重量可组式低重心振动运动器材的制作方法

专利名称：重量可组式低重心振动运动器材的制作方法
技术领域：
本发明涉及耐力训练运动领域器材，特别结合了重量可组式钟摆型手提振动系 统，通过钟摆式连接重量来提高耐力。本发明的背景为达到健身目的，各种体格，年龄和身体素质的人群利用克服重力的举重，耐力训 练和调解训练作为衡量改善或增强全身肌肉力量和张力的指标。在一种重量训练形式中， 自由重量器材，例如哑铃，杠铃和其他等等一系列器材，使使用者不局限于某个动作或运 动，这些器材在进行重复性举重训练或其他运动中作为负重以携带或移动的形式被应用。 通常，自由重量以一组递增砝码的形式存在。在哑铃和杠铃中可由一系列的递增重量组合 砝码盘构成，通过中孔来组接到 铃或杠铃上。根据个体使用者的肌肉，最终训练效果和身 体素质，自用重量组的特别重量可经选择和调整。运动员利用了包括组合砝码盘在内的自 由重量器材来增加或减少在耐力训练中的阻重负荷，还通过调整可组砝码盘累积的数量和 体积来增加或减轻整体重量。以自由重量组合器材为例，几十年以来竞技性运动员利用壶铃(或俄罗斯壶铃) 来增强多关节力量。总体来说，壶铃由一个球状或其他形状(例如炮弹形)的重量体和一 个把手组成。铁质壶铃根据体积和纬度的不同有着不同的重量。与典型的杠铃和哑铃的重 量比较，壶铃，以其相对提手的低重心，通过肌肉在一系列的角度的运动中配合全身“动力 学链”传导力量，在动力摆动或弧度运动方面具有特别训练效果。尽管如此，除了能提供特殊形式的训练，现存的壶铃社也存在一系列的不足。例 如，与 铃和杠铃不同，壶铃的个体重量不可调，这就不幸导致了需要各种不同重量体积的 壶铃来满足不同重量的需要。这一不足即占用了空间，又提高了购买整套器材的消费。因 此，可调重量的壶铃将是一个理想的选择。在结合神经肌肉运动和阻力训练时，在运动中振动被应用于身体，并在科研文献 证实振动在神经肌肉训练中有着有利的影响。例如考克然DJ，斯坦纳德SR，沃姆斯利A， 和福兹EC在体育科学与运动医学杂志(2008，11 (6) 527-534)的文章“振动运动对肌肉向 心特性的影响”。现今有一系列的为下半身肌肉系统设计的全身振动平台并存在屈指可数 的器材，例如利用振动传导到上半身大部分表面来减少腹部脂肪的振动板。现还有少数的 器材利用振动带，现铃和杠铃进行上身肌肉组振动。一种市场上的振动 铃是由德国伽利 略系统公司制造的伽利略Up-X振动 铃。根据文献，肌肉的振荡式运动会致使快速重复的 离心向心肌肉纤维的收缩和舒张，由此来增加肌肉的新陈代谢。但是，现存身体肌肉组振动系统系统有着自身的局限性。例如，大部分仅有的上身 器材因增加振动而造成了庞大笨重的体积，因而与传统自由重量器材相比较在应用和防止组织损伤方面存在局限。因此，理想的器材应具备振动以及相似于传统自由重量器材的体 积重量和形状，以此来达到与自由重量器材相应的相对简易及运动范围。在另一个例子中，现存器材的振动能力通常不是电池供给的，所以经常需要电源 线连接到器材供电。因此，电源线局限了器材的灵活活动性。因此，理想的上身肌肉振动器 材应不依赖电源线连接来供给能源。除此以外，现今不存在一种器材结合了振动科技和低重心壶铃的特质。在此，“低 重心”定义为当器材在地面处于静止状态时，大于一半的器材重量位于壶铃与地面平行的 横隔下半部(顶端和底部为两端极限)。因此，有必要克服上述所讨论的现有技术问题。本发明结合了手提振动阻力系统，包含一个钟摆型“低重心”可调节重量砝码组， 从而提供了一个独特的，多角度神经肌肉负荷。由振动技术产生的振动，例如利用该设备的 内置马达交替加速来实现向心和离心的拉动。摇摆振荡可增加器材的加速度。物理定律指 明力(“F”)在物体加速中等于物体的重量(“m”)乘以它的加速度(“a”)。