CN101516457B - 肌肉调节装置 - Google Patents

Abstract

用于肌肉调节装置(10)包括一个支撑体(12)、一个可相对于本体(12)活动的罩形垫片(14)、和阻力装置，阻力装置为一个砝码组(16)和悬挂机构(18)。砝码组(16)通过悬挂机构(18)连接到罩形垫片(14)上，这样就可以施加一个阻力，阻止罩形垫片(14)从相对于本体(12)的第一位置移动到相对于本体(12)的第二位置。装置可以调节成功橄榄球并列争球需要的肌肉。

Description

肌肉调节装置

技术领域

本发明涉及一个肌肉调节装置。特别但不是排他地，本发明涉及一种肌肉调节装置，橄榄球运动员可用来锻炼肌肉和技巧，这在并列争球过程中可以发挥良好的作用。

背景技术

英式橄榄球联合会是很受欢迎的团体运动，其以高强度、全面接触的运动风格闻名。这是一项需要各种身体条件的运动，包括高度的发力、体能和供氧能力。

从生理学角度来说，力量可以是等长的或者等张的。等长力量涉及肌肉克服阻力的收缩，其中一旦收缩，肌肉的长度保持不变。沿着特定角度施加阻力，使得关节不移动，就可以锻炼这类力量。相反，等张力量所涉及的肌肉收缩是，虽然其长度变化，但是肌肉保持相对固定的张力。这样，肌肉具有一个向心阶段，此时肌肉收缩并缩短，然后是一个离心阶段，这时肌肉延长。举重可以锻炼这类力量。

为了变得更强壮并获得肌肉肥大，其中要增大已有肌肉纤维，那么就必须使得肌肉在超过通常水平下工作来使其超负荷工作。在负重训练期间，开始的收获主要是由于改善了内在肌肉协调性(2-4周)，接着是神经通路的调整(6-8周)。这导致在练习过程中所使用的肌肉纤维数量增加，并且在激活过程中效率增加。在大约10周后，肌原纤维肥大变得明显，而且肌肉纤维的尺寸也越来越大，在单次收缩过程中可以施加更多的力。

根据收缩速度，肌肉纤维分为快速收缩或慢速收缩。只有当载荷足够大时才会使用快速纤维。这样，为了锻炼这些纤维并且力量得到最大的锻炼效果，就需要使用大负荷的训练。

密集争球是橄榄球比赛中的一个重要环节，需要运动员有很强的力量。争球是在一次次要侵犯或暂停后两方各八名运动员彼此竞争来占有球。运动员在对手身上施加持续的体力是几种情形之一。并列争球构成对对手身体和心理优势搏斗的一部分，因此在这部分取胜对于教练和运动员都很重要。

三个运动员组成并列争球的前排(或″前锋团″)，因此他们与对手接触。钩球队员位于前排的中心，两侧有支柱球员(松头前锋和紧头前锋)。这些运动员通常具有很强的力量、特别在颈部和背部，因此需要准备好施加并承受在并列争球条件下所受的很大的力。并列争球的第二排是要支援前排，并由两个运动员组成。后排由三个运动员组成，8号的两侧带有一个侧翼球员。后排固定了整个队形，以保证并列争球的完整性。

每个队的前锋团大约间隔1米的距离，脸朝外，并且稍微偏离相对的前锋团。并列争球的第一个阶段是″蹲伏和保持″。

这时在两个前锋团处的运动员要屈膝，在与对手接触之前采用蹲踞姿势。图1A表示两个对抗队伍的″蹲伏和保持″位置。为简单起见，仅仅表示了每个前锋团中的一个运动员，在这种情况下，松头前锋支柱球员在左侧表示，对方紧头前锋支柱球员在右侧表示。

在接触的时候，前锋团彼此相向倾斜，每个前排运动员都要将头塞在对手的胸下。上述运动员的″接触″位置在图1B中表示。这个位置会导致每个前排运动员的颈椎、即颈部处于弯曲状态(即脊柱弯曲使得运动员的下巴朝着其胸部)。在这种状态下，两个对抗的运动员无法伸直颈部以采用想要的脊柱串联(spine-in-line)位置。在接触过程中。每个前锋团所施加的水平力(Fz)非常大，但是在接触后这个力迅速减小。可以认为接触力是运动员体重和接触速度的函数，因此他可以通过传统的体积训练就能增大。

并列争球的下一个阶段是采用正确的身体姿势用于攻击。这个阶段对于成功并列争球是关键性的，在图1C中表示。这样，进攻运动员就可以强行将他的头向上伸入对手的胸部来伸直颈椎，同时利用他的胸部给对手头部的后面施加压力。因此，进攻运动员就能采用脊柱串联姿势，该姿势可以给对手施加最理想的压力。以上所述的结果是，防守运动员不得不采用一个不佳的身体姿势，颈椎极度弯曲，胸椎笔直。这样，防守运动员非常不利于给对手施加任何压力。采用正确身体姿势期间，最大的力是颈部的力矩(Tc)，即旋转头部的力量。

