CN108136246B - 配重系统 - Google Patents

Abstract

用于将可变的用户力传递给用户的系统，该系统包括：线引导布置结构，包括可以沿线性轴线在两个方向上移动的至少一个可移动的线引导件；其中力布置结构被布置为向至少一个可移动的线引导件施加至少一个内部力，其中该至少一个内部力抵抗该至少一个可移动的线引导件沿着线性轴线在第一方向上的运动；构件，用户可以与该构件相互作用使得通过该构件将用户力施加给用户；线，具有远端和近端，该线的远端附接至构件，该线围绕线引导布置连续地缠绕；该系统还包括线调整布置结构，其中：线调整布置结构附接至该线，或被连接以使该线引导布置结构的部件移动；当线调整布置结构处于锁定模式时，在通过构件移动的距离和通过力布置移动的距离之间存在第一比率；并且线调整布置结构可操作以在入口点与构件之间移除/引入线，或者主动地移动线引导布置结构的部件，以在构件移动期间改变通过构件移动的距离与通过力布置移动的距离之间的比率。

Description

配重系统

技术领域

本发明涉及一种滑轮和配重的系统，特别是一种将可变量的力传导给用户的系统。

背景技术

为了提高力量和健身水平，许多人会去举重。举重时用户可以简单地以自由负量重复进行，或者用户也可以使用大量不同的锻炼器械中的一种来重复进行，以将一个或多个特定的肌肉群作为目标。锻炼器械比自由负量更具优势，因为它们允许用户以更安全、高效和多样化的方式进行举重。通常，锻炼器械允许用户针对恒定阻力进行重复，该阻力可以通过制造时自我固定且不能由用户修改的凸轮机构来操作。

然而在本领域中认识到，很多用户在重复过程中不想在提供恒定阻力的锻炼器械上进行重复。对于用户来说有利的是，能够进行重复，其中在重复过程中锻炼器械向用户提供可变化的阻力。这可能是期望的，例如因为典型的用户能够将比他们以受控方式提起的负载降低的多得多。

本领域中存在允许用户改变在重复过程中施加的阻力的锻炼器械。然而，这些器械通常尺寸过大且复杂。

US5356360公开了一种锻炼器械，其使用可变阻力凸轮以向进行重复锻炼的用户传递可变阻力。

在EP2316538中公开了本领域中已知的锻炼器械的另一实例。锻炼器械包括安装在可移动的框架内的配重堆。框架可围绕其下端枢转以使其相对于竖直方向的角度可变，使得传递给用户的力在重复期间可变化。

需要有一种锻炼器械，该锻炼器械允许用户在重复过程中改变所施加的阻力，但与提供恒定阻力的锻炼器械相比不会尺寸过大或复杂。

本发明旨在解决这些问题中的至少一些问题。

发明内容

本发明涉及用于将可变的用户力传递给用户的系统，该系统包括：线引导布置结构(arrangement)，包括至少一个可沿线性轴线在两个方向上移动的可移动的线引导件；其中力布置结构被布置为向至少一个可移动的线引导件施加至少一个内部力，其中该至少一个内部力抵抗该至少一个可移动线的引导件沿着线性轴线在第一方向上的运动；构件，用户可与该构件相互作用使得通过该构件将用户力施加至用户；线，具有远端和近端，其远端附接至构件，该线围绕线引导布置结构连续地缠绕(thread)；该系统还包括线调整布置结构，其中：线调整布置结构附接至该线，或连接以移动该线引导布置结构的部件；当线调整布置结构处于锁定模式时，在由构件移动的距离和由力布置结构移动的距离之间存在第一比率；并且线调整布置结构可操作以在入口点与构件之间移除/引入线，或者主动地移动线引导布置结构的部件，以在构件的移动期间改变由构件移动的距离和由力布置结构移动的距离之间的比率。

优选地，用户力与内部力成比例且用户力可通过操控线调整布置结构而改变。

优选地，当构件在第一方向上移动时用户进行第一运动，而当构件在第二方向上移动时用户进行第二运动。

优选地，该系统被配置为在第一运动期间应用第一操作模式，而在第二运动期间应用第二操作模式，其中在第一和第二操作模式期间线调整布置结构以不同的方式改变入口点与构件之间的线的长度。

