专利名称：模拟缓冲慢跑和跑步垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及慢跑垫子，特别涉及缓冲的多水平面慢跑垫子，其在原地慢跑过程中完全减震该垫从较低的前面足部部分到楔形倾斜或垂直的正中切面再到升高的后面足部部分的厚度是不同的。
背景技术：
本发明涉及一种专门为原地慢跑和跑步设计的装置。根据《跑步者世界》(Runner’s World)杂志，跑步是世界上最流行的运动。跑步和慢跑改善和保持心血管的健康、下半身力量还有头脑和全身健康。对于积极的跑步者，为了保持或增进健康，保持每周3-6天有规律的跑步训练是很重要的。
市场上已有不同类型的原地跑步和模拟跑步装置。最流行的类型是跑步机(treadmill)。然而，由于获得机器的费用和空间所需，许多人都不具有拥有跑步机的奢侈。除了跑步机，也存在其他的在某种程度上可模拟实际慢跑和跑步的锻炼器具。然而其中很多都没有抓住慢跑和跑步运动的基本原理。
实际的跑步运动涉及到足部运动的三个阶段。首先是足跟着地和接地阶段。然后是支撑中期(midstance)阶段，在此阶段脚的前部和后部与着地表面相接。当身体向前移动时，足跟提起并且足尖推进身体直到另一脚的足跟接地。
所有与本申请相关的现有专利都由带有平坦足部接触表面的装置组成。带有非移动接触表面的平坦表面原地慢跑跑步装置并不允许足部运动的3个阶段真正发生。在非移动表面原地慢跑或跑步的过程中，由于身体重心在与地面垂直方向上移动，足部着地和推进阶段都由足尖完成。由于我们本身足的自然形态适于上文所描述的运动的三个阶段，足尖在平面着地会给足部增加压力。结果，在非移动平面上进行过长的原地慢跑或跑步会给足部增加压力甚至于使足部过早受到伤害。
已经存在几种已授权的为原地散步、慢跑和跑步设计并使用了减震和弹性材料的装置的专利。
1981年3月3日颁给Russell的美国专利，专利号4253661，提供了一个腿部锻炼装置，该装置包括一个带有倾斜的顶端表面和倾斜边的厚的、有弹性、柔软的垫子，据报道该垫可为涉及跑步、下蹲、下蹲跑、腿交叉跑(legjoint pivoting)、平衡练习和类似的活动提供安全、非震动腿部锻炼的保证。Russell还拥有另外两项带有并排垫子的专利美国专利4,603,851和美国专利5,656,000。然而足部还是经常落在平坦表面上。
1979年7月3日颁给Hancock的美国专利4,159,826，要求了一个在垫子和平坦表面下带有弹性管的充气慢跑平台。
1972年2月15日颁给Sieg的美国专利3,641,601，示出了一个针对散步、慢跑和跑步锻炼的带有平坦表面的双垫装置。
1972年1月18日颁给Childers的美国专利3,634,895，描述了一个框架内的平坦宽垫子；1933年10月17日颁给Hampel的美国专利1,931,146，公开了一个带有用于练习的含有一个平坦着地表面的起皱的垫子。
上述专利都没有带适于自然慢跑和跑步运动的倾斜的中间部分的多水平面表面。
发明内容
本发明的主要目的是提供一个带有升高的足跟软垫的缓冲的多水平面慢跑垫，用于人工体学修正(anatomically corrected)的原地慢跑或跑步以模拟实际跑步和慢跑过程中的三个阶段。
本发明的另一个目的是提供一种便宜、携带式、易存放、更重要是易于使用的缓冲的慢跑跑步垫。
本发明的另一目的是提供一种在模拟慢跑和跑步过程中可减少腿关节震动和碰撞的缓冲的慢跑和跑步垫。
本发明的一个附加目的是提供一种能够被有不同娱乐兴趣和经历的大范围人群所使用的缓冲慢跑和跑步垫。
本发明的进一步目的是提供一种可代替较贵跑步机的替代产品。
本发明的一个附加目的是为康复目的而提供一种低碰撞锻炼装置。
本发明的进一步目的是提供一种缓冲慢跑和跑步垫，其可减少传送给支撑表面的冲击从而可减少噪音，对他人的打扰可以降到最低。
本发明另一目的是针对各种类型的拥有不同需求和不同应用(例如原地低碰撞散步或者高碰撞快跑)的个人提供具有不同高度和不同倾斜的各种模型。
本发明还有个目的是提供一个紧凑的模型，其仅含有倾斜部分和升高的足跟部分，并使用例如小垫子或橡皮垫的支撑表面作为足尖部分。
