一种运动器械的制作方法

专利名称：一种运动器械的制作方法
技术领域：
本发明涉及到运动设备领域，特别是涉及一种运动器械，在该运动器械中至少运动阻力的一个主要部分是由使用者的身体重量所提供的。
目前，各种各样的运动器械已被开发出来用于锻练人体的各个部位的肌肉组织。大多数这种器械是采用配重来向使用者的锻练运动提供阻力的。最普通的是在一个装置中设置一垛单独的配重板，这样就可以通过一个缆索、杠杆机构或其他装置将一个选定数目的配重板连接到锻练位置上。这种运动器械一般具有一个配重叠垛，其总重量为200至300磅。这样的配重特别是在考虑运输费用时占有一台运动器械成本的一大部分。而且在运动器械使用时一般的配重板是有噪音的。
使用者自身的体重作为运动阻力显然是众所周知的。例如许多体操运动诸如俯卧撑、仰卧起坐等类似运动都是用人体重量作为运动阻力的。使用人体重量作为阻力的几种运动器械已在商业上推广。例如商标为健康骑士的器械(Health Rider)是一种用于同时锻练上体和下体的肌肉组织的装置，其中使用者是在一个坐位上通过操作器械交替地被提起和下落。由EFI/Total Gym公司销售的商标为“总健身房”的器械(Total Gym)是采用一个斜置的滑板来支承使用者。用这种器械适用于各种锻练，在使用者锻练时，使滑板拉起向上倾斜。由Maximus销售的商标为“体力”的器械(Body ForceTM)给使用者提供可选择力量的辅助装置，同时使用人体重量作运动阻力，例如降下和引体向上。商标为“重力边缘”(Gravity EdgeTM)的器械具有一个转动式平台，使用者被支承在其上面或是坐着或是在站立位置上。该平台由连杆机构连接到一个运动臂上，这样操作运动臂就可使平台提升。
其他体重运动器械的变型均表示在美国专利第4,632,390和4,949,958号中，这两份专利均授于端切挨(Richey)的。这二份专利公开了这样的装置，其中使用者被支承在一个通常的水平台上，该台通过各种运动来提升。一个滚轮和杠杆臂装置对体重的大小提供调整，其值作为运动阻力被传递。
上述各种体重阻力器械与较为普通的采用配重垛的多位运动器械相比，提供运动的选择更为有限。后一类器械在锻炼者中得到广泛的肯定，包括家庭和健康俱乐部两个市场中。对一个运动器械有一种潜在的需要，即使这个器械将一个普通多位运动器械的运动适应性与一种器械的优点相结合，该器械可从操作者本身的体重而获到运动阻力。
本发明提出一种多位运动器械，该器械具有许多运动构件，这些运动构件实际上类似于那些常用多位运动器械所提供的运动构件，而上述常用运动器械利用配重垛提供运动阻力。进行运动的各种工作构件均连接到一个可活动的辅助框架上，该辅助框架还支承一个操作者用的椅座。辅助框架可枢转地连接于一个固定框架上。在本发明的一个优选实施例中，一个杠杆臂也是可转动地连接在固定框架上。一个滑架可活动地置于杠杆臂上，该滑架紧靠一个枢转臂作用，枢转臂则将辅助框架挂在固定框架上。一个缆索和滑轮系将杠杆臂连接到器械的不同动作构件上，因而将包含操作者在内的辅助框架的一个重量的选择比率作为运动阻力来传递。连接到动作构件上的重量值是由滑架在杠杆臂上的定位来选定的。调整也改变由运动动作所提升的辅助框架的高度，因此作用力必须由操作者来施加。
实际上，除了只用于常用运动器械上使用的配重以外，辅助框架就是一个完全的多位运动器械。辅助框架的重量连同操作者的重量一般就足以超过提供运动阻力的任何理想的级别。因此，作为在此以前传统上常用的这类运动器械所使用的配重垛是不需要的。除了省去传统的配重这一优点之外，本发明提供一种新的且令人振奋的运动感觉，使操作者在锻练时感觉就如提升运动那样。
在本发明的一个优选实施例中，辅助框架包含一个大体上呈L形的构件，该L形构件具有一个操作者用的椅座和靠背。一个压臂在操作者大致的头部上方的枢轴位置处可转动地连接在辅助框架的一个伸出部上。一个缆索穿过在辅助框架构件和压臂上的滑轮组，并在其一端连接到一个侧杆上。缆索的另一端适于制成一个大致位于操作者的头部后面的中间拉力点。辅助框架还装设有一个伸腿臂，其可转动地悬挂在操作者的椅座前方被连接到第二个缆索上。该缆索的端部适于制成一个下拉力点。这些缆索是通过一个浮动滑轮组件相互连接的，这样使任何动作构件或缆索拉力点的动作经由整个缆索和滑轮系传递，以张紧两个缆索。下缆索穿过装设在械杆臂上的滑轮，因此任何锻练运动将在杠杆臂上产生一个拉力作用，从而辅助框架就从其静止位置提升到一个高度上，而该高度则是由滑架的选定位置来确定的。