优选地，第一或第二操作模式使得第一或第二运动可以进行而线由调整布置结构所应用的入口点与构件之间的线的长度没有任何主动变化。

优选地，该系统被配置为当构件在第一与第二运动之间静止时应用第三操作模式，其中线调整布置结构改变入口点与构件之间的线的长度。

优选地，该系统被配置为当构件在第二运动与另外的第一运动之间静止时应用第四操作模式，其中线调整布置结构改变入口点与构件之间的线的长度。

优选地，第三和/或第四模式被配置为使得在第一和第二运动之后，系统中的线的长度与第一运动之前相同。

优选地，线调整布置结构能够以连续的方式调整系统中的线的长度。

优选地，线调整布置结构能够以逐步的方式调整系统中的线的长度。

优选地，在使用中，内部力由重力场内的质量块施加。

优选地，在使用中，内部力由电磁场内的转子施加。

优选地，在使用中，内部力由弹性物体的形变施加。

优选地，线为缆绳。

优选地，线为带状物。

优选地，线调整布置结构包括机动线轴或绞盘。

优选地，线调整布置结构包括线性致动器。

优选地，线调整布置结构可由用户、第三方或用户及第三方两者操控以改变入口点与构件之间的线的长度。

优选地，线调整布置结构可通过语音识别进行操控以改变入口点与构件之间的线的长度。

优选地，线调整布置结构可以用开关进行操控以改变入口点与构件之间的线的长度。

优选地，线调整布置结构可通过眼运动识别操控以改变入口点与构件之间的线的长度。

优选地，该系统进一步包括测量布置结构以测量构件的移动。

优选地，线调整布置结构的操控通过实时系统而自动化，该实时系统能够使用微处理器来处理至少用户力、内部力以及入口点与构件之间的线的长度。

优选地，线调整布置结构的操控通过实时系统而自动化，该实时系统能够通过机械手段处理至少用户力、内部力以及入口点与构件之间的线的长度。

优选地，该系统为锻炼装置。

本发明还提供了根据任何上述内容的用于将可变的用户力传递给用户的系统。

本发明还可以涉及用于将可变移动力传递给物体或用户的系统，该系统包括：线引导布置结构，包括可沿线性轴线在两个方向上移动的可移动的线引导件；力发生器，其被配置为将线性力施加至可移动的线路引导件，其中移动的力使可移动的线引导件沿着线性轴线在第一方向上移动，或抵抗可移动的线引导件沿着线性轴线在第二方向上移动；其中物体或用户被布置成向可移动线的引导件施加物体力，其中物体力抵抗可移动的线引导件沿着线性轴线在第一方向上的运动，或使可移动的线引导件沿着线性轴线在第二方向上移动；第一线以及第二线，该第一线与力发生器耦接，并具有附接至线引导布置结构的端部，使得力发生器可通过第一线向可移动的线引导件施加线性力，该第二线具有远端和近端，该第二线围绕可移动的线引导件缠绕，第二线的远端附接至线调整布置结构，并且第二线近端附接至固定点，其中线调整布置结构可操作以主动地改变第二线的长度，使得物体或用户可以以与可移动的线引导件的移动速率不同的速率在第一方向或第二方向上移动。

优选地，力发生器包括机动滑轮。

优选地，物体力至少部分地被平衡物抵消。

优选地，该系统是升降机构。

本发明还提供了一种根据任何上述内容的用于将可变的用户力传递给物体或用户的系统。

附图说明

为了更容易理解本发明，现在将参考附图以举例的方式描述本发明的实施方式，在附图中：

图1是根据本发明实施方式用于将可变的用户力传递给用户的系统的示意图；以及

图2是根据本发明另一实施方式用于将可变的用户力传递给用户的系统的示意图；以及

图3是根据本发明另一实施方式用于将可变的用户力传递给用户的系统的示意图；以及

图4是根据本发明另一实施方式用于将可变的用户力传递给用户的系统的示意图；以及

图5是根据本发明另一实施方式用于将可变的用户力传递给用户的系统的示意图；以及

图6是根据本发明另一实施方式用于将可变的用户力传递给用户的系统的示意图；以及

图7是示出根据本发明另一实施方式将可变的用户力传递给用户的步骤的流程图；以及

图700是根据本发明另一实施方式用于将可变的用户力传递给物体的系统的示意图。

具体实施方式

图1所示的实施方式包括第一锻炼器械10(仅示出了其一部分)。锻炼器械10包括缆绳11、第一滑轮12、第二滑轮13、第三滑轮15、第四滑轮16和第五滑轮17。这些部件通过框架30保持就位，该框架可以采取任何合适的形式。缆绳11具有附接至手柄110的远端。在使用中，用户可以抓握手柄110来进行锻炼。缆绳11从远端向上延伸以越过优选地布置在大约头部高度处的第一滑轮12。第一滑轮12竖直定向并且可围绕第一轴线旋转。缆绳11从第一滑轮12向下延伸，以在第二滑轮13下方通过，该第二滑轮优选布置在大约腰部高度处。第二滑轮13竖直定向，可围绕第二轴线旋转，并且可沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。第二滑轮13可被布置为沿着竖直轨道(未示出)移动以例如允许此运动发生。

缆绳11从第二滑轮13向上延伸以越过第三滑轮15，该第三滑轮优选地布置在与第一滑轮12类似的高度处。第三滑轮15竖直定向并且可绕第三轴线旋转。缆绳11在远离第一滑轮12和第二滑轮13的大致水平方向上远离第三滑轮15延伸，使得第三滑轮15的表面的大约四分之一与缆绳11接触，以越过第四滑轮16，该第四滑轮优选地布置在与第一滑轮12和第三滑轮15类似的高度处。第四滑轮16竖直定向并且可围绕第四轴线旋转。缆绳11从第四滑轮16向下延伸，以在第五滑轮17下方通过，该第五滑轮优选地布置在大约腰部高度处。第五滑轮17竖直定向，可绕第五轴线旋转并且可沿着第二线性轴线在两个方向上移动。再次，第五滑轮17可以在此运动期间沿着竖直轨道滑动。

缆绳11从第五滑轮17向上延伸，缆绳11的近端附接至螺栓19。螺栓19附接至锻炼器械10的框架30。在本发明的另一个实施方式中，螺栓19不存在，并且缆绳11的端部直接焊接至锻炼器械的框架30。缆绳11围绕第一滑轮12、第二滑轮13、第三滑轮15、第四滑轮16和第五滑轮17连续地缠绕。配重堆14附接至第二滑轮13，并且由于重力而在第一(即向下)方向上向第二滑轮13施加内部力。例如，配重堆14可以被布置成沿着竖直轨道(未示出)移动，以允许配重堆沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。

用户通过手柄110施加用户力。在实践中，用户拉动手柄110以举起配重堆14。用户在手柄110上施用力以举起配重堆14，并且这样做时，手柄110对用户施用相等且相反的力。在实践中，用户将手柄110拉下以克服重力而提起配重堆14，并且接着允许手柄110升高，以再次降低配重堆14从而完成锻炼的一次重复。