一旦采用了正确的身体姿势，进攻运动员就能比对手施加更多力。并列争球的这个阶段叫做支撑推动阶段，在图1D中表示。这样，进攻运动员运用其腰部力量和等张的膝盖伸展来抬高对手，并使对手向后移动，通过并列争球标记。水平力(Fz)、垂直力(FY)和颈部的力矩(Tc)在支撑推动阶段都很重要。

考虑到上述因素，对于成功并列争球最重要的阶段是在接触后立即采用正确的身体姿势。为了使得运动员能采用所需的脊柱串联的位置，就要求等张的颈部的伸展力量(ICES)。这样，任何一个具有最大ICES的运动员都很可能首先占有这个位置，并立即比对手更有优势，因为具有正确的身体姿势的运动员可以更容易施加力Fz和FY，他们就可以向后推动对手。

橄榄球中力量训练的好处已经在文献中广泛记载了，并且所有位置和各级的运动员都要将这样的训练作为它们准备活动的一部分以满足运动的需要。但是，对于并列争球前排的运动员来说，没有特殊的调节设备。过多重视公认的力量训练例如深蹲和举重，但是很少重视加强更为关键的颈部和背部的肌群，特别是负责颈部伸展(即向后移动头部且使得下巴抬高离开胸部)的肌群。运动员必须天生强壮，或者必须经过多年的″真实的″并列争球练习，以便对这部分很熟练。

除此之外，一般来说，运动员在身体上对比赛准备得越充分，其受伤得可能性越小。通常在橄榄球中，特别在并列争球期间，会发生很多灾难性的脊柱伤害，很大程度上是由于颈椎″屈曲过度″(即弯曲超过正常范围)引起的。可以想像，通过加强颈部肌肉，运动员可以加强对这种伤害的保护，并且因此减少严重受伤或瘫痪的风险。

传统的并列争球机器在全球的学校和橄榄球俱乐部中广泛使用。最常用的机器是一个露天的辊式的机器，由全体前锋团使用。但是，对这种机器有过多种改进，包括滑车和固定架机器，其中垫片可以在弹簧张力作用下沿着滑道被推来推去。虽然这些机器可以增强适当的力量，但是它们的主要目的是团队训练和个人技术练习。

还有少量个人并列争球机器，比如Rhino、Predator和MyoQuip所制造的机器。Rhino和Predator机器都可以用气动系统来测量推动力或″并列争球力量″。另一方面，MyoQuip的″并列争球卡车″是一个基于体重的系统，目的是锻炼水平推动力，同时保持并列争球或大槌所采用的身体位置。

另外，由很多更复杂的系统，例如Scrum Master的″国际″和法国图卢兹橄榄球俱乐部所使用的系统，其在WO2005/044402中介绍了。这些系统包括预先计算机控制，并且能编程以便给使用者提供反馈。特别，图卢兹机器包括垫片，可以承受使用者肩部大体上水平力和使用者头部后面的大体上垂直力。垫片通过有阻力的接头连接到框架上，这样就可以得到施加到垫片上的力。US5,324,247公开了一种用于多轴脊柱试验和复原的装置和方法。US3,216,724公开了一种橄榄球练习装置。

本发明的一个目的是提供一种改进的肌肉调节装置，其特别可以使得前排队员可以向前，以提高他们并列争球能力。

发明内容

根据本发明第一方面，提供一种肌肉调节装置。装置包括一个本体、一个在使用中用于与使用者头部接触的头部部件、一个在使用中用于与使用者胸部接触的胸部部件。头部部件可以克服阻力力矩绕着与头部部件间隔一定距离的轴线相对本体旋转。该轴线大体穿过使用者脊柱的纵向，其中阻力力矩向前推动使用者的头部，胸部部件相对于轴线固定，并用来限制使用者胸部向前移动，其中使用者头部克服阻力力矩的运动主要锻炼颈椎。

这样，根据本发明的这个方面，头部部件和胸部部件的相对结构保证了头部克服头部部件的阻力力矩的运动锻炼了颈椎。这样，装置可以用于肌肉调节来加强橄榄球运动员的颈部以及其它人的一般体育锻炼。

在优选实施例中，头部部件用于与使用者头部的后面接触。但是，它也可以用于与使用者头部的前面、例如使用者前额接触。

胸部部件可以绕着轴线旋转。例如，胸部部件可以绕着轴线与头部部件一起旋转。典型地，旋转轴线是位于胸部部件和头部部件之间。

或者，胸部部件可以是相对于轴线是固定的，以便随着其一起旋转。在这种情况下，头部部件绕着轴线的旋转可以使得头部部件相对于胸部部件移动。

装置的结构可以容纳轴线的平移运动。在这种情况下，头部部件所绕着的轴线自身可以相对于本体移动。例如，轴线可以在水平方向和/或垂直方向移动。实际上，装置可以设定成轴线可以为弧形轨迹。

