CN103987428B - 个人锻炼设备 - Google Patents

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Abstract

一种个人锻炼设备，其包括铰接至第二臂的第一臂，其中，每个臂均包括可拆卸地嵌套于套管中的手柄。所述个人锻炼设备进一步包括两个受拉构件，其中，每个受拉构件的一个端部均可操作地连接至每个臂的手柄，而且每个受拉构件的另一个端部均连接至与手柄相对的套管。阻力元件可操作地连接至第一臂和第二臂，且被配置为提供抵抗第一臂和第二臂的相对旋转运动的阻力。所述阻力元件被配置为可操作地连接至其它阻力元件，以使用户能够自定、增大或减小阻力。所述个人锻炼设备的结构使用户当在至少两个相反的方向上施加力时能够无缝地遇到阻力。

Description

个人锻炼设备
技术领域
本发明涉及一种个人锻炼设备。
背景技术
市场上的个人锻炼设备丰富多样。但是，这些个人锻炼设备具有很多缺点，导致其便利性和易用性很差。大多数个人锻炼设备限制用户只能在一个方向上克服阻力运动。人们不会喜欢这种锻炼设备，因为以相同的动作均等地锻炼对立的身体部位有很多好处。另外，还有一些个人锻炼设备允许用户调整运动阻力的方向；但是，所有的这些设备都需要用户重新配置设备、改变握持方式或对设备进行其它物理修改或改变用户的姿势，以便使用户能够在相反的方向上移动设备。经常重新配置设备、改变用户的姿势和/或更换手柄或改变握持方式浪费了时间，无谓地增加了锻炼的持续时间，且不能使用户从有效的连续动作中获得任何益处，而这些益处通过能够在两个基本相反的方向上提供运动阻力而不需要调整手柄握持方式、机构配置或用户姿势的机构实现。
因此，个人锻炼设备领域中非常需要一种在两个直线方向上提供阻力训练而不需要用户改变姿势、重新配置锻炼设备和/或改变握持方式的个人锻炼设备。
发明内容
本发明针对一种个人锻炼设备，所述设备包括在枢轴点处铰接至第二臂的第一臂、可操作地连接至第一臂的第一手柄组件、可操作地连接至第二臂的第二手柄组件、可操作地连接至第一手柄组件和第二臂的第一受拉杆件、可操作地连接至第二手柄组件和第一臂的第二受拉杆件和提供抵抗第一臂和第二臂关于枢轴点相对旋转的阻力的阻力构件。
所述手柄组件包括手柄和套管，其中，手柄嵌装或套装于套管内。套管可连接至臂的一端上或附近。一个实施例包括第一受拉杆件，第一受拉杆件的一端连接至第一手柄，另一端连接至第二套管。同样地，第二受拉杆件的第一端部连接至第二手柄，第二端部连接至第一套管。用户对手柄施加力以实现臂相互之间的运动。当用户对手柄施加内收力时(将手柄推向一起)，手柄保持套装在套管中，用户相对的身体部位施加力(例如，用户的手)时，设备的臂朝向对方移动。所述阻力构件配置于为设备的臂之间的旋转提供阻力。
为使用户施加外张力(将手柄朝向互相远离的方向拉开)，手柄不再套装在套管中并被从套管中拉出。当对手柄施加外张力时，受拉构件接合，本发明的个人锻炼设备抵抗用户施加的外张动作。当对手柄施加外张力时，手柄与受拉构件接合，从而在与手柄相反的臂上施加力。因此，当用户的身体部位(例如，手)相互远离时，本发明的个人锻炼设备的臂朝向对方移动，从而类似于施加内收，接合阻力构件。特别值得注意的是，本发明的个人锻炼设备的这种结构允许在两个相反的直线方向上的连续运动，而不需要用户重新配置设备或调整握持方式。
阻力构件可为任何已知的机械、液压或弹性元件，且被配置为抵抗设备的两臂之间的相对旋转运动。一个实施例包括阻力已知的弹性阻力元件。弹性阻力元件可配置为在轮毂和轮缘之间具有多个辐板。辐板被配置为，根据轮毂相对于轮缘的旋转，缠绕和拉伸轮毂。弹性阻力元件可配置为前板和背板之间的独立“伸缩部件”。可并列设置多个阻力伸缩部件以调整所提供的阻力。本发明的一个实施例包括臂和阻力元件的结构，提供基本均衡的阻力，这是由于所施加的力的力臂以与由阻力辐板的材料特和有效长度所产生的阻力增量基本相同或相似的比率增大。
根据以下对优选实施例和附图的详细说明，本发明其它方面的特征和优势将会变得显而易见。
附图说明
附图构成了说明书的一部分，且需要和说明书相结合来理解，各个视图中所使用的类似的附图标记代表相同或相似的零部件，其中：
图1为根据本发明的个人锻炼设备的一个实施例的立体图；
图2为图1中个人锻炼设备的实施例的侧视图；
图3为图1中个人锻炼设备的实施例的仰视图；
图4为图1中个人锻炼设备的实施例的爆炸图；
图5A为根据本发明的个人锻炼设备的手柄的一个实施例的侧视图；
图5B为根据本发明的个人锻炼设备的手柄的一个实施例的侧视图；
图6为根据本发明的个人锻炼设备的手柄组件的一个实施例的爆炸图；
图7为根据本发明的个人锻炼设备的阻力构件的一个实施例的透视图；
图8为图7中个人锻炼设备的阻力构件的爆炸图；
图9为根据本发明的个人锻炼设备的一个实施例的正视图；
图10A为用户处于中立位置握持根据本发明的个人锻炼设备的一个实施例的正视图；