锻炼器械10还包括第二缆绳32，该第二缆绳(在该示例中)与上面讨论的缆绳11完全分离。第二缆绳32在远端处附接至绞盘18并且在近端处附接至第五滑轮17。绞盘18可以被操作以旋转滚筒(未示出)，第二缆绳32围绕该滚筒绕制。绞盘18因此可以增加或减少从绞盘18延伸的第二缆绳32的长度。绞盘18大致放置在第五滑轮17下方。第五滑轮17具有弹簧机构(未示出)，该弹簧机构向上偏压第五滑轮17，并且在绞盘18与第五滑轮17之间的缆绳中提供张力。当绞盘18与第五滑轮17之间的缆绳的量增加时，第五滑轮17在向上方向上移动，远离绞盘18。当绞盘18与第五滑轮17之间的缆绳的量减少时，第五滑轮17朝向绞盘18向下移动。

第三滑轮15可以包括入口点29。入口点29由虚线表示，并且不必是该实施方式的物理特征。在入口点29与手柄110之间有缆绳11的初始长度。通过减小绞盘18与第五滑轮17之间的缆绳32的长度，第五滑轮17在向下的方向上移动，(在没有任何其他运动的情况下)该方向的移动减少了进入点29与手柄110之间的缆绳11的量。通过增加绞盘18与第五滑轮17之间的缆绳的量，第五滑轮17在向上方向上移动，这增加了入口点29与手柄110之间的缆绳11的量。通过改变入口点29与手柄110之间的缆绳的量，第二滑轮13可(如果手柄110保持不动)沿着第一线性轴线在两个方向上移动。假设手柄110保持在恒定位置，当通过减少绞盘18与第五滑轮17之间的缆绳的量来减少入口点29与手柄110之间的缆绳的量时，第二滑轮13将在向上方向上移动，并且当通过增加绞盘18与第五滑轮17之间的缆绳的量来增加入口点29与手柄110之间的缆绳的量时，第二滑轮13将在向下方向上移动。

应该理解，可以选择不同于图1中所示的点29的入口点。通常，优选的是入口点相对于锻炼器械10的框架是固定的，并且还优选的是在缆绳11的所有运动阶段期间缆绳11所经过的点或区域相对于锻炼器械10的框架是固定的。入口点29与手柄110之间的缆绳11的长度在使用锻炼器械10期间受到绞盘18的致动的影响，或者在使用锻炼器械期间受到用户移动手柄110的影响。

如果将要选择入口点，则从入口点延伸至手柄110(或者在其他实施方式中，延伸至不同构件，用户与该不同构件相互作用，该不同构件诸如脚板)的连续长度的缆绳很重要，并且如果锻炼器械10的所有其他部件保持在固定位置，则在入口点处缆绳的引入或移除将向上或向下移动配重堆14。

图1中所示的部件的布置结构是示意性的，并且在其他示例中，部件的相对位置可以不同。还设想体现本发明的器械将具有另外的支撑和/或保护部件，使得器械坚固且移动零件不会不必要地暴露给用户。为了清楚起见，附图中未示出这些另外的部件。

在使用中，用户与手柄110相互作用，并且当手柄110在第一方向上移动时进行第一运动，而当手柄110在第二方向上移动时进行第二运动，第二方向通常与第一方向大致相反。这些移动可以包括同心用户移动和偏心用户移动。同心用户移动是在用户的肌肉收缩情况下的移动，而偏心用户移动是在用户的肌肉舒展情况下的移动。

当用户进行第一运动并且将手柄110移动通过一个单位距离时，用户将提起0.5个单位的配重。用户经受的有效配重是配重堆14的实际配重的一半。

图2所示的实施方式包括第二锻炼器械20(仅示出其一部分)。锻炼器械20包括缆绳21、第一滑轮22、第二滑轮23和第三滑轮25，这些部件再次通过框架30保持就位，该框架可以采取任何合适的形式。缆绳21具有附接至手柄210的远端。在使用中，用户可以抓握手柄210来进行锻炼。缆绳21从远端向上延伸以越过第一滑轮22，该第一滑轮优选地布置在大约头部高度处。第一滑轮22竖直定向并且可围绕第一轴线旋转。缆绳21从第一滑轮22向下延伸以在第二滑轮23下方通过，该第二滑轮优选地布置在大约腰部高度处。第二滑轮23竖直定向，可围绕第二轴线旋转，并且(如前所述)可沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。

缆绳21从第二滑轮23向上延伸以越过第三滑轮25，该第三滑轮优选地布置在与第一滑轮22类似的高度处。第三滑轮25竖直定向并可围绕第三轴线旋转。缆绳21从第二滑轮23向下延伸，缆绳11的近端附接至绞盘28。缆绳21围绕第一滑轮22、第二滑轮23和第三滑轮25连续地缠绕。

配重堆24附接至第二滑轮23，并且由于重力而在第一(即向下)方向上向可移动的第二滑轮23施加内部力。例如，配重堆24可以布置成沿着竖直轨道(未示出)移动，以允许配重堆沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。用户通过手柄210施加用户力。在实践中，用户拉动手柄210以举起配重堆24。用户在手柄210上施用力以举起配重堆24，并且这样做时，手柄210对用户施用相等且相反的力。在实践中，用户将手柄210拉下以克服重力而提起配重堆24，然后再次降低配重堆24以完成锻炼的一次重复。