装置的结构使得轴线可以克服阻力平移运动。这样，装置就不仅能锻炼颈椎，而且能锻炼身体的其它部分，例如脊柱的胸椎和腰椎甚至腿部的肌肉组织。

装置可以包括至少一个凸轮件，其可以绕着轴线旋转。凸轮件可以包括一个远离轴线的连结点，在使用装置的时候一个力施加到该点以产生阻力力矩。这样，通过给凸轮件施加一个力就可以产生阻力力矩。例如，使用这种结构，可以通过砝码和滑轮的结构来产生阻力力矩。

施加到连结点上的力可以是阻止轴线平移运动的阻力。使用这种结构，相同阻力可以用来阻止轴线的平移运动，同时给头部部件提供阻力力矩。例如，可以使用单个缆索和砝码组来产生用来阻止轴线平移运动的阻力，同时给头部部件提供阻力力矩。实际上，如果缆索与水平方向成锐角，则单个缆索可以给轴线的垂直与水平运动提供阻力。

装置还可以包括一个肩部部件，用于与使用者的肩部接触。肩部和头部部件相对于本体可以是活动的。装置可以包括连接在肩部和头部部件上的阻力装置，以提供阻力，阻止肩部和头部部件从一个相对于本体的第一位置移动到一个相对于本体的第二位置。

这些结构本身就是一种新的结构，这样从本发明的另一个方面看提供：一种肌肉调节装置，该装置包括一个本体、一个在使用时用于与使用者肩部接触的肩部部件，一个在使用时与使用者头部接触的头部部件，肩部和头部部件可以相对于本体活动；还有连接在肩部和头部部件上的阻力装置，以提供阻力，阻止肩部和头部部件从一个相对于本体的第一位置移动到一个相对于本体的第二位置。并且其中，肩部和头部部件相对于本体可以是可旋转的。

这样，从这方面来看，本发明可以调节成功并列争球所需的肌肉。特别地，装置可以通过使用可旋转的头部部件锻炼等张的颈部伸展力量(ICES)。因此，装置以前排运动员在并列争球支撑推动阶段正确的身体姿势所需的半棘肌头部capitus和颈椎cervicis、多裂肌和夹肌为目标。这些特殊的肌肉的调节也可以提供防止对颈椎屈曲过度伤害的保护。通过第二部件的平移运动，装置也可以调节其它肌肉，特别是腰部肌肉。这样有助于稳定整个脊柱来防止脊髓节段过度移动而导致的灼痛，即″刺痛″，以及腰椎间盘突出，即″椎间盘膨出″。

本发明也便于进行复合多关节运动的机能训练。这样，装置可用于调节在并列争球的支撑推动阶段所需等张的膝盖伸展的臀大肌和四头肌。它还可以用来调节小腿肌肉来减少小腿伤害的危险，这是并列争球最容易引起的伤害。

运动员可以使用本发明的肌肉调节装置来锻炼并列争球期间所需的肌肉，所需的时间比要依靠长年比赛进行锻炼的时间要短。不仅如此，通过使用本发明装置所获得的力量要大于反复进行真实并列争球所获得力量，因此本发明可以比以前的手段使得运动员表现得更好。

最好，阻力装置提供一个力来阻止头部部件旋转。最好，阻止头部部件旋转的力是可变的。最好，在使用时，头部部件的旋转轴线基本上与使用者颈椎(即C7-T1节)的旋转中心同轴。

最好，胸部部件在使用时与使用者的身体接触。因此，这就可以模拟靠在前排运动员的胸部的对手的头部位置。胸部部件可以使使用者能更准确地产生所需的力量以便采用并列争球支撑推动阶段所需的正确身体姿势。最好，胸部部件相对于本体是活动的。最好，胸部部件相对于肩部部件是固定的，并能随着其一起移动。

最好，肩部部件相对于头部部件是固定的，并能随着其一起旋转。最好，头部部件相对于肩部部件是可旋转的，并能随着其一起移动。

最好，肩部部件可以相对于地面基本上为水平移动。可以理解的是，阻力装置提供一个力来阻止肩部部件水平移动。最好，阻止肩部部件水平移动的力是可变的。

最好，肩部部件可以相对于地面基本上为垂直移动。可以理解的是，阻力装置提供一个力来阻止肩部部件垂直移动。最好，阻止肩部部件垂直移动的力是可变的。

最好，阻止头部部件旋转的力与阻止肩部部件的水平和/或垂直移动的力的比值是可变的。这样，可以提供前排、第二排和后排位置的不同力量要求。

最好，阻力装置包括一个砝码组和一个悬挂机构。

最好，当使用者给肩部和/或头部部件施加力，使得所述肩部和/或头部部件移动和/或旋转的时候，悬挂机构能吊起从砝码组中选出的一个砝码。可以理解的是，作用在吊锤上的重力可以作为阻止所述肩部和/或头部部件移动和/或旋转的复原或阻力。选择更大的砝码将导致产生更大的阻力。

