专利名称：跑步机踏板机构的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及健身器材，且更具体地涉及人工操作的健身跑步机(exercise treadmill)。
背景技术：
健身跑步机广泛地应用于各种目的。例如，健身跑步机用作使用户保持在相对固定的位置上的同时进行走步或跑步的有氧运动，此外，健身跑步机还用于诊断和治疗的目的。对于所有这些目的，在健身跑步机上的人通常以相对稳定且连续的身体活动程度来进行日常锻炼。在美国专利号4,635,928、4,659,074、4,664,371、4,334,676、4,635,927、4,643,418、4,749,181、4,614,337、6,095,951和6,572,512中说明了这种跑步机的一些实例。
健身跑步机典型地具有循环工作表面，其延伸于跑步机两端的两个基本平行的皮带轮之间并可围绕它们移动。工作表面通常包括围绕皮带轮延伸的柔性材料制成的皮带。皮带通常由旋转其中一个皮带轮的驱动装置驱动。驱动装置的速度可以由用户通过一套用户控制器来调节，以便能够将运动程度调节成模拟预期的跑步或走步。
皮带典型地由皮带上表面下面的踏板(deck)或支撑面来支撑。踏板通常由木材或MDF构成，以便提供所需的支撑。此外，在上踏板表面上通常设有低摩擦薄板或叠层以便减少踏板与皮带之间的摩擦。在大多数情况下，踏板相对较硬，其可在用户的脚接触到皮带和踏板时，给用户的足、踝和膝部带来很大的冲击负载。与在较软表面上跑步相比，用户通常会感觉到这样不舒服甚至可能造成对关节的不必要的损伤。
因为典型的跑步机具有非常刚性的、坚硬的工作表面，并且对于长时间的跑步可变得很不舒服，所以制造商们已寻求使工作表面更具弹性以试图提高用户舒适度。在美国专利号3,408,067、4,350,336、4,616,822、4,844,449、5,279,528、5,441,468、5,454,772和6,095,951中公开了一些在跑步机上用以减少冲击负载的弹性踏板支撑的实例。虽然通常成功地减少冲击负载，但是这些方法也存在一定的缺陷。具体地，已发现具有显著优势的是能够改变跑步机踏板的刚度以满足不同用户的要求或跑步方式。因此已存在许多提供用于改变踏板刚度的机构的尝试，在美国专利号4,350,336、6,623,407和6,821,230中说明了一些这种机构的实例。然而这些方法存在许多缺陷。在美国专利号4,350,336中所述的实例中，两个弹性支撑部件的位置可以改变，但是这样会造成踏板沿其长度的不均匀弯曲。在其它情况下，使用可在踏板下面移动或旋转至适当位置的、特殊设计的弹性部件，或者需要复杂的机构，来实现用户对踏板挠性的变化。而且，这些方法没有提供简单或廉价地改进现有跑步机的设计以允许用户变化踏板挠性或支撑的方法。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种用于健身跑步机的用户可变的踏板支撑结构，其可容易地安装在跑步机上并且廉价且易于操作。可变踏板支撑结构可以包括与已经安装在跑步机上的弹性支撑部件相同类型的弹性支撑部件，并且可以使用通过简单的操作杆机构可沿着跑步机踏板在其下面移动的支撑部件，以便为踏板提供附加支撑从而增加其刚度。
本发明的另一个目的在于提供一种具有踏板支撑结构的健身跑步机，该踏板支撑结构包括一个或多个附设在踏板上的弹性支撑部件，以及允许用户选择性地将支撑部件移动到弹性部件下面以便增加踏板的支撑的调节机构。该调节机构可包括将支撑部件移动到弹性部件下面的操作杆组件，还可包括将支撑部件保持在特定位置上的锁紧机构。
