专利名称：用以锻炼肌肉的人体健康训练设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用以锻练肌肉的人体健康训练设备。
已知的进行人体肌肉的锻练和恢复用的有许多种不同的训练设备。
在现有技术中各种训练设备都是这样设计的，即按成倍分开的重量单元形成作用在一个杠杆上的重量力。以此供人供进行锻练，其重量的加载量必须由重量单元的各元素进行组合。意思是，对通常分成为单个的重量块，例如5公斤的重量块的重量单元是由十个单个重量为5公斤的重量块放在一起这样来组合成一个50公斤的重量单元。
这样对于进行锻练的人来说是非常浪费时间的。
对于进行锻练的人来说，由于重量单元和单个重量块必须总是要能够接近，而且也不能把这些单个重量块放在一个保护套内包封起来。
然而，在人体健康训练设备中，对重量块的安排布局必须按照一定的规则进行，以防止偶然事故的发生。
已知的通过一个杠杆来改变所施加的重量力的训练设备所显示的缺点是，该重量力直接作用于人体体力所推动的杠杆上，因而对所采用的连接元件有很高的要求，或者该杠杆是处于其最大位置，也就是说当使用者使用最合适的杠杆进行最低需要的肌肉力锻练时就要使杠杆移动最大的路程，这也会在训练设备上产生极大的作用力，最终导致材料的变形或损坏。
实际上现有技术中的训练设备的缺点，更详细地说是当进行最大程度的锻练时，这些设备开始振动。这样就导致作用于进行锻练的人员的肌肉上的力发生不可控制的影响并造成危险的损坏。
此外，现有技术中的训练设备的座位装置的设计是不能令人满意的，因为由锻练人员所发出的肌肉力经常作用在座位装置和固定元件上是满负荷状态。
考虑到防止发生事故的规律，允许的训炼力的大小经常受到迄今不能令人满意的座位止动块的限制。
现有技术中的训练设备的另一个缺点是，使用者只能在低于现有的重量单元力的范围内来变化作用在设备上的重量力。对于已知的训练设备，要想将杠杆臂的改变使其增加所要求的肌肉力超过现有的重量力是不可能的。在这种情况下，训练谱也受到限制。
因此本发明的一个目标是实现一种上面所概述的人体健康训练设备，该设备能够满足由一个座位位置上改变要进行调整的锻练力大小，借此使作用于训练设备上的重量力和训练力避免发生不希望有的振动，并借此使该训练设备成为这样一种稳定的设备型式，即当需要时，通过改变杠杆臂来增加所需要的训练力的大小能够超过重量力大小，并借此使该训练设备的座位止动以一种适当地移定的方式制成。
根据本发明，这一目标是这样实现的，即该人体健康训练设备是由一个带有若干绳索导向滚轮的自稳定框架，一个通过套筒沿着套筒立柱导向的重量板，一个安装在杠杆上或杠杆内的并能在垂直方向运动用以调整该重量板的可伸缩的套管和一个安装在框架上的一个座位楔块锁紧器组成。
本发明的一个特定的最佳实施例的特征在于该框架最好是由圆的，平滑配合无角钢管材料制成，该框架是由一个由垂直支承和横向管子构成的带圆角的短形框架和一个通过横向桁架与上述框架连接在一起的并由垂直支承和带角度的横向管子构成的带角度的框架构成。
按照本发明的人体健康训练设备另外一些特征是在各横向管子之间设置有套筒立柱，这些套筒立柱是由携带重量板的套筒(每个套筒环绕着一个)环绕着，而且在框架上设置有用以调整重量力-的伸缩式套管，该套管可在杠杆内或杠杆上进行移动并连接至牵引绳上。
此外本发明的特征是，在杠杆内或杠杆上设置有一个导轨，在伸缩式套管上设置有一个带有可墓雎值牧Υ菰昧Υ菰瞥梢桓鎏鬃霸谏焖跏教坠苌系奶谆罚⒘又燎Ｒ希腋酶芨说牡脊焓谴嵌鹊摹 本发明还有另一个特征是，在带角度的横向管子上安装有由一个缘条导轨，一个滑动楔块和一个带有止动板和导向楔块的螺旋手柄组成的一个座位楔块锁紧器;该滑动楔块设有一个容纳缘条的窄槽并至少在面对着螺旋手柄的侧面制成楔形的，并至少设置一个弹簧止动块;该缘条导轨设置一个止动块和一个缘条以及至少一个用于容纳压力弹簧的沟槽;该杠杆要制成带弯曲臂的U形，该杠杆的弯肘通过一个枢轴以可回转地安装在支撑器上。