最好，本体可以用来将装置支撑在地上。最好，本体包括一个踏板，其可以提供一个使用者可以推动的表面，以便克服阻力装置产生的力。最好，踏板是与使用者的脚趾接触，以便可以调节使用者小腿肌肉。最好，阻力装置构成本体的一个整体部分。

最好，肩部和/或头部和/或胸部部件是充填的。

最好，装置是可调整的以适合所有体型使用者。

附图说明

下面将介绍本发明的实施例，该实施例仅仅是示范性的，要参照附图，其中：

图1A大致的表示并列争球的蹲伏和保持阶段；

图1B大致的表示并列争球的接合阶段；

图1C大致的表示并列争球采用的正确身体姿势；

图1D大致的表示并列争球的支撑推动阶段；

图2表示了根据本发明的肌肉调节装置，为简单起见没有表示连接缆索；

图3表示了图2中装置的可调整踏板机构；

图4表示图2中装置的衬垫支撑结构的俯视图；

图5表示图2中装置可调整的滑轮机构的部分透视图；

图6A表示了图2中装置的使用，一个使用者处于最初的接触位置；

图6A表示了图2中装置的使用，一个使用者采用正确身体姿势；

图6C表示了图2中装置的使用，一个使用者处于支撑推动位置；

图7表示了图2中装置的滑轮系统的一部分；

图8A表示图2中装置的悬挂机构的一部分的正视图；

图8B表示图8A中装置的悬挂机构的一部分的侧视图；

图9A表示图2中装置的凸轮轴的侧视图；

图9B表示图9A的凸轮轴的侧视图；

图9C表示了图2中装置的凸轮的透视图；

图9D表示图9C中凸轮的侧面剖视图；

图10表示了连接到图2中凸轮的固定缆索；

图11A表示连接到图2的凸轮上的可调整的缆索的侧视图；

图11B表示图11A中可调整的缆索连接件的俯视图；

图12A到12C表示本发明的第二实施例的工作过程；

图13是根据本发明第三实施例的装置透视图。

在所示的实施例中，对应的附图标记表示每个实施例中的对应部件。

具体实施方式

参照附图2到6C，表示了一种根据本发明的肌肉调节装置10。装置10包括一个支撑体12、一个可相对于本体12活动的罩形垫片14和阻力装置，阻力装置为砝码组16和悬挂机构18。砝码组16通过悬挂机构18连接到罩形垫片14上，这样就可以施加一个阻力，阻止罩形垫片14从相对于本体12的第一位置移动到相对于本体12的第二位置。

罩形垫片14是由金属框架制造的，由泡沫包裹并被皮革覆盖。在另一种实施例中，可以采用合成材料覆盖泡沫。

罩形垫片14具有一个第一部分(肩部部件)20，第一部分大致为U形，并且其结构使得其开口22允许使用者的头部和颈部可以穿过，以便使得使用者的肩部紧靠在两侧24的前表面上，使用者面对的方向与开口22相同。在使用的时候，要定位部分20使得开口22大致朝向地面。罩形垫片14还包括一个第二部分(部件)26，其也大体上为U形，从第一部分20的后表面大致水平地延伸。第二部分26具有开口28，其方向与第一部分20的开口22大致相同。但是，第二部分26具有比第一部分20的侧面24更浅的侧面30。这样，第二部分26的结构使得当使用者的肩部紧靠在侧面24的前表面上的时候，使用者的头部后面紧靠在第二部分26的U形顶部的下侧。

垫片棒32的第三(胸部)部件从罩形垫片14的侧面24垂挂下来。垫片棒32大致与地面水平定位，并且被固定在相对于罩形垫片14的固定位置上。它位于侧面24的下面，并在侧面24的前表面的前方，这样当使用者的肩部紧靠在第一部分20上的时候，它就可以与使用者的胸部接触。

罩形垫片14是可旋转地安装在构成本体12一部分的垫片支撑结构34上。垫片支撑结构34在图4中详细表示，包括一个大致为C形的支架36，支架位于罩形垫片14后方周围的水平面中，即垫片14与表面24相对的侧面，在使用过程中使用者的肩部紧靠在该表面上。两个旋转轴38穿过对应的通道40，通道位于支架36的每个端部42中。罩形垫片14安装在轴38的朝内端部，并随着其一起旋转。注意，当使用装置10的时候，轴38的旋转轴线(A)以及罩形垫片14与使用者的颈椎(即C7-T1节)的旋转中心共轴。要使用轴承44来允许轴38在它们相应的通道40中旋转。轴38的向外端部46都带有一个连接到相应的缆索50上的凸轮48。缆索50构成下面将详细介绍的悬挂机构18的一部分。

