CN107126666B - 具有可移动台阶的健身机器及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有可移动台阶(41_a、41_b、…41_h)的健身机器(1)，其包括：用于将所述健身机器(1)搁置在地板上的支撑框架(2)；包括多个细长元件(411_a、411_b、…、411_p)的可移动阶梯(41)，每个细长元件(411_n)与前一细长元件(411_n‑1)和后一细长元件(411_n+1)串联铰接，以形成闭合串联物，两个连续的细长元件(411_a、411_b…411_p)形成所述阶梯(41_a…41_h)的台阶，分别作为踏板和竖板；所述健身机器(1)的特征是，至少一个细长元件(411_n)包括彼此铰接的至少一个第一部分(411'_n)和至少一个第二部分(411”_n)。本发明还涉及所述健身机器的操作方法。

Description

具有可移动台阶的健身机器及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种具有可移动台阶的健身机器。

本发明还涉及具有可移动台阶的健身机器的操作方法。

背景技术

在下文中，描述将针对具有可移动台阶的健身机器，在该具有可移动台阶的健身机器上模拟阶梯攀爬，但是清楚的是，不应将该健身机器视为局限于该特定用途。

更具体地，本发明涉及上述类型的健身机器，特别为了进行模拟在连续闭合回路中移动的台阶上攀爬的健身锻炼而研究并实现了该健身机器。

在下文中，描述将针对具有可移动台阶的健身机器，在该具有可移动台阶的健身机器上模拟攀爬，但是清楚的是，不应将该健身机器视为局限于该特定用途。

众所周知，目前具有可移动台阶的健身机器或“台阶机”用于进行身体的特定区域(诸如，腿部的肌肉，特别是腿肌腱，四头肌和臀部)的高强度训练的健身锻炼。

训练强度是指用户在执行特定健身锻炼期间所需的体力的程度。

目前市场上的上述台阶机机器包括多个(通常为八个)连续滑动的可移动台阶。

每个台阶包括竖板和踏板，并且在所述已知机器中的一些中，所述竖板和踏板通过铰链铰接在一起。具体地，踏板是台阶的深度，用户将其脚放在该踏板上，而竖板是一级台阶的踏板与下一级台阶的踏板之间的高度差异。

通常，形成踏板和竖板的细长元件相对于阶梯的滑动方向横向地布置。

形成所述台阶的竖板和踏板的细长元件通过穿通销(throughpin)铰接在一起，并因此形成闭合回路或闭合串联物。这些销中的一些与拖动整个阶梯运动的布置在台阶的右侧和左侧的两个同步或异步传动链连接。

由于在台阶机机器的下部中的台阶的外壳的体积，导致已知类型的台阶机机器是非常高的。这使得用户在执行健身运动期间的工作位置不舒适，相对于地面处于升高的高度。

此外，如上所述，用户开始健身运动而踏上的第一台阶位于地面上方较高的高度，因此使得使用(access，接近)该机器和从该机器上退下不舒适。

发明内容

因此，鉴于上述内容，本发明的目的是提供一种具有可移动台阶的锻炼机器，所述锻炼机器具有减小的总体积和累赘。

本发明的另一个目的是提供一种健身机器，其包括布置在一定高度处以便于方便用户使用(accessibility，接近)的第一台阶。

本发明的另一目的是提供一种健身机器，其具有增加的用于锻炼的面积。

本发明的最后一个目的是提供一种具有可移动台阶的健身机器的操作方法，其中通过使用仅一个现有速度传感器来实现对于阶梯移动的控制。

因此，本发明的具体目的是具有可移动台阶的类型的健身机器，其包括：用于将所述健身机器搁置在地板上的支撑框架；包括多个细长元件的可移动阶梯，每个细长元件与前面的细长元件和后面的细长元件串联铰接，以形成闭合串联物，形成所述阶梯的一个台阶的两个连续细长元件分别作为踏板和竖板；所述健身机器的特征是，至少一个细长元件包括彼此铰接的至少一个第一部分和至少一个第二部分。

