CN103153406B - 无马达跑步机式踏步器健身装置 - Google Patents

Abstract

一种健身装置，可包括：一个框架、第一和第二踏板组件以及一个单向驱动系统。每个踏板组件可包括台板和可转动地联接到所述台板的踏板带。所述踏板组件可被可枢转地安装到所述框架。两个踏板组件的向下运动可导致与所述踏板组件相关联的踏板带相对于它们的台板转动。

Description

无马达跑步机式踏步器健身装置

相关申请

本申请要求提交于2010年8月10日的美国专利申请No.12/854,123的权益，该美国专利申请通过引用纳入本文。

技术领域

本公开内容涉及健身设施，更具体地，涉及将跑步机的特征和爬梯健身机器的特征相组合的跑步机式踏步器（treadmillstepper）健身设施。

背景技术

常规跑步机提供了一个具有移动的带的平台，用户可在该平台上原地行走或跑步。大多数的常规跑步机具有驱动在该平台上方的带的马达。一些常规跑步机是无马达的，但将该平台设置成固定角度或斜度，以使得用户的体重随着每一次踏步而将该带沿着平台向下推。可将一个飞轮联接到该带，以维持由该用户随着每一次踏步而产生的带运动。

常规的爬梯健身机器（也称为踏步器）通常具有两个脚蹬（pedal），用户交替地踩踏脚蹬以模拟爬梯运动。将踏步器的爬梯性能方面与跑步机的移动带相组合的装置也已被研发出来。例如，由Nautilus.Inc所有的美国专利No.7,097,593公开了一种组合式跑步机/踏步器。然而，与常规的跑步机相似，常规的组合式跑步机/踏步器（诸如在美国专利No.7,097,593中公开的装置）是马达驱动的，以使得可以更精确地控制移动带和/或踏步动作的速度。

发明内容

在一个实施方案中，健身装置包括一个框架、第一踏板（treadle）组件和第二踏板组件、驱动轴以及一个所述驱动轴和踏板带之间的转动联接，使得所述驱动轴的转动运动提供了所述踏板带的转动运动。所述第一踏板组件和所述第二踏板组件每个都包括一个台板和一个环形踏板带，该环形踏板带可转动地安装以在台板上方穿行。每个踏板组件可枢转地安装到所述框架以在向上位置和向下位置之间枢转。所述驱动轴通过单向驱动系统可操作地联接到所述第一踏板组件和所述第二踏板组件，所述第一踏板组件和所述第二踏板组件的枢转运动经由所述单向驱动系统向所述驱动轴提供转动运动。

在一些实施方案中，单向驱动系统包括：第一驱动构件，联接到所述第一踏板组件并且被定位以接触第一单向接合构件，从而当所述第一踏板组件在所述向上位置和所述向下位置之间移动时，第一驱动构件在第一方向上转动所述驱动轴；以及第二驱动构件，联接到所述第二踏板组件并且被定位以接触第二单向接合构件，从而当所述第二踏板组件在所述向上位置和所述向下位置之间移动时，第二驱动构件在第二方向上转动所述驱动轴。

在一些实施方案中，其中所述第一接合构件和所述第二接合构件被配置为当各自的第一踏板组件和第二踏板组件从在所述第一方向上转动所述驱动轴的运动复位时从所述驱动轴脱离。所述第一驱动构件可包括第一连动臂，所述第一接合构件可包括联接到所述第一连动臂的第一单向离合器轴承，所述第二驱动构件可包括第二连动臂，所述第二接合构件可包括联接到所述第二联接臂的第二单向离合器轴承。在其他实施方案中，所述第一驱动构件可包括一个第一辊，所述第一接合构件可包括一个由所述第一辊驱动的第一凸轮，所述第二驱动构件可包括一个第二辊，所述第二接合构件可包括一个由所述第二辊驱动的第二凸轮。所述第一凸轮和所述第二凸轮都可被安装在各自的单向离合器轴承上，使得所述第一踏板组件和所述第二踏板组件从向下位置到向上位置的运动导致所述第一凸轮和所述第二凸轮枢转朝向相应的第一辊和第二辊。在一些实施方案中，所述驱动轴和所述踏板带之间的转动联接包括一个辊轴，该辊轴延伸跨过所述第一踏板组件的后部和所述第二踏板组件的后部，以驱动所述第一踏板组件的踏板带的转动运动和所述第二踏板组件的踏板带的转动运动。在一些实施方案中，所述转动联接可包括一个增速传动机构，以提供所述驱动轴的转动运动和所述辊轴的转动运动之间的增速传动。

在其他实施方案中，可提供一个复位组件。所述复位组件可连动所述第一踏板组件和所述第二踏板组件，以使得所述第一踏板组件和所述第二踏板组件中的一个从所述向上位置到所述向下位置的移动导致所述第一踏板组件和所述第二踏板组件中的另一个从所述向下位置移动到所述向上位置。在其他实施方案中，所述第一踏板组件的台板和所述第二踏板组件的台板各自可具有一个长度，且所述第一踏板组件和所述第二踏板组件可在最大枢转角和最小枢转角之间枢转。任一踏板组件在所述最大枢转角和所述最小枢转角之间的移动可将一个在所述第一踏板组件和第二踏板组件的踏板带上的点移动一段小于所述台板的长度的距离。

