CN101005881B - 用于可变步幅健身设备的可释放连接机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于可变步幅的健身设备，其在使用过程中具有可变大小的封闭的弯曲跨步轨迹。在本文中所述的和所介绍的健身设备采用了各种不同构造的连杆组件、凸轮件和其它构件，它们与机架相连接以允许使用者在健身过程中动态地改变步幅轨迹。按照本发明一些方面的健身设备提供了这样的步行轨迹，其适于改变步幅长度，而不是强迫使用者限于固定大小的轨迹。所述健身设备的一些实施例包括闭锁装置，用于选择性地取消健身设备的可变步幅特征，并允许使用者以走步运动的方式来进行健身。本发明的其它方面涉及可释放连接机构，其可用于选择性地和/或自动地限制或取消健身设备的可变步幅特征。

Description

用于可变步幅健身设备的可释放连接机构

发明人：Andrew P.Lull，Keith M.Weier，Zachary D.Rrapfl，Chester F.Kowalewski，和Jonathan B.Watt

相关专利的交叉引用

本申请要求享有以下专利申请的优先权：2004年6月22日申请的美国临时申请No.60/582145；2004年6月22日申请的美国临时申请No.60/60/582232；以及2005年6月21日在美国专利及商标局申请的美国非临时申请“用于可变步幅健身设备的可释放连接机构”(代理人档案号33270/US/4，快递标签号No.EV622976448US)，这些申请均通过引用而完整地结合于本文中。

本申请是以下美国专利申请的部分继续申请：2005年3月21日申请的美国申请11/086607，其要求2004年3月22日申请的美国临时专利申请No.60/555434的优先权；2004年6月22日申请的美国临时专利申请No.60/582145；和2004年6月22日申请的美国临时专利申请No.60/582232；并且它还是以下美国专利申请的部分继续申请：2004年6月22日申请的美国临时专利申请No.10/875049，其要求2003年6月23日申请的美国临时专利申请No.60/480668的优先权，以及2004年3月22日申请的美国临时专利申请No.60/555434，所有这些专利申请均通过引用而结合于本文中。

通过引用而结合于本文中的申请

2004年2月26日申请的美国专利申请No.10/789182；2001年3月30日申请的美国专利申请No.09/823362，其现在为美国专利No.6689019；和2003年2月28日申请的美国临时专利申请No.60/451102，所有这些专利申请均通过引用而结合于本文中。

发明背景

a.发明领域

本发明涉及健身设备，更具体地说，涉及一种与静止跨步健身设备一起使用的可释放连接机构，所述静止跨步健身设备采用了具有不同形状和大小的构件的各种连杆组件构造，以提供可由使用者在健身时动态地改变的步行轨迹(footpath)。

b.背景技术

目前有多种健身设备允许使用者通过模拟跨步运动来健身。这些健身设备的其中一些包括一对脚-接合连杆，其中各脚连杆的第一端受支撑以用于围绕枢轴点旋转运动，以及各脚连杆的第二端沿着往复的行进轨迹而被引导。两个脚连杆的连接构造可允许使用者的脚沿着大致椭圆形行进轨迹行进。然而，所得到的脚行进轨迹是由机器结构构造所限定的预定的或固定的轨迹，只可通过人工改变该器械的物理参数来变化。因此，这些健身设备就通过固定脚连杆的第一和第二端所行进的轨迹来限制使用者的脚的运动范围。

发明概述

本发明一些方面涉及健身设备，其可在使用过程中提供可变大小的步行轨迹。更具体地说，该健身设备包括使用者在其上面放脚的一对脚踏板，其中各脚踏板与相应的连杆组件可操作地相连接。脚踏板行进经过封闭的弯曲行进轨迹，其至少部分地相关于使用者在健身期间所施加的力而变化。本发明的其它方面涉及一种用于可变步幅健身设备的可释放连接机构。这种可释放连接机构的实施例提供了健身设备上的连杆组件的各种不同部件的选择性的和/或自动的联接，以便取消或限制使用者动态地改变其步幅轨迹的能力。

在本发明的一个方面，健身设备包括：机架；与机架枢轴式地相连的至少一个摆杆；与机架枢轴式地相连并构造成围绕曲柄轴线旋转的至少一个曲柄臂；与至少一个曲柄臂活动地联接并与至少一个摆杆可操作地联接的至少一个连杆，所述至少一个连杆与至少一个曲柄臂联接，以允许沿着至少一个连杆的至少第一部分的在至少一个连杆和至少一个曲柄臂之间的相对运动；和至少一个锁定部件，其可运动以便可操作地接合在至少一个连杆和曲柄臂上，以便减小沿着至少一个连杆的至少第一部分在至少一个连杆和至少一个曲柄臂之间的相对运动。

在本发明的另一形式中，健身设备包括：机架；与机架枢轴式地相连的至少一个曲柄臂；与至少一个曲柄臂可旋转地相连的至少一个滚柱；至少一个连杆组件，其与机架可操作地联接，并且包括凸轮件，所述凸轮件与至少一个滚柱滚动式地相接合，以允许至少一个滚柱沿着凸轮件的至少第一部分滚动；和至少一个锁定部件，其选择性地可运动，以便可操作地接合在至少一个滚柱和凸轮件上，以便限制沿着凸轮件的至少第一部分滚动的至少一个滚柱的运动。

在本发明的另一形式中，健身设备包括：机架；至少一个曲柄臂，其与机架枢轴式地相连，并且构造成围绕曲柄轴线旋转；至少一个连杆组件，其与机架可操作地联接，并且包括与至少一个曲柄臂活动地联接的至少一个连杆，以便提供可变步幅轨迹；以及用于选择性地接合在至少一个连杆和曲柄臂上以便限制可变步幅轨迹的机构。

从如附图所示并且如所附权利要求所限定的本发明实施例的以下更具体描述中，可以清楚本发明不同实施例的特征、应用和优点。

附图简介

图1A是可变步幅健身设备的第一实施例的右侧立体图。

图1B是可变步幅健身设备的第一实施例的左侧立体图。

图2是图1A-1B所示健身设备的正视图。

图3A是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约9点钟或向后的方位，并且右凸轮滚柱位于凸轮件的大约中点处。

图3B是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约12点钟或上部的方位，并且右凸轮滚柱位于凸轮件的大约中点处。

图3C是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约3点钟或向前的方位，并且右凸轮滚柱位于凸轮件的大约中点处。

图3D是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约6点钟或下部的方位，并且右凸轮滚柱位于凸轮件的大约中点处。

图4A是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约9点钟或向后的方位，并且右凸轮滚柱位于右凸轮件上的向前位置。

图4B是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约12点钟或上部的方位，并且右凸轮滚柱位于凸轮件的大约中点处。

图4C是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约3点钟或向前的方位，并且右凸轮滚柱位于右凸轮件上的向后位置。

图4D是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约6点钟或下部的方位，并且右凸轮滚柱位于凸轮件的大约中点处。

图5A是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约9点钟或向后的方位，并且右凸轮滚柱位于右凸轮件上的向前位置。

图5B是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约12点钟或上部的方位，并且右凸轮滚柱位于凸轮件的大约中点处。

图5C是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约3点钟或向前的方位，并且右凸轮滚柱位于凸轮件的大约中点处。

图5D是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约6点钟或下部的方位，并且右凸轮滚柱位于凸轮件的大约中点处。

图6A是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约9点钟或向后的方位，并且右凸轮滚柱位于凸轮件的大约中点处。

图6B是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约12点钟或上部的方位，并且右凸轮滚柱位于凸轮件的大约中点处。

图6C是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约3点钟或向前的方位，并且右凸轮滚柱位于右凸轮件上的向后位置。

图6D是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约6点钟或下部的方位，并且右凸轮滚柱位于凸轮件的大约中点处。

图7A是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约9点钟方位，其中右凸轮滚柱位于右凸轮件上的向后位置，并且左凸轮滚柱位于左凸轮件上的向前位置。

图7B是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约3点钟方位，其中右凸轮滚柱位于右凸轮件上的向前位置，并且左凸轮滚柱位于左凸轮件上的向后位置。

图7C是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约9点钟方位，其中右凸轮滚柱位于右凸轮件上的向前位置，并且左凸轮滚柱位于左凸轮件上的向前位置。

图7D是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约4点钟方位，其中右凸轮滚柱位于右凸轮件上的向前位置，并且左凸轮滚柱位于左凸轮件上的向前位置。

图7E是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约3点钟方位，其中右凸轮滚柱位于右凸轮件上的向前位置，并且左凸轮滚柱位于左凸轮件上的向前位置。

图7F是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约7点钟方位，其中右凸轮滚柱位于右凸轮件上的中间位置，并且左凸轮滚柱位于左凸轮件上的中间位置。

图7G是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约4点钟方位，其中右凸轮滚柱位于右凸轮件上的向前位置，并且左凸轮滚柱位于左凸轮件上的中间向后位置。

图7H是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约4点钟方位，其中右凸轮滚柱位于右凸轮件上的向后位置，并且左凸轮滚柱位于左凸轮件上的中间向后位置。

图7I是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约2点钟方位，其中右凸轮滚柱位于右凸轮件上的中间位置，并且左凸轮滚柱位于左凸轮件上的中间位置。

图7J是图1A-1B所示健身设备的右侧示意图，显示了右曲柄臂处于大约10点钟方位，其中右凸轮滚柱位于右凸轮件上的中间向后位置，并且左凸轮滚柱位于左凸轮件上的向后位置。

图8是包括第一备选互连组件的图1A-1B所示可变步幅健身设备的立体图。

图9是包括第二备选互连组件的图1A-1B所示可变步幅健身设备的立体图。

图10是可变步幅健身设备的第二实施例的立体图。

图11是图10所示健身设备的正视图。

图12A和12B分别是图9所示健身设备的右侧和左侧视图，显示了右曲柄臂处于9点钟或向后位置，并且脚连杆处于扩展的步幅构造中。

图13A和13B分别是图9所示健身设备的右侧和左侧视图，显示了右曲柄臂从如图12A和12B所示位置过渡至12点钟或向上位置。

图14A和14B分别是图9所示健身设备的右侧和左侧视图，显示了右曲柄臂处于12点钟或向上位置。

图15是在图10的健身设备上图示的互连组件的详细视图。

图16是包括滚柱止挡组件的健身设备的立体图。

图17是图16的滚柱止挡组件的立体图，显示了右凸轮连杆与滚柱相接触。

图18是包括锁定装置的健身设备的立体图。

图19是图18的锁定装置的右侧视图。

图20A是可变步幅健身设备的第三实施例的右侧视图，显示了右曲柄臂处于向前位置，并且脚连杆处于扩展的步幅构造中。

图20B是可变步幅健身设备的第三实施例的右侧视图，显示了右曲柄臂处于向后位置并且脚连杆处于扩展的步幅构造中。

图21A是可变步幅健身设备第四实施例的右侧视图，显示了右曲柄臂处于向前位置。

图21B是可变步幅健身设备第四实施例的右侧视图，显示了右曲柄臂处于向后位置。

图22A是可变步幅健身设备的第五实施例的左侧视图，其采用了与滚柱导向连杆和脚连杆相连的可变步幅连杆。

图22B是图22A所示的健身设备的左侧视图，显示了处于向前位置的左脚连杆和处于向后位置的右脚连杆。

图22C是图22A所示的健身设备的左侧视图，其采用了与可变步幅连杆相连的弹簧。

图22D是与图22C所示的左可变步幅连杆相连的弹簧的详细视图。

图23A是可变步幅健身设备的第六实施例的左侧视图，其采用了与滚柱导向连杆和曲柄臂相连的可变步幅连杆。

图23B是图23A所示健身设备的左侧视图，显示了处于向前位置的左脚连杆和向后位置的右脚连杆。

图24A是可变步幅健身设备的第七实施例的右侧视图，其采用了与脚连杆和曲柄臂相连的可变步幅连杆。

图24B是图24A所示健身设备的右侧视图，其中左脚连杆处于向前位置，并且右脚连杆处于向后位置。

图25是可变步幅健身设备的第八实施例的右侧视图，其采用了与滚柱导向连杆、曲柄臂和脚连杆相连的可变步幅连杆。

图25A是如图25所示的弹簧组件的详细视图。

图26A是可变步幅健身设备的第九实施例的右侧视图，其采用了具有向前凸轮面和向后凸轮面的脚连杆。

图26B是图26A所示健身设备的右侧视图，显示了左脚连杆处于向前位置，并且右脚连杆处于向后位置。

图26C是包括与脚连杆相连的臂连杆系装置的图26A所示健身设备的右侧视图。

图26D是图26A所示健身设备的右侧视图，其包括脚连杆延伸连杆。

图26E是图26A所示健身设备的右侧视图，其包括脚连杆延伸连杆。

图27A是可变步幅健身设备的第十实施例的立体图，其采用了带向前曲柄臂和向后曲柄臂的具有向前凸轮面和向后凸轮面的脚连杆。

图27B是图27A所示健身设备的右侧视图。

图27C是图27A所示健身设备的右侧视图，其采用了杠杆臂。

图28A是可变步幅健身设备的第十一实施例的立体图，其采用了带滚柱的脚连杆。

图28B是图28A所示健身设备的右侧视图。

图28C是图28A所示健身设备的立体图，显示了脚连杆处于中间步幅位置。

图28D是图28A所示健身设备的立体图，其采用了与脚连杆联接的杠杆臂。

图29A是现有技术的可变步幅健身设备的右侧视图。

图29B是图29A所示可变步幅健身设备的凸轮件的详细视图。

图30A是与凸轮件相连的可释放连接机构的第一实施例的立体图。

图30B是图30A所示可释放连接机构的详细视图，其显示了其中与凸轮滚柱相接合的锁定部件。

图30C是图30B所示可释放连接机构的视图，其中锁定部件被部分地切开。

图30D是图30B所示可释放连接机构的侧视图，显示了与凸轮滚柱相接合的锁定部件。

图30E是图30B所示可释放连接机构的侧视图，显示了与凸轮滚柱脱离接合的锁定部件。

图31A显示了可释放连接机构的第二实施例。

图31B是如图31A所示的促动装置、弹簧部件和底部导向延伸部的详细视图。

图31C显示了图31A的可释放连接机构，其中底部导向延伸部的一部分被切下，而显示了与凸轮滚柱脱离接合的锁定部件。

图31D显示了图31A所示的可释放连接机构，其中底部导向延伸部的一部分被切下，而显示了与凸轮滚柱相接合的锁定部件。

图32A显示了可释放连接机构的第三实施例，其中锁定部件与凸轮滚柱脱离接合。

图32B是图32A所示促动装置、弹簧部件和底部导向延伸部的详细视图。

图32C显示了图32A所示可释放连接机构，其中锁定部件与凸轮滚柱相接合。

图33A显示了可释放连接机构的第四实施例，其中锁定部件与凸轮滚柱脱离接合。

图33B显示了图33A的可释放连接机构，其中锁定部件与凸轮滚柱相接合。

本发明的详细描述

本发明的一些方面涉及可变步幅健身设备，其在使用过程中提供了可变大小的封闭的弯曲跨步轨迹。在本发明的一些实施例中，封闭的弯曲跨步轨迹类似于具有长轴和短轴的椭圆。在本文中介绍和描绘的健身设备利用不同构造的连杆组件、凸轮件和其它构件，它们与机架相连接以允许使用者在健身过程中动态地改变其步幅轨迹。参考提供了椭圆状轨迹的实施例，对椭圆的长轴和/或短轴进行了修改，根据使用者的步幅而被延长或缩短了。例如，如果使用者正在第一尽力水平下锻炼并将其尽力增加至第二水平，那么他的步幅会因尽力水平的增加而延长。符合本发明一些方面的健身设备提供了适于改变步幅长度的步行轨迹，而不是如某些现有技术的设备那样强迫使用者遵循固定大小的轨迹。使用者的尽力水平可具有影响机器所提供的步幅长度的若干分量，例如腿力量和频率、躯干力量和频率，以及(在带有臂支撑件或健身构件的实施例中)臂力量和频率。

本发明的其它方面涉及一种用于可变步幅健身设备的可释放连接机构。这种可释放连接机构的一些实施例提供了健身设备上的连杆组件的各种不同部件的选择性的和/或自动的联接，以便限制或取消使用者动态地改变其步幅轨迹的能力。因此，这种可释放连接机构可用于允许使用者选择性地配置具有固定步幅轨迹的健身设备。

这种可释放连接机构的一些实施例还可用于自动地固定或者限制健身设备的步幅轨迹，以便消除在健身设备起动过程中可能比较难看的初始连杆运动。一旦健身设备处于使用状态中，则本发明可用于自动地恢复可变步幅的能力。

在本文中就实施例的主要预期用途来描述了实施例。因此，从使用者面向健身机器前面的角度来描述了设备。例如，指定为″右″的构件从操作设备的使用者的角度来看处于设备右侧。另外，主要预期用途是用于向前蹬踏步幅，例如当人向前行走、攀登、慢跑或跑步时。然而，使用者可向后站立地操作机器，向后蹬踏，或者向后站立和蹬踏。本发明的一些方面不必限于使用者的方位或任何特定的使用者的步幅。

按照本发明的一些方面的健身设备100的第一实施例如图1A-2所示。健身设备100包括机架102，其具有连接于其上的左连杆组件104和右连杆组件106。左连杆组件104基本上为右连杆组件的镜象。机架包括基座部分108、叉组件110、前支柱112和后支柱114。叉组件、前支柱和后支柱的组合枢轴式地支撑连杆组件，以及支撑可变地支撑连杆组件的构件。

叉组件110、前支柱112和后支柱114限定了A形机架状的支撑结构116。更具体地说，叉组件110和后支柱114与基座部分108相连接。在设备的前面，叉组件110从基座部分108向上地和向后地延伸。前支柱112在与叉组件相对于基座部分相同的方向上从叉组件110向上地延伸。在叉组件110之后，后支柱114从基座部分108向上地和向前地延伸，并与前支柱112的顶部区域相交。可以理解，除了在本文中所述的和所介绍的之外，不同的机架构造和方位也可用于本发明。

A形机架支撑组件116固定在右基座部件118和左基座部件120上。叉组件110包括支撑右曲柄悬吊支架124的右叉部件122，以及支撑左曲柄悬吊支架128的左叉部件126。右叉部件122和左叉部件126分别地从右基座部件118和左基座部件120向上地和向后地延伸。右曲柄悬吊支架124为L形，并且具有从右叉部件向后地延伸的水平部分130和从右叉部件向下地延伸的垂直部分132，以便成大致直角地与水平部分相交。左曲柄悬吊支架128与左叉部件126相连接，并且为右曲柄悬吊部件124的大致镜象。前支柱112在右曲柄悬吊支架124的垂直部分132与右叉部件122的连接处和左曲柄悬吊支架128的垂直部分132与左叉部件126的连接处连接在叉组件110上。右支撑部件134和左支撑部件136分别地从右基座部件118和左基座部件120向上延伸，以便分别与右和左曲柄悬吊支架相连接。

仍然参见图1A-2，A形机架116可旋转地支撑滑轮138和飞轮140。更具体地说，滑轮138可旋转地支撑在分别从右和左曲柄悬吊支架124和128向后延伸的支承支架142之间。滑轮包括曲柄轴144，其限定了曲柄轴线146。左和右曲柄臂148和150与曲柄轴144相连接，以便沿着重复的圆形轨迹围绕曲柄轴线146旋转。另外，右和左曲柄臂构造成行进而相互之间形成180度的相位差。在曲柄轴的远端，右凸轮滚柱152和左凸轮滚柱154分别与右曲柄臂150和左曲柄臂148可旋转地相连接。如下更详细地描述，右和左凸轮滚柱可变地支撑连杆组件的前部分。

飞轮140可旋转地支撑在左叉部件126和右叉部件122之间。皮带156将滑轮138与飞轮140相联接。因此，借助于滑轮，飞轮间接地联接到右和左曲柄臂150和148上，使得曲柄臂的旋转与飞轮联接。飞轮提供了大的角动量，以便使连杆系和曲柄臂的整个运动在使用过程中感觉平滑。例如，构造成具有足够重的周边重量的飞轮有助于即使在使用者未供给转动力时也能使曲柄臂平滑地转动，并且在曲柄臂运动通过6点钟和12点钟位置时促进连杆组件的平滑运动，此时使用者几乎未在曲柄上施加力。