本发明的再一个目的在于提供一种健身跑步机，其包括附设在踏板上的弹性支撑部件，以及可由用户移动的支撑部件以便位于第一位置时其不对踏板提供支撑，而位于第二位置时支撑部件置于踏板与跑步机框架之间，以便对踏板提供附加的支撑因而有效地增加踏板的刚度。可以在踏板上附设附加的弹性部件使得可将支撑部件移动到一个以上的弹性部件下面以便进一步增加踏板刚度。同时，可以使用具有枢转连接到跑步机框架和支撑部件上的操作杆的用户操作调节机构，沿着纵向跑步机框架部件移动支撑部件以将其置于所选择的弹性支撑部件的下面。
本发明的又一个目的在于提供一种健身跑步机，其具有沿着踏板每一侧附设的一个或多个弹性支撑部件，该踏板具有一对相应的在踏板下面可纵向移动的支撑部件，其中支撑部件具有可将弹性支撑部件有效地支撑在跑步机框架上的形状，从而在支撑部件移动到弹性支撑部件下面时起到增加踏板刚度的作用。调节或平移机构可用于同时移动两个支撑部件。
图1是提供本发明的代表性工作环境的健身跑步机的透视图；图2是沿着图1中的线2-2取得的图1的跑步机的侧剖视图，示出了根据本发明的踏板支撑调节机构位于第一位置；图3是图1的跑步机的局部侧剖视图，示出了图2的踏板支撑调节机构位于第二位置；图4是图1的跑步机的局部侧剖视图，示出了图2的踏板支撑调节机构位于第三位置；图5是图1的跑步机的局部仰视图，示出了图2的踏板支撑调节机构；图6是图1的跑步机的局部外部侧视图，示出了用于图5的踏板支撑调节机构的锁紧机构；以及图7是图5的锁紧机构的局部内部透视图。
具体实施例方式
图1提供了配置成供人用的、其中可实施本发明的一类健身跑步机10的实例。在2003年6月3日公告的美国专利号6,572,512中总体上详细说明了此特定的跑步机10，其公开内容在此引用作为参考，并且仅提供为可以实施本发明的多种类型的跑步机中的一个实例。如在跑步机领域中很普遍的，跑步机10包括机座12和从其上延伸的用户支架14。如以下进一步详细说明的，机座12中封闭有可旋转地支撑皮带18的框架16，如图2和图5中总体示出的，其中皮带上面的运行沿着踏板20移动。在跑步机10中，踏板20至少部分弹性地支撑在框架16上。应该理解的是跑步机10的总体结构本质上只是示例性的，且本发明的踏板支撑可以广泛地实施在许多其它的健身跑步机结构中。
用户支架14包括由一对支架26支撑在机座12上面的一对侧扶手22和中央扶手24。侧扶手22和中央扶手24为用户在跑步机10上跑步时提供横向支撑。控制面板28支撑在侧扶手22之间，并使用户可以控制跑步机10的操作。更具体地，控制面板28包括使用户能够控制例如速度、倾斜角度、锻炼计划等操作参数的多个输入控制器30。控制面板28还包括提供锻炼参数的视觉指示的显示器32，这些锻炼参数可包括消耗的卡路里、行进的等同距离和心率等。
参考图2至图5，框架16包括一对纵向框架部件34和36，其为一对皮带轮40、42和踏板20提供支撑。在此跑步机的特定实例10中，第一种情况下的踏板20由在图2中以44、46和48表示的多组椭圆形弹性支撑部件弹性支撑在框架16上，其中弹性支撑部件44-48由弹性材料构成。在图2中所示的跑步机的实例10中有四组弹性支撑部件44-48，其中每组弹性部件44-48均安装在一组U形支架50上，而支架50又固定在纵向框架部件34和36上。弹性部件44-48既可固定在踏板20上也可固定在支架50上。在跑步机10的一个实施方式中，最后面的弹性部件44和最前面的弹性部件(未示出)同时连接到踏板20和U形支架上以便将踏板10固定到框架16上。如在这种类型的跑步机结构中很普遍的，弹性部件44-48允许踏板响应在皮带18上跑步的用户的足部冲击而向下弯曲。踏板20的刚度取决于很多因素，包括踏板的尺寸、厚度和成分以及弹性部件的数量、位置和成分。皮带18围绕皮带轮40和42延伸用于纵向移动，并且其上面的运行沿着踏板20的上表面移动。框架16还支撑驱动装置51，其典型地包括AC或DC电动机和连接前皮带轮42以驱动皮带18的传动装置。如在人工操作的跑步机上很普遍的，用户通过控制面板28控制驱动装置51的速度，并因而控制皮带18的速度。应该理解的是如图1中所示的驱动装置51仅代表在健身跑步机中用于移动皮带的各种方法。
