CN102905963A - 用于自行车和脚踏机的改进的符合人体工程学的鞍座结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于自行车和脚踏机的符合人体工程学的鞍座结构(1)，该鞍座结构包括：壳体(2)，该壳体由相对刚性的材料制成并具有纵向轴线(X)和总长度(L)；连接装置(11)，该连接装置用于将壳体(2)锚固到自行车或脚踏机的框架并且具有预定最大宽度(T)。壳体(2)包括后部分(3)、前部分(4)和中间连接部分(5)，后部分具有扩大的平面形状和预定的总宽度(W)，前部分具有至少部分渐缩的平面形状。后部分(3)具有基本上凸出形状的均匀连接的侧边(6、7)。中间部分(5)具有带凹入平面形状的侧边(13、14)和大约等于凸出后部分(3)的侧边(6、7)的平均弯曲半径(M)的弯曲半径(R)，并且中间部分具有刚好大于连接装置(11)的最大宽度(T)的最小宽度(G)，以便在使用者的大腿处限定一窄区，该窄区适于大腿内表面相对于壳体侧边的压缩和摩擦。

Description

用于自行车和脚踏机的改进的符合人体工程学的鞍座结构
技术领域
本发明大体应用于人体的支撑件的技术领域中，并且尤其具有特别用于自行车和脚踏操作机的改进的符合人体工程学的鞍座结构。
背景技术
公知的是，用于脚踏车，诸如自行车但是也用于运动训练的训练车或带轮教练设备的鞍座由相对刚性的材料制成的壳体形成，优选地由相对易弯的衬垫层覆盖，该衬垫层用于与使用者的身体接触。
通常，壳体包括后部分和前部分，该后部分用于支撑骨盆骨，尤其是坐骨结节和周围的肌肉组织，该前部分用于支撑使用者的腹股沟或阴部区。
典型地，后部分被相对地扩大并且具有足够的宽度来提供相对舒适的落座，而前部区必须具有较小的宽度以便允许使用者沿着基本上竖直方向伸展腿部，以便执行脚踏行程。
该鞍座类型的一个缺陷是鞍座的前部分，即使相对于后部分渐缩，但在任何情况是足够的宽以迫使使用者将膝盖向外旋转，以便避免大腿摩擦鞍座的侧边。
该现象在使用者具有非常发达的肌肉组织并且尤其是大腿周围相对于骨盆的宽度相对高时尤为明显。在不同对象上进行的比较的人体工程学研究已经证实使用者具有大于承受大腿内侧和鞍座边缘之间摩擦的某个值的大腿周围-骨盆宽度比，并且在脚踏行程期间，除了内收肌的高压缩以外，还具有对大腿的正确伸展的显著机械阻碍。
从功能方面考虑，使用者具有完全地将下肢相对于膝盖关节向上延伸到大约145度的困难时间，因此使用者被迫以不规则的方式，即大腿骨、膝盖和踝关节在伸展膝盖时进行传统的脚踏行程而旋转所有的下肢关节。
为了避免或减少前述现象，使用者本能地利用不同的方案：首先在鞍座上进行向前运动，该向前运动可提供较大的脚踏行程自由度，但是也对舒适性或对增加会阴疼痛带来负面后果，其次是降低鞍座，以使腿部不会以最终10-15度的旋转伸展，降低鞍座使得大腿和腿部之间的角度从130延伸到145度。
为了系统地研究该现象，在不同身高、体重和性别的使用者示例上进行研究，以便获得在到达较低的死点之前在最终20°的运动期间大腿内部分在脚踏行程期间对鞍座侧边的压缩值。将会发现在该区域中作用的压力数值可以为1N/cm2，等于大约10kPa。
假定该压力作用在大约4cm2的表面面积上，该压力可以被认为它确定机械功的增加，该增加对于前进大约70瓦特(大约从39-40km/h的1Km/h)是无用的。