简言之，本发明提供了一种多水平面缓冲垫，其模拟在跑步和慢跑中足部运动的三个阶段，同时缓冲对足部的冲击并提供了在原地慢跑和跑步中减少给足部压力的解决方案。垫子后部的升高部分允许足跟完全减震地落在缓冲垫上。在足部踏上倾斜的楔形部分或垂直部分或弯曲部分使足部接触和足尖接触间传送的极短的支撑中期(midstance)后，身体重量可被快速传到处于垫子较低前面平坦部分或下面地面表面上的足尖上，并且把身体向上提起。以这种方式慢跑或跑步的全部运动就完成了。
本发明提供了带有不同高度和不同倾斜的各种模型，针对有不同需求的个人(比如孩子、健康的成人、体形胖成人、老人)和不同应用，比如用于原地低碰撞散步或低速慢跑所提供的带有相对低足跟部分的轻微倾斜，用于原地较大碰撞慢跑所提供的带中度升高足跟部分的更倾斜的中间部分和针对原地高碰撞快速跑动的带充分升高的足跟部分的极度倾斜的中间部分。
一个紧凑的模型只有倾斜部分和升高的足跟部分并使用支撑平面，例如小垫子或橡胶垫作为足尖部分。该模型易于被存放入小公文包或者抽屉中并被拉出来做原地的散步、慢跑或者跑步测试用。
在一个实施例中，慢跑垫包括向上倾斜的足中段水平面；和带有适用于容纳跑步者的足部的足跟容纳表面的升高的足跟水平面。
在进一步的实施例中，该垫包括带有前足部容纳平面的前面足部水平面；带有足跟容纳表面的升高的足跟水平面；和适用于容纳前面足部水平面的基底和升高的足跟水平面。
本发明的主要优点在于提供在非移动表面上的人工体学修正原地慢跑和跑步运动提供解决方案，真实地模拟了慢跑和跑步中的三个足部运动，同时对足部进行缓冲。
本发明的第二优点在于其允许在方便的地方可以很方便地进行15-45分钟的体育锻炼。
本发明的其他优点是不贵、便携、人工体学修正和适于有不同娱乐兴趣和技艺水平的所有使用者。
本发明的一个附加优点在于它通过减震来减少碰撞。
将参照附图来描述本发明的上述和其他的技术细节，附图只以示意方式给出并且不限制于本发明，其中图1是本发明一个实施例的透视图，其包含一个多水平面缓冲垫，该垫带有前面足尖水平面、向上倾斜高度可变的足中段水平面和带有凹入式足部表面的升高的足跟。
图2是本发明替换的实施例的透视图，其包含一个多水平面缓冲垫，该垫带有前面足尖水平面、向上倾斜高度可变的足中段水平面和带有升高的足部表面的升高的足跟。
图3是本发明另一个实施例的透视图，其带有前面垫板、升高的高度可变的前面足部水平面和带凹入式足部表面的升高的足跟水平面。
图4是本发明的替换的实施例的透视图，带有前面垫板、升高的高度可变的前面足部水平面和带有延伸的足部表面的升高的足跟水平面。
图5是本发明另一实施例的透视图，其带有垫板，升高的平坦足跟水平面和带有凹入式足部表面的倾斜足中段支撑表面。
图6是本发明替换的实施例的透视图，其带有垫板、升高的平坦足跟水平面和带有延伸的足部表面的倾斜足中段支撑表面。
图7是图1和图2中本发明替换的实施例的侧视图，示出使用中的垫子。
具体实施例方式
在图1至图7中，人工体学修正(anatomically corrected)的缓冲跑步垫20D-I，其包括用于原地慢跑、跑步和散步的多水平面缓冲垫，该垫带有水平方向平坦的前面足尖水平面21、向上倾斜高度可变的足中段水平面22和升高的足跟水平面23，以使人工体学修正(anatomically corrected)的原地慢跑和跑步装置能够在升高的足跟水平面23上完全减震地容纳跑步者的足跟，自然地有助于跑步者的足中段向前滚动落在倾斜的、拱形或垂直的足中段水平面22上以达到一个很短的支撑中期(midstance)位置，并在缓冲垫的较低前面平坦水平面21或支撑表面的一个位置上容纳足尖以推动身体向上。
在图1中，示出了一个人工体学修正(anatomically corrected)的缓冲的跑步垫20D的替换的实施例。该垫20D包含用于原地慢跑、跑步和散步的多水平面缓冲垫，该垫带有水平平坦前部足尖水平面21、向上倾斜的高度可变的足中段水平面22、升高的足跟水平面23。该垫20D是人工体学修正的(anatomically corrected)原地慢跑和跑步装置，其能够在升高的足跟水平面23上完全减震容纳跑步者的左右后跟，这样就自然地有助于跑步者的左右足中段向前滚动落在倾斜的足中段水平面22上一个很短的支撑中期(midstance)位置，并在缓冲垫的较低的前部平坦水平面21或支撑表面的一个位置上容纳左右足尖以推动身体向上，在图7中对以上这些均有所示。