进一步地，根据本发明，所述健身机器包括运动传递系统，该运动传递系统安置在所述支撑框架上，以将运动传递到所述可移动阶梯。

优选地，根据本发明，所述可移动阶梯和所述运动传递系统被构造为使得在所述可移动阶梯的转动期间，每个细长元件的本身与同一细长元件的所述第二部分铰接的所述第一部分在紧邻地板时相对于所述地板基本上水平地布置。

还是根据本发明，每个细长元件的每个第一部分通过铰链铰接到同一细长元件的相应第二部分，并铰接到该细长元件的与所述第一部分相邻的第二部分。

仍然根据本发明，每个细长元件与铰接到该细长元件的后一细长元件或前一细长元件形成台阶，具体地，细长元件是所述台阶的踏板，并且后一细长元件是所述台阶的竖板。

进一步根据本发明，所述细长元件通过主铰链相互铰接，并且所述第一部分和第二部分通过辅助铰链彼此铰接。

优选地根据本发明，每个细长元件的每个第一部分和第二部分具有相同的尺寸。

还是根据本发明，每个台阶的所述第一部分和第二部分的每个铰接辅助铰链在端部处具有两个枢轴。

仍然根据本发明，所述运动传递系统包括分别布置在所述可移动阶梯的侧部处的两个传递构件(诸如链条，皮带等)，并且所述传递构件铰接在所述枢轴上。

进一步根据本发明，所述运动传递系统包括：布置在所述支撑框架的上部上的主轴；耦接到所述主轴的端部的第一对齿轮；可转动地对应耦接到所述支撑框架的下部的第二对齿轮，并且所述两个传递构件中的每一个与所述第一对齿轮的相应齿轮和所述第二对齿轮的相应齿轮啮合。

优选地根据本发明，所述运动传递系统包括制动装置，该制动装置通过所述运动传递系统的其他传递构件与所述第一对齿轮中的齿轮之一耦接。

还是根据本发明，所述制动装置包括与盘耦接的电磁制动构件。

仍然根据本发明，所述盘的表面上设置有多个标记物，并且

所述健身机器包括传感器，该传感器对应于所述制动装置布置，以便在所述盘的转动期间检测每个标记物的通过，从而发射脉冲。

进一步根据本发明，所述运动传递系统的所述第一对齿轮和/或第二对齿轮和/或其他齿轮中的任一个设置有多个标记物，并且所述健身机器包括传感器，该传感器对应于所述运动传递系统的所述第一对齿轮和/或第二对齿轮和/或其他齿轮布置，以便在所述运动传递系统的所述第一对齿轮和/或第二对齿轮和/或其他齿轮的转动期间检测每个标记物的通过，从而发射脉冲。

优选地根据本发明，所述健身机器包括控制逻辑单元，该控制逻辑单元设置有用以在健身锻炼结束时计算所述可移动阶梯的停止位置的程序，使得每个细长元件的所述第一部分在紧邻地板时相对于所述地板基本上水平地布置。

仍然根据本发明，所述细长元件中的每一个包括彼此铰接的至少一个第一部分和至少一个第二部分。

本发明的另一个目的是一种如上所述的健身机器的操作方法，包括以下步骤：

a.减少所述健身机器的所述可移动阶梯的转动；

b.将所述可移动阶梯停止在最终停止位置，使得细长元件的紧邻地板的第一部分相对于所述地板基本上水平。

进一步根据本发明，在所述可移动楼梯沿一个方向或沿相反方向转动时发生从所述步骤a到所述步骤b的转换。

仍然根据本发明，所述方法包括以下步骤：在所述控制逻辑单元中存储多个值(N、Z、X_eff)，其测量在所述健身机器的操作期间由所述传感器发射的所述脉冲的数量和所述盘的圈数(the number ofrounds，转动数)；以及运行所述步骤b，根据预定程序对所述值(N、Z、X_eff)进行读取、比较和随后的更新。

