CN101822890A - 具有多个曲柄组件的适应性运动锻炼装置 - Google Patents

具有多个曲柄组件的适应性运动锻炼装置 Download PDF

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Abstract

具有多个曲柄组件的适应性运动锻炼装置，该锻炼装置包括支撑引导件的两个相对部分的第一曲柄组件和第二曲柄组件。第一脚垫与所述引导件连接以沿着所述引导件往复运动。第一脚垫连接件具有与所述脚垫可枢转地连接的第一端部和绕一轴线被可枢转地支撑的第二端部，所述轴线能够沿着多个用户可选择的路径中的一个运动，所述多个用户可选择的路径中的每个具有不同的长度。

Description

具有多个曲柄组件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；第一曲柄组件，其连接到所述框架上；第二曲柄组件，其连接到所述框架上；第一引导件，其具有与所述第一曲柄组件连接以与所述第一曲柄组件一起旋转的第一部分和与所述第二曲柄组件连接以与所述第二曲柄组件一起旋转的第二部分；第一脚垫，其与所述第一引导件连接以沿着所述第一引导件往复运动；第一脚垫连接件，其具有与所述第一脚垫可枢转地连接的第一端部和绕第一轴线被可枢转地支撑的第二端部，所述第一轴线能够沿着第一多个用户可选择的路径中的一个运动，所述第一多个用户可选择的路径中的每个具有不同的长度，其中，所述第一脚垫被构造成响应于由人对所述第一脚垫施加的力在所述第一多个用户可选择的路径之间变动；以及第二引导件，其具有与所述第一曲柄组件连接以与所述第一曲柄组件一起旋转的第一部分和与所述第二曲柄组件连接以与所述第二曲柄组件一起旋转的第二部分；第二脚垫，其与所述第二引导件连接以沿着所述第二引导件往复运动；第二脚垫连接件，其具有与所述第二脚垫可枢转地连接的第一端部和绕第二轴线被可枢转地支撑的第二端部，所述第二轴线能够沿着第二多个用户可选择的路径中的一个运动，所述第二多个用户可选择的路径中的每个具有不同的长度，其中，所述第二脚垫被构造成响应于由人对所述第二脚垫施加的力在所述第二多个用户可选择的路径之间变动。
附图说明
图1是根据一种示例实施方式的锻炼装置的前透视图。
图2是图1所示锻炼装置的后透视图。
图3是图1所示锻炼装置的俯视图。
图4是图1所示锻炼装置的左侧视图。
图5是图1所示锻炼装置的左侧视图，其示出了由枢转连杆提供的偏移。
图6是图4所示锻炼装置的左侧视图，其示出了不同位置的脚垫。
图7是图4所示锻炼装置的左侧视图，其示出了不同位置的脚垫。
图8是图4所示锻炼装置的左侧视图，其示出了不同位置的脚垫。
图9是根据一种示例实施方式的图1所示锻炼装置的另一种实施方式的前透视图。
图10是图9所示锻炼装置的后透视图。
图11是图9所示锻炼装置的左侧视图。
图12是根据一种示例实施方式的图1所示锻炼装置的另一种实施方式的透视图。
图13是图12所示锻炼装置的俯视图。
图14是图12所示锻炼装置的侧视图。
图15是图12所示锻炼装置的后视图。
具体实施方式
图1-4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动(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、曲柄组件24R和24F(统称为曲柄组件24)、引导件26R和26L(统称为引导件26)、脚垫28R和28L(统称为脚垫28)、脚垫连接件30L和30R(统称为脚垫连接件30)、摆臂31R和31L(统称为摆臂31)、水平同步器32、水平阻力源34、竖直同步器36、竖直阻力源34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将载荷传递到地板或者其他支撑表面。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时人可以握持的结构。
如图1所示，框架22包括基部44和前立柱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。基部44在锻炼装置20的前端52附近支撑曲柄组件24F，在锻炼装置的后端53附近支撑曲柄组件24R。基部44包括向外延伸的脚部、支座或者伸出部50，其进一步有助于稳定锻炼装置20。在其他实施方式中，基部44可具有其他构造。