由肌肉施加的该增加的机械功(在该步骤中肌肉是非常收缩的)改变了骑脚踏车人的心率，从而增加了他的身体载荷。该情况可以与自行车行进时不停刹车的情况相比较。
长时间以来都需要获得一种符合人体工程学的鞍座结构，该鞍座结构完全解决了所有这些问题，从而决定性地改进了功能性并且在非常有限的成本下给使用者提供了舒适性。
已知鞍座结构具有渐缩的前部分和带突出边缘的扩大的后部分，前部分和后部分通过带凹入的侧边缘的中间连接部分相互连接，参见例如US 2005/0017552，DE19901932和US 6039395。
然而，这些公知的鞍座结构主要涉及改进坐骨邻接区域中的舒适性并且不需要减小沿大腿内部分的摩擦。实际上，鞍座结构在前部分和后部分之间具有中间连接部分，该中间连接部分具有带过度弯曲半径变化的侧边，从而一方面限定坐骨附近的邻接区域，并且另一方面施加过度摩擦，直到大腿在鞍座后部分的运动被阻止。
从FR 2451310中看出，鞍座和座立柱之间的连接装置是已知的；该装置具有从来不与连接有连接装置的鞍座的最小宽度关联的预定宽度。
发明内容
本发明的主要目的是通过获得一种改进的符合人体工程学的鞍座结构来克服或至少限定上述缺陷，该鞍座结构以简单和经济的方式具有高的功能性和舒适特性。
一个特别的目的是提供一种鞍座结构，该鞍座结构具有符合人体工程学的设计，该设计避免了滑动摩擦现象，并且避免了大腿内侧和鞍座边缘之间的压缩。
另一目的是提供一种鞍座结构，该鞍座结构避免了负面地影响使用者的舒适性和健康的不规则的功能性动力。
还一目的是设想一种改进的鞍座结构，该改进的鞍座结构允许将使用者大腿处的横向体积减小到最小。
在下面将更加清楚的这些目的以及其它目的由一种尤其用于具有权利要求1中所述特征的自行车和脚踏机的改进的符合人体工程学的鞍座结构实现。
尤其是，根据本发明的鞍座结构包括由相对刚性的材料制成的壳体和连接装置，壳体具有纵向轴线和特定的总长度，连接装置设计成将壳体锚固到自行车或脚踏操作机的框架，其中连接装置具有给定的预定最大宽度。
壳体包括后部分、前部分以及中间连接部分，后部分具有扩大的平面形状并且具有预定的最大总宽度，前部分具有基本上渐缩的平面形状，其中所述后部分具有均匀连接的凸出形状的侧边。
该鞍座结构的特征在于后部分的凸出的侧边具有基本上恒定曲率和预定的平均弯曲半径，并且中间部分具有刚好大于连接装置的最大宽度的最小宽度。
此外，中间部分的侧边具有大约等于后部分的平均弯曲半径的最小弯曲半径和布置在与前端边缘相距一定距离的曲率中心，该距离大约等于中间部分与所述前边缘的所述最小宽度的距离。
由于这种构造，壳体在使用者的大腿处具有窄区，该窄区适于消除或至少相当大地减小了大腿内表面相对于侧边的摩擦，从而增加了舒适性和脚踏行程的效率。
优选地，中间部分的侧边的最小弯曲半径在壳体的总长度的20％和50％之间，并且优选地为所述总长度的大约30％。
合适地，中间部分的最小宽度在最大总宽度的20％和30％之间，并且优选地为该总长度的大约25％。该最小宽度定位在与壳体的前端一定距离处，并且为总长度的30％和50％之间。
此外，中间部分的侧边的曲率中心位于与壳体的前端相距一定距离处，该距离大约等于与壳体前端的所述最大总宽度的距离。
在本发明的另一方面，连接装置包括叉连接件，该叉连接件可以被连接到所述壳体的下部分并且设置有具有基本上向外展开的边缘的纵向狭槽。
连接装置还包括具有一对侧翼的连接叉，具有对应于所述延伸部件的最大宽度的最小距离，所述侧翼具有适于接纳叉相对于枪刺形连接件的锁定装置的各自的圆形贯通开口。
