CN101918087B - 自行车健身器械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种允许用户实现模拟骑自行车健身的器械。该设计包括框架和配置来支持框架的第一个安装点及第二个安装点。座椅被连接到所述框架并且被配置来支撑用户。车轮被定位成关联于所述框架以及脚踏，脚踏被配置成与车轮相互作用，框架被配置来围绕第一个安装点和第二个安装点枢转转动以响应用户产生的倾斜。车把可被提供来能够进一步施加作用力以及增强自行车骑车模拟体验中的倾斜或枢转转动。

Description

自行车健身器械

背景技术

技术领域

本发明通常涉及健身器械领域，并且更具体涉及允许用户实现模拟骑自行车运动的有氧、力量、平衡和技巧训练的健身器械。

相关领域的描述

在现今的运动与健康中心以及在家中存在的心肺复健、心血管和力量训练的健身器材寻求提高且保持个人的有氧和力量健身。许多类型的健身器材，包括跑步机、划船练习器、固定自行车、台阶练习机、滑雪器(越野和高山)以及旱地游泳训练机可用于想要保持并且提高他们整体的健康和保健的个人。

固定自行车提供给用户锻炼某些肌肉的方法，通常包括腿，以及锻炼更小的范围，如芯核，即帮助骑车者平衡的腹部和下肢肌肉，胳膊和上身，即二头肌、三头肌、斜肌和后背。固定自行车设计的当前状态通常被限制于将一对车把、脚踏和座椅固定到单个刚性平台的设计，例如螺旋就位并且安放在地板上，该设计被配置来仅重复与踩踏自行车有关的旋转动力学。在该配置中，现有设计仅能模拟当实际骑车例如骑传统自行车时产生的全部动态作用力中的非常有限数量的动态作用力，并且使用户处于与传统自行车不同的固定且不变的姿势。由于当骑固定自行车时座椅接触压力保持相对恒定，因此操作现今的处于固定姿态或位置的固定自行车可导致骑车者身体的某些神经以及身体紧靠自行车座椅的部分失去感觉，例如前列腺。

现今的固定自行车设计不能重复或模拟骑传统自行时所呈现的实际的动态作用力，也限制了所涉及到的肌肉群的数量和种类。这些设计不能涉及到推动和平衡传统自行车所需的大量肌肉，这种固定自行车也不能锻炼到骑车者体形的某些核心肌肉。骑车爱好者和热衷的比赛者认为这种固定自行车是不尽如人意且通常不能满足训练。以这种方式限制的设计不能提供对全部骑车体验的模拟并且不包括当骑自行车时所涉及的肌肉群。

其他设计试图通过包括使用设置在使得后胎不能与地面接触的固定滚轴或站台上的现有传统自行车来改进模拟。这种站台可使用阻力机构，例如磁性训练台。

固定滚轴设计通常包括传统自行车和固定柱形滚动机构，其中骑车者首先将该自行车放置在一系列滚轴上。一旦自行车被正确地定位，骑车者可骑上并且开始踩踏和平衡传统自行车。固定滚轴设计不受欢迎的主要原因是它们很难学会和掌握并且操作起来可能是危险的。虽然因为座椅相对于后胎和滚轴的接触区运动所以这种设计可以提供另外的舒适度，并且这种设计可允许来自脚踏的扭矩影响滚轴上自行车的运动，但是这种布置仍然不是所期望的因为它不能缓解座椅接触区上的压力，即“自行车座椅综合症”，其包括身体紧邻或靠近座椅的神经以及部位失去感觉。该滚轴设计不允许用户健身时充分地倾斜和操纵自行车。

站台设计，包括使用磁性训练台的那些站台设计，在操作上是与现有固定自行车设计相似的并且易受到滚轴和固定设计中所存在的相同的限制。

包含滚动机构的固定自行车设计的部分问题是骑乘且开始踩踏固定滚轴设计上的行为是完全不同于开始骑自行车。滚轴设计也易使整个自行车摇晃，从而使用户失去平衡或从滚轴滑落。因为滚轴通常设置在硬表面上，例如如通常在运动与健康中心存在的水泥地板上，所以如果当进行健身时在某一时刻用户失去平衡，他们通常会掉下来并且撞击到地面，因此易受到潜在的损伤。

为了使骑车者能正确地骑传统自行车，用户必须通过旋转脚踏提供推力，通过转动车把控制自行车的方向来操纵，并且保持平衡，即倾斜、转向、停止、加速以及减速等等。正确地骑自行车需要骑车者或用户在车把、脚踏和座椅处用不同的强度同时在多个方向上施加大量复杂的和动态的转向和倾斜作用力或其任意组合来平衡、控制、操纵和推动自行车。骑车者可提供额外的转向力来进一步控制并引导框架所呈现的转动和侧摆量，即倾斜、偏离等等，例如在通过将他的臀部移动到一侧的转动过程中。

现今的固定设计不能充分响应用户在脚踏、车把和座椅上施加的转向力和倾斜力。滚轴设计操作起来仍然是困难的和危险的并且几乎不适于成组或分类设置使用。

现有的固定自行车设计趋向于被相对地限制，原因在于用户与该器械仅有的重要的动态交互发生在脚踏，这限制了对骑车体验的踩踏部分的运动模拟。这种设计受限于所涉及的肌肉群和可产生的旋转动作的质量。这种装置的用户将更可能对能模拟全部骑自行车体验的装置感兴趣并且期望获得骑传统自行车所需要的更大范围的肌肉群参与的益处。

因此提供能更精确地模拟传统自行车运行并且能克服现有固定自行车设计中存在的限制的骑自行车的健身器械将是有益的。

发明内容

依照本设计的一个方面，提供一种允许用户实现模拟骑自行车运动的器械。该设计包括框架，该框架具有被配置来保持框架的第一个安装点和第二个安装点。座椅被连接到框架并且被配置来支撑用户。车轮被定位成关联于所述框架和脚踏，脚踏被配置来与车轮相互作用，以及框架被配置来围绕第一个安装点和第二个安装点枢转转动以响应用户所产生的倾斜。车把可被提供来能够进一步施加作用力并且在自行车的骑车模拟体验中增强倾斜或枢转转动。

从本发明的以下详细描述和附图中本发明的这些及其他优势对于本领域的技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

