CN101766882B - 具有振荡轨道的适应性运动锻炼装置 - Google Patents

具有振荡轨道的适应性运动锻炼装置 Download PDF

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Abstract

具有振荡轨道的适应性运动锻炼装置，该锻炼装置包括第一脚连接件和第二脚连接件。第一脚连接件其具有沿着第一轴线被引导的第一部分和第二部分。第一脚连接件的第一部分能够围绕垂直于第一轴线的第二轴线枢转。第一脚连接件的第二部分能够围绕垂直于第一轴线的振荡的第三轴线枢转。第二脚连接件具有沿着平行于第一轴线的第四轴线被引导的第一部分和第二部分，第二脚连接件的第二部分能够围绕垂直于第四轴线的第五轴线枢转，第二脚连接件的第一部分能够围绕垂直于第四轴线的振荡的第六轴线枢转。

Description

具有振荡轨道的适应性运动锻炼装置
技术领域
本发明涉及锻炼装置。
背景技术
大多数锻炼装置提供固定的预定锻炼运动路径。一些锻炼装置现在提供用户定义的锻炼运动路径。然而，这些锻炼装置采用悬臂的结构元件，增加了结构刚度要求，并且增加了锻炼装置的整体重量。发明内容本发明的锻炼装置包括：框架；第一斜面，其由所述框架支撑；第一振荡轨道，其具有第一端和第二端，所述第一端可枢转地连接到所述框架上；以及第一脚连接件，其具有第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第一斜面连接以沿着并相对于所述第一斜面往复运动，所述第二部分与所述第一轨道连接以在相对于所述第一轨道枢转的同时沿所述第一轨道往复运动，从而通过从第一多个不同的可获得路径中所选择的第一路径运动，并且响应于由人对所述第一脚连接件施加的力在所述第一多个不同的可获得路径之间变换。
附图说明
图1是根据一种示例实施方式的锻炼装置的后透视图。
图2是图1所示锻炼装置的俯视图。
图3是图1所示锻炼装置的截面图。
图4是图1所示锻炼装置的另一截面图。
图5是图1所示锻炼装置的又一截面图。
图6是从图1所示锻炼装置的第一侧看的另一截面图。
图7是从图1所示锻炼装置的第二侧看的另一截面图。
图8是图1的锻炼装置的另一种实施方式的截面图。
图9是图8所示锻炼装置的一部分的局部前透视图。
具体实施方式
图1示出了根据一种示例实施方式的锻炼装置20。如下面进行描述的，锻炼装置20给锻炼的人提供多种用户可选择的运动路径。用户能够通过简单地对锻炼装置的脚连接件施加不同的力在不同的可获得路径之间变换。换句话说，锻炼装置20是适应性运动锻炼装置，因为其自动适应或者响应锻炼的人的动作。锻炼装置20通过相对少(如果有)的悬臂结构元件提供这种运动自由度。因此，可以减小锻炼装置20的结构刚度和整体重量。
锻炼装置20包括框架22、斜面24R和24L(统称为斜面24)、轨道26R和26L(统称为轨道26)、轨道驱动器28、可调节的可变竖直阻力源29、脚部连接组件30R和30L(统称为脚部连接组件30)、脚垫32R和32L(统称为脚垫32)、脚垫同步器34、摆臂36R和36L(统称为摆臂36)、可调节的可变水平阻力源38、可变高度致动器40以及控制面板42。框架22包括一个或者多个相互紧固、粘接、焊接或者一体形成的结构，以形成构造成支撑锻炼装置20的其他部件的基部、基底或者主支撑体。框架22的部分还用于辅助稳定锻炼装置20，并且提供锻炼时或当安装或者拆卸锻炼装置20时人可以接合或者握持的结构。
如图2所示，框架22包括基部44和立柱46。基部44包括沿着锻炼装置20的底部延伸的一个或者多个结构，用于将锻炼装置20支撑在支撑面、地面、基底等上。如图3所示，基部44包括斜面提升部分48、枢轴安装部分50和轨道支撑部分52。斜面提升部分48可操作地延伸，并被构造成相对于地面基底提升斜面24。斜面提升部分48提供斜面24的最小倾斜角度。在其他实施方式中，竖直高度致动器40提供最终最小程度的提升，可以省略斜面提升部分48。
枢轴安装部分50在斜面提升部分48和轨道支撑部分52之间延伸。枢轴安装部分50可枢转地支撑并且可枢转地连接斜面24和轨道中的每个。在其他实施方式中，枢轴安装部分50可包括多个安装部分54，在所述安装部分54处，斜面24可以连接到部分50上，以便允许调节斜面24的倾斜角度。在斜面24固定到框架22上或者不可调节的实施方式中，部分50可以仅仅枢转地连接到轨道26。
轨道支撑部分52包括框架22的被构造成支撑轨道驱动器28的那部分。在所示的示例中，轨道支撑部分52将轨道驱动器28提升到地面或者其他支撑锻炼装置20的基底的上方。支撑部分52建立了轨道26的最小提升高度或者倾斜角度。在提供单独的竖直高度调节器或者竖直高度致动器以选择性调节轨道26的振荡高度或者倾斜角度的其他实施方式(之后描述)中，支撑部分52可以省略或者通过额外的竖直高度调节器或者竖直高度致动器间接连接到轨道驱动器28上。
