一种用于同时锻炼人的肩带、骨盆带和躯干肌的椭圆训练装置的制作方法

本发明涉及运动和医学领域，特别是训练装置，更特别是一种椭圆训练装置，其可以用于同时训练人的肩部和骨盆带，而且可以同时激活各种肌肉群、关节以及肌肉骨骼系统。

背景技术：

如今，有许多不同类型的椭圆训练装置，结合了健身车和跑步机的特性，允许用户沿着椭圆形的轨迹向前和向后扭转脚掌，而不是沿着圆形的轨迹，由此减少了膝关节的负荷。椭圆训练装置使用户加强呼吸系统和心血管系统，有效减轻体重，以产生基本治疗效果。

然而，这些椭圆训练装置绝大多数都被设计包含一个用于脚部做椭圆运动的腿部负载单元，以及用于手部往复运动的手臂负载单元，使用这些训练装置进行训练，除了腿部肌肉得到运动以外，只有胸部得到了旋转，轻微弯曲和伸展。因此，脊柱未达到完全旋转、弯曲和伸展的效果，所以，并没能提供综合全面的各种运动类型。

现有技术公开了已知的大量椭圆训练装置如下：2000年9月26日公开的第us6123650a号，2000年11月14日公开第us6146313a号，2000年12月26日公开的第us6165107a号，2004年6月15日公开的第us6749540b1号，2010年4月27日公开的第us7704192b2号，2010年6月8日公开的第us7731635b2号，2013年4月16日公开的第us8419598b2号，2016年3月1日公开的第us9272181b2号，2004年11月2日公开的第us6811517b1号，2000年1月25日公开的第us6017294号，2004年11月25日公开的第us20040235621a1。同时公开于下述连接：https://www.octanefitness.com/home/wp-content/uploads/sites/2/2014/01/coconvergearmswpfm.pdf，其设计为一种包含了手部椭圆运动的手臂负载单元。

已知方案的缺点在于，其使用一种用于脚部做椭圆运动的腿部负载装单元，以及一种用于手部进行往复运动的手臂负载单元，所以使用这些训练装置使用户除了腿部肌肉得到运动之外，仅胸部得到旋转和轻微弯曲、伸展，因此，既不能使脊柱得到完全旋转、弯曲和伸展，也不能有规律地加强肩部肌肉，骨盆带肌肉和身体肌肉的负荷。此外，该训练装置的设计缺乏能够让身体相对于水平位置倾斜的功能。

2000年9月10日公开的专利ru2155622s1中公开了一种用于同时锻炼人体肩部、骨盆带和身体肌肉的训练装置。该装置包含一个主体，其主体包括：负载单元、可调长度的手脚踏板。训练装置在胸部下方配有可拆卸支座和可拆卸支撑带。训练装置主体由两个元件组成：一个训练装置支架，包含水平部件和一个垂直支撑件；一个安装在其中的杆，该安装使其能够固定在三个主要位置。脚踏板和手踏板固定在铁杆上，其特征在于使用可拉开的伸缩传动装置和两个变速箱让其产生传动连接。手脚踏板具有沿杆移动的能力，并可以在伸缩传动装置的长度范围内调整其相互位置，手动踏板轴上所配备的变速箱有一个用于打开前进档和倒档的装置以及用于独立踏板运动和旋转表的rpm传感器。在脚踏板的轴上，安装了第二个变速箱和负载单元。

已知训练装置的缺点是用这个训练装置锻炼，可以使胸和腰部肌肉得到运动，但不能使脊柱得到完全弯曲和伸展。另外，手和脚的运动与自行车那样的旋转运动相对应，即具有圆形轨迹的运动。这种旋转运动仅仅只是让肢体得到运动，而不是人体的所有部分。

已知的另一个椭圆训练装置，用于同时训练人的肩部、骨盆带和肌肉，记载于2010年4月6日公开的专利us7691034b2中。其包含一训练装置主体，该主体包括负载单元、脚踏板和至少一个旋转支架。脚踏板连接到训练装置主体并在大致平行于纵向轴线的轨道轨迹中移动。连接到训练装置主体的可旋转支架执行往复运动并独立于脚踏板操作，其中至少一个旋转支架包括左旋转支架和右旋转支架。