在附图中以示例的方式但并非限制性地示出本发明，在该附图中：

图1是本设计的一个实施例的右侧透视图；

图2是侧视图，示出了依照本设计在第一个安装件与第二个安装件之间围绕轴形成的角度关系；

图3是特写图，示出了第一个安装件的前悬挂点机构，其包含附连到用于本设计的转向输入组件的弹性体弹簧装置；

图4是处于转向位置的本设计的特写图，示出了依照所示实施例的第一个安装件的前悬挂点机构；

图5是第一个安装件的悬挂设计的分解图，以可替换的透视视角示出了图3和图4中的多个部件；

图6是依照所示实施例通过在车把、座椅和脚踏同时施加复杂的转向输入作用力从而产生提供围绕预先确定的轴铰接并转动自行车框架的滚动和侧摆条件，而使得用户以右转位置旋转脚踏的右侧透视图；

图7A是近视图，示出了与用于本设计的第一个安装件的前悬挂点相关的锁定机构；

图7B是近视图，示出了当依照本设计的一个方面锁定机构不存在时变形的第一个安装件的前悬挂点；

图7C是近视图，示出了当依照本设计的一个方面锁定机构存在时没有变形的第一个安装件的前悬挂点；

图8A是特写图，示出了包含靠惯性运动机构的可反转的飞轮装置；以及

图8B是特写图，示出了包含直接传动机构的可反转的飞轮装置。

具体实施方式

本设计是自行车健身器械，其通常包括自行车框架和部件，即车把、车头组件、脚踏、座椅、链传动装置和飞轮，其被固定于固定框架，该固定框架通常被定位在光滑表面(例如硬木或水泥地板)上，以便能围绕两个安装点铰接或转动。安装点被设置在固定框架与自行车框架之间，并且当骑车者踩踏或没有踩踏而“滑行”时可允许骑车者左右移动整个框架和部件以及允许骑车者在固定框架内倾斜自行车，以响应施加在车把、脚踏和座椅上的作用力。

实质上，前安装点和后安装点在空间上悬挂自行车框架，允许自行车框架在左右方向上铰接或转动并且作为单个铰接平台而倾斜自行车，从而更精确地模拟当实际骑自行车时所遭遇的作用力。例如，在该布置中，悬挂的自行车框架可对骑车者踩踏产生的扭矩做出响应从而导致该自行车框架在固定框架内运动或倾斜。以相似的方式，悬挂的自行车框架可对骑车者施加在车把、脚踏、和座椅上的作用力做出响应，这也导致悬挂的自行车框架在固定框架内的空间内倾斜或移动。例如，骑车者可侧向移动其臀部，这里施加在座椅上的作用力导致了自行车框架从左到右或从右到左运动从而以与传统自行车被推到道路上所表现的可比拟的方式通过座椅模拟转向自行车。

另外，骑车者可不用手来操纵本设计，而是用其臀部相对于自行车框架重新安排其体重来平衡和操纵自行车。此外，骑车者可从座椅抬起，使其与座椅分离，将其体重转移到车把和脚踏，同时仍踩踏并且可左右摇晃甩动体重来模拟爬山，这是自行车比赛者经常使用的技术。骑车者以这种偏离座椅位置的方式通过操作或旋转脚踏可产生作用力与飞轮元件的旋转运动产生的作用力相结合可产生允许该器械的尾部来回“摆动”以模拟传统自行车的实际行为和运行的回转效应。

自行车健身器械可包括随自行车转动的车把，或该车把可被固定或松开并且自由移动。本设计的传动系可被固定，以便向前踩踏可引起飞轮以所谓的向前方向运动，在传统自行车上，向后踩踏引起飞轮以相反方向运动，或可以是无阻碍的因为向前踩踏引起了飞轮运动而向后踩踏即空转没有提供施加到飞轮的阻力或作用力。锁定机构被提供来固定固定框架与自行车框架之间的关系，其可允许该器械依照现有的固定自行车的设计操作和运转。

器械

图1和图2示出了自行车健身器械。结合之下，这两个图描述了本设计的一个实施例的主要组件与子组件之间的关系。

图1是表示本设计的一个方面的右侧透视图。参考图1，自行车健身器械100可包括固定框架101，其支撑被设置来支撑用户的框架102。该支撑机构可包含从两个安装点或连接装置悬挂的框架102，其中第一个安装件103设置在车把110下方并且将框架102连接到位于固定框架101的前面位置，以及将第二个安装件104设置在座椅115下方且后方，以便将框架102连接到位于固定框架101的后部位置。

当该实施例被示成具有地面安装座时，应该理解的是第一个安装件103和第二个安装件104可被提供并且使用在各种情况下合理的任意类型的安装结构定向。例如，虽然这里未示出，不过本设计可以有连接器械的第一个安装点和第二个安装点，其从天花板悬挂框架102，或者本设计可以有被安装到搁置在地面上的器械或被安装到与墙、天花板、汽车或其他合理位置连接的器械或基于各种情况可用的器械的第一个安装件103和第二个安装件104。

自行车健身器械可包括各种现成零件，即部件、元件、装置以及各个部件的组合，以便形成用于构成本设计的子组件和完整组件。例如，本设计可包括，并且为了该公开将被描述为，固定框架101、框架102、传动系、转向系和座椅组件。传动系、转向系和座椅组件通常是已知，并且例如传动系可被链条或带驱动或被设计来实现本文所述的功能。

一般来说，自行车健身器械通常是由金属构成的，而其他零件和部件由各种常用材料制成的，包括但不限于铝合金、碳纤维、钛、钢铁、复合材料、塑料及木材和其任意组合，以便提供本文所公开的功能。其他材料可被使用以便制造零件和部件以形成用来构造依照本设计的自行车健身器械的组件。

从图1，本设计的固定框架101或基座或基座组件可由多个型钢段件构成，其中段件105通常用至少一个钢翼缘或托架部件被附连在连接点。例如，图1示出了点125处的上翼缘和下翼缘，以及至少一个螺栓、螺母和垫圈的组件点126，或其他装配手段，例如当与点125处的上翼缘和下翼缘相配合时足以牢固固定一个或多个段件105的焊接。另一种类型的附连部件可包括点120处的90度弯头托架，点121处的平托架，和当相互配合或连接时适于实现固定一个或多个段件105的其他样式/形状的托架。虽然本文描述的构造技术用多个段件、托架和翼缘，但构成固定框架101需要提供具有描述的所有功能的单个部件。一般来说，需要基座或基座组件来支撑框架并且使用户或骑车者能踩踏、倾斜和实现本文所述的功能，并且可与描述的组件不同。

图1示出了本设计的框架102或框架组件的结构，其包含多个型钢的框架管状元件，例如上管、下管、头管、座管、后下叉(chain stay)及后上叉(seat stay)。当依照本设计相配合时，管状元件130通过胶合或焊封被附连，在胶合或焊缝处两个或多个管状元件被合在一起构成框架102，或者通过足以固定框架的管状元件130的其他手段被附连。

