CN105744992A - 施加自适应阻力的锻炼装置 - Google Patents

Abstract

一种锻炼装置，包括：由一个或多个配重片个体组成的配重片堆叠，具有下游部分的弹性细长缆绳，所述下游部分与施加第一阻力的使用者可选择的一个或多个配重片个体以及施加第二阻力的第二阻力装置互连，与所述缆绳的近端互连的可手动移动的驱动装置，使用者可手动移动所述驱动装置，以通过缆绳对可选数量的一个或多个配重片个体以及第二阻力装置施加锻炼速率、速度、力、能量或功率，所述第二阻力装置施加第二阻力，所述第二阻力随着使用者施加在驱动装置或第二阻力装置上的速率、速度、力、能量或功率的程度的增加而非线性增加。

Description

施加自适应阻力的锻炼装置

相关申请

本申请要求于2013年9月18日提交的美国临时专利申请61/879，334以及于2014年9月11日提交的国际申请PCT/US14/55124的优先权，这两部分公开内容通过引用以全文并入于此，如同在此完全阐释。

本申请通过引用包含以下所有文件的公开内容，如同在此完全阐释：美国专利号8025609、美国专利号7278955、美国专利号8062185、美国专利号8057363、美国专利号8454478、美国专利号8827877、美国申请公开号20090176625以及美国专利号8708872、美国专利号8057367以及美国专利公开号2003/0166439、美国专利公开号2013/0040787、美国专利公开号20140005009以及美国专利公开号20030166439。

技术领域

本发明涉及体育锻炼装置，更具体地，涉及一种能使使用者进行举重或其它增重式运动锻炼的锻炼装置。

背景技术

举起离散量的恒重配重片的健身机是公知的并且用于在各种机器中使用。阻碍进行锻炼的阻力的程度随使用者施加的力或速率的程度变化而成增量式以及线性变化。

发明内容

根据本发明，提供一种锻炼装置，包括：

由一个或多个配重片个体组成的配重片堆叠(weightstack)；

具有下游部分的弹性细长缆绳，所述下游部分与施加第一阻力的使用者可选择的一个或多个配重片个体以及施加第二阻力的第二阻力装置互连；

与所述缆绳的近端互连的可手动移动的驱动装置，使用者可手动移动所述驱动装置以通过缆绳对可选数量的一个或多个配重片个体以及第二阻力装置施加锻炼速率、速度、力、能量或功率；

所述第二阻力装置施加第二阻力，所述第二阻力随着使用者施加在驱动装置或第二阻力装置上的速率、速度、力、能量或功率的程度的增加而非线性增加。

根据本发明的另一方面，提供一种锻炼装置，包括：

由一个或多个离散的不可变的配重片个体组成的配重片堆叠；

弹性细长缆绳，所述缆绳具有近端以及从所述缆绳的近端向下游延伸的下游部分；

所述缆绳机构的下游部分与施加第一阻力的使用者可选择的一个或多个配重片个体以及施加第二阻力的第二阻力装置互连；

与所述缆绳的近端互连的可手动移动的驱动装置；

设置所述缆绳使得使用者可手动接合并且移动驱动装置，来对所述缆绳的近端施加延伸至缆绳下游部分的锻炼速率、速度、力、能量或功率，以朝一个方向作用在所述一个或多个离散的、不可变的配重片以及第二阻力装置上；

所述第二阻力装置施加阻碍驱动装置移动的一定程度的第二阻力，所述第二阻力随着施加在驱动装置或第二阻力装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率的程度的变化而呈非线性变化，所述第二阻力被朝与所一个方向相反的方向来施加。

在此类装置中，优选地，使用者对所述驱动装置的移动使得第二阻力装置的可移动元件发生机械移动，所述第二阻力装置随着施加在第二阻力装置的可移动元件或驱动装置上的移动速率或速度的增加程度而非线性增加第二阻力的程度。

优选地，所述第二阻力的程度随着施加在驱动装置或第二阻力装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率的程度变化而呈几何或指数变化。

通常，所述第二阻力装置包括具有可驱动旋转轮轴的轮子，所述可驱动旋转轮轴与基于轮轴的旋转而强制逆空气接合(forciblyengageagainstair)的一个或多个叶片互连，所述轮子与拉绳的下游部分互连，其中所述轮子的轮轴通过使用者施加在驱动装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率而被旋转驱动。

优选地，所述轮子的轮轴通过弹簧负载偏压(spring-loadbiased)抵抗由锻炼速率、速度、力、能量或功率而产生的旋转，所述锻炼速率、速度、力、能量或功率由使用者施加在驱动装置上。

通常，所述第二阻力的程度随轮子旋转速率的变化而呈非线性变化。

通常，所述第二阻力的程度随轮子旋转速率的变化而呈指数或几何变化。

优选地，所述可手动移动的驱动装置包括与缆绳的近端互连的把手、可枢转杠杆或轮子。

优选地，所述缆绳的下游部分与互连至第二阻力机构的歧管互连，所述歧管可与可选数量的配重片个体选择性互连。

本发明的另一方面提供了一种在锻炼装置上进行举重锻炼的方法，所述锻炼装置包括由一个或多个配重片个体组成的配重片堆叠、弹性细长缆绳，所述弹性细长缆绳具有与可手动移动的驱动装置互连的近端以及从所述缆绳的近端向下游延伸的下游部分；

