连接到一起。
本发明的目的在于通过上述小尺寸机构来解决上述不足，其可在使用过程中实施施力销的路径调节。本发明提供一种健身机，以下结合下列权利要求至少之一来说明其基本特性。
通过下列附图及说明，可以进一步明晓本发明的健身机的特性及长处，这些附图例示至少一种非限制性实施方式示例，其中，上述装置的相同或对应的部分采用同一符号，只对不同部分进行说明。其中图1是本发明健身机的工作位置立体图；图2是本发明健身机的工作位置立体图；图3a是图1的工作位置后部的工作位置放大立体图，为了简化而删除了一部分；图3b是图1的工作位置前部的工作位置放大立体图，为了简化而删除了一部分；图4是图3a的侧视图，为了简化而删除了一部分；图5是图4的工作位置缩小侧视图，为了简化而删除了一部分；图6是图5的不同工作位置侧视图，为了简化而删除了一部分；
图7是图5的不同工作位置侧视图，为了简化而删除了一部分；图8是图1健身机对应于图5的工作位置侧面立体图，为了简化而删除了一部分；图9是图1健身机对应于图7的工作位置侧面立体图，为了简化而删除了一部分；图10是图1健身机对应于图6的工作位置侧面立体图，为了简化而删除了一部分。
本发明的至少一种实施方式详细说明参见附图，在图1及2中，1表示健身机，包括机架20，其支撑一对互相邻近并相对健身机1的垂直纵向中间平面对称的外摆线机构，为简化起见，在附图中未示出。因此，二个机构2可以在健身机1的垂直及水平这二个分别平行的平面上动作。
各机构2包括用于向反作用装置36施加驱动负荷的部件3，如图3a所示。驱动负荷由健身机1的使用者的肌肉活动来产生，该负荷通过脚踏板35来产生，并传递给二个机构2的各施力件3。反作用装置36可采用本申请人的大量专利申请中已试验及介绍过的结构，比如于2004年9月16日注册的RA2004A000044，但这并不限定反作用装置36本身的形式。如图3a所示，反作用装置36包括一个电磁制动器37，其由框架20在后部及机构2之间的中部来支撑，并配有飞轮39的圆盘38，该飞轮与圆盘38本身同轴，用来通过电磁单元40来进行制动。如图3a及4所示，各机构2配有一个卫星件4，其由配有外齿链轮12的轮子来单独驱动，并与部件3相连接，从而通过第一曲柄5的介入来施加负荷。
第一曲柄5在卫星件4上与旋转中心9旋转连接，并在卫星件4上与销杆6连接。销杆6相对旋转中心9偏置，可从施力件3向第一曲柄5传递驱动负荷。
机构2还包括一个行星件7和一个第二曲柄8。行星件7由配有外齿链轮13的轮子来启动，其在健身机1上由固定结构25来支撑。
第二曲柄8使卫星件4上的移动中心9与行星件7上的固定中心10旋转连接。齿形链轮12及13分别属于卫星件4及行星件7，它们通过围绕二者旋转的齿形带11或同等的链条来互相动态连接，通过与它们啮合，可以形成传动装置11，12，13，从而可在卫星件4与行星件7之间协调地传动相对运动。
机构2的动作如下。当肌肉负荷施加到相关的施力件3上后，便会在部件3的垂直面产生振动，从而使第一曲柄5围绕卫星件4的旋转中心9来旋转；该旋转会导致轮子机构2的链条同步旋转，这不仅会使卫星件4围绕其自己的旋转中心9来暂时旋转，而且还会使卫星件4围绕行星件7的固定中心10来同步旋转。当发生这一情况后，由于运动合成，如图4所示，卫星件4的销杆6便在机构2的作用下，沿着路径21或22来相对右脚踏板35或左脚踏板36进行运动。该路径21/22一般为椭圆形，并与行星件7的固定中心同心。