前立柱46包括提供在锻炼装置20的前部或者前端52处从基部44向上延伸的柱子、支柱、撑杆或者类似物的一个或者多个结构。立柱46连接并且支撑锻炼装置20的其他部件，包括水平同步器32、水平阻力源34和竖直阻力源34。在其他实施方式中，立柱46可以具有其他构造。在另一些实施方式中，可以省略立柱46。
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。
曲柄组件24响应于通过脚垫28施加到引导件26上的力提升和降低这种引导件26。曲柄组件24允许锻炼的人选择锻炼路径或者例程的竖直运动的程度。曲柄组件24F在锻炼装置20的前端52附近连接到框架22上，而曲柄组件24R在锻炼装置20的后端53附近连接到框架22上。
如图2和3所示，曲柄组件24F包括轴承56、轴58和曲柄臂60L、60R(统称为曲柄臂60)。轴承56连接到框架22的基部44上，并且可旋转地支撑轴58。轴58穿过轴承56延伸，并且连接到每个曲柄臂60L和60R上。曲柄臂60包括细长结构，每个结构具有与轴58固定地连接以与轴58一起旋转的第一部分62和与引导件26之一可枢转地或者可旋转地连接的第二部分64。曲柄臂60L和60R基本上彼此一致，除了它们相对于彼此以基本上180度的相位差安装到轴58上。例如，当曲柄臂60L从轴58向上延伸时，曲柄臂60R从轴58向下延伸。
曲柄组件24R与曲柄组件24F基本一致，除了曲柄组件24R还包括枢转连杆68R和68L(统称为枢转连杆68)。曲柄组件24R的与曲柄组件24F的元件相对应的其他元件具有类似的标号。枢轴连杆68L包括相对短的连杆，其具有围绕第一轴线可旋转地连接到曲柄臂60L的部分64上的第一端部和围绕与所述第一轴线间隔开的第二轴线可旋转地连接到引导件26L上的第二端部。类似地，枢轴连杆68R包括相对短的连杆，其具有围绕第一轴线可旋转地连接到曲柄臂60R的部分64上的第一端部和围绕与所述第一轴线间隔开的第二轴线可旋转地连接到引导件26R上的第二端部。枢转连杆68(有时称为连接件)允许在其自身和引导件26之间旋转。因此，枢转连杆68便于引导件26组装到曲柄组件24上，并且还消除或者减小了引导件26的粘连。特别的是，每个枢转连杆68促进曲柄臂60向前运动，并且当曲柄臂60处于旋转的顶部(如图5所示)时减少或者限制“死区”的发生。枢转连杆68还允许曲柄组件24F的曲柄臂60相对于曲柄组件24F的曲柄臂60稍微异相，这进一步限制了停止或者“死区”的发生。在其他实施方式中，枢转连杆68可以省略，使得曲柄组件24R与曲柄组件24F在几乎所有方面都一致。
在所示的示例中，曲柄组件24R和24F的曲柄臂60L在其枢转点之间具有基本上一致的长度。曲柄组件24R和24F的曲柄臂60R在其枢转点之间具有基本上一致的长度。在其他实施方式中，曲柄组件24R的曲柄臂60L和60R可以相比于曲柄组件24F的曲柄臂60L和60R具有不同的长度。例如，在一种实施方式中，曲柄组件24R的曲柄臂60L和60R可以替代地比曲柄组件24F的曲柄臂60L和60R更长，以在脚垫28的往复运动期间提供更大的后跟提升。在其他实施方式中，曲柄组件24R的曲柄臂60L和60R可以替代地比曲柄组件24F的曲柄臂60L和60R更短，以在锻炼装置20的前部提供更大的高度，使得锻炼的人在脚垫28的往复运动期间建立倾斜。
引导件26包括细长结构，其被构造成引导脚垫28的往复运动。每个引导件26具有可旋转或者枢转地连接到曲柄组件24R的枢转连杆68之一上的第一端部72和可旋转地或者枢转地连接到曲柄组件24F的曲柄臂60之一的部分64上的第二端部74。在曲柄组件24R和24F的曲柄臂60具有基本上相同的长度(在轴58的中心线和引导件26R、和26L相对于相应的曲柄组件24R的曲柄臂60的枢转连杆68枢转或者旋转所围绕的轴线或者引导件26相对于曲柄组件24F的曲柄臂60之一枢转或者旋转所围绕的轴线之间的距离相同)的所示示例中，引导件26保持基本上水平，同时围绕曲柄组件24R和24F的轴58的轴线旋转。在曲柄组件24R的曲柄臂60相比于曲柄组件24F的曲柄臂60可以具有不同的长度的其他实施方式中，引导件26可以具有倾斜、前端下倾或者前端翘起的定向，同时绕轴58的轴线旋转。
在所示的示例中，每个引导件26包括一对平行轨道，其具有向下弯曲的端部。如下面更详细地描述的，脚垫28至少部分环绕这些轨道，以当它们沿着这些轨道往复运动时沿着这些轨道滑动或者滑行。在其他实施方式中，每个引导件26可以替代地包括一个或者多个通道，其中，脚垫28在所述通道内沿着受引导的路径滑动、旋转或者以其他方式运动。在另一种实施方式中，每个引导件26可以包括斜面，脚垫28沿着斜面滚动。尽管引导件26示出为沿着其大部分长度是直的或者线性的，在其他实施方式中，引导件26可以是弓形的或者弯曲的。