图1至图5还示出了本发明的优选实施方式。在此实施方式中，一组四个弹性支撑部件52、54、56和58通过一组紧固件60固定在踏板20上。在此实施方式中，弹性支撑部件52-58位于弹性支撑部件46和48之间的踏板20的两侧上，且大致位于中点位置，如图1中虚线所示。为了在框架16上对弹性支撑部件52-58提供支撑，将一对可移动支撑部件62和64分别可滑动地固定在纵向框架部件34和36上，以使可移动支撑部件可沿着纵向框架部件34和36移动有限的距离。为了保持(retrain in)且便于可移动支撑部件62和64沿着纵向框架部件34和36移动，将一对导轨66和68分别固定在纵向框架部件34和36上。可以利用包括焊接或如图2-4中所示的一组紧固件70等的任何方法将导轨66和68固定在框架部件34和36上。此外如图2-5中所示，在导轨66和68中分别设有狭槽72和74，其允许将横梁80连接到每个可移动支撑部件62和64上的一对紧固件76和78沿着纵向框架部件34和36线性移动。如以下更加详细说明的，横梁80的一个功能就是确保可移动支撑部件62和64一同平行移动。在本发明的此特定实施方式中，每个可移动支撑部件62和64均设有允许可移动支撑部件62和64在导轨66和68内移动的平坦底面。此外，每个可移动支撑部件62和64均设有一对凸起部84和86，分别具有平坦上表面88和90和从上表面88和90向下倾斜的平坦倾斜面92和94。
可以使用调节机构选择地对跑步机10的框架结构16上的踏板20提供附加支撑。通过实际地增加更多的支撑部件例如弹性部件52-58，从而增加对踏板20的支撑，可以增加踏板20的刚度，因而减小踏板20在用户的足部冲击下向下弯曲。图1-7中示出了这种调节机构的优选实施方式96。调节机构96中包含可移动支撑部件62和64。
首先参考图2，其中示出可移动支撑部件64位于导轨68中朝向跑步机10后面的第一位置上。在图2中可以看出，弹性支撑部件52和54都不会与可移动支撑部件68接合，因此踏板20将倾向于向下弯曲至最大程度。
接下来参考图3，其中示出可移动支撑部件64位于导轨68中第一位置前方的第二位置上，其中凸起部86的平面90贴合弹性支撑部件54。这将具有增加踏板20的支撑的效果，因此踏板20将倾向于向下弯曲至比可移动支撑部件位于图2中的第一位置时更小的程度，因而给予工作表面18更稳固的感觉。如图3中所示，在调节机构96的此实施方式中，可移动支撑部件64的下表面98与弹性支撑部件52和54之间的垂直距离显著大于平坦上表面88与弹性支撑部件52和54之间的垂直距离。因而，当可移动支撑部件64被设置成使得凸起部84和86不位于弹性支撑部件52或54之下时，与表面96之间的此更大垂直距离将有效地使弹性支撑部件52和54从框架16上脱离。
随后参考图4，其中示出可移动支撑部件64位于导轨68中第二位置前方的第三位置上。在此，凸起部86的平面90贴合弹性支撑部件54，同时凸起部84的平面88贴合弹性支撑部件52。由于凸起部86比凸起部84更长，所以两个弹性支撑部件52和54在可移动支撑部件64位于此位置时都将与其接合，从而对踏板20提供最大的支撑。