该装置的缺点在于，其设计为具有可以使脚部得到椭圆运动的脚部负载单元，以及提供往复式手部运动的手臂负载单元，从而使用这个训练装置训练，除了腿部的肌肉得到运动之外，只有胸椎的轻微旋转和弯曲以及拉伸运动，同时，不进行脊柱的完全旋转、弯曲和伸展。另外，在该训练装置的设计中，身体相对于水平位置的角度不会改变。

因此，希望提供一种训练装置，用于训练人的身体、肩膀和骨盆带的肌肉，同时通过模拟各种不同的标准型动作来激活各种肌肉群、关节、骨骼系统，尤其是支撑脊柱的肌肉。此训练装置应该具有在协调人体运动活动过程中通过同时实施手和脚掌的椭圆运动调整其负荷的功能，此椭圆运动除了肩部和骨盆带上的负荷之外，同时形成保持脊柱肌肉群的主要拉伸负荷。

技术实现要素：

通常，从一个方面讲，本发明涉及一种用于同时训练人类肩带、骨盆带和躯干肌肉的椭圆训练装置。该装置包括主体，该主体包括手部负载和脚部负载单元，其中根据本发明，手动踏板和脚踏板分别固定在该负载单元上，手部负载和腿部负载单元能够同时和/或异步地同时用手臂和脚掌实现椭圆运动。

在各种变型和实施方式中，椭圆训练装置能够改变人体从垂直到地面的倾斜角度。

训练装置配备有用于在手部椭圆运动的轨迹平面与人体矢状平面之间形成角度的装置，xz。

用于在手部椭圆运动的轨迹平面与人体的矢状平面之间形成角度的装置，xz，可以配备能够改变手部椭圆运动轨迹的平面与人体的矢状平面之间的角度，xz。

椭圆训练装置可以配备用于设定手和脚椭圆运动的运动学参数装置。

椭圆训练装置可以配备用于调节手臂负载单元与腿部负载单元之间距离的装置。

椭圆训练装置还可以包括可拆卸的支撑平台。

所述可拆卸的支撑平台优选地位于人体的胸部位置。

发明人对训练装置进行了模型测试。在所制造的模型进行测试的过程中，发现同时进行腿部椭圆运动和手臂往复运动或手臂的圆周(自行车)运动可以使骨盆和肩部负载并且可以同时使心脏功能得到锻练。然而，在研究过程中，出乎意料地发现，除了骨盆和肩部的负荷之外，如果腿和手臂同时进行椭圆运动，固定脊柱的肌肉系统可以承受同时拉伸和卷缩的负荷。完成在训练装置上的同时训练脚部和手部的椭圆运动培训课程后，结果发现支撑脊柱的肌肉不仅被拉伸还变得更有弹性，并且还显著增强。

概述中指定的一组参数允许并保证得到支撑脊柱的肌肉群的负荷，这将允许使用该训练装置作为康复和治疗脊柱受损人群的工具。

在本发明的一系列基本特征和通过对其使用而实现的技术效果之间存在以下因果关系。

在用于同时训练人体肩部、骨盆带和身体肌肉的椭圆训练装置中，根据本发明的一个特征显示，用于手臂的负载单元和用于腿部的负载单元适于单独地与手部和脚部同时执行椭圆运动。在现有技术中，已知的是，制造使用户能够通过腿部进行椭圆运动功能的腿部负载单元，用以提供腿部进行平滑椭圆运动，其效果等同于自然跑步运动，同时人体骨盆带承受主要的运动负荷。然而，根据所述权利要求保护的发明的上述特征，腿部的负载单元和用于手部的负载单元适于与手和脚同时执行椭圆运动，即进行椭圆运动的部位不仅是下肢，而且包括上肢。负载单元的这种性能允许整个身体进行运动，其中涉及诸如小腿肌肉、臀部肌肉、或四头肌、臀部、斜肌、腰部的肌肉、背部和手臂肌肉。同时实现手部和脚部的椭圆运动有助于身体各部位的运动，因为手臂运动的椭圆动作引起肩部的运动，但是在实施这些动作的过程中还涉及到用于伸展的身体肌肉，以及脚部的椭圆运动有助于训练下肢和骨盆带。此外，运动的椭圆度保证运动的平滑性。因此，由于负载单元具有让手臂和脚部同时实现椭圆运动的功能，所以主要由肌肉承受伸展的负荷，通过下肢和上肢的负荷支撑脊柱，而且还对心脏进行了训练，并且关节没有受到冲击。