附图说明
本发明的其它结构和优点根据符合人体工程学的鞍座结构的优选但非唯一的实施例的详细描述将更加清楚，其中符合人体工程学的鞍座结构在随附附图的帮助下示出为一个非限定示例，其中：
图1是根据本发明的安装在管形座立柱上的鞍座结构的顶部立体图；
图2是图1的鞍座结构的底部立体图；
图3是图1的鞍座结构的平面图；
图4是图1的鞍座结构的侧视图；
图5是图4的鞍座结构的沿着轨迹平面V-V截取的截面图。
具体实施方式
参考上述附图，根据本发明的符合人体工程学的鞍座结构总体上由参考标号1表示，该鞍座结构能被锚固到自行车或脚踏机，诸如用于室外或室内自行车培训的训练机或固定辊的框架。
鞍座结构1基本上包括由相对刚性材料，诸如木头、金属、环氧树脂、聚酰胺或聚丙烯型的热固性或热塑性树脂制成的壳体2，该壳体适当地装载有颗粒或由纤维加强，并且具有穿过基本上竖直对称平面V的纵向轴线X和总长度L。
壳体2包括扩大的后部分3和渐缩的前部分4，该扩大的后部分用于支撑具有最大预定宽度W的坐骨的下端部，该渐缩的前部分用于支撑使用者身体的耻骨或阴部区并且具有带端部A的圆形前边缘4’。
前述后部分3和前部分4通过中间部分5以连续的方式连接在一起。
更详细地，壳体2具有相对于纵向轴线X和对称平面V基本上对称的侧边，该侧边还沿着整个纵向延伸部均匀地连接。
尤其是，观察到后部分3具有带凸出的平面形状的侧边6、7，并且前部分4具有至少部分地平行并且也凸出的侧边9、10。
下面，术语“侧边”指的是壳体2的从前端A一直延伸到后端点P和P’的边缘的一部分，其中对轮廓的切线基本上垂直于纵向轴线X，因此排除了点P和P’之间设置的后凹入部分。
壳体2通过总体由参考标号11表示的合适的连接装置(图5和6中更加清楚示出并且将在下面更加详细的进行描述)可移除地安装到自行车或类似机械的框架，尤其是连接到可插入前述框架的直立部分中并且优选地通过钳子或另一锁定部件(未在图中示出)可调节高度的座立柱12。
还观察到连接装置11邻近与壳体2连接的连接区具有总宽度T，如在图5中最好示出。
根据本发明，后部分3的凸出的侧边6、7具有平均值M的基本上恒定的弯曲半径，而中间部分5的侧边13、14是凹入的并且均匀地连接到后部分3的凸出的侧边6、7和前部分4的凸出的侧边9、10。
本发明的一个特别方面包括的事实是，中间部分5的侧边13、14(图3中清楚示出)在平面图中具有大约等于后部分3的侧边6、7的平均弯曲半径M的弯曲半径R。
此外，中间部分5具有刚好大于连接装置11的最大宽度T的最小宽度G，以便在使用者的大腿处限定大体由参考标号S表示的窄区，适于减小大腿内侧相对于前述侧边13、14的压缩和摩擦，从而增加舒适性和脚踏行程的效率。
下面，几个优选但非唯一的值提供用于壳体2的由总长度L和最大宽度W构成的主要尺寸之间的比值，这些值在统计数据的基础上确定并由实验结果验定。
从实验和经验中确定的是最小弯曲半径R的优选值在壳体2的总长度L的20％和50％之间。优选地，该弯曲半径R将大约为所述总长度L的30％。
还证实中间部分5的最小宽度G的优选值优选地在最大宽度W的20％和30％之间，并且还更优选地为该最大宽度W的大约25％。
还证实宽度G距前边缘4’的最佳距离D基本上大约等于曲率中心C距相同前边缘4’的距离H，该最佳距离在总长度L的30％和50％之间，优选地为该总长度L的大约40％。