脚垫28，也称为踏板28，包括可滑动地连接到引导件26上以沿着引导件26往复运动的结构。脚垫28提供表面，人的脚可以靠在该表面上并且施加力。脚垫28被进一步构造成围绕基本上垂直于引导件26延伸所沿的轴线的至少一个轴线枢转。因此，脚垫28在运动期间提供更自然的运动感受。换句话说，脚垫28枢转以在人的跨步期间调节脚踝弯曲的角度以改善感受。在引导件26自身倾斜或枢转的其他实施方式中，例如当曲柄组件24R的曲柄臂60相比于曲柄组件24F的曲柄臂60具有不同的长度时，脚垫28可以替代地枢转固定于引导件26(pivotally fixed to guide 26)，以当它们沿着引导件26行进时不会枢转或旋转。
如图2所示，在所示的示例中，每个脚垫28包括平台70、和一对轴承管72。平台70提供表面，人可以将其脚的底部放置在该表面上。尽管没有示出，在一些实施方式中，每个脚垫28可以还设有其他结构，用于辅助将人的脚保持在脚垫28上，并且辅助人将力施加到脚垫28上。例如，在其他实施方式中，每个平台70可以还包括踏脚套或踏脚杯。
轴承管72包括引导件26的杆或者轨道所延伸穿过的管。轴承管72与和其相关联的脚垫28一起沿着引导件26的杆或者轨道滑动。轴承管72自身可枢转地或者旋转地连接到脚垫28的下侧上。因此，脚垫28可以沿着引导件26相对于引导件26滑动。在其他实施方式中，脚垫28可以可动地连接到引导件26上并且可以枢转地以其他方式被支撑。
脚垫连接件30包括连接在脚垫28和摆臂31之间的构件。脚垫连接件30每个具有与脚垫28之一连接的第一端部80和可枢转地与摆臂31之一连接的第二相对端部82。在所示的示例中，脚垫28可枢转地支撑在引导件26上，其中，脚垫连接件30固定地连接到脚垫28上。在其他实施方式中，脚垫28可以替代地不可枢转地连接到引导件26上。在这种替代实施方式中，脚垫连接件30则替代地可枢转地连接到脚垫28上。在所示的示例中，脚垫连接件30L的端部80连接到脚垫28L上，而脚垫连接件30R的端部80连接到脚垫28R上。在所示的示例中，脚垫连接件30L的端部82围绕枢转轴线84可枢转地连接到摆臂31L上，而脚垫连接件30R的端部82围绕枢转轴线86可枢转地连接到摆臂31R上。连接件30的部分82枢转所围绕的轴线84和86每个都可沿着多个用户可选择的路径之一运动。例如，轴线84可由用户通过对脚垫28施加力来运动，以通过具有不同的形状和幅度的路径移动脚垫28。例如，轴线84可以通过更圆形的路径或者更加椭圆形的路径运动。脚垫的长度和高度可以由用户改变。轴线86可以类似地通过各种不同路径运动。这些不同的路径提供脚垫28的运动自由度，并且允许锻炼装置20根据需要自动适应锻炼的人及其脚的运动。
摆臂31在脚垫连接件30的部分82和框架22的立柱46之间延伸。每个摆臂31具有：端部90，其可枢转地连接到脚垫连接件30之一的端部82上；中间部分92，其可枢转地连接到立柱46上；以及端部94，其可用作握柄。摆臂31允许人施加力在摆臂31上，以辅助脚垫28的运动。在其他实施方式中，可以设置其他固定的臂或者单独的摆臂。在这些其他实施方式中，可以省略端部94，其中不用作摆臂的单独的连杆具有可枢转地连接到脚垫连接件30上的端部90和可枢转地连接到立柱46上的另一端部92。在其他实施方式中，每对摆臂31和脚垫连接件30可以通过单个构件或者相互之间固定的固定构件的组件来代替，其中该单个构件或者固定构件的组件具有可枢转地连接到立柱46上的一个部分和可枢转地连接到脚垫28之一上的另一个部分。
水平同步器32包括构造成使得脚垫连接件的水平或者前后运动相对于彼此同步的机构。具体而言，水平同步器32被构造成使得脚垫28R的向前和向后运动与脚垫28L的向后和向前运动同步。在所示的示例中，同步器32包括摇臂110和同步器连杆112L和112R(如图2所示)。摇臂110包括可枢转地连接到框架22的立柱46上的结构，用于围绕与摆臂31枢转所围绕的轴线基本上垂直的轴线枢转运动。在所示的示例中，摇臂110包括轮或者轮盘。在其他实施方式中，摇臂110可以包括细长的、更线性的结构、臂或者构件。