另外，腿部和手部的椭圆运动可以同步进行(例如，右臂的运动与右腿的运动同时进行，反之亦然等)，以及不同步(例如，右臂的移动与左腿的移动同时进行，反之亦然等等)。此外，如果需要，并且取决于个人的训练背景水平，可以仅通过一只手(右或左)进行椭圆运动，以便仅活动肩部的某一部分肌肉。在这种情况下，运动期间的椭圆运动可以向前和向后进行。这取决于个人训练背景以及根据培训师或医生的指示进行此类练习的需要。

根据所述权利要求保护的发明的上述特征，椭圆训练装置配置为用于改变人体从垂直到地面，即相对于水平位置的倾斜角度的装置。训练装置的设计中提供一种改变角度的装置允许得到相对于水平位置的不同的身体位置，同时负载位置也改变。这些装置提供的主要前提首先是将负载单元的轴线连接到腿部和手动负载单元的线路通道，在与水平位置成任何角度的同时，通过同时实施手部椭圆运动或单手运动(取决于训练的需要和程度)来模仿人的上下运动，以及连接腿部负载单元和手动负载单元的轴线，平行于水平位置。在通过连接腿部负载单元和手部负载单元的轴线的情况下，与水平位置成一定角度，当向上模拟人的运动时，脊柱承受体重负荷，并且在人体从垂直方向到水平方向的倾斜角度发生变化的情况下，脊柱对身体重量的负荷减小，从而在“卸载脊柱”的条件下以运动学的方式(运动轨迹)和以动力的方式(努力实施运动)得到负荷从而保持脊柱的肌肉系统。

根据权利要求保护的发明的一个特征，用于同时训练人体肩部、骨盆带和肌肉的椭圆训练装置的另一个实施例中，训练装置另外配备用于手部椭圆运动的轨迹的平面与人体的矢状平面之间产生角度的装置，xz。训练装置设计中所配备的装置允许手臂得到模仿猫科动物如狐、虎等动物动作的椭圆运动，当前腿移动不相互平行时，，而是他们以某个角度相互躲避，身体弯曲，向一个方向伸展。在这种椭圆运动的过程中，手从肩部向前移动并朝向矢状平面移动，使保持脊柱的肌肉系统上产生额外的负荷。

根据权利要求保护的发明的另一个特征，用于手部椭圆运动的轨迹的平面与人体的矢状平面之间形成角度的装置，xz，具有改变手部椭圆运动的轨迹的平面与人体的矢状平面之间的角度的能力，xz。改变角度的功能用于手部椭圆运动的轨迹的平面与人体的矢状平面之间形成角度的装置，xz允许改变(增加/减少)人体伸展拉伸的范围，从而迫使人体肌肉伸展。另外，改变手部椭圆运动轨迹平面与人体矢状平面之间的角度的功能，xz，允许进行不同类型的训练，并且允许不同训练能力水平的人使用训练装置锻炼。因此，使用该训练装置的训练提供了与猫科动物系统中肌肉骨骼系统的关节相互作用的相同的柔软性和准确性。

根据权利要求保护的发明的的另一个特征，椭圆训练装置配备用于设置手部和脚部椭圆运动的运动学参数的装置。训练装置设计中所配备的这个装置允许进行不同种类的锻炼以及为不同的人群调节手部和脚部椭圆动作(椭圆轨迹)必要的位置、速度和加速度。