优选实施方案在以下描述中具体说明。

附图说明

为了说明而非限制的目的，现在将根据其优选实施例，特别参考附图中的视图来描述本发明，附图中：

图1示出了本发明的具有可移动台阶对象的健身机器的立体图；

图2示出了图1的健身机器的前视图；

图3示出了本发明的健身机器对象的示意性前视图；

图4示出了图3的健身机器的示意性右侧视图；

图5示出了图3的健身机器的示意性左侧视图；

图6a和图6b示出了图3的健身机器的细节的示意性侧视图；

图7a示出了本发明的健身机器对象的示意性左后视图；

图7b示出了本发明的健身机器对象的示意性右后视图；

图8a示出了图7a的健身机器的示意性左后视图，无框架；

图8b示出了图7b的健身机器的示意性右后视图，无框架；

图9a、图9b和图9c示出了图8a的健身机器的细节的前视图；

图10示出了图8b的细节的立体图；以及

图11示出了本发明的方法的流程图。

在各图中，相同的部件将由相同的附图标记物表示。

具体实施方式

参考图1至图5，健身机器1主要包括：布置在地板上的支撑框架2；支撑结构3；和移动组件4，移动组件由用户在执行健身锻炼期间设置使其运动。

所述支撑框架2包括基部21、多个支撑件211和由所述多个支撑件211支撑的框架23。

所述框架23包括用于销的滑动的一对倾斜导向件24，如下文将详细描述的。

在所述一对倾斜导向件23上安装有彼此平行布置的第一倾斜表面23a和第二倾斜表面23b，其功能将在下文中更详细地描述。

所述支撑框架2被覆盖壳体覆盖，使得当处于一健身锻炼和下一健身锻炼之间暂停或者为了执行某些锻炼程序时，用户可以将其脚放置在所述壳体上与所述第一倾斜支撑表面23a和第二倾斜支撑表面23b对应，而无需被迫返回到地板上。

所述支撑结构3包括与所述支撑框架2的所述覆盖壳体平行且耦接的第一扶手31和第二扶手32，用于在健身锻炼期间支撑用户的上肢。

所述支撑结构3还包括控制逻辑单元、一个或多个存储器单元和用于与用户交互的显示器。

所述控制逻辑单元也可以包含在所述健身机器1的下部中。

参照图6至图9，所述移动组件4布置在所述支撑框架2中。所述移动组件4包括由多个相互铰接的台阶构成的可移动阶梯41。具体地，所述可移动阶梯41包括借助于运动传递系统S可转动地移动的八个台阶41a、41b、...41_h。

具体地，参照图6b，所述可移动阶梯41的每个台阶41_n包括一对细长元件411_n，所述一对细长元件之间通过主铰链413a铰接。

每个细长元件411_n又包括第一部分411'_n和第二部分411”_n，第一部分和第二部分通过辅助铰链413b也铰接在一起。所述第一部分411'_n和第二部分411”_n的所述铰接辅助铰链413b的端部上存在位于每个台阶41_n的侧部处的两个枢轴414。

所述第一部分411'_n和第二部分411”_n可以具有相同的尺寸或可以具有不同的尺寸。

所述运动传递系统S包括：布置在所述支撑框架2的顶部上的主轴5；与所述主轴5的端部耦接的第一对齿轮6；可转动地对应耦接到所述支撑框架2的下部的相互独立的第二对齿轮61；两个链条62，左链条62a和右链条62b中每个与所述第一对齿轮6的相应齿轮和所述第二对齿轮61的相应齿轮啮合。

所述两个链条62分别布置在所述移动阶梯41的侧部处。此外，两个链条62中的每一个围绕所述第一部分411'_n和第二部分411”_n的所述铰接辅助铰链413b的所述枢轴414枢转。

在所述移动阶梯41的转动期间，所述枢轴414在所述一对倾斜导向件24中滑动。

所述运动传递系统S还包括制动装置7，该制动装置通过辅助轴51以及通过具有链条和齿轮的其他传递元件与所述第一对齿轮6中的齿轮之一耦接。

具体地参照图10，所述制动装置7包括电磁制动器71，该电磁制动器与穿过其的盘72耦接。

所述盘72设置有多个标记物73或读取点，具体地设置有六个标记物73。

标记物73的数量可以是可变的，并且不必等于六。

健身机器1配备有对应于所述制动装置7布置的传感器8，以便在盘72转动期间检测每个标记物73的通过。在每个标记物73通过时，所述传感器8产生脉冲。

在本发明的另一实施例中，可以将所述标记物73固定在所述运动传递系统S中包含所述齿轮中的任一个上，并且所述传感器8可以紧邻所述运动传递系统S的所述齿轮中的任何一个放置，以检测放置在所述齿轮上的标记物的通过。