本发明的另一个特征是，该伸缩式套管是通过一个距离板以可回转地安装在枢轴上，而且该伸缩式套管通过一个枢轴以可回转地安装在横向管子或带角度的管子上;该伸缩式套管设置有气动或液压连接端;该杠杆是一个拱形结构，该力传递元件带有一个回转轴。
最后，本发明的另外一些特征是，该伸缩式套管是以可动的安装在力传递元件的沟槽内;该绳索导向滚轮以可回转地安装在固定于框架的一个平板上;该平板设有一个圆弧形沟槽，利用一个轴将该绳索滚轮以可回转地安装在该沟槽内;该杠杆设有以一个齿条或带槽的盘或带小孔的盘的形式构成的调整机构;而且该座位的靠背要制成能够通过一个连接机构进行反向固定的。
现将结合显示本发明各个特定的最佳实施例的各附图对本发明进行进一步地说明。
图1至图5是显示由各个不同方向上观察的自稳定式框架的透视图，为了显示清晰起见，并未将框架结构的所有附加部件都表示出来;
图6是一个带u型杠杆的完整的人体健康训练设备的一个最佳实施例的透视图;
图7是沿图6中的A-A线切取的一个截面剖示图;
图8是沿图7中的B方向观察的俯视图;
图9是显示图7中以C标注的部分的放大图;
图10是沿图9中的D方向观察的一个示图;
图11是显示在框架内重量板的安排布局;
图12是由图11中的E方向观察的一个示图;
图13是图12中以F标注部分的详细视图;
图14是座位限位器装置;
图15是图14中以G标注的部分的一个放大图;
图16是图14中由H方向观察的一个示图;
图17是由图16中由J方向观察的一个示图;
图18是由图16中由K方向观察的一个示图;
图19是图18的放大图;
图20是沿图19中L-L线切取的座位楔形限位器的截面剖示图;
图21是沿图20中的M-M线切取的一个截面剖示图;
图22是本发明的带弯曲杠杆臂的一个最佳实施例;
图23至图25是显示力传递元件的另一个实施例;
图26至29是伸缩式套管固定装置的另一个实施方案;
图30是绳索导向滚轮42的支架;
图31和图32是图30的截面剖示图;
图33和图34是绳索导向滚轮定位和力传递的示意图;
图35至图38是改进装置的各种改变型;
图39至图40是显示可以通过连接机构进行反向固定的靠背。
图1是显示框架1的一个透视图。
本发明的一个特殊的特征是，此框架1是由三个横向桁架6，7和8连接起来的两个单一框架1′和1″构成。
框架1′是一个带圆角的矩形框架结构。
该框架由两个垂直支承2和3及两个横向管子4和5构成，该横向管子的其中之一可以向外弯出并在接合点51处连接起来，或者如图1a所示，可以由两个弯曲管子52构成。
框架″是制成一个带角度的框架，并由两个垂直支承9和10以及一个上部带角度的横向管子11和一个下部横向管子12构成。
图2是图1所示框架1由O方向上观察的一个示图。
图3是图2所示框架由P方向观察的一个侧视图;
图4是图2所示框架沿N-N线切取的一个截面剖视图;
图5是图3所示框架的一个俯视图。
由图1至图5可以看出，它是本发明的一个特殊的特征，即在该实施例中框架1是由一种圆的管材最好是钢管材料构成而且显示出没有危险的边缘或角部。
由于框架1的结构设计是自稳定式的，也就是当进行锻练时，不存在导致框架的倾复或摇动的不利的力关系发生。这样就可以将该框架树立在训练室内而不用固定。
图6是显示该训练设备的一个透视图。
在此实施例中采用了一个U形杠杆18。由图中可以清楚地看出，杠杆18在其两侧具有一个弯管形的转接部分43和44，该转接部分是通过轴45可回转安装在垂直支承3和9上。
图7是沿图6中A-A线切取的一个截面剖示图。