在另一个实施方案中，健身装置可包括一个框架、左踏板组件和右踏板组件、一个辊、以及一个无马达驱动系统。所述左踏板组件可包括左台板和左环形踏板带，该左环形踏板带可转动地安装以在左台板上方穿行。所述左踏板组件可以被可枢转地安装到该框架。右踏板组件可包括右台板和右环形踏板带，该右环形踏板带可转动地安装以在右台板上方穿行。所述右踏板组件也可被可枢转地安装到该框架。所述辊可延伸跨过所述左踏板组件的后部和所述右踏板组件的后部，并且在所述左踏板带和所述右踏板带内，以转动它们。所述无马达驱动系统被配置为在所述左踏板组件和所述右踏板组件的枢转运动期间驱动所述辊。

在一些实施方案中，所述左踏板组件和所述右踏板组件在向上位置和向下位置之间可枢转，以提供向下冲程，在所述左踏板组件和所述右踏板组件的向下冲程期间由所述左踏板组件和所述右踏板组件的向下运动向所述无马达驱动系统提供动力。在一些实施方案中，所述辊可以相同速度驱动所述右踏板带和所述左踏板带。在一些实施方案中，一对外部轴承构件可定位在所述辊上，位于所述左踏板组件和所述右踏板组件之间。在其他实施方案中，驱动轴可被定位在所述左踏板组件和所述右踏板组件下方，转动联接可设置在所述驱动轴和所述辊之间。所述无马达驱动系统可包括一个左驱动构件和一个右驱动构件，所述左驱动构件被联接到所述左踏板组件且在所述左踏板组件下方延伸，所述右驱动构件被联接到所述右踏板组件且在所述右踏板组件下方延伸。所述左驱动构件和所述右驱动构件可在所述左踏板组件和所述右踏板组件的枢转运动期间接合驱动轴，以向所述驱动轴提供转动运动，该转动运动经由所述转动联接施加至所述辊。

在一些实施方案中，可提供一个复位组件，该复位组件连动所述左踏板组件和所述右踏板组件，以使得所述左踏板组件和所述右踏板组件在相反的枢转方向上移动，且所述左驱动构件和所述右驱动构件交替地接合所述驱动轴。所述左驱动构件和所述右驱动构件可包括连动臂或辊。在一些实施方案中，可提供一个左单向离合器轴承和一个右单向离合器轴承，其中所述左驱动构件在所述左单向离合器轴承上提供向下的力以在所述左踏板组件的向下冲程期间接合所述驱动轴，且所述右驱动构件在所述右单向离合器轴承上提供向下的力以在所述右踏板组件的向下冲程期间接合所述驱动轴。

在另一个实施方案中，健身装置包括一个框架、第一踏板组件和第二踏板组件、以及一个无马达驱动系统。所述第一踏板组件和所述第二踏板组件每个都包括一个台板以及一个环形踏板带，该环形踏板带绕所述踏板组件延伸且在所述台板上方穿行。每个踏板组件可被可枢转地安装到所述框架，以使得每个踏板组件可交替地向上枢转和向下枢转。所述无马达驱动系统可被所述第一踏板组件和所述第二踏板组件的各自的从向上位置到向下位置的向下运动所驱动，以绕所述踏板组件转动踏板带。

在一些实施方案中，可以提供一个复位组件。该复位组件可连动所述左踏板组件和所述右踏板组件，以使得所述左踏板组件和所述右踏板组件在交替的方向上移动。所述无马达驱动系统可包括：与所述第一踏板组件相关联的第一单向驱动构件，以及与所述第二踏板组件相关联的第二单向驱动构件。所述第一驱动构件和所述第二驱动构件可被配置为交替地接合，以转动所述第一踏板组件的踏板带和所述第二踏板组件的踏板带。

在一些实施方案中，可以提供一个驱动轴和一个在所述驱动轴和踏板带之间的转动联接，以使得所述驱动轴的转动运动提供了所述踏板带的转动运动。所述第一单向驱动构件和所述第二单向驱动构件可接合所述驱动轴以转动该驱动轴，并从而经由所述转动联接向所述踏板带提供转动。

在另一个实施方案中，提供了一种健身方法。该方法包括在上方位置和下方位置之间枢转第一踏板组件，且在上方位置和下方位置之间枢转第二踏板组件。可转动地联接到相应第一踏板组件和第二踏板组件的每一个的台板的一个踏板带可通过当各个相应踏板组件从上方位置移动到下方位置时向第一踏板组件和第二踏板组件施加一个用户导向的力来被驱动。所述用户导向的力包括第一分量和向下导向的第二分量，第一分量直接地转动第一踏板组件和第二踏板组件的各自的踏板带，向下导向的第二分量驱动一个单向驱动系统，该单向驱动系统导致踏板带绕它们各自的台板转动。

在一些实施方案中，所述第一踏板组件和所述第二踏板组件可以以往复方式枢转。在其他实施方案中，驱动所述单向驱动系统可包括移动一个驱动构件以接合一个单向接合构件，该单向接合构件向所述踏板带传递转动力。可以以相同速度驱动第一踏板组件的踏板带和第二踏板组件的踏板带。

参考附图，从下面的具体实施方式中将更明了本发明的前述和其他目标、特征和优点。

附图说明

图1是健身装置的一个实施方案的立体图。

图2是图1的健身装置的后部的立体图，为清楚起见以移除多个元件的方式示出。

图3是图1的健身装置的后部的右侧视图，为清楚起见以移除多个元件的方式示出。

图4是图1的健身装置的后部的立体图，为清楚起见以移除多个元件的方式示出。

图5是图1的健身装置的后部的立体图，为清楚起见以移除多个元件的方式示出。

图6是图1的健身装置的一部分的前视图，为清楚起见以移除多个元件的方式示出，且右踏板组件相对于左踏板组件处于升起位置。

图7是图1的健身装置的一部分的前视立体图，为清楚起见以移除多个元件的方式示出。

图8是图1的健身装置的一部分的侧视图，为清楚起见以移除多个元件的方式示出。

图9是健身装置的另一实施方案的立体图。

图10是图9的健身装置的后部的侧视图，为清楚起见以移除多个元件的方式示出。

图11是图9的健身装置的一部分的分解立体图，为清楚起见以移除多个元件的方式示出。

图12是一种健身装置的示意图，其包括具有可转动的踏板带的可枢转的踏板组件，该踏板带可通过各自的踏板组件的向下运动而被驱动。

具体实施方式

下面的具体实施方式在本质上是示例性的，且不意图以任何方式限制所公开的实施方案的范围、适用性或配置。可在不背离本发明的范围的情况下在此处描述的元件的功能和布置方面对所公开的实施方案做出各种改变。