同步器连杆112L包括具有在摇臂110的枢转轴线的第一侧上可枢转地连接到摆臂31L上的第一端116和在摇臂110的枢转轴线的第二侧上可枢转地连接到摇臂110上的第二端118的连杆。如图2最清楚地示出，同步器连杆112R包括具有可枢转地连接到摆臂31R上的第一端120和在摇臂110的枢转轴线的第二侧上可枢转地连接到摇臂110上的第二端122的连杆。由于这种构造，当脚垫28L向前运动时，脚垫28R必须向后运动，反之亦然。由于这种构造，脚垫同步器32利用已经由摆臂31提供的结构部件或者连杆，减小了水平同步器32的部件数量和复杂性。在其他实施方式中，可以采用其他机构来使得脚垫28的运动同步。例如，可以采用不与摆臂31连接的其他机构来同步脚连接件26的运动。
水平阻力源34包括对于脚垫28的向前和向后运动而言，阻力可控制的和可调节的源。在所示的示例中，水平阻力源34包括涡流制动系统。具体而言，水平阻力源34包括磁体130(示意性示出)，其与铁磁构件或者铁构件132相对地定位。
磁体130包括磁体构件，其被构造和定位成使得对摇臂110施加磁场。在所示的示例中，磁体130基本上与摇臂110的表面相对地延伸。由磁体130对摇臂110施加的磁场形成涡流，其自身形成反作用的磁场，阻止摇臂110的相对旋转或者枢转运动。通过阻止摇臂110的相对旋转，也阻止了摆臂31的枢转运动和脚连接件26以及其相关联的脚垫28的水平运动。
在所示的示例中，摇臂110用作形成涡流的铁磁构件。在其他实施方式中，单独的铁磁构件可以安装到摇臂110上，以与摇臂110一起相对于磁体130旋转或者枢转。尽管磁体130由立柱46固定地支撑，与构件132相对，在其他实施方式中，磁体130可以连接到摇臂110并由摇臂110承载，以便响应于摇臂的摇动而旋转，而单独的铁磁构件由立柱46以固定的方式支撑，与磁体130相对。由于水平阻力源34利用脚垫同步器32和摆臂31的已经存在的部件，减小了部件数量、阻力源34所占据的体积或空间以及复杂性。在其他实施方式中，水平阻力源34可以具有其他构造。在其他实施方式中，水平阻力源34可以替代地不利用同步器32和/或者摆臂31的部件。
在所示的示例中，由磁体130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130包括电磁体，其中通过磁体130传送的电流可以变化，以调节磁场和由源34提供的阻力的大小。在一种实施方式中，传送到磁体130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摇臂110和磁体130之间的间距或者间隙来调节由磁体130施加的阻力。例如，在一种实施方式中，源34可以包括电磁螺线管、音圈或者其他用于使得摇臂110和磁体130中的一个相对于彼此移动以调节间隙的其他机械致动器。
竖直同步器36包括用于使得引导件26和与其相关联的脚垫28的竖直运动同步的机构。特别的是，竖直同步器36使得该运动同步，从而引导件26基本上相对于彼此以180的相位差运动。具体而言，当引导件26L和脚垫28L向上运动时，引导件26R和脚垫28R向下运动，反之亦然。在一些实施方式中，竖直同步器36可以构造成使得曲柄组件24R和24F的旋转稍微异相。在这种实施方式中，枢转连杆68使得曲柄组件24R和24F之间能够发生异相关系，同时保持脚垫28的平滑的往复运动。同时，由于曲柄组件24R和24F的旋转是异相的，锻炼装置20在脚垫28的往复运动期间实现了更大的后跟提升。
在所示的示例中，竖直同步器36使得曲柄组件24R和24F的旋转同步。在所示的示例中，竖直同步器36包括环形构件128，其围绕曲柄组件24R和24F的轴58缠绕并与该轴58可操作地连接。在所示的具体示例中，竖直同步器36包括一对与轴58连接的同步皮带轮131，其中，环形构件128包括环形同步皮带。在其他方式中，竖直同步器36可包括一对链轮，以取代皮带轮，其中环形构件128包括链条。在另一种实施方式中，曲柄组件24的旋转可以通过齿轮系或者其他同步机构来同步。在一些实施方式中，例如在枢转连杆68具有相对短的长度以及曲柄臂60具有基本上相同的长度使得引导件26保持基本上平行的实施方式中，可以省略同步器36。
竖直阻力源38包括对脚垫连接件26和脚垫28的提升和降低提供可控制和可调节的阻力的源。在所示的示例中，竖直阻力源包括对曲柄组件24中的一个或者两个的旋转提供可控制和可调节的阻力的源。在所示的示例中，竖直阻力源38包括发生器140，其可操作地连接到曲柄组件24F上，以便通过曲柄组件24的旋转而被驱动。发生器140产生的能量产生电流，以使得显示面板42运行或者至少部分对显示面板供电。在一种实施方式中，产生的能量存储在电池或者其他存储装置中，并且用来对显示面板42供电。在其他实施方式中，发生器能量可以被简单地耗散或者用于其他目的。