为了描述本发明，术语“连接”是指两个构件直接或者间接相互连接。这种连接的性质可以是固定的或者可动的。这种连接可以通过两个构件或者两个构件和任何其他中间构件相互一体形成为整体来实现，或者通过两个构件或两个构件和任何其他中间构相互连接来实现。这种连接的性质可以是永久的，或者可以是可拆卸的或者可释放的。术语“可操作地连接”是指两个构件直接或者间接连接，使得运动可以从一个构件直接或者通过中间构件传递到另一个构件。
立柱46在锻炼装置20的前部或者前端57处从基部44向上延伸。立柱46支撑控制面板42。立柱46还支撑摆臂36，使其可枢转。在其他实施方式中，可以省略立柱46。
斜面24在锻炼装置20的前端57包括被构造成引导脚连接组件30的一部分线性运动或者线性往复运动的一个或者多个结构。每个斜面24具有连接到框架22的部分50上的第一端62和由框架22的提升部分48支撑的提升的第二端64。在所示的示例中，每个斜面24在端部62(图3所示)连接到框架22的部分50上，其中端部64通过可变高度致动器40被选择性升高或者降低，以调节斜面64的倾斜角度。在其他实施方式中，端部62在各个连接点54中的任何一个连接到框架22的部分50上，以调节斜面24的倾斜角度。在其他实施方式中，斜面24的端部62和64的至少一个可以相对于框架22固定就位，以便提供单个倾斜角度。
如图4所示，在所示的示例中，斜面24每个包括U形或者C形通道，其被构造成可滑动地接收脚连接组件30之一的一部分。因此，斜面24更可靠地引导脚连接组件30的往复运动，也用作挡板。在所示的示例中，斜面24相互形成一体，作为单个整体的部件。在所示的示例中，斜面24挤压成形。因此，简化了作为锻炼装置20的部件的斜面24的制造和组装，并且降低了成本。在其他实施方式中，斜面24可具有其他构造。
轨道26在锻炼装置20的后端67包括构造成引导脚连接组件30的一部分的线性运动、平移或者线性往复运动的一个或者多个结构。每个轨道26具有枢转地连接到框架22的部分50上的第一端72和由轨道驱动器28和框架22的轨道支撑部分52提升和支撑的提升的第二端74。在所示的示例中，轨道26R和26L沿着平行轴线延伸，并且引导脚连接组件30沿着平行轴线往复运动。在所示的示例中，轨道26R和26L延伸所沿的轴线与斜面24R和24L分别延伸所沿的相同轨道连续。
如图1和5所示，在所示的示例中，轨道26每个包括U形或者C形通道，其被构造成可滑动地接收脚连接组件30之一的一部分。因此，轨道26更可靠地引导脚连接组件30的往复运动，也用作挡板。在所示的示例中，轨道26包括相互以180度的相位差振荡的分开的结构。在所示的示例中，轨道26挤压成形。因此，简化了作为锻炼装置20的部件的轨道26的制造和组装，并且降低了成本。在其他实施方式中，轨道26可具有其他构造。
轨道驱动器28包括被构造成使得轨道26的端部74振荡的驱动机构。在本发明中，术语“振荡”是指摆动或者来回运动。如图3所示，轨道驱动器28包括左侧驱动器78(如图2所示)和右侧驱动器80(如图3所示)。左侧驱动器78包括曲柄臂82和84、交叉连杆86和辊支撑件88。曲柄臂82包括细长结构，该细长结构具有第一部分和第二部分，该第一部分可枢转或者旋转地连接到框架22的部分52上，以便围绕轴线90枢转或者旋转，该第二部分可枢转或者旋转地连接或联接到交叉连杆86上，以便围绕轴线92枢转或旋转。类似地，曲柄臂84包括细长结构，该细长结构具有第一部分和第二部分，该第一部分可枢转或者旋转地连接到框架22的部分52上，以便围绕轴线96枢转或者旋转，该第二部分可枢转或者旋转地连接或联接到交叉连杆86上，以便围绕轴线98枢转或旋转。
交叉连杆86包括杆、连杆或者刚性结构，横过曲柄臂82和84并在曲柄臂82和84之间延伸，并且可枢转或者旋转地连接到曲柄臂84，以便围绕轴线92和98旋转或枢转运动。交叉连杆86与曲柄臂82、84以及框架22的部分52一起形成四杆连杆机构，用于沿着预定运动路径提升和降低交叉连杆86。交叉连杆86进一步连接到轨道26L上。
在所示的示例中，交叉连杆86用作平台、轨道或者其他引导表面，支撑和引导辊支撑件88。交叉连杆86的长度大于辊支撑件88可以运行的最大程度，使得辊支撑件88总是与交叉连杆86接触并由交叉连杆86支撑。尽管交叉连杆86示出为细长矩形杆，在其他实施方式中，交叉连杆86可以包括轨道、通道、沟槽，用于进一步引导辊支撑件88，或者可以沿着轴向端部包括挡块，用于防止辊支撑件88滚离交叉连杆86。
辊支撑件88包括一个或者多个轴承结构，其可操作地连接在交叉连杆86和轨道26L之间，其中一个或者多个轴承结构便于当交叉连杆86上下运动时使得轨道26L沿着交叉连杆86向前和向后运动(如图2中向左和向右运动)。在所示的示例中，辊支撑件88包括可旋转地连接到轨道26L并且由轨道26L承载的一个或者多个辊，其中一个或者多个辊沿着交叉连杆86的顶部滚动。因此，辊支撑件88允许轨道26L沿着交叉连杆86往复运动以及相对于交叉连杆86枢转。在其他实施方式中，可以采用其他机构来允许轨道26L沿着交叉连杆86往复运动以及相对于交叉连杆86枢转。