因此，F = ma。因器材振动而增加的加速度可在不调节器材重量的基础上，增加该设备在肌肉上的力 量和阻力。除此以外，配合器材的振动优势，本发明的现有器材还提供了 一个独特的重量可 调节系统。这样以来，器材的重量和加速度可同时用来训练肌肉神经系统。通过分别了解加速度和重量，可以提供对每个负重如何协同改善使用者的肌肉神 经健康的认识。例如下述的详细说明，现有发明的一个典型装置是配置在器材底部远离把 手的振动马达。这样就制造了一个从把手到振动源的长杠杆，以此来增加振动在训练表现 上的影响。除此以外，杠杆的长度，就如把手和振动源之间的长度，可通过设计来达到最佳 的频率例如25至35赫兹，以此来最大限度增加神经肌肉反应并同时极度减小对肌肉，结 缔组织，神经元和血管的损伤。在器材的重量方面，本发明的配重系统连接到到振动马达转轴上并展示了两个平 行安装的砝码。本器材是为了应用于运动中各角度的动作，并且振动马达造成的位移是多 方向的，因此与普通传统耐力训练器材单平面动作反应相比，应用于多方向的振动刺激可 由此来提高神经肌肉系统在多位置运动中的表现。这样致使当给予振动刺激时，神经肌肉活动增强，由此疲劳程度有所增加(通过 测量可支撑时间)。将这两个证实合并，本发明的器材与标准的健身器材相比，有潜力成为 一个更有效，省时，并且更理想的运动选择。

发明内容
本发明的装置提供了一个振动运动器材，包含了上身可手持的把手部分，一个振 动单元机械地连接到上部和底部中至少一个部分，来致使其中至少一个部分振动，并且还 有一个可调的砝码，使得上部和底部可选择性地挑选至少一个负重砝码。这样就使上部，至 少一个可调砝码，及底部整体一齐具有一个低重心。从本发明的目的出发，本手持振动运动器材包括了由上部可持把手，主体及可拆 卸连接到上部的底部。一个振动部件机械地连接到上部或底部中至少其中一个部分，并造 成相应部分的振动，并且，多种选择的可拆卸调节砝码，可拆卸组合的砝码可在上部和底部 在中组合叠加，以及把手和底部及多种选择可拆卸组合的砝码一齐组成的形如钟摆的低重心球。从本发明的目的出发，手持振动运动器材进一步包含了上部可持把手，主体及可 拆卸连接到上部的底部部分。一个振动部件机械地连接到上部或底部至少其中一个部分 并造成相应部分振动，多种选择的可拆卸调节砝码，可拆卸组合的砝码可在上部和底部在 中组合叠加，以及把手和底部及多种选择可拆卸组合的砝码一齐组成的形如钟摆的低重心 球。本发明的其他优势及功能特征将在具体描述中阐述，或从具体说明或本发明典型 装置实践中体现和领会。本发明的其他优点，可从声明中的任何工具方法及组合特殊指出。尽管本发明被描述为一个可持振动训练器材包含把手，低重心，结合可组重量配 合可调添加阻力，但还可能包括在不脱离本发明本质和声明范围的基础上的其他改进和结 构修改，以使本发明不仅仅与限于上述特点。除此以外，已熟识的典型装置结构将不再做详 细介绍或不再赘述以免掩盖发明的有关细节。本发明的其他被定为特质的功能将在附加声明中阐明。根据要求，本发明的细节 装置在此说明，但是应注意的是在此声明的只是本发明可体现在可种形式中的典型装置。 因此，在此阐明的特殊结构和功能应仅作为解释给一般技术人员在应用本发明几乎任何适 当具体结构的基本说明和代表性基础，但不是局限性的。重复使用的术语和短语也不是局 限性的，而是为了提供对本发明的了解性说明。同时声明总结的特征，定义了本发明的新颖 的功能，并可通过下述说明及图示(按序排列)对本发明进行更好的进一步了解。附图简要说明这些附图中的编号对应着相同或功能相似的部件贯穿分别的视图，并配合紧随的 详细功能说明，用来进一步阐明各装置并解释本发明所具有的不同原理和优势。本发明装 置的优势将在下述选择的装置详细说明中阐释，并应结合设计图一同考虑。