所述方法包括：

将所述缆绳机构的下游部分与使用者可选择数量的一个或多个配重片个体互连；

设置所述缆绳使得使用者可手动接合驱动装置，来对所述缆绳的近端施加延伸至缆绳下游部分的锻炼速率、速度、力、能量或功率，以朝一个方向移动选定数量的所述一个或多个配重片个体；

将所述缆绳的下游部分与第二阻力机构互连，使得第二阻力机构朝与所述一个方向相反的方向施加抵抗锻炼速率、速度、力、能量或功率的第二阻力；

使所述第二阻力机构适用于以如下方式施加第二阻力，即所述第二阻力随使用者施加在第二阻力机构上或驱动装置的锻炼速率、速度、力、能量或功率的程度中的一个或多个的变化而呈非线性变化。

在此方法中，所述第二阻力机构可适用于以如下方式施加第二阻力，即所述第二阻力随使用者施加的锻炼速率、速度、力、能量或功率的变化而呈指数或几何变化。

此方法可进一步包括使所述阻力机构适用于包括响应使用者施加的锻炼速率、速度、力、能量或功率而机械移动的机械构件，所述机械构件的机械移动产生随使用者施加的锻炼速率、速度、力、能量或功率的变化而呈非线性变化的第二阻力。

在此方法中，所述第二阻力机构可包括具有可驱动旋转轮轴的轮子，所述可驱动旋转轮轴与基于轮轴的旋转而强制逆空气接合的一个或多个叶片互连，所述轮子与拉绳的下游部分互连，其中所述轮子的轮轴通过使用者施加在驱动装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率而被旋转驱动。

在此方法中，通常，所述轮子通过弹簧偏压抵抗由使用者施加的锻炼速率、速度、能量或功率所产生的旋转。

此方法可进一步包括使所述轮子适用于，使得所述轮子的旋转速率随使用者施加在该轮子或驱动装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率的程度中的一个或多个的变化而呈非线性变化。

此方法可进一步包括使所述轮子适用于，使得所述轮子的旋转速率随使用者施加在该轮子或驱动装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率的程度中的一个或多个的变化而呈指数或几何变化。

此方法可进一步包括使所述轮子适用于，使所述第二阻力随使用者施加在该轮子或驱动装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率的程度的变化而呈指数或几何变化。

此方法可进一步包括使所述轮子适用于，使所述第二阻力随轮子旋转速率的变化而呈非线性变化。

根据本发明的另一方面，提供一种锻炼装置，包括：

由一个或多个离散的不可变的配重片个体组成的配重片堆叠；

弹性细长缆绳，所述缆绳具有近端以及从所述缆绳的近端向下游延伸的下游部分；

所述缆绳机构的下游部分与施加第一阻力的使用者可选择的一个或多个配重片个体以及施加第二阻力的第二阻力装置互连；

与所述缆绳的近端互连的可手动移动的驱动装置；

设置所述缆绳使得使用者可手动接合并且移动驱动装置，来对所述缆绳的近端施加延伸至缆绳下游部分的锻炼速率、速度、力、能量或功率，以朝一个方向作用在所述一个或多个离散的、不可变的配重片以及第二阻力机构上；

所述缆绳的下游部分与第二阻力装置的可移动元件互连，使得使用者施加在所述驱动装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率的增加导致所述可移动元件的移动，所述可移动元件施加阻碍驱动元件移动的一定程度的第二阻力，所述第二阻力随着施加在可移动元件或驱动装置上的速率、速度、力、能量或功率的程度的变化而呈非线性变化。

在此装置中，所述可移动元件可包括扇形物，所述扇形物响应使用者施加在驱动装置上的速率、速度、力、能量或功率的选定程度而以选定速率或速度旋转，所述扇形物施加的第二程度的阻力随该扇形物的选定速率或速度的增加而呈非线性增加。

在此装置中，所述扇形物施加的第二程度的阻力的增加量可为该扇形物选定的旋转速率或速度的增加量的立方。

在所有根据本发明的此类装置和方法中，所述第二阻力结构可在一定程度上机械地改变阻力，即随使用者施加在装置可机械移动的元件(如把手、缆绳)或另一可移动装置或总成上的速率、速度、力、功或功率的程度的变化而呈指数或几何变化。属于“非线性的”或“非线性地”意为涵盖和包括在阻力程度的增加和使用者施加的速率、速度、力、功或功率的程度的增加之间的指数或几何关系，如立方或立方因子关系。同样地，如下文所讨论，术语“力”旨在涵盖和包括用户施加的功率、能量或功，这些都全部正比于力。