右侧驱动器80基本上与左侧驱动器78一致，除了右侧驱动器80沿轨道26R振荡。右侧驱动器80包括曲柄臂102和104、交叉连杆106和辊支撑件108。曲柄臂102包括细长结构，该细长结构具有第一部分和第二部分，该第一部分可枢转或者旋转地连接到框架22的部分52上，以便围绕轴线90枢转或者旋转，该第二部分可枢转或者旋转地连接或联接到交叉连杆106上，以便围绕轴线112枢转或旋转。类似地，曲柄臂104包括细长结构，该细长结构具有第一部分和第二部分，该第一部分可枢转或者旋转地连接到框架22的部分52上，以便围绕轴线96枢转或者旋转，该第二部分可枢转或者旋转地连接或联接到交叉连杆106上，以便围绕轴线118枢转或旋转。
交叉连杆106包括杆、连杆或者刚性结构，横过曲柄臂102和104并在曲柄臂102和104之间延伸，并且可枢转或者旋转地连接到曲柄臂102、104，以便围绕轴线112和118旋转运动。交叉连杆106与曲柄臂102、104以及框架22的部分52一起形成四杆连杆机构，用于沿着预定运动路径提升和降低交叉连杆106。交叉连杆106进一步连接到轨道26R上。
在所示的示例中，交叉连杆106用作平台、轨道或者其他引导表面，支撑和引导辊支撑件108。交叉连杆106的长度大于辊支撑件108可以运行的最大程度，使得辊支撑件108总是与交叉连杆106接触并由交叉连杆106支撑。尽管交叉连杆106示出为细长矩形杆，在其他实施方式中，交叉连杆106可以包括轨道、通道、沟槽，用于进一步引导辊支撑件108，或者可以沿着轴向端部包括端部挡块，用于防止辊支撑件108滚离交叉连杆106。
辊支撑件108包括一个或者多个轴承结构，其可操作地连接在交叉连杆106和轨道26R之间，其中一个或者多个轴承结构便于当交叉连杆106上下运动时使得轨道26R沿着交叉连杆106向前和向后运动(如图3中向左和向右运动)。在所示的示例中，辊支撑件108包括可旋转地连接到轨道26R并且由轨道26R承载的一个或者多个辊(如图1和6所示)，其中一个或者多个辊沿着交叉连杆106的顶部滚动。因此，辊支撑件108允许轨道26R沿着交叉连杆106往复运动以及相对于交叉连杆106枢转。在其他实施方式中，可以采用其他机构来允许轨道26R沿着交叉连杆106往复运动以及相对于交叉连杆106枢转。
如图3和4所示，轨道驱动器28还被构造成使得轨道26R和26L相互异相振荡。在所示的示例中，轨道26相互以180度的相位差振荡。换句话说，在任何时刻，轨道26沿着其一致的运动路径处于完全相反的位置。例如，当轨道26L升高并且运动到右侧(如图3所示)时，轨道26R降低并且运动到左侧(如图1所示)。
在所示的示例中，为了使得轨道26的振荡同步，从而使它们相位差180度，轨道驱动器28包括连接轴120、122。连接轴120穿过框架22的部分52延伸，并且由一个或者多个轴承结构支撑，允许轴120旋转。轴120具有固定到曲柄臂82上的第一端和固定到曲柄臂102上的第二端。如图3和5所示，曲柄臂82和102相对于轴120是固定的，彼此处于180度的位置。换句话说，曲柄臂82和102从轴120沿相反方向延伸。
连接轴122与连接轴120类似。连接轴122穿过框架22的部分52延伸，并且由一个或者多个轴承结构支撑，允许轴122旋转。轴122具有固定到曲柄臂84上的第一端和固定到曲柄臂104上的第二端。如图3和4所示，曲柄臂84和104相对于轴122是固定的，彼此处于180度的位置。换句话说，曲柄臂84和104从轴122沿相反方向延伸。
可调节的可变阻力源29包括对于轨道26的上下运动施加阻力的源。在所示的示例中，阻力源29可由用户调节，以调节阻力的大小，使得用户可以改变其测试特性。在所示的示例中，阻力源29可调节而不需要工具，并且由锻炼的人简单地通过采用控制面板42输入一个或者多个指令或输入来调节。在其他实施方式中，阻力源29可以替代地采用工具或者以没有工具的方式机械地调节。
在图3所示的示例中，可调节的可变阻力源29包括涡流制动系统。具体而言，阻力源29包括铁构件124和磁体构件或者磁体126。铁构件124包括由铁、铁合金或者铁材料形成的机构，固定到轴120上，以便与轴120一起旋转。在所示的示例中，构件124包括轮盘。在其他实施方式中，构件124可以是其他构造。
磁体126包括磁体构件，其被构造和定位成使得刚好对构件124施加磁场。在所示的示例中，磁体126基本上与构件124的表面相对地延伸。由磁体126对构件124施加的磁场形成涡流，其自身形成反作用的磁场，阻止构件124和126的相对旋转。通过阻止构件124和126的相对旋转，也阻止了轴120的旋转。因此阻止了轨道26的振荡。