下面通过有关附图和具体实施例详细描述本发明的其他目的、结构及特点。其中

图1按照本发明的一种运动器械的透视图；图2是图1所示的运动器械的一个侧视图，其表示该器械处于静止位置；图3是图1所示运动器械的一个侧视图，其表示该器械处于某个提升位置；图4是图1所示运动器械的杠杆臂的一个结构细节的俯视图；图5是供图1所示运动器械使用的另一压臂的一个前视图；图6是图5所示压臂的一个侧视图；图7是沿图6中的线7-7截取的一个局部横截面图；以及图8是本发明另一实施例的一个侧视图。
在下面的描述中，为了说明和不受其限制，而提出具体的结构详情，以便对本发明有充分的了解。但是，很显然任何一位本领域的专业技术人员都可以以不同于这些细节的另一些实施例的方式实施本发明。在其它一些实例中省去了众所周知的运动方法和装置的详细说明，以便不会因不必要的细节而妨碍对本发明的说明。
图1至图3表示按照本发明而制成的一种器械10。该器械由一个固定框架12支承，固定框架12包含一个主纵向构件14。框架构件14连接前部横向支持构件16并且置靠在后部横向支持构件18上。直立框架构件20固定在框架构件14的后端15上。
固定框架12支承一个可活动的辅助框架22，该辅助框架包括一个大体上呈L形的构件24。辅助框架22包含一个椅座26和一个椅背28，以便在使用者用器械10进行运动时对其进行支承。应该注意到，由于椅座26和椅背28两者都被固定在辅助框架构件24上，当进行运动时，支承垫的相对位置是保持固定的，不同于某些现有技术装置，诸如前面指出的商标为“重力边缘”的器械。
椅座26被固定在辅助框架构件24上，这样其就可以进行垂直调整，以适应不同高矮的使用者。为提供可调性能，椅座框架30包含一个向下伸展的构件32，该伸展的构件可在管形构件34内伸缩，而管形构件34则是固定在辅助框架构件24上。椅座是如通常运动设备采用的作法使用弹销(未示出)固定在一个所需的高度上。椅座框架30支承着椅座垫36和膝垫38。膝垫主要是在进行伸腿或曲腿运动时用作支承，下面将作更详细的说明。当进行其他运动时使用者的膝部一般将跨置在膝垫38之旁，如图1中所示。
辅助框架22包含一个脚支持台板40，该脚支持台板通过构件42和44从框架构件24悬挂下来。横向构件46为脚支持台板40提供侧向支承。前部横向构件46的下侧上的止挡47在辅助框22处于其静止位置时(如图2中所示)置靠在横向框架构件16上。止挡47可调整其高度，因此辅助框架22的静止位置可作垂直调整。上述调整的应用将在下面予以说明。
辅助框架22通过上枢转臂50a、50b和下枢转臂52a、52b连接在固定枢架12上。上枢转臂50a、50b均以枢轴53连接到直立框架构件20上，而以枢轴54连接到辅助框架22上。用同样方式，下枢转臂52a、52b均以枢轴55连接到直立框架构件20上，而以枢轴56连接到辅助框架构件42上。因此辅助框架22是经由一个四连杆机构连接在固定框架12上，这样当其从静止位置被提升时可以保持相对高度。椅座位置在辅助柜架被提升时实际上有点向后靠，这是由于上枢转臂50a、50b短于下枢转臂52a、52b而造成的结果。
杠杆臂60较为详细地表示在图4中其以枢轴62可转动地连接到固定框架12上，枢轴62由托架64来支承。滑架66可滑动地配置在杠杆臂60上并装有滚轮68a、68b。这两个滚轮分别靠置在下枢转臂52a、52b的下面。滑架66沿杠杆臂60的长度的位置可以由使用者用弹销70来选定。该弹销是沿向下的方向偏压的弹簧，其接合在杠杆臂60上表面上的许多孔中的一个选定孔中。从下面的讨论将会更清楚地了解，滑架66沿杠杆臂60的长度上的位置决定着使用者在用器械10进行适宜的运动锻练时其所经受的运动阻力的量，并且还可改变通过运动动作提升辅助框架22的高度。如上所述，止档47可使辅助框架22的静止位置进行垂直方向调整。这样就使枢转臂52a、52b作平行于杠杆臂60的对准。随后就可使滑架66能平稳地沿杠杆臂配置在任何位置上。虽然杠杆臂60是一种用于将辅助框架22的载荷传递到器械的缆索和滑轮系上的较好的装置，但仍应指出的是，可以将载荷直接传递到一个或多个枢转臂上。例如，一个缆索连接装置可以做成一个套筒或是可滑动地配置在枢转臂上的滑架。
