健身设备、健身设备的部件以及相关方法

专利名称：健身设备、健身设备的部件以及相关方法
技术领域：
本发明一般地涉及健身设备，且更具体地涉及包含互动游戏或某些其它娱 乐系统或装置的健身设备，以及相关系统、部件和方法。
背景技术：
有各种类型的装备和设备用于帮助人们努力锻炼来保持良好的健康和体 形。尽管以下不是这种类型健身装备的穷尽罗列，但某些常规设备的实例包括 踏车、椭圆训练机、静止自行车、仰卧自行车和楼梯攀登器。按照惯例，当人 们使用这些类型的健身装备时，装备保持在限定的位置且因此使用机器的人， 在进行身体运动的同时，也通常保持在该相同位置。例如，由于踏车的性能和 运行，使用踏车的人在进行与行走和奔跑相关的身体运动的同时、，基本上停 留在相同的位置而同时行走或奔跑。
对于某些使用者来说，由于不能改变位置且他们的注意力被锻炼的动作所 占据，在"静止"锻炼设备上训练和锻炼可能变得单调乏味。很多使用者可能需 要将他们的注意力从他们所参与的锻炼活动分散出去的娱乐消遣。事实上，很 多健身设施已将电视机放在顾客使用的踏车或椭圆训练机的区域中以尽力帮 助那些人将注意力集中在除了他们所参与的锻炼活动之外的东西上。此外，或 替代地，某些人使用音乐装置来帮助在健身活动中分散其注意力。但是，电视 机和音乐不总是足以分散人们的注意力，因为电视机或音乐可能易于"失调"而仅变成背景噪声。换言之，电视和音乐通常不能有效地将人们的注意力分散到 除了他们所参与的锻炼活动之外的东西上。
已经作出某些努力来将可在使用健身设备的同时参与的其它活动包含进 来。例如，可在围绕健身设备放置一个或多个显示屏或监视器的情况下使用模 拟装置，努力在使用健身装备期间提供模拟环境。因此，例如当人们骑在静止 自行车上时，设置在自行车周围的显示器或显示屏可播放视频图像来模拟自行 车经过所选环境的运动。这种选择的环境可能试图模仿例如沿着山路或海滨公 路单独骑自行车，或者它可能试图模仿诸如有名的自行车比赛之类的比赛环境。
在锻炼期间分散人们注意力的另一种尝试包括在锻炼同时使用电子游戏
系统(例如游戏站(Playstation)②型游戏系统)。这可包括仅将健身装备放置 到游戏系统(以及游戏系统所连接的相关电视机)附近并力图在尝试使用健身 设备的同时也玩所选择的游戏。在某些情况下，游戏系统和健身设备的同时操 作甚至已考虑到在健身的同时测量人的心率并然后根据测量的心率水平改变 游戏系统所提供的游戏的某些方面内容。
在健身同时提供娱乐消遣的努力己取得不同程度的成功。在很多情况下， 与模拟装置关联的装备成本高、体积大或两者都有，使得对一般使用者来说难 以利用这种装置或系统。
在健身的同时使用游戏系统还产生了各种问题和难题。例如，在健身设备 上健身的同时运行游戏系统通常需要在健身设备运行的同时由使用者操作或 操纵的游戏控制器延伸的导线。这种导线通常暴露于健身设备的运动部件且可 能易于缠住或系到运动部件上。此外，且可能更重要的是，导线可能系住或缠 住于使用健身装备的人的腿或臂上，造成对人的潜在伤害。
因此，有利的是提供这样一种具有在使用这种装备期间可为使用者提供娱 乐消遣的一体式特征的健身设备。例如，有利的是提供一种具有与其一体的游 戏装置或游戏系统的健身设备。这种整合可包括游戏装置或系统与健身设备的 物理整合、游戏装置或系统与健身设备的电气整合、或两者。
还有利的是，为健身的人提供一种娱乐消遣，其中该娱乐消遣要求基本上 集中人们的注意力，而使人们很难忽略该娱乐或消遣。此外，有利的是提供功能上与健身设备整合并受到健身设备的运行参数变化的影响的娱乐消遣。

发明内容
本发明提供健身设备、健身设备的部件、相关系统和方法。例如，本发明 提供其中互动游戏与健身设备一体的实施例。该游戏可被物理整合、电气整合、 功能整合或它们的某些组合。
根据本发明的一实施例，提供一种健身设备。该健身设备包括框架和与框 架关联并可相对于框架以预定模式运动的结构。该设备还包括控制台和与控制 台关联的至少一个显示器。主处理器配置成控制健身设备的至少一个运行参数 并使用至少一个显示器进行互动游戏。应当注意，这种预定模式可包括例如与 椭圆训练机关联的脚垫、与静止自行车关联的踏板、与踏车关联的环绕带、曲 柄臂、结构连杆、飞轮或与各种设备(例如椭圆训练机、静止自行车、踏车、 步进器或楼梯攀登器、跨步设备、划船设备以及滑冰设备)关联的其它阻力结 构。
根据本发明的另一实施例，提供另一种健身设备。该健身设备包括框架和 与框架关联并可相对于框架以预定模式运动的结构。该设备还包括控制台和与 控制台关联的至少一个显示器。单个处理器配置成控制健身设备的至少一个运 行参数并使用至少一个显示器来进行互动游戏。
根据本发明的另一实施例，提供另一种健身设备。该健身设备包括框架和 与框架关联并可相对于框架以预定模式运动的结构。该设备还包括控制台和与 控制台关联的至少一个显示器。单个主处理器配置成控制健身设备的至少一个 运行参数并使用至少一个显示器来进行互动游戏。副处理器配置成辅助主处理 器进行诸如视频处理之类的一个或多个特定任务。
根据本发明的又一实施例，提供另一种健身设备。该健身设备包括框架和 与框架关联并可相对于框架以预定模式运动的结构。该设备还包括控制台和与 控制台关联的至少一个显示器。至少一个处理器，与至少一个显示器通信。至 少一个传感器与至少一个处理器通信并配置成确定健身设备的运行参数的至 少一方面内容。至少一个传感器还配置成向至少一个处理器提供代表运行参数 的至少一方面内容的输入信号。至少一个游戏输入装置可由健身设备的使用者有选择地致动。至少一个游戏输入设备与至少一个处理器通信并配置成在由使
用者致动时向至少一个处理器提供输入信号。至少一个处理器配置成至少部分
根据来自至少一个传感器的输入信号且至少部分根据来自至少一个游戏输入