如图1所示，该垫20D还包括足部表面38，该表面包含一对前面足部容纳表面42、一对拱形结构或足中段容纳表面44、一对足跟容纳表面46，这些表面分别凹入前面足尖水平面21、可变的足中段水平面22和升高的足跟水平面23。足部容纳表面42、44和46还可包括防滑表面48以提供足部牵引(traction)。防滑表面48可以是车轮样式和槽状样式、防滑材料、可为使用者提供足部牵引的任何适合的表面样式或任何适合的材料。为增加稳定性，沿着垫子20D周长的周长表面50被画出或标出角度。沿着垫子20D前部分53的被提升的边沿52可以在锻炼过程中使脚和脚或鞋甩出的部分都在垫子20D的范围内。垫子20D的底部表面54可包括用于防滑表面或具有防滑特性的防滑材料，比如车轮样式和槽状样式。
图2示出了人工体学修正(anatomically corrected)的缓冲跑步垫20E的替换实施例，该垫20E包括用于原地慢跑、跑步和散步的多水平面缓冲垫。该垫子20E包含水平平坦前足尖水平面21、向上倾斜的高度可变足中段水平面22和升高的足跟水平面23，用于使人工体学修正(anatomicallycorrected)的原地慢跑和跑步装置能够在升高的足跟水平面23上完全减震容纳跑步者的左右后跟，自然地就有助于跑步者的左右足中段向前滚动落在倾斜的足中段水平面22上一个很短的支撑中期(midstance)位置，并在缓冲垫20E的较低前部平坦水平面21或支撑表面的一个位置上容纳左右足尖以推动身体向上，在图7中对以上均有所示。
如图2所示，足部表面38包含一对前足部容纳平面42、一对拱形结构或足中段容纳表面44、一对足跟容纳表面46，其分别在前足尖水平面21、可变的足中段水平面22和升高的足跟水平面23上扩展。足部容纳表面42、44和46可包括防滑表面48以提供足部牵引。防滑表面48可以是车轮样式和槽状样式、防滑材料、可为使用者提供足部牵引的任何适合的表面样式或任何适合的材料。为增加稳定性，沿着垫子20E周长的周长表面50被琢边(drafted)或成角度。沿着垫子20E前部分53的被提升的边沿52可以在锻炼过程中使脚和脚或鞋甩出的部分都在垫子20D的范围内。垫子20E的底部表面54可包括用于防滑表面的防滑材料或具有防滑特性，比如车轮样式和槽状样式。
可以理解，垫子20D-I的足部表面38可具有任意凹入式或扩展的足部表面38的结合形式，以便前面的足部容纳表面42、一对拱形或足中段容纳表面44和一对足跟容纳表面46可以分别延伸在前面足尖水平面21、可变足中段水平面22和升高的足跟水平面23上或分别相应凹入其下面，这些并未脱离本发明。例如，仅足跟容纳表面对46可凹入或延伸于升高的足跟水平面23上，其中前面的足部表面42和拱形结构对或足中段容纳表面既不凹入也不延伸。
从前面足尖水平面21在大约2.5度到大约60.0度的角度之间过渡到升高的足跟水平面23，以及优选的在大约9.5度和大约26.5度之间。可以理解，如果垫子20D-I不包括前面足尖水平面21(图5和图6)，则足中段表面22带有在地面支撑表面和足跟水平面之间的角度是大约2.5度和大约60.0度之间，优选地在大约9.5度和26.5度之间。
图3示出了人工体学修正(anatomically corrected)的缓冲的跑步垫20F的另一个实施例，该垫20F包含一个用于慢跑、跑步和散步的多水平面缓冲垫。该垫20F包含水平平坦的前面基板60、升高的高度可变的前面足部水平面62和升高的足跟水平面64，以使人工体学修正(anatomically corrected)的原地慢跑和跑步设备能够在升高的足跟水平面64上完全减震容纳跑步者的左右后跟，和在缓冲垫20F的较低前面平坦水平面62或支撑表面的一个位置上容纳左右足尖以推动身体向上。