附图说明

通过结合附图参考下述说明可以更好地理解本发明的上述及进一步的优点，其中：

图1所示为具有增量式配重片的锻炼装置以及相关上举机构的前透视图，该上举机构不具有防止用户施加过量的作用力至增量式配重片上的装置；

图2所示为图1中的装置的俯视图，该图示出了与增量式举重机构互连的非线性变化的阻力机构；

图3所示为沿着图2中的线3-3观察的前右透视图，该图详细示出了非线性变化的阻力机构与举重机构的互连；

图4所示为更加全面的图2中的装置的前右视图；

图5所示为图2-4中的装置的侧视示意图，该图示出了使用者处于举重锻炼开始位置；

图6所示为图2-4中的装置的侧视示意图，该图示出了使用者处于开始位置之后的举重锻炼位置，在该位置处，使用者正在施加力来上举增量式配重片中的一个或多个并且非线性变化的阻力机构正在对抗锻炼力；

图7所示为锻炼装置的另一实例的顶部透视示意图，该装置包括与非线性变化的阻力机构互连的使用者可结合的举重子组件，该图显示使用者处于锻炼开始的位置；

图8所示为图7的装置的视图，该图显示了使用者处于随后的锻炼位置，在该位置处，使用者对配重片堆叠以及非线性变化的阻力机构施加锻炼力；

图9所示为锻炼装置的另一实例的前透视图，该装置包括与非线性变化的阻力机构互连的使用者可结合的举重子组件，该图显示使用者处于锻炼开始的位置；

图10所示为图9的装置的左前视图，该图显示了使用者处于随后的锻炼位置，在该位置处，使用者对配重片堆叠以及非线性变化的阻力机构施加锻炼力；

图11所示为根据本发明的锻炼装置的另一实例的侧视示意图，该装置包括与非线性变化的阻力机构互连的使用者可结合的举重子组件。

具体实施方式

图1-6示出了锻炼装置的一个实例，该装置包括：由一个或多个离散配重片个体组成的配重片堆叠6，具有下游部分11的弹性细长缆绳8，该下游部分11与施加第一阻力的使用者可选择的一个或多个配重片个体以及施加第二阻力的第二阻力装置14互连，与该缆绳的近端8p互连的可手动移动的驱动装置3，使用者可手动移动驱动装置3以通过缆绳8对可选数量的一个或多个配重片6个体以及第二阻力装置14施加锻炼速率、速度、力、能量或功率PF，第二阻力装置施加第二阻力，该第二阻力随着使用者施加在驱动装置3或第二阻力装置14上的速率、速度、力、能量或功率PF的程度的增加而呈非线性增加。

图1示出了具有增量式配重片6堆叠的锻炼装置5的一个实例，增量式配重片6与把手3互连，把手3与举重缆绳8的近端互连。使用者4可手动接合把手3来施加拉或推锻炼力PF。增量式配重片6提供一阻力，该阻力是恒定的并且不是随使用者施加的力的程度变化而呈非线性变化，而是直接随配重片6的数量变化而变化。安装并且设置这些配重片，使得使用者4能够通过销7来选择性地将任意所需数量6s的配重片6与歧管9互连，歧管9转而与缆绳8的下游部分11互连。增量式配重片6堆叠为可滑动安装在壳体12内部的导轨13上，壳体12机械安装配重片6，用于当缆绳的下游部分11对歧管9施加上举力LF时，配重片6沿着预设的行进方向140(图3)移动，该上举力PF源自于锻炼力PF，锻炼力PF通过缆绳8向下游施加至下游部分11，以朝一个方向LF施加上举力。在附图实施例中所示的堆叠6包括分开的配重片个体的堆叠，在开始锻炼前，任意选择性数量6s的配重片可与主缆绳/滑轮总成互连，例如通过将销7插入通过设置在堆叠6的每一增量式配重片中的横向孔并且继续通过设置在配重片-轴承杆或歧管9中的互补对准孔，配重片-轴承杆或歧管9与滑轮56互连。其它变化的配重片阻力机构可在可选的实施例中设置，如可填充具有选择性量的流体或类似物的空配重片、容器。

如图1所示，当使用者施加锻炼力PF(其产生施加在歧管9以及其互连的增量式配重片上的力LF)时，除了选定数量6s(图5、6)的一组增量式配重片6的重力，阻力机构1000还沿着方向OF施加与力LF相反的力OF。阻力机构1000适用于以相对于使用者锻炼力LF的程度非线性的关系300(图3A)来改变反作用力OF的程度，通常适用于相对锻炼力PF的增加来指数或几何增加反作用力OF的量。非线性增加的阻力机构1000可包括机械的、机电的(如涡流制动的)、电动的或计算机或软件控制机构，该机构以某种方式互连至缆绳8的下游部分11，如通过连接至与缆绳部11互连的歧管9的下游端部9a。

正如可容易想象的是，由于使用如扇形物(fan)4a等机构1000而产生的非线性、几何、指数或类似方式增加的“阻力”，同样适用于以单位力、功、能量以及功率所测量的阻力，这些全部都是彼此成正比的，并且因此全部随着使用者所施加的力PF、LF的增加而以呈线性或几何或指数或类似方式增加。术语“非线性的”或“非线性地”意为涵盖和包括在阻力和所施加的力之间的指数或几何关系。同样地，如下文所讨论，术语“力”旨在涵盖和包括用户施加的功率、能量或功，这些都全部与力成正比。