装置的输入信号来使用至少一个显示器而进行互动游戏。
根据本发明的另一实施例，提供一种操作健身设备的方法。该方法包括确 定至少一个健身设备的运行参数的至少一方面内容并向处理器提供代表运行
参数的至少一方面内容的信号。可选择地致动至少一个输入装置并向处理器提 供代表至少一个输入装置致动的信号。部分根据表示所述运行参数的至少一 方面内容的信号且部分根据表示所述至少一个输入装置的致动信号在所述健 身设备的至少一个显示器上进行互动游戏。
根据本发明的一方面，提供一种用于健身设备的控制台。该控制台包括至 少一个功能键和至少一个显示器，该功能键配置成控制健身设备的运行特征， 至少一个显示器显示与健身设备相关的数据。该控制台还包括至少一个处理 器，该处理器与至少一个功能键和至少一个显示器通信，其中至少一个处理器 配置成使用至少一个显示器来进行互动游戏。
根据本发明的另一方面，提供又一种健身设备。该健身设备包括框架和与 框架关联并可相对于框架以预定模式运动的结构。控制台与框架联接，该框架 可包括至少一个功能键和至少一个显示器，该功能键配置成控制健身设备的运 行特征。至少一个处理器控制台关联，其中至少一个处理器与至少一个功能键 和至少一个显示器通信，且其中至少一个处理器配置成使用至少一个显示器来
进行互动游戏。


在参照附图阅读以下详细说明书时会清楚本发明的上述和其它优点，附图
中
图1是根据本发明一方面的健身设备的立体图2是与图1所示健身设备关联的控制台的正视图3A至3D是与根据本发明的某些实施的图1的健身设备关联的显示器 的放大10图4是与图1所示健身设备的部件的立体图； 图5是根据本发明另一实施例的健身设备的立体图； 图6是与图4所示健身设备关联的控制台的正视图； 图7是根据本发明又一实施例的健身设备的立体图8是与游戏系统关联的各部件整合到根据本发明一实施例的健身设备 的构造的框图9是与游戏系统关联的各部件整合到根据本发明另一实施例的健身设 备的另一构造的框图；以及
图10是示出根据本发明的实施例的软件模块的软件系统框图。
具体实施例方式
根据本发明的各实施例，健身设备构造成包括以一种或多种方式与健身设 备整合的游戏装置或游戏系统。例如，健身设备可包括控制台，该控制台具有 键、按钮、开关或与控制健身设备的运行参数或特征相关的其它输入装置(这 里也可称为功能键)。该健身设备可构造成例如踏车、静止或仰卧自行车、椭 圆训练机、楼梯攀登器或用于健身、塑身或训练目的的某些其它设备。功能键 可例如构造成在健身设备运行期间控制诸如速度、倾斜度、阻力或健身设备的 某些其它功能或参数之类的健身设备的运行参数。
例如，参照图1，示出健身设备构造为椭圆训练机100。椭圆训练机100 包括框架102，框架102具有基部104和与基部104联接并从其向上延伸的支 承结构106。与基部联接的还有一对间隔开的、细长轨道108。在此称为曲柄 臂110的一对细长结构部件在旋转机构112与成对细长轨道108中的相应一个 之间延伸，旋转机构112可包括构造成围绕特定轴线旋转的轮子。各曲柄臂110 的第一端联接到旋转机构112，使得第一端沿迂回路径行进，诸如处于基本上 圆形运动。各曲柄臂110的第二端具有辊子114、滑动机构或与细长轨道108 配合并使曲柄臂110能够相对于细长轨道108移动的某些其它装置。在是辊子 114的情况下，辊子114构造成当曲柄臂110的第一端沿其限定的路径行进时 沿轨道108的长度往复运动滚动。
本文称为脚轨116的一对细长结构可枢转地与曲柄臂110联接。脚轨116有一端联接到枢转手柄118的端部。各手柄118可枢转地与支承结构106联接。 本文称为脚垫120的平台也与各脚轨116联接。各脚垫120尺寸设置成并构造 成使用者可在使用椭圆训练机100期间将其一只脚放在上面。
在使用椭圆训练机100期间，使用者将各脚放到脚垫120上，抓住各手柄 118的上端，并然后通过脚垫120施加力，可供选地通过手柄118施加力，以 使辊子114沿其关联的细长轨道118滚动。脚轨116和曲柄臂IIO之间的枢转 连接使脚垫120遵从大致椭圆形路径，而手柄118的上端以交替前后运动往复 运动。旋转机构112还可包括阻力机构以改变使用者在通过脚轨116和脚垫120 在曲柄臂UO上施加力时所受到的阻力大小。这种阻力机构可包括例如机械阻 力机构或机电阻力机构(诸如所谓的涡流制动系统)。阻力机构也可构造成根 据所选择的健身程序的参数或根据使用者的输入指令有选择地改变。
因此，可以看出各种结构或部件可相对于椭圆训练机100的框架102以预 定模式运动。例如，脚垫120、手柄118、脚轨116、辊子114、旋转机构112 和曲柄臂各可相对于框架102以预定模式运动。即使在例如脚垫120或关联的 脚轨116可关于宽度、步幅长度或其它类似参数进行调节的实施例中，这些部 件在设备运行期间仍然可相对于框架102以预定模式运动。
类似地，如阅读以下其它内容会明白的那样，诸如静止自行车200或踏车 300之类的其它设备包括这样的结构该结构可包括可相对于框架移动的各种 部件。除了附图中具体示出的那些之外，包括但不限于划船设备(划船器)、 踏步设备(踏步机)、楼梯攀登器或步进器以及滑冰设备(滑冰机)之类的其 它健身设备也包括可相对于关联框架以预定模式运动的结构。
应当注意，参照图1描述的实施例是说明性的且本发明可用于各种不同构 造的椭圆训练机且在这种设备中可包含各种不同的特征(例如，细长轨道的可 调节倾斜度、可调节步幅、有几种名称的心率监测装置)。很显然，对于本 领域的普通技术人员来说，本发明适用于各种椭圆训练机的构造以及其它类型 的健身装备。同样，下文描述的各种其它实施例仅是示例，且本领域的普通技 术人员会认识到健身设备的各种构造可与本发明结合使用。