图10B为图10A中个人锻炼设备的实施例在用户施加内收力后的正视图；和
图10C为图10A中个人锻炼设备在的实施例用户施加外张力后的正视图。
具体实施方式
本发明以下的详细说明参照了说明书附图，描述了实施本发明的具体实施例。所述实施例用于足够详细地描述本发明各个方面的特征，以便使本领域的技术人员能够实施本发明。在不背离本发明范围的情况下，可利用其它的实施方式并作出改变。本发明由所附的权利要求所限定，并因此不能从限制的意义上理解说明书，且不应将等同物的范围限制于权利要求所被命名的范围。
如图1中所示，本发明针对一种个人锻炼设备10，其包括第一臂12和第二臂14，第一臂12在枢轴点16处铰接至第二臂14，第一臂12包括可操作地连接其上的第一手柄组件18，第二臂14包括可操作地连接其上的第二手柄组件20。所述个人锻炼设备进一步包括可操作地连接至第一手柄组件18和第二手柄组件20的受拉构件22，可操作地连接至第二手柄组件20和第一手柄组件18的第二受拉构件24，以及被配置为提供抵抗第一臂12和第二臂14的相对旋转的阻力的阻力构件26。
如图2中所示，第一臂12包括第一端部28、第二端部30、顶面32和底面34，其中顶面32和底面34之间的距离定义了高度H1。第一臂12的一个实施例包括从第一端部28至第二端部30逐渐增大的高度H1，如图所示。图3进一步描述了第一臂12，包括正面36和背面38，其中正面36和背面38之间的距离定义了厚度T1。第一臂12的一个实施例包括具有分叉部40的第一端部28和包括厚度为T1的台阶42的第二端部30，如图所示。
如图4所示，第一臂12的一个实施例包括前半部44和后半部46。前半部44包括一个或多个孔48，所述孔48与后半部46上向内延伸的螺纹突出物50(图中未显示)对齐。臂紧固件52通过每个孔48插入并容纳于螺纹突出物50中，以将前半部44连接至后半部46。进一步地，每个半部44和46可包括一个或多个加强件54，增加第一臂12的刚度和强度。第一臂12进一步包括第二端部30中的孔56，其中孔56包括多个于其中限定的齿58。
第二臂14的一个实施例包括从第一端部60至第二端部62逐渐增大的高度H2，如图所示。图3描述了具有正面68和背面70的第二臂14的实施例，其中正面68和背面70之间的距离定义了厚度T2。第二臂14的实施例包括具有分叉部72的第一端部60和包括厚度为T2的台阶74的第二端部62，如图所示。如图2所示，第二臂14的正面68可包括多个突出物76，用于接合阻力构件26。
图4描述了第二臂14的一个实施例，包括前半部78和后半部80。前半部78包括一个或多个孔82，所述孔82与后半部80上向内延伸的螺纹突出物84对齐。臂紧固件86通过每个孔82插入并容纳于相应的螺纹突出物84中，从而将前半部78连接至后半部80。进一步地，每个半部78和80可包括一个或多个加强件88，增加第二臂14的刚度和强度，如图所示。第二臂14进一步包括于第二端部62中限定的孔90，其中孔90为基本光滑的孔。
臂12和14可为机械加工、模铸或同时采用两者成型的实心形状。可选地，臂12和14可为挤出成型或模制的空心形状。臂12和14可具有为圆形、矩形、三角形或其它形状的截面，截面沿长度方向可为一致的，或可具有类似于上述的可变高度。臂12和14可具有任意功能性的长度，且其一个实施例包括基于人机工程学考虑而选择的长度。臂12和14的长度也可根据锻炼的类型或用户打算利用个人锻炼设备10锻炼的身体部位而有所不同。
臂12和14可采用UHMW聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯、木材、铝、钢、黄铜、红铜、玻璃、碳纤维、复合高分子材料或任何目前已知或将来发现的其它合适的材料制成，只要其具有将施加至手柄组件18、20上的力传递至阻力构件26的物理特性即可。优选地将臂12和14设置为，使得材料组合和横截面能提供将施加至臂12和14的力传递至阻力构件26所需的结构完整性。
臂12和14可由多个部件构成，或为一体化结构。任何目前已知或将来发展出的连接方法都能够用于连接臂的部件，包括通过双头螺栓、螺钉、搭扣连接(snapconnection)、胶黏剂、焊接、激光焊接、铆钉或任何其它目前已知或将来发展出的连接方法。臂12和14的机械加工可手动完成，或通过本领域内已知的任何自动机械加工系统进行。自动制造可在CAD/CAM系统中进行。可选的制造方法包括注射成型、模压成型、树脂传递成型、复合材料或金属传递成型或任何其它目前已知或将来发展出的成型方法。除了上述认定的方法以外，臂12和14还可利用任何目前已知或将来发展出的制造方法制造，只要其能够按照此处所述制造臂12和14即可。