如图1A-2所示，右连杆组件106包括右摆杆158、右凸轮连杆160、以及右脚连杆162，其与右曲柄臂150和机架102可操作地相连接以提供可变步幅的轨迹。尽管以下描述主要涉及到右连杆组件的构件，然而可以理解，左连杆组件基本上为右连杆组件的镜象，并且因此包括与右连杆组件相同的构件，其与右连杆组件一样地相互之间以及与机架相关联地操作。例如，左连杆组件包括左摆杆164、左凸轮连杆166、以及左脚连杆168，其与左曲柄臂148和机架102可操作地相连接以提供可变步幅轨迹。右摆杆158在接近A形机架支撑件116的顶点处被枢轴式地支撑。更具体地说，前支柱112的顶部分限定了前支柱112和后支柱114的相交点之上的上枢轴170。右158(和左164)摆杆在上枢轴170处被枢轴式地支撑。在一个特定的实施方式中，摆杆限定了从上枢轴式连接部170向上延伸的手臂健身部分172。在未进行手臂健身时，摆臂更短，并且在接近其顶部分处被枢轴式地支撑。

右摆杆158的下部分174在右下枢轴178处与右脚连杆162的向前部分176枢轴式地相连接。图1A所示摆杆158限定了向前地延伸的底部部分180，其相对于顶部分182有角度地定向。尽管图1A和1B所示右和左摆杆显示为弯曲的(以便在直端部分之间限定角度)，然而可以理解，本发明的其它实施例可采用限定了其它形状的摆杆，如直线形或弧形。

尽管在本文中所述的本发明的不同实施例包括枢轴式地连接或支撑的连杆，然而可以理解，枢轴式连接部可设有不同可行构造的环形轴承、套环、支柱、枢轴，以及其它枢轴式的或可旋转的设置。而且，枢轴式连接可以是直接的，例如第一连杆和第二连杆之间的枢轴式连接，其中一个连杆具有由容纳在第二连杆圆形孔中的一个或多个环形轴承枢轴式地支撑的销或杆，或者枢轴式连接可以是可间接的，例如当第三连杆插在第一和第二连杆之间时。

如上所述，右脚连杆162的向前部分176与右摆杆158的下部分174枢轴式地联接。右脚连杆162还与右摆杆之后的右凸轮连杆160枢轴式地联接。右脚连杆的向后部分支撑右脚接合部分184。在一个实例中，脚接合部分184包括预定用于支撑使用者脚的矩形脚垫186。脚接合部分可与脚连杆的顶部直接地相连接或被可枢轴式地支撑，以使在使用过程中，脚接合部分与脚连杆关节式连接，或者与脚连杆的角度关系进行变化。

在右凸轮连杆枢轴188处，右脚连杆162在其向前和向后端之间与右凸轮连杆160在其向前和向后端之间枢轴式地相连接。类似地，在右连杆组件的镜象中，在左凸轮连杆枢轴190处，左脚连杆164在其向前和向后端之间与左凸轮连杆166在其向前和向后端之间枢轴式地相连接。可以理解，脚连杆和凸轮连杆之间的枢轴式连接的位置并不限于如图所示的位置，而是可位于连杆的端之间。如下更详细地描述，当使用健身设备时，使用者通过将他的脚放在设置成朝向右和左脚连杆后部分的右和左脚接合部分184、185上而来安装健身设备。通过使用者传递至右和左脚连杆162和168的运动导致右和左摆杆158和164围绕上枢轴来回地摆动。其脚接合段运动中的行进轨迹部分地通过右和左凸轮连杆的运动和使用者的步幅长度来规定。

仍然参见图1A-2，右导向滚柱192与右凸轮连杆160的后部分194可旋转地相连接，左导向滚柱196与左凸轮连杆166的后部分198可旋转地相连接。机架包括左导轨200和右导轨202。右和左导向滚柱196和198适于分别沿着右导轨和左导轨来回地滚动。导向滚柱还可适于沿着其它表面如地面滚动。尽管右和左导轨是平的(即水平的)，然而这些导轨还可是向上倾斜的或向下倾斜的，并且可以为具有固定或变化半径的弧形形状。

如图1A-2所示，右凸轮件204与右凸轮连杆160的向前部分206相连接，并且左凸轮件208与左凸轮连杆166的向前部分210相连接。各凸轮件包括限定了大致弧形表面214的向下的凹形段212。弧形表面214适于在曲柄臂(150，148)的端部依靠在凸轮滚柱(152，154)上。因此，右凸轮连杆160的向前部分206由右凸轮滚柱152支撑，并且左凸轮连杆166的向前部分210由左凸轮滚柱154支撑。因此，曲柄臂未以固定的关系与凸轮连杆联接。相反，通过滚柱/凸轮界面，凸轮连杆可相对于曲柄臂运动。因此，如下更详细地描述，凸轮连杆(160，166)用作可变步幅连杆，其允许使用者通过改变他的步幅长度来使脚连杆(162，168)运动。在使用过程中，曲柄臂(148，150)围绕曲柄轴线146旋转。凸轮滚柱(152，154)也围绕曲柄轴线146旋转，从而通过具有垂直和水平分量的弧形轨迹而运动。在使用过程中，当曲柄臂围绕曲柄轴线旋转时，凸轮件跨在滚柱上。根据施加给凸轮连杆的水平力，凸轮滚柱适于相对于在使用健身设备时右和左凸轮连杆的向前和向后运动而沿着右和左凸轮件的弧形凸轮面来回地滚动。

如图1A-1B和其它所示的凸轮件(204，200)的弧形表面214限定了可变的半径，其中半径在中间较长，并且朝着端部较短。当半径变小时，使滚柱沿着凸轮面运动所需的力增加，因此，当使用者的步幅增加时，就要花更大的力使凸轮(204，208)相对于曲柄臂(150，148)运动。弧形表面214还可限定固定的半径。在凸轮面的任一端，大致凹形段限定了向下地延伸的几乎垂直的部分。右和左凸轮件的弧形凸轮面的向下延伸部分用于阻止凸轮件和凸轮连杆从曲柄臂上脱离。还可以利用硬止挡件或一些其它机构来禁止滚柱脱离曲柄。

为了操作如图1A-2的所示健身机器100，使用者首先将他的脚放置成可与右和左脚接合部分184操作式接触。为了在向前步幅健身中开始操作机器，使用者将他的重量连同使用者的脚所施加的一些向前力一起主要放在相对于其它脚垫而向上地和/或向前地定位的脚垫186上。结果，曲柄臂(148，150)将开始沿顺时针方向(从健身设备的右侧看去)旋转。使用者然后通过继续向前地朝着前支柱踏步来进行健身。通过使用者传递至脚接合部分184的力导致脚连杆(162，168)来回地运动，这又导致摆杆(158，164)围绕上枢轴170来回地枢轴转动。同时，曲柄臂(148，150)围绕曲柄轴线146旋转。由于脚连杆(162，168)和凸轮连杆(160，166)通过滚柱(152，154，192，196)由导轨(202，200)和曲柄臂(150，148)滚动式地支撑，因此，其凸轮连杆和脚连杆运动的轨迹是可变的，并且可受到使用者步幅长度的影响。因此，步行轨迹并不单独地由脚连杆、凸轮连杆、摆杆、曲柄臂和机架互联的几何约束来规定。因此，使用者可基于使用者的自然步幅长度、步幅力量和步幅速率，在使用健身设备的同时动态地调整脚接合段的行进轨迹。

图3A-3D的比较显示了对于给定的使用者步幅长度而言，当右曲柄臂150从向后方位(图3A)至向上方位(图3B)、至向前方位(图3C)、至向下方位(图3D)并回到向后方位而运动通过一个全程旋转时，连杆组件的不同构件的相对运动。在图中3A-3D中，凸轮件(204，208)显示为在凸轮面的中点或顶点232与凸轮滚柱(152，154)成固定的关系。当几乎没有或完全没有通过使用者将向前或向后力的分量放在脚接合部分184上时，凸轮滚柱将保持接近凸轮面的中点。如下更详细地描述，右和左连杆组件106和104可互连在一起，使得其中一个组件的向前运动导致另一组件的向后运动，反之亦然。因此，可以理解，左连杆组件的构件可以与右连杆组件构件相同的方式彼此相对地运动，但当利用互连组件时相对于右连杆组件构件处于相反的方向。

首先参见图3A，右脚垫和左脚垫186和187定向成使得使用者的右脚放在他的左脚之后。另外，使用者的右脚定位成使得使用者的右脚跟相对于使用者的右脚趾稍微地抬起，并且使用者的左脚定位成使得使用者的左脚跟稍微地相对高于使用者的左脚趾。当使用者通过其右腿朝着前支柱112向前踏步时，右曲柄臂150沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)围绕曲柄轴线146从向后方位(图3A)旋转至向上方位(图3B)，这会导致右摆杆158的下部分174从如图3A所示的向后位置围绕上枢轴170逆时针枢轴转动至如图3B所示的位置。同时，右导向滚柱192沿着右导轨202向前滚动。右凸轮连杆160的向后部分194连同右导向滚柱192的运动一起向前地运动，右凸轮连杆160的向前部分206连同与右曲柄臂150相连接的右凸轮滚柱152的运动一起向上地和向前地运动。在如图3A和3B所示的特定步幅轨迹中，右凸轮滚柱并不沿着右凸轮面的长度运动。

右向前步骤伴随着左腿的向后运动。左曲柄148与右曲柄150相协调地旋转。因此，左曲柄臂148围绕曲柄轴线146沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)从向前方位旋转至向下方位，这就导致左摆杆164下部分175从如图3A所示的向前位置围绕上枢轴170顺时针枢轴转动至如图3B所示的位置。同时，左导向滚柱196沿着左导轨200向后地滚动。左凸轮连杆166的向后部分198连同左导向滚柱196的运动一起地向后运动，左凸轮连杆166的向前部分210连同与左曲柄臂148相连接的左凸轮滚柱154的运动一起向下地和向后地运动。在如图3A和3B所示的特定步幅轨迹中，左凸轮滚柱154并不沿着左凸轮面的长度而运动。左连杆组件104的起始运动类似于参考图3C和3D如下所示和所述的右连杆系106组件的运动。

如图3B所示，右脚垫186从如图3A所示的位置向上和向前地运动，左脚垫187从如图3A所示的位置向下和向后地运动。因此，在图3B中，右脚垫和左脚垫定向成使得使用者的右脚相对于他的左脚放在上面。另外，使用者的右脚定位成使得使用者的右脚跟相对于使用者的右脚趾抬起，以及使用者的左脚定位成使得使用者的左脚跟与使用者的左脚趾几乎平齐。

当使用者继续朝着前支柱112向前跨步时，右曲柄臂150沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)围绕曲柄轴线146从向上方位(图3B)旋转至向前方位(图3C)。同时，右摆杆158的下部分174从如图3B所示位置围绕上枢轴170逆时针枢轴转动至如图3C所示的向前位置。相协调地，右导向滚柱192沿着右导轨202继续向前滚动。右凸轮连杆160的向后部分194连同右导向滚柱202的运动一起向前运动，右凸轮连杆160的向前部分206连同与右曲柄臂150相连接的右凸轮滚柱152的运动一起而向下地和向前地运动。在如图3B和3C所示的特定步幅轨迹中，右凸轮滚柱152并不沿着右凸轮面的长度运动。

就左连杆组件104而言，左曲柄臂148围绕曲柄轴线从向下方位(图3B)沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)旋转至向后方位(图3C)，这就导致了左摆杆164的下部分175围绕上枢轴170从如图3B所示的位置顺时针枢轴转动至如图3C所示的向后位置。同时，左导向滚柱196沿着左导轨200继续向后地滚动。左凸轮连杆166的向后部分198连同左导向滚柱196的运动一起向后地运动，左凸轮连杆166的向前部分210连同与左曲柄臂148相连接的左凸轮滚柱154的运动一起向上地和向后地运动。在如图3B和3C所示的特定步幅轨迹中，左凸轮滚柱并不沿着左凸轮面的长度运动。

如图3C所示，右脚垫186已经从如图3B所示位置向下和向前运动，左脚垫187已经从如图3B所示位置向上和向后运动。因此，在图3C中，右脚垫和左脚垫定向成使得使用者的右脚相对于他的左脚向前放置。另外，使用者的右脚定位成使得使用者的右脚跟相对于使用者的右脚趾稍微地抬起，并且使用者的左脚定位成使得使用者的左脚跟相对于使用者的左脚趾稍微地抬起。

从图3C至图3D的连杆系方位开始，使用者的右腿从向前运动过渡至向后运动。因此，使用者开始全步幅的向后部分或第二半。当使用者开始时，右曲柄臂150从向前方位围绕曲柄轴线146沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)向后地旋转至向下方位(图3D)。同时，右摆杆158的下部分174围绕上枢轴170从如图3C所示向前位置顺时针枢轴转动回到如图3D所示的位置。相协调地，右导向滚柱192开始沿着右导轨202向后地滚动。右凸轮连杆160的向后部分194连同右导向滚柱192的运动一起地向后运动，并且右凸轮连杆160的向前部分206连同与右曲柄臂150相连接的右凸轮滚柱152的运动一起地向下地和向后地运动。在如图3C和3D所示的特定步幅轨迹中，右凸轮滚柱并不沿着右凸轮面的长度运动。

同时，左连杆系104从向后运动过渡至向前运动。左曲柄臂148围绕曲柄轴线146沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)从向后方位(图3C)旋转至向上方位(图3D)。同时，左摆杆164的下部分175从如图3C所示的向后位置围绕上枢轴170逆时针枢轴转动回到如图3D所示的位置。相协调地，左导向滚柱196开始沿着左导轨200向前地滚动。左凸轮连杆166的向后部分198连同左导向滚柱196的运动一起地向前运动，并且左凸轮连杆166的向前部分210连同与左曲柄臂148相连接的左凸轮滚柱154的运动一起地向上和向前运动。在如图3C和3D所示的特定步幅轨迹中，左凸轮滚柱并不沿着左凸轮面的长度运动。

如图3D所示，右脚垫186已经从如图3C所示位置向后和向下运动，并且左脚垫187已经从如图3C所示的位置向上和向前运动。因此，在图3D中，右脚垫和左脚垫定向成使得使用者的右脚相对于他的左脚向下放置。另外，使用者的右脚定位成使得使用者的右脚跟与使用者的右脚趾几乎平齐，并且使用者的左脚定位成使得使用者的左脚跟相对于使用者的左脚趾抬起。

当使用者继续离开前支柱112的步幅的向后部分时，右曲柄臂150围绕曲柄轴线146沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)从向下方位(见图3D)旋转回到向后方位(见图3A)，以完成一个全步幅。同时，右摆杆150的下部分174从如图3D所示的位置围绕上枢轴170顺时针枢轴转动回到如图3A所示的向后位置。相协调地，右导向滚柱192继续沿着右导轨202向后地滚动。右凸轮连杆160的向后部分194连同右导向滚柱192的运动一起地向后运动，并且右凸轮连杆160的向前部分206连同与右曲柄臂相连接的右凸轮滚柱的运动一起向上和向后运动。在如图3D和3A所示的特定步幅轨迹中，右凸轮滚柱并不沿着右凸轮面的长度运动。就左连杆组件104而言，左曲柄臂148围绕曲柄轴线146沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)从向上方位(见图3D)旋转至向前方位(见图3A)。同时，左摆杆164的下部分175从如图3D所示位置围绕上枢轴170逆时针枢轴转动回到如图3A所示的向前位置。总之，左导向滚柱196继续沿着左导轨200向前地滚动。左凸轮连杆166的向后部分198连同左导向滚柱的运动一起地向前运动，并且左凸轮连杆166的向前部分210连同与左曲柄臂相连接的左凸轮滚柱的运动一起向下地和向前地运动。在如图3D和3A所示的特定步幅轨迹中，左凸轮滚柱并不沿着左凸轮面的长度运动。

如上所述，使用者可在使用健身设备的同时改变他的步幅长度。更具体地说，健身设备的使用者在更剧烈的健身过程中可通过对脚垫施加另外的力来加长他的步幅，因为凸轮连杆通过与凸轮连杆的凸轮面滚动接合的凸轮滚柱而与曲柄臂相连接，即，凸轮连杆并不以固定的关系而与曲柄臂枢轴式相连。施加给脚垫的力通过凸轮连杆枢轴从脚连杆传递至凸轮连杆，这可通过促使凸轮滚柱沿着凸轮面的长度滚动而导致凸轮连杆相对于曲柄臂运动。

在一个实例中，图3A-3D与图4A-4D的比较显示，与使用者相关联的连杆系的方位动态地改变连杆组件的运动以适应加长的步幅，例如在更剧烈的健身过程中。如上所述，图3A-3D显示了当曲柄臂(150，148)完成一个全程旋转而凸轮滚柱(152，154)保持接近凸轮面的中点时，用于健身设备的连杆系构件的相对运动。如图3A-3D中虚线所示的椭圆216代表当曲柄臂完成一个全程旋转时右脚垫186的步行轨迹。图4A-4D显示了当使用者在曲柄臂处于向前和向后方位时延长其步幅长度的同时曲柄臂完成一个全程旋转时，用于健身设备的连杆系构件的相对运动。如图4A-4D中虚线所示的椭圆218代表当曲柄臂完成一个全程旋转时右脚垫186的步行轨迹。通过将如图4A-4D所示步行轨迹218与如图3A-3D所示步行轨迹216进行对比，来说明图4A-4D中的更长的使用者步幅。步行轨迹218的长椭圆形形状在图4A-4D中重点突出，因为它比图3A-3D所示的步行轨迹216在向前和向后的水平方向上进一步伸展。

如图3A和4A所示，右曲柄臂150处于向后方位。如上所述，在图3A中，右和左凸轮滚柱(152，154)分别地位于右和左凸轮件(204，208)的凸轮面的中点或顶点232处或附近，例如当使用者在较低的尽力水平下锻炼时。相反，在图4A中，右凸轮滚柱152与定位成接近右凸轮件204的向前端220附近的凸轮面的向下延伸部分相接合，例如在剧烈健身过程中。因此，右凸轮连杆160、右凸轮连杆枢轴188和右脚连杆162在图4A中位于比其处在图3A中的所示位置更后的位置中。在图4A中，左凸轮滚柱154与位于左凸轮件208的向后端222附近的凸轮面的向下延伸部分相接合。因此，左凸轮连杆166、左凸轮连杆枢轴190和左脚连杆168在图4A中位于比其处在图3A中的所示位置更前的位置。因此，图4A中所示的脚垫(186，187)比图3A中所示的脚垫分开更大的距离，其等同于针对相同的曲柄臂方位而言，在图4A所示的使用者步幅长度比图3A中的更长。

类似地，如图3C和4C所示，右曲柄臂150处于向前方位。在图3C中，右和左凸轮滚柱(152，154)分别地位于右和左凸轮件(204，208)的凸轮面的中点或顶点232处或其附近时，例如当使用者在较低的尽力水平下锻炼时。相反，在图4C中，右凸轮滚柱152与位于右凸轮件204的向后端224附近的凸轮面的向下延伸部分相接合，例如在剧烈的健身过程中。因此，右凸轮连杆160、右凸轮连杆枢轴188和右脚连杆162在图4C中位于比其处在图3C中的所示位置更前的位置中。在图4C中，左凸轮滚柱154与定位成接近左凸轮件208的向前端226的凸轮面的向下延伸部分相接合。因此，左凸轮连杆166、左凸轮连杆枢轴190和左脚连杆168在图4C中位于比其处在图3C中的所示位置更后的位置中。因此，图4C中所示的脚垫(186，187)比图3C中所示的脚垫分开更大的距离，其等于对于相同的曲柄臂方位而言，图4C中的使用者步幅长度比图3C中的更长。

可以理解，使用者可通过改变在任何曲柄臂方位处的量来改变步幅长度。例如，图3A-3D与图5A-5D的比较显示，与使用者相关联的连杆系的方位动态地加长了他在向后方向上的步幅。通过将如图5A-5D中虚线所示的步行轨迹228与如图3A-3D所示的步行轨迹216相比较，来显示如图5A-5D所示的在向后方向上的更长使用者步幅。步行轨迹228的长椭圆形形状在图中5A-5D着重突出，因为它在向后的水平方向上比如图3A-3D所示的步行轨迹216进一步伸展。

如图3A和5A所示，右曲柄臂150处于向后方位。如上所述，在图3A中，右和左凸轮滚柱(152，154)定位成分别地接近或处于右和左凸轮件(204，208)的凸轮面的中点或顶点。相反，在图5A中，右凸轮滚柱152与定位成接近右凸轮件204的向前端220的凸轮面的向下延伸部分相接合。因此，右凸轮连杆160、右凸轮连杆枢轴188和右脚连杆162在图5A中位于比其处在图3A中的所示位置更后的位置中。如图5A所示，左凸轮滚柱154类似地与左凸轮件208的凸轮面相接合，如图3A所示。因此，图5A所示脚垫(186，187)比图3A所示脚垫分开更大的距离，因为右脚垫187在图5A中向后定位。