仍然参见图1，椭圆训练机100还包括联接到支承结构106的控制台120。 控制台120可构造成容纳与椭圆训练机IOO关联的一个或多个电子部件，并用作椭圆训练机100的控制和通信中心。例如，参照示出根据本发明一实施例的
控制台120的放大正视图，控制台120可包括诸如按钮或开关之类的一个或多 个输入装置122 (该装置在本文中可称为控制键)，该装置构造成改变椭圆训 练机100的运行参数。此外，控制台120可包括诸如显示器124的一个或多个 输出装置，以将某种信息传送给椭圆训练机100的使用者。在一实施例中，显 示器可包括彩色或黑白液晶显示器(LCD)，尽管也可考虑与本发明结合使用 其它类型的显示器。
因此，例如可使用一个或多个输入装置122或功能键来改变施加到旋转机 构112的阻力大小。此外，可使用一个或多个输入装置122来有选择地致动与 椭圆训练机100的运行相关的某些其它机构(例如倾斜致动器)。可使用一个 或多个输入装置122来操纵由显示器124呈现的用户界面，以选择所要求的健 身程序或体系或用于选择显示器上所显示的信息(例如经过的时间、燃烧的卡 路里、心率等)。在另一实施例中，可使用输入装置来直接或间接选择健身程
序而不借助于与显示器124关联的用户界面。
应当注意，显示器124还可构造成包括触摸屏126，从而将触摸屏用作输 入装置，而不是或附加于前述输入装置122或功能键。
显示器124或显示器124的至少一部分也可用于使椭圆训练机100的使用 者便于娱乐消遣。例如，显示器124可用于显示与电子游戏相关的动画或视频。 简要地参照图3A，示出了显示器124的放大图，显示器中示出与电子游戏相 关的动画。在一实施例中，游戏可包括类似于称为俄罗斯方块(TETRIS)的 游戏，在该游戏中，多个不同形状的块体128从动画的上部落到动画的下部并 在该下部堆叠在一起。游戏玩家可在块体下落时改变它们的定向并将它们放置 成试图经济地堆叠块体，而使各个块体之间没有任何空间。当水平一行完全被 块体填满时(即没有剩余的空间)，该行会消失，且该行上方堆叠的任何块体 可向下移。根据人们的技术水平和它们正确堆叠块体的成功，该游戏会加速， 从而块体128以更快的节奏降落，这就要求使用者在块体128下落时定向和放 置块体时反应更快。
简要参照图1和4，为了有选择地控制块体128的定向和放置，可将游戏 输入装置130整合到椭圆训练机100内。例如，输入装置130可包括位于手柄
13118—侧或两侧的一个或多个按钮。在一实施例中，游戏输入装置130可包括 例如方向按钮130A(诸如摇臂开关)以及诸如按钮130B之类的其它输入装置。
如果各手柄118具有与其关联的这种输入装置130，并考虑正在玩的俄罗 斯方块型游戏的示例，手柄118之一上的方向按钮130A可用于将游戏中的块 体再定向，而另一手柄118上的方向按钮130A可用于在块体在显示器124上 下移时水平定位块体128。 一旦使用者对其定向和位置满意，就可例如使用按 钮130B来加快块体128下落的速率。
在另一实施例中，方向按钮130A和按钮130B可具有关于俄罗斯方框型 游戏所述实例不同的功能。例如，如图3B所示，在显示器124上示出太空入 侵者(SPACE INVADERS)型游戏，在该游戏中，由使用者有选择地操纵第 一艘宇宙飞船132 (或其它动画结构或特征)并对靠近的宇宙飞船136 (或其 它动画结构或特征)发射导弹134或子弹。在这种实例中，可使用方向按钮130A 来有选择地操纵第一宇宙飞船132，同时可使用按钮130B来有选择地发射导 弹或子弹134。
各种其它游戏也可显示在显示器124上，包括诸如二十一点或扑克之类的 纸牌游戏的电子版本，或者诸如类似于吃豆人(PAC-MAN)、行星游戏 (ASTEROID)或弹球(pinball)之类的其它流行街机型游戏。当然，这些游 戏仅是示例而不应认为有任何意义上的限制。
此外，在本发明的一实施例中，控制台120可构造成接纳存储卡或连接到 其它设备，包括通过无线装置连接(例如，使用IEEE 802.11或蓝牙协议)以 使使用者能够将其它所选择的游戏下载到控制台。在其它实施例中，控制台120 可构造成接纳存储卡或连接到其它设备，使使用者能够直接从存储卡或经由控 制台120上的显示器124从设备读取或访问所选择的游戏。
简要参照图3C，示出显示器124的另一视图，其中显示器是"混合型"模 式，在显示器的一部分上显示游戏，而在显示器124的另一部分上显示关于椭 圆训练机100 (或其它健身设备)的运行的信息。
在混合型或混合显示模式中可实现各种构造。在一实施例中，显示器可以 是"分开的"，其中例如显示器124的一半显示与游戏相关的信息或动画，而显 示器124的另一半显示与椭圆训练机100的运行相关的信息或数据(当然，如果需要，这种分开可以是除了 50/50之外的其它具体百分比)。在其它构造中， 显示器可构造成呈现"图中图"模式，诸如在各种电视机中所使用的在给定时间 显示多个频道那样。
简要参照图3D，示出显示器，显示器中仅显示与椭圆训练机100的运行 相关的信息和数据(其可包括例如用户界面)。因此，在一实施例中，显示器 124可构造成选择地呈现运行信息(如图3D所示)、游戏信息(如图3A和 3B所示)或运行信息和游戏动画两者的混合(如图3C所示)。如以下所讨论 的那样，在另一实施例中，可使用多个显示器，诸如一个显示器呈现游戏，而 另一显示器呈现用户界面或与椭圆训练机100或其它设备的运行相关的其它信 息和数据。
现参照图5，示出构造为静止自行车200的健身设备。静止自行车200可 包括框架202，框架202具有基部204和从基部延伸的结构件206。阻力机构 208联接到基部，且一对踏板210以及相关联的曲柄臂212 (仅示出一个)联 接到阻力机构208。阻力机构208可包括机械、机电、磁、电磁或其它类似机 构，如本领域的普通技术人员会理解的那样，以提供由使用者致动踏板210或 曲柄臂212的所要求的阻力。