具体地，在第一实施例中，所述标记物73是金属螺栓，并且所述传感器8是感应磁性类型(inductive magnetic type，磁感应类型)的，并检测在盘72的转动期间由所述螺栓的通过引发的磁场变化。

在第二实施例中，所述标记物73由反射材料制成，并且所述传感器8是光学类型的。因此，当所述标记物73在所述传感器8的前面通过时，所述传感器8检测由制成所述标记物的反射材料所发射的反射光。

在第三实施例中，所述标记物73是在所述盘72上获得的孔。在该实施例中，存在光发射器和接收器。发射器发射光束，当光束穿过孔73时，该光束照射到所述传感器8上，该传感器检测光束的入射。

所述健身机器1还可以包括适于控制所述可移动阶梯41的转动的电机，以便控制沿一个方向和沿与所述台阶41_a、41_b、...41_h的上升方向相反的方向两者的转动。

最后，健身机器1包括已知类型的保持制动器9，该保持制动器用于保持闭锁健身机器1或在没有电流的情况下停止健身机器。

上述健身机器1的操作如下。

当用户想要执行健身锻炼时，登上可移动阶梯41(具体地通过将脚放置在台阶41_n的第一部分411'_n上来进行)，然后按下显示单元上的开始按钮。

最初，所述可移动阶梯41处于较低位置(courtesyposition)。较低位置是指所述可移动阶梯41的这样一个位置，其中台阶41_n位于比阶梯41的其它台阶41_a、41_b、...41_h更靠近地板的地方，该位置使细长元件411_n的第一部分411'_n处在相对于地板基本水平的位置。所述细长元件411_n具体地为所述台阶41_n的踏板P。

具体地，基本上水平的位置是指这样的位置，其中所述第一部分411'_n相对于地板倾斜+20°或-20°，优选地为-10°，使得用户可以舒适地放置一只脚以便接近健身机器1和从健身机器上退下。

同一细长元件411_n的第二部分411”_n因此布置在相对于地板基本竖直的位置。

用户开始模拟攀爬，以便连续地转动所述可移动阶梯41。

所述可移动阶梯41的转动意味着主轴5的转动，主轴又使得所述运动传递系统S转动，然后使得所述制动装置7转动，该制动装置对用户的运动产生与所述可移动阶梯41的转动速度成反比的阻力，以便根据所述用户的请求使所述可移动阶梯41的加速或减速运动均匀。换言之，用户进行健身锻炼的速度越高，所述可移动阶梯41的转动速度越大。

具体地，通过转动所述主轴5和所述第一对齿轮6，所述辅助轴51转动。所述齿轮6由所述链条62转动，所述链条62的运动由所述枢轴414引导，所述枢轴在所述倾斜导向件24中滑动。

所述控制逻辑单元设置有用于将所述可移动阶梯41停在所述较低位置的程序，以方便同一用户进行后续锻炼的使用或方便另一用户的使用。

当健身机器1第一次启动时，任何台阶41_n位于较低位置，并且所述健身机器1的存储器单元被重置。

定义了以下参数：

-G是在较低位置和下一个位置之间所述盘72的圈数，并且这是通过构造限定的固定数。例如，在健身机器1的一个实施例中，所述圈数等于54.11；

-H是放置在所述盘72上的标记物73的数量，在上述实施例中为6；

-K是在较低位置和下一个位置之间由所述传感器8发射的脉冲的数量，然后使用以下公式计算：

(a)K＝G＝H×6×54.11＝324.66

-N是存储在所述健身机器1的所述存储器中的数字，并且是下一有用较低位置的序数。当锻炼机器1运行时并且当进行初始重置操作时，N的值从1开始，并且定期增加一个单位，如下文将详细描述的；