上管将头管连接到顶部的座管，下管将头管连接到底部托架壳体，头管包括车头组件并且将上管连接到下管，座管包括座杆并且支撑座椅以及将上管连接到底部托架壳体，后下叉与链条平行并且将底部托架壳体连接到后沟爪，以及后上叉将座管的顶部连接到后沟爪。用来描述本设计的构造的管道术语应该为本领域的技术人员所熟知。

本设计可将传动系组件109附连到框架102。该传动系组件109可支撑脚踏并且提供一个放置脚的位置以及当实施模拟自行车运动时可帮助用户维持在固定框架101内悬挂的框架102的平衡。传动系组件109可包括脚踏和飞轮子组件装置。脚踏子组件可包括给用户提供放置其脚的位置的脚踏106、将脚踏106附连到链环的曲柄臂107和底部托架轴承部件(未示出)，并且可以将第一个曲柄臂部件107A连接到第二个曲柄臂部件107B。飞轮子组件可包括牢固地安装并且附连到飞轮108的固定齿轮部件(未示出)。该固定(即单个)齿轮可选择性地用一组齿轮(如盒子)代替，而适当的变速/换挡机构部件允许用户改变踩踏时所遭受的旋转阻力。

链条或带部件(未示出)可将用户旋转脚踏106所施加的作用力从脚踏子组件传递到飞轮子组件。链条或带部件通常被构造成，通过将链条放置到前链环上和固定单个齿轮或可选地一组齿轮上，并且固定一个关键环节(未示出)来形成单一连续链环，从而与前链环部件配合或将其连接到后固定齿轮部件，并且这种设计在本技术领域内广为人知。为了在操作过程中保护用户以及给前述的传动系部件提供维修通道，在传动系组件109顶上的盖可遮盖链条、链环和固定齿轮部件。本设计可包括靠惯性运动组件或直接传动组件以及在传动系组件109内的链条、链环和相关联的链条传动部件来操纵或旋转飞轮108。

本设计可如图1所示在框架102前面附连转向组件。该转向组件可支撑车把部件，其允许用户有放置他们的手的空间并且当进行模拟自行车运动时帮助用户维持固定框架101内所悬挂的框架102的平衡。该转向组件车把110部件通常安装有用户握紧来“操纵”本设计的手柄或带，并且可与传动系组件109结合使用以帮助用户当旋转脚踏来实现模拟的骑自行车运动时保持平衡。

车把110通常通过夹持在112处的夹持机构而被固定在杆柱111的一端。为了简单，杆柱111被示作穿过头管框架元件的顶部并且在该框架元件的底部伸出。杆柱111的另一端可附连到可调节的摇臂113装置，其中摇臂113通过锁紧在114处的可调节轴环而可被设置为固定状态。

依照本设计的一个方面，自行车健身器械100可利用传统的车头组件布置，从而经由可调节夹持件127将杆柱111附连到穿过头管定位的转向连接管128。在该布置中，转向连接管128的另一端可附连到可调节摇臂113装置，其中摇臂113通过锁紧在114处的可调节轴环而可被设置为固定状态。

继续，杆柱111可被设置成连接用户在车把110处输入施加的动态转向力以及将在车把110处接受到的这些作用力传递给第一个安装件103。当大部分作用力可从杆柱111或转向连接管128被传递给第一个安装件时，一小部分作用力也可被传递给第二个安装件104。

如图1所示，本设计可附连位于框架102的下管框架元件的传动系组件109上方的座椅组件。座椅组件可支撑座椅115或车座，并且可给用户提供放置和接触他们的大腿上侧和核芯的空间以帮助当实现模拟的骑自行车运动时保持在依照本设计的固定框架101内所悬挂的框架102的平衡。依照本设计的一个方面，该座椅组件可包括座椅115，该座椅115被固定到座杆116足以提供坐姿，且可允许用户在框架102上面适当地安置他们的身体并且承担另外的转向力输入以进一步倾斜和转动框架102。

座椅组件可与传动系组件109和转向组件结合使用以帮助用户当转动脚踏以实现模拟骑自行车运动时保持平衡。本设计可通过锁紧在117处的夹持机构而将座椅115固定到座杆116的一端。座杆116的另一端通过锁紧在118处的可调节轴环而通常被固定到框架102的下管框架元件部分。该自行车健身器械可将座杆116设置成连接用户施加在115处的动态转向输入并且将这些作用力传递给第二个安装件104。此外，当大部分作用力从座杆可被传递给第二个安装件时，小部分作用力也可传递给第一个安装件103。

来自车把110、脚踏106和座椅115的作用力的联接布置和转移将在以下段落中进一步描述。

图2是侧视图，示出了依照本设计沿轴203在第一个安装件103与第二个安装件104之间形成的角度关系。依照本设计的一个方面，第一个安装件103可包括弹性体弹簧201装置以便在固定框架101内将框架102附连且悬挂在前面的位置。依照本设计的另一个方面，第二个安装件104可包括枢转的球形接头202装置以在固定框架101内将框架102附连且悬挂在后面的位置。

所示的弹性体弹簧关联于前下安装点，但这个装置或相似的装置可用于上安装点(第二个安装件104)或下安装点(第一个安装件103)或两者。而且，当安装点的方向被显示为在表面上例如地板或站立的地面或平地上不同的预定距离时，应该理解的是当因此形成的安装点和轴具有不同的值时，包括水平位置，可获得本文所述的功能。

与在车把110、脚踏106和座椅115处提供的用户输入结合使用的两个安装点可允许框架102在固定框架101内绕轴203的偏轴(off-axis)摆动或铰接。在当前的固定的健身自行车的设计中，不可能以偏轴方式偏离、倾斜、滚动以及侧摆自行车框架。在通过固定在固定框架的安装点所确定的空间内铰接且旋转框架102可提供对骑自行车的更加精确的模拟。通过操纵本设计实现的精确模拟可包括锻炼和训练当操纵现有的固定健身自行车设计时没有牵涉的肌肉群。