两个彼此间隔的圆柱形滑槽52从支架36的后面朝着垂直支撑结构54在水平面中延伸，支架36的后面就是支架36与罩形垫片14相对的侧面。垂直支撑结构54还构成本体12的一部分。两个滑槽52穿过大体上正方形的框架60的在相对面58中的相应的通道56。这样，由于罩形垫片14的大致水平移动(Fz)，该水平移动通过支架36传递给滑槽52，滑槽52就可以通过框架60自由来回移动。被固定到支架36上的滑槽52的端部带有橡皮止块元件62，在滑槽52的活动范围的极限值处与任何框架60的接触起缓冲作用。轴承64允许滑槽52在它们相应的通道56中线性滑动，并且卡簧66是用来限制滑槽52通过通道56的活动范围。

支撑框架60可旋转地安装到垂直支撑结构54上，支撑框架60的侧面68远离支架36。这样，如图4所示，整个垫片支撑结构34可以绕着靠近它的端部68的轴线(B)旋转。在该特殊的实施例中，如图2所示，在支撑框架60的侧面72下面、靠近支架36处具有一个支撑构件70，来防止垫片支撑结构34从一个大体上水平静止位置向下旋转。因此，垫片支撑结构34在向上方向上枢转(或旋转)，如图2中箭头Fy所示。

垂直支撑结构54不仅支撑垫片支撑结构34，而且容纳了砝码组16和悬挂机构18。因此，这种结构有助于减少空间要求和材料和生产成本。垂直支撑结构54包括两个空心的立柱74，它们下端连接到基座76上，上端连接到一个横杆78上。两个圆柱形金属杆80位于立柱74之间，并从基座76延伸到横杆78上。杆80穿过多个矩形金属砝码82的相应的圆柱形孔(未表示)。在静止位置，砝码82从基座76彼此堆叠起来形成一组。每个砝码82可以使得杆80朝横杆78向上滑动。在砝码组中选在一个砝码82意味着所选择的实际重量包括在所选择砝码82上面的所有砝码。

在图6A中表示的悬挂机构18包括一系列滑轮84、85，它们通过凸轮48，将连接在其上的缆索50从罩形垫片14引导到砝码82，使得罩形垫片的移动带动所选择砝码82被吊起。被吊起砝码82提供一个阻止罩形垫片14移动的阻力，使其回到静止位置。在每个立柱74中，有一个下部滑轮84靠近地面和一个上部滑轮85A靠近横杆78。如图7所示，还有一个位于上部滑轮85内部的滑轮85B，用来将缆索50向下引导，从垂直支撑结构54的中心朝着砝码82。

如图2所示，一个缆索导向结构86位于罩形垫片14的前方，在罩形垫片14与砝码组16相反的一侧。缆索导向结构86包括两个空心的立柱88，它们大致与凸轮48对齐，这样使用者身体的宽度就很容易容纳在柱88之间。在每个柱88里面有一个上部滑轮90和一个下部滑轮92，如图6A所示。上部滑轮90的位置稍微低于凸轮48的高度，下部滑轮92靠近地面。

因此，使用以上结构的滑轮，缆索50从凸轮48向后朝着上部滑轮90，向下通过柱88朝着下部滑轮92，向前靠近地面朝着下部滑轮84，向上通过立柱74朝着上部滑轮85A和85B，然后向下朝着砝码82。如图8A和8B所示，有一个连接装置130将缆索50连接到所选择砝码82上。连接装置130包括一个滑轮132，通过支架134连接到砝码组中的最高砝码82上。缆索50缠绕在滑轮132的下面，这样缆索50的每个侧面都在滑轮132和相连的上部滑轮85B之间延伸。这种结构保证了缆索50两侧的张力保持相同，因此就不会扭转罩形垫片14。支架134通过一个螺钉136安装在最上面的砝码82上。从最上面的砝码82下面悬挂下来的是一个细长的金属电极138，具有一系列纵向间隔的通孔140。每个砝码82都具有一个中心孔(未表示)，允许电极138通过砝码组16上下垂直移动。每个砝码82还具有一个内腔(未表示)贯穿中心孔，这样在静止位置上，即全部砝码82压在砝码组16上，每个砝码82中的横向内腔就与电极138中对应的孔140对齐。一个金属销142可以插入穿过所选择的砝码82和孔140。因此，随着滑轮132从静止位置升起的时候，它带动电极138和上面的砝码82，包括销142穿过的那个砝码。在通过销142选择的砝码下面的砝码82保持不动，电极138垂直滑过它们的中心。

随着罩形垫片14被在大体上水平方向移动，如图6B中箭头Fz所示，缆索50就要承受张力，这样进一步的向前移动就可以将砝码82从砝码组中升起。类似，由于使用者伸展他的颈部，罩形垫片14在图6A中的箭头Tc所示的方向上旋转，这样，由于凸轮48如下所述的结构，还可以使得张力被用于缆索50，随后升起砝码82。此外，垫片支撑结构34绕着轴线(B)沿着图4中箭头FY所示方向旋转也会导致张力被用于缆索50并随后升起砝码82。罩形垫片14的大体上垂直移动会引起在Fy方向旋转，如图6A所示。