类似地，如图3C和5C所示，右曲柄臂150处于向前方位。在图3C中，右和左凸轮滚柱(152，154)定位成分别地接近或处于右和左凸轮件(204，208)的凸轮面的中点或顶点232。相反，在图5C中，左凸轮滚柱154与定位成接近左凸轮件208的向前端226的凸轮面的向下延伸部分相接合。因此，左凸轮连杆166、左凸轮连杆枢轴190和左脚连杆168在图5C中位于比其处在图3C中的所示位置更后的位置中。如图5C所示，右凸轮滚柱152类似地与右凸轮件204的凸轮面相接合，如图3C所示。因此，图5C中所示的脚垫(186，187)比图3C中所示的脚垫分开更大的距离，因为左脚垫187在图5C中向后定位。

在另一实例中，图3A-3D与图6A-6D的比较显示，与使用者相关联的连杆系的方位动态地加长他在向前方向上的步幅。如图6A-6D所示在向后方向上的更长使用者步幅通过将如图6A-6D中虚线所示的步行轨迹230与如图3A-3D所示步行轨迹相比较来显示。步行轨迹230的长椭圆形形状在图6A-6D中着重突出，因为它在向前的水平方向上比如图3A-3D所示的步行轨迹216进一步伸展。

如图3A和6A所示，右曲柄臂150处于向后方位。如上所述，在图3A中，右和左凸轮滚柱(152，154)分别地定位成接近或处于右和左凸轮件(204，208)的凸轮面的中点或顶点232。相反，在图6A中，左凸轮滚柱154与定位成接近左凸轮件208的向后端222的凸轮面的向下延伸部分相接合。因此，左凸轮连杆166、左凸轮连杆枢轴190和左脚连杆168在图6A中位于比其处在图3A中的所示位置更前的位置中。如图6A所示，右凸轮滚柱152类似地与右凸轮件204的凸轮面相接合，如图3A所示。因此，图6A所示脚垫(186，187)比图3A所示脚垫分开更大的距离，因为在图6A中左脚垫187向前定位。

类似地，如图3C和6C所示，右曲柄臂150处于向前方位。在图3C中，右和左凸轮滚柱(152，154)分别地定位成接近或处于右和左凸轮件(204，208)的凸轮面152的中点或顶点232。相反，在图6C中，右凸轮滚柱152与定位成接近右凸轮件204的向后端224的凸轮面的向下延伸部分相接合。因此，右凸轮连杆160、右凸轮连杆枢轴188和右脚连杆162在图6C中位于比其处在图3C中的所示位置更前的位置中。如图6C所示，左凸轮滚柱类似地与左凸轮件的凸轮面相接合，如图3C所示。因此，图6C所示脚垫比在图3C中所示的脚垫分开更大的距离，因为右脚垫在图6C中向前定位。

图7A-7J还显示了可在健身设备100的使用过程中出现的连杆系构件方位的不同实例。这些不同的构件方位可导致不同形状的步行轨迹，以用于特定的使用者。因此，可以理解，健身设备的使用并不限于附图中所示的不同步行轨迹。如上所述，使用者可基于使用者的自然步幅长度、步幅力量和步幅速率，在使用健身设备的同时动态地调节脚接合段的行进轨迹，这可导致大量的和多变类型的步行轨迹，以用于特定的使用者。

人们在健身过程中会自然地改变其步幅。根据本发明的健身设备可适应这些自然步幅变动，而不会强迫使用者采取固定的步幅长度和形状。如上所述，当使用者在使用健身设备的同时改变他的步幅长度时，凸轮件(204，206)沿着凸轮滚柱(152，154)运动的距离也连同导向滚柱(192，196)沿着导轨(202，200)运动的距离一起地改变。例如，当使用者增加他的步幅长度时，凸轮件经过凸轮滚柱的距离会增加。而且，导向滚柱沿着导轨运动的距离也会增加。

凸轮面214和导轨(202，200)的轮廓形状、长度和方位可影响提供可变步幅所需的力以及使凸轮连杆(160，166)相对于凸轮滚柱(152，154)运动所需的力。例如，如果限定凸轮面214的半径增加，则只需要更小的力来使凸轮连杆相对于曲柄臂运动，因此，只需要更小的力来改变使用者步幅。相反，如果限定凸轮面的半径变小，则需要更大的力来使凸轮连杆相对于曲柄臂运动，因此，需要更大的力来改变使用者的步幅。例如，如果限定凸轮面的半径在凸轮面的向前和向后端减小，而在这两端之间具有更大的半径，那么使凸轮连杆在凸轮面的端处运动所需的力将大于使凸轮连杆沿着更大的半径区域运动所需的力。另外，更长的凸轮面将允许使用者动态地增加他在更大距离上的步幅长度。

如图1A-2所示，健身设备100还可包括与摆杆(158，164)相连接或与之成一体的杠杆臂(234，236)。杠杆臂提供用于使用者的额外抓握表面，以及允许使用者利用健身设备来进行上身锻炼。杠杆臂(234，236)从上枢轴170位置的各自的摆杆(158，164)延伸，以提供用于健身设备的使用者的把手。杠杆臂形成了摆杆的刚性机械延件，并且围绕上枢轴旋转。在操作中，健身机器的使用者用他的左和右手各抓握住其中一个杠杆臂，并且与脚连杆(162，168)的向后和向前运动相协调地来拉或推杠杆臂。因此，在上枢轴之上的杠杆臂的向前运动伴随有上枢轴之下的摆臂的向后运动。而且，当杠杆臂在脚连杆上施加力时，来自杠杆臂的力也可起作用，以改变步幅轨迹。

如上所述，根据本发明的健身设备可包括互连组件，其可导致右和左连杆组件的构件彼此相对地在相反的方向上运动。这种互连组件不是必需的。在本文中公开的互连组件及其变型可与在本文中公开的健身设备的任何实施例一起使用。可以理解，这些互连组件可具有不同的构造，并且不应限于本文中所述和所讨论的构造。

回头参见图1A-1B，显示了涉及缆索和滑轮的互连组件238。互连组件238包括分别地枢轴式地支撑于与右导轨202和左导轨200相连接的横向部件244上的右后滑轮240和左后滑轮242，以及分别地枢轴式地支撑于右基座部件118和左基座部件120上的右前滑轮246和左前滑轮248。这些滑轮通常位于导向滚柱(192，196)的最后位置之后，以及导向滚柱的最前位置之前。

缆索250(其可以是缆索的连接段)围绕各滑轮设置。缆索也与接近导向滚柱(192，196)的各凸轮连杆(160，166)相连接。因此，右凸轮连杆160(和相应的右连杆组件106)的向前运动将向前运动传递至缆索250在右后滑轮240和右前滑轮246之间的段。这又转化为至缆索250在左后滑轮242和左前滑轮248之间的段的向后运动，这就将向后的力传递至左凸轮连杆166(和相应的左连杆组件104)。相反地，右凸轮连杆160(和相应的右连杆组件)的向后运动将向后运动传递至缆索在右后滑轮240和右前滑轮246之间的段。这又转化为至缆索在左后滑轮242和左前滑轮248之间的段的向前运动，这就将向前的力传递至左凸轮连杆166(和相应的左连杆组件)上。

备选互连组件252如图8所示，其包括与前支柱112枢轴式地相连接的向前延伸U形支架254。摇摆部件256枢轴式地支撑在U形支架254中，使得它从U形支架的每一侧沿着左和右方向向外延伸。右互连连杆256与摇摆部件256的右侧260枢轴式地相连接并从摇摆部件延伸出，以便与右摆杆158枢轴式地相连接。左互连连杆262与摇摆部件256的左侧264枢轴式地相连接并从摇摆部件延伸出，以便与左摆杆164枢轴式地相连接。可以理解，不同的枢轴可以是直销类型的枢轴、万向接头、球接头，等等。而且，枢轴可适于相对于与其相连的任何部件横向地运动。另外，一些枢轴式连接可根据所用的特定接头构造而被取消。通过如图8所示的互连组件252，右摆杆158(和相应的右连杆组件106)的向前运动将向前运动传递至右互连连杆258，这会导致摇摆部件256围绕U形支架254枢轴转动。这又将向后运动传递至左互连连杆262上，从而将向后的力传递至左摆杆164(和相应的左连杆组件104)上。相反地，右摆杆158(和相应的右连杆组件)的向后运动将向后运动传递至右互连连杆258，这会导致摇摆部件256围绕U形支架254枢轴转动。这又将向前运动传递至左互连连杆262上，从而将向前的力传递至左摆杆164(和相应的左连杆组件)上。

互连组件的第二备选实施例266显示在图9中，并且包括摇摆部件268、右互连连杆270、左互连连杆272、右U形支架274和左U形支架276。摇摆轴278从前支柱112向前地延伸，并且适于枢轴式地支撑摇摆部件268。左互连连杆272与摇摆部件268的左部分280枢轴式地相连接，并且从其中向下地延伸，以便与左U形支架276枢轴式地相连接，左U形支架276与接近上枢轴170的左摆杆164刚性地相连接。右互连连杆272与摇摆部件268的右部分282枢轴式地相连接并且从其中向下地延伸，以便与右U形支架274枢轴式地相连接，右U形支架274与接近上枢轴170的右摆杆158刚性地相连接。当任一摆杆向后摆动时，相关的U形支架向下地枢轴转动。U形支架的向下枢轴转动导致(经由互连连杆)与其相连的摇摆部分围绕摇摆轴向下地枢轴转动。相协调地，摇摆的其它部分向上拉其它U形支架。相对U形支架上的向上力用于使相对的摆杆向前地摆动。这样，摆杆以及与其相连的其它连杆的运动就经由互连组件相协调。

如图9所示，右和左互连连杆(270，272)可包括螺纹式部件284，其适于在相对端容纳螺纹式有眼螺栓286。因此，在一个实施方式中，互连连杆可被认为是螺旋拉杆，螺纹式部件的旋转可通过它缩短或加长。有眼螺栓适于可旋转地容纳互连连杆轴。在一个实施方式中，摇摆、螺旋拉杆和U形支架之间的枢轴式连接可以是球接头或万向接头构造。尽管摇摆轴在上枢轴之上的位置与前支柱相连接，然而可以理解，在互连组件的其它实施例中，摇摆轴可在上枢轴之下的位置与前支柱相连接，如下参考图15所述。

图10是按照本发明一些方面的第二健身设备100′的立体图。图11是第二健身设备100′的正视图，图12A和12B分别是健身设备100′的右侧视图和左侧视图。与第一实施例一样，第二健身设备为使用者提供了可变步幅。在结构上，第二健身设备与第一健身设备在若干方面都是不同的。例如，在第二健身设备100′中，凸轮连杆的后部分通过导向连杆与机架枢轴式地相连接，这与参考第一实施例所述的由与导轨相接合的导向滚柱来支撑的方式不同。另外，第二实施例的机架构造成不同于第一实施例的机架。

如图10-12B所示，机架102′包括基座部分288、前叉组件290、后叉组件292、前支柱294和手柄杆组件296。基座部分288包括基座部件298，其具有向前横向部件300、向后横向部件302以及与之相连的中间横向部件304。中间横向部件304可在向前横向部件300和向后横向部件302之间的任何位置与基座部件相连接。前叉组件290和后叉组件292与基座部件298在向前横向部件和中间横向部件之间的一部分相连接。前叉组件290由右前叉部件306和左前叉部件308限定。后叉组件292由与右曲柄悬吊支架124′相连接的右后叉部件310以及与左曲柄悬吊支架128′相连接的左后叉部件312限定。

如图10-12B所示，滑轮138′与用于围绕曲柄轴144′旋转的右和左曲柄悬吊支架(124′，128′)可旋转地相连接并且处于这两者之间，曲柄轴144′限定了曲柄轴线146′。左和右曲柄臂(148’，150′)与滑轮138′相连接，以便围绕曲柄轴线146′沿着重复的圆形轨迹旋转至相互间有180度的相位差。如图10-12B所示的健身设备还包括飞轮140′，其与右前叉部件306和左前叉部件308可旋转地相连接并且处于这两者之间。尽管滑轮和飞轮可通过其它装置如链、齿轮设置、直接干涉驱动等等来连接，然而，飞轮140′可通过皮带156′与滑轮138′连接。

前叉组件290从基座部件298向上地和向后地延伸并且与后叉组件292相连接，后叉组件292从基座部件向上地延伸。前支柱294从前和后叉组件的相交点向上地和向后地延伸。健身设备还可包括支撑于前支柱的上端部分上的显示面板318。

仍然参见图10-12B，手柄杆组件296包括在向后部分322处由从中间横向部件304向上延伸的右直立部件324支撑的右手柄杆320，以及在向后部分328处由从中间横向部件304向上延伸的左直立部件330支撑的左手柄杆326。右和左手柄杆从右和左直立部件向前延伸，相互朝向地向下和向内弯曲，并且在位于前支柱294前面的向前手柄杆点332处相交。前支撑部件334从前支柱向前地延伸，以便与前手柄杆点相连接。如上所述，可以理解，除了在本文中所述的和所介绍的之外，其他不同的机架构造和方位可用于本发明中。

与第一实施例类似，并且如图12A所示，右连杆组件106′包括右摆杆158′、右凸轮连杆160′和右脚连杆162′与右曲柄臂150′和机架102′操作式地相连接，以提供可变步幅轨迹。左连杆组件104′基本为右连杆组件106′的镜象，并且如图12B所示包括左摆杆164′、左凸轮连杆166′和左脚连杆168′，它们与左曲柄臂148′和机架102′操作式地相连接以提供可变步幅轨迹。连杆组件的构件彼此相连并且与右和左曲柄臂相互作用，其方式类似于参考图1-9如上所述的方式。

与第一实施例相比，如图12A-12B所示的凸轮连杆(160’，166’)的后部分(194’，198’)不通过导向滚柱与机架联接。相反，右凸轮连杆160′与右导向连杆336枢轴式地相连接，右导向连杆336与右手柄杆320在右后枢轴338处枢轴式地相连接。类似地，左凸轮连杆166′与左导向连杆340枢轴式地相连接，左导向连杆340与左手柄杆326在左后枢轴342处枢轴式地相连接。因此，当健身设备在使用中时，导向连杆围绕后枢轴来回地枢轴转动。因此，凸轮连杆和导向连杆之间的枢轴式连接部运动通过一段弧形，该弧形具有由导向连杆的长度限定的半径。第一实施例的导向滚柱沿着平直的轨迹滚动；因此，第一实施例和第二实施例之间的步行轨迹形状是不同的。因为备选的导轨形状是可以的，因此第一实施例可构造成提供非常类似于第二健身设备的步行轨迹。尽管图12A和12B所示导向连杆限定了基本上直的长度，但是可以理解，本发明的其它实施例可采用限定了其它形状的导向连杆，例如弧形或弯曲形(以便在直的端部分之间限定角度)。

如图10-12B所示，并且参考图1A-2如上所述，健身设备100′还可包括与摆杆(158′，164′)相连接的杠杆臂(234′，236′)，其为使用者提供了额外的抓握表面，以及允许使用者利用健身设备进行上身锻炼。杠杆臂与摆杆的上部分相连接，并且向上地延伸以提供使用者所用的把手。图10-12B所示杠杆臂是弯曲的，其中段344向后延伸并且段346向上延伸。向后段将抓握部分定向成靠近站在脚垫(186′，187′)上的使用者。

与图1A-2所示第一实施例类似，图10-12B所示第二实施例的右和左脚连杆(162’，168′)包括设在脚连杆的向后部分上的脚接合部分(184′，185′)。右和左脚接合部分(184′，185′)还可包括矩形的右脚垫和左脚垫(186′，187′)，其预定用于支撑使用者的脚。如上所述，脚接合部分可与脚连杆顶部直接地相连接或可枢轴式地支撑，因此它们在使用过程中是铰接的，或者说，它们的角度关系会随脚连杆而改变。另外，脚垫可平行于连杆或它们之间的任何角度。

脚连杆(162′，168′)在其向前和向后端之间的部分与凸轮连杆(160′，166′)在凸轮连杆枢轴(188′，190′)处的部分枢轴式地相连接。凸轮件(204′，208′)与凸轮连杆的向前部分(206′，210′)相连接，并且各凸轮件包括限定了大致弧形表面214′的下凹形段212′。凸轮件(204′，208′)在曲柄臂(150′，148′)的端部支撑于凸轮滚柱(152′，154′)上。凸轮滚柱适于滚动式地支撑凸轮件的弧形凸轮面。

因为凸轮件(204′，208′)未与曲柄臂(150′，148′)形成固定的接合，因此，健身设备包括一些特征以防止凸轮件脱离曲柄臂。一个这种特征是与凸轮连杆(160′，166′)相连接的底部引导件348。在一个实例中，底部引导件包括管状部件350，其呈弧形而从凸轮面214的前面352延伸至凸轮面214的后面354。该弧形大致平行于由凸轮件限定的弧形。另外，管状部件处在稍大于凸轮滚柱(152′，154′)直径的弧形表面之下。因此，滚柱可自由地沿着凸轮面来回滚动，但如果凸轮连杆抬起，则滚柱将碰到底部引导件上以阻止它发生脱离。可以理解，其它构造也可用于约束凸轮滚柱。例如，凸轮件是限定了更小半径的管状。凸轮滚柱的外滚动表面256限定了凹形横段，其适于与管形凸轮件相接合，以便有助于保持凸轮滚柱与凸轮件对准，并有助于防止横向脱离以及平滑的来回滚动。

与第一实施例一样，凸轮连杆(160′，166′)并未被约束成相对于曲柄臂(150′，148′)呈固定的关系，而是当凸轮件(204′，208′)在凸轮滚柱(152′，154′)上来回地运动时可相对于曲柄臂运动。因此，凸轮连杆和脚连杆的运动轨迹是可变的，并且可受到使用者的步幅长度的影响。而且，类似于第一实施例，脚连杆(162′，168′)和凸轮连杆(160′，166′)的运动轨迹并不单独地由摆杆(158′，164′)、曲柄臂(150′，148′)和机架102′的几何约束来规定。因此，使用者可基于使用者的步幅长度和传递至连杆系上的可变力，在使用健身设备的同时，动态地调节脚接合段的行进轨迹。与第一实施例所述的一样，第二实施例中的凸轮连杆(160′，166′)用作可变步幅连杆，其允许使用者通过改变他的步幅长度、步幅力量、步幅频率或它们的组合来使脚连杆运动。另外，因为所有的使用者因个头的大小、健康状况或所需的健身尽力程度而自然地具有不同的步幅，因此该健身设备适应所有这些差异。

使用者以与参考图1A-2如上所述的相同方式来操作图10所示健身机器。因此，使用者首先将他的脚放置成与右和左脚接合部分(184′，186′)操作式接触。使用者然后通过用一条腿朝着前支柱294向前地跨步而另一条腿迈开，来进行健身。通过使用者传递至脚接合部分以及杠杆臂(234′，236′)的力导致脚连杆(162′，168′)来回地运动，这又导致摆杆(158′，164′)围绕上枢轴170′来回地枢轴转动。同时，曲柄臂(150′，148′)围绕曲柄轴线146′旋转。因为脚连杆和凸轮连杆以部分地不受约束的方式通过导向连杆(336，340)和凸轮滚柱与机架102′和曲柄臂操作式地相连接，因此凸轮连杆和脚连杆的运动轨迹是可变的，并且可受到使用者步幅的影响。因此，脚连杆和凸轮连杆的运动轨迹并不单独地由摆杆、曲柄臂和机架的几何约束来规定。因此，使用者可在使用健身设备的同时动态地调节脚接合段的行进轨迹。于是，健身设备提供了适应任何特定使用者步幅的步行轨迹。

当健身设备在使用中时，连杆组件(106′，104′)的部件与第二健身设备的第二实施例100′的曲柄臂(150′，148′)的相对运动类似于第一实施例。然而，图10-12B所示凸轮连杆(160′，166′)的后部分(194′，198′)并不沿着导轨来回地行进，而是围绕后枢轴沿着弧形来枢轴转动，该弧形由从后枢轴处的导向连杆(336，340)和凸轮连杆(160′，166′)之间的连接位置、以及导向连杆的长度来限定。为了进一步显示，图12A-15B显示了当右曲柄臂从向后位置运动至向上位置时，健身设备的第二实施例的连杆组件的不同构件的相对运动。

如图12A和12B所示，右脚垫和左脚垫(186′，187′)定向成使得使用者的右脚放置在他的左脚之后。另外，使用者的右脚定位成使得使用者的右脚跟相对于使用者的右脚趾抬起，并且使用者的左脚定位成使得使用者的左脚跟相对于使用者的左脚趾处在下方。图12A和12B所示连杆组件(104′，106′)也描述了与加长的步幅相关联的方位，例如这种情况会在更剧烈的健身过程中会出现。因此，右凸轮连杆160′处于其最后位置，左凸轮连杆166′处于其最前位置。为了将右凸轮连杆160′定位成处于其最后位置，右凸轮滚柱152′与在右凸轮件204′的向前端200′的凸轮面的向下延伸部分相接合。为了将左凸轮连杆166′定位成处于其最后面的位置，左凸轮滚柱154′与位于左凸轮件208′的向后端222′的凸轮面的向下延伸部分相接合。因此，对于相同的曲柄臂方位而言，脚垫(186′，187′)在图12A和12B中显示为比脚垫在如果凸轮滚柱位于各凸轮面的顶点232′上的情况下分开更大的距离。