在所示的具体示例中，曲柄组件24F通过带和滑轮组件可操作地连接到发生器140上，该滑轮组件包括固定到曲柄组件24F的轴58上的滑轮142、连接到发生器的输入轴上的滑轮144以及插入的中间带146。在其他实施方式中，发生器140可以通过其他机构例如链条和链轮组件、齿轮等可操作地连接到曲柄组件24F上。在其他实施方式中，发生器140可以替代地可操作地连接到曲柄组件24R上。
在替代实施方式中，阻力源38可以包括其他机构。例如，在其他实施方式中，阻力源38可以包括涡流制动系统，与上面描述的水平阻力源32类似。在其他实施方式中，阻力源38可以包括摩擦制动器或者摩擦阻力源。在另一种实施方式中，可以采用其他阻力机构。
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例程(exercise routine)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例程或者进行测试的指示或者结果。如图2所示，控制面板42包括显示器154、输入156和控制器158。显示器154包括用于对锻炼的人显示信息的显示器。显示器154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156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156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158包括一个或者多个处理单元，其连接到显示器154、输入156、水平阻力源34和竖直阻力源38。控制器158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34和38和一个或者多个传感器接收的信息，控制器158可以产生指向显示器154的控制信号，提供锻炼的人关于其锻炼例程或者锻炼装置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158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156接收的输入，控制器158可以产生控制信号，用于调节由阻力源34或者阻力源38施加的阻力。这种改变或者调节可以替代地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例程来执行。在另一些实施方式中，显示面板42可以省略。
图4-8示出了锻炼装置20，其中脚垫连接件26和与其相关联的脚垫28沿着不同的锻炼运动路径处于各种位置。图4和5示出了脚垫70处于不同的水平位置，同时处于基本上相同的竖直位置。图6示出了与图5所示的状态相比，脚垫70处于基本上相同的水平和竖直位置，除了脚垫28R和28L基本上相对于图5所示的状态相位差180度。(脚垫28L现在比脚垫28R更低)。图7和8示出了脚垫70处于不同的水平位置，同时处于基本上相同的竖直位置。总的来说，图4-6示出了更椭圆形的运动，其中脚垫28沿着在水平和竖直维度上变化的路径运动。图7和8示出了脚垫70更大程度上是沿着前后跨步的锻炼路径运动。此外，锻炼装置20的构造还允许更大程度上类似于爬楼的锻炼路径，其中轴线84和86(如图1所示)基本上是固定的，而脚垫28继续沿着基本上为上下的方向运动。
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连接件26和脚垫28的运动路径。脚垫28的特定运动路径可以简单地通过用户用其脚对脚垫28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例程或者测试期间“动态”进行，而锻炼的人不需要从握柄98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，支撑脚垫28的脚垫连接件26支撑在相对两端，具有很少(如果有)悬臂构件。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9-11示出了锻炼装置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包括替代引导件26和脚垫70的引导件226L和226R(统称为引导件226)以及脚垫270L和270R(统称为脚垫270)。锻炼装置220的与锻炼装置20的类似元件对应的其他元件用类似的标号表示。