图1是根据本发明现有运动器材典型装置的正面正视图；图2是图1中运动器材的左面侧试图；图3是图1中运动器材的俯视图；图4是图1中运动器材的仰视图；图5是图1中运动器材的左前侧分解透视图；图6是图1中运动器材的进一步分解图；图7是本发明运动器材的第二个典型装置正面正视图；图8是本发明运动器材的第三个典型装置正面正视图；图9A至9G是本发明运动器材的几个典型装置正视图；图IOA至IOB是本发明含两个副把手运动器材的第四个典型装置的正面和侧面正 视图；图IlA至IlC是本发明运动器材的第五个典型装置的侧面分解透视图；图12A是本发明运动器材的第六个典型装置的正视图；图12B是本发明运动器材的第七个典型装置的分解透视图；图13A是本发明运动器材的第八个典型装置的正面正视图；图13B是图13A运动器材的俯视图；图13C是图13A运动器材的部分侧面透视图14A至14E是附加的图13A的正面正视分解图，包含了在图14E中使用的对设 备的描述；图15A是本发明运动器材的第九个典型装置的正面正视图；图15B是图15A运动器材的侧面透视图；图16是本发明运动器材的第十个典型装置的正面正视图；图17是本发明运动器材的第十一个典型装置的正面正视图；图18是本发明运动器材的第十二个典型装置的正面正视图；图19A至19B是本发明运动器材的第十三个典型装置(含有旋转铰链)侧面正视 透视图；图20A至20B是本发明运动器材的第十四个典型装置的正面透视图；图21A是本发明运动器材的第十五个典型装置的正面正视图；图21B是图21A运动器材的侧面分解图；图22是本发明运动器材的第十六个典型装置的正面正视图；图23A是局部分解透视图，图23B是本发明运动器材的第十七个典型装置的正面 正视图；图24A至24B是本发明运动器材的第十八个典型装置的正面正视图。图25A是分解透视图，图25B是是本发明运动器材的第十九个典型装置的正面正 视图。图26是本发明运动器材的第二十个典型装置的正面分解透视图。图27是本发明运动器材的第二十一个典型装置的正面正视图。图28是本发明运动器材的第二十二个典型装置的正面正视图。图29A是部分分解透视图，图29B是部分分解侧视图，图29C是本发明运动器材的 第二十三个典型装置的正面分解透视图。图30是本发明运动器材的第二十四个典型装置的侧面正视图。
具体实施例方式根据要求，本发明的具体装置在此说明；但是应注意的是在此声明的仅为本发明 可以以各种形式展现的典型装置。因此，在此阐明的特殊结构和功能应仅作为解释给专业 人员在应用本发明几乎任何适当具体结构的基本说明和代表性基础。重复使用的术语和短 语也不是局限性的，而是为了提供对本发明的了解性说明。同时声明总结的特征定义了本 发明的新颖的功能，并可通过下述说明及设计图(按序排列)更好地助于理解。设计图的 绘制没有与尺寸比例对应。在不脱离本发明精神和范围的前提下，可能存在对装置的改进。并且，关于本发明 显然的典型装置将不再做细节说明或将被忽略来保证不掩盖本发明重要的说明。在陈述本发明之前，应注意的是专业术语是出于在解释个别装置的目的而不应受 局限。需要说明的是，在此应用的“一个”，可定义为一个或一个以上。“复数”定义为两个或 两个以上。“包含和/或存在”定义为“由...组成”(例如在句子开头)。在此应用的“组 合”定义为连接，虽然不被直接或原理上需要。本发明的器材展示了一种在身体肌肉组施加阻力的独特方式。这个发明性的器材结合了钟摆式动力壶铃结构及一个振动配件和用来增减器材总重的可组合重量砝码盘。本发明是一个可手持振动器材，包含了一个将重心至于低位的把手，此位置就如 当将其放置在地面处于静止把手向上，与把手相对，贴近平坦底部的位置。