图5-7示出了另一方面的调节机构96的优选实施方式。通过总体表示为100的平移机构提供两个可移动支撑部件62和64沿着纵向框架部件34和36的共同且平行的线性移动。在此实施方式中，平移机构100包括横梁80、调节杆102和连杆104。调节杆102的一端在点106枢转连接到纵向框架部件36上，而具有用作用户界面的手柄108的另一端延伸出另一个纵向框架部件34并位于其下方。连杆104在点110枢转连接到调节杆102上且在点112连接到横梁80上。为了操作调节机构96，用户简单地移动手柄108，如箭头114所示，这将导致横梁80且因此可移动支撑部件62和64纵向移动至上述的三个位置。横梁80、调节杆102和连杆104的移动由图5中的一组对应的双点划线部件80’、120’和104’示出。
如图1、6和7中所示，本发明的优选实施方式包括总体表示为116的锁紧或保持机构，其可用于将可移动支撑部件62和64保持在上述三个位置上。在图中所示的锁紧机构的实施方式116中，支架118固定在纵向框架部件34的下侧，并设有一组三个槽口120、122和124，其有效地用作调节杆102的制动器。在此，槽口120-124对应于如上所述的可移动支撑部件62和64的三个位置。锁紧机构116中包括锁紧部件126，其被配置成配合在每个槽口120-124中，并由紧固件128固定在调节杆102的端部和手柄108上。此外，紧固件128还用于将贴合支架118的下侧的弹性缓冲器130固定在锁紧部件126上。为了将锁紧部件126保持在槽口120-124中，在图7中以断裂形式示出的弹簧加载组件132固定在锁紧部件126上并包括可沿着支架118的下水平部136滑动的圆形下表面134。为了操作调节机构96，用户只需如箭头136所示按下手柄108；将调节杆102移动至如槽口120-124所示的预期位置上；并释放手柄。
上述调节机构96的一个重要优点在于其可容易且廉价地安装在例如跑步机10的现有跑步机设计中。在此情况下，可使用与用于之前安装的弹性支撑部件44-48相同类型的弹性支撑部件用于附加的支撑部件52-58。此外，可移动支撑部件62和64以及调节机构96的其它相关元件的安装也相对较简单。
如上所述，已经关于特定的跑步机10说明了本发明的优选实施方式。可以为不同的跑步机设计或用户需要而修改本发明的各种元件。例如，在跑步机踏板的每一侧，可将调节机构限制为一个附加弹性支撑部件也可以修改成包括多于两个附加弹性支撑部件。虽然在本发明中优选例如部件52-58的椭圆形弹性部件，部分地因为圆形的下部易于可移动部件62和64的运动，但也可根据跑步机踏板的期望挠性和可移动支撑部件的结构而使用其它形状和成分。类似地，上述用于移动可移动部件的调节机构的部分由于其简明性而代表了优选实施方式，为此目的还可以使用许多其它机械装置。此外，特别是在比较昂贵的跑步机中，可以使用例如可利用电动机或线性驱动器的其它机构来执行该功能，包括利用控制面板28作为用户界面。
权利要求
1.一种健身跑步机，包括框架结构，包括对所述框架结构提供纵向结构支撑的一对隔开的纵向框架部件；一对固定在所述框架上的可旋转皮带轮，所述皮带轮大致彼此平行地设置；驱动装置，用于旋转所述皮带轮中的第一皮带轮；踏板部件；皮带，紧固在所述皮带轮上以便在所述第一皮带轮旋转时在所述踏板部件之上沿纵向移动；控制面板，固定在所述框架结构上并可操作地连接所述驱动装置，其中所述控制面板允许用户控制所述皮带的速度；及踏板支撑结构，包括固定在所述踏板上的第一弹性部件；以及调节机构，包括可移动支撑部件，适于平行于所述纵向框架部件从对所述踏板部件提供最小支撑或不提供支撑的第一位置，移动到所述第一弹性部件与所述框架结构一部分之间的第二位置，以便所述第一弹性部件对所述框架结构上的所述踏板的至少一部分有效地提供弹性支撑。