座214通过适当的支承件216或结构件与框架202联接，并使使用者能够 在就座时致动踏板210和曲柄臂212。手柄218可与结构件206联接以使使用 者可以握住并在使用静止自行车200时保持自身稳定。
静止自行车还包括联接到支承结构206的控制台220。控制台220可构造 成容纳与静止自行车200关联的一个或多个电子部件，并用作静止自行车200 的控制和通信中心。例如，参照图6，其示出根据本发明一实施例的控制台220 和手柄218的放大正视图，控制台120可包括诸如按钮或开关的一个或多个输 入装置222，该装置构造成可改变静止自行车200的运行参数。
此外，控制台220可包括诸如显示器224的一个或多个输出装置，以将某 种信息传送给静止自行车200的使用者。在一实施例中，显示器可包括彩色或 黑白液晶显示器(LCD)，尽管也可考虑与本发明结合使用其它类型的显示器。 还参见图6，位于控制台220侧面的手柄218可包括游戏输入装置230，以在 使用者使用静止自行车200并玩显示在相关显示器224上的游戏时有选择地改变游戏的某方面内容。图5和6所示的游戏输入装置230包括多方向按钮和开 关，这些按钮和开关使使用者能够以多个方向控制动画特征或特性的方向，或 者可编程成使得致动给定开关或按钮230A-230D来实现与游戏相关的给定行 为(例如，跳、射击、跑、持牌、设赌等)。应当注意，当不在游戏模式时， 也可使用游戏输入装置230来操纵用户界面或实现与静止自行车200相关的运 行指令。
简要参照图7，示出踏车300形式的另一健身设备。踏车300包括框架302， 框架302包括基部304。平台或平板308设置在基部304的第一和第二侧之间， 且连续或环绕带310围绕平板308设置。带310还可围绕第一辊子312和第二 辊子304 (未具体示出)设置，第一辊子312在框架302的一端处基部304的 两侧之间延伸，而第二辊子在框架302的相对端处基部304的两侧之间延伸。 可包括交流或直流电动机的驱动件可联接到辊子中的一个以围绕辊子和平板 308驱动带310。在一实施例中，这种驱动器可容纳在基部304的两侧之间， 如果需要，可容纳在罩或盖314或其它结构下方。
柱形构件316或其它结构件与基部304联接并从框架302向上延伸到控制 台320。柱形构件316还可通过诸如一个或多个横向件318或通过控制台320 彼此结构联接。
控制台320可包括各种输入和输出装置。例如， 一个或多个控制按钮或功 能键322可用于控制运行踏车300的各方面内容，这些控制按钮或功能键为诸 如开/关按钮或开关、速度控制键、倾斜控制键、用于执行赛前训练程序的键或 其它输入装置，如本领域的普通技术人员会理解的那样。此外，控制台320可 包括一个或多个显示器324以提供各种信息，包括例如关于踏车300的一个或 多个运行特性的状态的信息(例如速度、倾斜度、编程的赛前训练方案等)或 关于使用者赛前训练的信息(例如，行进的距离、燃烧的卡路里等)。在一实 施例中，显示器324还可构造成用作输入装置以及输出装置的触摸屏。
显示器324还可构造成呈现与电子游戏相关的动画或视频，由踏车300 的使用者以类似于以上关于椭圆训练机100和静止自行车200所描述的方式玩 该电子游戏。为了便于玩这种游戏，与例如手柄、支承件332或踏车300的其 它部件整合的游戏输入装置330可有选择地由踏车300的使用者以类似于上述实施例的方式有选择地致动。同样，如上所述，各种类型和构造的健身设备可 与本发明结合使用，且前述装置(例如椭圆训练机100、静止自行车200以及
踏车300)仅是示例而不应认为是限制。
应当注意，为了清晰地标示和说明，诸如在以下描述中的本发明的附图和 说明，可提到或示出作为单个信号的信号。本领域的普通技术人员应当理解， 信号可标示信号总线，其中总线可具有各种位宽，且本发明可在包括单个数据 信号在内的任何数量的数据信号上实施。此外，信号可实施为两构件之间的物 理连接或两构件之间的无线连接。
现结合图1至7来参照图8，其示出与运行包括与其关联的互动游戏某方 面的健身设备IOO、 200、 300相关的各种硬件部件的方框图。诸如微型控制器 单元(MCU) 400之类的处理器或处理构件与各种部件通信。在一实施例中， MCU400可包括8位微型控制器单元，该微型控制器单元具有诸如可从加利福 尼亚州的圣何塞(San Jose)的齐格洛(ZiLOG)公司购得的例如64K闪存和 4K随机存储器(RAM)。当然也可考虑其它类型和构造的MCU，其它类型的 处理器也可用于本发明。
诸如当健身设备100、 200、 300的使用者致动输入装置122、 222、 322 以例如选择健身程序或有选择地改变设备的阻力时，MCU接收来自设备这些 输入装置122、 222、 322的信号(应当注意，取决于具体构造，这种输入信号 可类似地通过触摸屏126的致动来提供)。然后MCU400可向致动器402发送 信号以执行由使用者提供的指令。
例如，如果输入装置122、 222、 322向MCU发送信号，指示应当改变由 阻力机构提供的阻力，则MCU400接收该信号，将新的信号发送(或者在另一 实施例中将初始信号传递)到与阻力机构关联的致动器，就使阻力机构提供由 使用者选择的阻力大小。MCU400还可向显示器124、 224、 334发送适当的信 号，指示在显示器124、 224、 324上显示所选择的阻力大小，从而通知使用者 当前的阻力大小。还可以类似方式控制健身设备100、 200、 300的其它运行参 数(例如速度、倾斜度等)。