器械10的主要构件如通常对运动器械采用的作法相同最好是由呈方形和矩形截面的钢管构成。各个构件是通过焊接或用机械紧固件同适用于所有情况下那样来连接的。
器械10装有许多动作构件，这些动作构件连接在进行运动的辅助框架22上。一个这样的动作构件是压臂72，该压臂以枢轴76可转动地连接到辅助框架构件74上。压臂72设有水平手把78和垂直手把80。当不使用时压臂72靠置在止挡构件71上，该止挡构件是从辅助框架构件24上伸展出的。第二个动作构件是悬挂在使用者的头部上方一个侧向下拉位置处的缆索84上的侧杆82。当不使用时，侧杆82是保持在托架86a和86b上，托架86a和86b则是从辅助框架构件74向前伸出。第三个动作构件是腿伸展臂88，该伸展臂是以枢轴90可转动地从辅助框架构件44悬挂下来，值得注意的是，所有这些动作构件均装在活动的辅助框架结构上，因此使椅座26和靠背28保持在一个固定关系中。这与大多数现有技术的体重阻力器械大不相同，现有技术器械的动作构件则是装设在一个固定框架上。
每个上述动作构件是经由器械10的缆索和滑轮系连接的，因此当使用者运动时辅助框架22就被提升，从而形成运动阻力。为说明这一点，首先设想使用运动臂88的一种伸腿运动。当使用者紧靠脚踝垫92向前加压时，连接在运动臂88上的下缆索94就处于张紧状态。缆索94在滑轮96下方经过，该滑轮则是可转动地装设在辅助框架构件44上，然后在滑轮98下方经过，滑轮92则是可转动地装设在杠杆臂60上。之后，缆索94绕过浮动滑轮组件100的下滑轮102，再向下经过装设在杠杆臂60上的邻接滑轮98的滑轮104的下方。缆索94继续向上并被固定在上枢转臂50a、50b之间的位置106处。当运动臂88向前移动时杠杆臂60就由在滑轮98和104上的缆索的动作而被拉起。这样随之就使得下枢转臂52a、52b分别由滚轮68a、68b所提升。这样提升力传递给辅助框架22上，使其沿一条近乎直线的垂直路径被抬起，如图2中点划线箭头所示。
以同样方式，压臂72的动作使辅助框架22从其静止位置被提升。其一端连接到侧杆82上的上缆索84形成经过托架构件86上的滑轮108的路线，然后绕过滑轮110、112、114和116，这些滑轮则交替地装设在压臂72和辅助构件24上。之后，缆索84绕过浮动滑轮组件100的上滑轮110并向上绕过辅助框架构件24上的滑轮118。缆索84的末端终止于缆索固定装置120上，该固定装置在缆索张紧时是紧靠辅助框架构件24固定的。当使用者将压臂72向前推到图3所示的位置上时，浮动滑轮组件100被向上拉起，使得杠杆臂60被缆索94向上拉起。因此辅助框架22以与上述伸腿运动的动作相应的同样方式被提起的。下面将会看到使用侧杆82向下拉缆索84而产生同样的结果，但是没有用压臂72因缆索84经过滑轮110-116弯弯曲曲路线而受到多重作用的力。
如上叙述的那样，下缆索94是连接在上枢转臂50a、50b之间的位置106处上。这种连接最好是可调的，以适应缆索84和94的长度的变化，而且也可对缆索伸长进行定期的补偿调整。而对于这种不需要有很大行程范围的调整，当辅助框架22处于其静止位置时可使缆索处于拉紧状态。这样就消除在各种动作构件的动作中有任何过界移动。将要重视的是，在连接位置106处调整缆索长度会影响杠杆臂60的位置，因此进一步调整止挡47是有必要的，以使杠杆臂60与下枢转臂52a、52b之间保持一个平行关系。