如图4进一步所示，第一臂12在枢轴点16处通过紧固件92与第二臂14耦合。所示的本发明的实施例包括通过第二臂14的第二端部62的孔90插入的插入件94，其中插入件94配置为能够以螺纹方式接纳紧固件92，以在枢轴点16处将第一臂12铰接至第二臂14。如图所示，插入件94具有大体上为管状的横截面，包括外表面96和内表面98。外表面96包括光滑部分100和有齿部分102，其中有齿部分102被配置为与第一臂12的孔56的齿58互补并匹配地接合，光滑部分100被配置为与第二臂14的光滑孔90接合，并使第二臂14关于插入件94基本上无摩擦地相对旋转。齿58和有齿部分102可为任意的配对结构，只要能够将扭矩从第一臂12传递至阻力构件26的一部分上即可，以便使第一臂12和第二臂14之间的相对运动与阻力构件26接合。
本发明的实施例还包括插入件94的内表面98，内表面98具有于其中限定的齿104，齿104将与阻力构件26的一部分接合，如下所述。如图4所示，垫圈106放置于第一臂12和第二臂14之间。一个实施例包括由减小摩擦的材料制成的垫圈106，从而减小抵抗臂12和臂14之间的相对旋转运动的摩擦力。垫圈106可为本领域内已知的任何减小摩擦的材料，包括尼龙、聚氯乙烯、UHMW塑料、聚烯烃、聚乙烯或其它已知的摩擦系数较低的材料。
个人锻炼设备10还包括第一手柄组件18，第一手柄组件18具有第一手柄200和第一套管202，其中手柄200的一部分可拆卸地内嵌在第一套管202内，如图2所示。图5A描述了手柄200，包括第一端部204、第二端部206和外表面208。手柄200的实施例进一步包括嵌套部分210和握持部212，其中嵌套部分210靠近第一端部204，握持部212靠近第二端部206。在一个实施例中，嵌套部分210大体上为圆柱形。在另一个实施例中，嵌套部分210为截头圆锥形，小端靠近第一端部204。第一手柄200的嵌套部分210的实施例可进一步包括球形突出物220和凹槽222，如图所示。
在一个实施例中，握持部212大体上为球形，且包括第一半球214、第二半球216和第一半球214与第二半球216之间的凹槽218。第一半球214连接至嵌套部分210。另一个实施例包括能够从第一半球214上拆下的第二半球216，以便能够安装附件(图中未显示)，如腕带(图中未显示)，附件连接至个人锻炼设备10的第一半球214上，用户可通过某一身体部位，如手臂、腿或脚或任何其它基本固定的物体利用腕带连接或握持设备10。凹槽218也可用于接纳腕带或其它附件，这有利于对利用本发明的个人锻炼设备10所能够进行的锻炼作出改变。
如图5A进一步所示，第一套管202为管状，且包括第一端部224、第二端部226、内表面228和外表面230，其中内表面228和外表面230限定出了一管状壁。一个实施例包括为圆柱形的第一套管202，另一个实施例包括为截头圆锥形的第一套管220，其小端靠近第二端部226。套管202配置为接纳手柄200的嵌套部分210，其中，当对手柄施加压力时，手柄200接合套管202。本发明的实施例可包括第一套管202具有喇叭状部分232的第一端部224，有助于将第一手柄200的嵌套部分210容纳于第一套管202内。第一套管202的第二端部226还包括一部分管状壁的裁切部234。设置裁切部234用于防止设备使用期间套管202与受拉构件22和24接合。套管202的实施例还包括通过连接带238连接至套管202的枢轴杆236。另一个实施例包括与套管202整体成型的枢轴杆236，如图4所示。图1描述了一个包括枢轴杆236的实施例，枢轴杆236配置为可旋转地连接在第一臂12的分叉部40内和/或连接至受拉构件24的一个端部。枢轴杆236可相对于第一臂12枢转，以便使用户能够从多个不同的角度施加力，其中的一个力垂直于臂12的径向方向。
现在回到图2，个人锻炼设备10包括第二手柄组件20，第二手柄组件20具有第二手柄240和第二套管242，其中手柄240的一部分可拆卸地内嵌于第二套管242内。一个实施例包括与上述手柄200基本类似的第二手柄240。如图5B所示，手柄240包括第一端部244、第二端部246和外表面248。手柄240的实施例进一步包括嵌套部分250和握持部252。握持部252的一个实施例包括第一半球254、第二半球256和第一半球254与第二半球256之间的凹槽258。第一手柄240的嵌套部分250的实施例可包括球形突出物260和凹槽262，如图所示。另一个实施例包括能够从第一半球254上拆下的第二半球256，以便能够安装附件(图中未显示)，如腕带(图中未显示)，附件连接至个人锻炼设备10的第一半球254上，用户可通过某一身体部位，如手臂、腿或脚或任何其它基本固定的物体利用腕带连接或握持设备。凹槽258也可用于接纳腕带或其它附件，这有利于对利用本发明的个人锻炼设备10所能够进行的锻炼作出改变。
如图5B进一步所示，第二套管242为管状，且包括第一端部264、第二端部266、限定出管状壁的内表面268和外表面270。套管242配置为接纳手柄240的嵌套部分250。第二套管262的第一端部264包括喇叭状部分272，有助于容纳第二手柄240的嵌套部分250。第二套管242的第二端部266还包括一部分管状壁的裁切部274。第二套管242的实施例还包括通过连接带278连接至第二套管242的枢轴杆276。另一个实施例包括与第二套管242整体成型的枢轴杆276。如图1中所示，枢轴杆276配置为可旋转地连接在第二臂14的分叉部72内和/或连接至受拉构件22的一个端部。枢轴杆276可相对于第二臂14枢转，以便使用户能够从多个不同的角度施加力，其中的一个力垂直于臂14的径向方向。