除非上下文明确指示，否则如在本申请中和在权利要求书中所用的单数形式“一个”、“一”或“所述”也包括复数形式。另外，术语“包括”意味着“包含”。此外，除非有相反说明，否则术语“联接”和“关联”通常指的是电、电磁和/或物理地（例如，机械地或化学地）联接或连动（link），且不排除在相联接或关联的项之间有中间元件存在。

尽管为方便陈述，所公开的方法的示例性实施方案的操作可能以一个具体的连续顺序被描述，但是应理解，所公开的实施方案可包含除所公开的具体的连续顺序之外的操作顺序。例如，所描述顺序的操作在一些情形中可被重新布置或同时执行。此外，与一个具体实施方式相关的说明和公开内容不限于该实施方案，而是可适用于公开的任何实施方案。

此外，为了简单起见，附图可能不示出其中所公开的系统、方法和设备可结合其他系统、方法和设备使用的各个不同方式（基于本公开内容可由本领域普通技术人员容易地区分的）。此外，本说明书有时使用诸如“产生”和“提供”等术语来描述所公开的方法。这些术语是对可执行的实际操作的高度抽象。对应于这些术语的实际操作取决于具体实施方式可以有所不同，且可由本领域普通技术人员基于本公开内容而容易地区分。

如用在此处的，术语“前”和“后”、“右”和“左”、“上”和“下”指的是当该装置以典型方式被使用时从以面向前方的方式站在健身装置上的用户的视角看去的相对方向。

图1示出一种无马达跑步机式踏步器健身装置10，该装置可同时向用户提供模拟踏步/攀登/和行走/跑步的健身。装置10包括一个框架12，一个左踏板组件14和一个右踏板组件16可枢转地联接到该框架。框架12包括一个框架底部18和两个总体竖直的支柱20、22。支柱20、22通过在其间延伸的横杆24联接到一起。把手构件26被联接到横杆24或支柱20、22，以在装置10的使用期间为用户的一只手或两只手提供抓握表面。或者，用户可以抓握横杆24。例如，把手构件26可以在装置10运行的同时帮助用户上板、下板和/或维持平衡。除此之外，其他可被提供到、包括进或联接到横杆24或支柱20、22上以增强用户体验的特征或附件包括例如下列中一个或多个：饮品夹持器、书架或杂志架、以及用于向用户显示关于健身环节和/或装置10的运行的相关信息（例如，健身持续时间、用户消耗卡路里的估值、难度水平等等）的显示屏。

每个踏板组件14、16具有一个前部28和一个后部30，且包括一个作为顶部表面的台板(deck)32，该台板32支承了一个踏板带34。踏板带34是连续的带，每一条都以闭合环在绕踏板组件14、16长度的回路中行进。在运行中，踏板组件14、16交替地向上和向下枢转，同时它们各自的踏板带34转动以在它们的台板34上方穿行，从而为每只脚提供移动的跑步机类型的表面。

踏板组件14、16包括各自的前辊36、38和一个共同的后辊40。每个踏板带34在其各自的前辊36、38和后辊40上延伸。如下面更详细地描述的，后辊40可以是单个一体式的辊，或者可以是相对于彼此固定的两个分立的辊，从而为两个踏板带34提供一致的速度。健身装置10可以具有一个或两个盖板42（仅图1），该盖板42覆盖并保护健身装置10的各个移动部件，而且保护用户，还提供装饰性的外观。

如图2和3中所示，踏板组件14、16可枢转地在每个踏板组件的后部30处或后部30附近联接到框架12的后底部44。如图2中所示，例如，左延伸部46和右延伸部48（例如，左托架和右托架）被联接到后底部44且向上延伸，并将后辊40接纳和支承在左右延伸部46、48之间。例如，环轴承可被配合至延伸部46、48之内，或配合至外踏板的支承托架之内，或者配合至两者之内，以支承后辊40的直径减小部分。

轴延伸部106（图4）由左延伸构件46可转动地支承，且相对于后辊40固定。轴延伸部106和辊40的运动以相同速度同时驱动两条踏板带34。如下文进一步详述，健身装置10使用由踏板组件14、16的踏步运动所产生的力来驱动轴延伸部106，且同时转动两个踏板带34。以此方式，可以提供一种无马达系统，该系统产生的动力足以驱动踏板带34从而总体上实现马达驱动健身装置的舒适和控制。

如上文描述且如图1-3中所示，每个踏板组件14、16的后部30被枢转地支承在健身装置10的后部或后部附近，以使得踏板组件可以向上和向下枢转。当用户在踏板带34上踏步时，相关联的踏板组件14、16（包括带）将会向下枢转。因此，在运行中，每个踏板组件可以在一个向上位置（前部28在该位置向上枢转）和一个向下位置（前部28在该位置相对于所述向上位置向下枢转）之间枢转。当踏板组件14、16中的一个的前部28在向上位置时相对于地面比在向下位置时处于较高的高度。任一踏板组件14、16的从向上位置到向下位置的运动在本文中被称为向下冲程，而任一踏板组件14、16的从向下位置到向上位置的运动在本文中被称为向上冲程。