缆绳进入绞盘28的位置可以包括入口点。在入口点与手柄210之间有缆绳21的初始长度。通过改变入口点与手柄210之间的缆绳的量，第二滑轮23可以(如果手柄210保持不动)沿着第一线性轴线移动。假设手柄210保持在恒定位置处，当入口点与手柄210之间的缆绳的量减少时，第二滑轮23将向上移动，而当入口点与手柄210之间的缆绳的量增加时，第二滑轮23将向下移动。

图1所示的实施方式与图2所描绘的实施方式之间的区别在于绞盘18、28的布置结构。图1中连接至绞盘18的第二缆绳32不直接连接至手柄110。由于绞盘18附接至第五滑轮17，图1的布置结构可能会提供有效缆绳长度的更平滑的变化，并且当与图2所示的实施方式相比时，第三滑轮15上被施加较低量的应力。图2所示的实施方式少了两个滑轮，结果是其布置结构更简单且成本效益更高。

图3中所示的实施方式包括第三锻炼器械40(仅示出其一部分)。锻炼器械40包括缆绳41和第一至第十滑轮58、59、42、43、45、46、47、53、54、55。这些部件通过框架50保持在就位，该框架可以采取任何合适的形式。缆绳41具有附接至手柄410的远端。在使用中，用户可以抓握手柄410来进行锻炼。缆绳41从远端延伸以穿过附接至滑轮匣(bogey)56的第一滑轮58和第二滑轮59之间。第一滑轮58和第二滑轮59竖直定向，其中第二滑轮59大致在第一滑轮58的正上方，并且可以独立地围绕相应的第一和第二轴线旋转。滑轮匣56附接在框架50上，并且可以沿着运动范围，优选从对应于用户脚踝的高度至大约用户头部的高度竖直移动，并且可以临时将滑轮匣56固定在附接点(或者一系列间隔开的附接点中的任一附接点)，使得用户可以在优选的高度使用手柄410。缆绳41从滑轮匣56向上延伸以越过第三滑轮42，该第三滑轮优选地布置在大约头部高度处。第三滑轮42竖直定向并且可围绕第三轴线旋转。

缆绳41可以具有附接在靠近缆绳41的远端的橡胶球或类似的止动元件(未示出)。橡胶球可以位于手柄410与滑轮匣56之间，使得如果将手柄410从缆绳41的远端移除，则缆绳41的远端不能穿过第一滑轮58和第二滑轮59。

缆绳41从第三滑轮42向下延伸，以在第四滑轮43下方通过，该第四滑轮优选地布置在大约腰部高度处。第四滑轮43竖直定向，可围绕第四轴线旋转，并且可沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。例如，第四滑轮43可以布置成沿着竖直轨道(未示出)移动，以允许该运动发生。

缆绳41从第四滑轮43向上延伸以越过第五滑轮45，该第五滑轮优选地布置在与第三滑轮42类似的高度处。第五滑轮45竖直定向并且可围绕第五轴线旋转。缆绳41在远离第三滑轮42和第四滑轮43的大致水平方向上远离第五滑轮45延伸，使得第五滑轮45的表面的约四分之一与缆绳41接触以越过第六滑轮46，该第六滑轮优选地布置在与第三滑轮42和第五滑轮45类似的高度处。第六滑轮46竖直定向并且可围绕第六轴线旋转。缆绳41从第六滑轮46向下延伸，以在第七滑轮47下方通过，该第七滑轮优选地布置在大约腰部高度处。第七滑轮47竖直定向，可围绕第七轴线旋转并且可沿着第二线性轴线在两个方向上移动。再次，在该运动过程中，第七滑轮47可以沿着竖直轨道滑动。

缆绳41从第七滑轮47向上延伸，以越过第八滑轮53，该第八滑轮再次优选地布置在大约腰部高度处。第八滑轮53竖直定向并且可围绕第八轴线旋转。缆绳从第八滑轮53向下延伸以在第九滑轮54下方通过，该第九滑轮优选地布置在脚的高度处或大约脚的高度处。第九滑轮54竖直定向并且可围绕第九轴线旋转。缆绳41在朝向第三滑轮42和第一滑轮58的大致水平方向上远离第九滑轮54延伸，使得第九滑轮54的大约四分之一的表面与缆绳41接触，以在第十滑轮55的下方通过，该第十滑轮优选地布置在与第九滑轮54类似的高度处。第十滑轮55竖直定向并且可围绕第十轴线旋转。缆绳41从第十滑轮55向上延伸以在附接点57处与滑轮匣56相遇；缆绳41在近端附接至附接点57。在本发明的另一个实施方式中，附接点57可以不存在，而缆绳41的端部直接焊接至锻炼器械的滑轮匣56。

缆绳41连续地穿过(thread through)由第一滑轮58和第二滑轮59构成的通道，并且连续地围绕第三滑轮42、第四滑轮43、第五滑轮45、第六滑轮46、第七滑轮47、第八滑轮53、第九滑轮54和第十滑轮55缠绕。配重堆44附接至第四滑轮43，并且由于重力而在第一(即向下)方向上向第四滑轮43施加内部力。例如，配重堆44可以布置成沿着竖直轨道(未示出)移动，以允许配重堆沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。

用户通过手柄410施加用户力。在实践中，用户拉动手柄410以举起配重堆44。用户在手柄410上施用力以举起配重堆44，并且这样做时，手柄410对用户施用相等且相反的力。在实践中，用户将拉动手柄410远离滑轮匣56，以克服重力而提起配重堆44，然后将手柄410朝向滑轮匣56移动以再次降低配重堆44，以完成锻炼的一次重复。