除了俄罗斯壶 铃，本发明的把手上置设计，使利用 铃杠铃或其他耐力器材不能完成的钟摆式训练成为 可能，并且器材的平底可用为上身支撑训练，例如俯卧撑等(参见例如图14E)不能利用 铃，杠铃完成的运动。与实心铁制俄罗斯壶铃不同的是，本发明内腔装置了振动马达。在一 个典型的装置中，其外壳是由耐冲击性塑料制成。除此之外，本发明还附属了一个允许使用者调节器材总体重量或阻力负荷的重量 系统，由此来配合理想的特殊运动需求。这个增重/减轻重量的功能给使用者提供了可调 节(例增重/减轻)的运动中耐力感受。在一个典型的装置中，重量负荷可调。现参照设计图的细节，特别是图1至6展示了本发明运动器材第一个典型装置的 外观。运动器材10包含了一个把手1，一个钟摆球形主体2，含有电池供电给振动马达的电 池盖板3 (参见图6，在下述详细说明)，未被装进主体2的典型的可调标准砝码组4，5 (可 拆卸)，底托6，和一个底垫7。作为本发明的目的，展示的主体2和底托6被称为半月形，这 样在它们组合成器材时，他们的组合形状将构成钟摆球形。但是主体2和/或底托6并不 局限于现有的形状，可将其制造成多种形状和体积来有效地达到本运动器材相对把手的低 重心。图7至30展示了本发明装置主体2，底托6和把手1的多种设计(不与限于图中所 示)°并且，即使在之前器材的重量组是由一组盘状可调砝码4，5组成，应注意的是，重 量组可以由单个砝码或多个砝码组成，并可有多种可组形状，数量和体积来选择性地在器 材10的主体2上组装拆卸，由此来来调整器材的总重。例如，在图1中的典型装置中，器材 10由一组两个不同重量的可组砝码盘4，5组成。如需要，第一个可组盘状砝码4可重达2. 5 英镑，第二个可组平板砝码5可达5英镑。这样，如同时使用两个砝码板4，5，器材10的总 重量可达7. 5英镑。图5展示了图1中器材第一个装置的分解图，证实了可组盘状砝码4，5经选择性 连接到主体2和底托6的典型组装原理。图6展示了包层9覆盖连接到主体2的底部。在 图6展示的装置中，在包层9底部有一个未显示包含了 一组外置螺纹的螺母。除此以外，在 每个4，5盘状砝码的上面有一个凹槽内置螺纹(因绘图尺度未在图中标示)和包层外部的 螺纹相对，这样相邻盘状砝码(在图6中为砝码盘4)可以通过旋紧内置螺纹与包层9的外 置螺纹来拆卸组装到主体2的包层9上。盘状砝码4，5的底部有一未标出包含一组和包层 9外置螺母一致配套的外置螺纹，并且也和盘状砝码上部的凹槽内置螺纹相对。因此，当使 用者想要增加器材重量时(如图1至6中显示的典型装置)，盘状砝码上部的内置螺纹可与 盘状砝码底部的外置螺母扣紧。这样，盘状砝码可以以依次累积的形式拆卸组装。要完成器材的全部组装，器材的底托6和把手1，主体2及一个或多个砝码盘4， 5相连接。相应的，在阐释的典型装置中，相似的，底托6可拆卸组装到砝码盘4，5的底部。 在图5，6中，底托6有一组内置螺纹内凹与砝码盘底部的外置螺母相应，这样底托6就可拆 卸组装到重量砝码组的最底部。这种“扭进”的设计使器材的总重容易调节并可在不同运 动中配合使用者的健身程度而达到最大的收益。在组装中，可组砝码盘4，5可在器材的主 体2和底托6之间以任何顺序装卸。例如，如果可组砝码盘4，5分别在2. 5和5英镑的增加范围中，器材的典型装置可在增加或减少2. 5、5和7. 5英镑的任何组合之间来改变总重。 总之，任何数量、重量的砝码盘可在本器材中安全放心地使用。在上述配合器材10的图1至6中介绍的原理将作为诸多原理中的一个，由此来阐 释如何将本发明器材的主体2连接到底托6。