由于脚踏板35可延伸，且与各施力件3刚性连接，并与卫星件4上销杆6的椭圆运动同步并行，因而会产生一种由脚踏板35上各点形成的并行椭圆运动。应注意的是，上述及下述内容均为独立方式，其中，部件3在对端由框架20在外摆线机构2上支撑。如图1及2所示，部件3与框架20之间由杆件27来连接，其用铰链连接到框架20上，但这并非限定健身机1本身的结构。此外，部件3相对健身机1的纵向中线面非对称地运动，因而可通过使用者的下肢运动来维持各肢体的平衡。应注意的是，各杆件27至少包括一个握持区，为简化起见，用把手44来表示，该把手44上各点的路径可以变化，从而进行使用者握持范围的对应调节。
脚踏板35上各点的运动可参照脚踏板上的各特征点，各脚踏板35的前后端在使用中分别对应于使用者脚尖及脚跟的路径。各脚踏板35的前后端路径由28及29来表示，如图8，9，10所示，该路径根据卫星件4的椭圆路径21的取向来改变其特征形状及其相应位置。事实上，如图3b及4所示，当由适当的启动机构15启动后，健身机1中由固定结构25支撑的机构2的各行星件7可以围绕从固定中心10穿过的轴线14来旋转。
在启动装置15的作用下，行星件7从某个起始位置开始，在某个角度范围内运动，从而进行位置调节，其由围绕固定中心10的对应于机构1的几何形状的角α及处于第一及第二曲柄5及8的轴线之间的对应角位置β来表示。换言之，当健身机1的初始配置即调节角α确定后，确定卫星件上销杆6的路径的椭圆21便发生倾斜。在这一变化中，倾角β也发生变化。在图5，6，7中，第一，图5表示一种配置，其中角度α及β具有对应于椭圆路径21的最大倾斜度的最大相对大小；第二，图6表示一种配置，其中该角度最小，而且椭圆路径21基本为水平；第三，图7表示一种中间大小的配置，其中角度α及β具有对应于上述配置的中等大小。
换言之，由于卫星件的销杆6及卫星件4上转动件9的移动中心具有固定的距离，因而通过行星件7的角度行程，可对机构2进行调节，与已知的健身机相比更好。
在实际中，如图8所示，当卫星件4上的销杆6形成主轴具有最大倾斜度的椭圆路径时，换言之，当达到最接近垂直的位置时，脚踏板35前后端的路径28及29便在椭圆主轴方向具有相对较平坦的特征性配置；还相对水平具有最大倾斜度，而且相对健身机1中二个平行机构2的路径的平行度具有一定的重叠角。
当椭圆路径21的倾斜度消除后，换言之，当椭圆路径21最接近水平时，如图9所示，路径28及29便沿着其主轴来延长，而次轴则缩短，从而相对其平行度发生更多重叠，最后恢复为对水平稍微倾斜。椭圆路径21基本上为水平，如图10所示，路径28及29与上述配置相比再次稍微扁平，在平行度上稍微重叠，最后成为水平。
通过对各路径的大小比较以及脚踏板35上各特征点的不同路径的不同重叠度比较可知，当机构2从一种配置变为另一种配置后，使用者的步长便发生变化，换言之，对机构2进行调节后，可在健身机1上产生各种步幅，从而可将使用者的运动与健身机1的各种配置相适配。
对启动装置而言，如图3a及4所示，该装置可配用一个简单的调节杆16，其配有一个与行星件7刚性连接的第一终端17以及一个接收指令从而改变围绕行星件7的轴线14的角度位置的第二终端18。
显然，可通过多种不同的启动方法来实现这一点。比如，启动装置15可以包括一个导板23，比如在健身机结构件25上形成的滑动槽；一个滑动件24，其与杆件16连接，并与导板23可自由活动地耦合，从而调节杆件16的终端18的固定位置。
通过使导板23的滑动件24滑动，可以移动导板23内的滑动件24，从而在所希望的调节位置上固定它，反之，也可以解脱它，并在进行不同的调节时使其运动。
显然，可以根据使用者的预先设置及选择，在各相对耦合位置上调节导板23的滑动件24。