框架102的第一个安装件的悬挂技术可使用弹性体弹簧201。然而，该安装件可包括液压减振支柱或适合提供依照本设计的悬架和弹簧部件的其他组件。第二个安装件104可包括形成框架102的后部悬挂点的枢转球形接头202组件。一般来说，球形接头组件可被配置来将框架102连接到固定框架101。该球形接头设计可包括封装在通常由钢铁构成的外壳(未示出)内的轴承螺柱和管座。在一个实施例中，封装管座的外壳可提供允许该外壳被附连且固定到框架102的安装设置。球形接头轴承/球窝节轴承通常位于外壳内部并且可支撑带螺纹的螺柱构型。该带螺纹的螺柱可通过用垫圈和螺母设置固定或紧固的固定框架101。球形接头202可被配置来在第二个安装点悬挂框架102并且允许在由固定框架101所确定的轮廓明显的半圆内枢转运动。在第二个安装点处本设计不限于使用球形接头202，并且可使用能使其围绕安装点大范围运动或枢转转动的任何装置或部件。本领域技术人员应该容易理解使用和组装被构造成把一部分悬挂在另一部分上的球形接头装置。第一个安装点和第二个安装点可包括具有从中通过的螺栓的弹性体衬套，或包括球窝装置。在又一实施例中，第一个安装点和第二个安装点可包括球形杆端，或套筒，其中管通过每个套筒。

本文所用的术语“弹性体”通常被用来描述用硫化橡胶制成的材料，但其他的阻抗材料也可用作阻抗元件，此外所示的方向或布置或其他布置(例如接近上和/下安装点)以及弹性体这个词不含有限制的意思。实际的弹性体材料当遭受外部作用力时可允许相当大的运动。一般来说，弹性体材料的特征是当遭受外部作用力时它们有能力变形以及当外部作用力不存在时恢复到它们原有的形状。弯曲或变形以及恢复到它们原有形状的能力可提供如阻抗效应的弹簧。当沿轴203定向排列且与前述的装置相结合时，在第一个安装件所呈现的最终弹性效应和在第二个安装件所呈现的枢转运动可允许用户转动且侧摆框架102并且模拟转动一定角度，即由用户倾斜、转向以及其组合形成的，而当旋转脚踏以实现模拟的骑自行车运动时同时产生仿真‘路面反馈’的转向效果。如阻抗效应的弹簧可包括适于通过允许框架102恢复到自然状态实现第一个安装件或第二个安装件的功能的任何类型的弹簧装置。

本文所用的术语“转动(roll)”、或倾斜角通常被用来描述围绕称为纵向轴的轴旋转或枢转转动，图中所示的纵向轴作为通过该设计沿用户面对的方向从车把到座椅勾画出的轴。术语侧摆旨在定义围绕从上管框架元件到下管框架元件描绘的并且垂直于转动轴的垂直轴的旋转。在本公开中术语枢转、转动、侧摆、倾斜、偏离被结合使用以描述在固定框架101内以及围绕描述的轴或部件的框架102的水平运动和垂直运动、或角度偏移。图2示出了包括固定框架101、框架102、传动系、驾驶、座椅以及安装点组件的自行车健身器械100的装配形式，其被配置来允许用户按环形旋转或回转运动操纵脚踏106以及被设置来当实现模拟骑自行车运动时帮助用户保持平衡。

车把110可接受源于用户双手的作用力，例如向左转，并且通过杆柱111将这些作用力连接或传递到框架102。另外，作用力可源于用户在座椅115一侧的推动，例如挤压左上腿或大腿区域，并且可将该作用力通过座杆116传递到框架102。此外，脚踏106可接受源于用户双脚的作用力，并且可将作用力通过传动系组件109连接到框架102。框架102接受到的作用力可被消散，这是由于悬挂的自行车框架围绕弹性体弹簧201和枢转球形接头202安装点装置并且在固定框架101所限定的空间内倾斜、偏向、滚动、侧摆或铰接。

在框架102与固定框架101之间的作用力消散机构可包括使得弹性体弹簧201安装点装置配置有枢转球形接头202安装装置，其中所述装置沿图2所示的轴203被设置且排列。传力机构可使得本设计同时传递用户在车把110、脚踏106和座椅115处施加的作用力并且可允许自行车健身器械吸收、分配及消散当旋转脚踏、转动车把和保持平衡时源于用户的作用力。换句话说，本设计可将车把、脚踏、及座椅施加的作用力转化为由框架102以转动和侧摆形式引起的框架102相对于固定框架101的侧向运动而吸收且消散的作用力。用来从杆柱111和座杆116(未示出)传递作用力给弹性体弹簧201的自行车健身器械100的部件在图3中被显示并且在下面被论述。

图2示出了被配置来允许相对于其脚或脚踏调节用户手和座椅位置以及由围绕轴203第一个安装件103和第二个安装件104的排列方式形成的角度关系的本设计。本设计可允许车把110在点204处相对于头管208前后移动，以及车把110可通过在可调节夹持件127处伸长或缩短杆柱111暴露或伸出于头管208的量而在点205处上下移动。以相似的方式，本设计可允许座椅115相对于座管209在206处前后移动，并且座椅115可通过伸长或缩短座杆116从座管209暴露或伸出的量而在207处上下移动。调节或重新定位车把和座椅的能力可允许用户改变框架的几何结构并且相对于框架恰当地放置他们的体重以容纳不同长度的骑车者的胳臂和腿。相对于沿轴203排列的两个安装件恰当放置用户体重能使得本设计的模拟与用户的尺寸相一致。这种一致性可包括改变所示部件和/或所用弹性体。

沿轴203形成的角度关系可结合本设计所用的水平部件和垂直部件的组合在一起被描述，在该角度关系中第一个安装件103和第二个安装件104围绕轴203运动。当从固定框架101所确定的空间内的停止或静止位置测量时，水平偏置分量可由框架102在水平方向上的运动引起。当从固定框架101所确定的空间内的停止或静止位置测量时，垂直偏置分量可由框架102在垂直方向上的运动引起。形成的角度关系，即用户输入例如转动车把和/或将大腿放到座椅等等所产生的倾斜、偏离、转动和侧摆或其任意组合，可通过动态地改变在框架102上引起的水平偏置量和垂直偏置量来描述。

依照本设计的一个实施例这两个角度偏置量的组合形成了描述在两个空间方向上运动的角度关系。通常，本文所用的术语水平偏置量，即转动(roll)或其他相似的专业术语，指如下方向，在该方向当与如图2所示的上管框架元件对比时，框架102下部例如底架正“朝纸面向里”和“从纸面出来”运动。术语垂直偏置量，即侧摆或其他相似的专业术语指如下方向，在该方向框架102的前部例如头管当与框架102的后部例如如图2所示的下管框架元件比较时向左或右运动。本设计产生的水平和垂直偏置的组合效果在图6中被图示说明。