在踏板组件向下枢转之后，一个复位组件50（图5和6）将每个踏板组件14、16复位到一个升起位置或向上位置。在一个实施方案中，复位组件50将两个踏板组件14、16互连或连动，以使得一个踏板组件的向下运动（或向上运动）导致另一个踏板组件的相应的向上运动（或向下运动）。因此，当用户在一个踏板带34上踏步时，相关联的踏板组件将会向下枢转，而另一个踏板组件将会向上枢转。随着踏板组件14、16以此方式被配置以往返方式向上和向下运动，装置10可以准确地模拟踏步或攀爬动作。

图5和6示出一个复位组件50，该复位组件50将两个踏板组件14、16互连，以使得一个踏板组件的向下运动导致另一个踏板组件的反向的向上运动。复位组件50包括联接到踏板组件14的第一连接臂52和联接到踏板组件16的第二连接臂54。第一连接臂52、54具有的第一端分别联接到踏板组件14、16的面向内部的侧面上的连动托架56、58。踏板组件14、16的面向内部的侧面上的连动托架56、58允许带34没有干扰地转动穿过连动托架56、58。第一臂52和第二臂54的相对的第二端被联接到摇臂构件60的相对侧，该摇臂构件60在一个大致居中位于框架12的左侧和右侧之间的区域可枢转地安装到框架12。例如，如图5中所示，中央框架横向构件61可以延伸跨越框架12的一部分，且具有框架孔63，该框架孔用于可枢转地接纳摇臂构件60，如下所述。

摇臂构件60包括：一个中央枢轴孔62、在该中央枢轴孔62的第一侧上的第一枢轴孔64、以及在该中央枢轴孔62的相对的第二侧上的第二枢轴孔66。中央枢轴销68延伸穿过中央枢轴孔62和框架孔63，从而将摇臂构件60可枢转地联接到中央框架构件61。第一枢轴销70延伸穿过第一枢轴孔64，从而将第一臂52的第二端联接到摇臂构件60。第二枢轴销72延伸穿过第二枢轴孔66，从而将第二臂54的第二端联接到摇臂构件60。

如上所描述的复位组件50在本文中也可被称为互连组件50，因为摇臂构件60将左踏板组件14与右踏板组件16互连。例如，一个踏板组件（例如左踏板组件14）的向下冲程使摇臂构件50围绕中央枢轴销68枢转，从而引起另一个踏板组件（例如右踏板组件16）的向上冲程。因此，两个踏板组件14、16是以如下方式互连：通过摇臂构件60的交替的枢转或摇转来提供踏步动作，其中一个踏板的向下运动伴随有另一个踏板的向上运动，反之亦然。

因此，踏板组件14、16随着互连组件50的摇臂构件60的交替枢转或摇转而以一致的方式往复运动，从而给用户提供一致的踏步动作。然而，应理解，可以提供其他互连组件。例如，可以用任何导致所述两个踏板组件的大致往复运动的方式来连动所述两个踏板组件。

作为替代或作为补充，复位组件50可以包括独立的（例如，非互连的或非连动的）复位构件，该独立的复位构件的作用是在向上冲程中辅助每个踏板组件的复位，而不考虑另一踏板组件的向下冲程。例如，可以在每个踏板组件和所述框架之间联接一个复位弹簧。当用户在一个踏板组件的向下冲程之后从该踏板组件的后部“踏步”时，该用户通常将他的脚抬离该踏板带，并且将他的脚向前伸向所述踏板组件的前部。在脚的前伸期间，该复位弹簧可以向所述踏板组件提供一个向上的力，以使得该踏板组件能够复位到该向上位置。

如上面所讨论的，健身装置10可以被配置为使用由每个踏板组件14、16的向下运动所产生的力来驱动轴延伸部106且同时转动两个踏板组件14、16的踏板带34。图5和图7示出了一个示例单向驱动系统75，该系统用于将来自踏板组件14、16的向下冲程的能量转化用于驱动踏板带34。

如图5和图7中所示，每个踏板组件14、16操作性地联接到单向驱动系统75，用于基于踏板组件14、16的枢转运动向踏板带34上施加转动力。在所示的实施方案中,踏板组件14、16分别通过驱动杆76、78以及单向接合构件84、86联接到驱动轴74。由各个踏板14、16的枢转动作施加在单向接合构件84、86上的力转动驱动轴74，驱动轴74转而驱动辊40和两个踏板带34。

如图7中所示，驱动杆76、78的上部分别在托架构件80、82处被联接到踏板组件14、16。可以用任何便利的方式将托架构件80、82联接到各个踏板组件14、16。在所示的实施方案中，托架构件80、82延伸基本跨过踏板组件的宽度，且被分别附接至踏板组件14、16的侧面。

驱动构件76、78的下部分别被联接到单向接合构件84、86。在图2和图5所示的实施方案中，单向接合构件84包括一个连动臂83，该连动臂83联接到枢转的单向离合器轴承85；单向接合构件86包括一个连动臂87，该连动臂87联接到枢转的单向离合器轴承89。单向离合器轴承85、89可以是可操作以接合驱动轴74且在一个转动方向上驱动驱动轴74，同时允许轴承85、89相对于驱动轴74在另一转动方向上自由转动的任何轴承。连动臂83、87将驱动构件76、78的下部定位为距驱动轴74的纵轴一径向距离，该径向距离足以提供一个施加转动力来驱动轴74的扭矩。