可选的实施例包括具有任何目前已知或将来发展出的机构的手柄200、240，只要当对手柄200和240施加压力时，所述机构允许手柄200、240接合套管202、242即可，如远离手柄200延伸配置为支撑套管202、242的第一端部224、264的凸耳或环。一个实施例(图中未显示)包括供用户握持的握持部212、252，如D型环、圆形手柄、管状手柄、绳子、或任何其它目前已知或将来发展出的手柄。握持部212、252还可包括任何目前已知或将来发展出的成型部分，配置为使用户符合人机工程学地握持。优选地，握持部212和252配置为允许用户轻易改变力的方向而不改变手柄的位置，从而允许用户以连续的动作拉和推手柄，实现臂12和14的运动。相对于现有技术，这显著增大了设备10所提供的动作范围。
手柄组件18、20可采用UHMW聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯、木材、铝、钢、黄铜、红铜、玻璃、碳纤维、复合高分子材料、上述材料的任意组合或任何目前已知或将来发现的其它合适的材料制成，只要其具有将施加至手柄组件18、20的力传递至臂12、14和/或阻力构件26必要的物理特性即可。进一步地，手柄组件18、20可由多个部件构成，或为一体化结构。整个或部分手柄组件18、20的机械加工可手动完成，或通过本领域内已知的任何自动机械加工系统进行。自动制造可在CAD/CAM系统中进行。可选的制造方法包括注射成型、模压成型、树脂传递成型、复合材料或金属传递成型、和任何其它本领域内已知的成型方法。除了上述认定的方法以外，手柄组件18、20还可利用任何目前已知或将来发展出的制造方法制造，只要其能够按照此处所述制造手柄组件18、20即可。
如图6中所示，手柄200、240的一个实施例包括球状突出物220、260和凹槽222、262，配置为接合臂12、14的拉手280。拉手280包括外壳282，外壳282配置为接纳球状突出物220、260，且外壳282进一步包括向内延伸的轮缘284，轮缘284接合手柄200、240的凹槽222、262。因此，当球状突出物220、260接纳于外壳282中时，手柄200、240不能线性平移，特别是手柄200、240不能与套管202、242分离并从套管202、242拉出。当手柄200、240关于枢轴杆236、276旋转至某一位置时，特别是当用户对手柄18、20施加压力，移动手柄18、20使其靠得更紧密时，凹槽222、262内嵌至臂12、14的拉手280的外壳282中，靠近分叉部40、72的交点附近，如图所示。当凹槽222、262与拉手280的轮缘284接合时，轮缘284防止对设备施加内收力期间手柄200、240从套管202、242中脱出。当用户想要分离拉手280时，可在与外壳相反的方向上轻微转动手柄，凹槽222、262就从轮缘284分离，手柄200、240可从套管202、242中移出。
如图6所示，手柄200、240的一个实施例进一步包括标志286，用于指示哪只手应该放在哪个手柄200、240上，以便使阻力构件26从用户处向外伸展。
现在回到图2，第一受拉构件22包括第一端部288和第二端部290。第一端部288可操作地连接至手柄200的第一端部204，第二端部290可操作地连接至套管242的枢轴杆276。第二受拉构件24包括第一端部292和第二端部294。第一端部292可操作地连接至手柄240的第一端部244，第二端部294可操作地连接至套管202的枢轴杆236。受拉构件22、24可为任何目前已知或将来发展出的柔韧受拉构件，当张力施加至手柄时，受拉构件能够承受张力载荷，但是，当压力施加至手柄时，并不会施加额外的阻力。这种受拉构件包括金属丝、绳索、细绳、单丝、链、金属或编织带，或其它特性类似的构件。受拉构件可由金属、橡胶、塑料、布或其它材料或其组合制成，只要具有承受通过构件的张力载荷必要的抗拉强度和横截面面积即可。
如图4所示，阻力构件26配置为连接至第二臂14，靠近设备10的枢轴点16，并提供抵抗臂12和14相对旋转的阻力。阻力构件26可为任何机械、液压或其它阻力元件，只要能够抵抗臂12和臂14之间的相对旋转运动即可。阻力构件26可为可调的，以便能够增大或减小阻力以满足用户的喜好或需求。阻力构件26的一个实施例包含公开于第5209461号申请人为Whightsil的美国专利(“‘461专利”)和第6440044号申请人为Francis等人的美国专利(“‘044专利”)中的扭力弹簧的其中许多特性，所述专利的教示在法律允许的范围内通过引用并入本文。可参照‘461专利或‘044专利获得伸缩部件结构更详细的说明。