此外，也可以根据使用者的意愿，在连续的调节位置上恢复滑动件24及导板23的相对耦合位置。
也可以采用启动件26来进行调节，其将在导板23内所需的力传递给滑动件24，从而将滑板24在导板23内固定到所需的位置上。使用者可以根据所希望的步幅来操作启动装置26。
在使用该启动装置中，无需使用者付出体力，便可以在健身机1动作过程中进行调节，根据使用者个人及/或结构特征来分别配置健身机1，还可以根据特定的工作程序，以有效的练习条件及/或各种配置来帮助使用者。在上述示例中，参照了健身机1的二个机构之一，如图1及2所示。显然，除了机构2相位移动及脚踏板35相对健身机的纵向中线面非对称定位之外，对机构2之一所做的说明也适用于另一种机构。
在上述示例中，传递装置包括处于卫星件4及行星件7之上的一对齿形链轮12及13，并与皮带11柔性件相啮合，该皮带围绕链轮12及13来运转。同样，如果卫星件4采用齿盘，而且行星件7由内齿环来启动，并与盘式卫星件4相啮合，则传动装置也可通过直接与卫星件4的外齿链轮12啮合以及与行星件7的内齿环13相啮合来启动。
应注意的是，按照1比2这一比率来制作卫星件4及行星件7，换言之，传动比为1∶2即0.5，这样可以扩大步幅的调节范围，因为如果行星件7采用幅度为α的角行程，则第一曲柄5及第二曲柄8便可产生对应的角行程β，其幅度恰好为双倍。本发明的健身机可完全达到上述目的，而且与固定件连接的调节装置更为简单廉价。具有固定长度的相关曲柄也更为简单廉价。
显然，第一曲柄5具有固定长度，该曲柄5不限制健身机1的几何结构，而且不涉及健身机1的典型及适当的功能；该健身机1的功能不受总体尺寸的影响。在本发明的示例中，以配有脚踏板35的健身机1为例。这只是一种示例，不对本发明构成限制，该健身机可同样衍生为其它类型的健身机。比如，如果用手动握持部件来代替上肢健身机脚踏板35，从而采用上述外摆线机构2，则也可根据各使用者来进行调节。
最后，可对本健身机进行各种改动及改正而不超过本发明的范围。
权利要求
1.一种健身机，包括至少一个机构(2)，其用于将应用驱动负荷的应用件(3)连接到处于上述负荷的对侧的阻力件(36)上，上述机构(2)配有一个卫星件(4)，其通过在卫星件(4)上具有销杆(6)的第一曲柄(5)来与负荷施加件(3)相连接；配有一个行星件(7)；配有第二曲柄(8)，其将卫星件上的移动式旋转中心(9)旋转连接到行星件(7)的固定中心(10)上；还配有传动装置(11，12，13)，其用于传递卫星件(4)与行星件(7)之间的相对运动；在上述机构(2)中，第一曲柄(5)的旋转以同步方式来确定卫星件(4)围绕其旋转中心(9)的旋转运动；卫星件(4)围绕行星件(7)的固定中心(10)的旋转运动；卫星件(4)上销杆(6)沿着与行星件(7)的固定中心(10)同心的椭圆轨道的运动；上述健身机(1)的特征在于机构(2)的上述行星件(7)被围绕着穿过上述固定中心(10)的轴线(14)来自由旋转地支持；启动件(15)用于向行星件(7)传递围绕上述固定中心(10)的角运动(α)，该中心对应于上述第一及第二曲柄(5，8)的相对角变动(β)，以及卫星件上销杆(6)的路径(21，22)的取向的相应变动。
2.如权利要求1所述的健身机，其特征在于卫星件上的上述销杆(6)与上述旋转移动中心(9)具有固定的相互距离。
3.如权利要求1或2所述的健身机，其特征在于启动单元(15)包括一个调节杆(16)，其围绕装置(1)的固定机构(25)来旋转，该机构围绕行星件(7)的上述轴线(14)，来承载与上述行星件(7)刚性连接的第一末端(17)以及可接收角度位置改变指令的第二末端(18)。