在图2-3、4-8中所示的更具体的实施例中，阻力机构4包括具有轮轴4c的扇轮(fanwheel)4a，轮轴4c安装在由链条4a驱动的驱动轴4e上，链条4e与安装至轴4e的链轮4s啮合。通过安装在支架4g上的轴承4f将驱动轴可旋转地R安装在支架4g上，支架4g转而安装至框架或装置5的框架部分5f。空气阻力或具有空气冲击表面4d的扇叶4b被安装至轮子4a并且与驱动轮轴4c互连，使得叶片4b与轮子4a共同旋转R，引起表面4d冲击周围空气并且抵抗轮子4a和轮轴4c的旋转。轮轴4c以及轮子4a的旋转速率SR(图3A)随着与使用者相反的力OF的变化而以非线性的、指数的或几何的方式310变化，此力是通过由于轮子4a随轮子4a的叶片4b旋转R造成的空气冲击以及波动而产生的。通常，阻碍扇形物或翅片轮4a的阻力OF的程度以旋转R速率程度的立方或随着旋转R速率程度变化的立方因子增加或变化。可使用除了翅片式或扇轮总成14的其它阻力机构，如涡流受控制动机构，阻力机构可控制以非线性的、几何的或指数的方式或关系现对于使用者所施加的力F(或速率、速度、功率或能量)增加、减少或改变阻力程度。

可通过使用者1施加的力PF、LF来旋转驱动轮轴4c，通过中间缆绳18e的近端18p与杆9的远端9a的互连而使得拉绳18e在链条4t的近端4k和歧管9的远端9a之间延伸，这样将力LF传输到链条4t。力LF的施加使得中间拉绳18e的远端拉动链条4t的近端4k，从而引起链条4t带动驱动轴一起旋转R，并且进一步引起链条4t的远端4te拉动弹簧16并且使弹簧16伸展或延伸，弹簧16在该链条内部产生朝与力OF相反的方向拉动链条4t的拉力。

链条4t的远端4te(图4)与弹簧16互连，弹簧16连接至与装置5的框架部分5ff固定互连的臂16a或其它元件。当缆绳部11对选定数量6s的增量式配重片6施加LF时，弹簧16施加相对小的附加的反作用力来抵抗使用者施加的力LF，因此使得弹簧16被伸展或拉伸，因此增加弹簧的拉力并且同时增加反作用力OF。当使用者1停止施加力LF时，歧管9的远端9a朝弹簧16向下游行进，因此允许链条4t可在链轮4s周围以与方向OF相反的方向朝弹簧16向下游旋转行进，其中弹簧处于张力状态中并且拉动链条4t的远端4te，使得端部4te向下游行进并且同时保持链条4t处于张力状态。

在图1-3、4-6所示的装置中，主缆绳/滑轮总成54、55、57、59，其中单条弹性绳24从把手3延伸穿旋转臂20，旋转臂20通过滑轮组连接至配重片堆叠6并且最终连接至通过脚部18坐落在地板上的框架5。还示出了用于平衡臂20的重量的第二缆绳/滑轮总成46、47、49。如图所示，把手/臂20被沿着导轨17a的高度中心设置，可将把手/臂20调整至导轨17a上的最低位置和最高位置之间的可选位置。主缆绳24的远端显示为从旋转臂20延伸。如由前直立框架构件17上的滑块位置所确定，旋转臂20被设置在中心的垂直位置处。该臂显示处于向前旋转的位置(相对于框架5的后安装框架元件5r)。缆绳24沿着穿过臂20中的两个滑轮51-52的路线，并且穿过旋转轴2所限定的选定的旋转位置。缆绳24进一步环绕一系列滑轮53-59的路线布置，这些滑轮全部被安装使得当从臂20的远端向外拉动(或推动)把手3时，环绕滑轮56的路线布置的缆绳24的下游部11向上拉动互连的歧管9，歧管9转而与选定的一组6s配重片堆叠互连。

在图7、8中所示的机器中，产生使用者锻炼力的反作用力OF的非线性变化的阻力机构1000一般显示为与歧管9的远端9a互连，歧管9使使用者4u能够选择选定数量151的增量式配重片150堆叠。该机构通常随着上举力LF的增加而以指数或几何的方式增加力OF的量。关于轮子14及其相关的元件，具有空气阻力叶片4b的阻力机构14的具体实施例以与上述相同的方式运行，使得轮子14的旋转R、SR产生随使用者施加在装置的可机械移动的组件(如把手3、缆绳8或阻力机构扇轮4a)上的速率、速度、力PF、功或功率的变化呈非线性变化的反作用力OF。