两个单向接合构件84、86相继地接合驱动轴74以及从驱动轴74脱离，以在一个踏板冲程期间施加转动力，且在相对的踏板冲程期间在不妨碍驱动轴74的情况下复位。在所示的实施方案中，单向接合构件84、86接合驱动轴74并且在驱动轴74上传输转动力，从而在向下踏板冲程期间在第一方向88上转动驱动轴74。在向上的脚蹬冲程期间，单向接合构件84、86与驱动轴74脱离，并且允许驱动轴74在第一方向88上继续转动（例如，自由轮转），同时单向接合构件84、86复位到向上位置。从而，当驱动构件76、78结合连动左踏板组件14和右踏板组件16的复位组件50使用时，驱动构件76、78交替地接合和驱动驱动轴74。

应理解，作为对所示的实施方案的替代，驱动构件76、78可以在踏板组件14、16的向上冲程期间交替地接合和驱动驱动轴74。在这一替代实施方案的一个实施方式中，驱动轴74可以被重新定位，以使得连动臂83、87向后延伸且经由摇臂机构联接到各自的驱动构件76、78，从而单向接合构件84、86接合驱动轴74并且在驱动轴74上传输转动力，以在复位向上踏板冲程期间在第一方向88上转动驱动轴74。

如图7中所示，经由一个或多个固定的轴承构件90将驱动轴74可转动地联接到框架12。固定的轴承构件90包括一个孔，该孔用于接纳驱动轴74并将驱动轴74支撑在位，同时允许驱动轴74相对自由地转动。

在操作中，对于每一踏板组件14、16的向下冲程（例如，从向上位置到向下位置的下降），踏板带34都沿着它们的台板32的长度L（图1）的至少一部分移动。以此方式，当踏板组件14、16处于向上位置时踏上该踏板组件14、16的前部的用户的脚将会被移动的踏板带34朝向该踏板组件14、16的后部输送，直到它到达向下位置为止。在一个具体实施方式中，对于任一踏板组件14、16的每个完整的向下冲程（例如，从最大向上位置落到最小向下位置的下降），踏板带34都沿着它们各自的台板32的全部长度移动。在其他实施方式中，在一个完整的向下踏板冲程期间，踏板带34可以沿着它们各自台板32的多于或少于全部长度的距离而移动。

在一个向下踏板冲程期间，一个增速(step-up)传动机构91使得驱动轴74的转动增速，以提供后辊40的足够的转动，从而使踏板带34和用户的脚从踏板组件14、16的一个期望的前部穿行到踏板组件14、16的一个期望的后部。如图4和图8中所示，增速传动机构91包括链轮92，链轮92联接到驱动轴74的一个端部且受驱动轴74驱动。一个环形驱动链94绕链轮92和小直径链轮96（其在具有大直径滑轮100的中间轴98上转动）延伸。当驱动链94围绕链轮92转动且驱动链轮92时，小直径链轮96以高于驱动轴74的转动速度转动，从而在驱动轴74的转动运动中提供了第一增速。中间轴98由向上延伸的支承构件99（图3）支承。环形带102绕大直径滑轮100和小直径滑轮104（其联接到轴延伸部106且连同后辊40一起转动轴延伸部106）延伸，从而驱动踏板带34以基本相同的速度围绕它们各自的踏板组件14、16转动。

应理解，可以通过其他方式实施由增速传动机构91提供的增速传动。例如，嵌齿(cog)和环形链可以代替滑轮和环形带，反之亦然。同样，直接的齿轮-齿轮接合可用作对任何带或链的替代。

如上所述，在一个向下冲程期间，每个踏板组件14、16从向上位置移动到向下位置。在一个完整的向下踏板冲程中，一个踏板组件14、16从一个最大高度或最大枢转角移动到一个最小高度或最小枢转角。对于要在一个完整的向下踏板冲程内将脚保持在每个踏板组件14、16的踏板带34上的用户，健身装置10可被配置为使得踏板带34在一个完整的向下踏板冲程期间移动少于台板32的整个长度L（图1）。在一个优选实施方案中，每个踏板带34在一个完整的向下踏板冲程期间的行进长度可以小于长度L的大约90%。因此，用户可以体验到每个踏板组件14、16上的完整的向下冲程，无需考虑他或她的脚是否会被驱离踏板带34。

当然，应理解，可用少于完整的向上或向下冲程来运行健身装置10。用踏板组件14、16的枢转来驱动踏板带34的另一个益处在于用户可以执行较小的、少于完整的冲程的枢转（也即，踏步）运动，且踏板带34将会相应地移动一段较小的距离。这样，用户可以通过调节踏板组件14、16上的向下冲程的大小来调节他或她在健身装置10上的步幅。例如，用户可以用50%的向下冲程来运行健身装置10，且得到踏板带34的大约是最大踏板带行进距离的50%的移动。在一个实施方案中，每个踏板组件14、16被配置为在每个完整的踏板冲程期间枢转总共大约6度到20度之间，且更优选地枢转总共大约10度到14度之间。此外，如上文所提及的，踏板带的运动可以直接对应于向下冲程的下降的量。

如图3和4中所示，一个实施方式包括加重的飞轮108，该飞轮被固定到后辊40的一个向外伸出的区域，以增加后辊40的惯性力矩且在踏板带34的转动中提供改进的平滑度。应理解，加重的飞轮108是可选的，且在替代实施方式中可从健身装置10中省略。