应当注意，如图8所示，可在单个健身设备IOO、 200、 300中使用多个显 示器124、 224、 324，例如在一实施例中，第一显示器可主要用于呈现与游戏相关的动画或视频，而第二显示器可主要用于呈现与使用健身设备100、 200、 300相关的数据或运行信息。
MCU400也可向与健身设备关联的其它输出装置410发送适当的信号，其 它输出装置诸如扬声器、头戴听筒插座或其它音频或视频指示器，如本领域的 普通技术人员会理解的那样。
在健身设备100、 200、 300中可包含一个或多个传感器404来辅助确定健 身设备IOO、 200、 300的运行状态或其它所要求的目的。例如，传感器404可 用于确定与设备的运行相关的速度(例如每分钟转数(RPM)、每小时英里数 (MPH)或每小时千米数(KPH))、确定倾斜度、确定阻力水平、或确定与 健身设备100、 200、 300相关的其它运行参数。传感器404向MCU400提供信 号，从而使MCU知道健身设备100、 200、 300的实际运行参数是否符合使用 者通过基于使用者的输入装置122、 222、 322的选择性致动或通过使用者所选 择的健身程序已选择的那些运行参数情况。传感器405还可包括监测例如使用 健身设备100、 200、 300的人的心率的传感器。这种信息可通信到MCU400 并根据所要求的健身程序来使用，如本领域的普通技术人员会理解的那样。
游戏输入装置122、 222、 322还与MCU通信并在使用者努力致动控制由 MCU400执行且在显示器124、 224、 324上呈现为视频或动画的游戏时向 MCU400发送信号。在一实施例中，游戏的程序储存在内部存储器上，例如储 存在MCU400的闪存上，或者游戏程序可储存在诸如可移除闪存驱动之类的可 移除介质406上。
在本发明的一实施例中，参照图8示出和描述的各种部件整合到健身设备 100、 200、 300内。例如，如己描述的那样，显示器124、 224、 324和设备输 入装置122、 222、 322 (包括触摸屏(如果有的话))可形成为控制台120、 220、 320的一部分。游戏输入装置130、 230、 330可整合到健身设备100、 200、 300的手柄118、 218或其它部件内。传感器404和致动器402整合到健身设备 100、 200、 300内以如本文已描述的那样和如本领域的普通技术人员会理解的 那样进行其运行控制。MCU400或其它处理器可位于由控制台120、 220、 320 限定的内部空间内，或位于与健身设备100、 200、 300关联的某些其它壳体内。 此外，控制台120、 220、 320 (或某些其它结构)可容纳适当构造的插孔或其
18它连接件以便于可移除介质406和MCU400之间的通信。
这种构造提供各种新颖性特征，包括例如将电子游戏的控制与健身设备的控制整合。换言之，该主处理器(例如MCU400)控制健身设备100、 200、 300的运行(诸如继续/停止、速度、阻力、倾斜度和健身程序指令)，同时还控制显示在显示器124、 224、 324上并以某种方式被游戏输入装置130、 230、 330改变或控制的游戏。这使得游戏和健身设备的运行变为互动和一体，如以下更详细地讨论的那样。因此，健身设备和游戏系统可物理上、电气上和功能上彼此整合。
此外，参照图8所描述的各部件的这种物理整合在人们使用健身设备的同时试图使用例如其游戏站(Playstation)⑧或类似的游戏系统的情况下消除了构造中游戏系统的各种外部部件。换言之，全部消除了独立的游戏控制台，独立的显示器、独立的手持控制器和在这些部件之间延伸的导线。消除这些独立的外部部件还可提供更安全的环境，因为显示器124、 224、 324，游戏输入装置130、 230、 330和游戏控制器(例如MCU400)都以某种方式固定到健身设备100、 200、 300，从而它们不会变松且不会在设备运动期间或使用设备的人运动期间跌落或卡住。
简要参照图9，示出与根据本发明另一实施例的健身设备100、 200、 300相关的各种硬件部件的方框图。如前所述，MCU400或其它处理器可与诸如健身设备输入装置122、 222、 322 (可包括一个或多个触摸屏126、 226、 326)，游戏输入装置130、 230、 330，致动器402，传感器404和外部介质406之类的各种部件通信。但是，图9示出，尽管可使用MCU400或其它处理器或处理构件作为主处理器来控制例如健身设备100、 200、 300的运行并进行游戏，但也可将其它副处理器整合到系统内。例如，视频处理器408可与MCU400以及显示器124、 224、 324通信。这种构造就能例如使用较高分辨率的显示器或多个显示器而不会过度占用主处理器(例如MCU400)的资源。
图10是示出用于执行根据本发明的实施例的软件过程的可能的软件模块的软件系统框图。该软件可作为在MCU400 (见图8和9)或其它处理器上运行的计算机可执行指令来执行。除非另有说明，描述过程的顺序不意味着认为是限制。此外，过程可以任何适当的硬件、软件、固件或其组合来执行。例如，用于执行软件过程的指令可储存在存储装置(未示出)上并转移到存储器或处
理器(例如MCU400，见图8和9)，或者可作为固件以易失或非易失方式储 存在MCU400或其它处理器上的存储器内。
在作为固件或软件执行时，用于进行这些过程的指令可储存在计算机可读 介质上。计算机可读介质包括但不限于磁和光存储装置，诸如磁盘驱动器、磁 带、CD (紧致磁盘)、DVD (数字通用磁盘或数字视频磁盘)以及诸如RAM、 DRAM、 ROM、 EPROM和闪存之类的半导体构件。
图10的软件系统图示出系统控制模块412、设备控制模块414以及游戏 控制模块416。该软件系统还可包括设备输入传感器监测器418、设备致动器 控制模块420、游戏输入传感器监测器422、触摸屏监测器424以及显示器控 制器426。这些模块在这里可统称为监测器并控制操作。