每个凸轮48的基本结构在图9A到9D中表示。图9a表示罩形垫片14带有轴38的一侧。轴38具有一个花键端部144，其在图9B的侧视图中表示。图9C表示一个塑料凸轮盘48，其在周边上具有一个凹槽146。凸轮48具有中心孔148，用于与轴38的花键端部144啮合。图9D表示凸轮48的侧面剖视图。凸轮48滑动到花键端144上，并固定了一个卡簧(未表示)。图10详细表示了在装置10上使用的一个凸轮48。此外，凸轮48包括一个横向槽150，用于容纳连接到缆索50端部上的金属销152。销152连接到缆索50上，构成了一个T形端部，这样当销152放入在凹槽150中的时候，平行于凸轮48的轴线。图11A和11B表示在装置10中使用的另一个凸轮48的更多细节。在该结构中，缆索50被缠绕在柱154上，从凸轮48径向地延伸，然后被夹持在两个相对金属板156之间。一个螺纹杆158用于打开和关闭和两个板156之间的距离。因此，缆索50的长度可以通过移动板块156分开和在缆索50被再次夹紧之前拉动更多缆索50进行调整。

滑轮90和柱88的优选结构由图5表示。因此，柱88具有一个狭窄的纵向缝106，使得缆索50能通过。滑轮90位于箱形外壳108中，其可以在柱88内上下滑动。滑轮110位于外壳108的中心，绕着一个在外壳108侧面之间延伸的轴112旋转。孔114A和114B位于外壳108中，使得缆索50能通过纵向缝106的孔114A进入外壳108中，并通过在外壳108底部中的孔114B离开外壳，这样能沿着柱88和/或立柱74移动。外壳108可以通过一个螺纹夹紧机构116固定到柱88上，螺纹夹紧机构连接到外壳108上并穿过纵向缝106。因此，滑轮90的高度可以仅仅通过将滑轮外壳108夹紧在柱88长度上不同位置上来进行调整。该特殊结构可以通过在缆索50和夹紧装置116使用相同纵向缝106减少在柱88中的力量降低。在另一个实施例中，滑轮84、85和92可以进行调整。

如图2所示，本体12还包括一个地面支撑结构94来支撑装置10并保持它们的完整性。地面支撑结构94包括一个由细长的空心矩形箱构成的金属接地板96。接地板96的一端固定到垂直支撑结构54基座76上。接地板96的另一端带有一个可调整的踏板机构98。可调整的踏板机构98包括一个可伸长的金属部件100，其一端的尺寸能相互协调能在接地板96内伸缩滑动啮合。如图3所示，可伸长的部件100具有一系列纵向间隔的孔101，它们可以与接地板96靠近端部的单个孔103对齐。一个簧压的螺钉105被插入孔103，并穿过可伸长的部件100的所选择的孔101，以便将部件100固定在所需位置。一个金属踏板102从可伸长的部件100的自由端横向延伸以便构成俯视时的″T″形结构。踏板102的头部包括一个直立的、大致平坦的表面104，其与接地板96的顶面成钝角。因此，踏板102提供一个表面104，使用者可以用脚推动这个表面，以便产生使罩形垫片14相对于本体12移动的力量。

如图2所示，最好缆索导向结构86也连接在地面支撑结构94上。但是，为了使得可调整的踏板机构98、特别是可伸长的部件100在接地板96内自由滑动，如图3所示，伸展节118焊接在接地板96外部用于连接缆索导向结构86。每个缆索导向结构86的柱88具有一个连接在下端的尾部119。尾部119与柱88一起构成L形结构。尾部119朝着相对的柱88在内部延伸，其自由端连接到接地板96的伸展节118上。为了使得缆索导向结构86中的应力最小，在每个尾部119及其对应柱88之间的角接头都带有一个大致为三角形的支撑部分121。支撑部分121也可以用来隐藏缆索50。

使用装置10的典型方式在图6A到6C中表示。这样，使用者120采用起动位置，低头弯腰，将脚放在踏板102上，向前倾斜将头部的背面靠在罩形垫片14的弯曲下部，肩部靠在罩形垫片14的前表面24，胸部靠在垫片棒32上。在这些位置，使用者的颈椎弯曲，他的C7-T1关节稍低于臀部。这就模拟了前排运动员在并列争球时的交战位置，如图6A所示。为了启动装置10工作，使用者120开始通过压动罩形垫片14在Tc方向旋转来延伸他的颈椎。该移动使得缆索50绷紧，并提升所连接的砝码82，因此就可以产生一个阻止垫片14移动的阻力。同时，使用者120用腰脊椎的肌肉来推动支撑结构34沿着大致垂直方向Fy稍微向上，以采用所需脊柱串联位置，这时使用者的脊柱大体上平行于地面。在Fy方向的移动也增加了缆索50中的张力，导致被吊起的砝码82可以升高，离开砝码组。这样，使用者120就采用了正确身体姿势，如图6B所示。下一步是，使用者120伸展膝盖并用肩部沿着方向Fz向前推进，朝着砝码组16。这是并列争球的支撑推动阶段，在图6C中表示。同样，垫片14的移动导致进一步地增加了缆索50中的张力，被吊起的砝码82可以离开砝码组。一旦使用者充分伸展了他的木头支架，垫片14就经过上述移动的逆顺序回到起动位置。这就完成了一次训练。最好在特定训练时间内重复多次上述循环。注意，当垫片14没有处于静止位置的时候，砝码组16的阻力一直被施加给使用者120。因此，在整个动作训练过程中都施加了力。选择更大的砝码82就可以增加所施加的阻力。