本发明的一个实施例基于‘461和‘044专利的教导改进了阻力构件26，并包括至少一个独立伸缩部件300。图7描述了独立伸缩部件300的一个实施例，类似于‘461专利的扭力弹簧，但是经过了进一步的改善，并配置用于本发明的个人锻炼设备10。伸缩部件300的一个实施例包括背板302、弹性阻力元件304和前板306，其中弹性阻力元件304夹在前板306和背板302之间，其中前板306永久或暂时地连接至背板302。伸缩部件300的前板306包括前面320、背面322(如图8所示)和多个锥形槽324，锥形槽324配置为接纳并接合多个连接臂316，连接臂316具有另一个伸缩部件300的背板的钩318。前板306还可包括孔328，通过孔328能够观察到弹性阻力元件304。如图8所示，前板306还包括多个大体为三角形的突出物326，突出物326向远离背面322的方向延伸。
如图8所示，背板302包括前面308、背面310、具有成型于其中的翼314的中心孔312和多个连接臂316，连接臂316连接至背面310并向远离背面310的方向延伸。每个连接臂316可包括成型于其端部处的钩318，如图所示。进一步地，弹性阻力元件304包括轮缘330、轮毂332和多个在两者之间延伸的辐板334。轮毂332包括基本为刚性的毂臂336，毂臂336连接至轮毂332的弹性部分338。轮毂332进一步包括外径D1，如图所示。每个辐板334包括第一端部339、第二端部340、横截面面积和长度L1。多个辐板334以大体与直径为D1的圆相切的角度连接至轮毂332，且辐板334从轮毂332线性地向外延伸，其中辐板334的第二端部340连接至轮缘330。轮缘330可具有台阶，如图所示，以便与辐板334一起将阻力元件304分成多个大体为三角形的孔335。一个实施例包括弹性阻力元件304，弹性阻力元件304为绕刚性毂臂336注射成型。可选地，可利用胶黏剂、高温、激光、机械紧固件或任何其它目前已知或将来发展出的方法将辐板334化学焊接或黏合至轮缘330和轮毂332。图8进一步描述了向远离背面322的方向延伸的多个突出物326，配置为适配于辐板334之间和弹性阻力元件304的孔335内，如图所示。
辐板334可采用任何目前已知或将来发展出的弹性高分子材料制成。一个实施例包括天然橡胶和聚丁二烯的混合物，其中已发现的具有可接受的疲劳寿命的性能良好的混合物包括约80％的天然橡胶和约20％的聚丁二烯。辐板334所提供的阻力的大小为辐板数目、长度、材料的弹性系数和辐板334的横截面面积共同决定的。如图8所示，辐板334的横截面面积可基本不变，而其它实施例则可包括不同的横截面面积以提供不同的阻力。此外，取决于辐板材料的特性，材料弹性拉伸时，阻力将会进一步增大。同样，轮毂332相对于轮缘330旋转时，阻力进一步增大。辐板334可配置为提供以“磅”或“公斤”为单位的某一等效阻力。例如，阻力构件26可配置为2磅的阻力、5镑的阻力、10磅的阻力或其它任意以磅或公斤为单位的值或差值。
图7所示为大体为管状且具有凹部342的毂臂336，靠近毂臂336的第一端部344和内表面350。图8描述了大体为刚性的毂臂336，毂臂336向远离弹性阻力元件304的方向延伸，且大体为具有凸部346的管状，凸部346靠近第二端部348，且具有外表面352。内表面350和外表面352限定出管壁厚度。毂臂336可包括基本封闭的第二端部348。毂臂336包括第一端部344和第二端部348之间的横截面中的台阶354，由于凸部346具有比凹部342更小的全尺寸，如图8所示。至少凸部346的外表面352的一部分包括多个外齿356，外齿356用于接合插入件94的内表面98或另一类似配置的伸缩部件300的凹部的内表面。
图7和8描述了凹部342的内表面350包括多个互补的内齿358，且被配置为接纳另一具有类似配置的阻力元件的凸部，其中内齿358将接合凸部346的外齿356，以便当施加扭矩时，驱动地接合其它阻力元件。利用上述配置，多个伸缩部件300可并列在一起，允许用户配置设备以提供所需的阻力。进一步地，内齿358和外齿356可选择性地绕内表面和外表面的圆周分布，以确保当并列另一个伸缩部件300并连接至已接合的伸缩部件300时能够正确对齐。
如图8中进一步所示，毂臂336可进一步包括一个或多个穿过背板302的翼314的凸耳360。如图8中所示，毂臂336包括两个相对的凸耳360，但是也可采用其它任何数量。组装过程中凸耳360滑过翼314，旋转毂臂336，以便安置好凸耳360以支撑背板302的背面310。配置凸耳360是为了防止当将一个伸缩部件的凸部插入相邻的伸缩部件的凹部中时，毂臂336和弹性元件304从相邻的伸缩部件300脱出，从而使并列两个伸缩部件更容易一些。