如图7、8所示，该机器包括具有纵轴LA的杆12，该杆被安装在框架上，使得纵轴被相对于支撑框架和使用者的地平面P2基本水平设置。装置10包括与地面2的水平面P2基本平行且相邻放置的基座构件14。基座14包括通过横杆19连接的左右侧细长脚部构件15a、15b。在每一脚部的端部处为安装垫片16，安装垫片16具有将脚部的前端部以及后端部螺栓连接至地面2以将该机器保持在固定位置中的孔。在中心横杆19的顶部安装有中心垂直柱或支撑件22，中心垂直柱或支撑件22包括封闭配重片堆叠150的垂直放置的壳体23。该壳体包括通过顶部支撑件(例如，中空的管件)25连接的左右端部支撑件(例如，中空的管件)24a、24b以及前盖26和后盖27，这些构件限定配重片堆叠所在的中心腔体28。前盖26中的细长垂直开口29提供可调整销154的入口，可调整销154用于在堆叠中选择连接至连接器(阻力)缆绳的配重片数量，从而调整使用者伸展拉动把手总成60a、60b所需的力量。在其上安装可滑动把手支架总成60a以及60b的杆12形成直线枢转臂结构50的一侧。该臂结构50包括左右侧臂52a、52b，每一侧臂在它们的后端部处连接至横向后臂51的相反端部，其中这三个臂以及前杆12全部位于图1中基本与地平面P2平行的同一水平面P50中。由于枢转臂50处于中间位置中，前杆12处于与臂结构50相同的水平面P50中，与地平面平行，并且杆12被设置在地平面P2上方大致三英尺的位置。此中心位置便于使用者站在机器10以及杆12的前面来接合并且抓住把手90a、90b，以为了拉动把手并且因此滑动把手支架穿过杆12。

包括左右侧臂52a、52b以及支撑杆12的臂结构(图7、8)可绕基本水平的轴线枢转，该轴线被设置与地平面平行。绕该轴线顺时针枢转臂结构50使得使用者能够向上举起前杆，以便比起处于中间位置，把手总成现在进一步远离地面(例如，地面2上方约五英尺)，同时仍然将杆12保持在基本与地平面平行的平面中。可选地，可朝相反方向(逆时针)枢转臂50来降低该杆，以便把手现在更靠近地面(图7、8)，并且位于该机器前面的使用者4u现在将向上拉动把手。再次，该杆总是保持平行地平面的基本水平的平面中，但是离地平面的距离根据框架上的臂结构50的枢转位置而变化。

拉绳总成68由使用者直接接合；其包括具有左侧端部81以及右侧缆绳端部82的拉绳80，左侧端部81可与左侧的可滑动把手支架60a接合，而右侧缆绳端部82则可与右侧的可滑动把手支架60b接合。左侧以及右侧把手支架60a、60b最初设置在杆12相反的左侧以及右侧端部13a、13b处。当使用者抓住右侧把手90b的握持部91b并且朝自己拉动时，导致右侧把手支架60b朝左侧把手支架60a滑动穿过杆12，左侧把手支架60a通过其与连接至与配重片堆叠150接合的阻力缆绳总成30的接合而固定在杆12的左手端部13a上的位置。

更具体地，右侧把手支架60b包括具有中心孔63b的可滑动套管(例如，管件)62b，该套管可滑动接合杆12的外圆柱表面。连接至可滑动管件62b的滑轮壳体71b安装滑轮76b，可在滑轮76b上拉动(由使用者)拉绳80，同时滑轮旋转。在拉绳80的右侧端部82处，设置止挡球83b来防止当使用者拉动相反的把手90a时拉绳被拉出把手支架60b。缆绳80的右侧端部82通过金属圈84b连接至Y形把手框架92b。穿过Y形框架92b的开口端94b支撑握持部91b，其中握持部和Y形框架之间的开口93b允许使用者插入手指来抓住握持部91b。Y形框架92b的相反端部95b具有容纳圈84b的孔，圈84b用于连接把手90b和拉绳80之间的止挡球83b。

右侧把手支架总成60b进一步包括连接至可滑动管件62b的凸片轴环130b，用于将把手支架60b连接至阻力缆绳总成30。更具体地，阻力缆绳31的第一端部32连接至轴环130b的凸部。阻力缆绳31绕四个右侧滑轮轮子35b-38b并且接着绕中心滑轮42从凸片130b延伸，中心滑轮42连接至配重片堆叠150。类似地，阻力缆绳32相对的左侧端部33与左侧把手支架60a以及具有四个滑轮轮子的镜像滑轮总成接合，并且最终接合相同的中心滑轮轮子42，中心滑轮轮子42与相同的配重片150接合。因此，在本实施例中，一个阻力缆绳总成30连接左侧以及右侧可滑动的把手支架60a、60b，同时分开的拉绳总成68类似地连接左侧以及右侧把手支架60a、60b，两分开的缆绳总成30以及68(各自接合左侧以及右侧可滑动的把手支架60a、60b)共同使得能够进行如图所示的阻力训练运动以及锻炼。

当使用者4抓住右侧把手90b并且朝自己的方向拉动把手90b同时移动远离机器10，从而远离该杆伸展右侧把手时，使用者为逆阻力拉动，该阻力通过连接至配重片堆叠150中的选定数量的配重片的阻力缆绳总成30来设置。这里，根据所需的固定重量的阻力位，可调整销选择在堆叠中的上151配重片，当使用者拉动右侧把手时，这些上151配重片沿着配重片堆叠的平行导杆152上升。结果，右侧把手支架62b滑向杆的左侧，使得允许拉绳80进一步从使用者伸展，同时使用者继续施加足够的力来克服选定重量的阻力151(堆叠的上配重片)。左侧把手支架60a相对框架5保持固定，止挡球83a防止拉绳80脱离左侧把手支架，连接至左侧把手支架的阻力缆绳31抵抗通过使用者拉动右侧把手对拉绳80所施加的力。