4.如权利要求3所述的健身机，其特征在于上述启动单元(15)包括一个滑动导板(23)及一个滑动件(24)，它们在至少二个连续位置之间自由相对移动地耦合在一起，其中，滑动件(24)及导板(23)可固定到一起或解除固定；上述导板(23)及上述滑动件(24)将上述杆件(16)连接到健身机(1)的固定结构(25)上。
5.如权利要求4所述的健身机，其特征在于根据使用者的意愿，上述滑动件(24)及上述导板(23)在各调节位置上具有可变的相对耦合位置。
6.如权利要求4所述的健身机，其特征在于根据使用者的意愿，上述滑动件(24)及上述导板(23)在连接的调节位置上具有可变的相对耦合位置。
7.如上述权利要求之一所述的健身机，其特征在于上述启动单元(15)包括一个启动机构(26)，其可基于使用者的指令，在上述滑动件(24)与上述导板(23)之间产生相对运动。
8.如权利要求7所述的健身机，其特征在于可在上述健身机(1)的动作过程中执行上述指令。
9.如上述权利要求之一所述的健身机，其特征在于上述一个或二个机构(2)用于上述二个应用件(3)，用来施加负荷，且在互相平行的平面上运动，从而在上述应用件(3)上产生有意义的负荷施加路径(28，29，30，31)，且根据使用者的意愿来改变。
10.如权利要求9所述的健身机，其特征在于上述应用件(3)可相对健身机(1)的纵向中线平面来非对称运动。
11.如权利要求10所述的健身机，其特征在于施加负荷的上述应用件(3)包括脚踏板(35)，其中上述各点的路径(28，29，30，31)可变，从而再现使用者对脚踏板(35)的对应调节。
12.如权利要求10所述的健身机，其特征在于施加负荷的上述各应用件(3)至少包括一个把手(44)，其中，上述各把手(44)的各点路径配置可变，从而在握持上述把手(44)的使用者有使用范围内再现对应调节。
13.如权利要求1所述的健身机，其特征在于传动件包括一对齿形链轮(12，13)，其分别属于卫星件(4)及行星件(7)，它们与围绕上述链轮(12，13)运转的柔性机构相啮合。
14.如权利要求1所述的健身机，其特征在于传动件在配有卫星件(4)的行星件(7)上通过直接啮合卫星件(4)上的外齿链轮(12)并通过内齿环来被启动。
15.如上述权利要求之一所述的健身机，其特征在于卫星件(4)与行星件(7)的半径之比约为0.5。
全文摘要
一种健身机，包括一个外摆线机构(2)，其用于将驱动装置的应用件(3)连接到阻力件(36)上；机构(2)配有一个卫星件(4)，其通过具有销杆(6)的第一曲柄(5)来与应用件(3)相连接；配有一个行星件(7)；配有第二曲柄(8)，其将卫星件(4)上的移动式旋转中心(9)旋转连接到行星件(7)的固定中心(10)上；还配有传动装置(11，12，13)，其用于传递卫星件(4)与行星件(7)之间的相对运动；行星件(7)被围绕着穿过固定中心(10)的轴线(14)来自由旋转地支持；启动件(15)用于向行星件(7)传递围绕固定中心(10)的角运动(α)，该中心对应于第一及第二曲柄(5，8)的相对角变动(β)，以及卫星件(4)中销杆(6)的路径(21，22)的取向的相应变动。
文档编号A63B22/00GK1907519SQ20061010858
公开日2007年2月7日 申请日期2006年7月20日 优先权日2005年8月3日
发明者内里奥·亚历山德里, 亚历山德罗·德尔莫纳科 申请人:泰克诺吉姆公开有限公司