锻炼器械40还包括第二缆绳52，该第二缆绳(在该示例中)与上面讨论的缆绳41完全分离。第二缆绳52在远端处附接至绞盘48而在近端处附接至第七滑轮47。绞盘48可以被操作以旋转滚筒(未示出)，第二缆绳52围绕该滚筒绕制。绞盘48因此可以增加或减少从绞盘48延伸的第二缆绳52的长度。绞盘48大致位于第七滑轮47下方。第七滑轮47具有弹簧机构(未示出)，该弹簧机构向上偏压第七滑轮47，并且在绞盘48与第七滑轮47之间的缆绳中提供张力。当绞盘48与第七滑轮47之间的缆绳的量增加时，第七滑轮47在向上方向上移动，远离绞盘48。当绞盘48与第七滑轮47之间的缆绳的量减少时，第七滑轮47在向下方向上朝向绞盘48。

第五滑轮45可以包括入口点。在入口点与手柄410之间有缆绳41的初始长度。通过减少绞盘48与第七滑轮47之间的缆绳的量，第七滑轮47在向下方向上移动(在没有任何其它运动的情况下)，减小了入口点与手柄410之间的缆绳41的量。通过增加绞盘48与第七滑轮47之间的缆绳的量，第七滑轮47在向上方向上移动，这增加了入口点与手柄410之间的缆绳41的量。通过改变入口点与手柄410之间的缆绳的量，第四滑轮43可以(如果手柄410保持不动)沿着第一线性轴线在两个方向上移动。假设手柄410保持在固定的位置，当入口点与手柄410之间的缆绳的量减少时，第四滑轮43将在向上方向上移动，而当入口点与手柄410之间的缆绳的量增加时，第四滑轮43将在向下方向上移动。

在使用中，用户与手柄410相互作用，并且当手柄410在第一方向上移动时进行第一运动，而当手柄410在第二方向上移动时进行第二运动，该第二方向通常与第一方向大致相反。这些移动可以包括同心用户移动和偏心用户移动。如以上所讨论的，同心用户移动是在用户的肌肉收缩的情况下的移动，而偏心用户移动是在用户的肌肉舒展的情况下的移动。

图1和2中示出了实施方式之间的区别，而图3中描绘的实施方式增加了滑轮匣56。滑轮匣56允许用户调整手柄410的高度。图3中示出的布置结构的优点是用户可以调整手柄410的高度以进行不同的锻炼。

图4所示的实施方式包括第四锻炼器械60(仅示出了其一部分)。锻炼器械60包括第一缆绳61，和第一至第十一滑轮68、69、62、63、64、65、66、73、74、77、78。这些部件通过框架81保持就位，该框架可以采取任何合适的形式。第一缆绳61具有附接至手柄610的远端。在使用中，用户可以抓握手柄610来进行锻炼。第一缆绳61从远端延伸以穿过附接至滑轮匣70的第一滑轮68和第二滑轮69之间。第一滑轮68和第二滑轮69竖直定向，其中第二滑轮69大致在第一滑轮68的正上方，并且可以独立地围绕相应的第一和第二轴线旋转。滑轮匣70附接至框架81，并且可以沿着运动范围，优选地从对应于用户脚踝的高度至大约用户头部的高度竖直移动，并且可以临时将滑轮匣70固定在附接点(或者一系列间隔开的附接点中的任一附接点)处，使得用户可以在优选的高度处使用手柄610。第一缆绳61从滑轮匣70向上延伸以越过第三滑轮62，该第三滑轮优选地布置在大约头部高度处。第三滑轮62竖直定向并可围绕第三轴线旋转。

第一缆绳61可以具有附接在靠近第一缆绳61的远端的橡胶球或类似的止动元件(未示出)。橡胶球可以位于手柄610与滑轮匣70之间，使得如果将手柄610从第一缆绳61的远端移除，则第一缆绳61的远端不能穿过第一滑轮68和第二滑轮69。

第一缆绳61从第三滑轮62向下延伸以越过第四滑轮63，该第四滑轮优选地布置在大约胸部高度处。第四滑轮63竖直定向并且可绕第四轴线旋转。

第一缆绳61从第四滑轮63向下延伸，使得第四滑轮63的表面的大约四分之一与缆绳接触，以在第五滑轮64下方通过，该第五滑轮64优选地竖直布置在第四滑轮63的下方。第五滑轮64竖直定向并可以围绕第五轴线旋转，并且可以沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。

第一缆绳61从第五滑轮64向上延伸以越过第六滑轮65，该第六滑轮优选地布置在滑轮匣70、第四滑轮63与第五滑轮64之间的位置。第六滑轮65竖直定向并且可绕第六轴线旋转。

第一缆绳61从第六滑轮65向下延伸，以在第七滑轮66下方通过，该第七滑轮优选地布置在大约脚的高度处并且竖直地布置在第三滑轮62下方。第七滑轮66竖直定向并且可绕第七轴线旋转。第一缆绳61从第七滑轮66向上延伸以在第一附接点67处与滑轮匣70相遇。在本发明的另一个实施方式中，第一附接点67可以不存在，而第一缆绳61的端部直接焊接至锻炼器械的滑轮匣70。

在第一端部处，构件71附接至第五滑轮64。构件71从第五滑轮64竖直向下延伸。在第二端部处，构件71附接至第八滑轮74，该第八滑轮优选地布置在与第四滑轮63和第五滑轮64相同的竖直平面中。第八滑轮74竖直定向并可以围绕第八轴线旋转，并且可以沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。在构件71的远端处是第二附接点72，第八滑轮74附接至构件71的的远端处。