例如，具有大约270mm的总长度L和大约120mm的最大宽度的壳体2，弯曲半径R将优选地为接近90mm，最大宽度G将大约等于35mm，而它们距端部4’的距离优选地等于90mm。
壳体的该总体构造允许获得平面表面区域以及使用者身体的摩擦区域的显著减小，以及所述侧边和使用者大腿的内表面之间的压缩和摩擦力恒定减小，并且相应的增加舒适性和脚踏行程的效率。
在该构造中，连接装置11的构造起着决定作用，虽然该连接装置可以具有任何形状、甚至基本上不同的形状，而根本不会改变本发明的保护范围，但是该连接装置必须具有合适的减小体积，例如在相同申请人的专利EP 1 816 060中描述的类型的构造。
如图1、2、4、5中具体表示的，连接装置11包括合适成形的叉形连接件15，该连接件可以被连接到壳体2，如下面将要更清楚描述的。
更具体地，叉形连接件15具有基本上直线形的中心体16，该中心体具有前叉17和一对相对于中心体16向上指向的基本上对称的后叉18、19，如图2和4中清楚可见。
叉17、18和19可插入各自的凹室20、21、22，凹室在壳体2的下部分中形成以便使壳体与叉形连接件15稳定连接。
合适地，中心体16具有基本恒定的横截面，如图5中清楚示出的，并且具有狭槽或狭槽型通孔23，该狭槽或狭槽型通孔优选地具有向外展开或平滑边缘，并且该通孔沿着中心体16的纵向方向延伸。
叉连接件15通过由一对侧翼25、26形成的叉24被连接到座立柱12，侧翼25、26在足以允许中心体16插入的内表面和各自的圆形贯通开口27、28之间具有一距离。
叉24的最大宽度T被明显地减小并且基本上等于中心体17的最大宽度与翼25、26和叉连接件15的连接部件的厚度之和，如图5中清楚示出。
可以观察到，壳体2的中间部分5的尺寸被设定成使得它的最小宽度G刚好大于最大宽度T，以便阻止使用者大腿的内表面与连接装置的任何干涉。
为了相对于叉形连接件15锁定叉24，设置如图1、2、4和5中所示的总体由参考标号29表示的合适的锁定装置。
由于上述连接装置11的构造，可以获得壳体2与具有最小体积的管状座立柱12的稳定连接，这允许将壳体2的中间部分5的最小宽度G减小到最小。
上述的连接装置具有尤其紧凑的优点，具有非常减小的横向尺寸。然而，非常明显的是代替上述的连接装置，可以使用其它类型的连接装置，只要它们设有如先前示出的减小的最大横向尺寸T。
为了说明的完整性，可以设置与壳体2的上表面相联的已知类型的盖和/或衬垫层，该盖和/或衬垫层未在图中示出。
对于上面已经描述的，可以理解的是根据本发明的符合人体工程学的鞍座结构获得所有的预期目标，尤其获得了下面优点。
减小了大腿内侧在鞍座上的机械摩擦，以及由摩擦产生的热量。因此，减小了所有随之而来的病症：类似沸点的疼痛等。通过减小在腿的伸展期间由大腿形成的阻力，获得了性能上的改进，结果，给出了相同的速度，明显节省了体力。允许鞍座上的正确落座，而不必向前或向后运动。
根据本发明的鞍座结构易于进行多种改变和变形，所有这些改变和变形都落入随附权利要求描述的具有创造性的概念中。
所有细节可以由其它技术上等同的元件替代，并且材料按照需要可以是不同的，而没有背离本发明的主旨。
即使鞍座结构通过对随附附图的特殊参考而被描述，但在说明书和权利要求书中使用的参考标号被用于利于本发明的理解，而不构成对请求保护的范围的任何限定。

Claims (10)

1.一种尤其用于自行车和脚踏操作机的符合人体工程学的鞍座结构，该鞍座结构包括：