由构件124和126施加的阻力可由锻炼的人调节和选择。在一种实施方式中，磁体126包括电磁体，其中通过磁体126传送的电流可以变化，以调节磁场和由源29提供的阻力的大小。在一种实施方式中，传送到磁体126的电流响应于由与控制面板42关联的控制器产生的电路和控制信号而变化，该控制器会对来自锻炼的人的输入或者存储在存储器中的锻炼程序做出响应，该存储器与控制面板42的控制器关联、连接或者通信。
在另一种实施方式中，可以通过物理地调节构件124和磁体126之间的间距或者间隙来调节由构件124和126施加的阻力。例如，在一种实施方式中，源29可以包括电磁螺线管、音圈或者其他用于使得构件124或磁体126相对于彼此移动以调节间隙的其他机械致动器。在又一种实施方式中，磁体126可以替代地固定到轴上，以便与轴90一起旋转，而构件124固定地由框架22支撑。在另一种实施方式中，构件124和磁体126可以替代地或者附加地相对于轴122以类似地方式连接。
如图1、2、6和7所示，脚连接组件30(也称为漂浮梯臂或者漂浮梯臂组件)包括可动地支撑脚垫32的结构。脚连接组件30R和30L基本上相互一致，除了脚连接组件30R和30L沿着基本上位于竖直平行定向的平面内的用户可选择路径运动，一个平面在锻炼装置20的中心轴线的左侧延伸，另一个平面在锻炼装置20的中心线的右侧延伸。
图6是示出了脚连接组件30R的截面图。如图6所示，脚连接组件30R包括脚连接件130和轴承132、134。脚连接件130包括连接到脚垫32R上并支撑脚垫32R的细长杆或者其他结构。脚连接件130具有第一部分136和第二部分138。部分136连接到斜面24R，以沿着斜面24R往复运动并且相对于斜面24R枢转。部分138连接到轨道26R，以沿着轨道26R往复运动并且相对于轨道26R枢转。
轴承132、134便于脚连接件130的滑动或者往复运动，以及连接件130相对于斜面24R和轨道26R的枢转或者相对旋转运动。在所示的示例中，轴承132包括一个或者多个辊，所述辊可旋转地支撑或者可旋转地连接到脚连接件130的部分136，并捕获在斜面24R中或者沿着斜面24R被捕获。辊便于部分136沿着斜面24R的往复运动和部分136相对于斜面24R的相对枢转或者旋转运动。在所示的示例中，轴承134类似于轴承132。轴承134包括一个或者多个辊，所述辊可旋转地支撑或者可旋转地连接到脚连接件130的部分138，并捕获在轨道26R中或者沿着轨道26R被捕获。辊便于部分138沿着轨道26R的往复运动和部分138相对于轨道26R的相对枢转或者旋转运动。
在其他实施方式中，轴承132、134可以具有其他构造。例如，轴承132、134中的至少一个可以替代地包括滑盘或者滑杆，其可枢转地连接到脚连接件130的部分136并且可在斜面24中滑动或者沿着斜面24滑动。在其他实施方式中，轴承132、134可以省略，其中其他结构便于这种往复和枢转运动。例如，在另一种实施方式中，脚连接件130的部分136包括从脚连接件130的侧面延伸的轴、销、杆或者其他突起，其延伸进入沿着斜面24R延伸的细长槽。类似地，脚连接件130的部分138还包括从脚连接件130的侧面延伸的轴、销、杆或者其他突起，其延伸进入沿着轨道26R延伸的细长槽。在这种实施方式中，槽的一个或者两个或者突出的销可以设有低摩擦界面，例如低摩擦材料或者其他机械轴承结构。在其他实施方式中，可以倒转这种关系，其中脚连接件130包括一对细长槽，并且斜面24R和轨道26R每个包括突出的销。
如图7所示，脚连接组件30L基本上与脚连接组件30R一致。脚连接组件30L包括脚连接件140和轴承142、144。脚连接件140包括连接到脚垫32L上并支撑脚垫32L的细长杆或者其他结构。脚连接件140具有第一部分146和第二部分148。部分146连接到斜面24L，以沿着斜面24L往复运动并且相对于斜面24L枢转。部分148连接到轨道26L，以沿着轨道26L往复运动并且相对于轨道26L枢转。
轴承142、144便于脚连接件140的滑动或者往复运动，以及连接件140相对于斜面24L和轨道26L的枢转或者相对旋转运动。在所示的示例中，轴承142包括一个或者多个辊，所述辊可旋转地支撑或者可旋转地连接到脚连接件140的部分146，并捕获在斜面24L中或者沿着斜面24L被捕获。辊便于部分146沿着斜面24L的往复运动和部分146相对于斜面24L的相对枢转或者旋转运动。在所示的示例中，轴承144类似于轴承142。轴承144包括一个或者多个辊，所述辊可旋转地支撑或者可旋转地连接到脚连接件140的部分148，并捕获在轨道26L中或者沿着轨道26L被捕获。辊便于部分148沿着轨道26L的往复运动和部分148相对于轨道26L的相对枢转或者旋转运动。