根据权利要求保护的发明的再一个特征，椭圆训练装置配备用于调节手臂负载单元轴线和腿部负载单元轴线之间的距离的装置。在训练装置设计中配备调节工具实现允许将训练装置调整到每个人手部和腿部所需的舒适位置，因为不同的人具有不同长度的手和腿。

根据权利要求保护的发明的再一个特征，椭圆训练装置配备可拆卸的支撑平台，该支撑平台优选地位于主体的胸部的高度上。该平台在训练装置的设计中允许用户在训练休息期间依靠它来休息，并且取决于个人身体接收程度，使用训练装置时可以依靠支撑平台或将其完全拆卸。

应当理解，以下更为详细讨论的上述概念和附加概念的所有组成(假设这些概念不是相互不相容的)被认为是本文公开的主题的一部分。特别是，所要求保护的主题的所有组成内容出现在本文的最后，被认为是这里公开的本发明主题的一部分。还应该理解，这里明确使用的术语，其也可以出现在作为参考包括的任何公开内容中，应该给出与本文件中公开的具体概念最一致的含义。

附图说明

在附图中，类似的名称通常指的是来自不同视图的相同部分。另外，附图不一定具有比例，而是指向本发明的原理。

-附图1是所述训练装置的一般视图，其中包括用于调节手臂负载设备的轴线与腿部负载设备之间的距离的装置，以及用手踏板进行手部椭圆运动的示意图；

-附图2-腿部负载单元椭圆运动示意图，包括脚踏板和放置的飞轮；

-附图3-训练装置示意图，显示改变人体相对于水平位置角度的方法的细节；

-附图4-脚部负载单元示意图，包括改变人体相对于水平位置倾斜角度的装置；

-附图5-训练装置的类型，包括人体相对于水平位置的倾斜角度的各种选项的示意图；

-附图6-手臂负载单元示意图，包括手部椭圆运动的轨迹的平面与人体的矢状平面xz之间的角度，xz；

-附图7-训练装置示意图，包括形成手部椭圆运动的轨迹的平面与人体的矢状平面之间的角度的装置，xz。

具体实施方式

下面描述本发明的各种实施方式和相关的发明构思。然而，应该理解，本发明不限于任何特定的实施方式，图中所示和本文件中讨论的各种实施方式主要是为了说明目的而给出的，以解释本发明的实质，以及描述并且让该领域技术人员更容易理解。

用于同时训练人的肩部和骨盆带的椭圆训练装置包括主体1，其包括手臂负载单元2和腿部负载单元3，分别在手臂装置安装手部左踏板4和手部右踏板5，在腿部装置安装脚部左踏板6和脚部右踏板7。当身体向水平位置倾斜时，在这种情况下，脚部左踏板6和脚部右踏板7可以通过现有技术中已知的固定装置将脚固定在踏板上，以创造在条件下训练的可能性。主体1另外还包括垂直支架8，其通过上端连接到手臂负载单元2，并且具有用于腿部负载单元3的测力传感器。而且，主体1包括前部9和后部10支撑梁，用于将训练装置均匀地定位在水平面上。

手臂负载单元2以及腿部负载单元3可被设计为以现有技术中已知的任何方式制造，并且可以执行椭圆运动。例如，在本发明所提出的实施方案中，手臂负载单元2布置在梁11上，梁11附接到垂直支撑架8的上端。手臂负载单元2包括主体12，手部左踏板4和手部右踏板5，以及连接到飞轮14的连杆13。因此，所提出的实施例中的机械椭圆训练装置，也支持已知的磁性技术，电磁和航磁负载单元的椭圆训练装置。

在本发明的另一个实施方案中，梁11使用一个装置连接到垂直支撑架8上，该装置用于在手部椭圆形运动的轨迹平面和人体的矢状平面xz之间形成一个角度，特别是，在该实施例中，借助于具有两个自由度的弹性圆柱形铰链15，其允许梁11在按压手部踏板4和5(右侧和左侧)时水平偏转。在梁11和垂直支撑架8的连接处也是改变人体相对于水平位置的倾斜角度的装置之一，这可以通过已知的结构方案来执行。例如，在所提出的本发明实施例中，呈螺旋偶16的形式。在本发明的另一个实施例中，可以通过相对于梁11机械地固定垂直支撑架8。