此外，在与安装装置结构(例如弹性体弹簧装置201和枢转球形接头组件202)有关的两个安装点之间形成的角度关系，可产生转向效果并且允许倾斜转向率(tilt-to-turn ratio)的变化，即围绕两个安装点的铰接，以更接近地模拟当操纵传统自行车时所体现的感受。倾斜转向率可由用户移动车把与倚靠座椅及提升或推动脚踏结合一起造成的。在该布置中本设计可允许用户模拟如当以相似方式操纵传统自行车时出现的一定角度的倾斜转向。本设计产生的转向效果或作用力可提供现实的“道路回馈”作为用户在车把、座椅和脚踏所接受的反作用力传递的模拟信息。用户可处理本设计产生的模拟信息来确定所需作用力的数量和持续时间，其作为输入被提供给车把、脚踏和座椅，当实现模拟的自行车运动时以足以控制和保持平衡的方式作连续调节。

这个方向是在操纵过程中通常使用的方向，但是正如可理解的，自行车健身器械100可包括锁定机构(未示出)，其防止了在操纵过程中框架102围绕悬挂安装点运动，从而产生模拟传统的固定健身自行车。

另外，本设计可选择性地包括便于移动该器械的运输轮210、用来控制飞轮108转速的制动拉索211和手闸212以及张力调整器机构213，该张力调整器机构213用于当依照本设计实现旋转时通过移动一个或多个刹车片紧贴或远离飞轮或适于给踩踏提供阻力的相似的摩擦装置来控制施加在飞轮108的阻力的大小。

前安装件

前安装件103的各种视图在图3、图4和图5被图示说明。图3图示说明了处于停止或静止状态的前安装件103。图4图示说明用户转动车把和在前安装件103处的弹性体弹簧装置上产生的合成变形。图5图示说明了前安装件的分解零件图和组件示意图。

图3是图示说明第一个安装件悬挂机构的特写视图，该第一个安装件悬挂机构包括附连到适用于本设计的转向输入组件的弹性体弹簧201装置。第一个安装件103通常使用弹性体材料301并且设置在顶板302和底板303之间。一般来说，可通过长螺栓将弹性体材料简单地固定就位或用适于将弹性体材料和顶板及底板保持就位的其他手段，将弹性体材料排列且定位在顶板与底板之间。

图3所示的顶板302通常可通过将段件105焊接到顶板302的底侧而将第一个安装件103附连到固定框架段件105。另外，顶板302可包括固定臂304，该固定臂的一端可被焊接或粘合或其他方式附连到顶板302的上侧。固定臂304的另一端可提供至少一个安装孔305。该安装孔305可允许连接杆306安装在固定臂304与摇臂113装置之间。本设计可允许用所示的螺纹套筒构型改变连接杆306的长度并且可用螺栓、螺母垫圈设置或其他适于附连依照本设计的连接杆的紧固装置而锁紧到摇臂113和固定臂304。本设计可允许通过将连接杆306定位且紧固在位于距如图3所示的杆柱111的中心不同距离的在310处的多个孔中的一个之上，从而改变摇臂113的有效长度。改变摇臂113的有效长度可改变弹性体弹簧201装置所实现的变形量，因此增加或减小转动车把110所产生的作用力。另外，改变有效长度可改变车把相对于框架102的运动的总的运动范围。

图3所示的底板303可将第一个安装件103附连到用于形成框架102的管元件，(其显示为被连接到下管320框架元件)，其通常通过将安装托架307焊接到底板303的下侧并且用紧固件，例如螺栓、螺母和垫圈设置将安装托架307配合且附连到框架102的下管320框架元件。虽然用螺栓、螺母和垫圈设置来表示，但是可通过焊接或足以将该安装托架固定到框架元件的其他方法将安装托架307连接到下管。

弹性体材料301、顶板302和底板303每个都配置有安装孔以容纳紧固设置，例如螺栓、螺母和垫圈设置，从而将第一个安装件103附连到固定框架101和框架102。注意安装孔在该视图中不可见。

图4是本设计处于转向状态的特写视图，其图示说明了包括附连到转向输入组件的弹性体弹簧201装置的第一个安装件前悬挂点机构。如前所述，本设计可通过与车把110的运动成比例地移动摇臂113从而以或左或右的转动状态传递车把110处的旋转运动。图4图示说明执行所谓“右转”或骑车者倾斜于他的右侧的当前设计。

连接杆306可将这些旋转运动传递到固定臂304并且可部分地使弹性材料301变形。点401处显示的变形量，其表示在弹性材料301与底板303之间的接头或连接或交叉，其是直接与弹性材料的硬度或刚度、施加给第一个安装件103的固定螺栓的坚固性或扭矩、连接杆306的长度、摇臂113的长度和用户在车把110处施加的作用力的大小和方向有关。弹性材料将消散一部分移动车把110所产生的作用力，并且不管是结构上还是测量上改变这些部件均能改变装置的运行并且感受到模拟的骑车体验。

通过弹性体材料不能消散的作用力可仍保留在框架102内，引起自行车的转动。本设计能通过改变弹性材料的硬度或刚度、施加在第一个安装件103的紧固螺栓(即压缩弹性体材料)的扭矩、连接杆306的有效长度、摇臂113的有效长度、用户在车把110处施加的作用力的大小和方向以及体重定位，来改变所产生的水平和垂直偏置量，并且因此适合骑车的模拟体验。

在没有实质不同的骑车体验的情况下，本设计通常不能提供改变由两个安装点形成的定位轴203。然而，可理解的是改变定位轴203能改变骑车的模拟体验。实际上，试验表明，轴203距水平面的角度在大约30到45度范围内，以及在一些情况下37度加上或减去8度，相对于两个安装点103和104测量得到的，则当在自行车健身器械100上完成自行车运动时产生了大体充分的仿真响应。其他角度可被使用并且高度依赖多种因素，其包括但不限于框架102的尺寸和大小、脚踏106和座椅115的位置等等，但是在这些范围内的运行似乎给在这个具体实施例所反应的装置上的大多数人提供了精确的骑车模拟体验。在该构型中，本设计可允许用户实现骑自行车运动，其中在固定框架内悬挂的自行车框架表现的水平运动和垂直运动密切地模拟了传统自行车的运行。

另外，当遭受转向力作用时，本设计可利用各种弹性体材料来提供渐进阻力的方法，其中每种材料根据硬度计呈现不同的硬度，以便调节在固定框架内的框架102所呈现的偏轴的水平运动和垂直运动，并且可允许调整偏离、倾斜、转动以及侧摆的量或角度以便提高骑自行车运动模拟的精确性和现实性。术语“硬度计”通常被用来指示出弹性体材料抵抗变形的能力，并且弹性体材料的硬度可被改变来产生不同的骑乘质量(riding quality)。