如图7、8所示，将枢转臂结构50绕其轴线逆时针旋转至最低位置，其中该杆现在被水平对准在更靠近地平面的平面内，这里最低限度为地平面上方约45英尺。在此位置中，使用者向上拉动右侧把手90b，再次克服配重片堆叠中选定的一组增量式配重片的阻力。如图7、8中所示的此类机器在美国专利公开20140005009中公开，该专利申请的内容通过引用并入于此，如同在此完全阐述一样。

在图9、10示出的机器5中，拉绳24的下游部分11在一上游端部8处连接至把手3。可通过选择器销7和杆9将下游部分11与选定数量的增量式配重片6s选择性互连。当使用者4u对把手3施加拉力PF时，锻炼上举力LF被通过缆绳24的下游部分11施加在增量式配重片6s上并且通过在图9、10中所示的机构由增量式配重片6s所抵抗。如在图1-3、4-8的上述实施例中，图8、10的机器的杆的远端9a与阻力机构1000互连，阻力机构1000以相对上举力LF的量以非线性增加的方式300(图3A)抵抗使用者的上举力LF。如在上述实施例中，阻力机构1000可包括具有叶片4b的驱动轮总成14，叶片4b连接至轮轴，基于驱动轮4a的旋转R，叶片4b冲击周围空气，阻力的程度随着扇轮4a的旋转速率SR的增加而呈非线性增加310(图3B)。通常，阻力的程度以指数或几何的方式增加，如上述实例所示。如图9、10中所示的机器在美国专利号8827877中全文描述，该专利申请的公开内容通过引用以全文并入于此，如同在此完全阐述一样。

在图11所示的机器中，可通过传输系统操作把手38a以及38b连接至配重片堆叠60。一对框架滑轮76被安装至支撑框架12f的垂直支撑件。可通过第一缆绳80操作上举滑轮78连接至把手38a以及38b，其中第一缆绳80绕穿并且通过该对框架滑轮76，使得上举滑轮78被定位在第二凸轮70的上方。上举缆绳82将上举滑轮78连接至第二凸轮70，其中当拉回把手38a或38b中的至少一个时，导致凸轮70旋转。带84在一个端部处被连接至第一凸轮68，延伸到配重片堆叠滑轮72a以及72b并且在相对端部处被连接至配重片堆叠60。当使用拉回把手38a以及38b时，上举滑轮78被提升，使得上举缆绳80展开并且旋转第二凸轮70。当第二凸轮旋转时，轴66以及第一凸轮68也旋转。第一凸轮68的旋转拉动配重片堆叠滑轮72a以及72b上的配重片堆叠，并且因此上举配重片堆叠60。

在示例性的操作方法中，通过将销(未示出)放置在其中一个互补的孔中来在主配重片堆叠60上选择重量，如本领域所公知的。使用者将座位20以及胸垫22调整至前脚部上的合适位置。例如，具有较长躯干的使用者将会调整该座至较低的高度，使得把手38a以及38b被定位在与使用者肩部平行的舒适的高度处。调整胸垫22使得当使用者抓住把手时，将张力置于上举缆绳80上。使用者抓住把手38a以及38b并且将其拉回，从而使得上举滑轮78被提升。当上举滑轮78被提升时，第一凸轮70、轴66以及第二凸轮68旋转，使得拉动带84并且上举选定的配重片。使用者接着将把手38a以及38b撤回至初始位置，从而降低配重片。当使用者将把手38a以及38b拉回时，配重片所提供的阻力得以克服。当使用者将把手38a以及38b撤回时，使用者克服不了配重片堆叠60所提供的阻力。

如在图11中示意性所示，配重片轴承杆或歧管9的远端9a与非线性变化的阻力机构1000互连，非线性变化的阻力机构1000可随着上举力LF的增加而指数或几何增加力OF的量。机构1000可采用更具体的轮总成14形式，即轮总成14施加随着使用者对如把手3、缆绳8或阻力结构或总成4a等可机械移动的装置元件所施加的速率、速度、力、功或功率的程度以非线性的关系300(图3)变化的阻力OF。如图11中所示的健身器500细节在美国专利公开20030166439中公开，该专利申请的内容通过引用并入于此，如同在此完全阐述一样。

在图11所示的机器中，使用者通常坐在长凳或座位94上，其中使用者的胸部紧靠胸垫96。在开始位置中，把手被设置在使用者的前方位置，即在如图11所示的设置把手3a的位置。在进行锻炼中，使用者拉动把手3a、3b，以便使得把手朝使用者的胸部方向行进，直到把手被拉至如显示为在图11中被设置的把手3b的位置。如图所示，把手3a、3b在靠近杠杆32a或34a或32b或34b中的一个或多个的低杠杆点位置LLP被连接至四连杆机构或杠杆系统32a、34a。在图11的实例中，拉绳80的近端部分80p也在、靠近或邻近低杠杆点或位置LLP被连接至杠杆32a或34a或32b或34b。在此类结构中，当使用者拉动把手3a、3b时，使用者必须施加的力PF的程度比较高，因为缆绳在杠杆32a或34a或32b或34b比较低的杠杆点LPP处被连接。在可选的实施例中，缆绳80p'可连接至杠杆臂32a或34a或32b或34b的不同位置，即沿着杠杆臂长度比较高的杠杆点或位置HLP，这在当抵抗配重片堆叠60中的选定数量的个体配重片的重力以及抵抗由阻力总成14抵抗拉力PF所产生的非线性增加的阻力拉动PF时，给使用者提供较高的杠杆系数。因此，在图11的实例中，把手3a、3b并不直接连接至缆绳80的近端80p或80p'，而是通过杠杆臂32a或34a或32b或34b或连接至杠杆臂的另一支架或臂互连，可改变杠杆臂的连接位置，以根据沿着长度L的精确的杠杆纵向位置(在该位置连接缆绳80的近端80p、80p')，改变使用者上举堆叠中选定数量的配重片所必须施加的力PF的程度。