除了垂直支撑架8的上端之外，在弹性板17上安装有可拆卸的支撑平台18，该支撑平台18支持任何形状安装，优选矩形。例如弹性板17的实施例允许加快在训练装置上的训练，这是对人体的额外维护，主要在人体腹部或胸部。可拆卸支撑平台18的倾斜角度根据螺旋偶19调节。

垂直支撑架8被设计为具有横截面的两个不同管8a和8b，通过一个可伸缩的机械连接20将所述车轴手臂负载单元2和腿部负载单元3相互连接调节。特别是，其中一个管8a接入另一个管8b，而在接合处，管8a和8b配备孔21，以及将竖直支架8的管8a和8b固定在所需训练高度的螺钉22。在这种情况下，在可替代实施例中，伸缩机械连接可以是机械固定，或螺旋连接，或机械齿轮箱，或气缸。因此，可以调节手臂负载单元2和腿部负载单元3的轴线之间的距离。

腿部负载单元3放置在框架23上，通过一个用于调整手臂负载单元2和腿部负载单元3之间距离的装置，框架23连接到垂直立柱8的下端，该装置设计成螺旋偶24的形式。腿部负载单元3包括盖25，脚部左踏板6和脚部右踏板7，该脚踏板位于连接到飞轮27的连杆26上。杆26还包括调节所述手臂负载单元2和腿部负载单元3之间轴线的距离的机械，即可伸缩机械连接28。

手臂负载单元2和腿部负载单元3，配备有调节手部右踏板5，脚部右踏板7，手部左踏板4和脚部左踏板6之间的距离的装置，所述手柄和脚踏板以螺旋偶对或现有技术中已知的其他装置的形式制成(图中未示出)。

训练装置可以配备用于建立手和脚的椭圆运动的运动学参数的装置，其以机械夹具的形式制成，可以将其同时附接到负载单元2或3的飞轮14或27以及连杆13或26(图中未示出)。

在腿部负载单元3和主体1之间另外放置一种用于改变人体相对于水平位置的倾斜角度的装置，设计为与伸缩连接件30连接的两个可扩展管29。

除了本发明的替代实施方案之外，其中训练装置还包括用于手臂椭圆运动的轨迹的平面与人体的矢状平面xz之间形成角度的装置，每个臂部的负载单元分开进行，固定在球形接头31中，这提供了形成负载单元相对于人体矢状平面xz的旋转轴线的倾斜角度的可能性。在这种情况下，倾斜角度可以变化，并且如果需要，借助于固定在梁11或框架23上的可变长度的支撑件固定，分别沿飞轮14或27的内表面滑动(图中未示出)。

训练装置还配备有用于改变负载大小的装置，以现有技术中已知的方式(图中未示出)制造，包括例如磁性，电磁等。

椭圆训练装置的工作原理如下。首先，使用者无论其训练水平如何，都将脚放在脚踏板6和7上，将手放在手踏板4和5上，同时依靠在可拆卸的支撑平台18。确定放置手臂和腿的方便性，并根据手臂和腿的长度，调整手臂负载单元轴线距离，并调整腿部负载单元20和28之间的距离，确定手踏板4和5以及脚踏板6和7的必要位置，根据肩部和骨盆带的宽度，显示所需的位置。之后，手臂与脚同时进行椭圆运动。在准备就绪，必要性以及取决于训练水平的情况下，用户可以不依赖于平台18，而是仅仅是手臂与脚同时进行椭圆运动。