图5是第一个安装件103设计的分解图，其以可替换的透视视角图示说明图3和图4的许多部件。参考图5，杆柱111作为典型车头组件的一部分被表示为从安装在头管框架元件内的框架102上的车头轴环501的底部伸出。摇臂113被示成具有一体的夹持502装置，该装置502允许将摇臂113紧固到杆柱111以保持固定关系。

在该实施例中，连接杆306被用来将摇臂113附连到固定臂304，允许连接杆306缩短或伸长。在该布置中，依照本设计，连接杆306被显示为包括被配置来增加或减小摇臂与固定臂之间的测量距离的两个带螺纹的孔眼螺栓和一个螺母。第一个带螺纹的孔眼螺栓被显示为母孔眼螺栓503部件，其在一端支撑内衬套503A，例如弹性体、金属、塑料等等，而螺栓506可通过衬套503A的中心。一旦移动通过孔眼螺栓503的衬套503A，则螺栓506可通过位于摇臂113上的多个孔511中的一个的中心。在螺栓506顺利地通过摇臂113中的孔后，其可通过孔512并且螺母507可旋到螺栓506上从而将摇臂牢固固定到连接杆306的母孔眼螺栓503。值得注意的是衬套503A可允许孔眼螺栓503围绕螺栓506同心地旋转，从而在摇臂113和连接杆306形成的连接处沿水平方向上允许可动的枢转点。

在该实施例中，母孔眼螺栓503被显示为在另一端具有内攻丝螺纹从而与公孔眼螺栓506相配合。公孔眼螺栓508被显示为具有被设置来与母孔眼螺栓503装配的外部冲模成形的螺纹。在与母孔眼螺栓503装配之前，将调节锁定螺母504安装到公孔眼螺栓508上可允许通过改变调节锁定螺母504沿公孔眼螺栓508的螺纹轴的位置来改变摇臂113与固定臂306之间所测的连接杆306的有效长度。将调节锁定螺母504设置在进一步朝向公孔眼螺栓508的衬套508A处，可缩短连接杆，并且将调节锁定螺母504设置在进一步远离公孔眼螺栓的衬套508A，可伸出连接杆。换句话说，相对于母孔眼螺栓顺时针或逆时针转动公孔眼螺栓，连接杆的有效长度可被缩短或伸出。使用和操作孔眼螺栓来形成可调节长度的连接杆对于本领域的技术人员应该是很好理解的。

继续，第二个孔眼螺栓被显示为公孔眼螺栓508部件，该公孔眼螺栓部件在一端支撑内衬套508A，例如弹性体、金属、塑料等等，螺栓509通过衬套508A的中心。一旦通过衬套508A，则螺栓509通过固定臂304上的孔304A的中心。在螺栓509顺利地通过固定臂304中的孔后，螺母510能旋到螺栓509上以便将固定臂304固定到连接杆306的公孔眼螺栓508。值得注意的是衬套508A可允许孔眼螺栓508围绕螺栓509同心地转动，从而在固定臂304和连接杆306形成的连接处沿水平方向上允许可动的枢转点。此外，由衬套508A、孔眼螺栓508和螺栓509形成的可动的旋转点可呈现微量的垂直转动，正如通常的球型接头设计所呈现的，从而允许在垂直方向上的可动的枢转点。

如所示，用焊接、胶合或其他方法(未示出)将固定臂304固定到顶板302以便将两个部件固定就位。弹性体材料301的顶部边缘可被设置在顶板302的下侧并且被定位在安装孔515上。以相似的方式弹性体材料301的底部边缘可被设置在底板303的上侧，底板303被定位在516处的安装孔上方。当以上部件对齐时，螺栓517可通过垫圈518、安装孔515、弹性体材料301、安装孔515、垫圈519，并且最后用螺母520锁紧。

值得注意的是顶板302被附连到用来构成固定框架101的段件105，并且底板303被附连到用来构成框架102的上管框架元件。

具体操作

图6是用户通过在车把、座椅和脚踏同时施加复杂的转向输入力来倾斜、偏离及旋转自行车框架从而骑该装置并且右转状态旋转脚踏的右侧透视图。图6图示说明用来构成本设计的固定框架、自行车框架、传动系、转向、座椅和安装点组件。每个组件前面已经描述过。

图6图示说明骑车者600在自行车健身器械100上右转，其中框架102围绕安装点103和104枢转转动。车把110如箭头601所示顺时针转动或旋转，而框架102如箭头602所示枢转转动。如图所示，车把处的旋转转动了可调节轴环114并且可允许连接杆306推抵固定臂304。在该布置中，自行车框架102可围绕轴203转动并且向右倾斜。结果是沿箭头所示方向围绕前安装点103枢转转动，并且后安装点104围绕如箭头603所示的轴203转动。围绕两个安装件倾斜或铰接自行车框架的这种能力提供了独特的体验，特别是如与以前可用的静止或旋转的自行车设计相比较时。

因此在运行中，用户可通过首先站在脚踏上并且固定框架102并且坐在座椅上来利用本设计。用户开始时可同时旋转脚踏、平衡自行车框架、转动车把来控制以及以如图6所示的站立状态或以就座状态倚靠座椅来转向。随着框架102围绕第一个安装件103和第二个安装件104枢转转动，用户可在某一点向右或向左倾斜所需的量，在此时装置(包括座椅)向侧面倾斜。正如可理解的，如图1和图3所示的固定框架101的段件105被固定在该实施例中，例如是板302和自行车框架102，包括安装托架307，相应地倾斜。由于这个倾斜，本设计导致车把杆柱111(附连于摇臂113)、螺栓布置306以及固定臂304由于产生的力臂而提供了一定的车把旋转。换句话说，框架102的倾斜引起了施加到杆柱111的旋转力，从而转动杆柱和附连到其上的车把。结果是当倾斜时车把以合适的方向转动从而骑车者能在没有将她的手放置在车把的情况下骑车并且能使得车把转动或枢转。通常，用户将他们的手放置在车把上并且有效地旋转车把以便倾斜且定位自行车框架102。

本设计被设置成通常依照体重的位置和轴203的角度产生平衡点。阻力太小可能使得即使是稍小的倾斜也会导致向一侧快速倾斜，可能导致用户从自行车上跌落。阻力太大可能阻止骑车者倾斜的能力。一般来说，骑车者有身体重心位置，并且该重心位置被用来解释当坐起或向前倾斜且保持车把以提供相对于轴的转向感觉。本设计尺寸的改变能引起倾斜转向率的变化，这里本自行车的框架铰接提供了框架102的转动响应和倾斜。