如图8所示，通过毂臂336和弹性阻力元件304的轮毂332的凸耳360组装伸缩部件300，穿过背板302的孔312将弹性阻力元件304插入，以便使凸耳360穿过翼314。略微扭曲阻力元件304，以便凸耳360不再与翼314对齐并支撑背板302的背面310。前板306的突出物326穿过阻力元件304的孔335插入。对齐前板306和背板302，以便将前板306的紧固件362通过背板302的孔364插入，将前板306连接至背板302。如图4所示，阻力构件26可集成至设备10中，且只包括前板306和阻力构件304，其中前板306直接连接至臂14，如图所示。紧固件362可为铆钉、激光焊接、点焊、化学焊接、螺钉、螺栓、胶黏剂或任何其它目前已知或将来发展出的紧固件结构。
当伸缩部件300为阻力构件26时，其用于设备10中可被“预紧”以提供抵抗臂12和14的相对旋转的即时阻力。为此，如图7和8所示，背板302包括向远离背面310的方向延伸的连接臂316，其中连接臂316包括钩318。前板306的前面320包括多个锥形凹槽324，其中凹槽的深度大体以弓形逐渐减小。当用户想要增大阻力时，他/她可将第二伸缩部件300与集成于设备10中的第一伸缩部件300并列。
为将第二伸缩部件300与第一伸缩部件300的前板并列，用户将使第二伸缩部件300的背板302的连接臂16与第一伸缩部件300的前板的锥形凹槽324对齐。第二伸缩部件300的轮毂346的凸部将接合第一伸缩部件300的轮毂的凹部，从而防止第二伸缩部件300的轮毂旋转。然后用户将在锥形凹槽内旋转第二伸缩部件300的轮缘，且基本同时朝第一伸缩部件300按压第二伸缩部件300，从而减小伸缩部件300之间的间距，以便对齐并接合内齿和外齿。第二伸缩部件300的连接臂316的钩318在第一伸缩部件300的前板中接合锥形凹槽，以暂时连接两伸缩部件。该动作预紧第二伸缩部件300的弹性阻力元件，确保能够即时施加额外的阻力。一个实施例可包括通过在从10至180度的范围内旋转伸缩部件300预紧的伸缩部件300；但是，也可采用旋转任意角度预紧。优选的实施例包括旋转约30至60度的预紧。此外，预紧伸缩部件300在第一伸缩部件300的轮毂的凹部的内齿和第二伸缩部件的轮毂的凸部的外齿之间施加摩擦力，从而提供额外的阻力抵抗第二伸缩部件意外从第一伸缩部件300分离。可以类似的方式增加额外的伸缩部件，以便用户可根据需要增大阻力。
阻力元件26的另一个实施例包括多个向远离所述第二臂的方向延伸的三角形突出物，其中如上所述的一个或多个弹性阻力元件304滑过这些突出物以提供用户所需的阻力。
图9描述了本发明的个人锻炼设备400的另一个实施例。个人锻炼设备400与上述个人锻炼设备10的实施例基本相同，包括第一臂402和第二臂404，第一臂402在枢轴点406处铰接至第二臂404，第一臂402包括可操作地连接其上的第一手柄组件408，第二臂404包括可操作地连接其上的第二手柄组件410。个人锻炼设备400进一步包括连接至第一臂402的第一滑轮412和连接至第二臂404的第二滑轮414，如图所示。个人锻炼设备400进一步包括第一受拉构件416，第一受拉构件416可操作地连接至第一手柄组件408，与第二滑轮414接合，然后折回并返回第一臂402上的其连接处，如图所示。类似地，个人锻炼设备400进一步包括第二受拉构件418，第二受拉构件418可操作地连接至第二手柄组件410，与第一滑轮412接合，然后折回并返回第二臂404上的其连接处，如图所示。个人锻炼设备400还可包括第一稳定滚子420和第二稳定滚子422，第一稳定滚子420连接至第一臂402，接合并支撑第一滑轮412，第二稳定滚子422连接至第二臂404，接合并支撑第二滑轮414。图9还描述了手柄200和240为“T”型构件的可选实施例。阻力构件(图中未显示)和个人锻炼设备400的阻力特性与上述实施例类似。
使用时，用户将选择所需的阻力进行锻炼。例如，本发明的锻炼设备10的实施例可包括直接连接至设备的第一伸缩部件300，其具有约为5磅的阻力。伸缩部件300的其它实施例还可包括任意初始阻力，包括但不限于约2磅、约7磅、约10磅或约20磅。然后用户可将一个或多个伸缩部件300并列在一起，以产生针对特定锻炼的特定阻力。例如，如果用户在做臂部弯曲，他/她可选择约20镑的等效阻力，如果用户在做肱三头肌伸展，他/她可选择约10磅的等效阻力。
如何使用本发明的个人锻炼设备10的一个实例包括用户每只手中握持一个手柄200和240，如图10A所示。在一个实施例中，因为手柄200和240大体为球形，所以用户能够从各种不同的角度或位置握持手柄200、240。用户可对手柄200和240施加内收力，从而使得用户的双手以及手柄200和240克服阻力构件26所提供的阻力相向移动。内收力为施加至手柄200和240的力，其中，通过关于枢轴点16旋转，手柄200和240以及臂12和14的端部28和60相向移向，如图10B所示。内收力通常会使用户的手在锻炼期间移向身体中央或朝向相邻的身体部位。因此，施加内收力的锻炼可包括但不限于：臂部弯曲、胸部弯曲、胸部按压、腿部弯曲或腿部内收(在大腿、膝盖、小腿或脚踝处相向移动双腿)。