后部辊40延伸穿过一对外部环轴承110，该对外部环轴承110安装到踏板组件14、16的内部的、面向后方的侧面并且从该侧延伸，从而将踏板组件14、16的内部的、面向后方的侧面支承在辊40上，同时允许辊40自由转动。在外部轴承110之间设置有一个环状间隔件112，以维持外部轴承110和踏板组件14、16之间的想要的间隔。外部轴承110和间隔件112的组合可以通过减少踏板组件14、16沿辊40的轴线的相对运动来进一步增强前悬臂踏板组件14、16的结构刚性。

再次参见图1，可以提供左脚蹬构件111和右脚蹬构件113。脚蹬构件111、113提供了稳定、不移动的表面，当从登上健身装置10或从健身装置10下来时，用户可踏到或站到该表面上。脚蹬构件111、113在踏板组件14、16上被固定就位，且不会与踏板带34一起纵向移动。从而，用户通过以他或她的脚在脚蹬构件111和113上的方式健身，可以可选地将健身装置10用作踏步装置，而不是跑步机和踏步装置的组合。

图9至11示出另一个实施方案，一个凸轮从动件单向驱动系统118可代替单向驱动系统75，与健身装置10一同使用。

如图9中所示，辊驱动构件120安装在托架构件124上，该托架构件124延伸跨越左踏板构件且在左踏板构件下方延伸，而辊驱动构件122安装在托架构件126上，该托架构件126延伸跨越右踏板构件116且在右踏板构件下方延伸。至于托架构件80、82（图7），托架构件124、126被附接到相应的踏板组件114、116的侧面，以避免干扰踏板带34的复位运动。

第一驱动构件120的下部被联接到第一单向接合构件128，而第二驱动构件122的下部被联接到第二单向接合构件130。在图9至图11中所示的实施方案中，单向接合构件128、130包括相应的凸轮构件129、131，每个凸轮构件都通过一个单向离合器轴承（未示出）搭载在驱动构件122上，该单向离合器轴承具有一个重型扭转复位弹簧（未示出）。类似于第一和第二单向接合构件84、86，第一和第二单向接合构件128、130能够接合驱动轴74以及与驱动轴74脱离。在各个踏板组件的向下冲程期间，第一和第二单向接合构件128、130接合驱动轴74，并且向驱动轴74传递一个力,导致驱动轴74在第一方向132上转动。每个踏板组件114、116的向上冲程发生在当该用户抬起他或她的脚或是以其他方式踏步离开该踏板组件时，这允许附接到相应的凸轮构件129、131上的重型扭转弹簧在与转动方向132相反的方向上回转并且提升该踏板组件。在每个踏板组件的向上冲程期间，第一和第二单向接合构件128、130与驱动轴74脱离，以使得凸轮构件129、131的移动不导致驱动轴74在与第一方向132相反的方向上转动。

驱动轴74的转动被转化成转动力，该转动力以与上文关于图1至8所描述的总体相同的方式施加到轴延伸部106。因此，通过例如与上文关于图5和图7描述的单向驱动系统总体相同的方式，在图9至图11中所示的单向驱动系统将在每个踏板组件的向下冲程期间施加的向下的力转化成转动力，以导致踏板带34绕它们各自的台板32转动。

如上文关于图5和图7所述，单向接合构件84、86被联接到各自的踏板组件，且它们在向上冲程期间相对于驱动轴74自由轮转或滑动，并且随着它们各自的踏板组件复位到升起位置。单向接合构件128、130可以用相似方式随着它们各自的踏板组件复位到升起位置。例如，单向接合构件128、130可通过任何有效地导致单向接合构件128、130在向上冲程期间随着驱动构件120、122向上运动的方式被直接地或间接地连动或联接到驱动构件120、122。或者，除了驱动构件120、122或踏板组件14、16自身之外，还可以向单向接合构件128、130施加复位力。例如，可以提供弹簧构件或其他这样的偏置机构，以在向上冲程期间在单向接合构件128、130上施加一个力。由于在向上冲程期间，踏板组件14、16不在单向接合构件128、130上施加任何向下的力，所以由一个弹簧构件（或其他偏置机构）施加在单向接合构件128、130上的一个相对小的力就可足以在该踏板组件的下一个向下冲程之前将单向接合构件128、130复位到升起位置。

通过向驱动轴74施加更为恒定的扭矩，与联接到枢转单向离合器轴承的连动臂相比，如上所述的凸轮从动件系统的使用可以有利地减轻系统上的压力。

如上文所讨论的，可以提供各种不同的复位构件。同样，如果需要，可以提供一种或多种阻力元件，以增大对该装置的枢转的阻力。这样的阻力元件可以包括任何类型的抵制踏板组件枢转运动或踏板带转动运动的装置、结构、构件、组件以及配置。由阻力元件所提供的阻力可以是恒定的、可变的和/或可调节的。此外，该阻力可以是负载、时间、热或其他因素的函数。这样的阻力元件可以提供其他功能，诸如抑制踏板组件的向下运动、向上运动或抑制这两种运动。阻力元件还可在踏板上施加复位力，以使得当踏板处于低位置时，阻力元件将会施加一个复位力以将踏板向上移动，或如果踏板处于高位置时，阻力元件将会施加一个复位力以将踏板向下移动。术语“震动元件”或“阻尼元件”可被用来指阻力元件，或弹簧（复位力）元件，或阻尼元件（其可包括也可不包括弹簧（复位）力）。

此外，可提供各种不同的阻力构件来增大踏板带绕各自的台板构件转动的阻力。例如，可以提供摩擦制动器（诸如毡垫）来抵制踏板带的转动运动。或者，阻力构件可以包括涡流制动器，该涡流制动器产生磁场以增大对踏板带在它们各自的台板上方的转动运动的阻力。