在其他实施方式中，轴承142、144可以具有其他构造。例如，轴承142、144中的至少一个可以替代地包括滑盘或者滑杆，其可枢转地连接到脚连接件140的部分146并且可在斜面24L中滑动或者沿着斜面24L滑动。在其他实施方式中，轴承142、144可以省略，其中其他结构便于这种往复和枢转运动。例如，在另一实施方式中，脚连接件140的部分146包括从脚连接件140的侧面延伸的轴、销、杆或者其他突起，其延伸进入沿着斜面24L延伸的细长槽。类似地，脚连接件140的部分148还包括从脚连接件140的侧面延伸的轴、销、杆或者其他突起，其延伸进入沿着轨道26L延伸的细长槽。在这种实施方式中，槽的一个或者两个或者突出的销可以设有低摩擦界面，例如低摩擦材料或者其他机械轴承结构。在其他实施方式中，可以倒转这种关系，其中脚连接件140包括一对细长槽，并且斜面24L和轨道26L每个包括突出的销。
脚连接件同步器34包括构造成使得脚连接件130和140的运动同步的机构。具体而言，脚连接件同步器34被构造成使得脚连接件130和140的运动同步，使得脚连接件130和140相互之间相位差180度。换句话说，在任何时刻，脚连接件130和140沿着其一致的运动路径处于完全相反的位置。例如，当脚连接件130升高并且运动到右侧(如图3所示)时，脚连接件140降低并且运动到左侧(如图1所示)。
在图1所示的示例实施方式中，同步器134包括辊或者滑轮150、151以及缆线152。滑轮150由斜面24的一体结构可旋转地支撑在位于斜面24前面的端部57上。滑轮151由斜面24的一体结构可旋转地支撑在斜面24和轨道26之间。滑轮150、151配合，以保持缆线152张紧，并且避免出现松弛阶段，松弛会不时地导致急拉动作。
缆线152围绕滑轮150和151延伸或者缠绕滑轮150和151。缆线152具有与脚连接件130连接的第一侧部分156(如图6所示)和以类似的方式与脚连接件140连接的第二相对侧部分157(如图7所示)。因此，当脚连接件130向后运动或者如图1和6所示运动到左侧时，脚连接件140必须向前运行或者如图7所示向左运行。在其他实施方式中，脚连接件同步器34可以具有其他构造或者包括其他机构。例如，替代缆线152包括单个缆线，缆线152可以包括多个缆线。替代所示的带和滑轮，缆线152可以替代地包括细长结构或者结构组件。
摆臂36包括连接到脚连接组件30上的细长结构或者结构组件，其随着脚连接件130、140的运动而摆动、枢转或者以其他方式运动。摆臂36便于使人的上体和臂部与下体和腿部的锻炼同步。在其他实施方式中，摆臂36可以省略或者可以不与脚连接件130、140连接，以固定的位置安装到框架22上。
摆臂36R具有：第一端部160，其可枢转地连接到脚连接件130上；第二中间部分162，其可枢转地连接到框架22的立柱46上；以及第三端部164，其提供握柄168。握柄168被构造成在锻炼期间由人握持。在所示的示例中，握柄168包括柱，包裹物，带，环或者由软的、可压缩的、高摩擦的橡胶类泡沫或者聚合物材料形成的其他表面区域。在其他实施方式中，握柄168可以省略或者可以与摆臂36R的其他部分基本上不能区分，在其他实施方式中，摆臂36R可以具有其他构造，在其他实施方式中，可以省略摆臂36R。
摆臂36L与摆臂36R基本上类似。摆臂36L具有：第一端部170，其可枢转地连接到脚连接件140上；第二中间部分172，其可枢转地连接到框架22的立柱46上；以及第三端部174，其提供握柄178。握柄178与握柄168一致。
可变阻力源38(也称为可调节阻力源)包括用于对脚连接件130、140的运动提供用户可控制、可选择和可调节的阻力的装置或者机构。可变阻力源38(示意性示出)可包括各种不同的阻力机构。例如，可变阻力源38可包括空气制动器或者风扇，其中风扇连接到滑轮150上，脚连接件130、140的运动使得风扇叶片旋转。风扇的空气阻力可以通过改变风扇叶片的角度来调节，以改变阻力。在其他实施方式中，源38可以包括连接到滑轮150的发电机。在其他实施方式中，源38可以包括摩擦制动器，其中可以通过改变相互接触的两个摩擦表面之间的力的大小来调节阻力的大小。在其他实施方式中，阻力源38可包括涡流制动系统，其与滑轮50(或者连接到脚连接件130、140上的其他旋转构件)连接，其中，可以由人选择性调节磁体和铁磁材料之间的距离来改变阻力。通过允许锻炼的人调节脚连接件130、140的运动的阻力，锻炼装置20允许人定制其测试特性。
竖直高度致动器40(示意性示出)包括被构造成选择性提升和降低斜面或者选择性调节斜面24的倾斜角度以改变测试或者锻炼特性的机构。在一种实施方式中，竖直高度致动器40，是被供电的致动器，其利用电能来提升或者降低斜面40。例如，在一种实施方式中，竖直高度致动器40可以包括构造成提升和降低斜面的电磁螺线管。在另一种实施方式中，竖直高度致动器40可包括与齿条和齿轮机构或者齿条和丝杠机构结合的电动机，其中，丝杠或者齿轮的旋转驱动与斜面24连接的齿条，以便提升和降低斜面24。在其他实施方式中，竖直高度致动器40可包括用于提升和降低斜面24的液压或者气动气缸-活塞组件。替代提升和降低斜面24的端部64，竖直高度致动器40可以替代地选择性沿水平方向平移斜面24的端部62，以调节每个斜面24的倾斜角度。在其他实施方式中，可以省略竖直高度致动器40。