由此截面图中可清楚地看出，重量力作用于牵引绳19上的作用力经过滚轮40，41，42改变了方向，然后此作用力施加于与伸缩式套管20相连接的力传递元件23上。
杠杆臂是通过伸缩式套管20的缩入或伸出来改变形状的，该伸缩式套管的运动可以通过电气，气动或液压来实现，利用电子装置61来控制运动的变化。
在此实施例中，该力传递元件显示出一个可动地安装在导轨21内的可回转滚轮22。该导轨21以实体连接在杠杆臂18上，以便使重量力的作用力不施加于伸缩式套管上，而使其作用力作用在导轨21内。
此外，在一个沟槽内对该伸缩式套管20进行导向是可能的(此处未显示)。
在此实施例中，伸缩式套管20是利用距离板46可回转地安装在杠杆18的轴45上。这样就可以使伸缩式套管20的运动与杠杆18的运动是相似的。
图8是沿图7中的B方向观察的一个俯视图。在该附图中可清楚地看出可回转的安装着的滚轮22是如何在导轨21内移动的。
图9是显示由图7中的C部分的一个放大图而图10是图9中由D方向所观察的一个示图。
在此实施例中，力传递元件23是由一个环绕着伸缩式套管的套管构成的。如果所需要的训练力不是太大时，采用这种形式的构件是合适的。
当训练重量更大的情况下，伸缩式套管的引导需要在沟槽内或长的窄槽内进行，下面还将进行描述。
图11至13是显示重量板15的安排布局。
重量板15与套筒13和14是固定连接的。这两个套筒13和14环绕着一个引导轴16和17(每个)。
此处可清楚地看出，由于该重量力仅仅是由一个可以通过套筒13和14沿着引导轴16和17进行垂直移动的重量板15构成，完全能够将此重量板15提供一个令人喜欢的美观的形状。为了使板体平稳在套筒的下端装设以橡胶垫座68或类似设施。
图12是由图11中沿E方向观察的一个示图，而图13是显示图12中F部分一个详细的放大图。重量板15在两个套筒13和14之间的安排布局，如图13所示，也可以由(图13a)的安排方案所代替。
图14显示按照本发明的座位楔形限位器24，该限器是根据有时进行大的训练力的要求设计的。
为了清淅起见，座53只是以虚线表示。
该座位楔形限位器24主要是由一个滑动楔块31，滑轨25和一个带止动板37和导向楔块38的螺旋把手36组成。在座53与滑动楔块31之间的连接可以通过在座53内制成的与滑动楔块31紧密配合的耦合件来实现。
当进行锻练时，锻练的人将他自己压在座位上。由此则由箭头X所指的方向上施加作用力。
由于至少在滑动楔块的一侧，例如一侧39是楔形的，并由带有其止动板37的螺旋手柄压紧，就不再有作用力施加在可能导致破断的固定螺旋上。
图15至21显示此座位楔形限位器24详细示图。
图15是显示图14中的G部分的详细示图。可以清楚地看出，该缘条导轨25在其前端具有一个用以限制移动距离的挡板26。该缘条27导入滑动楔块31的沟槽32内。滑动楔块31以其滑动表面33在缘条导轨25的滑动表面28上移动。
图16显示由图14的H方向观察的一个示图。
图17显示由图16中的J方向观察的一个示图，而图18是由图16的K方向观察的一个示图。为了承受经过座位所施加的力，在缘条导轨25与管12之间设置有斜撑杆54。
图19是显示图18的一个截面上的放大图。由图中可清楚地看出，在缘边导轨25上开出两个槽29，每个槽用以容纳一个压力弹簧30。这样则在座位楔块锁紧器24内始终存在一个小的平衡力。楔块31设有两个用于压缩压力弹簧30的弹簧挡块34和35，该挡块也都插入缘条导轨的槽29内。
图20是由图19中沿L-L线切取的一个截面剖示图，而图21则是由图20中沿M-M线切取的一个截面剖示图。
座位53可以连同滑动楔块31一起由缘条导轨25上取下来。对着座位在垂直方向运动的安全锁紧可以由在现有技术中已知的T-型槽螺栓组成，因此要在缘条导轨上设置一个合适的中间联接元件(未显示)。