如上所述，缆索84的末端终止于滑轮118处的缆索固定在装置120上，该滑轮112是处在使用者头部的上方且稍后的位置上。一个环圈122被固定在缆索84的末端上，以使其可连接一个辅助运动杆或条(未示出)。因而诸如压腹或上身三头肌的附加运动就可用这个运动位置来进行。缆索94的末端终止在伸腿臂88上的滑轮126处的一个缆索固定装置124上。环圈128设在缆索94的末端，以为附加运动提供一个下拉点。例如曲臂和直立划浆式运动就可以站在支撑台板40上用一个辅助运动杆进行，该辅助运动杆连接在一个延长链或缆索上，而链或缆索则与环圈128连接。应该指出的是，很多运动也可以利用这个下拉点来进行，只要是站在邻近器械10的地面上。在这方面，仅仅辅助框架22的重量就大到足以进行很多运动，例如侧向举腿。
然而辅助框架22和坐在其上的使用者的组合重量一般就足以提供最大的理想运动阻力，附加阻力可能是某些使用者所希望有的。在这种情况下，可以将辅助重量增加到支承杆130上的辅助框架22上。这种辅助重量可以包括盘状配重盘，其型式已被广泛地用于杠铃和类似哑铃但其杆较长的运动器械上。
在本发明的另一个实施例中，压臂72可以用图5-图7所示的压臂172来取代。压臂172是设置成作为一个普通的压臂使用，但也可以用于进行一种健胸运动。上压臂构件178和180均以枢轴173可转动地连接在框架构件200上。作为一个普通压臂使用时，各个臂构件174和176均用销182和184分别相对于横向构件181锁住。为进行健胸运动，将销182和184放在收回位置上，这样臂构件174和176就能分别围绕枢轴186和188自由转动。此处，销210经由压臂止档件212插入并进入到杆214中，杆214则是连接在横向构件181上。这样就将上压臂组件锁定在相应位置上，从而使其不能绕枢轴173转动。用于销210的多个孔最好是设在杆214中，这样臂构件174、176就可以相对于进行健胸运动的椅座确定在最佳的位置上。
缆索190的对置两端均被固定在扇形件192和194上，这些扇形件则分别连接在臂构件174和176上。缆索190穿绕装设在辅助框架臂202上的滑轮196和198且还穿绕浮动滑轮204。浮动滑轮204是浮动滑轮组件206的上构件，该滑轮组件与器械的其余部分按上述同样方式连接。
在另一种不同的结构设置中，压臂可结合两个压臂72和172的特点。在这方面，一个具有滑轮110和114的压臂和如图1-图3所示的缆索装置可以设有类似于图5-图7中的臂构件174和1 76的折叠式健胸臂。在这种装置中，器械10的下缆索94一般可以由连接点106(该连接件已被除去)延伸到一个滑轮或“Y”形连接构件，在该处可将其连接到缆索190上。因此加压运动的运动阻力可以通过上缆索84用一些滑轮110-116多重作用的力来传递，而健胸运动用的运动阻力则经由下缆索94和缆索190来传递。这种设置不需要销210，因为健胸臂的动作相对于其值较少的阻力是由缆索94和190来传递的，而不会使压臂组件倾向于围绕加压动作枢轴位移(图1-3中76或图5-7中173)。
现在参阅图8，其表示本发明的又一个实施例。在该实施例中，器械250使用一个单一的枢轴装置，该装置和前述实施例中所用的四连杆机构大不相同。器械250的辅助框架254相对于固定框架252仅在枢轴点256处转动，因此如点划线箭头所示其是跟随一条弧形路线转动的。器械250的构造多少比器械10的构造更为经济，但是应意识到，当辅助框架254从其静止位置上被提升时随器械250的椅座角度有较大的倾斜。除了枢轴装置以外，器械250的其他方面在作用上等同于器械10。
应当看到的是上述发明可以体现在其他具体形式中而不会脱离本文公开的精神或基本特征。因而应当理解，本发明并不是由前面说明的细节详情所限制，而是由所附权利要求书来限定的。
权利要求
1.一种运动器械，其包含一个框架；一个可相对于框架活动的辅助框架，所述辅助框架具有一个用于该器械的使用者的支承，且有一个可转动地连接在辅助框架上的压臂，用于在由所述支承支承的使用者来操作；用于将辅助框架活动地连接到框架上的连杆机构；连接到框架上的承载装置，用于支承带有支承在其上的使用者的辅助框架；阻力传递装置，其用于将压臂连接到承载装置上，这样辅助框架和使用者的组合重量就在操作压臂过程中提供一个运动阻力。