当使用者向前朝着前支柱294跨步时，右曲柄臂150′围绕曲柄轴线146′沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)从如图12A和12B所示向后方位朝着如图13A和13B所示方位旋转，这就导致右摆杆158′的下部分174′从如图12A所示向后位置围绕上枢轴170′逆时针枢轴转动至如图13A所示位置。同时，右导向连杆336围绕右后枢轴338逆时针枢轴转动。另外，左曲柄臂148′围绕曲柄轴线146′沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)从如图12B所示向前方位朝着如图13B所示方位旋转，这就导致左摆杆164′的下部分175′从如图12B所示向后位置顺时针枢轴转动至大致如图13B所示位置。同时，左导向连杆340围绕左后枢轴342顺时针枢轴转动。飞轮140′有助于使曲柄臂平滑地旋转，这是很重要的，因为曲柄臂并不与连杆组件直接地相连接。

如图13A和13B所示，右脚垫186′已经从如图12A所示位置向上和向前运动，并且左脚垫187′已经从如图12B所示位置向下和向后运动。因此，脚垫(186′，187′)在图13A和13B中更靠近在一起。另外，在图13A和13B中，右脚垫和左脚垫定向成使得使用者的右脚相对于他的左脚放在上面和后面。右凸轮滚柱152′也已经相对于右凸轮件204′朝着右凸轮面的顶点232′向后运动，并且左凸轮滚柱154′已经相对于左凸轮件208′朝着左凸轮面的顶点232′向前运动。另外，使用者的右脚定位成使得使用者的右脚跟相对于使用者的右脚趾抬起，并且使用者的左脚定位成使得使用者的左脚跟也相对于使用者的左脚趾处于下方。当使用者继续朝着前支柱294向前跨步时，右曲柄臂150′围绕曲柄轴线146′沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)从图13A的方位旋转至图14A的方位，这伴随有右摆杆158′的下部分从如图13A所示位置围绕上枢轴170′逆时针枢轴转动至如图14A所示位置。同时，右导向连杆336继续围绕右后枢轴338逆时针枢轴转动。另外，左曲柄臂148′围绕曲柄轴线146′沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)从图13B的方位向下旋转至图14B的方位，这伴随有左摆杆164′的下部分175′从如图13B所示位置围绕上枢轴170′顺时针枢轴转动至如图14B所示位置。同时，左导向连杆340围绕左后枢轴342继续顺时针枢轴转动。

如图14A和14B所示，右脚垫186′已经从如图13A所示位置向上和向前运动，并且左脚垫187′已经从如图13B所示位置向下和向后运动。因此，脚垫在图14A和14B中更靠近在一起。另外，在图14A和14B中，右脚垫和左脚垫定向成使得使用者的右脚相对于他的左脚放在上面。右凸轮滚柱152′也已经相对于接近右凸轮面顶点232′的右凸轮件204′向后运动，并且左凸轮滚柱154′已经相对于接近左凸轮面顶点232′的左凸轮件208′向前运动。另外，使用者的右脚定位成使得使用者的右脚跟相对于使用者的右脚趾抬起，并且使用者的左脚定位成使得使用者的左脚跟与使用者的左脚趾几乎平齐。

可以理解，改变导向连杆(336，340)、脚连杆(162′，168′)、摆杆(158′，164′)、凸轮连杆(160′，166′)和凸轮面轮廓的长度和/或形状，可影响脚接合脚垫(186′，187′)如何运动以改变步幅长度。例如，导向连杆的枢轴运动单独地或与凸轮连杆的摆动轨迹组合在一起，可导致脚垫在使用者的自然步幅之后以类似于使用者的脚踝关节的方式运动，其中使用者的脚跟相对于使用者的脚趾抬起。类似地，导向连杆的枢轴运动单独地或与凸轮连杆的摆动轨迹组合在一起，可导致脚垫在使用者的自然步幅之前过渡至并以类似于使用者的脚踝关节的方式运动，其中使用者的脚跟相对于使用者的脚趾更低。此外，导向连杆和凸轮面可构造成模拟使用者的脚踝关节，以用于更长的和更短的步幅。例如，与使用者的更短步幅相比，在使用者的更长步幅之后，使用者的脚跟可相对于他的脚趾抬起至更高的高度。类似地，与使用者的更短步幅相比，在使用者的更长步幅之前，使用者的脚跟可相对于他的脚趾降低至更低的高度。在大多数情况下，提供了以类似于使用者脚踝的方式而铰接的脚垫，用于保持使用者的脚与脚垫基本上相接触，以减轻在使用者的脚在脱离接触之后重新与脚接合部分接触时相关的震动冲击。另外，健身设备的其它实施例可采用不同长度和形状的导向连杆和凸轮面，以便改变使用者的脚在给定的步幅长度下如何运动。

图10所示健身设备100′的第二实施例还包括互连组件266′，其用于使连杆组件在相反的方向上运动。互连组件266′的详细视图如图15所示并且在结构上类似于参考图9如上所述的互连机构，不同之处在于，摇摆部件位于上枢轴170′下方。因此，互连组件266′包括摇摆部件268′、右互连连杆270′、左互连连杆272′、右U形支架274′和左U形支架276′。摇摆轴278′从前支柱294向前地延伸，并且适于枢轴式地支撑摇摆部件。左互连连杆272′与摇摆部件268′的左部分280′枢轴式地相连接并且从其中向上地延伸，以便与左U形支架276′枢轴式地相连接，左U形支架276′与接近上枢轴170′的左摆杆164′刚性地相连接。右互连连杆270′与摇摆部件268′的右部分282′枢轴式地相连接并且从其中向上地延伸，以便与右U形支架274′枢轴式地相连接，右U形支架274′与接近上枢轴170′的右摆杆158′刚性地相连接。当任一摆杆(158′，164′)向后摆动时，图15所示互连组件266′的相关U形支架(274′，276′)向上地枢轴转动。更具体地说，当右摆杆158′围绕上枢轴170′沿着逆时针方向(从健身设备的右侧看去)旋转时，右U形支架274′向上拉(通过右互连连杆270′)摇摆部件268′的右部分282′，并导致摇摆件围绕摇摆轴278′(从健身设备前面看去)顺时针旋转。当摇摆部件(从健身设备前面看去)顺时针旋转时，摇摆部件的左部分280′向下拉左U形支架276′(通过左互连连杆272′)，这又导致左摆杆164′大致围绕上枢轴沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)旋转。

本发明的一些实施例可包括运动限制器，其用于限制在使用者开始健身时凸轮件的运动。更具体地说，运动限制器阻止凸轮的过度向上运动。例如，当使用者通过将初始运动传递至脚连杆并转移至凸轮件来开始健身时，根据不同连杆的相对位置，凸轮件可在曲柄臂开始转动之前在向上和/或向下方向上相对于凸轮滚柱运动。除非凸轮件的初始向上运动限于一定的角度，否则使用者的初始步幅运动会比较难看。另外，运动限制器防止凸轮撞击健身设备实施例中的护罩内侧，包括封闭了凸轮件、曲柄臂、滑轮和飞轮的护罩。

运动限制器358的一个实例如图16和17所示。运动限制器包括由滚柱支撑部件364可调地支撑的右限制器滚柱360和左限制器滚柱362。滚柱支撑部件364定位在滑轮138′的上方和前方。右和左限制器滚柱(360，362)分别排列在与左和右凸轮滚柱(152′，154′)相同的平面中。滚柱支撑部件364的后部分366与向后直立部件368可调地相连接。向后直立部件与从前支柱294延伸出的向前延伸部件370横向地相连接。向后直立部件368限定了狭槽372，其适于容纳与滚柱支撑部件364相连接的后螺栓和螺母374。后螺栓和螺母374允许滚柱支撑部件364的后部分366在沿着狭槽372长度的任何位置处连接。

如图16和17所示，滚柱支撑部件364的向前部分376与向前直立部件378可调地相连接。向前直立部件378与机架102′的基座部分288的向前横向部件300枢轴式地相连接。向前直立部件378限定了狭槽380，其适于容纳与滚柱支撑部件364相连接的前螺栓和螺母382。前螺栓和螺母允许滚柱支撑部件364的向前部分376在沿着狭槽380长度的任何位置处连接。

仍然参见图16和17，滚柱支撑部件364也限定了适于容纳滚柱螺栓和螺母386的狭槽384，滚柱螺栓和螺母386允许右和左限制滚柱(360，362)在沿着狭槽384长度的任何位置相连接。运动限制器的不同部件和滚柱之间的狭槽式连接允许使用者最佳地定位限制滚柱，以适应初始的凸轮件运动和/或防止凸轮件接触护罩(如果使用了的话)。可以理解，运动限制器可包括其它的硬件构造，例如波普空心销(pop-pin)或弹簧加载销的设置，以允许对滚柱位置进行调节。尽管图16和17所示运动限制器构造成允许对滚柱位置进行调节，然而，本发明的其它实施例可包括固定的位置滚柱。

图16显示了健身设备100′，其中在使用者施加任何运动至任一脚连杆(162′，168′)上之前，连杆组件(106′，104′)处于初始位置。如果使用者在曲柄臂(150′，148′)开始转动之前将非常快速地向前跨步，那么凸轮(204′，208′)可撞击滚柱(360，362)，并且被迫向前运动，其中曲柄宁可继续向上运动。例如，如图17所示，右凸轮件204′显示为相对于如图16所示位置处于向前和向上位置，并且与右滚柱360相接触。因为运动限制器358的右滚柱360将阻止右凸轮件204′继续向上行进，因此图17所示右凸轮件将与右曲柄臂和右凸轮滚柱一起向前运动。

健身设备的其它实施例包括锁定装置，其允许使用者将摆杆锁定在适当的位置，以防止在健身过程中摆杆围绕上枢轴枢轴转动。锁定装置可以不同的方式构成，以便将摆杆锁定在适当的位置。例如，在具有如图8、9或15所示的任何互连组件的健身机器中，阻止摇摆部件围绕摇摆轴枢轴转动会有效地将摆杆锁定在适当的位置。摇摆部件的枢轴式运动可以许多方式来得以阻止，例如通过将摇摆部件夹紧到前支柱上，或者将销插入穿过摇摆部件并进入前支柱。

图18和19描述了与参考图15如上所述的互连组件266′一起使用的锁定机构388的一个实例。图18和19所示锁定机构388采用了波普空心销机构390，以防止摇摆部件268′围绕前支柱294上的摇摆轴278′旋转。锁定机构包括锁板392，其与摇摆部件268′相连接并且从中向下延伸。第一孔394位于锁板392的下部分396。U形支架398与前支柱294相连接，并且从前支柱294向前延伸足够远，以便将U形支架398的顶部表面400定位成紧靠锁板392，而在健身设备处于使用中的同时允许锁板无阻碍地经过U形支架的顶部。第二孔402设在锁板392的顶部表面400中。波普空心销机构390与从前支柱294向前延伸的波普空心销支撑结构404相连接，其将从波普空心销机构延伸的销406定位成与U形支架中的第二孔对准。

如图18和19所示的锁定机构388可接合，以通过首先将第一孔394对准在第二孔402之上来防止摇摆部件268′围绕摇摆轴278′枢轴转动，这两孔均适于容纳来自于波普空心销机构390的销406。孔的对准可伴随有对健身设备的连杆系的操纵。接着，销406穿过第一和第二孔(394，402)被插入，如图19所示，这就防止了锁板392和摇摆部件268′围绕摇摆轴278′枢轴转动。由于摇摆部件不能枢轴转动，因此就阻止了右和左摆杆(158′，164′)围绕上枢轴170′枢轴转动。通过从第一和第二孔中取出销，来将锁定装置388脱离互连组件。

使用锁定装置来阻止摆杆围绕上枢轴枢轴转动改变了脚连杆的脚接合部分的步行轨迹，因为曲柄臂以类似于跨步运动的这种方式旋转。为了在摆杆锁定在适当的位置时操作健身机器，使用者首先将他的脚放置成与右和左脚接合部分操作式接触。使用者然后通过在左或右脚接合部分上施加向下的力来进行健身。往复式曲柄臂和凸轮连杆的相互作用导致脚连杆围绕下枢轴彼此相对地上、下枢轴转动。

在其中锁定装置用于防止摆杆围绕上枢轴170(参见图1A-2或图10-12B中的健身设备)枢轴转动的一个实例中，传递至右脚连杆162的右脚接合部分184的向下的力通过右凸轮连杆枢轴188传递至右凸轮连杆160，其又将力传递至右凸轮滚柱152和右导向滚柱192(或右导向连杆)。施加在右凸轮滚柱上的向下的力导致右曲柄臂朝着6点钟或向下位置旋转。当右曲柄臂和右凸轮滚柱朝着向下位置运动时，右凸轮连杆围绕右导向滚柱(或右后枢轴336)向下或顺时针(从健身设备的右侧看去)地枢轴转动。因此，右凸轮连杆枢轴188与右凸轮连杆160一起地向下运动，这又允许右脚连杆162向下运动。由于右摆杆158相对于上枢轴170保持在固定的位置，因此右脚连杆162的运动范围就限于围绕右下枢轴178枢轴转动。因此，右脚接合部分184和右凸轮连杆枢轴188均围绕右下枢轴178顺时针枢轴转动。

同时右曲柄臂150朝着向下位置旋转，左曲柄臂148朝着12点钟或向上位置旋转。当左曲柄臂和左凸轮滚柱154朝着向上位置运动时，左凸轮连杆166围绕左导向滚柱196(或左后枢轴342)向上地或逆时针(从健身设备的右侧看去)地枢轴转动。因此，左凸轮连杆枢轴190与左凸轮连杆166一起地向上运动，其又向上推动左脚连杆168。由于左摆杆164相对于上枢轴170保持在固定的位置，因此左脚连杆168的运动范围就限于围绕左下枢轴179枢轴转动。因此，左脚接合部分185和左凸轮连杆枢轴190均围绕左下枢轴179逆时针(从健身设备的右侧看去)地枢轴转动。右和左脚连杆的上述运动可重复，以进行走步式的健身。

可以理解，改变导轨、连杆和凸轮面的轮廓和方位会影响脚连杆上的脚接合部分如何运动以便用于改变步幅长度。因此，健身设备的实施例可采用不同的长度、形状和方位的导轨、连杆构件和凸轮面，以改变使用者的脚在给定步幅长度的全过程中如何运动。例如，图20A-20B和21A-21B是第三健身设备100″和第四健身设备100

的示意图，它们分别一般地相当于如图1A-2和10-11所示的两个健身设备100″，100。然而，第三和第四健身设备具有不同形状的连杆组件构件。应当注意，如图20A-20B和21A-21B所示的机架102″，102

是简化的示意图。因此，可以理解，除了在本文中所述的和所介绍的之外，各种不同的机架构造和方位也可用于本发明。例如，第三和第四健身设备可构造成分别带有参见图1A-2和10-11所述的机架102，102′的变型。

如图20A-20B所示，第三健身设备100″包括连杆组件104″，106″，其具有关于图1A-2健身设备如上所述的相同构件。因此，健身设备100″以与关于第一健身设备100如上所述的大致相同的方式来操作。然而，第三健身设备100″在结构上以各种不同方式而不同于第一健身设备100。例如，第三健身设备包括右和左摆杆158″，164″，其被描述为弯曲的，并且比如图1A-1B所示的摆杆158，164更短。此外，第三健身设备包括曲柄轴线146″，其定位成基本上直接位于上枢轴170″下方。此外，第三健身设备的右和左导轨202″，200″是弧形的，这与平直的形状不同。弧形导轨也可通过固定的或可变的半径来限定。

由于如上所述的结构差异，如图20A-20B所示的健身设备100″可为使用者提供可与关于第一健身设备100如上所述不同的步行轨迹。例如，在健身期间与左和右凸轮连杆166″，160″的后部分可旋转地相连的右和左导向滚柱192″，196″将遵循由弧形导轨200″，202″所限定的弧形轨迹。例如，随着右导向滚柱192″从右导轨的向上延伸的向前部分410(见图20A)滚动至向上延伸的向后部分412(见图20B)，右凸轮连杆160″的后部分遵循弧形右导轨202″的轮廓。此外，随着左导轨的左导向滚柱196″从向上延伸的向后部分412(见图20A)滚动至向上延伸的向前部分410(见图20B)，左凸轮连杆166″的后部分遵循弧形左导轨200″的轮廓。因此，导向滚柱沿着导轨的运动的轨迹包括水平分量和垂直分量。在导向滚柱192″，196″朝着弧形导轨202″，200″的向前部分和向后部分410，412行进时，导向滚柱运动的垂直分量增加。

关于第一健身设备100如上所述，改变使用者的步幅长度就改变了其中导向滚柱沿着导轨运动的距离连同其中凸轮件沿着凸轮滚柱运动的距离。例如，随着使用者增加其步幅长度，其中导向滚柱沿着导轨运动的距离也增加，并且其中凸轮件越过凸轮滚柱的距离也增加。因此，还可以理解，在导向滚柱192″，196″朝着弧形导轨202″，200″的向前部分和向后部分410，412运动时，使用者将遇到更大的运动阻力。当导向滚柱192″，196″朝着弧形导轨202”，200”的向前部分410运动时，随着导向滚柱与导轨的向上延伸的向前部分相接合，通过弧形导轨在导向滚柱上沿着水平方向向后施加的力所导致的阻力也增大。类似地，当导向滚柱朝着弧形导轨的向后部分412运动时，随着导向滚柱接合在导轨的向上延伸的向后部分上，通过弧形导轨在导向滚柱上沿着水平方向向前施加的力所导致的阻力也增大。

如前面所述，改变导轨和凸轮面的轮廓会影响脚接合部分如何运动以用于改变步幅长度。例如，如图20A所示，当右脚连杆162″处于向前位置时，右导轨202″的形状连同右凸轮面的形状用于定位在右脚连杆上的右脚接合部分184″上，从而使使用者的脚定位成使得使用者的脚趾相对于使用者的脚跟稍微抬起，在另一示例中，如图20B所示，当右脚连杆162″处于向后位置时，右导轨202″的形状连同右凸轮面的形状用于位置在脚接合部分上，使得使用者的脚将定位成使得使用者的脚跟相对于使用者的脚趾稍微抬起。因此，健身设备的其它实施例可采用各种长度和形状的导轨和凸轮面，以便改变使用者的脚如何在整个给定的步幅长度中运动。

健身设备100

的第四实施例如图21A和21B所示，其提供了另一视图，显示各种对连杆系构件的长度、形状和方位的改变如何可改变使用者的脚如何在整个给定的步幅长度中运动。如前面所述，第四健身设备100

一般地相当于参见图10-11如上所述的第二健身设备100′。如图21A-21B所示，第四健身设备100

包括右和左连杆组件106

，104

，其具有关于图10-11所示健身设备100′如上所述的相同构件。因此，健身设备100以与如上所述关于第二健身设备100′的大致相同的方式来操作。然而，第四健身设备100

以各种不同方式在结构上不同于第二健身设备100′。例如，第四健身设备包括右和左摆杆158

，164

，其被描述为是弯曲的，并且比如图10所示的摆杆158′，164′更短。此外，第四健身设备包括曲柄轴线146

，其定位成基本上直接位于上枢轴170

下方。此外，第四健身设备的右和左导向连杆336

，338

是弧形的。

由于如上所述的结构差异，如图21A-21B所示的健身设备100

可为使用者提供这样的步行轨迹，其可不同于关于第二健身设备100′如上所述的步行轨迹。例如，在健身期间，如图21A所示，当右脚连杆162

处于向前位置时，连杆系构件的长度和形状连同各种枢轴的相对位置用于定位在右脚接合部分184

上，从而使使用者的脚定位成使得使用者的脚趾相对于使用者的脚跟稍微抬起。在另一示例中，如图21B所示，当右脚连杆162处于向后位置时，右脚接合部分184

定位成使得使用者的脚将定位成使得使用者的脚跟相对于使用者的脚趾稍微抬起。

符合本发明多个方面的可变步幅健身设备的另外的实施例是参见图22A-28D如下所述的。如下所述，这些另外的实施例包括连杆组件，其在结构上不同于如上所述的健身设备，但仍允许使用者在健身期间动态地改变他的步幅轨迹。可以理解，关于本发明各设置和实施例所述的特征可以一定程度地互换，因此在附图中所示特定特征以外的许多变型也是可以的。例如，机架结构示意性地显示于图22A-28D中，而作为用于支撑连杆组件和其它构件的简单结构。因此，可以理解，如图22A-28D所示的健身设备可采用具有不同构件的各种类型的机架，包括关于第一和第二健身设备如上所述的机架的变型。此外，图22A-28D所示健身设备的曲柄臂可以与电动机、飞轮、电磁阻力设备、性能反馈电子器件和其它特征或它们的组合操作式地相连接。此外，图22A-28F所示健身设备还可包括飞轮和滑轮装置和/或如上所述的互连组件。