图22是显示本发明的另一个特定的最佳实施例，其中杠杆臂18是弓形的。这样它具有的特殊优点是，该牵引绳19形成一个围绕着绳索导向滚轮42的圆弧半径，因此使绳子的长度并从而使重量板的位置是不变的。
由此则伸缩式套管20可以通过一个枢轴47独立地可回转地安装着。当伸缩式套管20上，下运动时，所施加的重量力的调整如同在带U形杠杆18的实施例中的情况一样。由于这时绳子19或者说得更确切地是传递元件23在杠杆18的导轨21内形成一个圆形轨道，在力传递元件23内的伸缩式套管20的位置要根据需要改变。为此在力传递元件23上的沟槽50要设置成一个长的连续窄槽的形式。当伸缩式套管20进行上、下运动时。力传递元件23也垂直地上、下运动。沟槽50保持了力传递元件23的水平方向运动，依此来保持伸缩式套管20在此沟槽50内进行导向。
在此实施例中，也可以通过一个距离板46将伸缩式套管20与杠杆臂18安装在同一个轴上，如图7所示。但是，必须利用在力传递元件23上的一个图中未显示的另一个轴使伸缩式套管产生相似的运动。
图23至图25是显示力传递元件23的另一个实施例。图中可以看出，伸缩式套管20是以水平方向可动地安装在一个长的连续槽形状的沟槽50内，并利用防松装置元件55和56进行保护以防止发生垂直方向运动。为了使滚轮22在导轨21内获得较好的适应性此处设置一个附加的枢轴49。
图26至图29显示伸缩式套管的另一种固定形式。在此实施例中，伸缩式套管20设置有其自己的用于定位的枢轴47。
一种适于力传递用的，将伸缩式套管的上部分置于杠杆的活动轴线的上方的一个设置方案，如图27a所示。
图中显示出，从原则上说将伸缩式套管20设置在上框架部分4以及下框架部分5上都强赡艿摹 图30显示出绳索导向滚轮42的一个设置方案举例，值得指出的是，绳子19不是从绳索导向滚轮42的上面而是从下面引导。滚子40和重量板15以及杠杆18由此以示意图的方式显示出来。
为了进行绳索导向滚轮42的定位，在框架内设置一个板57。
该绳索导向滚轮42是可回转地安装在此板57上。
在另一个特定的实施例中，此板57设有一个圆弧形沟槽58。此沟槽具有半径S并能使该绳索导向滚轮42除了能在圆弧形沟槽58内朝着Y的方向转动运动外还可以朝着Z的方向运动。这样其优点是，点A可以连续地保持固定着。如果在杠杆18上发生以半径R绕着点A进行圆周运动时，则必须通过在一个改变装置中的牵引绳19改变，此外为沟槽的形式。
这样设置的优点是，从制造的观点看在杠杆臂18内完成的只是简单的圆周运动，而如果绳索导向滚轮42不能朝着Z运动，则需进行椭圆弧运动或设置椭圆弧形装置，当然此实施方案也是可行的。
如果这时牵引绳19是由点F改变到点G，则绳索导向滚轮42的轴59移动了或者在沟槽58内的轴线C上的轴点B移向B′，因此则半径S′对应于半径S。由此则固定点A总是位于牵引绳19的内侧19′上，并保持在该点上，因此则点A与点F之间的半径R，和对应于在点A与点G之间的半径R就显示出完全相等地保持恒定。
图31和图32是显示图30中的截面线剖示截面剖示图。图31是显示沿着u-u线切取的截面剖示图而图32是显示沿V-V线切取的截面部示图。同样的构件以同样的标号表示。
图33是显示变化可能性的一个系统曲线。杠杆臂的轴线X′或者环绕着点A以半径R的导向轨迹。
轴线19′(以点划线表示)是全重量加载的点。由于在点H与F之间的力臂O此处具有最大的伸出是，在F点处于杠杆运动至Q的全重量力P必须向前推进，因为在F点的杠杆臂等于零。
如果牵引绳或轴线19″在杠杆臂轴线X′内改变至点F′，则力臂O′减小了，而杠杆臂T就产生了。这样则所需要的力P的减小在力学定律中就得到解释。
因此，如果牵引绳改变至点G的轴线位置X″′以内，则各种关系就改变了。这样则力臂O″和杠杆臂T′就形成了。
在以力臂为O″和杠杆臂为T″的点G上的牵引绳位置19″″就连续地排列着。