在图11的实施例中，锻炼装置500包括支撑框架12。座位94适用于定位在沿着框架前脚的不同高度处，以为不同身高的使用者提供舒适的位置。胸垫96安装在座位20的上方。可调整胸垫的垂直高度，如通过由销/止动器连接而保持在合适位置的伸缩杆。优选地，还可以朝就坐的使用者向前以及先后的不同距离调整胸垫96。

对于机器500，可手动移动的驱动装置包括在远端枢转安装至上支撑框架的四连杆机构。四连杆机构为对称结构并且包括主杠杆臂32a、第二杠杆臂34a以及把手38a。主杠杆臂32a以及第二杠杆臂34a位于最低程度偏离垂直中平面的公共平面内并且在该公共平面内行进，如同主杠杆32a以及第二杠杆34a所画的那样。公共平面的偏离足以允许把手3a以及3b传递给使用者的相对侧。主杠杆臂32a为在其近端枢转至把手3a的细长杆。主杠杆臂32a的远端通过主轮轴或枢转点42a连接至上支撑框架36。类似地，第二杠杆臂34a为在其近端8p枢转连接至把手3a并且在其远端通过第二轮轴48a连接至支撑框架的细长杆。第二轮轴或枢转点48a。

配重片堆叠60被安装在支撑框架12的某一位置上，在该位置处，坐在座位94上的使用者容易接触到配重片堆叠60。可通过缆绳80以及歧管9操作把手3a以及3b连接至配重片堆叠60。在示例性的操作方法中，通过将销(未示出)放置在其中一个孔中来在主配重片堆叠60上选择配重，如本领域所公知的。使用者将座位94以及胸垫96调整至合适的位置。调整胸垫96使得当使用者抓住把手时，将张力置于上举缆绳80上。使用者抓住把手3a和/或3b并且将其拉回，从而使得上举滑轮78被提升。当上举滑轮78被提升时，第一凸轮70、轴66以及第二凸轮68旋转，使得拉动歧管9并且上举选定的配重片。使用者接着将把手3a以及3b撤回至初始位置，从而降低配重片。当使用者拉动PF把手3a、3b时，第二阻力总成14通过链条4t与歧管在连接点9a的互连还设置了第二阻力。

Claims (22)

1.一种锻炼装置，包括：

由一个或多个配重片个体组成的配重片堆叠；

具有下游部分的弹性细长缆绳，所述下游部分与施加第一阻力的使用者可选择的一个或多个配重片个体以及施加第二阻力的第二阻力装置互连；

与所述缆绳的近端互连的可手动移动的驱动装置，使用者可手动移动所述驱动装置以通过所述缆绳对可选数量的一个或多个配重片个体以及第二阻力装置施加锻炼速率、速度、力、能量或功率；

所述第二阻力装置施加第二阻力，所述第二阻力随着使用者施加在驱动装置或第二阻力装置上的速率、速度、力、能量或功率的程度的增加而非线性增加。

2.一种锻炼装置，包括：

由一个或多个离散的不可变的配重片个体组成的配重片堆叠；

弹性细长缆绳，所述缆绳具有近端以及从所述缆绳的近端向下游延伸的下游部分；

所述缆绳机构的下游部分与施加第一阻力的使用者可选择的一个或多个配重片个体以及施加第二阻力的第二阻力装置互连；

与所述缆绳的近端互连的可手动移动的驱动装置；

设置所述缆绳使得使用者可手动接合并且移动驱动装置，来对所述缆绳的近端施加延伸至缆绳下游部分的锻炼速率、速度、力、能量或功率，以朝一个方向作用在所述一个或多个离散的、不可变的配重片以及第二阻力装置上；

所述第二阻力装置施加阻碍驱动装置移动的一定程度的第二阻力，所述第二阻力随着施加在驱动装置或第二阻力装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率的程度的变化而呈非线性变化。

3.根据权利要求2所述的装置，其中使用者对所述驱动装置的移动使得第二阻力装置的可移动元件发生机械移动，所述第二阻力装置随着施加在第二阻力装置的可移动元件或驱动装置上的移动速率或速度的增加程度而非线性增加第二阻力的程度。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述第二阻力的程度随着施加在驱动装置或第二阻力装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率的程度变化而呈几何或指数变化。