控制面板42包括面板，通过该面板锻炼的人可以观察锻炼装置20的电流设置，并且可以调节锻炼装置20的电流设置。控制面板42还可以提供锻炼的人关于其锻炼规程例如持续时间、燃烧的卡路里等的反馈，或者可以提供锻炼的人关于即将进行的锻炼规程或者进行测试的指示或者结果。在所示的示例中，控制面板42包括显示器184、输入186和控制器188。显示器184包括用于对锻炼的人显示信息的显示器。显示器184可包括液晶显示器，光发射二极管阵列或者用于提供视觉信息的其他装置。
输入186包括锻炼的人可输入选择或指令的一个或者多个机构。输入186可包括触摸板、触摸屏、拨动开关、一个或者多个按钮、鼠标垫、滚轮、滑杆或者各种其他输入装置。控制器188包括一个或者多个处理单元，其连接到显示器184、输入186、可变阻力源38和竖直高度致动器40。控制器188也可以连接到一个或者多个传感器上(没有示出)。基于从其阻力源38、竖直高度致动器40和一个或者多个传感器接收的信息，控制器188可以产生指向显示器184的控制信号，提供锻炼的人关于其锻炼规程或者锻炼装置20的电流设置的反馈。
在该应用中，术语“处理单元”是指现已开发的或者将来开发的处理单元，其执行包含在存储器中的指令序列。对指令序列的执行导致处理单元执行一些步骤，例如产生控制信号。指令可以加载在随机存储器(RAM)中，用于通过处理器单元从只读存储器(ROM)、大容量存储器或者其他持久存储器执行。在其他实施方式中，硬接线电路可以用来替代软件指令或者与软件指令结合，来执行所描述的功能。例如，控制器188可以体现为一个或者多个特定用途集成电路(ASIC)的一部分。除非特别指明，控制器不限于任何硬件电路和软件的具体结合，也不限于用于由处理单元执行的指令的任何特定的源。基于从输入186接收的输入，控制器188可以产生控制信号，用于调节由阻力源38施加的阻力或者采用竖直高度致动器40调节斜面24的高度。这种改变或者调节或者可以响应于所存储的程序或者与控制器158的存储器关联或由控制器通过有线或无限连接接收的锻炼规程来执行。在另一些实施方式中，显示面板42可以省略。
总的来说，锻炼装置20提供锻炼的人多种用户可选择的用于脚垫32的运动路径。脚垫32的特定运动路径可以简单地通过用户用其脚对脚垫32施加不同的力或者不同方向力来调节。这种运动路径的变化可以由锻炼的人在锻炼规程或者测试期间“动态”进行，而锻炼的人不需要从握柄168或者握柄178上拿开手。锻炼装置自动适应人的动作或者动作变化。锻炼装置提供这种运动自由度，具有很少(如果有)悬臂构件。例如，脚连接件130、140的部分136、146由斜面24支撑。脚连接件130、140的相对的部分138、148由轨道26支撑。因此，锻炼装置20提供更结实和可靠的感觉，可以由刚性更弱的材料形成，并且整体重量可以更轻。
图8和9示出了图1-7所示的锻炼装置20的另一种实施方式锻炼装置220。锻炼装置220类似于锻炼装置20，除了锻炼装置220包括分别替代轨道驱动器28和可调节的可变阻力源29的轨道驱动器228和可调节的可变阻力源238。与锻炼装置20一样，锻炼装置220包括框架22、斜面24R和24L(统称为斜面24)、轨道26R和26L(统称为轨道26)、可调节的可变水平阻力源28、脚部连接组件30R和30L(统称为脚部连接组件30)、脚垫32R和32L(统称为脚垫32)、脚垫同步器34、摆臂36R和36L(统称为摆臂36)、可变高度致动器40以及控制面板42，上述每个部件显示和描述在图1中。
类似于轨道驱动器28，轨道驱动器228包括构造成使得轨道26的端部74振荡的驱动机构。轨道驱动器228位于锻炼装置220的后端67处，并且通过框架22的提升或者支撑部分52来提升或者支撑。轨道驱动器228包括支撑柱240、带引导件242、滑轮244、带246、滑轮组248、中间滑轮250、带252、杠杆臂254和飞轮256。支撑柱240从框架22的部分52延伸，并且支撑带引导件242。带引导件242包括滑轮或者辊，带246部分缠绕在其上，并且被引导。
滑轮244由框架22的部分52可旋转地支撑。带246包括柔性细长构件，该构件具有连接或者固定到轨道26R上的第一端258和固定地安装到或者固定到轨道26L上的第二相对端260。带246至少部分缠绕引导件242并且缠绕滑轮244的下端。因此，带66悬挂轨道26的端部74，使得轨道26以彼此相位差为180度的相位关系运动。换句话说，当轨道26中的一个上升时，轨道26中的另一个下降。
滑轮组248、滑轮250、带252、杠杆臂254和飞轮256用于在轨道26运动期间产生动量或者惯量，以减小或者消除死点或死区，在死点或死区的情况下，会减慢轨道26的运动，例如当轨道26运行在其行程的上端或者下端时。滑轮组248固定地连接到或者固定到滑轮244上，以与滑轮244一起旋转。滑轮组248相比于滑轮244具有减小的外径。滑轮250由框架22的部分52可旋转地支撑。带252包括缠绕滑轮248和250的连续带。滑轮248、250和带252用作减速器。