2.如权利要求1所述的跑步机，还包括固定在所述踏板上的第二弹性部件，其中所述支撑部件可以移动到位于所述第二弹性部件与所述框架结构一部分之间的第三位置，以便所述第一弹性部件与所述第二弹性部件均对所述框架结构上的所述踏板的至少一部分有效地提供弹性支撑。
3.如权利要求1所述的跑步机，其中所述可移动支撑部件被配置成与所述纵向框架部件中的第一部件大致平行地移动，并设置有下表面和第一上表面，以便在所述支撑部件位于所述第一位置时所述下表面与所述第一弹性部件之间的垂直距离大于在所述支撑部件位于所述第二位置时所述第一上表面与所述第一弹性部件之间的垂直距离。
4.如权利要求3所述的跑步机，还包括固定在所述踏板上的第二弹性部件，其中所述支撑部件可以移动到位于所述第二弹性部件与所述框架结构一部分之间的第三位置，以便当所述支撑部件位于所述第三位置时，所述第一弹性部件与所述第二弹性部件均对所述框架结构上的所述踏板的至少一部分有效地提供弹性支撑，并且其中所述支撑部件还设置有第二上表面以便当所述支撑部件位于所述第一位置或所述第二位置时，所述下表面与所述第二弹性部件之间的垂直距离大于在所述支撑部件位于所述第三位置时所述第二上表面与所述第二弹性部件之间的垂直距离。
5.如权利要求3所述的跑步机，其中所述支撑部件还设置有相对于竖直方向倾斜、并向上延伸至所述上表面的大致平坦的表面，以便通过为所述第一弹性部件的下表面提供滑动表面而便于所述支撑部件从所述第一位置到所述第二位置的所述移动。
6.如权利要求3所述的跑步机，其中所述调节机构包括固定在所述第一纵向框架部件上的导轨，并且所述支撑部件被配置成在所述导轨中从所述第一位置滑动到所述第二位置。
7.如权利要求3所述的跑步机，其中所述调节机构包括调节杆，其第一端枢转固定在所述框架结构上，其第二端经过所述第一纵向框架部件向外延伸并枢转连接到所述支撑部件上，有效地允许用户通过操纵所述调节杆的所述第二端将所述支撑部件从所述第一位置移动到所述第二位置。
8.如权利要求3所述的跑步机，其中所述第一弹性部件基本上由弹性材料构成。
9.如权利要求3所述的跑步机，其中所述第一弹性部件具有大致椭圆形形状并基本上由弹性材料构成。
10.一种健身跑步机，包括框架结构，包括对所述框架结构提供纵向结构支撑的一对隔开的纵向框架部件；一对固定在所述框架上的可旋转皮带轮，所述皮带轮大致彼此平行地设置；驱动装置，用于旋转所述皮带轮中的第一皮带轮；踏板部件；皮带，紧固在所述皮带轮上以便在所述第一皮带轮旋转时在所述踏板部件之上沿纵向移动；控制面板，固定在所述框架结构上并可操作地连接所述驱动装置，其中所述控制面板允许用户控制所述皮带的速度；及踏板支撑结构，具有多个弹性部件，其中包括横向隔开并固定在所述踏板上大致相同的纵向位置上的第一和第二弹性部件；及调节机构，包括第一可移动支撑部件，适于平行且邻近于所述纵向框架部件中的第一部件从对所述踏板部件提供最小支撑或不提供支撑的第一位置移动到所述第一弹性部件与所述框架结构一部分之间的第二位置，以便所述第一弹性部件对所述框架结构上的所述踏板的至少第一部分有效地提供弹性支撑；第二可移动支撑部件，适于平行且邻近于所述纵向框架部件中的第二部件从对所述踏板部件提供最小支撑或不提供支撑的第一位置移动到所述第二弹性部件与所述框架结构一部分之间的第二位置，以便所述第二弹性部件对所述框架结构上的所述踏板的至少第二部分有效地提供弹性支撑；以及用户可操作的平移机构，包括允许用户选择性地将所述第一和第二支撑部件从所述第一位置移动到所述第二位置的用户界面。
11.如权利要求10所述的跑步机，其中所述平移机构包括固定在所述第一和第二支撑部件上的横梁；调节杆，其第一端枢转固定在所述框架结构上，其第二端经过所述第一纵向框架部件向外延伸；以及连接组件，将所述调节杆连接到所述横梁上。