第二缆绳79从第二附接点72向下延伸，以在第九滑轮73下方通过，该第九滑轮优地选布置在与第四滑轮63、第五滑轮64和第八滑轮74相同的竖直平面中。在本发明的另一个实施方式中，第二附接点72可以不存在，而第二缆绳79的端部直接焊接至锻炼器械的滑轮匣70。第九滑轮73竖直定向并可围绕第九轴线旋转，并且可沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。

第二缆绳79从第九滑轮73向上延伸，越过第八滑轮74并且朝向第十滑轮77向下延伸，该第十滑轮优选地布置在大约脚的同高度处。第十滑轮77竖直定向并且可绕第十轴线旋转。

第二缆绳79从第十滑轮77向上延伸以越过第十一滑轮78，该第十一滑轮优选地布置在头部高度处。第十一滑轮78竖直定向并可绕第十一轴线旋转。缆绳从第十一滑轮78向下延伸并且在远端处附接至绞盘80。绞盘80可以被操作以旋转滚筒(未示出)，第二缆绳79围绕该滚筒绕制。优选地，绞盘80大致位于第十一滑轮78下方并在脚的同高度处。

配重堆76附接至第九滑轮73，并且由于重力而在第一(即向下)方向上向可移动的第九滑轮73施加内部力。例如，配重堆76可布置成沿着竖直轨道(未示出)移动，以允许配重堆沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。用户通过手柄610施加用户力。用户拉动手柄610以举起配重堆76。用户在手柄610上施用力以举起配重堆76，并且这样做时，手柄610对用户施用相等且相反的力。在实践中，用户将拉动手柄610远离滑轮匣70，以克服重力而提起配重堆76，然后将朝向滑轮匣70移动手柄610以再次降低配重堆76，以完成锻炼的一次重复。

第六滑轮65可以包括入口点。在入口点与手柄610之间有第一缆绳61的初始长度。通过移动手柄610远离滑轮匣70，在入口点与手柄610之间的第一缆绳61的量增加。通过将手柄610朝向滑轮匣70移动，在入口点与手柄610之间的第一缆绳61的量减少。通过增加入口点与手柄610之间的缆绳的量，第五滑轮64在向上方向上移动，这使构件71和第八滑轮74也向上移动。第八滑轮74的该向上移动减少了第八滑轮74与第二附接点72之间的缆绳的量。通过改变入口点与手柄610之间的缆绳的量，第九滑轮73可以(如果绞盘80被锁定)沿着第一线性轴线在两个方向上移动。假设绞盘80被锁定，当入口点与手柄610之间的第一缆绳61的量增加时，第九滑轮73将在向上方向上移动，而当入口点与手柄610之间的第一缆绳61的量减小时，第九滑轮73将在向下方向上移动。

当第九滑轮73附接至配重堆76时，配重堆76将随着第九滑轮73的移动而上下移动。

如下所述，用户在移动手柄610时所做的功的量可以通过调整用户进行用户动作时绞盘80输出多少第二缆绳79而变化。

在使用中，用户与手柄610相互作用，并且当手柄610在第一方向上移动时进行第一运动，而当手柄610在第二方向上移动时进行第二运动，第二方向通常与第一方向大致相反。这些移动可以包括同心用户移动和偏心用户移动。同心用户移动是用户肌肉收缩的移动，而偏心用户运动是用户肌肉舒展的移动。

图1至3中示出了实施方式之间的区别，而在图4所示的实施方式中有第一缆绳61和第二缆绳79，这两个缆绳布置结构通过构件71连接。这种布置结构的优点在于，第一缆绳61所穿过的滑轮比前述实施方式中附接至手柄110、210、410的缆绳11、21、41所穿过的滑轮更少。由于第一缆绳61穿过较少的滑轮，所以与图1至3所示实施方式的缆绳11、21、41所穿过的滑轮的数量相比，第一缆绳61穿过的滑轮所传递的阻力更小，因而锻炼器械60相比于图1至3中示出的锻炼器械10、20、40能更好地响应。此外，通过将绞盘80与第一缆绳61隔离，与图1至3所示的本发明的实施方式相比，用户不太能够感觉到绞盘80的操作。如果本实施方式的绞盘80采用步进电机，则将绞盘与用户隔离的优点将更加显著。

图5中所示的实施方式包括第五锻炼器械90(仅示出其一部分)。锻炼器械90包括缆绳91，和第一至第八滑轮101、102、92、93、95、96、97、98。这些部件由框架103保持就位，该框架可以采取任何合适的形式。缆绳91具有附接至手柄910的远端。在使用中，用户可以抓握手柄910来进行锻炼。缆绳91从远端延伸以在附接至滑轮匣100的第一滑轮101和第二滑轮102之间穿过。第一滑轮101和第二滑轮102竖直定向，其中第二滑轮102大致在第一滑轮101正上方，并且可以独立地围绕相应的第一和第二轴线旋转。滑轮匣100附接至框架103，并且可以沿着运动范围，优选地从对应于用户的脚踝的高度至大约用户头部的高度竖直移动，滑轮匣100可以临时固定在附接点(或者在间隔开的附接点处的任何其他系列的附接点)处，使得用户可以在优选的高度处使用手柄910。缆绳91从滑轮匣100向上延伸以越过第三滑轮92，该第三滑轮优选地布置在大约头部高度处。第三滑轮92竖直定向并可围绕第三轴线旋转。

缆绳91可以具有附接在靠近缆绳91的远端以的橡胶球或类似的止动元件(未示出)。橡胶球可以位于手柄910与滑轮匣100之间，使得如果将手柄910从缆绳91的远端移除，则缆绳91的远端不能穿过第一滑轮101和第二滑轮102。