如图3所示，足部(foot)表面38包含前面足部容纳表面42和足跟容纳表面46，其分别凹入前面足尖水平面62和升高的足跟水平面64。足部容纳表面42、44和46可包括防滑表面48以提供足部牵引。防滑表面48可以是车轮样式和槽状样式、防滑材料、可为使用者提供足部牵引的任何适合的表面样式或任何适合的材料。为增加稳定性，沿着垫子20F周长的周长表面50被琢边或成角度。垫子20F的底部表面54可包括用于防滑表面的防滑材料或具有防滑特性，比如车轮样式和槽状样式。
图4示出了人工体学修正(anatomically corrected)的缓冲跑步垫的替换实施例，其包含用于原地慢跑、跑步和散步的多水平面缓冲垫。垫20G包含水平平坦的前部垫板60、升高的高度可变的前足部水平面62和升高的足跟水平面64，以使人工体学修正(anatomically corrected)的原地慢跑、跑步设备能够在升高的足跟水平面64上完全减震容纳跑步者的左右足跟，并在缓冲垫20G的较低前面平坦水平面62或支撑平面的一个位置上容纳跑步者的左右足尖以推动身体向上。
如图4所示，足部表面38包含前面足部容纳表面42和足跟容纳表面46，其分别在前足尖水平面62和升高的足跟水平面64上延伸。足部容纳表面42、44和46还可包括防滑表面48以提供足部牵引。防滑表面48可以是车轮样式和槽状样式、防滑材料、可为使用者提供足部牵引的任何适合的表面样式或任何适合的材料。为增加稳定性，沿着底部垫子20G周长的周长表面50被琢边或成角度。垫子20G的底部表面54可包括用于防滑表面的防滑材料或具有防滑特性，比如车轮样式和槽状样式。前足部水平面62和升高的足跟水平面64之间的距离优选地在0.25至6.0英寸之间，更为优选地在0.5英寸至3.0英寸之间。
图5示出了人工体学修正(anatomically corrected)的缓冲的跑步垫20H的另一实施例，其包含用于原地慢跑、跑步和散步的多水平面缓冲垫。如图5所示，该垫20H使用地面支撑表面作为平坦前足部表面，并有基板66、升高的平坦足跟水平面68和倾斜的足中段支撑表面70，以使人工体学修正(anatomically corrected)的原地慢跑和跑步设备能够在升高的足跟水平面68上完全减震容纳跑步者的左右足跟，并在垫子20H的倾斜表面70上容纳左右足中段。
如图5所示，足部表面38包含足中段容纳表面44和足跟容纳表面46，其分别凹入足跟水平面68和足中段支撑表面70下。足部容纳表面42和46可包括防滑表面48以提供足部牵引。防滑表面48可以是车轮样式和槽状样式、防滑材料、可为使用者提供足部牵引的任何适合的表面样式或任何适合的材料。为增加稳定性，沿着基部垫子20H周长的周长表面50被琢边或成角度。前表面52被琢边的角度大于该表面的其他部分。垫子20H的底部表面54可包括用于防滑表面的防滑材料或具有防滑特性，比如车轮样式和槽状样式。
图6示出了人工体学修正(anatomically corrected)的缓冲的跑步垫的替换的实施例，其包含用于原地慢跑、跑步和散步的多水平面缓冲垫，该垫使用地面支撑表面作为平坦前足部表面。垫20I包含基板66、升高的平坦足跟水平面68和倾斜的足中段支撑表面70，以使人工体学修正(anatomicallycorrected)原地慢跑和跑步装置能够在升高的足跟水平面46上完全减震容纳跑步者的左右足跟，并在垫子20I的倾斜表面70上容纳左右足中段。
如图6所示，足部表面38包含足中段容纳表面44和足跟容纳表面46，其分别在足跟水平面68和足中段支撑表面70上延伸。足部容纳表面44和46可包括防滑表面48以提供足部牵引。防滑表面48可以是车轮样式和槽状样式、防滑材料、可为使用者提供足部牵引的任何适合的表面样式或任何适合的材料。为增加稳定性，沿着基部垫20I周长的周长表面50被琢边或成角度。前表面52被琢边的角度大于该表面的其他部分。垫子20I的底部表面54可包括用于防滑表面的防滑材料或具有防滑特性，比如车轮样式和槽状样式。
可以理解，人工体学修正(anatomically corrected)的模拟的原地缓冲慢跑和跑步垫20D-I可以由带有至少一种泡沫材料的泡沫核心的弹性材料构成，带有涂有织物壳的外部聚合体(outer polymer coated fabric shell)，由粘结在一起的不同泡沫材料制成。