12.如权利要求11所述的跑步机，其中所述连接组件包括连接到所述横梁上并枢转连接到所述调节杆上的连接部件。
13.如权利要求11所述的跑步机，其中所述用户界面包括固定在所述调节杆的所述第二端上的手柄。
14.如权利要求11所述的跑步机，其中所述平移机构包括固定在所述框架结构上的锁紧机构，有效地允许用户选择性地锁紧所述调节杆的第二端，从而有效地将所述第一和第二支撑部件保持在所述第一或第二位置上。
15.如权利要求10所述的跑步机，其中所述平移机构包括锁紧机构，允许用户选择性地将所述第一和第二支撑部件保持在所述第一或第二位置上。
16.如权利要求10所述的跑步机，其中所述踏板支撑结构还包括横向隔开并固定在所述踏板上大致相同的纵向位置上的第三和第四弹性部件；其中所述第一可移动支撑部件可以移动到所述第三弹性部件与所述框架结构一部分之间的第三位置，以便当所述第一可移动支撑部件位于所述第三位置时所述第一弹性部件与所述第三弹性部件均对所述框架结构上的所述踏板的至少一部分有效地提供弹性支撑，并且其中所述第一可移动支撑部件还被配置成使得在所述第一可移动支撑部件位于所述第一或所述第二位置时，所述第三弹性部件对所述踏板提供最小支撑或不提供支撑；并且其中所述第二可移动支撑部件可以移动到所述第四弹性部件与所述框架结构一部分之间的第三位置，以便当所述第二可移动支撑部件位于所述第三位置时所述第二弹性部件与所述第四弹性部件均对所述框架结构上的所述踏板的至少一部分有效地提供弹性支撑，并且其中所述第二可移动支撑部件还被配置成使得在所述第二可移动支撑部件位于所述第一或所述第二位置时，所述第四弹性部件对所述踏板提供最小支撑或不提供支撑。
17.如权利要求16所述的跑步机，其中所述踏板支撑结构还包括固定在所述踏板部件与所述框架结构之间、纵向位于所述第一、第二、第三和第四弹性支撑部件之前的至少一组横向隔开的弹性支撑部件，和固定在所述踏板部件与所述框架结构之间、纵向位于所述第一、第二、第三和第四弹性支撑部件之后的至少一组横向隔开的弹性支撑部件。
18.一种健身跑步机，包括框架结构，包括对所述框架结构提供纵向结构支撑的一对隔开的纵向框架部件；一对固定在所述框架上的可旋转皮带轮，所述皮带轮大致彼此平行地设置；驱动装置，用于旋转所述皮带轮中的第一皮带轮；踏板部件；皮带，紧固在所述皮带轮上以便在所述第一皮带轮旋转时在所述踏板部件之上沿纵向移动；控制装置，可操作地连接所述驱动装置以便允许用户控制所述皮带的速度；及踏板支撑结构，包括多个固定在所述踏板上的弹性部件和至少一个支撑部件；以及调节装置，允许用户选择性地将所述支撑部件设置在所述框架结构与一个或多个所述弹性部件之间，以便增加或减少对所述踏板部件的支撑。
19.如权利要求18所述的跑步机，其中所述支撑部件适于沿着所述纵向框架部件中的一个部件纵向移动，并且所述调节装置包括操作杆和锁紧组件，用于移动所述支撑部件并将其锁紧在一个或多个预定的纵向位置上。
20.如权利要求18所述的跑步机，其中所述支撑部件适于沿着所述纵向框架部件中的一个部件纵向移动，并设置有至少一个凸起表面用以支撑所述弹性部件。
全文摘要
为了对健身跑步机的踏板提供可变的弹性支撑，将一个或多个弹性部件固定在踏板上，并使用可移动支撑部件选择性地接合弹性部件以便对踏板提供支撑。用户操作的调节机构可用于沿着跑步机纵向移动支撑部件，从而有效地改变支撑踏板的弹性支撑部件的数量。
文档编号A63B22/02GK1895700SQ200610101900
公开日2007年1月17日 申请日期2006年7月14日 优先权日2005年7月15日
发明者M·A·唐纳, P·H·豪根, B·H·格罗斯曼 申请人:布伦斯维克公司