进一步地，如图10C所示，用户还可以外张动作移动手柄200、240，其中，用户将手柄200、240从套管202、242拉出，用户的双手和手柄200、240背向拉开。外张力为施加至装置10的力，其中，臂12和14随着手柄200和240背向远离的运动，克服阻力构件26所提供的阻力相向移动。当手柄200和240背向拉开时，受拉构件22和24将施加至手柄200和240的外张力传递至相对的臂，从而产生施加至臂12和14的力，通过关于枢轴点16旋转相向移动端部28和60。施加外张力的锻炼可包括但不限于：向后划动动作，向后飞行动作，臂部伸展，肱三头肌伸展，腿部伸展，大腿、膝盖、小腿或脚踝处或任何其它外张动作的腿部外张。
由于受拉构件416和418以及滑轮412和414的结构，图9的实施例使用户基本加倍了设备400的手柄200和240的相对伸展长度。但是，该结构也将等效阻力减小到了约内收方向上的阻力的一半，也因此，这并不是某些用户需要的。其他用户可能需要该实施方式，因为通常在外张方向上用户的力量要小于其在内收方向上的力量，所以，该结构更适用于在基本相反的方向上锻炼肌肉力量的实际情况。
如图10A和10B所示，在一个实施例中，当被不断拉伸时，伸缩部件300的弹性阻力构件304所提供的逐渐增大的阻力基本被增加的力臂(调幅)抵消，从而产生基本均衡的阻力。由于两臂12和14相向移动，所施加的力的水平部件离枢轴点的距离逐渐增大，从而产生增大的力臂。同样地，不断增大的力臂和产生的力学优势基本抵消了由于弹性阻力元件继续被拉伸而提供的阻力增量。也可优化阻力元件的材料和横截面以更完美地将阻力增量与力臂增量相匹配。上述实施例的该特性为在整个运动范围期间更真实地模拟自由重量训练提供了基本一致的阻力。
进一步地，用户可利用本发明的设备10同时锻炼相对的身体部位而无需改变握持方式或改变设备。用户可通过向设备10的手柄200、240施加内收力来使用设备10压缩胸部肌肉，如图10B所示，以流畅连续的动作无缝地倒转动作并向手柄200、240施加外张力而无需调整握持手柄200、240方式以实现向后“飞翔”或“划动”锻炼，如图10C所示。
本发明的又一个实施例包括连接腕带至至少一个手柄200和/或204，并通过踩住或将其缠绕在身体部位上(如一条或两条腿)或另一个固定物体上来固定腕带。因此，通过这种方式，用户能够增加通过使用本发明的个人锻炼设备所能够进行的锻炼的类型和动作的范围。
从以上所述可以看出，本发明非常适合达成所有上述结果和目标，还具有其它显而易见的和结构固有的优点。
可以理解，某些特征和变形具备实用性，且可能无需参考其它特征和变形就可使用。这是能够预料到的，且落入本发明权利要求的范围内。
由于可在不超出本发明范围的情况下做出许多本发明可能的实施例，能够理解，此处结合附图所述或所示的许多要点都只是说明性的，不能从限制的意义上来理解。

Claims (20)

1.一种个人锻炼设备，包括：
第一臂；
第二臂，在枢轴点处铰接至所述第一臂；
第一手柄，在远离所述枢轴点处可拆卸地连接至所述第一臂；
第二手柄，在远离所述枢轴点处可拆卸地连接至所述第二臂；
第一受拉构件，可操作地连接在所述第一手柄和第二臂之间；
第二受拉构件，可操作地连接在所述第二手柄和第一臂之间；
阻力构件，可操作地连接至第一臂和第二臂，且被配置为抵抗第一臂朝向第二臂的相对旋转运动；
其中，所述阻力构件接合，以在所述第一手柄和第二手柄被相向推动时，提供抵抗所述第一臂和第二臂相向枢转的阻力，以及所述阻力构件接合，以在所述第一手柄和第二手柄被背向拉开并分别离开所述第一臂和第二臂使得所述第一受拉构件朝向所述第一臂拉动所述第二臂并且所述第二受拉构件朝向所述第二臂拉动所述第一臂时，提供抵抗所述第一臂和第二臂相向枢转的阻力。
2.根据权利要求1所述的锻炼设备，其中，所述手柄能够在两个方向上移动而无需用户改变对所述手柄的握持方式。
3.根据权利要求1所述的锻炼设备，其中，所述第一臂具有第一端部和第二端部,所述第二臂具有第一端部和第二端部，且所述第一臂的第二端部铰接至所述第二臂的第二端部。
4.根据权利要求3所述的锻炼设备，其中，所述第一臂的第一端部和所述第二臂的第一端部包括具有第一分支和第二分支的分叉部，且其中所述第一手柄位于所述第一臂的分叉部的第一分支和第二分支之间，所述第二手柄位于所述第二臂的分叉部的第一分支和第二分支之间。
5.根据权利要求1所述的锻炼设备，其中，所述第一臂包括铰接于其上的第一套管，且其中所述第一手柄可拆除地嵌套于所述第一套管内，且其中所述第二臂包括铰接于其上的第二套管，且其中所述第二手柄可拆除地嵌套于所述第二套管内。
6.根据权利要求5所述的锻炼设备，其中，所述手柄被配置为，使得用户在相向推动所述第一手柄和第二手柄和背向拉动所述第一手柄和第二手柄之间改变时，无需改变握持方式。
7.根据权利要求1所述的锻炼设备，其中，所述手柄包括大体上为球形的握持部。
8.根据权利要求1所述的锻炼设备，其中，至少所述阻力构件的一部分具有弹性。