杠杆臂254包括细长构件，该构件具有偏心地并且可旋转地连接到滑轮250上的第一端260和偏心地并且可旋转地连接到飞轮256上的第二端262。飞轮256可旋转地由框架22的部分52支撑。杠杆臂254以及端部260和262与飞轮256相连的位置被构造成使得当轨道26上下运动时，其运动传递到飞轮256，以便沿着单个方向连续旋转飞轮256。飞轮256的这种连续旋转形成惯量或者动量，来减小或者消除死区或者失速区的发生，在死区或者失速区的情况下，轨道26的运动会在其行程端部减慢或者停止。
竖直阻力源138包括对于轨道26的端部74的升高和降低而言阻力可控制的和可调节的源。在所示的示例中，竖直阻力源238包括涡流制动系统。具体而言，竖直阻力源238包括磁体236(示意性示出)，其与飞轮256相对地定位，其中飞轮256由铁的材料形成。
磁体326包括磁体构件，其被构造和定位成使得对飞轮256施加磁场。在所示的示例中，磁体326基本上与飞轮256的表面相对地延伸。由磁体326对飞轮256施加的磁场形成涡流，其自身形成反作用的磁场，阻止飞轮256的相对旋转。通过阻止飞轮256的相对旋转，也阻止了滑轮244的旋转。因此阻止了轨道26的竖直上下运动。
由磁体326施加的阻力可由锻炼的人调节和选择。在一种实施方式中，磁体326包括电磁体，其中通过磁体326传送的电流可以变化，以调节磁场和由源238提供的阻力的大小。在一种实施方式中，传送到磁体326的电流响应于由与控制面板42关联的控制器产生的电路和控制信号而变化，该控制器会对来自锻炼的人的输入或者存储在存储器中的锻炼程序做出响应，该存储器与控制面板42的控制器关联、连接或者通信。
在另一种实施方式中，可以通过物理地调节飞轮256和磁体326之间的间距或者间隙来调节由磁体326施加的阻力。例如，在一种实施方式中，源238可以包括电磁螺线管、音圈或者其他用于使得飞轮256和磁体326相对于彼此移动以调节间隙的其他机械致动器。在又一种实施方式中，飞轮256可以包括与固定铁构件相对地定位的磁体。
尽管已经针对示例实施方式描述了本发明，但是，本领域技术人员了解可以在形式和细节上对本发明进行变化，而不背离所要求保护的本发明的精神和范围。例如，尽管所描述的不同的示例实施方式包括提供一个或者多个优点的一个或者多个特征，应当设想，所描述的特征可以在所描述的示例实施方式中或者其他替代实施方式中相互替换或者相互结合。由于本发明的技术相对复杂，不是技术上的所有变化是可预知的。针对示例实施方式进行描述和由权利要求书限定的本发明显然旨在尽可能宽。例如，除非特别指明，限定有单个具体元件的权利要求也包含多个这种具体元件。

Claims (19)

1.一种锻炼装置，包括：
框架；
第一斜面，其由所述框架支撑；
第一振荡轨道，其具有第一端和第二端，所述第一端可枢转地连接到所述框架上；
轨道驱动器，被构造成通过提升和降低所述第一振荡道轨道的第二端使得第一振荡轨道的第二端振荡；以及
第一脚连接件，其具有第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第一斜面连接以沿着并相对于所述第一斜面往复运动，所述第二部分与所述第一振荡轨道连接以在相对于所述第一振荡轨道枢转的同时沿所述第一振荡轨道往复运动，从而通过从第一多个不同的可获得路径中所选择的第一路径运动，并且响应于由人对所述第一脚连接件施加的力在所述第一多个不同的可获得路径之间变换。
2.根据权利要求1所述的锻炼装置，还包括：
第二斜面，
第二振荡轨道，其具有与所述框架可枢转地连接的第一端，并且具有第二端；以及
第二脚连接件，其具有第一部分和第二部分，所述第二脚连接件的第一部分与所述第二斜面连接以在相对于所述第二斜面枢转的同时沿着所述第二斜面往复运动，所述第二脚连接件的第二部分与所述第二振荡轨道连接以在相对于所述第二振荡轨道枢转的同时沿所述第二振荡轨道往复运动；
所述轨道驱动器被构造成通过提升和降低所述第二振荡轨道的第二端使得第二振荡轨道的第二端振荡。
3.根据权利要求2所述的锻炼装置，其中，所述轨道驱动器被构造成使得所述第一振荡轨道和第二振荡轨道相对于彼此以180度的相位差提升和降低。
4.根据权利要求2所述的锻炼装置，其中，所述轨道驱动器包括曲柄臂组件。
5.根据权利要求4所述的锻炼装置，其中，所述曲柄臂组件包括：
第一曲柄臂，其具有可枢转地连接到所述框架上的第一部分，并且具有第二部分；
第二曲柄臂，其具有可枢转地连接到所述框架上的第一部分，并且具有第二部分；
第一连杆，其可枢转地连接到所述第一曲柄臂的第二部分和所述第二曲柄臂的第二部分上，其中，所述第一振荡轨道的第二端沿着所述第一连杆往复运动和枢转；
第三曲柄臂，其具有可枢转地连接到所述框架上的第一部分，并且具有第二部分；
第四曲柄臂，其具有可枢转地连接到所述框架上的第一部分，并且具有第二部分；以及
第二连杆，其可枢转地连接到所述第三曲柄臂的第二部分和所述第四曲柄臂的第二部分上，其中，所述第二振荡轨道的第二端沿着所述第一连杆往复运动和枢转。