壳体(2)，该壳体由相对刚性的材料制成并具有纵向轴线(X)和总长度(L)；
连接装置(11)，该连接装置设计成将所述壳体(2)锚固到自行车或脚踏操作机的框架的座立柱(12)，所述连接装置(11)具有预定最大宽度(T)；
其中所述壳体(2)包括后部分(3)、前部分(4)和中间连接部分(5)，所述后部分具有扩大的平面形状并且具有预定长度(L)、宽度(W)和凸出的侧边(6、7)，所述前部分具有至少部分渐缩的平面形状和前边缘部分(4’)，所述中间连接部分具有凹入的侧边(13、14)，所述凹入的侧边均匀地连接到所述后部分(3)的所述凸出的侧边(6、7)；
其特征在于，所述后部分(3)的所述凸出的侧边(6、7)具有基本上恒定的曲率和预定的平均弯曲半径(M)，并且所述中间连接部分(5)具有刚好大于所述连接装置(11)的预定最大宽度(T)的最小宽度(G)，所述中间连接部分(5)的侧边(13、14)具有弯曲半径(R)和曲率中心(C)，该弯曲半径大约等于所述后部分(3)的平均弯曲半径(M)，该曲率中心被置于距所述前端边缘(4’)一距离(H)处，该距离大约等于所述中间连接部分(5)的所述最小宽度(G)距所述前端边缘(4’)的距离，以便在使用者的大腿内侧处限定一窄区(S)，该窄区适于减小大腿内侧相对于所述侧边(13、14)的压缩和摩擦，从而增加舒适性和脚踏行程的效率。
2.根据权利要求1所述的鞍座结构，其特征在于，所述中间连接部分(5)的侧边(13、14)的所述最小弯曲半径(R)在所述壳体(2)的总长度(L)的20％至50％之间，并且优选地为所述总长度(L)的大约30％。
3.根据权利要求1所述的鞍座结构，其特征在于，所述中间连接部分(5)的所述最小宽度(G)在所述壳体(2)的总宽度(W)的20％至30％之间，并且优选地为所述总宽度(W)的大约25％。
4.根据权利要求1所述的鞍座结构，其特征在于，所述中间连接部分(5)的所述最小宽度(G)被定位在距所述壳体(2)的前端边缘(4’)的距离(D)处，该距离在所述总长度(L)的30％至50％之间，并且优选地为所述总长度(L)的大约40％。
5.根据权利要求1所述的鞍座结构，其特征在于，所述连接装置(11)包括设计成在所述前部分(4)和所述后部分(3)处连接到所述壳体(2)的叉连接件(15)。
6.根据权利要求5所述的鞍座结构，其特征在于，所述叉连接件(15)包括基本上直线形的中心体(16)，所述中心体具有沿着所述中心体(16)的纵向方向延伸的狭槽或狭槽型通孔(23)。
7.根据权利要求6所述的鞍座结构，其特征在于，所述狭槽型通孔(23)具有向外展开的边缘或倒角边缘。
8.根据权利要求6所述的鞍座结构，其特征在于，所述叉形连接件(15)的所述中心体(16)包括前叉(17)和基本上对称且向上指向的一对后叉(18、19)。
9.根据权利要求8所述的鞍座结构，其特征在于，所述壳体(2)在其下部分中具有用于所述叉(17、18、19)的插入的各自的凹室(20、21、22)，以便获得所述壳体(2)与所述叉连接件(15)的稳定连接。
10.根据权利要求6所述的鞍座结构，其特征在于，所述连接装置(11)还包括连接叉(24)，该连接叉设计成在所述中心体(16)处连接到所述叉形连接件(15)，并且具有对应于所述预定最大宽度(T)的最大横向尺寸。
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