为了增加等长力量，使用者120可以保持正确身体姿势，或者在充分伸展位置保持几秒钟，由此使得使得所施加的力保持在特定角度。

虽然，上述说明是用于前排运动员，但是第二排和后排运动员也可以使用该装置10。因为第二排和后排运动员仅仅需要产生水平方向Fz的压力，所以垫片14在Tc方向的旋转和垫片支撑结构34在Fy方向的移动就可以锁定。或者，可以改变上部滑轮85的位置，这样缆索50和滑槽52就保持水平。这样，对第二排和后排前锋的训练也可以仅仅包括上述训练的最后膝盖伸展阶段，如图6B和6C所示。

但是，因为都认为调节内在的棘肌有助于避免伤害，因此最好所有运动员至少在某种程度上都使用装置10的全部三个自由度Tc、Fy、Fz。这构成了良好的全面核心训练，可能比单独小腿肌肉、深蹲、举重和仰卧抬头训练更有效果并且耗时更少。因为根据本发明的装置10保证了同时可以锻炼不同的肌群，因此就可以得到更加平衡的力量。

这样，本发明提供一种肌肉调节装置10，可以用于锻炼成功并列争球所需的肌肉。特别是，罩形垫片14的旋转可以用来锻炼ICES，前排运动员在成功的并列争球支撑推动阶段采用正确身体姿势很需要ICES。

根据等张力量训练所需要的，本发明允许在使用者动作范围内都施加一个大体相等的力。现有技术仅仅允许使用者在特定身体姿势下施加一个力，因此只能用来锻炼等长力量。

如上所述，装置10的特殊结构可以使得垫片14、32产生最小的无效移动，并且滑槽52可靠平滑移动。此外，所述结构使得三个分力Tc、Fz和Fy可以仅仅连接在一个砝码组16上。

支架36保证罩形垫片14不会从缆索50承受载荷。这样就增加了加载点的稳定性，加载点是支架36容纳凸轮轴38的点。

带有以上结构，滑轮90可以升高到任何高度来改变Fy与Fz的比例。

最好，如上述实施例所述，缆索50从垫片14两边连接到砝码组16上，从而保证缆索50中的张力与垫片14每侧的张力相同，因此就可以消除在垫片14上的扭矩。或者，单个缆索可以连接在垫片一侧的弧形或凸轮的一个点上，这样垫片仍然可以在Tc所示方向旋转。

虽然本发明的实施例允许在Fy方向旋转，但是需要的仅仅是垫片14向上垂直运动。在所述实施例中，仅仅由于装置10的结构，就可以产生旋转，在这里滑槽52被支撑在一端。

在另一个实施例中，砝码组16可以位于本体12的侧面，缆索50可以从垫片14直接连接到砝码组16，不必穿过滑槽52。

在另一个实施例中，砝码组16可以位于滑槽52的中心，缆索50直接缠绕在滑槽52后面的滑轮上，然后在连接到砝码82之前就连接到上部滑轮85上。或者，也可以使用单个缆索50。

在另一个实施例中，可以使用两个或更多砝码组16。这样，就可以为对应的力Tc、Fy和Fz提供一个单独的砝码组16来分解它们。

在另一个实施例中，可以采用平衡配重来平衡垫片支撑结构34的砝码。它可以连接到框架60上，并在垂直支撑结构54后面延伸。这就保证了由于力量通过缆索50，与垫片支撑结构34砝码本身引起的力量相反，使用者仅仅承受垂直力(Fy)。

概括地说，用于肌肉调节的装置10包括一个支撑体12、一个可相对于本体12活动的罩形垫片14、和阻力装置，阻力装置为一个砝码组16和悬挂机构18。砝码组16通过悬挂机构18连接到罩形垫片14上，这样就可以施加一个阻力，阻止罩形垫片14从相对于本体12的第一位置移动到相对于本体12的第二位置。装置可以调节成功橄榄球并列争球需要的肌肉。

所属技术领域的专业人员可以想到，在本发明范围内，可以对上述实施例进行各种修改。例如，虽然上述说明是使用装置来锻炼成功并列争球需要的肌肉，但是本发明也可以具有其它用途，例如锻炼其它运动的肌肉或者治疗特殊疾病或伤害的肌肉。