缆绳91从第三滑轮92向下延伸，以在第四滑轮93下方通过，该第四滑轮优选布置在大约腰部高度处。第四滑轮93竖直定向，可围绕第四轴线旋转，并且可沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。例如，第四滑轮93可以布置成沿着竖直轨道(未示出)移动，以允许该运动发生。

缆绳91从第四滑轮93向上延伸以越过第五滑轮95，该第五滑轮优选地布置在与第三滑轮92类似的高度处。第五滑轮95竖直定向并且可围绕第五轴线旋转。缆绳91在远离第三滑轮92和第四滑轮93的大致水平方向上远离第五滑轮95延伸，使得第五滑轮95的表面的约四分之一与缆绳91接触以越过第六滑轮96，该第六滑轮优选地布置在与第三滑轮92和第五滑轮95类似的高度处。第六滑轮96竖直定向并且可围绕第六轴线旋转。缆绳91从第六滑轮96向下延伸，以在第七滑轮97下方通过，该第七滑轮优选地布置在大约脚的高度处。第七滑轮竖直定向并且可围绕第七轴线旋转。

缆绳91在远离第七滑轮97且朝向第三滑轮92的大致水平方向上远离第七滑轮延伸。缆绳91在第八滑轮98下方通过，该第八滑轮再次优选地布置在大约脚的高度处。第八滑轮98竖直定向并且可围绕第八轴线旋转。缆绳从第八滑轮98向上延伸，并且近端附接至绞盘99。绞盘99附接到滑轮匣100。

缆绳91连续地穿过由第一滑轮101和第二滑轮102构成的通道，并且连续地围着第三滑轮92、第四滑轮93、第五滑轮95、第六滑轮96、第七滑轮97和第八滑轮98缠绕。配重堆94附接至第四滑轮93并且由于重力而在第一(即向下)方向上向第四滑轮93施加内部力。例如，配重堆94可以布置成沿着竖直轨道(未示出)移动，以允许配重堆沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。

用户通过手柄910施加用户力。用户拉动手柄910以举起配重堆94。用户在手柄910上施用力以举起配重堆94，并且这样做时，手柄910对用户施用相等且相反的力。在实践中，用户将拉动手柄910远离滑轮匣100，以克服重力而提起配重堆94，然后将朝向滑轮匣100移动手柄910以再次降低配重堆94，以完成锻炼的一次重复。

第五滑轮95可以包括入口点。在入口点与手柄910之间有缆绳91的初始长度。入口点与手柄910之间的缆绳91的长度可以通过绞盘99的操作而改变。通过减少绞盘99与入口点之间的缆绳的量，也减少了入口点与手柄910之间的缆绳的量。通过增加绞盘99与入口点之间的缆绳的量，也增加了入口点与手柄910之间的缆绳的量。通过改变入口点与手柄910之间的缆绳91的长度，第四滑轮93可以(如果手柄910保持不动)沿着第一线性轴线在两个方向上移动。假设手柄910保持在固定的位置上，当入口点与手柄910之间的缆绳91的长度减小时，第四滑轮93将在向上方向上移动，而当入口点与手柄910之间的缆绳91的长度增加时，第四滑轮93将在向下方向上移动。第四滑轮93的移动将相应地抬起和降低配重堆94。

如下所述，用户在移动手柄910时所做的功的量可以通过调整用户进行用户动作时绞盘99输出的缆绳91的长度而变化。

在使用中，用户与手柄910相互作用，并且当手柄910在第一方向上移动时进行第一运动，而当手柄910在第二方向上移动时进行第二运动，第二方向通常与第一方向大致相反。这些移动可以包括同心用户移动和偏心用户移动。同心用户移动是用户肌肉的收缩而偏心用户运动是用户肌肉的舒展。

图3所示的实施方式与图5所示的实施方式之间的区别在于绞盘99的布置结构。绞盘99直接连接至滑轮匣100。将绞盘99直接附接至滑轮匣100上的优点是锻炼器械少了两个滑轮，并因此更简单且成本效益更高。

图6所示的实施方式包括第六锻炼器械120(仅示出了其一部分)。锻炼器械120包括第一缆绳121、第二缆绳127、第三缆绳131、第一至第三卷轴123、124、125、引导轮126以及第一至第五滑轮135、136、122、129、130。这些部件通过框架133保持就位，该框架可以采取任何合适的形式。第一缆绳121具有附接至手柄1010的远端。在使用中，用户可以抓握手柄1010来进行锻炼。第一缆绳121从远端延伸以在附接至滑轮匣134的第一滑轮135和第二滑轮136之间穿过。第一和第二滑轮135、136竖直定向，其中第二滑轮136大致在第一滑轮135正上方，并且可以围绕相应的第一和第二轴线独立地旋转。滑轮匣134附接至框架133，并且可以沿着运动范围，优选地从对应于用户脚踝的高度至大约用户头部的高度竖直移动，，并且可以临时将滑轮匣134固定在附接点(或者任何其他系列的间隔开的附接点)处，使得用户可以在优选的高度处使用手柄1010。第一缆绳121从滑轮匣134向上延伸以越过第三滑轮122，该三滑轮优选地布置在大约头部高度。第三滑轮122竖直定向并且可围绕第三轴线旋转。

第一缆绳121可以具有附接在靠近第一缆绳121的远端的橡胶球或类似的止动元件(未示出)。橡胶球可以位于手柄1010与滑轮匣134之间，使得如果将手柄1010从第一缆绳121的远端移除，则第一缆绳121的远端不能穿过第一滑轮和第二滑轮136。