引导件226包括细长结构，其被构造成引导脚垫28的往复运动。在所示的示例中，每个引导件26包括一对斜面，所述斜面具有表面227，脚垫228可在所述表面227上滑动、滑行或者滚动。与每个引导件26类似，每个引导件226具有可旋转或者枢转地连接到曲柄组件24R的枢转连杆68之一上的第一端部72和可旋转或者枢转地连接到曲柄组件24F的曲柄臂60之一的部分64上的第二端部74。在曲柄组件24R和24F的曲柄臂60具有基本上相同的长度(在轴58的中心线和引导件26R、和26L相对于相应的曲柄组件24R的曲柄臂60的枢转连杆68枢转或者旋转所围绕的轴线或者引导件26相对于曲柄组件24F的曲柄臂60之一枢转或者旋转所围绕的轴线之间的距离相同)的所示示例中，引导件26保持基本上水平，同时围绕曲柄组件24R和24F的轴58的轴线旋转。在曲柄组件24R的曲柄臂60相比于曲柄组件24F的曲柄臂60可以具有不同的长度的其他实施方式中，引导件26可以具有倾斜、前端下倾或者前端翘起的定向，同时绕轴58的轴线旋转。
脚垫228，也称为踏板228，包括由引导件226可动地支撑以沿着引导件226往复运动的结构。脚垫228提供表面，人的脚可以靠在该表面上并且施加力。脚垫228被进一步构造成围绕基本上垂直于引导件226延伸所沿的轴线的至少一个轴线枢转。因此，脚垫228在运动期间提供更自然的运动感受。换句话说，脚垫228枢转以在人跨步期间调节脚踝弯曲的角度以改善感受。在引导件226自身倾斜或枢转的其他实施方式中，例如当曲柄组件24R的曲柄臂60相比于曲柄组件24F的曲柄臂60具有不同的长度时，脚垫228可以替代地枢转固定于引导件226，以当它们沿着引导件226行进时不会枢转或旋转。
在所示的示例中，每个脚垫228包括平台270、和一对辊272。平台270提供表面，人可以将其脚的底部放置在该表面上。尽管没有示出，在一些实施方式中，每个脚垫228可以还设有其他结构，用于辅助将人的脚保持在脚垫228上，并且辅助人将力施加到脚垫228上。例如，在其他实施方式中，每个平台270可以还包括踏脚套或踏脚杯。
辊272包括可旋转地连接到平台270上并且构造成在引导件226的表面227上滚动的辊。在脚垫270每个包括围绕不同轴线旋转的两个辊的所示示例中，平台270每个可枢转地连接到脚垫连接件30上。在其他实施方式中，脚垫270可以包括围绕单个轴线旋转并且沿着引导件226支撑平台270的一个或者多个辊。在这种替代实施方式中，脚垫连接件30可以替代地固定到脚垫270上，其中一个或者多个辊的单个旋转轴线还用于使得脚垫平台270相对于相关联的一个引导件226的表面227枢转。在这种实施方式中，脚垫连接件30可以替代地保持与基部或者每个脚垫228的平台270可枢转地连接。在其他实施方式中，脚垫228可以可动地连接到引导件226上并且可以可枢转地以其他方式被支撑。
与锻炼装置20类似，锻炼装置220提供锻炼的人多种用户可选择的用于脚垫228的运动路径。脚垫228的特定运动路径可以简单地通过用户用其脚对脚垫228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例程或者测试期间“动态”进行，而锻炼的人不需要从握柄98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，支撑脚垫228的引导件226支撑在相对两端，具有很少(如果有)悬臂构件。锻炼装置220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12-15示出了锻炼装置20的另一种实施方式锻炼装置420。锻炼装置420类似于锻炼装置220(如图9-11所示)，除了锻炼装置420包括分别替代曲柄组件24R和24F以及脚垫270L和270R的曲柄组件424R和424F(统称为曲柄组件424)以及脚垫428L和428R(统称为脚垫428)。锻炼装置420的与锻炼装置220的类似元件对应的其他元件用类似的标号表示。为了简化示图，锻炼装置420的一些与锻炼装置220的如图8-9所示的部件类似的部件没有显示在图12-15中。例如，在图12-14中，锻炼装置420的控制面板42和竖直同步器36没有显示。示意性示出了竖直阻力源38。