在这点上，图12A到12C表示了根据本发明第二实施例的、适合于一般的体格锻炼的肌肉调节装置的工作过程。如图所示，装置包括一个能绕着轴线38旋转的头部部件26和一个胸部部件32。轴线38可以如图12A到图12C的位置上升所示移动，头部部件26和胸部部件32可以绕着轴线38旋转。图12A到12C中大箭头所示的阻力是由连接在缆索(未表示)的砝码组提供的，跟上述实施例一样。缆索用来朝大箭头的方向推动轴线，并通过一个如前面所述的凸轮结构，给头部部件26提供阻力力矩。

第二实施例提供一个两个自由度的力量调节机器，仅仅使用要加强脊柱所需的自由度因此不包括与使用者肩部接触的垫片。因此它适合于会产生脊椎伤损的无接触运动，例如自行车、马术运动、体操、冰球和雪上运动。(大箭头表示连接在凸轮上缆索中的张力)。根据该实施例的装置与现在的腰椎伸展机器相似，使用者坐下，通过压动垫片向后伸展腰部，不同点在于根据本发明的机器采用了一个单个垫片，其具有一个与头部背面接触的垫片26和一个胸部前部接触的垫片32，胸部前部低于胸骨的C7-T1节，这样就可以绕着颈椎产生力矩。使用者可以伸展脊柱，同时阻力同时地作用在脊柱的三个节(颈椎、胸椎和腰椎)上。轴线38大致位于使用者脊柱的C7-T1节上。胸部部件32与使用者胸部接触，允许脊柱的上部节(颈椎)与其余下部节分开。虽然由于脊柱是复杂结构，轴线38不一定绕着使用者臀部旋转。这样轴线38的移动可以采用更复杂的轨迹。

图13表示用于并列争球训练的本发明的第三实施例。该实施例与图2所示的实施例基本类似，相同的附图标记表示相同部分。类似的地方不在介绍，为了清楚期间，没有表示砝码组和缆索。在这种结构中，肩部部件是不连续的垫片24，头部部件也是不连续的垫片26，这样就没有罩形垫片。本实施例中的胸部垫片32从肩部垫片24上吊起，不会绕着轴线38旋转。

Claims (17)

1.一种肌肉调节装置，该装置包括一个本体、一个在使用时用于与使用者头部接触的头部部件，一个在使用时与使用者胸部接触的胸部部件，其特征在于头部部件可以克服阻力力矩绕着与头部部件间隔一定距离的轴线(38)相对本体旋转，所述轴线(38)大体穿过使用者脊柱的纵向，其中阻力力矩向前推动使用者的头部，胸部部件相对于所述轴线(38)固定，并用来限制使用者胸部向前移动，其中使用者头部克服阻力力矩的运动主要锻炼颈椎。

2.如权利要求1所述的肌肉调节装置，其特征在于头部部件在使用中与使用者头部后面接触。

3.如权利要求1或2所述的肌肉调节装置，其特征在于胸部部件可以绕着所述轴线(38)旋转。

4.如权利要求1或2所述的肌肉调节装置，其特征在于胸部部件相对于所述轴线(38)是固定的，以便随着所述轴线(38)一起旋转。

5.如权利要求1或2所述的肌肉调节装置，其特征在于装置的结构可以允许所述轴线(38)的平移运动。

6.如权利要求5所述的肌肉调节装置，其特征在于装置的结构使得所述轴线(38)可以克服阻力平移运动。

7.如权利要求6所述的肌肉调节装置，其特征在于装置包括至少一个用于绕着所述轴线(38)旋转的凸轮件，凸轮件包括一个远离所述轴线(38)的连结点，在使用装置的时候一个力施加到该点以产生阻力力矩。

8.如权利要求7所述的肌肉调节装置，其特征在于施加到连结点上的力可以是阻止所述轴线(38)平移运动的阻力。

9.如权利要求1或2所述的肌肉调节装置，还可以包括一个肩部部件，用于与使用者的肩部接触，其特征在于肩部部件和头部部件相对于本体是活动的；装置包括连接在肩部和头部部件上的阻力装置，以提供阻力，阻止肩部和头部部件从一个相对于本体的第一位置移动到一个相对于本体的第二位置。

10.如权利要求1或2所述的肌肉调节装置，其特征在于头部部件的所述旋转轴线(38)基本上与使用者C7-T1节颈椎的旋转中心同轴。

11.如权利要求9所述的肌肉调节装置，其特征在于胸部部件相对于肩部部件是固定的，并能随着其一起移动。

12.如权利要求9所述的肌肉调节装置，其特征在于肩部部件相对于头部部件是固定的，并能随着其一起旋转。

13.如权利要求9所述的肌肉调节装置，其特征在于头部部件相对于肩部部件是可旋转的，并能随着其一起移动。

14.如权利要求9所述的肌肉调节装置，其特征在于肩部部件可以相对于地面水平移动。

15.如权利要求14所述的肌肉调节装置，其特征在于阻力装置提供一个力来阻止肩部部件水平移动。

16.如权利要求9所述的肌肉调节装置，其特征在于肩部部件可以相对于地面垂直移动。

17.如权利要求16所述的肌肉调节装置，其特征在于阻力装置提供一个力来阻止肩部部件垂直移动。

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