如果牵引绳运动至点H上的力线为19″″′时，则力臂O就不存在了并呈现出满杠杆臂T″′，因此如果摩擦忽略不计时，则理论上需要的压力作用力P是等于零。
绳索导向滚轮42的中心点B是在圆弧形沟槽58的轴线C上运动，因此当改变时其各种关系的结果如下牵引绳位置点之间力臂杠杆臂滚子5的中心点上19′A-FO-B19″A-F′O′TB′19″′A-GO″T′B″19″″A-G′O″′T″B″′19″″′A-H-T″′B″″图34也是表示一个系统曲线，其中杠杆路程Q仅在一个位置上，例如经过牵引绳19传递的满重量力施加于点F上的效果力并导向点F″。
图35至图38显示本发明的另外几个实施例。
杠杆18与变化装置60是固定连续在一起的，二者都是可回转地安置在轴45上。
调整机构60可以如图35所示的带小孔盘的形式出现，也可以一个弯曲的或直的齿条的形式，如图36或图37所示，也可以带槽的盘的形式出现如图38所示。
当在绳子19的端部采用一个齿条60a时，必须设有一个滚动齿轮62。调整可以是人工的或者是自动地进行，在图35所示的实施例中其调整工作是通过将绳子放在带小孔的盘60c的孔63内以人工进行调整。
图39和图40是显示座位装置的另一个实施例。为了避免像上面所述的座位楔块锁紧器那样复杂的固定装置，而又获得一个极端稳定的座位装置的形式，有可能作到将一个座位稳定地固定在框架1上，并能实现调整以形成一个在反向可以处于固定状态的一个座位的靠背53a也就是靠背53a设置两个与位于对面的座位台架上的合适的接受元件65相匹配的两个套管64。这些接受元件在座位面板53b的两侧都要设置，并设有用以接受套管64的孔66。
本发明的训练设备开创了新的训练类型的可能性，因为所要求的重量力可以由座位上通过一个开关进行变化调整，在该设备中导轨21，也就是下死点可以在超过杠杆18的条件下使用，以便形成一个延伸的杠杆臂，这样则所要求的训练力可以在超过所旋转的重量力的情况下进行选择。导轨的上死点总是在杠杆接头处。
此外，在该训练设备中由于结构设计不会发生不希望有的振动，从而不会出现如同在现有技术的训练设备中所发生的损伤人体肌肉的情况。
此外，通过易于接近和可动的重量而可能发生偶然的事故的危险性就不会再发生了，因为重量板可以包封在一个壳体内。由于特别稳定的座位楔形锁紧器的结构方案使得不会在座位锁紧器内再发生材料断裂的危险。
在上述各实施例中，显示出锻练腿肌肉的训练设备的变换型。
对腿的训练设备的举例的有关方法已进行说明。但是，这种方法可以用于其它任何肌肉的训练设备而且就是这样做的。有可能采用这种方法的有，例如臂肌训练器，肩肌训练器，背阔肌(latisinus)训练器，胸肌训练器，腹肌训练器，小腿肌训练器，背肌训练器，三角肌训练器等。
权利要求
1.用于锻练肌肉的人体健康训练设备，该设备包括一个固定在框架上的杠杆和一个座位装置，其特征在于该人体健康训练设备包括一个带绳索导向滚轮(40-42)的自稳定性框架(1)，一个利用套筒(13，14)沿着套筒立柱(16，17)进行导向的重量板(15)，一个安装在杠杆(18)上或杠杆内的在垂直方向可动的并用以调整重量力的伸缩式套管(20)，和一个安装在框架(1)上的一个座位楔块锁紧器(24)。
2.如权利要求1所述人体健康训练设备，其特征在于该框架(1)最如是由圆的，平滑配合无角钢管材料制成，该框架是由一个由垂直支承(2，3)和横向管子(4，5)构成的带圆角的矩形框架(1′)和一个通过横向桁架(6，7，8)与框架(1′)连接在一起并由垂直支承(9，10)和带角度的横向管子(11，12)构成的带角度框架(1″)构成的。
3.如权利要求1至2所述人体健康训练设备，其特征在于在横向管子(4，5)之间设置有套筒立柱(16，17)，该立柱由携带着重量板(15)的套筒(13，14)环绕着(每个套筒绕着一个立柱)。