正如在本发明的一些装置中展示的(图7至 30)，如可组重量砝码完全镶入器材10中，主体2可直接连接到底托6上形成相配合拢的形 状，这样的结构与只连接主体2和底托6的原理不同，但在外观上不可视。除此以外，其他 连接和稳定主体2和底托6的原理方法，例如图19中展示旋转转轴也可被应用。并且，如 图16及18中展示的，主体2和/或底托6可塑性为易手抓的形状，底托6可轻易由使用者 用手从主体2上卸下，反之亦然。另外，指示器可应用于主体2和/或底托6来辅助和确认 使用者有合理地将主体2和底托6组合在一起。根据不同的形状和重量，一系列的方法可用来在本发明的主体2和底托6之中 或之间组装一个或多个重量可组砝码。例如，在图13A-13C，15B，19A-19B，21A-21B，和 24A-24B中，一个或多个袋，槽，或键状部分在主体2和/或底托6外表面用来承装一个或多 个可组砝码。如图4至图6中所示，当器材置于表面并处于静止状态时，为达到稳定器材10而 以免担心在调整一个或多个可组砝码时器材不稳定情况发生，底托6的底部是平坦的。并 且，像低垫7 —样具有触感及附着摩擦力的橡胶或混合橡胶“足”材料可在底托6的底部采 用，以此来帮助避免当器材至于表面时来回移动及磨损表面。这个设计选择可使本器材用 于上身支撑训练，例如俯卧撑、前臂支撑运动，以此来增强振动负荷，并通过将振动与传统 一般训练结合来增加收益。除此以外，在图5和图6中，底托6可制造成相对中空以此来减 少其增加总重量及/或减少生产成本。相对于本器材的振动能力，一个振动单元可添加在器材10中。在图1至6展示的 典型装置中，主体中空结构中的振动单元有一个由电池驱动的马达12。例如，图12是马达 12的分解图。在贯穿两端的转轴(中心轴)(未标示)是两个用来使器材整体振动的不对 称形状砝码。所加的砝码体积可通过调整来改变振幅，同时使电机的大小适合重量。在典 型的装置中，此重量足以使频率在约25赫兹时制造约在2到4mm之间的位移。在此，与图 5比较，在图示中两个相对的电池盖3从主体2上移除，以此来展示电池单元18。每个电池 组单元18可装一个之两个与振动马达12电力匹配的典型电池11，以此来给马达12供电。 或者这些可由一个单独的电池盖及电池单元来代替。电池组11以可充电电池最为理想，并 且一个充电座也可加入器材里置于器材主体电源开关的对侧。如上述，包层9与主体2底 部相连，如需，可在主体2中制造一个或多个电池单元18板。为保证马达12处于器材主体 2中，可以使用较大固定针13、马大固定架14、较小固定针15、和偏差调重砝码16。马达12的振动运动可调整为任何合适的振动位移和频率，由此来提高上身肌肉 组的代谢效率。例如，在图1至图6中所示的典型装置，马达的振动幅度约在2到4mm，频率 约在25到35赫兹之间。一个或多个开关转换可用来控制或调解振动马达(例如利用开 关两档来启动器材，调节频率设定等等)。例如在图2中所示，在器材的把手1上有一个开 /关转换钮8。对于把手1，经过考虑一系列的因素，包括(但不局限于)使用本器材的运动种类， 自身的身体素质，握力，使用本器材使用者的耐力，以及在振动时抓握本器材的难度，可设想相应的将把手制成任何适合的形状，厚度和体积。图7至图30展示了本器材含一系列把 手可能组成结构的其他装置，包括了可使使用者用两手抓握的多于一个的副把手(例如见 图10A-10B)。除此以外，为提供一个增减抓力的把手表面，把手应根据能与手很好地接触 而塑形或选材，并且/或者在其外表面使用一种具有触感及附着摩擦力的材料(例如，见图 11，14，15A, 18，22 和 29A)除此之外，垫圈17可放置在器材的任何组件之间。出于例证，在图6展示了三种 垫圈17在器材中分离配件的应用。这些垫圈17可将金属组件分离，以此来减少相对摩擦 导致的相接组件磨损。上述的说明和设计图证明了选择的装置的原理和本发明的操作模式。但是，本发 明不应局限于上述某个特别的装置。并且，专业人员对装置的另外改进将被给予重视而且 以上装置的阐述应被认为是说明性而不是局限性的。因此，在不偏离本发明范围的基础上， 专业人员对装置的改进应被给予重视。