用户在练习期间可以选择所需的负载量，设置手脚椭圆运动的运动学参数。

在这种情况下，用户还可以选择手脚同步，例如，同步：右手的运动与右腿的运动同时进行，反之亦然，或者是不同步的：右手的运动与左腿的运动同时进行，反之亦然等，以及不同序列的其他已知类型的肢体运动。此外，在使用右手和左手独立负载单元训练装置变体的情况下，如果必要的话，根据人体训练的程度，可以用一只手(右或左)进行椭圆运动，以便仅锻炼肩部和身体的某一部分的肌肉。在制定用于纠正脊柱扭曲，特别是脊柱侧凸的康复和训练计划的情况下，这种可能性很重要。

同样在训练装置的另一个实施例中，使用者可以锻炼手，当前肢不平行于彼此移动但是看起来以一定角度在彼此后面时，模仿猫科动物(例如狐狸)的运动，同时身体弯曲，伸展到一个方向。因此，使用者可以用手不平行于人体的矢状平面xz进行椭圆运动，但是以一定角度进行，从而增加和减小人体的提起和拉伸范围。

椭圆训练装置可以使用标准材料，部件和组件在现代工业生产条件下制造。

因此，根据权利要求的发明的使用允许您创建椭圆训练器，用于训练人的身体，肩部和骨盆带的肌肉，同时通过激活各个人的肌肉群，关节，肌肉骨骼系统，尤其是肌肉，同时模仿各种运动刻板印象，支撑脊柱，可以通过同时进行手和脚的椭圆运动在协调人体运动活动(运动)的过程中纠正它们的负荷，除了肩部和骨盆带的负荷之外，同时形成肌肉群的主要拉伸负荷，保持脊柱。

尽管已经描述和说明了本发明的若干实施例，但是本领域技术人员容易联想到各种其他装置和/或结构以执行功能和/或获得结果和/或一个或多个所述益处。在本说明书中，每一个变化和/或修改被认为是在本文描述的本发明的实施方案的范围内。并且，本领域技术人员将理解，本文描述的所有参数，尺寸，材料和配置都给出了示例，并且实际参数，尺寸，材料和/或配置将取决于特定应用或应用程序。本领域技术人员将理解，仅使用普通的方案，可以理解或可以确保本文描述的具体实施方案的多个等同物。因此，应该理解的是，上述实施例仅作为示例给出，并且在权利要求及其等同物的范围内，本发明的实施例可以与具体描述和要求保护的以不同方式实现。本发明的发明实施例涉及本文描述的每个单独的特征，系统，产品，材料，套件和/或方法。此外，如果这些特征，系统，产品，材料，套件和/或方法不相互矛盾，则这些特征，系统，产品，材料，套件和/或方法中的两个或更多个的任何组合都包括在本发明的发明范围内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于同时锻炼人的肩带、骨盆带和躯干肌的椭圆训练装置，所述装置包括一个训练装置主体（1），所述训练装置主体（1）包括在其上连接有手踏板（4）的手臂负载单元（2）和在其上连接有脚踏板（5）的腿部负载单元（3），其特征在于，手臂负载单元（2）和腿部负载单元（3）配置为使得手踏板（4）和脚踏板（5）能够彼此独立地执行椭圆运动；所述训练装置配置为使人体的倾斜角度从垂直与地面变化。

2.根据权利要求1所述的椭圆训练装置，其特征在于，所述训练装置配置为在手的椭圆运动轨迹的平面与人体的矢状平面xz之间形成角度。

3.根据权利要求2所述的椭圆训练装置，其特征在于，所述训练装置配置为改变手的椭圆运动轨迹的平面与人体的矢状平面xz之间的角度。

4.根据权利要求1所述的椭圆训练装置，其特征在于，所述训练装置配置为建立手和脚的椭圆运动的运动学参数。

5.根据权利要求1所述的椭圆训练装置，其特征在于，所述训练装置配置为调节手臂负载单元（2）和腿部负载单元（3）的翻滚轴线之间的距离。

6.根据权利要求1所述的椭圆训练装置，其进一步包括一个可拆卸的支撑平台（18）。

7.根据权利要求6所述的椭圆训练装置，其特征在于，所述可拆卸的支撑平台（18）优选地位于人体胸部的平面上。