-Z是存储在所述健身机器1的所述存储器中的数字，用于计算与在健身锻炼的执行期间跟随的下一有用较低位置相关联的脉冲的总数，并且其通过以下公式计算：

(b)Z＝N×K

-Y是Z的整数部分，并且表示与下一有用较低位置N对应的脉冲数；

-X_eff是瞬时计数器，其将所述传感器8检测到的实际脉冲数考虑在内。

所述数字N和Z以及计数器X_eff在健身锻炼结束时从不重置为零，但是可以在所述健身机器1的定期维护期间重置。

在整个健身锻炼期间，每当所述传感器8检测到脉冲时，则比较Y和X_eff的值，如果出现X_eff>Y的情况，则N的值增加一个单位。

在健身锻炼结束时，用户按下所述显示单元上的停止按钮，则所述可移动阶梯41减速以停止，以允许所述用户从所述健身机器1上退下(descent，下降)。

然而，所述可移动阶梯41在较低位置不会停下，因此，为了方便另一用户对健身机器1的使用或同一用户的退下，所述控制逻辑单元必须控制所述可移动阶梯41停在较低位置。

因此，所述控制逻辑单元读取所述值Y和X_eff，并执行它们之间的接下来的比较。

例如，假设当用户请求健身机器1停止时，计数器N等于49，即，等于相对于刚刚通过的较低位置(即，N＝48)的下一有用较低位置。

根据式(b)，Z₄₉＝49×324.66＝15908.34。

通过计算Z₄₉的整数部分，即Y＝|Z₄₉|＝15908脉冲，得到可移动阶梯41将占据的最终停止位置。

因此，当X_eff值达到15908个脉冲数时，所述控制逻辑停止所述主轴5。

在该操作之后，所述健身机器1准备进行新的锻炼，在此期间将根据该操作逻辑再次修改所有的计数器。

根据上面的描述明白的是，与现有技术的机器相比所述健身机器1具有若干优点。

所述台阶41a、41b、...、41h的结构由彼此可围绕铰链移动的多个部分组成，允许用户更方便地使用，因为第一台阶的踏板离地板的高度低于已知的机器。

此外，由于控制逻辑配备有适当的计算程序，因此总是可以使可移动阶梯处于方便用户登上和退下健身机器的舒适的较低位置，而不需要引入除了控制健身锻炼的执行速度所需的传感器之外的传感器。

出于说明而非限制性目的根据本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，在不偏离随附权利要求限定的相关范围的情况下本领域技术人员可以引入修改和/或改变。

Claims (20)

1.一种具有可移动的台阶的健身机器(1)，包括：

支撑框架(2)，用于将所述健身机器(1)搁置在地板上；

可移动阶梯(41)，包括多个细长元件，每个细长元件(411_n)与前一细长元件(411_n-1)和后一细长元件(411_n+1)串联铰接，以形成闭合串联物，两个连续的细长元件分别作为踏板和竖板形成所述可移动阶梯(41)的台阶，

所述健身机器(1)的特征在于，至少一个细长元件(411_n)包括彼此铰接的至少一个第一部分(411'_n)和至少一个第二部分(411”_n)，并且其中，每个细长元件(411_n)的每个第一部分(411'_n)通过铰链铰接到同一细长元件(411_n)的相应第二部分(411”_n)、并且铰接到与所述第一部分(411'_n)相邻的细长元件的第二部分(411”_n-1)。

2.根据权利要求1所述的健身机器(1)，其特征在于，其包括安装在所述支撑框架(2)上以将运动传递到所述可移动阶梯(41)的运动传递系统(S)。

3.根据权利要求2所述的健身机器(1)，其特征在于，所述可移动阶梯(41)和所述运动传递系统(S)被构造为使得在所述可移动阶梯(41)的转动期间，每个细长元件(411_n)的本身与同一细长元件(411_n)的所述第二部分铰接的所述第一部分(411'_n)在紧邻地板时，相对于所述地板基本上水平地布置。

4.根据权利要求1所述的健身机器(1)，其特征在于，每个细长元件(411_n)和铰接到所述细长元件(411_n)的后一细长元件(411_n+1)或前一细长元件(411_n-1)形成台阶。

5.根据权利要求4所述的健身机器(1)，其特征在于，所述细长元件(411_n)为所述台阶的踏板(P)，并且所述后一细长元件(411_n+1)为所述台阶的所述竖板(A)。