一般而言，设备输入监测器418根据来自设备输入传感器的输入进行操 作。这些操作可以是诸如检测电动机、连杆、致动器和阻力机构的状态和运行 参数之类的功能。可收集、格式化或存储来自输入传感器的信息，以由系统 控制模块412或设备控制监测器420来作进一步操作。
设备输入还可包括来自由使用者操作的输入装置(例如控制按钮、开关、 功能键等)的输入。此外，该使用者输入可用于控制健身设备的运行或用于控
制游戏操作。使用者输入可来自游戏控制器或健身设备控制器形式的触摸屏监 测器424。因此，使用者输入可以是专用控制按钮和开关、可重新构造的控制 按钮和开关、可重新构造的来自触摸屏监测器的输入的组合。
一般而言，设备致动器控制模块420可执行功能以控制诸如电动机、连杆、 致动器以及阻力机构之类的各种构件的运行。
设备控制模块414可接纳关于健身设备的运行的信息并通过设备致动器 控制模块420控制健身设备的功能。类似地，游戏控制模块416可接纳关于游 戏操作的信息，控制游戏的功能，并通过显示器控制器426和音频控制器控制 从游戏到使用者的反馈。
例如，用于控制椭圆训练机或静止自行车的运动阻力的模块可根据由设备 输入监测器418、游戏输入传感器422、触摸屏监测器424收集的参数，或者 来自系统控制模块412、设备控制模块424或游戏控制模块416中形成的处理
20和决定的结果来调节阻力。
通过更详细的实例，设备输入传感器可确定静止自行车以给定的每分钟转
数来运行。控制台可指示使用者希望增加踏板的阻力。游戏输入传感器422、触摸屏监测器424或其组合可指示出使用者在当前游戏操作中进行得特别好。根据由于该所收集的某些或所有的信息，游戏控制模块416可设置旗子，或产生信息来指示健身设备会被较不费力地运行而作为对特优游戏操作的奖励。
在另一实施例中，根据某些或所有的该收集的信息，游戏控制模块414可设置旗子，或根据来自使用者的输入指示要求踏板阻力增加而产生信息来指示出健身设备会被更费力地运行。
在又一实施例中，根据某些或所有的该收集的信息，游戏控制模块414可设置旗子，或产生信息来指示出游戏会被较简单地进行而作为对特优健身表现的奖励。
由于旗子、产生的信息或其组合，系统控制模块412可确定可对健身设备的功能、游戏的功能或其组合进行改变。为了执行这些改变，则系统控制模块412可设置旗子或产生用于显示器控制器426、设备致动器控制模块420或其组合的信息。
本领域的普通技术人员会认识到，有很多方法来实施系统控制、设备控制和游戏控制。例如，系统控制可作为全局环路来实施，全局环路每次通过环路执行所限定的操作。全局环路可自由运行，此时可不考虑定时而继续进行处理。在另一实施例中，全局环路可以以定时器为基础，此时全局环路根据来自定时器的动作执行一次。在处理结束时，全局环路等待下次定时动作以再次进行全局环路中的操作。
在一实施例中，可在全局环路内的给定时间或位置进行监测器和控制器操作。在另一实施例中，监测器和控制器操作可配置成根据时间来执行。例如，游戏输入监测器可在从输入传感器接收到中断动作的任何动作来操作。
此外，诸如改变显示器之类的许多操作可部分存在于游戏控制器中，部分存在于系统控制器中，且部分存在于设备控制器中。又例如，可部分通过设备控制器且部分通过系统控制器来进行静止自行车的阻力改变。
总体参照附图，如前所述，可使用健身设备100、 200、 300的控制台120、220、 320类的单个主处理器(例如MCU400)来执行健身设备的健身功能和游 戏功能。换言之，健身设备100、 200、 300可包括整合在控制台120、 220、 320 内的处理器(例如MCU420)，其中处理器构造成控制健身设备100、 200、 300 的一个或多个运行参数(例如阻力、速度或倾斜度)，同时还控制正在玩的游 戏。
根据本发明的某些实施例，可在使用者操作健身设备100、 200、 300的同 时运行健身设备IOO、 200、 300的游戏功能。例如，在一实施例中，游戏仅能 在使用健身设备100、 200、 300积极健身时才能运行。在停止用健身设备100、 200、 300进行健身时，可通过例如处理器中编入的控制功能暂停游戏。在一实 施例中，暂停的游戏可通过使用健身设备再开始健身而再继续。在某些特定的 实施例中，可为健身设备IOO、 200、 300的使用者提供选项来将游戏保存到暂 停点，从而使使用者可在日后或在健身中断之后返回到游戏中。在其它实施例 中，暂停的游戏可在预定时期或编程的时期之后自动消除或重启。例如，如果 使用者终止使用健身设备100、 200、 300，则正在玩的游戏可暂停并保持在暂 停状态直到恢复健身为止、直到达到设定期间游戏自动关闭为止、或者直到使 用者保存游戏以后再玩为止。
在本发明的另一实施例中，终止使用健身设备IOO、 200、 300进行健身可 暂停正在玩的游戏并关闭显示器或致使显示器恢复到仅为健身功能的显示器。
在一实施例中，且如上文已讨论的那样，玩游戏可能受到使用健身设备的 人的表现的影响。例如，尽管同时玩游戏和使用健身设备，使用者能够增加健 身设备IOO、 200、 300的速度(例如每分钟转数(RPM))来影响正在玩的游 戏的动态。在更为特定的实例中，增加静止自行车的RPM时，俄罗斯方框型 游戏的块体构造可能开始以更慢的节奏降落，而为使用者提供更多的事件来决 定下落的块体应当如何定向以及放置在什么位置。
在另一实施例中，可使用健身设备IOO、 200、 300的阻力大小、倾斜度大 小或某些其它运行参数来影响正在玩的游戏的动态，通常根据使用者选择的健 身设备IOO、 200、 300的运行参数使其更容易或更难。