5.根据权利要求2所述的装置，其中所述第二阻力装置包括具有可驱动旋转轮轴的轮子，所述可驱动旋转轮轴与基于轮轴的旋转而强制逆空气接合的一个或多个叶片互连，所述轮子与拉绳的下游部分互连，其中所述轮子的轮轴通过使用者施加在驱动装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率而被旋转驱动。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述轮子的轮轴通过弹簧负载偏压抵抗由锻炼速率、速度、力、能量或功率而产生的旋转，所述锻炼速率、速度、力、能量或功率由使用者施加在驱动装置上。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述第二阻力的程度随轮子旋转速率的变化而呈非线性变化。

8.根据权利要求5所述的装置，其中所述第二阻力的程度随轮子旋转速率的变化而呈指数或几何变化。

9.根据权利要求2所述的装置，其中所述可手动移动的驱动装置包括与缆绳的近端互连的把手、可枢转杠杆或轮子。

10.根据权利要求2所述的装置，其中所述缆绳的下游部分与一歧管互连，所述歧管互连至第二阻力机构，所述歧管可与可选数量的配重片个体选择性互连。

11.一种在锻炼装置上进行举重锻炼的方法，所述锻炼装置包括由一个或多个配重片个体组成的配重片堆叠、弹性细长缆绳，所述弹性细长缆绳具有与可手动移动的驱动装置互连的近端以及从所述缆绳的近端向下游延伸的下游部分；

所述方法包括：

将所述缆绳机构的下游部分与使用者可选择数量的一个或多个配重片个体互连；

设置所述缆绳使得使用者可手动接合驱动装置，来对所述缆绳的近端施加延伸至缆绳下游部分的锻炼速率、速度、力、能量或功率，以朝一个方向移动选定数量的所述一个或多个配重片个体；

将所述缆绳的下游部分与第二阻力机构互连，使得第二阻力机构朝与所述一个方向相反的方向施加抵抗锻炼速率、速度、力、能量或功率的第二阻力；

使所述第二阻力机构适用于以如下方式施加第二阻力，即所述第二阻力随使用者施加在第二阻力机构上或的锻炼速率、速度、力、能量或功率的程度中的一个或多个的变化而呈非线性变化。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二阻力机构适用于以如下方式施加第二阻力，即所述第二阻力随使用者施加的锻炼速率、速度、力、能量或功率的变化而呈指数或几何变化。

13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括使所述阻力机构适用于包括机械构件，所述机械构件响应使用者施加的锻炼速率、速度、力、能量或功率而机械移动，所述机械构件的机械移动产生随使用者施加的锻炼速率、速度、力、能量或功率的变化而呈非线性变化的第二阻力。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二阻力机构包括具有可驱动旋转轮轴的轮子，所述可驱动旋转轮轴与基于轮轴的旋转而强制逆空气接合的一个或多个叶片互连，所述轮子与拉绳的下游部分互连，其中所述轮子的轮轴通过使用者施加在驱动装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率而被旋转驱动。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述轮子通过弹簧偏斜抵抗由锻炼速率、速度、能量或功率所产生的旋转。

16.根据权利要求14所述的方法，使所述轮子适用于，使得所述轮子的旋转速率随使用者施加在该轮子或驱动装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率的程度中的一个或多个的变化而呈非线性变化。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括使所述轮子适用于，使得所述轮子的旋转速率随使用者施加在该轮子或驱动装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率的程度的变化而呈指数或几何变化。

18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括使所述轮子适用于，使所述第二阻力随使用者施加在该轮子或驱动装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率的程度的变化而呈指数或几何变化。

19.根据权利要求14所述的方法，包括使所述轮子适用于，使所述第二阻力随轮子旋转速率的变化而呈非线性变化。

20.一种锻炼装置，包括：

由一个或多个离散的不可变的配重片个体组成的配重片堆叠；

弹性细长缆绳，所述缆绳具有近端以及从所述缆绳的近端向下游延伸的下游部分；

所述缆绳机构的下游部分与施加第一阻力的使用者可选择的一个或多个配重片个体以及施加第二阻力的第二阻力装置互连；

与所述缆绳的近端互连的可手动移动的驱动装置；

设置所述缆绳使得使用者可手动接合并且移动驱动装置，来对所述缆绳的近端施加延伸至缆绳下游部分的锻炼速率、速度、力、能量或功率，以朝一个方向作用在所述一个或多个离散的、不可变的配重片以及第二阻力机构上；

所述缆绳的下游部分与第二阻力装置的可移动元件互连，使得使用者施加在所述驱动装置上的锻炼速率、速度、力、能量或功率的增加导致所述可移动元件的移动，所述可移动元件施加阻碍驱动元件移动的一定程度的第二阻力，所述第二阻力随着施加在可移动元件或驱动装置上的速率、速度、力、能量或功率的程度的变化而呈非线性变化。

21.根据权利要求20所述的装置，其中所述可移动元件包括扇形物，所述扇形物响应使用者施加在驱动装置上的速率、速度、力、能量或功率的选定程度而以选定速率或速度旋转，所述扇形物施加的第二程度的阻力随该扇形物的选定速率或速度的增加而呈非线性增加。

22.根据权利要求21所述的装置，其中所述扇形物施加的第二程度的阻力的增加量为该扇形物选定的旋转速率或速度的增加量的立方。