如图22A-22D所示，健身设备414的第五实施例包括与机架420操作式地相连的右连杆组件416和左连杆组件418。如前面所述，图22A-22D所示机架420是示意性的，并且由基座部分422和从这里向上延伸的前支柱424来限定。机架420还包括从前支柱424的上端部分向后延伸的横向部件426。右连杆组件416包括右摆杆428，右滚柱导向连杆430，右脚连杆432，以及与右曲柄臂436和机架操作式地相连以便提供可变步幅轨迹的右可变步幅连杆434。尽管以下所述主要是关于右连杆组件的构件，但是可以理解，左连杆组件是右连杆组件的大致镜像，并且同样包括与右连杆组件相同的构件，其与右连杆组件一样，彼此相关联地操作并且与机架相关联地操作。例如，左连杆组件418包括左摆杆438，左滚柱导向连杆440，左脚连杆442，以及与左曲柄臂446和机架操作式地相连的左可变步幅连杆444。

如图22A和22B所示，摆杆428，438的上部分在上枢轴448与横向部件426枢轴式地相连。摆杆428，438的下部分在下枢轴450，452与脚连杆432，442的前端部分枢轴式地相连。右脚连杆432的向后部分支撑右脚接合部分454，并且左脚连杆442的向后部分支撑左脚接合部分456。关于其它实施例如上所述，脚接合部分可包括预期用于支撑使用者的脚的矩形脚垫。脚接合部分也可与脚连杆的顶部直接相连或可被枢轴式地支撑，以便在使用过程中，脚接合部分与脚连杆关节式连接，或者与脚连杆的角度关系进行变化。

如图22A和22B所示，第五健身设备414还包括与相应的右和左摆杆428，438相连的右和左杠杆臂458，460。杠杆臂从上枢轴从各自的摆杆向上地延伸，以便为健身设备的使用者提供手抓握。参见其它实施例如前面所述，杠杆臂形成摆杆的刚性机械延伸部，并且在健身期间围绕上枢轴旋转。在操作中，健身机器的使用者将其中一个杠杆臂抓握在他的左和右手中，并且与脚连杆的向后和向前运动相协调地拉或推动杠杆臂。在杠杆臂对脚连杆施加作用力时，来自于杠杆臂的力也可用于促使步幅轨迹的改变。

如前面所述，健身设备414包括可变步幅连杆434，444，以便提供第五实施例的可变步幅特征。如图22A和22B所示，可变步幅连杆434，444的第一端部分在第一步幅枢轴462，464与滚柱导向连杆430，440枢轴式地相连，并且可变步幅连杆的第二端部分在第二步幅枢轴466，468与脚连杆432，442枢轴式地相连。可变步幅连杆有助于支撑滚柱导向连杆之下的脚连杆，以便脚连杆可在使用过程中相对于滚柱导向连杆来回摆动。如图22A-22B所示，滚柱导向连杆430，440的向前部分在导向枢轴470，472处与曲柄臂436，446枢轴式地相连，并且滚柱导向连杆的向后部分由右和左导向滚柱474，476支撑。更具体地说，导向滚柱与滚柱导向连杆的后部分可旋转地相连，并且适于沿着与机架420的基座部分422相连的导轨478，480来回滚动。尽管图22A和22B所示右和左导轨是平的(即水平的)，但是，导轨也可为倾斜的或下倾的，并且可以是具有固定半径或变化半径的弧形。

如图22A和22B所示，曲柄臂436，446在曲柄轴线482处与前支柱424枢轴式地相连。如同关于其它实施例如上所述，左和右曲柄臂在曲柄轴线处可旋转地相连，以便沿着圆形轨迹行进。右和左曲柄臂还可设置成彼此不同相位地行进180度。尽管曲柄臂显示为本文所述的各种装置，但是可以理解，也可以采用提供封闭的弯曲轨迹等的其它组件。

为了操作图22A和22B所示健身机器，使用者将他的脚放置成与脚连杆432，442上的右和左脚接合部分454，456操作式接触。使用者然后通过向前地朝着前支柱424跨步来健身。通过使用者施加给脚接合部分的力导致脚连杆来回运动，这又导致摆杆428，438围绕上枢轴448来回地枢轴转动。同时，曲柄臂436，446围绕曲柄轴线482旋转。曲柄臂的旋转连同脚连杆的运动，则导致滚柱导向连杆430，440的后部分沿着导轨来回滚动。因为脚连杆通过可变步幅连杆434，444由滚柱导向连杆来枢轴式地支撑，所以，脚连杆运动的轨迹是可变的，并且可在曲柄臂旋转时由使用者的步幅长度和力量来施加影响。因此，脚连杆运动的轨迹并不是单独地由摆杆、曲柄臂、滚柱导向连杆和机架的几何限制来规定的。因此，使用者可在使用健身设备时基于使用者的步幅长度来动态地调节脚接合部分的行进轨迹。一般地，作用在脚连杆上的向前力量会影响向前步幅的可变量，并且作用在脚连杆上的向后力量会影响向后步幅的可变量。

图22A和22B的比较显示了可变步幅连杆434，444的运动对于给定的曲柄臂位置而言可如何影响脚接合部分454，456的位置，这又提供了可变步幅轨迹。曲柄臂436，446显示为处于图22A和22B中的基本上相同的位置。更具体地说，左曲柄臂446向前地定位，刚好高于九点钟位置，并且右曲柄臂436向后地定位，刚好低于三点钟位置。如图22A所示，左脚连杆442位于在右脚连杆432前面的位置，并且可变步幅连杆434，444是基本上垂直地定向的。

如图22B所示，左脚连杆442运动至比图22A所示的位置更靠前的位置，并且右脚连杆432运动至比图22A所示的位置更靠后的位置。图22A和22B之间的脚连杆位置变化通过可变步幅连杆434，444相对于滚柱导向连杆430，440和脚连杆432，442的旋转来实现。例如，左脚连杆442沿着向前方向的运动，就使左可变步幅连杆444相对于图22A至图22B的左滚柱导向连杆440围绕第一步幅枢轴464沿着顺时针方向(从健身设备的左侧看去)旋转。同时，左摆杆438和左杠杆臂460围绕上枢轴448顺时针旋转(从健身设备的左侧看去)。左脚接合部分456也在图22A和图22B的设置之间向前地和稍微向上地运动。并且，在左脚连杆442相对于左滚柱导向连杆440向前摆动时，左步幅连杆也枢轴旋转，以导致左脚连杆上升。另外，左脚连杆442在向前摆动时关节式连接，从而导致左脚连杆的后部(与使用者的脚跟相关联)比与使用者的脚趾部位相关联的左脚连杆的部分(在脚接合部分前面)向上运动了一段更大的距离。

如图22A和22B进一步所示，右脚连杆432沿着向后方向的运动使得右可变步幅连杆434相对于图22A至图22B的右导向连杆430沿着逆时针方向(从健身设备的左侧看去)旋转。此外，右摆杆428和右杠杆臂458围绕上枢轴448逆时针旋转(从健身设备的左侧看去)。右脚接合部分454也向后地和稍微向上地运动，使得使用者的脚将定位成使得使用者的脚跟相对于使用者的脚趾稍微抬起。在图22A中，右脚接合部分454是近乎平的，仅仅在脚跟(较高)和脚趾(较低)之间有细微差异。因此，使用者的脚跟将相对于脚趾从图22A中的位置上升至图22B所示的位置。可以理解，改变可变步幅连杆的长度和连接点可影响脚接合部分如何运动而用于改变步幅长度，这又改变使用者的脚如何在整个给定步幅过程中运动。

如参见其它实施例的前面所述，图22A和22B所示健身设备414的使用者可在使用健身设备的同时基于使用者的自然步幅长度、步幅力量和步幅频率而动态地调节脚接合部分的行进轨迹，这可导致针对具体使用者的多种可变的步行轨迹。更具体地说，健身设备的使用者在更激烈的健身过程中可通过对脚接合部分454，456施加另外的力来加长他的步幅，这是因为脚连杆432，442通过可变步幅连杆434，444与滚柱导向连杆430，440联接，即，脚连杆未相对于滚柱导向连杆以固定的关系枢轴式地相连。因此，施加给脚接合部分的力从脚连杆传递至可变步幅连杆，这就允许脚连杆相对于滚柱导向连杆运动。

如图22C和22D所示，健身设备414的第五实施例还可包括与可变步幅连杆434，444操作式地相连的弹簧组件484，其受到偏压，以便保持可变步幅连杆相对于脚连杆432，442处于零位置。图22D显示了与左可变步幅连杆444相连的弹簧组件484的详细视图。如图所示，弹簧组件包括第一弹簧486，其连接在从滚柱导向连杆440向下延伸的第一弹簧支架488和与可变步幅连杆444相连的支柱490之间。第二弹簧492连接在从滚柱导向连杆440向下延伸的第二弹簧支架494和与可变步幅连杆相连的支柱490之间。弹簧组件倾向于限制脚连杆相对于滚柱导向连杆的前后移动，同时减轻了刚好在脚连杆运动方向反向之前可能产生的任何冲击。各个弹簧组件可采用设置成抵抗前后运动的前、后压缩弹簧。各弹簧组件中的两个弹簧还可设置成在健身机器工作期间充分地压缩和/或伸长，以便当采用自然长步幅时，不会过度地限制允许用于使用者的最大步幅长度。

健身设备414′的第六实施例显示于图23A和23B中。第六实施例414′类似于图22A和22B所示的第五实施例414。因此，第六实施例414′包括与机架420′操作式地相连的右连杆组件416′和左连杆组件418′。右连杆组件416′包括右摆杆428′，右滚柱导向连杆430′，右脚连杆432′，以及与右曲柄臂436′和机架操作式地相连以便提供可变步幅轨迹的右可变步幅连杆434′。此外，左连杆组件418′包括左摆杆438′，左滚柱导向连杆440′，左脚连杆442′，以及与左曲柄臂446′和机架操作式地相连的左可变步幅连杆444′。类似于第五实施例，右和左脚接合部分454′，456′被支撑在脚连杆432′，343′的向后部分上。然而，与第三实施例414相比，在第六实施例414′中，可变步幅连杆434′，444′是与左和右连杆组件的不同构件相连的。更具体地说，可变步幅连杆434′，444′枢轴式地相连在滚柱导向连杆430′，440′和曲柄臂436′，446′之间。此外，滚柱导向连杆430′，440′的前端部分与脚连杆432′，442′枢轴式地相连。如图23A和23B所示，摆杆428′，438′的上部分在上枢轴448′处与横向部件426′枢轴式地相连。摆杆的下部分在下枢轴450′，452′处与脚连杆432′，442′的向前部分枢轴式地相连。如同关于第五实施例如上所述，第六实施例414′还包括与相应的右和左摆杆428′，438′相连的右和左杠杆臂458′，460′。

如图23A和23B所示，脚连杆432′，442′在中间枢轴496，498处与滚柱导向连杆430′，440′枢轴式地相连。如前面所述，第六健身设备还包括可变步幅连杆434′，444′，以便提供第六实施例的可变步幅特征。如图23A和23B所示，可变步幅连杆434′，444′的第一端部分在第一步幅枢轴462′，464′处与曲柄臂436′，446′枢轴式地相连，并且可变步幅连杆的第二端部分在第二步幅枢轴466′，468′与滚柱导向连杆430′，440′的前端部分枢轴式地相连。可变步幅连杆从曲柄臂枢轴式地支撑滚柱导向连杆的前端部分，以便在使用过程中滚柱导向连杆可相对于曲柄臂来回摆动。如同关于第五实施例如上所述，滚柱导向连杆430′，440′的向后部分由右和左导向滚柱474′，476′支撑。因此，导向滚柱与滚柱导向连杆的后部分可旋转地相连，并且适于沿着与机架420′的基座部分422′相连的导轨478′，480′来回滚动。

如图23A和23B所示，曲柄臂436′，446′在曲柄轴线482′处与前支柱424′枢轴式地相连。如同关于其它实施例如上所述，左和右曲柄臂在曲柄轴线可旋转地相连，以便沿着圆形轨迹行进。右和左曲柄臂还可设置成彼此不同相位地行进180度。尽管曲柄臂显示为本文所述的各种装置，但是可以理解，也可以采用其它的组件来提供封闭的弯曲轨迹等等。

为了操作图23A和23B所示的健身机器，使用者将他的脚放置成与脚连杆432′，442′上的右和左脚接合部分454′，456′操作式接触。使用者然后通过朝着前支柱424′向前地跨步来健身。施通过使用者加给脚接合部分的力导致脚连杆来回运动，这又导致摆杆428′，438′围绕上枢轴448′来回地枢轴转动。同时，曲柄臂436′，446′围绕曲柄轴线482′。旋转曲柄臂的旋转连同脚连杆的运动一起导致滚柱导向连杆430′，440′的后部分沿着导轨478′，480′来回滚动。因为脚连杆432′，442′由滚柱导向连杆430′，440′枢轴式地支撑，而滚柱导向连杆430′，440′又通过可变步幅连杆434′，444′由曲柄臂436′，446′来枢轴式地支撑，所以，脚连杆运动的轨迹是可变的，并且可随着曲柄臂旋转而通过使用者的步幅长度来影响。因此，脚连杆和滚柱导向连杆的运动轨迹不是由摆杆、曲柄臂、滚柱导向连杆和机架的几何限制单独地规定的。因此，使用者可基于使用者的步幅长度在使用健身设备的同时动态地调节脚接合部分的行进轨迹。

图23A和23B的比较显示了可变步幅连杆434′，444′如何可影响脚接合部分的位置连同曲柄臂位置的细微变化。左曲柄臂446′如图23A所示处于大约10点钟位置，并且左曲柄臂如图23B所示处于大约9点钟位置。如图23A所示，左脚连杆442′处在位于右脚连杆432′前面的位置，并且可变步幅连杆434′，444′是基本上垂直地定向的。如图23B所示，左脚连杆定位在比其在图23A所示的位置更靠前的位置，并且右脚连杆定位在比其在图23B所示的位置更靠后的位置。

图23A和23B之间的脚连杆位置变化主要通过可变步幅连杆434′，444′相对于滚柱导向连杆430′，440′的旋转来实现。例如，左脚连杆442′相对于左曲柄臂446′沿着向前方向的运动就促使左可变步幅连杆相对于图23A至图23B的左曲柄臂而围绕第一步幅枢轴464′沿着顺时针方向(从健身设备的左侧看去)旋转。此外，左摆杆438′和左杠杆臂460′围绕上枢轴448′顺时针旋转(从健身设备的左侧看去)。左脚接合部分456′也前后运动，使得使用者的脚将从其中使用者的脚跟相对于使用者的脚趾稍微抬起的方位运动至其中使用者的脚跟相对于脚趾部位降低的位置。

如图23A和23B进一步所示，右脚连杆432′沿着向后方向的运动就促使右可变步幅连杆434′围绕第一步幅枢轴462′沿着逆时针方向(从健身设备的左侧看去)旋转。此外，右摆杆428′和右杠杆臂458′围绕上枢轴448′逆时针旋转。右脚接合部分454′也向后地和稍微向上地运动，使得使用者的脚将从图23A中所示的相当平的方位关节式连接至其中使用者的脚跟相对于使用者的脚趾抬起的方位，如图23B所示。可以理解，改变可变步幅连杆的长度和连接点还可影响脚接合部分如何运动而用于改变步幅长度，这又改变使用者的脚在整个给定的步幅长度过程中如何运动。

如上所述和所示的健身设备被视为″前驱动″装置，其中曲柄臂朝着健身设备的前面定位。相比之下，关于图24A-25所述的健身设备可被视为″后驱动″健身设备，其中曲柄臂朝着健身设备的后面定位。

图24A和24B所示健身设备500的第七实施例显示了包括基座部分504的机架502的示意图。后支柱506和前支柱508从基座部分的相对的端部分向上地延伸。第七实施例500还包括与机架操作式地相连的右连杆组件510和左连杆组件512。右连杆组件510包括右摆杆514，右脚连杆516，以及与右曲柄臂520和机架操作式地相连以便提供可变步幅轨迹的右可变步幅连杆518。此外，左连杆组件包括左摆杆520，左脚连杆522，以及与左曲柄臂526和机架操作式地相连的左可变步幅连杆524。可变步幅连杆518，524连接在左和右连杆组件的与上述实施例中所述不同的构件上。更具体地说，可变步幅连杆枢轴式地相连在脚连杆和曲柄臂之间。

如图24A和24B所示，摆杆514，521的上部分在上枢轴528处与前支柱508枢轴式地相连。摆杆的下部分在下枢轴530，532与脚连杆516，522的向前部分枢轴式地相连。类似于上述实施例的是，图24A和24B所示第七实施例500还包括与相应的右和左摆杆514，521相连的右和左杠杆臂534，536。如前面所述，可变步幅连杆与脚连杆和曲柄臂枢轴式地相连。更具体地说，可变步幅连杆518，524的第一端部分在第一步幅枢轴538，540与曲柄臂520，526枢轴式地相连，并且可变步幅连杆的第二端部分在第二步幅枢轴542，544与脚连杆516，522的后端部分枢轴式地相连。曲柄臂520，526在曲柄轴线548与后支柱506枢轴式地相连。如同关于其它实施例如上所述，左和右曲柄臂在曲柄轴线处可旋转地相连，以便沿着重复的圆形轨迹行进，并且还可设置成彼此不同相位地行进180度。

如图24A和24B所示，右脚连杆516支撑右脚接合部分548，并且左脚连杆522支撑左脚接合部分550。如同关于其它实施例如上所述，脚接合部分可包括矩形脚垫，其预期用于支撑使用者的脚。脚接合部分也可与脚连杆的顶部直接相连，或者可被枢轴式地支撑，以便脚接合部分在使用过程中关节式连接，或者脚接合部分与脚连杆的角度关系产生变化。

为了操作图24A和24B所示的健身机器，使用者将他的脚放置成与脚连杆516，522上的右和左脚接合部分548，550操作式接触。使用者然后通过朝着前支柱508向前跨步来健身。由使用者施加给脚接合部分的力导致脚连杆来回运动，这又导致摆杆514，521围绕上枢轴528来回地枢轴转动。同时，曲柄臂520，526围绕曲柄轴线546旋转。因为脚连杆516，522的后端部分通过可变步幅连杆518，524由曲柄臂520，526枢轴式地支撑，所以，脚连杆运动的轨迹是可变的，并且可受到使用者的步幅的影响。因此，脚连杆运动的轨迹不是由摆杆、曲柄臂和机架的几何限制单独地规定的。因此，使用者可基于使用者的步幅长度而在使用健身设备的同时动态地调节脚接合部分的行进轨迹。

图24A和24B的比较显示了可变步幅连杆518，524如何可影响脚连杆516，522的位置连同曲柄臂位置520，526的变化，这又随着曲柄臂旋转而提供了可变的步幅轨迹。左曲柄臂526如图24A所示处于大约1点钟位置，并且可变步幅连杆是基本上垂直地定向的。左曲柄臂如图24B所示处于大约3点钟位置。此外，如图24B所示，左脚连杆522运动至比其在图24A中所示的位置更靠前，并且右脚连杆516运动至比其在图24A中所示的位置更靠后。

图24A和24B之间的脚连杆位置变化是由于曲柄臂518，526的旋转以及部分地由于可变步幅连杆518，524相对于曲柄臂的旋转，而得以部分地实现的。例如，左脚连杆522相对于左曲柄臂526沿着向前方向的运动就促使左可变步幅连杆524围绕图24A至图24B的第一步幅枢轴540沿着逆时针方向(从健身设备的右侧看去)旋转。此外，左摆杆521和左杠杆臂536围绕上枢轴528逆时针旋转(从健身设备的右侧看去)。左脚接合部分550还向前并稍微向下地运动，使得使用者的脚将定位成几乎平行于机架502的基座部分504。

如图24A和24B进一步所示，右脚连杆516相对于右曲柄臂520沿着向后方向的运动就促使右可变步幅连杆518围绕图24A至图24B的第一步幅枢轴538沿着顺时针方向(从健身设备的右侧看去)旋转。此外，右摆杆510和右杠杆臂534围绕上枢轴528顺时针旋转(从健身设备的右侧看去)。右脚接合部分548还向后并稍微向上地运动，使得使用者的脚将定位成几乎平行于机架的基座部分。可以理解，改变可变步幅连杆的长度和连接点还可影响脚接合部分如何运动而用于改变步幅长度，这又会改变使用者的脚在整个给定的步幅长度过程中如何运动。