权利要求
可手持振动运动器材包含了上部分包括手提部分用来握紧器材；和主体部分可拆卸的底部用来连接上半部分；一个振动单元机械地连接到上部和底部中至少一个部分，可以使其中至少一个部分产生振动；至少一个可调重量砝码，上部和底部之间可选择性地装卸至少一个可组砝码；并且当手持至少一个可组砝码时，上部分、至少一个可组砝码和底部整体具有一个低重心。
2.声明1的器材，把手部分与主体结为一体。
3.声明1的器材，上部和主体整体构成一个壶铃。
4.声明1的器材，上部和主体以及至少一个可组砝码整体构成一个壶铃。
5.声明1的器材，主体和底部为辅助使用者装卸主体和底托部分，可被塑形以适合使 用者手握。
6.声明1的器材，把手的外表面可有能辅助使用者手握把手的材料组成。
7.声明1的器材，把手部分有两个到两个以上的副把手组成。
8.声明1的器材，振动单元以电池供给能源。
9.声明1的器材，马达的振动幅度约在2到4mm，频率约在25到35赫兹之间。
10.声明1的器材，主体及底托部分由一个包含了至少一个可组砝码的中空壳组成。
11.声明1的器材，由砝码组中至少一个可组砝码盘构成与上部及主体部分一起构成 三明治形状。
12.声明1的器材，上部及底部的连接，或上部、至少一个可组砝码及底部的连接是由 螺纹螺母相扣组成。
13.可手持振动运动器材包含了 上部分包括手提部分用来握紧器材；和 主体部分可拆卸的底部用来连接上半部分；一个振动单元机械地连接到上部和底部中至少一个部分，可以使其中至少一个部分产 生振动；并且一组可选择拆卸的可组砝码，上部和底部之间可选择性地装卸叠积可组砝码，把手和 底部及一组可选择性拆卸的可组砝码构成一个钟摆球形的外观，并具有低重心。
14.声明13的器材是一个壶铃。
15.声明13的器材，振动单元以电池供给能源。
16.声明13的器材，马达的振动幅度约在2到4mm，频率约在25到35赫兹之间。
17.声明13的器材，砝码组中的每个砝码上表面都向内延伸的内置螺纹，下表面有一 项外凸出的螺母。
18.声明13的器材，上部还包括了一个底部凸出的上端螺母，和一组可选择的可组拆 卸砝码其内部向下延伸的螺纹相对，这样使上部与其邻接可组砝码表面可通过螺纹螺母相2扣叠加。并且底托部分表面还包括了一个内部向里延伸的底部，与一组可选择拆卸的砝码组底部外 表面配套相对，致使底托部分与其邻接可组砝码表面通过螺纹螺母相扣叠加。
19.可手持振动运动器材包含了 上部分包括手提部分用来握紧器材；和 主体部分可拆卸的底部用来连接上半部分；上部及底托部分可负荷至少一个可选择拆卸的可组 砝码；并且一个振动单元机械地连接到上部和底部中至少一个部分，可以使其中至少一个部分产 生振动；并且上部，底托部分及振动单元一起构成整体低重心。
20.声明19的器材，马达的振动幅度约在2到4mm，频率约在25到35赫兹之间。
全文摘要
本手持运动器材包含一个低重心把手和可选择性拆卸的可组砝码，以此用来配合可调节的附加阻力。本发明是一个手持振动阻力系统，钟摆形的“低重心”和可调节的砝码为独特多角度的神经肌肉负荷提供了条件。
文档编号A63B21/06GK101934120SQ20101015371
公开日2011年1月5日 申请日期2010年4月21日 优先权日2009年6月29日
发明者塞缪尔·S.·浩兰德, 约瑟夫·F.·西格诺瑞里 申请人:约瑟夫·F.·西格诺瑞里;塞缪尔·S.·浩兰德