9.根据权利要求8所述的锻炼设备，其中，所述阻力构件为具有第一弹性阻力元件和第一前板的第一伸缩部件，其中所述第一前板连接至所述第二臂，所述第一弹性阻力元件位于所述第二臂和所述前板之间，以及所述第一弹性阻力元件至少与所述前板和第一臂可操作地连接。
10.根据权利要求9所述的锻炼设备，其中，所述设备进一步包括第二伸缩部件，其中所述第二伸缩部件包括第二背板、第二弹性阻力元件和第二前板，其中所述前板通过位于所述前板和背板之间的第二弹性阻力元件连接至所述背板，以及所述第一伸缩部件的第一前板被配置为接纳所述第二伸缩部件的第二背板，且其中所述第二伸缩部件的背板被配置为与所述第一伸缩部件的第一前板可拆除地接合，以及所述第二弹性阻力元件被配置为与所述第一弹性阻力元件可操作地接合。
11.根据权利要求10所述的锻炼设备，其中，所述第二弹性阻力元件包括轮毂、轮缘以及多个在所述轮毂和轮缘之间延伸的辐板，且其中所述轮毂包括配置为当所述第二伸缩部件可拆除地连接至所述第一伸缩部件时与所述第一弹性阻力元件匹配接合的毂臂。
12.根据权利要求11所述的锻炼设备，其中，通过使所述第二弹性阻力元件的轮毂与所述第一弹性阻力元件接合并相对于所述第一伸缩部件旋转所述第二伸缩部件预紧所述第二弹性阻力元件。
13.根据权利要求10所述的锻炼设备，其中，所述第二伸缩部件的背板包括多个向远离所述背板的方向延伸的连接臂，所述第一伸缩部件的第一前板包括多个被配置为接纳所述第二伸缩部件的背板的连接臂以可拆除地将所述第二伸缩部件连接至所述第一伸缩部件的锥形槽。
14.根据权利要求13所述的锻炼设备，其中，所述连接臂进一步包括被配置为与所述锥形槽接合以可拆除地将所述第二伸缩部件连接至所述第一伸缩部件的挂钩。
15.根据权利要求9所述的锻炼设备，其中，所述第一受拉构件可操作地连接至所述第二臂，以及所述第二受拉构件可操作地连接至所述第一臂。
16.一种个人锻炼设备，包括：
第一臂，具有第一端部和第二端部；
第二臂，具有第一端部和第二端部，其中所述第二臂的第二端部在枢轴点处铰接至所述第一臂的第二端部；
第一手柄组件，具有第一手柄和第一套管，所述第一手柄组件在靠近所述第一端部处可操作地连接至所述第一臂；
第二手柄组件，具有第二手柄和第二套管，所述第二手柄组件在靠近所述第一端部处可操作地连接至所述第二臂；
第一受拉构件，可操作地连接至所述第一手柄和所述第二套管；
第二受拉构件，可操作地连接至所述第二手柄和所述第一套管；以及
阻力构件，可操作地连接至所述第一臂和所述第二臂，且被配置为提供抵抗所述第一臂和所述第二臂之间的相对运动的阻力；
其中所述第一手柄和第二手柄可拆卸地嵌套于对应的所述第一套管和第二套管中，所述第一受拉构件和第二受拉构件以及所述第一臂和第二臂被配置为当用户对所述第一手柄和第二手柄施加内收力或外张力时接合阻力元件。
17.根据权利要求16所述的锻炼设备，其中，所述手柄被配置为，使得用户在内收力和外张力之间改变施加至所述手柄的力的方向时无需改变握持方式。
18.一种个人锻炼设备，包括：
第一臂，具有第一端部和第二端部，其中所述第一臂进一步包括在靠近所述第一端部处可操作地连接至所述第一臂的第一套管，所述第一臂进一步包括可拆除地嵌套于所述第一套管中的第一手柄；
第二臂，具有第一端部和第二端部，其中所述第二臂包括在靠近所述第一端部处可操作地连接至所述第二臂的第二套管，所述第二臂进一步包括可拆除地嵌套于所述第二套管中的第二手柄，其中所述第二臂的第二端部铰接至所述第一臂的第二端部；
第一受拉构件，具有第一端部和第二端部，其中所述第一受拉构件的第一端部可操作地连接至所述第一手柄，所述第一受拉构件的第二端部可操作地连接至所述第二套管；
第二受拉构件，具有第一端部和第二端部，其中所述第二受拉构件的第一端部可操作地连接至所述第二手柄，所述第二受拉构件的第二端部可操作地连接至所述第一套管；以及
阻力构件，可操作地均与所述第一臂和第二臂连接，且被配置为提供抵抗所述第一臂和第二臂之间的相对运动的阻力；
其中用户在对所述第一手柄和第二手柄施加外张力或内收力时会遇到阻力。
19.根据权利要求18所述的锻炼设备，其中，所述阻力构件包括一个或多个至少与第一臂和第二臂可操作地连接的伸缩部件。
20.一种个人锻炼设备，包括：
第一臂；
第二臂，在枢轴点处铰接至所述第一臂；
第一手柄，在远离所述枢轴点处可拆卸地连接至所述第一臂；
第二手柄，在远离所述枢轴点处可拆卸地连接至所述第二臂；以及
至少一个阻力构件，提供抵抗所述第一臂和第二臂之间的相对枢转的阻力；
其中，所述至少一个阻力构件接合，以在所述第一手柄和第二手柄被相向推动时，提供抵抗所述第一臂和第二臂相向枢转的阻力，以及所述至少一个阻力构件接合，以在所述第一手柄和第二手柄被背向拉开并分别离开所述第一臂和第二臂时，提供抵抗所述第一臂和第二臂相向枢转的阻力。
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