在又一实施例中，也如上文所讨论的那样，健身设备IOO、 200、 300的运 行参数可受到使用者游戏玩得好坏的影响。例如，如果某人在特定的游戏玩得特别好，则可调节健身设备100、 200、 300的诸如阻力大小、运行速度或倾斜度水平之类的某些运行参数来作为对设备使用者的特优游戏的奖励。
在其它实施例中，健身设备上正在玩的游戏可能不与健身设备100、 200、300的功能联系。换言之，健身设备IOO、 200、 300的速度、水平、阻力、运动或其它运行可能对正在玩的游戏的性能、功能或质量没有影响。
健身设备100、 200、 300的运行特征与游戏的动态的这种整合可在使用者努力得到个人最好分数或与其它使用者的个人最好分数比赛时为使用者增加动力以更积极且更热情地进行健身。此外，将游戏整合到健身设备的控制台内提供在健身时难以"失调"的娱乐消遣，因为它需要使用者集中精力在处理健身的身体活动之外的任务上根据本发明将游戏系统与健身机器整合可降低健身游戏设备的制造成本，因为游戏功能可整合到健身设备的现有控制台。游戏输入装置与健身设备的整合的有利方面在于，不需要附件来玩与健身设备关联的游戏。
例如，不一定需要游戏控制器、外部监测器或显示器和外部控制单元。此外，游戏控制台和/或游戏输入装置或控制器与健身设备的整合可降低或消除对如上所述健身的同时操作游戏控制台所需要的另外连接导线或软线的需要。这种导线和软线的量的减少或消除可提供更安全的健身环境。此外，与健身设备整合的游戏控制台的紧凑特性可使健身设备更易于销售，因为使用者不需要购买其它设备或附件以在运行健身设备的同时实施游戏功能。
这里已在附图中以实例方式示出并已详细描述了这些特定的实施例，但本发明可有各种修改和替换形式。但是，应当理解，本发明并不限于所揭示的特定形式。而是，本发明包括落入由以下所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的所有更改、同等物和替代形式。
权利要求
1. 一种健身设备，包括框架；与所述框架关联的结构，所述结构可相对于所述框架以预定模式运动；控制台；至少一个显示器，所述显示器与所述控制台关联；主处理器，所述主处理器构造成控制所述健身设备的至少一个运行参数并使用所述至少一个显示器进行互动游戏。
2. 如权利要求1所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述主处理器通 信的至少第一输入装置，所述至少第一输入装置可由使用者操作来选择地向所 述主处理器提供关于所述健身设备的所述至少一个运行参数的指令。
3. 如权利要求2所述的健身设备，其特征在于，所述健身设备的所述至少 一个运行参数包括速度、倾斜度和阻力中的至少一个。
4. 如权利要求2所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述主处理器通 信的至少第二输入装置，所述至少第二输入装置可由使用者操作来选择地向所 述主处理器提供关于所述互动游戏的至少一个方面的操纵的指令。
5. 如权利要求1所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述主处理器通 信的至少一个传感器，所述主处理器配置成确定所述健身设备的至少一个运行 参数的当前状态。
6. 如权利要求5所述的健身设备，其特征在于，所述主处理器配置成根据 从所述至少一个传感器接收的信息改变所述互动游戏的至少一个方面。
7. 如权利要求1所述的健身设备，其特征在于，所述主处理器配置成至少 部分根据所述互动游戏的至少一个方面控制所述至少一个运行参数。
8. 如权利要求1所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述主处理器通 信的至少一个致动器，所述主处理器通过向所述至少一个致动器提供信息来控 制所述健身设备的至少一个运行参数。
9. 如权利要求1所述的健身设备，其特征在于，所述主处理器和所述至少 一个显示器协作配置成选择地显示所述互动游戏和关于所述健身设备的所述至少一个运行参数的信息。
10. 如权利要求l所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个显示器 配置为触摸屏。
11. 如权利要求1所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个显示器 包括至少第一显示器，所述第一显示器与所述主处理器协作配置以进行显示； 至少第二显示器，所述第二显示器与所述主处理器协作配置成显示关于所述至 少一个运行参数的信息和所述互动游戏。
12. 如权利要求1所述的健身设备，其特征在于，所述主处理器配置为 微型控制器。
13. 如权利要求l所述的健身设备，其特征在于，所述主处理器配置成 与至少一个可移除介质装置通信。
14. 如权利要求1所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述主处理 器通信的副处理器。
15. 如权利要求14所述的健身设备，其特征在于，所述副处理器也与 所述至少一个显示器通信，且其中所述副处理器配置为视频处理器。
16. 如权利要求1所述的健身设备，其特征在于，与所述框架关联并可 相对于所述框架以预定模式运动的结构包括至少一个旋转机构和一对与所述 旋转机构联接的曲柄。
17. 如权利要求16所述的健身设备，其特征在于，还包括一对踏板， 各踏板与所述一对曲柄中相关的一个联接。
18. 如权利要求16所述的健身设备，其特征在于，还包括一对脚轨， 各脚轨可枢转地与所述一对曲柄中相关的一个曲柄联接。
19. 如权利要求l所述的健身设备，其特征在于，与所述框架关联并可 相对于所述框架以预定模式运动的结构还包括至少一个绕行带。