由于车把的转向设备包括摇臂113和可调节轴环114，所以在本设计中施加到车把的压力或扭矩能引起自行车框架的倾斜，尤其当骑车者从自行车下来时。更实际地应用这种特征的是骑车者能倾斜以转弯，倾斜其身体并施加压力给车把，因此由于经由车把所施加的增加的作用力，使得所述的构型更快地转动或倾斜。此外，座椅115可接受来自骑车者大腿或臀部的压力并且这种压力可通过在轴203以上施加扭矩而增加自行车设计的倾斜。

图1实施例的车把经由可调节的轴环114和摇臂113被固定，但是这些部件能被省略或分离，从而导致车把自由地扭转或固定，例如焊接到管道元件130。使用本设计时，旋转脚踏(传动系)机构和围绕轴203的转向输入的结合产生了运动感或模拟骑自行车。本设计提供了与传统自行车相似的平衡点，其中相对于体重的位置和角度轴产生极矩和极惯性。当倾斜时，由于部件与抵抗力之间的关系，例如与弹性体301一起产生的作用力，用户能将其自身校正或恢复到与当前设计确实相关的中心或自然状态。

安装点103和104的布置依赖所要求的性能、所用的部件和轴203的位置。一般来说，轴203的布置相对于骑车者被认为是基本接近传统自行车上的前轮的布置或定位。

图7A、图7B和图7C图示说明用于本设计的“转向”或车把锁定机构。

图7A是图示说明与第一个安装件的前悬挂点相关的锁定机构的近视图，其包括附连到转向输入组件的弹性体弹簧201装置和用于本设计的拧紧螺栓。一般来说，依照本设计的一个方面，拧紧螺栓装置可被设置成固定与弹性体弹簧201相配合足以防止弹簧变形的顶板与底板之间所形成的几何关系，即保持大致平行。该拧紧螺栓装置可由铁或其他足以防止弹簧变形的材料构成。图7A图示说明锁定机构的一个实施例，该锁定机构包括在701处两件式柱形轴环的一半，该柱形轴环在702和703处配置有两个螺栓来将两件附连在一起以形成坚固的固定轴环。在锁定位置，本设计可固定转向输入组件使其足以防止用户转动车把110并且可防止框架102的任何倾斜。

将锁定机构设定为锁定状态，由于所用的材料的弯曲和装置组件的容差，转向输入组件、框架和其他部件可呈现少量运动。这种少量运动可提供处于闭锁状态的悬架机构，即本设计可使悬架机构与固定旋转自行车仿真相结合，即没有来自用户的转向输入。悬架机构与固定旋转自行车的结合在现今的完全刚性的固定设计中是不存在的。

本设计可包括分别完全锁定或完全松开框架102以提供刚性固定自行车或自行车健身器械100体验的机构。返回参考图1，例如附连到座管209的销子或杆装置(未示出)可通过脚踏106之间的轴套落下并且可被插入到位于段件105的孔中。将销子插入到孔中可完全锁定框架并且可固定框架102足以模拟典型的固定自行车。依照本设计，从位于段件105的孔中抽出销子装置可允许框架102围绕轴203旋转。在脚踏之间配置销子装置可消散当框架被完全松开并且能移动时的潜在干涉。在优选实施例中，当完全锁定时，销子装置实际上将尽量远离前安装件103被附连在框架102上以便减小施加在框架102的压力。实质上可使用锁定或阻止框架转动的其他锁定机构。

图7B是图示说明当配置为非锁定状态时，在使用自行车健身器械100的过程中第一个安装件的前悬挂点变形的近视图。在非锁定状态，用户可在脚踏、座椅和车把施加作用力足以使如图7B所示的弹性体弹簧301变形。当与点706测得的距离相比检查点705时，弹性体的变形可改变顶板302与底板303之间的距离。在该示例中，点705的距离大于点706的距离，由于在用户施加动态作用力下弹性体弹簧301发生变形，自行车健身器械100倾斜。图7B图示说明框架102在点707倾斜或偏离一定量。

图7C是图示说明当配置为锁定状态时，在使用自行车健身器械100的过程中第一个安装件的前悬挂点变形的近视图。在锁定状态，柱形轴环710被设置且配置成保持弹性体弹簧的“停止”或“静止”形态。当锁定机构存在或锁定时，其保持顶板302和底板303处于固定的平行布置。当配置在锁定状态时，自行车健身器械100保持了在点711处的板之间的距离恒定。

图8A和图8B图示说明了配置成在一侧提供靠惯性运动的链轮装置并且在另一侧提供直接传动的链轮装置的可反转飞轮装置的横截面图。用户可通过对齐带有脚踏106的可反转飞轮的靠惯性运动或直接传动的链轮部分并且将链条820放置在链轮上面以便将脚踏连接到飞轮上来选择所要求的传动系统的布置。

图8A是图示说明可反转飞轮装置800的特写图，该可反转飞轮装置800包括附连到飞轮108被设置来依照实施例所示操纵飞轮的靠惯性运动机构801。参考图8A的右侧，靠惯性运动机构801可包括用螺栓在803和804处附连到飞轮108的离合器片802装置。链条820被图示说明为在802处在离合器片装置的上部“进入纸面”并且图示说明链条在802处在离合器片装置的底部“从纸面出来”。当用户按顺时针方向(从右侧看)操作脚踏和链条时，离合器片或“制动销”被设置成接触且干涉到足以操纵飞轮108。按逆时针方向操纵脚踏和链条，离合器片或制动销被设置成不能接触且干涉到足以允许脚踏106在没有影响飞轮108情况下自由旋转。

图8B是图示说明可反转飞轮装置800的特写图，其包括附连到飞轮108被设置来操纵用于本设计的飞轮的直接传动机构805。参考图8B的右侧，直接传动机构805可包括在807和808处用螺栓在806处附连到飞轮108的固定板装置。链条820被图示说明为在806处在固定板装置的上部“进入纸面”并且图示说明链条820在806处在固定板装置的底部“从纸面出来”。807和808处的螺栓可允许飞轮108与806处的固定板装置连续接触和啮合以便作为单件移动并且操纵。当用户按顺时针或逆时针方向操纵脚踏和链条时，本设计按与脚踏和链条相同的方向旋转或转动飞轮108。

本文所表示的设计和所述的特殊方面不意味着限制，但可包括可替换的部件而仍包含发明的意义和优势，即骑自行车的健身器械通过倾斜、偏向和转动在两点处悬挂在固定框架的自行车框架使得偏离轴的水平运动和垂直运动对于用户以实现传统自行车运动的模拟。因此当结合其特殊实施例描述本发明时，将能理解的是发明能做进一步修改。本申请旨在涵盖大体上符合本发明原理的、对本发明的任何变动、使用或改动，并且包括虽然不属于本发明所公开内容范畴但属于本发明所属领域公知技术或常用技术手段或与本说明书中所公开实质特征相关的变更。