4.如权利要求1至3所述人体健康训练设备，其特征在于在框架(1)上设置有一个用以调整重量力的，并在杠杆(18)内或杠杆(18)上可动的而且与牵引绳(19)连接在一起的伸缩式套管(20)。
5.如权利要求1至4所述人体健康训练设备，其特征在于在杠杆(18)上或杠杆(18)内柚靡桓龅脊欤 1)。
6.如权利要求1至5所述人体健康训练设备，其特征在于在伸缩式套管(20)安装有一个配置有可转动的滚子(22)的力传递元件(2)。
7.如权利要求1至6所述人体健康训练设备，其特征在于该力传递元件(23)做成套装在伸缩式套管(20)上的套环并与牵引绳(19)连接在一起。
8.如权利要求1至7所述人体健康训练设备，其特征在于该杠杆(18)的导轨(21)制成角状的。
9.如权利要求1至8所述人体健康训练设备，其特征在于在带角度横向管子(12)上设置有一个座位楔块锁紧器(24)，该锁紧由缘条导轨(25)，一个滑动楔块(31)和一个带止动板(37)和导向楔块(38)的螺旋手柄(36)构成。
10.如权利要求1至9所述人体健康训练设备，其特征在于该滑动楔块(31)设有一个用以容纳缘条(27)的窄槽(32)，并至少在面对着螺旋手柄的侧面上制成楔形;并至少设置一个弹簧止动块(34，35)。
11.如权利要求1至10所述人体健康训练设备，其特征在于该缘条导轨(25)设有一个止动块(26)和一个缘条(27)以及至少一个用于容纳压力弹簧(30)的槽/沟(29)。
12.如权利要求1至11所述人体健康训练设备，其特征在于该杠杆(18)制成带弯曲臂的U形结构，杠杆的弯肘(43，44)通过轴(45)可回转地安装在支承(3，9)上。
13.如权利要求1至12所述人体健康训练设备，其特征在于该伸缩式套管(20)通过一个距离板(46)可回转地安装在轴(45)上。
14.如权利要求1至13所述人体健康训练设备，其特征在于该伸缩式套管(20)通过一个轴(47)可回转地安装在横向管子(4，5)上或带角度管(11，12)上。
15.如权利要求1至14所述人体健康训练设备，其特征在于该伸缩式套管(20)设有气动或液压接头(48)。
16.如权利要求1至15所述人体健康训练设备，其特征在于该杠杆(18)制成一个弓形的。
17.如权利要求1至16所述人体健康训练设备，其特征在于该力传递元件(23)设有一个回转轴(49)。
18.如权利要求1至17所述人体健康训练设备，其特征在于该伸缩式套管(20)以可动地安装在力传递元件(23)上的沟槽(50)内。
19.如权利要求1至18所述人体健康训练设备，其特征在于该绳索导向滚轮(42)以可回转地安装在固定到框架上的板(57)上。
20.如权利要求1至19所述人体健康训练设备，其特征在于该板(57)上设有一个圆弧形沟槽(58)，在该沟槽内通过一个轴(59)以可回转地安装着绳索导向滚轮(42)。
21.如权利要求1至20所述人体健康训练设备，其特征在于该杠杆(18)设有一个以齿条(60a)或带槽的盘(60b)或带小孔盘(60c)的形式的调整机构(60)。
22.如权利要求1至21所述人体健康训练设备，其特征在于该座位的靠背(53a)要制成通过一个连接机构能够进行反向固定的。
全文摘要
本发明涉步一种以设置在一个框架上和座位装置上的杠杆臂来锻炼肌肉的人体健康训练设备，其特征在于，该设备包括一个安装有绳索导向滚轮的自稳定性框架，一个通过套筒在两个轴上引导的重量板，一个用以调整重量力的并在一个垂直的杠杆上或杠杆内可动地安装着的伸缩式套管和一个安装在框架座位楔块锁紧器。
文档编号B01J23/50GK1038411SQ8810355
公开日1990年1月3日 申请日期1988年6月16日 优先权日1988年6月16日
发明者伯恩哈德·克恩 申请人:伯恩哈德·克恩