健身设备500′的第八实施例如图25所示，其一般地类似于图23A和23B所示的第六实施例414′和图24A和24B的所示第七实施例500的组合。因此，第八实施例包括机架502′，机架502′包括基座部分504′，基座部分504′带有从这里向上延伸的后支柱506′和前支柱508′。第八实施例500′还包括与机架502′操作式地相连的右连杆组件510′和左连杆组件512′。右连杆组件包括右摆杆514′，右脚连杆516′，右滚柱导向连杆552，以及与右曲柄臂520′和机架操作式地相连以便提供可变步幅轨迹的右可变步幅连杆518′。此外，左连杆组件包括左摆杆521′，左脚连杆522′，左滚柱导向连杆554，以及与左曲柄臂526′和机架操作式地相连的左可变步幅连杆524′。与中可变步幅连杆518′，524′连接在左和右连杆组件的与上述实施例不同的构件上。更具体地说，可变步幅连杆与脚连杆516′，522′、滚柱导向连杆552，554和曲柄臂520′，526′枢轴式地相连。

类似于第七实施例，第八实施例的摆杆514′，521′的上部分在上枢轴528′与前支柱508′枢轴式地相连。摆杆的下部分在下枢轴530′，532′与脚连杆516′，522′的向前部分枢轴式地相连。类似于如上所述的第六和第七实施例的是，如图25所示的第八实施例还包括与相应摆杆相连的杠杆臂534′，536′。图25所示脚连杆还支撑脚接合部分548′，550′。

如前面所述，可变步幅连杆与脚连杆、曲柄臂和滚柱导向连杆相连。更具体地说，如图25所示，可变步幅连杆518′，524′的中间部分在第一步幅枢轴538′，540′与曲柄臂枢轴式地相连。曲柄臂在曲柄轴线546′与后支柱506′枢轴式地相连。如同关于其它实施例如上所述，左和右曲柄臂在曲柄轴线可旋转地相连，以便沿着重复的圆形轨迹行进，并且还可设置成彼此不同相位地行进180度。仍然参见图25，可变步幅连杆的第一端部分在第二步幅枢轴542′，544′与脚连杆516′，522′的后端部分枢轴式地相连。可变步幅连杆在第三步幅枢轴556，558也与滚柱导向连杆552，544的后端部分枢轴式地相连。

如图25所示，滚柱导向连杆的前端部分由右和左导向滚柱560，562支撑。更具体地说，导向滚柱560，562与滚柱导向连杆的向前部分可旋转地相连，并且在使用健身设备的过程中适于沿着与机架502′的基座部分504′相连的右和左导轨564，566来回滚动。各导向滚柱也与弹簧组件568操作式地相连。图25A显示了与右导向滚柱560操作式地相连的弹簧组件的详细视图。如图所示，弹簧组件包括支撑中心杆572的弹簧座570。

第一线性弹簧574在前面止挡件576和与导向滚柱560相连的前面压缩部件578之间被支撑在中心杆572上。第二线性弹簧582在后面止挡件582和与导向滚柱560相连的后面压缩部件584之间被支撑在中心杆572上。随着滚柱导向连杆来回运动，导向滚柱沿着导轨前后滚动。随着导向滚柱向前运动，前面压缩部件又用于压缩第一线性弹簧，并且随着导向滚柱向后运动，后面压缩部件用于压缩第二线性弹簧。类似于关于图22C和22D所示第五实施例如上所述的弹簧组件，图25中的弹簧组件568倾向于提供可阻止脚连杆相对于曲柄臂前后移动的阻力。

为了操作图25所示的健身机器，使用者将他的脚放置成与脚连杆516′，522′上的脚接合部分548′，550′操作式接触。使用者然后通过朝着前支柱508′向前地跨步来健身。由使用者施加给脚接合部分的力导致脚连杆来回运动，这又导致摆杆514′，521′围绕上枢轴528′来回地枢轴转动。同时，曲柄臂520′，526′围绕曲柄轴线546′旋转。随着曲柄臂旋转，滚柱导向连杆552，554来回运动，从而导致导向滚柱560，562沿着导轨564，566前后滚动。导向滚柱的运动也导致如上所述的第一和第二线性弹簧574，582的压缩。因为脚连杆的后端部分通过可变步幅连杆由曲柄臂枢轴式地支撑，所以，脚连杆运动的轨迹是可变的，并且随着曲柄臂旋转可由使用者的步幅长度来影响。因此，脚连杆运动的轨迹不是由摆杆、曲柄臂和机架的几何限制单独地规定的。因此，使用者可在使用健身设备的同时基于使用者的步幅长度而动态地调节脚接合部分的行进轨迹。

健身设备586的第九实施例如图26A-26B所示。第九实施例包括具有基座部分590的机架588，基座部分590带有从这里向上延伸的后支柱592和前支柱594。第九实施例586还包括与机架588操作式地相连的右连杆组件596和左连杆组件598。右连杆组件包括右摆杆600，右脚连杆602，以及与右曲柄臂606和机架操作式地相连以便提供可变步幅轨迹的右滚柱导向连杆604。此外，左连杆组件包括左摆杆608，左脚连杆610，以及与左曲柄臂614和机架操作式地相连的左滚柱导向连杆612。

如图26A和26B所示，摆杆600，608的上部分在上枢轴616处与前支柱594枢轴式地相连。摆杆600，608的下部分在下枢轴618，620与滚柱导向连杆604，612的向前部分枢轴式地相连。如下所述，图26A和26B所示的第九实施例还可包括与相应摆杆相连的杠杆臂，这类似于如同关于其它实施例如上所述。滚柱导向连杆604，612的后端部分在导向枢轴622，624与曲柄臂606，614枢轴式地相连。曲柄臂在曲柄轴线626与后支柱592枢轴式地相连。如同关于其它实施例如上所述，左和右曲柄臂在曲柄轴线可旋转地相连，以便沿着重复的圆形轨迹行进，并且还可设置成彼此不同相位地行进180度。

如图26A和26B所示，脚连杆602，610各包括面向下的弧形向前凸轮面628和面向下的弧形向后凸轮面630。各向前凸轮面628适于滚动式地接合在与各个滚柱导向连杆604，612可旋转地相连的向前凸轮滚柱632上，并且各个向后凸轮面630适于滚动式地接合在与各个滚柱导向连杆可旋转地相连的向后凸轮滚柱634上。因此，脚连杆602，610可相对于滚柱导向连杆604，612沿着向前和向后方向滚动，这就为使用者提供了在使用健身设备的同时改变其步幅的能力。如图26A和26B所示，右脚连杆支撑右脚接合部分636，并且左脚连杆支撑左脚接合部分638。如同关于其它实施例如上所述，脚接合部分可包括矩形脚垫，其预期用于支撑使用者的脚。脚接合部分也可与脚连杆的顶部直接相连，或者可被枢轴式地支撑，以便脚接合部分在使用过程中关节式连接，或者这些脚接合部分与脚连杆的角度关系可产生变化。

如下更详细地所述，随着脚连杆602，610相对于滚柱导向连杆604，612运动，脚连杆上的凸轮面628，630的形状就影响脚接合部分636，638以及与之相接合的使用者的脚的方位。例如，在任一脚连杆相对于滚柱导向连杆向前运动时，向前凸轮滚柱在向前凸轮面上的接合将导致脚连杆的向前部分向上运动。因此，放置在脚接合部分上的使用者的脚将定位成使得使用者的脚趾相对于使用者的脚跟抬起。或者，随着任一脚连杆相对于滚柱导向连杆向后运动，在向后凸轮面上的向后凸轮滚柱的接合将导致脚连杆的向后部分向上地运动。因此，放置在脚接合部分上的使用者的脚将定位成使得使用者的脚跟相对于使用者的脚趾抬起。因此，向前凸轮面和向后凸轮面的形状可影响使用者脚踝将对于给定的步幅长度而运动多少。

为了操作图26A和26B所示的健身设备586，使用者将他的脚放置成与右和左脚接合部分636，638操作式接触。使用者然后通过朝着前支柱594向前跨步来进行健身。由使用者施加给脚接合部分636，638的力导致脚连杆602，610来回运动，这又导致滚柱导向连杆64，612来回运动。而摆杆600，608又围绕上枢轴616来回地枢轴转动。同时，曲柄臂606，614围绕曲柄轴线626旋转。因为脚连杆通过凸轮滚柱由滚柱导向连杆支撑，并且可相对于滚柱导向连杆运动，所以，脚连杆运动的轨迹是可变的，并且随着曲柄臂旋转可通过使用者的步幅长度来影响。因此，脚连杆运动的轨迹不是由摆杆、曲柄臂、滚柱导向连杆和机架几何限制单独地规定的。因此，使用者可在使用健身设备的同时基于使用者的步幅而动态地调节脚接合部分的行进轨迹。

图26A和26B的比较显示了脚接合部分636，638的位置如何可变化的一个示例，以便提供用于随着曲柄臂606，614旋转的可变步幅轨迹。左曲柄臂614如图26A所示处于大约5点钟位置，并且左脚连杆610定位在稍微地在右脚连杆602的前面。左曲柄臂如图26B所示处于大约2点钟位置，左脚连杆比右脚连杆处于更在前的位置。图26A和26B之间的脚连杆位置变化是由于曲柄臂的旋转，以及部分地由于脚连杆相对于滚柱导向连杆的运动而部分地实现的。如图26A所示，这两个脚连杆602，610都一般地居中于各自的滚柱导向连杆604，612上。然而，在图26B中，左脚连杆610相对于左滚柱导向连杆612向前运动，并且右脚连杆602相对于右滚柱导向连杆604向后运动。

除了使用者的步幅以外，重力也可执行脚连杆相对于导向连杆的定位。例如，参见图26A，当左曲柄臂614处于较低位置时，左导向连杆612设置成在左下枢轴620和左导向枢轴624之间具有一定的向下倾斜。利用这种向下倾斜，左脚连杆将倾向于随着凸轮滚柱和曲柄臂朝着较低方位运动而向回滚动。以这种方式向回滚动将导致脚接合部分关节式连接，以便脚跟相对于脚趾抬起。相反，随着曲柄臂朝着图26A所示右曲柄臂606的位置向上运动，脚连杆602将倾向于向前滚动，即使是利用图26A所示的构造而更渐变地向前滚动。可以理解，脚连杆在任何给定方位的向上倾斜或向下倾斜可通过加长/缩短后支柱、曲柄臂、前支柱和/或摆杆来调节。

如图26C-26E所示，健身设备586的第九实施例还可包括与脚连杆602，610和上枢轴616相连的右和左臂连杆系640，642。如图26C所示，右臂连杆系包括在上枢轴616与前支柱594枢轴式地相连的右杠杆臂644。右杠杆臂644通过右延伸连杆646与右脚连杆602联接。更具体地说，右延伸连杆646的后端部分与右脚连杆的前端部分枢轴式地相连，并且右延伸连杆的前端部分与右杠杆臂644的下端部分枢轴式地相连。类似于右臂连杆系，左臂连杆系包括在上枢轴616与前支柱594枢轴式地相连的左杠杆臂648。左杠杆臂648通过左延伸连杆650与左脚连杆610联接。更具体地说，左延伸连杆650的后端部分与左脚连杆的前端部分枢轴式地相连，并且左延伸连杆的前端部分与左杠杆臂648的下端部分枢轴式地相连。因此，臂连杆系可与脚摆杆相连，以允许使用者通过拉和推动杠杆臂来执行脚连杆相对于滚柱导向连杆的运动。可以理解，图26C所示的臂连杆系可以各种方式与健身设备相连，并且包括各种数量的连杆。例如，图26D和26E显示，延伸连杆646，650的后端部分与脚连杆602，610的在前中间部分枢轴式地相连。在其它构造中，臂连杆系不包括延伸连杆，并且因此与脚连杆直接枢轴式地相连。

健身设备652的第十实施例如图27A和27B所示，其包括具有基座部分656的机架654，基座部分656带有从这里向上延伸的前支柱658和后支柱660。第十实施例还包括类似于关于第九实施例如上所述的右和左脚连杆662，664。因此，各脚连杆662，664包括面向下的弧形向前凸轮面666和面向下的弧形向后凸轮面668。如下更详细地所述，脚连杆上的凸轮面与前和后曲柄臂滚动式地相接合，所述前和后曲柄臂与机架可旋转地相连，以便提供可变步幅轨迹。关于第九实施例如上所述，图27A和27B所示的脚连杆也支撑脚接合部分670，672。

如图27A和27B所示，左和右后曲柄臂674，676在后曲柄轴线678与机架654的后支柱660可旋转地相连，并且左和右前曲柄臂680，682在前曲柄轴线684与机架的前支柱658可旋转地相连。参考其它实施例如上所述，曲柄臂也设置成彼此不同相位地行进180度。健身设备652还包括在各曲柄轴线678与链轮688，684相连的链条686，以便协调前和后曲柄臂的旋转。前和后凸轮滚柱690，692与前和后曲柄臂可旋转地相连。如图27A和27B所示，脚连杆662，664上的凸轮面666，668被滚动式地支撑在凸轮滚柱690，692上。因此，脚连杆可相对于曲柄臂沿着向前和向后方向滚动，这就为使用者提供了在使用健身设备的同时改变其步幅的能力。尽管链条和链轮的设置用于将前和后曲柄臂相连起来，但是可以理解，曲柄臂可通过其它设置相连在一起，例如皮带和滑轮，齿轮装置，直接干涉驱动，等等。

随着第十实施例652的脚连杆662，664相对于曲柄臂运动，凸轮面的形状就影响脚接合部分670，672连同与之相接合的使用者脚的方位。例如，随着任一脚连杆相对于曲柄臂向前运动，向前凸轮面上的向前凸轮滚柱的接合将导致脚连杆的向前部分向上地运动。因此，放置在脚连杆的脚接合部分上的使用者的脚将定位成使得使用者的脚趾相对于使用者的脚跟抬起。或者，随着任一脚连杆相对于曲柄臂向后地运动，向后凸轮面上的向后凸轮滚柱的接合将导致脚连杆的向后部分向上地运动。因此，放置在脚接合部分上的使用者的脚将定位成使得使用者的脚跟相对于使用者的脚趾抬起。因此，向前凸轮面和向后凸轮面的形状将影响对于给定的步幅长度而言，要求使用者脚踝运动多少。

为了操作图27A和27B所示的健身设备652，使用者将他的脚放置成与右和左脚接合部分670，672操作式接触。使用者然后通过朝着前支柱658向前跨步进行健身。由使用者施加给脚接合部分的力导致脚连杆662，664来回运动。同时，后曲柄臂674，676围绕后曲柄轴线678旋转，并且前曲柄臂680，682围绕前曲柄轴线684旋转。因为脚连杆662，664由曲柄臂上的凸轮滚柱690，692滚动式地支撑，所以，脚连杆运动的轨迹是可变的，并且可随着曲柄臂旋转通过使用者的步幅长度来施加影响。因此，脚连杆运动的轨迹不是由曲柄臂和机架的几何限制单独地规定的。因此，使用者可在使用健身设备的同时基于使用者的步幅而动态地调节脚接合部分的行进轨迹。

如图27C所示，健身设备652的第十实施例还可包括右和左臂连杆系694，696，其类似于关于第九实施例如上所述。如图所示，右和左臂连杆系与脚连杆662，664和从机架的基座部分656向上地延伸的臂支撑支柱700上的上枢轴698相连。如图27C所示，右臂连杆系包括右杠杆臂702，其在上枢轴698与臂支撑支柱700枢轴式地相连。右杠杆臂702通过右延伸连杆704与右脚连杆662联接。更具体地说，右延伸连杆704的后端部分与右脚连杆的前端部分枢轴式地相连，并且右延伸连杆的前端部分与右杠杆臂702的下端部分枢轴式地相连。类似于右臂连杆系，左臂连杆系包括左杠杆臂706，其在上枢轴698与臂支撑支柱700枢轴式地相连。左杠杆臂706通过左延伸连杆708与左脚连杆664联接。更具体地说，左延伸连杆708的后端部分与左脚连杆的前端部分枢轴式地相连，并且左延伸连杆的前端部分与左杠杆臂706的下端部分枢轴式地相连。因此，臂连杆系可与脚连杆相连，以允许使用者通过拉和推动杠杆臂而执行脚连杆相对于曲柄臂的运动。

健身设备710的第十一实施例如图28A-28D所示。第十一实施例包括与机架716操作式地相连的右连杆组件712和左连杆组件714。机架716包括与基座部件722的相对端部分相连的向前踏板718和滚柱踏板720。机架还包括从向前踏板向上延伸的前支柱724。如下所述，右连杆组件712包括右脚连杆726，其被滚动式地支撑在右滚柱导向连杆728上，以便提供可变步幅轨迹。类似于右连杆组件，左连杆组件714包括被滚动式地支撑在左滚柱导向连杆732上的左脚连杆730。关于其它实施例如上所述，脚连杆支撑着右和左脚接合部分734，736。

如图28A和28B所示，前、后脚连杆滚柱738，740与右和左脚连杆726，730的底侧可旋转地相连。脚连杆滚柱适于接合在滚柱导向连杆728，732上，以允许脚连杆726，730沿着滚柱导向连杆的长度前后滚动。右和左脚连杆也通过第一缆索-滑轮组件742而彼此操作式地相连。如下所述，第一缆索-滑轮组件将右和左脚连杆操作式地连接在一起，使得当一个脚连杆向后地运动时，另一脚连杆向前运动。

如图28A所示，第一缆索-滑轮组件742包括与右滚柱导向连杆728的向前部分可旋转地相连的右滑轮744，以及与左滚柱导向连杆732的向前部分可旋转地相连的左滑轮746。第一中心滑轮748与从前支柱724向后延伸的中心滑轮轴750可旋转地相连。第一缆索752经过右滑轮、左滑轮和第一中心滑轮，以便将左脚连杆730与右脚连杆726相连起来。更具体地说，第一缆索752与左脚连杆730相连并从这里向前延伸，以便部分地缠绕左滑轮746。第一缆索从左滑轮向上延伸，并且部分地缠绕第一中心滑轮748。第一缆索从第一中心滑轮向下延伸，并且部分地缠绕右滑轮744。第一缆索从右滑轮向后延伸，并且与右脚连杆726相连。如前面所述，脚连杆通过第一缆索-滑轮组件彼此操作式地相连，以便沿着滚柱导向连杆提供相对的脚连杆运动。例如，当左脚连杆沿着左滚柱导向连杆向后地运动时，第一缆索752从左滑轮746被向后拉，从而导致左滑轮顺时针旋转(从健身设备的右侧看去)。第一中心滑轮748又逆时针旋转(从健身设备的后面侧看去)，其又导致右滑轮744to逆时针旋转(从健身设备的右侧看去)。第一缆索又沿着右滚柱导向连杆728在向前方向上拉右脚连杆726。

如图28A所示，第二缆索-滑轮组件754将右滚柱导向连杆728的前端部分与左滚柱导向连杆732操作式地连接，以便提供滚柱导向连杆的前端部分的相反的上下运动。第二缆索-滑轮组件754包括与中心滑轮轴750可旋转地相连的第二中心滑轮756。尽管第一中心滑轮748和第二中心滑轮756都是由中心滑轮轴可旋转地来支撑的，但是，第一和第二中心滑轮彼此独立地旋转。第二缆索758与左滚柱导向连杆732的向前部分相连，并且从这里向上地延伸，以便部分地缠绕第二中心滑轮756。第二缆索从第二中心滑轮向下延伸，并且与右滚柱导向连杆728的向前部分相连。如图28A所示，右和左滚柱导向连杆728，732的后端部分被可旋转地被支撑在滚柱踏板720上。更具体地说，右和左导向滚柱760，762分别与右和左滚柱导向连杆可旋转地相连，并且适于沿着滚柱踏板来回滚动。第二缆索-滑轮组件操作式地将右和左滚柱导向连杆连接在一起，使得当一个滚柱导向连杆向下运动时，另一滚柱导向连杆向上运动。例如，当左滚柱导向连杆的向前部分向下运动时，第二缆索被向下拉，这又导致第二中心滑轮逆时针旋转(从健身设备的后面侧看去)。第二缆索用于从第二中心滑轮向上拉动右滚柱导向连杆的向前部分。随着滚柱导向连杆的向前部分沿着相反方向上下运动，则导向滚柱沿着滚柱踏板来回运动，以便帮助保持第二缆索在右和左滚柱导向连杆和第二中心滑轮之间的一般垂直对准。