20. 如权利要求l所述的健身设备，其特征在于，与所述框架关联并可 相对于所述框架以预定模式运动的结构还包括一对可移动手柄。
21. 如权利要求20所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述主处 理器通信的至少一个输入装置，所述至少一个输入装置可由使用者操作来选择 地向所述主处理器提供关于所述互动游戏的至少一个方面的操纵的指令，所述至少一个输入装置与所述一对可移动手柄中的至少一个物理关联。
22. —种健身设备，包括 框架；与所述框架关联的结构，所述结构可相对于所述框架以预定模式运动； 控制台；至少一个显示器，所述显示器与所述控制台关联；单个处理器，所述单个处理器构造成控制所述健身设备的至少一个运行参 数并使用所述至少一个显示器进行互动游戏。
23. 如权利要求22所述的健身设备，其特征在于，所述单个处理器和 所述至少一个显示器协作配置成选择地显示关于所述健身设备的所述至少一 个运行参数的信息和所述互动游戏。
24. 如权利要求22所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个显示 器包括第一显示器和第二显示器，且所述单个处理器和所述第一显示器协作配 置成在所述第一显示器上显示所述互动游戏；且所述单个处理器和所述第二显 示器协作配置成显示关于所述健身设备的所述至少一个运行参数的信息。
25. —种健身设备，包括 框架；与所述框架关联的结构，所述结构可相对于所述框架以预定模式运动； 控制台；至少一个显示器，所述显示器与所述控制台关联；单个主处理器，所述单个主处理器构造成控制所述健身设备的至少一个运 行参数并使用所述至少一个显示器进行互动游戏。
26. 如权利要求25所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述单个 主处理器通信的至少一个副处理器。
27. 如权利要求26所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个副处 理器包括与所述至少一个显示器通信的视频处理器。
28. —种健身设备，包括 框架；与所述框架关联的结构，所述结构可相对于所述框架以预定模式运动；控制台；至少一个显示器，所述显示器与所述控制台关联；至少一个处理器，所述处理器与所述至少一个显示器通信；至少一个传感器，所述传感器与所述至少一个处理器通信并配置成确定所述健身设备的至少一个运行参数的方面并向所述至少一个处理器提供代表所 述至少一个运行参数的方面的输入信号；以及至少一个游戏输入装置，所述游戏输入装置可由所述健身设备的使用者选 择地致动，其中所述至少一个游戏输入装置与所述至少一个处理器通信并配置 成在被使用者致动时向所述至少一个处理器提供输入信号，且其中所述至少一 个处理器配置成至少部分根据来自所述至少一个传感器的所述输入信号且至 少部分根据所述至少一个游戏输入装置的所述输入信号使用所述至少一个显 示器进行互动游戏。
29. 如权利要求28所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个处理器还配置成控制所述健身设备的至少一个运行参数。
30. —种操作健身设备的方法，所述方法包括 确定所述至少一个健身设备的至少一个运行参数的方面； 向处理器提供代表所述至少一个操作参数的方面的信号； 选择地致动至少一个输入装置；向所述处理器提供代表所述至少一个输入装置的致动的信号；以及 部分根据表示所述至少一个运行参数的方面的信号且部分根据表示所述至少一个输入装置的致动的信号在所述健身设备的至少一个显示器上进行互动游戏。
31. 如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述至少一个运行参数 的方面包括所述健身设备的轮转机构的运行的当前速度。
32. 如权利要求30所述的方法，其特征在于，还包括在所述健身设备 的所述至少一个显示器上选择地显示关于所述至少一个运行参数的方面的信 息和所述互动游戏。
33. 如权利要求30所述的方法，其特征在于，还包括将所述健身设备 配置成椭圆训练机、静止自行车和踏车中的至少一种。
34. —种用于健身设备的控制台，包括至少一个功能键，所述功能键配置成控制健身设备的运行特征； 至少一个显示器；以及至少一个处理器，所述处理器与所述至少一个功能键和所述至少一个显示 器通信，其中所述至少一个处理器配置成使用所述至少一个显示器进行互动游 戏。
35. —种健身设备，包括 框架与所述框架关联的结构，所述结构可相对于所述框架以预定模式运动； 控制台；至少一个输入装置，所述输入装置配置成控制健身设备的运行特征； 至少一个显示器，所述显示器与所述控制台关联；以及 至少一个处理器，所述处理器与所述控制台关联，所述至少一个处理器与所述至少一个输入装置和所述至少一个显示器通信，其中所述至少一个处理器配置成使用所述至少一个显示器进行互动游戏。
全文摘要
本发明提供健身设备、健身设备的部件以及相关系统和方法。根据一实施例，健身设备包括框架、与框架关联并可相对于框架以预定模式移动的结构、控制台以及与控制台关联的至少一个显示器。处理器与至少一个显示器通信并控制健身设备与互动游戏的运行参数。该游戏可至少部分根据使用者的所选择的致动，且部分根据健身设备的运行参数的方面进行操纵。因此，例如如果某人以较高水平进行健身，如速度测量所显示的那样，则游戏可能以某种方式变成使互动游戏更为容易。
文档编号A63B21/00GK101466438SQ200780021972
公开日2009年6月24日 申请日期2007年4月13日 优先权日2006年4月14日
发明者D·C·爱斯比 申请人:依康保健股份有限公司