Claims (28)

1.一种允许面向前方定位的用户实现模拟的骑自行车健身的器械，该器械包括：

框架；

第一个安装点和第二个安装点，其中所述第一个安装点包括固定于所述基座上方一定距离的上后安装点并且所述第二个安装点包括下前安装点，所述下前安装点位于所述上后安装点的前方且下方并且包括阻力元件，所述框架围绕该阻力元件枢转；

连接至所述框架的转向输入组件，该转向输入组件被配置为与杆柱相互作用；

连接到所述框架并且配置成支撑所述用户的座椅；

被定位成关联于所述框架的车轮和被配置成与所述车轮相互作用的脚踏；

其中所述框架被配置成围绕由所述第一个安装点和所述第二个安装点形成的轴和所述阻力元件枢转转动以响应所述用户的倾斜，并且此外其中所述轴的取向为与水平面形成范围在30至45度内的角度。

2.权利要求1所述的器械，所述轴由所述第一个安装点和所述第二个安装点大体限定，并且在所述第一个安装点处位于所述座椅下方且在所述第二个安装点处位于底部托架前方。

3.权利要求1所述的器械，其中所述阻力元件被配置成吸收、分配和消散所述用户施加的转向力。

4.权利要求1所述的器械，进一步包括当所述用户朝向前方坐着时位于所述用户前方的车把件。

5.权利要求1所述的器械，进一步包括车把件，其配置成接收来自所述用户的转向力并且响应地使得所述框架围绕由所述第一个安装点和第二个安装点形成的所述轴枢转转动。

6.权利要求4所述的器械，其中当所述用户给所述脚踏施加作用力时，转动所述车把件产生转向效果。

7.权利要求1所述的器械，其中所述阻力元件包括张紧装置/恢复装置，其被配置成支撑所述框架并且允许所述用户当给所述脚踏施加作用力时倾斜且偏离所述框架。

8.权利要求7所述的器械，其中所述张紧装置/恢复装置被配置成将所述框架恢复到自然位置以及通过变形来允许所述框架运动。

9.权利要求1所述的器械，其中所述第一个安装点和所述第二个安装点中的至少一个包括被配置成悬挂所述框架以允许所述用户倾斜的枢转装置。

10.权利要求1所述的器械，进一步包括阻止所述框架枢转转动的锁定机构。

11.权利要求1所述的器械，其中所述车轮和脚踏以直接驱动形式被固定。

12.权利要求1所述的器械，其中所述车轮和脚踏是惯性运动，因此其能在没有施加阻力给所述车轮的情况下使其反向踩踏。

13.权利要求1所述的器械，其中所述车轮已经附连在其上的链轮齿被配置成能够实现直接传动模式和惯性运动模式。

14.一种使面向前方定位的用户能实现模拟骑自行车运动的方法，其包括：

提供确定轴的两个安装点，其中所述两个安装点包括上后安装点和下前安装点，所述下前安装点位于所述上后安装点的前方且下方，并且包括张紧装置/恢复装置；

使用所述两个安装点来利用框架，所述框架被配置成被所述上后安装点和所述下前安装点保持并且接受来自所述用户的作用力并且将所述作用力分散成框架倾斜力，并且进一步被配置为响应所述用户的倾斜经由转向输入组件向杆柱提供力；以及

使所述用户操纵与所述框架相关联的脚踏，所述脚踏与车轮相关联；

其中所述框架被配置为围绕所述张紧装置/恢复装置枢转，并且其中所述框架被配置为当所述用户向一侧倾斜时围绕所述轴和所述张紧装置/恢复装置枢转，并且此外其中所述轴的取向为与水平面形成范围在30至45度内的角度。

15.权利要求14所述的方法，其中所述上后安装点和所述下前安装点被固定框架支撑于基座上方。

16.权利要求14所述的方法，其中所述张紧装置/恢复装置包括阻力元件。

17.权利要求14所述的方法，进一步包括使所述用户能利用车把件，该车把件被配置成接收来自所述用户的转向力并且使得所述框架围绕所述轴枢转转动。

18.权利要求14所述的方法，其中所述张紧装置/恢复装置配置成支撑所述框架并且允许所述用户当施加作用力给所述脚踏时倾斜且偏离所述框架。

19.权利要求14所述的方法，进一步使所述用户能使用锁定机构来阻止框架转动。

20.权利要求14所述的方法，其中所述车轮已经附连在其上的链轮齿被配置来能够实现直接传动模式和惯性运动模式。

21.权利要求14所述的方法，其中所述框架在所述座椅和所述脚踏的前方被提供有车把。

22.一种使面向前方定位的用户能够实现模拟骑自行车运动的器械，该器械包括：

框架；

位于所述基座上方固定距离的上后安装点和下前安装点，其中所述下前安装点位于所述上后安装点的前方且下方；

连接至所述框架的转向输入组件，该转向输入组件被配置为响应所述用户的倾斜而与杆柱相互作用；

一对脚踏和一个车轮，其中所述脚踏和车轮被附连到所述框架并且使所述用户能够实现踩踏运动；

保持所述用户的座椅；以及

靠近所述下前安装点的安装点铰接部件，其被配置成使所述用户沿一方向倾斜从而使得所述框架围绕所述轴沿该方向枢转转动，所述框架围绕所述安装点铰接部件枢转；

其中所述轴的取向为与水平面形成范围在30至45度内的角度。

23.权利要求22所述的器械，进一步包括被配置成接受由所述用户产生的作用力并且使得所述框架枢转转动的车把布置。

24.权利要求22所述的器械，其中所述车轮和脚踏以直接驱动的方式被固定。

25.权利要求22所述的器械，其中所述飞轮和脚踏是惯性运动，因此其能够在没有施加阻力给所述车轮的情况下使其反向踩踏。

26.权利要求22所述的器械，其中所述安装点铰接部件包括张紧/恢复到中心的布置，其被配置成支撑所述框架、提供阻力并且当施加作用力给所述脚踏时允许所述用户倾斜和偏离所述框架。

27.权利要求26所述的器械，其中所述张紧/恢复到中心的布置包括弹性体弹簧装置，其被配置成在向前位置施加作用力给所述框架，并且通过变形来允许所述框架运动。

28.权利要求22所述的器械，其中所述座椅和脚踏被配置成允许所述用户体重关于所述框架动态定位同时保持平衡且旋转所述脚踏。

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