为了操作如图28A-28C所示的健身设备710，使用者将他的脚放置成与位于右和左脚连杆726，730顶面上的右和左脚接合部分734，736操作式接触。使用者然后通过朝着前支柱724向前跨步进行健身。由使用者连同第一缆索-滑轮组件一起施加给脚接合部分的向前力和向后力导致脚连杆彼此相对于对方在相反的方向上沿着滚柱导向连杆来回运动。使用者还可以步进的方式运动，以便在脚连杆的脚接合部分上施加垂直力。由使用者连同第二缆索-滑轮组件施加给脚接合部分的向下力导致滚柱导向连杆围绕导向滚柱上下枢轴转动，这又使脚连杆彼此相对于对方沿着相反的方向而上下运动。因为第一和第二缆索-滑轮组件彼此独立地操作，所以，使用者可动态地调节脚接合部分沿着滚柱导向连杆的行进轨迹，而同时动态地调节脚接合部分的上下运动。

图28A和28C的比较显示了脚连杆726，730和滚柱导向连杆728，732的运动可如何影响脚接合部分734，736和与之相接合的使用者的脚的位置。如图28A所示，左滚柱导向连杆732的向前部分相对于右滚柱导向连杆728的向前部分处于向上位置，并且左脚连杆730相对于右脚连杆726处于向前位置。如图28C所示，滚柱导向连杆的向前部分彼此相对于对方一般地处在相同的高度，并且对于滚柱导向连杆，各脚连杆彼此相对地处在类似的位置。图28A和28C之间的脚连杆位置变化是通过滚柱导向连杆围绕导向滚柱760，762的旋转部分地实现的，并且是通过脚连杆沿着长度滚柱导向连杆的运动部分地实现的。更具体地说，左脚连杆730沿着从图28A至图28C的向后方向的运动就在向前方向上拉动右脚连杆726(通过第一缆索-滑轮组件)，并且左脚连杆沿着从图28A至图28C的向下方向的运动导致右脚连杆(通过第二缆索-滑轮组件)在向上方向上运动。因为滚柱导向连杆从导向滚柱朝着前支柱向上倾斜，所以，使用者的脚将始终定位成使得使用者的脚趾将处在比使用者的脚跟更高的高度。可以理解，健身设备的其它实施例可构造成允许滚柱导向连杆运动，以便从导向滚柱朝着前支柱沿着向下方向倾斜。

如图28D所示，健身设备710的第十一实施例还可包括右和左臂连杆系764，766，其类似于关于第九实施例如上所述的臂连杆系。如图所示，右和左臂连杆系与脚连杆726，730和前支柱724上的上枢轴768相连。如图28D所示，右臂连杆系包括在上枢轴与前支柱枢轴式地相连的右杠杆臂770。右杠杆臂770也通过右延伸连杆772与右脚连杆726联接。更具体地说，右延伸连杆772的后端部分与右脚连杆的前端部分枢轴式地相连，并且右延伸连杆的前端部分与右杠杆臂770的下端部分枢轴式地相连。类似于右臂连杆系，左臂连杆系包括在上枢轴768与前支柱724枢轴式地相连的左杠杆臂774。左杠杆臂也通过左延伸连杆776与左脚连杆730联接。更具体地说，左延伸连杆776的后端部分与左脚连杆的前端部分枢轴式地相连，并且左延伸连杆的前端部分与左杠杆臂774的下端部分枢轴式地相连。因此，臂连杆系可与脚连杆相连，以允许使用者通过拉和推动杠杆臂来执行脚连杆相对于滚柱导向连杆的运动。

从本发明的各种设置和实施例的以上描述中可以理解，已经介绍了这样的可变步幅健身设备，其包括第一和第二连杆组件，第一和第二曲柄臂，以及机架。健身设备可以各种不同方式来形成，并且以各种不同的方式来工作，这取决于连杆组件是如何构成以及与机架联接的。可以理解，关于本发明各设置和实施例所述的特征可以一定程度地互换，以便超出在这里具体描述的设置和实施例的许多变型也是可以的。例如，在本文所述的任何实施例介绍中，曲柄臂可以与电动机、飞轮、电磁阻力装置、性能反馈电子器件和其它特征或它们的组合操作式地相连。

如上所述，本发明的另外的多个方面涉及用于可变步幅健身设备的可释放连接机构。可释放连接机构提供了连杆组件的各种元件的选择性的和/或自动的联接，这就选择性地取消或者限制了使用者在使用健身设备的同时动态地改变他的步幅轨迹的能力。如下更详细地所述，可释放连接机构的一些实施例选择性地和/或自动地接合在凸轮滚柱上，以防止凸轮滚柱沿着健身设备的凸轮件的长度而运动。更具体地说，可释放连接机构的实施例可操作，用于将凸轮件与相应的凸轮滚柱相连或者断开连接。当阻止凸轮滚柱沿着凸轮件长度滚动时，并不阻止凸轮滚柱相对于相应的曲柄臂旋转。因此，可释放连接机构可选择性地将健身设备配置成具有固定的步幅轨迹。还应当理解，可释放连接机构的一些实施例还可设置成选择性地和/或自动地接合凸轮滚柱，以便限制凸轮滚柱沿着凸轮件的长度而运动，这与防止凸轮滚柱相对于凸轮件滚动形成对比。

如下更详细地所述，可释放连接机构可包括锁定部件，其用于选择性地联接可变步幅健身设备上的连杆组件的各种元件，以便选择性地取消或限制健身设备的可变步幅轨迹特征。在一些实施例中，可释放连接机构包括促动装置，其可选择性地使锁定部件运动，以便联接连杆组件的元件。各种类型的促动装置可与可释放连接机构一起使用，例如螺线管，手工操作的开关或锁件，直流电动机，或交流电动机。还应当理解，其它形式的促动装置可利用各种形式的能量，例如在压力下工作的空气或各种类型的液压流体。可释放连接机构的实施例还可包括一个或多个弹簧部件，用于移动锁定部件与连杆组件的元件脱离联接，从而将可变步幅轨迹特征恢复给健身设备。应当理解，各种类型的弹簧部件可与可释放连接机构一起使用，例如线性弹簧或扭转弹簧，片簧，或松紧带。尽管如下所述的可释放连接机构的实施例包括促动装置和弹簧部件，但是可以理解，其它实施例不必包括弹簧部件。例如，一些实施例包括两个促动装置，例如螺线管或手工操作的开关，以便移动锁定部件而使之与连杆组件的元件联接和脱离联接。此外，可释放连接机构的实施例可包括弹簧部件，用于移动锁定部件而使连杆组件与促动装置的元件联接，以便与连杆组件的元件脱离联接。

在一些实施例中，可配置可释放连接机构，以允许使用者选择性地使凸轮滚柱与凸轮件相接合或者脱离接合，以便取消和恢复健身设备的可变步幅特征。还应当理解，可释放连接机构并不限于与具有凸轮件和凸轮滚柱的可变步幅健身设备一起使用。因此，可释放连接机构的其它实施例可设置成选择性地将各种其它连杆系构造连接在一起，以便取消和恢复健身设备的可变步幅特征。可释放连接机构也可设置成在健身设备起动过程中自动地接合和脱离接合。可释放连接机构的自动接合和脱离接合也可依赖于各种类型的触发器信号，例如滑轮或定时器的转速。其它实施例仍可提供可释放连接机构的手动和自动的接合和脱离接合。

如前面所述，可释放连接机构的实施例可设置成选择性地将凸轮件与凸轮滚柱相连起来。因此，可释放连接机构的实施例可设置成与本文所述和所示的具有由凸轮滚柱滚动式地支撑的凸轮件的许多健身设备一起操作。还应当理解，与本文所述和所示不同的可变步幅健身设备，例如2004年2月26日提交的美国专利申请No.10/789182和2001年3月30日提交的美国专利申请No.09/823362(现在的美国专利No.6689019)中所公开的健身设备，也可采用可释放连接机构，这两件美国专利申请均通过引用而结合于本文中。例如，图29A和29B显示了美国专利No.6689019中所述的可变步幅健身设备778的一个实施例，其可采用可释放连接机构。如图29A和29B所示，该健身设备包括右连杆组件780和左连杆组件782，它们与机架784操作式地相连，以便提供可变步幅轨迹。图29A和29B所示健身设备的连杆组件各包括与脚连杆790的后端部分788相连的凸轮件786。凸轮件各自由相应凸轮滚柱792滚动式地支撑，凸轮滚柱792与构造成可围绕曲柄轴线796旋转的相应曲柄臂794可旋转地相连。如下更详细地所述，可释放连接机构可与图29A和29B所示类型的可变步幅健身设备一起使用，以便选择性地和/或自动地将凸轮件与凸轮滚柱相连接，以便取消使用者在使用健身设备的同时动态地改变他的步幅轨迹的能力。

图30A-30E显示了可与可变步幅健身设备的各种实施例一起使用的可释放连接机构798的第一实施例。图30A-30E也显示了具有凸轮面802的凸轮件800的详细视图，凸轮面802被滚动式地支撑在凸轮滚柱804上。如同关于可变步幅健身设备各种实施例如上所述，凸轮滚柱804又通过凸轮滚柱轴808与曲柄臂806可旋转地相连。尽管如图30A-30E所示的凸轮件和凸轮滚柱类似于关于图10和11所示健身设备如上所述的凸轮件和凸轮滚柱，但是可以理解，本文所公开的可释放连接机构的实施例可与本文所论述的其它可变步幅健身设备的右或左凸轮件一起使用。如图30A-30E所示，可释放连接机构798包括与凸轮件800枢轴式地联接的锁板812形式的锁定部件810。如下更详细地所述，锁板812可自动地和/或选择性地移动至与凸轮滚柱相接合，以便将凸轮滚柱沿着凸轮件的长度保持在固定的位置。尽管锁板与凸轮滚柱相接合以便限制或阻止沿着凸轮面长度的运动，但是，锁板并不阻止凸轮滚柱围绕凸轮滚柱轴旋转。

如图30A-30E所示，锁板812通过铰链816与支撑结构814枢轴式地相连。支撑结构包括从凸轮件800的顶面820向上延伸的第一支撑部件818。尽管第一支撑部件818在凸轮顶点位置与凸轮件相连，但是可以理解，第一支撑部件可在图30A所示位置的前后和/或左右位置与凸轮件相连。如图30C所示，第二支撑部件822从第一支撑部件818向外延伸，并且铰链支撑部件824与第二支撑部件822的底侧826相连。铰链816包括与铰链支撑部件824相连的第一铰链板828以及与锁板812相连的第二铰链板830。尽管该图显示铰链用螺栓连接在铰链支撑部件和锁板上，但是可以理解，铰链可利用其它合适的手段如焊接来连接。

如前面所述，锁板812选择性地接合在凸轮滚柱轴808上，以便将凸轮滚柱沿着凸轮面802的长度保持在固定的位置，同时允许凸轮滚柱804围绕凸轮滚柱轴808旋转。如图30D和30E所示，锁板包括凸轮滚柱接合部分832。凸轮滚柱接合部分832由第一楔形部分834和第二楔形部分836所限定，第一楔形部分834和第二楔形部分836设置成使得锁板812的厚度从锁板的任一边缘朝着锁板中心逐渐地增加。凸轮滚柱槽口838被限定在第一楔形部分834和第二楔形部分836之间。凸轮滚柱槽口838适于接受从凸轮滚柱804朝着锁板812向外延伸的凸轮滚柱轴808的端部分839。如下更详细地所述，当凸轮滚柱轴的端部分被容纳在凸轮滚柱槽口中时，凸轮滚柱就沿着凸轮面的长度被保持在固定的位置。

如图30A-30E所示，可释放连接机构798包括扭转弹簧842形式的弹簧部件840，其与铰链816联接，以便在锁板812上施加偏置力。来自弹簧部件840的偏置力用于使锁板向下(沿着图30D的方向A)枢轴转动至与凸轮滚柱轴808相接合。可以理解，本发明的其它实施例可以其它方式设置成可提供偏置力，例如利用相连在锁板和支撑结构之间的螺旋弹簧或松紧带。如图30B所示，锁定部件844从第一支撑部件818朝着锁板812向外延伸至第二支撑部件822，并且限制锁板朝着凸轮件800枢轴式运动。图30D显示了与凸轮滚柱轴相接合的锁板，其中凸轮滚柱轴808的端部分839容纳在凸轮滚柱槽口838中。

如图30B-30E所示，可释放连接机构798包括线性螺线管848形式的促动装置846，用于选择性地促动锁板812向外(在图30E的方向B上)枢轴转动，以便使锁板从凸轮滚柱轴808上脱离接合，这又允许凸轮滚柱804沿着凸轮面的长度而运动。如图30B-30E所示，螺线管848延伸穿过凸轮件800中的第一孔850，并且穿过从锁定部件810向下延伸的螺线管支撑部件854中的第二孔852而与支撑结构814相连。如图30E所示，当螺线管接通时，插棒式铁心856从螺线管支撑部件向外延伸，并且在锁板812上施加向外的力。锁板也可包括缓冲垫，以帮助吸收来自于螺线管插棒式铁心的冲击，并且有助于防止损坏插棒式铁心和/或锁板。由插棒式铁心856施加的向外力大于弹簧部件840的偏置力，因此，锁板围绕铰链816向外地枢轴旋转脱离凸轮件(在图30E的方向B上)。如图30E所示，插棒式铁心856从螺线管延伸一段足够的距离，这一距离足以导致锁板812运动至足够远离凸轮件，使得锁板的接合部分832脱离凸轮滚柱轴808的行进轨迹。因此，凸轮滚柱可不受锁板阻挡地沿着凸轮面的长度滚动。

如图30D所示，当螺线管848被断电时，来自于弹簧部件840的偏置力导致锁板812围绕铰链816朝着凸轮件800向内(在图30D的方向A上)枢轴转动，从而将插棒式铁心856推回到螺线管中，直到锁板812贴靠在锁定部件844上。更具体地说，偏置力用于将锁板的接合部分832定位在凸轮滚柱轴808的行进轨迹中。如果凸轮滚柱轴与锁板的接合部分正确地对准，则凸轮滚柱轴808的端部分839将容纳于凸轮滚柱槽口838内，这又限制或阻止凸轮滚柱804沿着凸轮面802的长度滚动。如果凸轮滚柱804沿着凸轮面802定位在某一位置，使得凸轮滚柱轴808并未对准以便容纳于凸轮滚柱槽口838内，那么，凸轮滚柱可沿着凸轮面滚动，以便凸轮滚柱轴与锁板812上的第一楔形部分834或第二楔形部分836接触。随着凸轮滚柱轴朝着凸轮滚柱槽口而沿着锁板的楔形部分运动，那么凸轮滚柱轴808将迫使锁板向外枢轴转动离开凸轮件。一旦凸轮滚柱轴与凸轮滚柱槽口对准，则来自于弹簧部件840的偏置力就导致锁板朝着凸轮件枢轴转动，使得凸轮滚柱轴808的端部分839容纳于凸轮滚柱槽口内，这又限制或阻止凸轮滚柱沿着凸轮面的长度滚动。

图31A-31D显示了可释放连接机构798′的第二实施例。类似于参见图30A-30E如上所述的可释放连接机构798，第二实施例包括锁定部件810′，其设置成选择性地接合在凸轮滚柱804上，以便限制或阻止沿着凸轮件800的长度运动，同时允许凸轮滚柱围绕凸轮滚柱轴808旋转。然而，除了应用如上所述的锁板812之外，作为替代，第二实施例的锁定部件810′可采取底部引导件858的形式。因此，图31A-31D所示可释放连接机构包括设置成自动地和/或选择性地移动底部引导件858而使之与凸轮滚柱相接合或脱离接合的促动装置846′和弹簧部件840′。更具体地说，底部引导件接合在凸轮滚柱804的外滚动面860上，这就在凸轮滚柱804、凸轮件800和底部引导件858之间产生了摩擦力。摩擦力限制凸轮滚柱沿着凸轮件的旋转运动。还可以理解，摩擦力可足够大，以防止凸轮滚柱沿着凸轮件滚动。如下更详细地所述，底部引导件858与凸轮件800枢轴式地相连。包括螺旋弹簧862的弹簧部件840′被偏压，以便使底部引导件858枢轴转动至与凸轮滚柱804形成接合。相反，包括直流电动机864的促动装置846′设置成选择性地促动底部引导件枢轴转动，以便使底部引导件与凸轮滚柱脱离接合。

如前面所述，底部引导件858与凸轮件800枢轴式地相连。如图31A所示，底部引导件858沿着凸轮件800的长度成弧形地延伸。该弧形一般地平行于凸轮件所限定的弧形。底部引导件858的第一端部分866通过凸轮件800的第一端部分870附近的铰链868枢轴式地相连。可以理解，底部引导件不必通过铰链与凸轮件相连。例如，底部引导件的第一端部分可与凸轮件一体式地相连，并且由允许底部引导件相对于凸轮件弹性地上下弯曲的弹性材料制成。如下更详细地所述，弹簧部件840′向上拉底部引导件858，以便促使底部引导件围绕铰链(在图31D的方向A上)枢轴转动，从而使底部引导件与凸轮滚柱相接合。相反，直流电动机864在接通后，将向下推动底部引导件858，以便驱动底部引导件围绕铰链(在图31C的方向B上)枢轴转动，从而使底部引导件从凸轮滚柱上脱离接合。

如图31A和31B所示，弹簧部件840′与凸轮件800和底部引导件858相连。更具体地说，弹簧的两相对端部分与底部导向延伸部874上的第一弹簧连接接片872和弹簧连接板878上的第二弹簧连接接片876相连。如图31A和31B所示，底部导向延伸部874从底部引导件858的第二端部分880延伸到凸轮件800的第二端部分882下方。弹簧连接板878从凸轮件800的顶面820向上延伸。弹簧部件840′从与第一弹簧连接接片872相连的第一环图884向下延伸穿过凸轮件800内形成的弹簧孔886，而到达与第二弹簧连接接片876相连的第二环圈888。如图31B最佳地所示，第一和第二弹簧连接接片也可包括缺口890，其适于接受部分第一和第二环圈，以便帮助阻止第一和第二环圈沿着第一和第二弹簧连接接片的长度滑动以及脱离第一和第二弹簧连接接片。弹簧部件840′可连接在底部导向延伸部874和弹簧连接板878之间，使得弹簧部件840′延长至超出其零偏转长度。因此，该弹簧提供了偏置力，其导致底部引导件858围绕铰链868朝着凸轮件800向上地(在图31D中的方向A上)枢轴转动，以便压靠在凸轮滚柱804的外滚动面860上。可以理解，本发明的其它实施例可以其它的方式来配置，以便提供偏置力，例如配置成带有松紧带或弹簧加载的铰链。

如前面所述，当直流电动机864接通时，底部引导件858围绕铰链(在图31C的方向B上)被向下推，以便使底部引导件858从凸轮滚柱804上脱离接合，这就允许凸轮滚柱沿着凸轮件的长度运动。如图31B所示，直流电动机864安装在L形板892上，L形板892与凸轮件804的第二端部分882相连并且从这里向下延伸。可以理解，L形板可通过任何合适的手段与凸轮件相连，例如焊接或利用紧固件等手段。直流电动机864与L形板892的第一侧894相连，并且包括延伸穿过L形板中的孔898的轴896。促动盘900与相邻于L形板892的第二侧904的轴896的端部分902偏心地相连。如下更详细地所述，当直流电动机864接通时，轴896和促动盘900一起旋转，这又驱动底部引导件向下(在图31C的方向B上)枢轴转动。

当直流电动机864接通时，偏心地安装的促动盘900旋转，并且对与底部导向延伸部874相连的槽道部件906施加作用力，其促使底部引导件858向下枢轴转动。图31C和31D显示了可释放连接机构的视图，其中底部导向延伸部的一部分被切下，以便更好地显示槽道部件906，槽道部件906限定了U形槽道908。槽道部件906与底部导向延伸部874相连，以便将U形槽道908定位成与促动盘900的外周边面910对准。此外，U形槽道适于接受促动盘的一部分。更具体地说，U形槽道比促动盘的厚度稍宽一些，以便一部分促动盘可被接受在U形槽道的相对两侧912之间。

如图31C所示，当直流电动机864接通时，轴896驱动偏心地安装的促动盘900旋转，其施加作用力在U形槽道908的底面914上。促动盘在轴上的偏心安装限定了第一周边部分916和第二周边部分918。第一周边部分916包括盘周边面910的比较远离轴896的那一部分，而第二周边部分918包括盘周边面的相对比较接近该轴的那一部分。当直流电动机接通时，促动盘900旋转，以便将促动盘的第一周边部分916定位成与底部导向延伸部874形成接触。因此，促动盘施加向下力到底部导向延伸部上。促动盘所施加的向下力大于弹簧的偏置力，因此，底部导向围绕铰链向下枢轴转动而离开凸轮件(在图31C的方向B上)。凸轮滚柱又可沿着凸轮面的长度滚动，而未受到摩擦力的阻碍。一旦底部引导件与凸轮滚柱脱离接合，如图31C所示，直流电动机可被断电。底部引导件上的弹簧部件所施加的向上力用于将底部导向延伸部贴靠在促动盘上。促动盘保持底部引导件处于如图31C所示的脱离接合位置，直到直流电动机重新接通。