缓冲垫20D-I可由包含一种或多种泡沫材料25的泡沫核心构成，该泡沫材料带有涂有织物壳26的外部聚合体(outer polymer coated fabric shell)或整个缓冲垫20D-I可用一种或多种弹性材料模压形成。另一方面，例如弹簧的刚性部件或结构加强物可以合并入垫板材料来加强性能。此外，把不同的材料能够结合在一起或多成分模压在一起来形成垫子20和20A-I。
弹性材料可以是泡沫材料、开放微孔多泡沫体系统、密闭微孔多泡沫或其他合适的弹性材料。基板泡沫材料由下列材料中选出的材料组成聚亚安酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯乙酸乙烯酯、天然橡胶和合成橡胶。
另外，优选地，垫子20D-I由浓度在每立方英尺2磅(lb.)到12磅(lb.)范围内的材料制成，然而也可理解，任何合适的浓度范围都可用。
同样，弹性凝胶(elastomeric gel)材料系统包含至少一种带有文中所描述泡沫特性的凝胶材料，可被用于泡沫材料或泡沫系统。
可以理解，上述描述只通过示意给出但并在于限制本发明，对其所做的各种可能的修改并未脱离所要求的本发明的精神。
权利要求
1.一种慢跑垫子，包括向上倾斜的足中段水平面；和带有适于容纳跑步者足部的足跟容纳表面的升高的足跟水平面。
2.根据权利要求1所述的垫子，其中向上倾斜的足中段水平面带有足中段容纳表面。
3.根据权利要求2所述的垫子，其中足中段容纳表面和足跟容纳表面分别在足中段水平面和升高的足跟水平面上延伸。
4.根据权利要求2所述的垫子，其中足中段容纳表面和足跟容纳表面分别凹入在足中段水平面和足跟水平面下。
5.根据权利要求2所述的垫子，进一步包括带有适于容纳跑步者足部的前足部容纳表面的前足尖水平面。
6.根据权利要求5所述的垫子，其中前足部容纳表面、足中段容纳表面和足跟容纳表面分别在前足部水平面、足中段水平面和升高的足跟水平面上延伸。
7.根据权利要求6所述的垫子，其中该垫带有一个被凸起的边沿。
8.根据权利要求5所述的垫子，其中前足部容纳表面、足中段容纳表面和足跟容纳表面分别凹入在前足尖水平面、足中段水平面和足跟水平面下。
9.根据权利要求8所述的垫子，其中该垫带有一个被凸起的边沿。
10.根据权利要求1所述的垫子，其中该垫由至少一种弹性减震材料制成。
11.根据权利要求5所述的垫子，其中前足部水平面以大约2.5度至60度之间的角度过渡到足跟水平面。
12.根据权利要求1所述的垫子，其中足跟容纳表面带有轮胎防滑表面。
13.根据权利要求1所述的垫子，其中该垫由至少一种诸如泡沫或凝胶芯的弹性减震材料制成，具有一个外部涂覆的聚合体或织物壳。
14.根据权利要求1所述的垫子，其中该垫带有底部表面，其中底部表面包含防滑表面。
15.根据权利要求14所述的垫子，其中防滑表面包含车轮样式和槽状样式。
16.一种垫子，包括基板，适于容纳前足部水平面和升高的足跟水平面；以及其中前足部水平面和升高的足跟水平面，每个带有设置成用来容纳跑步者足部的前足部容纳表面和足跟容纳表面。
17.根据权利要求16所述的垫子，其中前足部容纳表面和足跟容纳表面分别在前足部水平面和升高的足跟水平面上延伸。
18.根据权利要求16所述的垫子，其中前足部容纳表面和足跟容纳表面分别凹入前足尖水平面和足跟水平面下。
19.根据权利要求16所述的垫子，其中该垫由至少一种弹性减震材料制成。
20.根据权利要求16所述的垫子，其中从前足部水平面到足跟水平面的距离大约是0.25英寸到大约6.0英寸。
全文摘要
一种允许模拟慢跑和跑步的便携式原地倾斜的多水平面缓冲垫。该缓冲垫包括向上倾斜的足中段水平面和带有足跟容纳表面以适于容纳跑步者足部的升高的足跟水平面。它由聚合高弹体的密闭或开放微孔泡沫系统制成。该垫可由带有涂覆有聚合体的外层(polymer coated shell)的泡沫核(foam core)制成或者由一种或超过一种类型的泡沫系统压制而成。
文档编号A63B23/04GK1806873SQ20051007318
公开日2006年7月26日 申请日期2005年6月1日 优先权日2005年1月18日
发明者黄东利 申请人:黄东利