与曲柄组件24类似，曲柄组件424响应于通过脚垫428施加到引导件26上的力提升和降低引导件26。曲柄组件424允许锻炼的人选择锻炼路径或者例程的竖直运动的程度。曲柄组件424F在锻炼装置420的前端52附近连接到框架22上，而曲柄组件424R在锻炼装置420的后端53附近连接到框架22上。如图12-15所示，曲柄组件424与曲柄组件24类似，除了曲柄组件424每个包括曲柄圆盘或者曲柄轮460L和460R(统称为曲柄轮460)，分别代替曲柄臂60L和60R。类似于曲柄组件24R，曲柄组件424R还包括枢转连杆68L和68R(如图15最清楚示地所示)。
脚垫428类似于脚垫28，除了脚垫428每个包括一个或者多个辊472，辊472围绕单个轴线旋转，使得这些辊472的轴线也用作相关联的脚垫428的枢轴。因此，在所示的示例中，每个脚垫连接件30具有在两个点固定地连接到脚垫428之一上的端部80，使得脚垫连接件30不会相对于脚垫428枢转。在其他实施方式中，脚垫428可以替代地包括围绕两个或者更多轴线旋转的辊272(例如，和锻炼装置220类似)。在这种替代实施方式中，脚垫连接件30可枢转地连接到脚垫428上。
与锻炼装置20类似，锻炼装置420提供锻炼的人多种用户可选择的用于脚垫428的运动路径。脚垫428的特定运动路径可以简单地通过用户用其脚对脚垫428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例程或者测试期间“动态”进行，而锻炼的人不需要从握柄98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，支撑脚垫428的引导件226支撑在相对两端，具有很少(如果有)悬臂构件。锻炼装置420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。
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 (24)

1.一种锻炼装置，包括：
框架；
第一曲柄组件，其连接到所述框架上；
第二曲柄组件，其连接到所述框架上；
第一引导件，其具有与所述第一曲柄组件连接以与所述第一曲柄组件一起旋转的第一部分和与所述第二曲柄组件连接以与所述第二曲柄组件一起旋转的第二部分；
第一脚垫，其与所述第一引导件连接以沿着所述第一引导件往复运动；
第一脚垫连接件，其具有与所述第一脚垫可枢转地连接的第一端部和绕第一轴线被可枢转地支撑的第二端部，所述第一轴线能够沿着第一多个用户可选择的路径中的一个运动，所述第一多个用户可选择的路径中的每个具有不同的长度，其中，所述第一脚垫被构造成响应于由人对所述第一脚垫施加的力在所述第一多个用户可选择的路径之间变动；以及
第二引导件，其具有与所述第一曲柄组件连接以与所述第一曲柄组件一起旋转的第一部分和与所述第二曲柄组件连接以与所述第二曲柄组件一起旋转的第二部分；
第二脚垫，其与所述第二引导件连接以沿着所述第二引导件往复运动；
第二脚垫连接件，其具有与所述第二脚垫可枢转地连接的第一端部和绕第二轴线被可枢转地支撑的第二端部，所述第二轴线能够沿着第二多个用户可选择的路径中的一个运动，所述第二多个用户可选择的路径中的每个具有不同的长度，其中，所述第二脚垫被构造成响应于由人对所述第二脚垫施加的力在所述第二多个用户可选择的路径之间变动。
2.根据权利要求1所述的锻炼装置，其中，所述第一脚垫和所述第二脚垫被构造成在所述第一轴线和所述第二轴线静止不动时沿着所述第一引导件和所述第二引导件往复运动。
3.根据权利要求2所述的锻炼装置，其中，当所述第一脚垫和所述第二脚垫在所述第一轴线和所述第二轴线静止不动时沿着所述第一引导件和所述第二引导件往复运动时，所述第一脚垫和所述第二脚垫在空间中水平运动第一距离，并且在空间中竖直运动第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。
4.根据权利要求3所述的锻炼装置，其中，所述第一脚垫被构造成在所述第一轴线沿着所述第一多个路径中的具有第一距离的第一个路径运动的同时沿着所述第一引导件往复运动，并且被构造成在所述第一轴线沿着所述第一多个路径中的具有第二距离的第二个路径运动的同时沿着所述第一引导件往复运动，所述第二距离不同于所述第一距离。
5.根据权利要求1所述的锻炼装置，其中，所述第一多个路径中的一个和所述第二多个路径中的一个的长度为零。