6.根据权利要求2所述的健身机器(1)，其特征在于，

所述细长元件通过主铰链(413_a)彼此铰接，并且

所述第一部分(411'_n)和第二部分(411”_n)通过辅助铰链(413_b)相互铰接。

7.根据权利要求1所述的健身机器(1)，其特征在于，每个细长元件的每个第一部分(411'_n)和第二部分(411”_n)具有相同的尺寸。

8.根据权利要求6所述的健身机器(1)，其特征在于，每个台阶的所述第一部分(411'_n)和第二部分(411”_n)的每个铰接辅助铰链(413_b)在其端部处具有两个枢轴(414)。

9.根据权利要求8所述的健身机器(1)，其特征在于，

所述运动传递系统(S)包括分别布置在所述可移动阶梯(41)的侧部处的两个传递构件(62)，并且

所述传递构件(62)铰接在所述枢轴(414)上。

10.根据权利要求9所述的健身机器(1)，其特征在于，

所述传递构件(62)为链条、皮带。

11.根据权利要求9所述的健身机器(1)，其特征在于，

所述运动传递系统(S)包括：

布置在所述支撑框架(2)的上部上的主轴(5)，

耦接到所述主轴(5)的端部的第一对齿轮(6)，

可转动地对应耦接到所述支撑框架(2)的下部的第二对齿轮(61)，并且

所述两个传递构件(62)中的每一个与所述第一对齿轮(6)中的相应齿轮和所述第二对齿轮(61)中的相应齿轮啮合。

12.根据权利要求11所述的健身机器(1)，其特征在于，所述运动传递系统(S)包括制动装置(7)，所述制动装置通过所述运动传递系统(S)的其他传递构件与所述第一对齿轮(6)中的一个齿轮耦接。

13.根据权利要求12所述的健身机器(1)，其特征在于，所述制动装置(7)包括与盘(72)耦接的电磁制动构件(71)。

14.根据权利要求13所述的健身机器(1)，其特征在于，

所述盘(72)在其表面上设置有多个标记物(73)，并且

所述健身机器(1)包括对应于所述制动装置(7)布置的传感器(8)，以在所述盘(72)的转动期间检测每个标记物(73)的通过，从而发射脉冲。

15.根据权利要求13所述的健身机器(1)，其特征在于，

所述运动传递系统(S)的所述第一对齿轮(6)和/或第二对齿轮(61)和/或其他齿轮中的任一个设置有多个标记物(73)，并且

所述健身机器(1)包括传感器(8)，所述传感器被布置为对应于所述运动传递系统(S)的所述第一对齿轮(6)和/或第二对齿轮(61)和/或其他齿轮，以在所述运动传递系统(S)的所述第一对齿轮(6)和/或第二对齿轮(61)和/或其他齿轮的转动期间检测每个标记物(73)的通过，从而发射脉冲。

16.根据权利要求1所述的健身机器(1)，其特征在于，所述健身机器包括控制逻辑单元，所述控制逻辑单元设置有用于在健身锻炼结束时计算所述可移动阶梯(41)的停止位置的程序，使得每个细长元件(411_n)的所述第一部分(411'_n)在紧邻地板时相对于所述地板基本上水平地布置。

17.根据权利要求1所述的健身机器(1)，其特征在于，所述细长元件中的每一个包括彼此铰接的至少一个第一部分(411'_n)和至少一个第二部分(411”_n)。

18.一种操作根据前述权利要求中任一项所述的健身机器(1)的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a.减少所述健身机器(1)的所述可移动阶梯(41)的转动；

步骤b.将所述可移动阶梯(41)停在最终停止位置，使得所述细长元件(411_n)的、紧邻地板的第一部分(411'_n)相对于所述地板基本上水平。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，沿一个方向或相反方向上转动所述可移动阶梯(41)，发生从所述步骤a到所述步骤b的转换。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，

在控制逻辑单元中存储多个值(N、Z、X_eff)，所述多个值度量在所述健身机器(1)的操作期间由传感器(8)发射的脉冲的数量和盘(72)的圈数，以及

通过运行所述步骤b，根据预定程序执行所述值(N、Z、X_eff)的读取、比较和随后的更新。

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