当直流电动机864重新接通时，促动盘旋转，以便将促动盘900的第二周边部分918定位成与底部导向延伸部874相接触。同时，弹簧部件840′的偏置力(在图31D的方向A上)向上拉底部引导件858。因此，槽道部件906在促动盘900的外周边上施加向上力，这就导致底部引导件858朝着凸轮件向上运动，并且压靠在凸轮滚柱804的外滚动面860上。随着底部引导件向上运动，底部导向延伸部874压靠在促动盘900的外周边面上。一旦促动盘旋转至其中第二周边部分918相邻于U形槽道908的底面914的位置，则直流电动机可重新被断电。如前面所述，来自于弹簧部件840′的向上拉动底部导向延伸部874的偏置力导致底部引导件858压靠在凸轮滚柱804的外滚动面860上。因此，在凸轮滚柱的外滚柱面和凸轮件以及底部引导件之间产生摩擦力。作用在凸轮滚柱上的摩擦力足以限制或阻止凸轮滚柱沿着凸轮面的长度滚动。

图32A-32C显示了可释放连接机构798″的第三实施例。如同第二实施例798′一样，可释放连接机构798″的第三实施例包括直流电动机864′形式的促动装置846″，用于促动锁定部件810″和底部引导件858′枢轴转动，而与凸轮滚柱804形成接合和脱离接合。尽管图31A-32C所示促动装置是作为直流电动机来介绍的，但是可以理解，其它实施例可包括旋转螺线管。尽管第三实施例798″以类似于参见图31A-31D如上所述的第二实施例798′的方式起作用，但是，在第二和第三实施例之间还是存在一些结构差异。例如，与采用促动盘形成对比的是，第三实施例798″采用与直流电动机864″相连的长圆形促动部件920，以便驱动底部引导件枢轴转动。此外，第三实施例采用松紧带922形式的弹簧部件840″，而非采用螺旋弹簧，以用于施加偏置力使导向部件与凸轮滚柱相接合。

类似于参见图31A-31C如上所述的导向部件，图32A和32C所示底部引导件858′与凸轮件800枢轴式地相连。如图32A和32C所示，底部引导件858′沿着凸轮件的长度以弧形的形式延伸。类似于第二实施例，弧形一般平行于凸轮件所限定的弧形。底部引导件858′的第一端部分866′通过靠近凸轮件800的第一端部分870′的铰链868′而与凸轮件800枢轴式地相连。如同如上所述的第二实施例，可以理解，底部引导件不必通过铰链与凸轮件相连。例如，底部引导件的第一端部分可与凸轮件一体式地相连，并且由允许底部引导件相对于凸轮件上下弯曲的弹性材料制成。如图32A和32C所示，可释放连接机构798″还可包括沿着底部引导件858′的一部分长度延伸的套筒或垫923。凸轮滚柱804当底部引导件向上枢轴转动并且与凸轮滚柱形成接合时，垫923可有助于防止损坏。还可以理解，垫可在底部引导件的整个长度上延伸。

仍然参见图32A-32C，松紧带922与凸轮件800和底部引导件858′相连。更具体地说，松紧带922的相对的端部分与底部导向延伸部874′上的第一连接接片924和带连接板926相连，带连接板926与凸轮件800的顶面820相连。如图32所示，底部导向延伸部874′从底部引导件858′的第二端部分880′延伸到与凸轮件800的第二端部分882′相连的L形支架928下方。松紧带922可以张紧的方式连接在第一连接接片和带连接板之间。因此，松紧带提供了偏置力，该偏置力导致底部引导件朝着凸轮件(在图32C中的方向A上)围绕铰链868′向上地枢轴转动，以便压靠在凸轮滚柱的外滚动面860上。可以理解，本发明的其它实施例可以其它的方式来配置，以便例如利用弹簧或弹簧加载的铰链等等来提供偏置力。

如图32B所示，直流电动机安装在与凸轮件800第二端部分882′相连的L形支架928上。L形支架包括横向延伸部分930和纵向延伸部分932。可以理解，L形支架可以各种不同方式与凸轮件相连，例如通过焊接或利用紧固件来连接。直流电动机864′与L形支架的横向延伸部分930的第一侧934相连，并且包括延伸穿过L形支架的轴896′。长圆形促动部件920与相邻于L形支架横向延伸部分930的第二侧936的轴896′的端部分902′相连。如下更详细地所述，当直流电动机864′接通时，轴896′和促动部件920一起旋转，这又促使底部引导件(在图32A中的方向B上)向下枢轴转动。

当直流电动机864′接通时，促动部件920旋转，并且在底部导向延伸部874′上施加向下力，其促使底部引导件858′向下枢轴转动。如图32B所示，促动部件920的长圆形形状限定了第一周边部分938和第二周边部分940。第一周边部分包括促动部件周边面942的相对比较远离轴896′的那一部分，而第二周边部分940包括促动部件周边面的相对比较接近该轴的那一部分。当直流电动机接通时，促动部件旋转，以便将第一周边部分定位成与底部导向延伸部相接触。因此，促动部件在底部导向延伸部上施加向下力。促动部件所施加的向下力大于松紧带922的偏置力，因此，底部引导件858′围绕铰链868′(在图32A中的方向B上)以远离凸轮件的方式向下枢轴转动。凸轮滚柱804又可沿着凸轮面的长度滚动，而不会受到底部引导件的阻碍。一旦底部引导件与凸轮滚柱脱离接合，如图32A所示，则直流电动机可被断电。弹簧部件在底部引导件上所施加的向上力用于保持底部导向延伸部贴靠在促动部件上。促动部件使底部引导件保持处于图32A所示的脱离接合位置，直到直流电动机重新接通。

当直流电动机864′重新接通时，促动部件920旋转，以便将促动部件920的第二周边部分940定位成与底部导向延伸部874′相接触。同时，弹簧部件840′的偏置力(在图32C中的方向A上)向上拉底部引导件858′。因此，底部导向延伸部874′在促动部件920的外周边上施加向上力，其导致底部引导件858′朝着凸轮件向上运动，并且压靠在凸轮滚柱804的外滚动面860上。随着底部引导件向上运动，底部导向延伸部874′压靠在促动部件920的外周边面上。一旦促动部件旋转至其中第二周边部分940与底部导向延伸部相接触或位于其上方的位置，则直流电动机可再次被断电。可以理解，本文所示和所述的直流电动机和螺线管可以是弹簧加载的，因此当断电时，不需要外加力来分别自动地缩回或旋转插棒式铁心或轴。仍然参见图32A-32C，底部引导件858′压靠在凸轮滚柱的外滚动面860上，这又在凸轮滚柱804的外滚动面860和凸轮件800以及底部引导件858′之间产生了摩擦力。作用在凸轮滚柱上的偏置力所产生的摩擦力足以限制或阻止凸轮滚柱沿着凸轮面的长度滚动。

可释放连接机构798

的第四实施例如图33A和33B所示。第四实施例798

包括L形支架928′，底部引导件858″形式的锁定部件810

，底部导向延伸部874″，和松紧带922′形式的弹簧部件840

，这些部件都基本上类似于关于第三实施例798″如上所述的对应部件。然而，不同于第三实施例798″的是，第四实施例798

的促动装置846

包括线性螺线管944(而非直流电动机)，以便促动导向部件围绕铰链枢轴转动。

如图33A和33B所示，L形支架928与关于第三实施例798″如上所述基本上相同的L形支架。然而，线性螺线管944与L形支架928″的纵向延伸部分932′的上侧946相连。螺线管包括延伸穿过L形支架928′的纵向延伸部分932′的插棒式铁心948。如下更详细地所述，当螺线管944接通时，插棒式铁心948向下压靠在底部导向延伸部874″上。如图33B所示，当螺线管断电时，来自于松紧带922′的偏置力向上拉底部导向延伸部874″，导致底部引导件围绕铰链868″朝着凸轮件向上枢轴转动。因此，底部引导件858″压靠在凸轮滚柱804的外滚动面860上。如上所述，作用在凸轮滚柱804上的摩擦力足以限制或阻止凸轮滚柱沿着凸轮的长度面滚动。如图33A所示，当螺线管944接通时，插棒式铁心948向下压靠在底部导向延伸部874″上。插棒式铁心所施加的向下力大于松紧带922′的偏置力，因此，底部导向延伸部围绕铰链(在图33A中的方向B上)远离凸轮件向下枢轴转动。如图33A所示，插棒式铁心948向下延伸一段足够的距离，该距离足以导致底部引导件运动至足够远离凸轮件800，使得凸轮滚柱804可沿着凸轮面的长度滚动，而不会受到底部引导件858′的阻碍。

尽管在上文中以一定的特定性来描述了本发明的不同代表性实施例，然而在不脱离本说明书和所附权利要求所阐述的发明主题的精神或范围的前提下，本领域的技术人员可以对所公开的实施例进行大量的变动。所有的方向基准(例如上、下、向上、向下、左、右、向左、向右、顶部、底部、之上、之下、垂直的、水平的、顺时针和逆时针)仅用于识别目的以帮助读者理解本发明的实施例，并非具有限制意义，尤其并非对本发明的位置、方位或应用场合有限制，除非在所附权利要求中具体地阐述。连接引用(例如相连、联接、连接等等)应被广义地解释，并且可包括部件连接与部件间相对运动之间的过渡部分。因此，连接引用不必指两个部件之间直接相连并且相互之间成固定的关系。

在一些情况下，关于″端″所介绍的构件具有特定的特征和/或与另一部件相连接。然而，本领域的技术人员可以认识到，本发明并不限于在超出其与其它部件的连接点就立即终止的构件。因此，用语″端″应当广义地解释，即包括与特定件、连杆、构件、零件、部件等的终端相邻、在后面、在前面或以其它方式与之接近的区域。在本文中直接地或间接地阐述的方法中，不同的步骤和操作以一种可行的操作顺序来描述，但本领域的技术人员可以认识到，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以重新设置、替换或取消这些步骤和操作。在以上描述中包含的以及在附图中显示的所有内容应仅视为说明性的，并不具有限制性。在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神的前提下，可以改变细节或结构。

Claims (57)

1.一种健身设备，包括：

机架；

与所述机架枢轴式地相连的至少一个摆杆；

至少一个曲柄臂，其与所述机架枢轴式地相连，并且构造成可围绕曲柄轴线旋转；

与所述至少一个曲柄臂活动地联接并且与所述至少一个摆杆可操作地联接的至少一个连杆，所述至少一个连杆与所述至少一个曲柄臂联接，以允许所述至少一个连杆和所述至少一个曲柄臂之间的、沿着所述至少一个连杆的至少第一部分的相对运动；和

至少一个锁定部件，其可运动以便可操作地接合在所述至少一个连杆和所述至少一个曲柄臂上，以便减小所述至少一个连杆和所述至少一个曲柄臂之间的、沿着所述至少一个连杆的至少所述第一部分的相对运动。

2.根据权利要求1所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个锁定部件是可动的，以便将所述至少一个连杆与所述至少一个曲柄臂相连起来。

3.根据权利要求1所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个锁定部件是可动的，以便将所述至少一个连杆与所述至少一个曲柄臂可操作地相接合，以防止所述至少一个连杆和所述至少一个曲柄臂之间的、沿着所述至少一个连杆的至少所述第一部分的相对运动。

4.根据权利要求1所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述至少一个锁定部件可操作地相连的促动装置。

5.根据权利要求4所述的健身设备，其特征在于，所述促动装置包括螺线管。

6.根据权利要求5所述的健身设备，其特征在于，当所述螺线管接通时，所述至少一个锁定部件移动，以便将所述至少一个连杆与所述至少一个曲柄臂相连。

7.根据权利要求5所述的健身设备，其特征在于，所述螺线管包括线性螺线管。

8.根据权利要求4所述的健身设备，其特征在于，所述促动装置包括直流电动机。

9.根据权利要求1所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述至少一个锁定部件可操作地联接的弹簧部件。

10.根据权利要求9所述的健身设备，其特征在于，所述弹簧部件包括螺旋弹簧。

11.根据权利要求9所述的健身设备，其特征在于，所述弹簧部件包括松紧带。

12.根据权利要求1所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个连杆是包括至少一个凸轮件的凸轮连杆。

13.根据权利要求12所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个曲柄臂包括至少一个凸轮滚柱，其适于滚动式地接合在所述至少一个凸轮件上。

14.根据权利要求13所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个锁定部件与所述凸轮连杆枢轴式地相连，所述至少一个锁定部件可在第一位置和第二位置之间运动；

其中，当所述至少一个锁定部件处在所述第一位置时，所述至少一个锁定部件与所述至少一个凸轮滚柱相连，以便限制所述至少一个凸轮滚柱沿着所述至少一个凸轮件的长度滚动；和

其中，当所述至少一个锁定部件处在所述第二位置时，所述至少一个锁定部件脱离与所述至少一个凸轮滚柱的连接。

15.根据权利要求14所述的健身设备，其特征在于，还包括：

可旋转地支撑所述至少一个凸轮滚柱的至少一个轴；和

其中，所述至少一个锁定部件包括板，所述板限定了槽道，当所述至少一个锁定部件处在所述第一位置时，所述槽道适于接受所述至少一个轴的一部分。

16.根据权利要求14所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个锁定部件包括与所述至少一个凸轮件枢轴式地相连并沿着所述至少一个凸轮件的长度延伸的导向部件，其中，所述至少一个凸轮滚柱处在所述至少一个凸轮件和所述导向部件之间。

17.根据权利要求14所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述至少一个锁定部件可操作地联接的促动装置。

18.根据权利要求17所述的健身设备，其特征在于，所述促动装置包括螺线管。

19.根据权利要求18所述的健身设备，其特征在于，当所述螺线管接通时，所述至少一个锁定部件运动至所述第一位置。

20.根据权利要求14所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述至少一个锁定部件可操作地联接的弹簧部件。

21.根据权利要求20所述的健身设备，其特征在于，所述弹簧部件包括螺旋弹簧。

22.根据权利要求20所述的健身设备，其特征在于，所述弹簧部件受到偏压，以便将所述至少一个锁定部件保持在所述第二位置。

23.一种健身设备，包括：

机架；

与所述机架枢轴式地相连的至少一个曲柄臂；

与所述至少一个曲柄臂可旋转地相连的至少一个滚柱；

至少一个连杆组件，其与所述机架可操作地联接，并且包括与所述至少一个滚柱滚动式地相接合的凸轮件，以允许所述至少一个滚柱沿着所述凸轮件的至少第一部分滚动；和

至少一个锁定部件，其可选择性地运动，以便可操作地接合在所述至少一个滚柱和所述凸轮件上，以便限制所述至少一个滚柱沿着所述凸轮件的至少所述第一部分而滚动的运动。

24.根据权利要求23所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个锁定部件是活动的，以便将所述至少一个滚柱与所述凸轮件相连起来。

25.根据权利要求23所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个锁定部件可运动，以便将所述至少一个滚柱与所述凸轮件可操作地接合，以防止所述至少一个滚柱沿着所述凸轮件的至少所述第一部分滚动。

26.根据权利要求23所述的健身设备，其特征在于，还包括：

可旋转地支撑所述至少一个滚柱的轴；和

其中，所述至少一个锁定部件包括与凸轮件枢轴式地相连的板，并且限定了槽道，所述槽道适于接受所述轴的一部分。

27.根据权利要求23所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个锁定部件包括导向部件，其与所述凸轮件枢轴式地相连，并且沿着所述凸轮件的长度而延伸，其中，所述滚柱处在所述凸轮件和所述导向部件之间。

28.根据权利要求23所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述至少一个锁定部件可操作地相连的促动装置。

29.根据权利要求28所述的健身设备，其特征在于，所述促动装置包括直流电动机。

30.根据权利要求28所述的健身设备，其特征在于，所述促动装置包括螺线管。

31.根据权利要求29所述的健身设备，其特征在于，所述螺线管包括线性螺线管。

32.根据权利要求23所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述至少一个锁定部件可操作地联接的弹簧部件。

33.根据权利要求32所述的健身设备，其特征在于，所述弹簧部件包括螺旋弹簧。

34.根据权利要求32所述的健身设备，其特征在于，所述弹簧部件包括松紧带。

35.一种健身设备，包括：

机架；

与所述机架枢轴式地相连并且构造成可围绕曲柄轴线旋转的至少一个曲柄臂；

至少一个连杆组件，其与所述机架可操作地联接，并且包括与所述至少一个曲柄臂活动地联接的至少一个连杆，从而提供了可变步幅轨迹；和

用于选择性地接合所述至少一个连杆和所述至少一个曲柄臂以便限制所述可变步幅轨迹的机构。

36.根据权利要求35所述的健身设备，其特征在于，用于选择性地接合所述至少一个连杆和所述至少一个曲柄臂的所述机构选择性地提供固定的步幅轨迹。

37.根据权利要求35所述的健身设备，其特征在于，用于选择性地接合的所述机构包括锁定部件。

38.根据权利要求37所述的健身设备，其特征在于，还包括：

至少一个滚柱；和

与所述至少一个曲柄臂相连并且可旋转地支撑所述至少一个滚柱的轴。

39.根据权利要求38所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个锁定部件包括板，所述板与至少一个连杆枢轴式地相连，并且限定了适于接受所述轴一部分的槽道。

40.根据权利要求38所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个锁定部件包括与所述至少一个连杆枢轴式地相连并且沿着所述至少一个连杆的长度延伸的导向部件，其中，所述滚柱处在所述至少一个连杆和所述导向部件之间。

41.根据权利要求37所述的健身设备，其特征在于，用于选择性地接合的所述机构还包括与所述至少一个锁定部件可操作地相连的促动装置。

42.根据权利要求41所述的健身设备，其特征在于，所述促动装置包括直流电动机。

43.根据权利要求41所述的健身设备，其特征在于，所述促动装置包括螺线管。

44.根据权利要求42所述的健身设备，其特征在于，所述螺线管是线性螺线管。

45.根据权利要求37所述的健身设备，其特征在于，用于选择性地接合的所述机构还包括与所述至少一个锁定部件可操作地联接的弹簧部件。

46.根据权利要求45所述的健身设备，其特征在于，所述弹簧部件包括螺旋弹簧。

47.根据权利要求45所述的健身设备，其特征在于，所述弹簧部件是松紧带。

48.一种健身设备，包括：

机架；

与所述机架枢轴式地相连并且构造成可围绕曲柄轴线旋转的至少一个曲柄臂；

至少一个连杆组件，其与所述机架可操作地联接，并且包括与所述至少一个曲柄臂活动地联接的至少一个连杆，从而提供了用于与所述至少一个连杆组件相关的脚支撑件的封闭的循环步幅轨迹；和

至少一个接合机构，用于选择性地接合或脱离接合所述至少一个连杆和所述至少一个曲柄臂，以便选择地将所述封闭的循环步幅轨迹在一个可变步幅轨迹和一个固定步幅轨迹中的一个之间转换。

49.根据权利要求48所述的健身设备，其特征在于，用于选择性地接合的所述机构包括锁定部件。

50.根据权利要求49所述的健身设备，其特征在于，还包括：

至少一个滚柱；和

与所述至少一个曲柄臂相连并且可旋转地支撑所述至少一个滚柱的轴。

51.根据权利要求50所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个锁定部件包括板，所述板与至少一个连杆枢轴式地相连，并且限定了适于接受所述轴一部分的槽道。

52.根据权利要求50所述的健身设备，其特征在于，所述至少一个锁定部件包括与所述至少一个连杆枢轴式地相连并且沿着所述至少一个连杆的长度延伸的导向部件，其中，所述滚柱处在所述至少一个连杆和所述导向部件之间。

53.根据权利要求48所述的健身设备，其特征在于，还包括与所述至少一个接合机构可操作地相连的促动装置。

54.根据权利要求53所述的健身设备，其特征在于，所述促动装置包括直流电动机、螺线管、线性螺线管中的至少一个。

55.根据权利要求49所述的健身设备，其特征在于，至少一个接合机构还包括与所述至少一个锁定部件可操作地联接的偏置部件。

56.根据权利要求48所述的健身设备，其特征在于，所述封闭的循环步幅轨迹的选择转换在使用者操作健身设备的期间出现。

57.根据权利要求48所述的健身设备，其特征在于，至少一个连杆包括与所述至少一个曲柄臂滚动式地相接合的凸轮部分。

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