图12示出了包括一对踏板组件202、204的无马达健身装置200的示意图。这两个踏板组件202、204被可枢转地安装到一个框架（诸如在此公开的框架），以使得每个踏板组件围绕一个共同的枢转轴线206上下枢转。每个踏板组件包括一个围绕台板210在连续回路中转动的踏板带208，台板210为踏板带208提供支承表面。每个踏板带208围绕其各自的台板210在第一方向D上转动，以使得在运行中，每个踏板带208的表面从其各自的踏板组件202、204的前部移动到其各自的踏板组件的后部，从而模拟了行走、慢跑或跑步运动。

图12示出在向上位置的踏板组件202和在向下位置的踏板组件204。下文关于踏板组件202描述用户施加在踏板组件上的力；然而，应理解，两个踏板组件以总体相同的方式运行。在操作中，用户将第一只脚放在踏板组件202的前部，从而在踏板组件202上施加一个向下的力F。每个踏板组件202、204被联接到单向驱动系统212，该单向驱动系统212被定位为大体在踏板组件202、204下方。踏板组件202、204以任何足以将力F传递到驱动系统212的方式被联接到驱动系统212。图12示出一个联接系统214。如此处所描述，联接系统214可包括任何连动构件或其他直接或间接接触驱动系统212的结构，以将向下导向的力F从踏板组件202、204传递到驱动系统212。

以此方式，重力驱动、用户向下导向的力F输送能量以向单向驱动系统212提供动力，单向驱动系统212将该能量的至少一部分传递用于驱动两个踏板组件202、204的踏板带208的转动。因此，与至少部分地支承在一个位于向上位置的踏板组件上的用户有关的势能可被传递至足以驱动这两个踏板组件的踏板带的转动能。驱动系统212（例如，经由转动联接）操作性地联接到到踏板带208，以将用户的势能传递至足以驱动踏板带208的转动能。驱动系统212到踏板带208的操作联接在图12中被示意性地示为转动联接构件216。

由于每个踏板带208都可围绕其各自的台板210转动，因此取决于每个各自的踏板组件的角度，向下导向的力F的一个分量C也被导向为朝向每个踏板组件的后部，进一步便于踏板带208在第一方向D上的转动。因此，在一些实施方案中，健身装置200既受到驱动系统212的驱动（因驱动系统212将来自用户的势能转化成输送到踏板带208的转动能），又受到也导致踏板带208围绕它们的各自的台板210转动的向下导向的力的分量C的驱动。

在另一个实施方案中，健身装置200包括阻力构件216。阻力构件218可以包括一个动力产生器，该动力产生器被配置为捕获来自该系统的能量以及存储和/或使用由健身装置的运行而产生的能量。或者，阻力构件218可以是用户控制的制动系统，如本领域中所知，用户可以通过该阻力构件控制踏板带208相对于踏板组件202、204的枢转运动的转动运动。

鉴于所公开的实施方案的原理可适用于诸多实施方案，应承认所描述的实施方案仅仅是优选的实施例而不应被理解为限制本发明的范围。相反，本发明的范围是由下文的权利要求所限定的。因此，我们将所有符合这些权利要求的范围和精神的都主张为我们的发明。

Claims (20)

1.一种健身装置，包括：

一个框架；

第一踏板组件和第二踏板组件，每个踏板组件包括一个台板和可转动地安装以在所述台板上方穿行的一个环形踏板带，每个踏板组件可枢转地安装到该框架以在向上位置和向下位置之间枢转；

一个驱动轴，通过一个单向驱动系统可操作地联接到所述第一踏板组件和所述第二踏板组件，所述第一踏板组件和所述第二踏板组件的枢转运动经由所述单向驱动系统向所述驱动轴提供转动运动；以及

一个在所述驱动轴和所述踏板带之间的转动联接，使得所述驱动轴的转动运动提供了所述踏板带的转动运动，

其中所述单向驱动系统包括：向下延伸的第一驱动构件，联接到所述第一踏板组件并且被定位在所述第一踏板组件之下以接合第一单向接合构件，从而当所述第一踏板组件在所述向上位置和所述向下位置之间移动时，第一驱动构件在第一方向上转动所述驱动轴；以及，向下延伸的第二驱动构件，联接到所述第二踏板组件并且被定位在所述第二踏板组件之下以接合第二单向接合构件，从而当所述第二踏板组件在所述向上位置和所述向下位置之间移动时，第二驱动构件在所述第一方向上转动所述驱动轴。

2.根据权利要求1所述的健身装置，其中所述第一接合构件和所述第二接合构件被配置为当相应的第一踏板组件和第二踏板组件从所述驱动轴在所述第一方向上转动的运动复位时从所述驱动轴脱离。

3.根据权利要求1所述的健身装置，其中所述第一驱动构件包括第一连动臂，所述第一接合构件包括联接到所述第一连动臂的第一单向离合器轴承，且所述第二驱动构件包括第二连动臂，所述第二接合构件包括联接到所述第二联接臂的第二单向离合器轴承。

4.根据权利要求1所述的健身装置，其中所述第一驱动构件包括第一辊，所述第一接合构件包括由所述第一辊驱动的第一凸轮，所述第二驱动构件包括第二辊，所述第二接合构件包括由所述第二辊驱动的第二凸轮。

5.根据权利要求4所述的健身装置，其中所述第一凸轮和所述第二凸轮都安装在相应的单向离合器轴承上，在相应的第一踏板组件和第二踏板组件从所述向下位置到所述向上位置的运动期间，所述第一凸轮和所述第二凸轮朝向相应的第一辊和第二辊枢转回。