2.如权利要求1所述的运动器械，其特征在于，连杆机构包含第一和第二臂，每个臂以一个四连杆机构的方式可转动地连接到框架和辅助框架上。
3.如权利要求1所述的运动器械，其特征在于，承载装置包含一个可转动地连接在框架上的杠杆臂和一个装设在杠杆臂上用于支承辅助框架的承载构件；
4.如权利要求3所述的运动器械，其特征在于，承载构件沿杠杆臂是可调地设置的。
5.如权利要求4所述的运动器械，其特征在于，承载构件包含一个滑架，其具有至少一个承载轮，该承载轮可转动地装设于其上，且配置成与连杆机构有动作接合。
6.如权利要求1所述的运动器械，其特征在于，阻力传递装置包含缆索和滑轮系。
7.如权利要求6所述的运动器械，其还包含用于调整缆索和滑轮系的缆索松驰的装置。
8.如权利要求6所述的运动器械，其特征在于，缆索和滑轮系包含一连接到压臂上的第一缆索和一连接到承载装置上的第二缆索。
9.如权利要求8所述的运动器械，其还包含一组成对的浮动滑轮组，用于将第一和第二缆索相互连接。
10.如权利要求8的运动器械，其特征在于，第一缆索除压臂外还连接在至少一个运动位置。
11.如权利要求1所述的运动器械，其特征在于，承载装置包含用于改变运动阻力的调整装置。
12.如权利要求11所述的运动器械，其特征在于，承载装置在沿其上的一个可调位置处可动作地连接到连杆机构上。
13.如权利要求1所述的运动器械，其还包含除压臂以外至少第一和第二运动构件，每个压臂和第一和第二运动构件可动作地连接到阻力传递装置上，因此任何一个压臂和第一、第二运动构件都可由使用者来操作而不会使任何其他压臂和第一、第二运动构件脱开连接。
14.一种运动器械，其包含一个固定框架；一个可活动地装设在固定框架上的辅助框架，所述辅助框架具有一个用于该器械的使用者的支承，且还有一个可转动地连接在辅助框架上的压臂，用于由该支承所支承的使用者来操作；一个阻力传递构件，其连接在固定框架上并在可动作地连接在压臂上；重量传递装置，用于将一个辅助框架和使用者的组合重量的选择的比率传递到阻力传递构件上，以便在使用者操作压臂时提供一个运动阻力。
15.如权利要求14所述的运动器械，其特征在于，辅助框架是可转动地连接在固定框架上。
16.如权利要求15所述的运动器械，其还包含上和下枢转臂，每枢转臂在一个相应第一端连接到固定框架上，而在一个相应第二端则连接到辅助框架上。
17.如权利要求14所述的运动器械，其特征在于，阻力传递构件包含一个可转动地连接在固定框架上的杠杆臂。
18.如权利要求17所述的运动器械，其特征在于，杠杆臂在可动作地上由一个缆索和滑轮系连接到压臂上。
19.如权利要求18所述的运动器械，其还包含用于调整缆索和滑轮系的缆索松弛的装置。
20.如权利要求18所述的运动器械，其特征在于，缆索和滑轮系包含连接在压臂上的第一个缆索和连接在杠杆臂上的第二个缆索。
21.如权利要求20所述的运动器械，其还包含一组成对的浮动滑轮组，用于连接第一和第二缆索。
22.如权利要求14所述的运动器械，其特征在于，重量传递装置是有选择地设置在阻力传递构件上的。
23.如权利要求17所述的运动器械，其特征在于，重量传递装置包含一个可沿杠杆臂活动的滑架，所述滑架具有一个用于支承辅助框架的承载构件。
全文摘要
一种多位运动器械，其具有一个可活动的辅助框架，一个使用者坐于其上可进行各种运动。辅助框架是可转动地连接在一个固定框架上并由一个杠杆臂来支承，该杠杆臂也是可转动地连接在固定框架上。将辅助框架连接到固定框架上的枢轴臂靠在一个滑架上，该滑架则是可活动地设置在杠杆臂上。一个缆索和滑轮系将杠杆臂连接到器械的各个动作构件上，因而使一个包含使用者在内的辅助框架重量作为运动阻力来传递。连接到动作构件上的总重量值是由滑架沿杠杆臂的定位来决定的。这种调整还可改变由运动动作提升的辅助框架的高度，因而作用力必须要由使用者来施加作用。
文档编号A63B21/068GK1120463SQ9411716
公开日1996年4月17日 申请日期1994年10月22日 优先权日1993年10月25日
发明者T·J·哈宾, 朱荣奭, D·J·哈宾 申请人:太平健身公司