6.根据权利要求1所述的锻炼装置，其中，所述第一轴线被构造成从所述第一多个路径中的第一个路径变动至所述第一多个路径中的第二个路径，而不改变所述第一曲柄组件和所述第二曲柄组件相对于所述框架的旋转。
7.根据权利要求1所述的锻炼装置，其中，所述第一曲柄组件包括可旋转的第一轮盘，所述第一引导件偏心地连接到所述第一轮盘上。
8.根据权利要求7所述的锻炼装置，其中，所述第二曲柄组件包括可旋转的第二轮盘，所述第一引导件偏心地连接到所述第二轮盘上。
9.根据权利要求1所述的锻炼装置，其中，所述第一曲柄组件包括曲柄臂，所述曲柄臂具有可旋转地连接到所述框架上的第一部分和可旋转地连接到所述第一引导件上的第二部分。
10.根据权利要求9所述的锻炼装置，其中，所述第一曲柄组件还包括枢转连杆，所述枢转连杆具有绕第一连杆轴线可枢转地连接到所述曲柄臂上的第一端部和绕第二连杆轴线可枢转地连接到所述第一引导件的第一部分上的第二端部。
11.根据权利要求10所述的锻炼装置，其中，所述第一引导件的第二部分与所述第二曲柄组件直接可枢转地连接而没有中间枢转连杆。
12.根据权利要求10所述的锻炼装置，还包括位于所述锻炼装置的前端的握柄，所述第二曲柄组件位于所述前端和所述第一曲柄组件之间。
13.根据权利要求9所述的锻炼装置，其中，所述第二曲柄组件包括第二曲柄臂，所述第二曲柄臂具有可旋转地连接到所述框架上的第一部分和可旋转地连接到所述第一引导件上的第二部分。
14.根据权利要求1所述的锻炼装置，其中，所述第一脚垫被构造成相对于所述第一引导件枢转。
15.根据权利要求14所述的锻炼装置，其中，所述第一引导件包括至少一个导轨，所述第一脚垫被构造成沿着所述导轨滑动。
16.根据权利要求1所述的锻炼装置，其中，所述第一引导件包括轨道，所述第一脚垫被构造成沿着所述轨道滚动。
17.根据权利要求1所述的锻炼装置，还包括：
第一臂，其具有：在所述第一轴线处可枢转地连接到所述第一脚垫连接件上的第一端部、具有握柄的第二端部和可枢转地连接到所述框架上的中间部分；以及
第二臂，其具有：在所述第二轴线处可枢转地连接到所述第二脚垫连接件上的第一端部、具有握柄的第二端部和可枢转地连接到所述框架上的中间部分。
18.根据权利要求17所述的锻炼装置，还包括：
第一同步机构，其被构造成使得第一轴线和第二轴线的运动同步，从而使得第一轴线相对于第二轴线的运动以180度的相位差运动；以及
第二同步机构，其被构造成使得第一臂和第二臂的枢转同步，从而使得第一臂相对于第二臂的运动以大致180度的相位差运动。
19.根据权利要求17所述的锻炼装置，还包括第一用户可调节的阻力源，所述第一用户可调节的阻力源可操作地连接到所述第一臂和所述第二臂上，以阻止所述第一脚垫和所述第二脚垫的水平运动。
20.根据权利要求19所述的锻炼装置，还包括第二用户可调节的阻力源，所述第二用户可调节的阻力源可操作地连接到所述第一曲柄组件和所述第二曲柄组件中的至少一个上，以阻止所述第一脚垫和所述第二脚垫的竖直运动。
21.根据权利要求1所述的锻炼装置，还包括同步机构，所述同步机构被构造成使得所述第一轴线和所述第二轴线的运动同步，从而使得所述第一轴线相对于所述第二轴线的运动以大致180度的相位差运动。
22.根据权利要求1所述的锻炼装置，其中，所述第一引导件的第一部分在与所述第一曲柄组件的旋转轴线径向间隔第一距离的第一位置处可枢转地连接到所述第一曲柄组件上，所述第一引导件的第二部分在与所述第二曲柄组件的旋转轴线径向间隔第二距离的第二位置处可枢转地连接到所述第二曲柄组件上，所述第二距离大于所述第一距离。
23.根据权利要求1所述的锻炼装置，还包括竖直高度致动器，所述竖直高度致动器被构造成相对于所述第一曲柄组件的旋转轴线选择性提升和降低所述第二曲柄组件的旋转轴线。
24.一种方法，包括：
沿着沿第一引导件和第二引导件的第一轴线和第二轴线水平移动第一脚垫和第二脚垫；
绕垂直于所述第一轴线的第三轴线旋转所述第一引导件的第一部分，同时绕垂直于所述第一轴线的第四轴线旋转所述第一引导件的第二部分；
绕垂直于所述第一轴线的第五轴线旋转所述第二引导件的第一部分，同时绕垂直于所述第一轴线的第六轴线旋转所述第二引导件的第二部分；以及
将所述第一脚垫和所述第二脚垫竖直移动第一竖直距离；以及
将所述第一脚垫和所述第二脚垫竖直移动第二竖直距离，所述第二竖直距离不同于所述第一竖直距离。
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