6.根据权利要求1所述的健身装置，其中所述驱动轴和所述踏板带之间的转动联接包括一个辊轴，该辊轴延伸跨过所述第一踏板组件的后部和所述第二踏板组件的后部，以驱动所述第一踏板组件的踏板带和所述第二踏板组件的踏板带的转动运动。

7.根据权利要求6所述的健身装置，其中所述转动联接包括一个增速传动机构，以提供在所述驱动轴的转动运动和所述辊轴的转动运动之间的增速传动。

8.根据权利要求1所述的健身装置，还包括一个复位组件，该复位组件连动所述第一踏板组件和所述第二踏板组件，以使得所述第一踏板组件和所述第二踏板组件中的任一个的从所述向上位置到所述向下位置的移动导致所述第一踏板组件和所述第二踏板组件中的另一个从所述向下位置移动到所述向上位置。

9.根据权利要求1所述的健身装置，其中所述第一踏板组件的台板和所述第二踏板组件的台板各自具有一个长度，且所述第一踏板组件和所述第二踏板组件在最大枢转角和最小枢转角之间可枢转，而任一踏板组件在所述最大枢转角和所述最小枢转角之间的移动将位于所述第一踏板组件的踏板带和所述第二踏板组件的踏板带上的点移动一段小于所述台板的所述长度的距离。

10.一种健身装置，包括：

一个框架；

左踏板组件，包括左台板和左环形踏板带，所述左环形踏板带可转动地安装以在所述左台板上方穿行，所述左踏板组件可枢转地安装到该框架；

右踏板组件，包括右台板和右环形踏板带，所述右环形踏板带可转动地安装以在所述右台板上方穿行，所述右踏板组件可枢转地安装到该框架；

一个辊，延伸跨过所述左踏板组件的后部和所述右踏板组件的后部，并且接合所述左踏板带和所述右踏板带以转动所述左踏板带和所述右踏板带；以及

一个无马达驱动系统，被配置为在所述左踏板组件和所述右踏板组件的枢转运动期间驱动所述辊，所述无马达驱动系统包括：一个驱动轴，定位在所述左踏板组件和所述右踏板组件下方；以及，一个在所述驱动轴和所述辊之间的转动联接，延伸跨过所述左踏板组件的后部和右踏板组件的后部；

其中所述无马达驱动系统还包括一个左驱动构件和一个右驱动构件，所述左驱动构件被联接到所述左踏板组件且在所述左踏板组件下方延伸，所述右驱动构件被联接到所述右踏板组件且在所述右踏板组件下方延伸，所述左驱动构件和所述右驱动构件在所述左踏板组件和所述右踏板组件的枢转运动期间接合所述驱动轴，以向所述驱动轴提供转动运动，所述转动运动经由所述转动联接施加给所述辊。

11.根据权利要求10所述的健身装置，其中所述左踏板组件和所述右踏板组件在向上位置和向下位置之间可枢转，以提供向下冲程，而在所述左踏板组件和所述右踏板组件的向下冲程期间由所述左踏板组件和所述右踏板组件的向下运动来向所述无马达驱动系统提供动力。

12.根据权利要求10所述的健身装置，其中所述辊以相同速度驱动所述右踏板带和所述左踏板带。

13.根据权利要求10所述的健身装置，还包括一对外部轴承构件，该对外部轴承构件定位在所述辊上，位于所述左踏板组件和所述右踏板组件之间。

14.根据权利要求10所述的健身装置，还包括一个复位组件，该复位组件连动所述左踏板组件和所述右踏板组件，以使得所述左踏板组件和所述右踏板组件在相反的枢转方向上运动，且所述左驱动构件和所述右驱动构件交替地驱动所述驱动轴。

15.根据权利要求10所述的健身装置，其中所述左驱动构件和所述右驱动构件包括连动臂。

16.根据权利要求10所述的健身装置，其中所述左驱动构件和所述右驱动构件包括辊。

17.根据权利要求10所述的健身装置，还包括一个左单向离合器轴承和一个右单向离合器轴承，

其中所述左驱动构件在所述左踏板组件的向下冲程期间在所述左单向离合器轴承上提供向下的力以接合所述驱动轴，且所述右驱动构件在所述右踏板组件的向下冲程期间在所述右单向离合器轴承上提供向下的力以接合所述驱动轴。

18.一种健身装置，包括：

一个框架；

第一踏板组件和第二踏板组件，每个踏板组件包括一个具有一长度的台板以及一个在所述台板上方穿行的环形踏板带，每个踏板组件可枢转地安装到所述框架以使得每个踏板组件可以交替地向上枢转和向下枢转；以及

一个无马达驱动系统，由所述第一踏板组件和所述第二踏板组件各自的从向上位置到向下位置的向下运动所驱动，以绕踏板组件转动踏板带，

其中所述无马达驱动系统包括：第一单向驱动构件，其与所述第一踏板组件相关联；第二单向驱动构件，其与所述第二踏板组件相关联，所述第一单向驱动构件和所述第二单向驱动构件交替地接合驱动轴，以同时转动所述第一踏板组件的踏板带和所述第二踏板组件的踏板带。

19.根据权利要求18所述的健身装置，还包括一个复位组件，该复位组件连动所述第一踏板组件和所述第二踏板组件，以使得所述第一踏板组件和所述第二踏板组件在往复的方向上移动。

20.根据权利要求19所述的健身装置，还包括一个在所述驱动轴和所述踏板带之间的转动联接，以使得所述驱动轴的转动运动提供了所述踏板带的转动运动，其中所述第一单向驱动构件和所述第二单向驱动构件接合所述驱动轴以转动所述驱动轴，由此经由所述转动联接向所述踏板带提供转动。