6.根据权利要求2所述的锻炼装置，其中，所述轨道驱动器包括与所述第一振荡轨道和所述第二振荡轨道连接的一个或者多个缆线。
7.根据权利要求6所述的锻炼装置，其中，所述轨道驱动器还包括由所述框架支撑的轮盘，其中，至少一个所述缆线与所述轮盘连接。
8.根据权利要求2所述的锻炼装置，还包括可调节阻力源，所述可调节阻力源与所述第一脚连接件和所述第二脚连接件中的至少一个连接，以阻止所述第一脚连接件和所述第二脚连接件中的至少一个沿着所述第一斜面和所述第二斜面中的至少一个或者所述第一振荡轨道和所述第二振荡轨道中的至少一个运动。
9.根据权利要求2所述的锻炼装置，还包括：
第一摆臂，其具有可枢转地连接到所述第一脚连接件上的第一部分、可枢转地连接到所述框架上的第二部分以及第一握柄部分；以及
第二摆臂，其具有可枢转地连接到所述第二脚连接件上的第一部分、可枢转地连接到所述框架上的第二部分以及第二握柄部分。
10.根据权利要求2所述的锻炼装置，还包括与所述第一脚连接件和所述第二脚连接件连接的脚连接件同步器，所述脚连接件同步器被构造成使得所述第一脚连接件和所述第二脚连接件的往复运动同步，从而使得所述第一脚连接件与所述第二脚连接件相对于彼此以180度的相位差往复运动。
11.根据权利要求10所述的锻炼装置，其中，所述脚连接件同步器包括：
滑轮，其由所述框架支撑；以及
缠绕所述滑轮的缆线，所述缆线具有与所述第一脚连接件连接的第一端和与所述第二滑轮连接的第二端。
12.根据权利要求2所述的锻炼装置，其中，所述第一斜面和所述第二斜面可动地连接到所述框架上，能够相对于所述框架在多个不同位置之间运动。
13.根据权利要求12所述的锻炼装置，其中，所述第一斜面和所述第二斜面可枢转地连接到所述框架上，能够在多个不同倾斜度之间枢转。
14.根据权利要求12所述的锻炼装置，还包括被供电的可变高度致动器，所述可变高度致动器被构造成使得所述第一斜面和所述第二斜面相对于所述框架选择性运动。
15.根据权利要求2所述的锻炼装置，其中，所述第一脚连接件的第一部分和所述第二脚连接件的第一部分每个包括被构造成分别沿着所述第一振荡轨道和所述第二振荡轨道滚动的至少一个辊，所述第一脚连接件的第二部分和所述第二脚连接件的第二部分每个包括被构造成分别沿着所述第一斜面和所述第二斜面滚动的至少一个辊。
16.根据权利要求2所述的锻炼装置，还包括握柄，其中，所述第一斜面和所述第二斜面靠近所述第二振荡轨道和所述第一振荡轨道的第一端延伸，所述握柄靠近所述第二振荡轨道和所述第一振荡轨道的第一端。
17.一种在锻炼装置上的锻炼方法，包括：
使第一脚连接件的第一部分沿着第一斜面往复运动和枢转，同时使第一脚连接件的第二部分沿着第一振荡轨道往复运动和枢转，从而通过从第一多个不同的可获得路径中所选择的第一路径运动，并且响应于由人对所述第一脚连接件施加的力在所述第一多个不同的可获得路径之间变换；以及
使第二脚连接件的第一部分沿着第二斜面往复运动和枢转，同时使第二脚连接件的第二部分沿着第二振荡轨道往复运动和枢转，从而通过从第二多个不同的可获得路径中所选择的第二路径运动，并且响应于由人对所述第二脚连接件施加的力在所述第二多个不同的可获得路径之间变换。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一脚连接件的第一部分和所述第二脚连接件的第一部分相对于彼此以180度的相位差往复运动和枢转。
19.一种锻炼装置，包括：
框架；
由所述框架支撑的第一斜面和第二斜面；
第一振荡轨道，其具有与所述框架可枢转地连接的第一端，并且具有第二端；
第二振荡轨道，其具有与所述框架可枢转地连接的第一端，并且具有第二端；
轨道驱动器，通过提升和降低所述第一振荡道轨道的第二端来振荡第一振荡轨道的第二端以及通过提升和降低所述第二振荡道轨道的第二端来振荡第二振荡轨道的第二端；
第一脚连接件，其具有第一部分和第二部分，第一脚连接件的第一部分枢转地连接到所述第一振荡轨道以相对于所述第一振荡轨道枢转的同时沿着所述第一斜面往复运动，第一脚连接件的第二部分枢转地连接到所述第一斜面以通过第一斜面沿着第一轴线被线性引导和往复运动，所述第一脚连接件的第一部分能够围绕垂直于所述第一轴线的第二轴线枢转，所述第一脚连接件的第二部分能够围绕垂直于所述第一轴线的第三振荡轴线枢转；以及
第二脚连接件，其具有第一部分和第二部分，第二脚连接件的第一部分枢转地连接到所述第二振荡轨道以相对于所述第二振荡轨道枢转的同时沿着所述第二斜面往复运动，第二脚连接件的第二部分枢转地连接到所述第二斜面以通过第二斜面沿着平行于所述第一轴线的第四轴线被线性引导和往复运动，所述第二脚连接件的第二部分能够围绕垂直于所述第四轴线的第五轴线枢转，所述第二脚连接件的第一部分能够围绕垂直于所述第四轴线的第六振荡轴线枢转。
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