第一缆绳121从第三滑轮122向下延伸以在第一卷轴123下方通过，该第一卷轴优选地布置在大约胸部高度处。第一缆绳121在近端附接至第一卷轴123，缆绳的延伸长度环绕第一卷轴，使得可发生多次旋转(例如一次、两次、三次、四次或五次旋转)。第一卷轴123竖直定向，可围绕第四轴线旋转并附接到无级变速器(未示出)的第一端。附接至变速器的第二端的是第三卷轴125。第三卷轴125竖直定向并且可围绕第四轴线旋转。在第一卷轴123与第三卷轴125之间是第二卷轴124。第二卷轴124竖直定向并且可围绕第四轴线旋转。第二卷轴124通过锁定/空转机构(未示出)附接至第三卷轴125。

第二缆绳127在近端处附接至第三卷轴125，并且多次(例如一次、两次、三次、四次或五次)环绕第三卷轴125。并且该第二缆绳在大致向下的方向上延伸经过引导轮126而在远端附接至配重块128。

第三缆绳131在近端处附接至第二卷轴124，并且多次环绕第二卷轴124例如，一次、两次、三次、四次等。第三缆绳131在大致向下的方向上朝向第四滑轮129延伸。第四滑轮129优选地布置在大约脚的高度处。第四滑轮竖直定向并且可围绕第五轴线旋转。第三缆绳131绕过第四滑轮129并且在大致向上的方向上朝向第五滑轮130延伸。第五滑轮130优选地布置在与第三滑轮122类似的高度处。第五滑轮130竖直定向并且可围绕第七轴线旋转。第三缆绳131越过第五滑轮130并且在大致向下的方向上朝着绞盘132延伸。第三缆绳131在近端附接至绞盘132。绞盘132可以被操作以旋转滚筒(未示出)，第三缆绳131围绕该滚筒绕制。绞盘132因此可以增加或减少从绞盘132延伸的第三缆绳131的长度。绞盘132被放置在第五滑轮130的大致下方。

用户通过手柄1010施加用户力。用户拉动手柄1010以举起配重堆128，并且这样做时，手柄1010对用户施用相等且相反的力。在实践中，用户将拉动手柄1010远离滑轮匣134，以克服重力而提起配重堆128，然后将手柄1010朝向滑轮匣134移动以再次降低配重堆128，以完成锻炼的一次重复。

在使用中，用户与手柄1010相互作用，并且当手柄1010在第一方向上移动时进行第一运动，而当手柄1010在第二方向上移动时进行第二运动，第二方向通常与第一方向大致相反。这些移动可以包括同心用户移动和偏心用户移动。

在该实施方式中，当用户进行同心用户移动时，锁定/空转机构被设置为空转模式(要么由用户手动地设置为空转模式要么通过处理器检测移动并自动切换至该模式)。同心用户移动将使第一卷轴123在第一方向上旋转，在图6中该第一方向对应于顺时针运动。第一卷轴123的顺时针运动通过无级变速器并且在第三卷轴125中实现了在相同的第一方向上的运动。第三卷轴125的旋转将使配重堆128提起。

在该实施方式中，当用户完成同心用户运动时，无级变速器现在被设置为空转模式，并且锁定/空转机构被设置为锁定模式。如果需要绞盘132改变配重堆128的位置，则第三缆绳131的量会减少或增加，这将使第二卷轴124旋转，第三卷轴125也将会旋转，配重堆128将因而移动，而不改变第一缆绳121的长度。

在该实施方式中，当用户进行偏心用户移动时，无级变速器被设置为锁定模式并且锁定/空转机构被设置为空转模式，因而配重堆132可被降低。

第四轴线可以包括入口点。在入口点与手柄1010之间有第一缆绳121的初始长度。通过将手柄1010远离滑轮匣134移动，增加了入口点与手柄1010之间的第一缆绳121的量。通过将手柄1010朝向滑轮匣134移动，减少了入口点与手柄1010之间的第一缆绳121的量。通过增加入口点与手柄1010之间的第一缆绳121的量，第一卷轴123在第一方向上旋转，因而第三卷轴125也在第一方向上旋转。第三卷轴125在第一方向上的旋转减少了配重堆128与第三卷轴125之间的第二缆绳127的量。通过改变入口点与手柄1010之间的缆绳的量，配重堆128可以(如果绞盘132被锁定)沿着第一线性轴线在两个方向上移动。假设绞盘132被锁定，当入口点与手柄1010之间的第一缆绳121的量增加时，配重堆128将在向上方向上移动，而当入口点与手柄1010之间的第一缆绳121的量减小时，配重堆128将在向下方向上移动。

图1至5中示出了实施方式之间的区别，而图6所示的实施方式添加了第一至第三卷轴123、124、125、无级变速器和第一至第三缆绳121、127、131的布置结构。这种布置结构的优点在于第一缆绳121相比前述实施方式中附接至手柄110、210、410、610、910的缆绳11、21、41、61、91，穿过较少的滑轮。由于第一缆绳121穿过较少的滑轮，所以与图1至5中所示实施方式的缆绳11、21、41、61、91所穿过的滑轮的数量相比，第一缆绳121所穿过的滑轮所传递的阻力更小，因而锻炼器械120相比于图1至5中示出的锻炼器械10、20、40、60、90能更好地响应。此外，通过将绞盘132与第一缆绳121隔离，与图1至5所示的本发明的实施方式相比，用户不太能够感觉到绞盘132的操作。如果本实施方式的绞盘132采用步进电机，则将绞盘132与用户隔离的优点将更加显著。

本发明的其他实施方式可以用任何其他构件替换手柄110、210、410、610、910、1010(并且在适当的情况下替换滑轮匣56、70、100、134)，使得实施方式可以用于进行各种各样的锻炼。不同构件的一实例是允许用户进行腿部伸展的杠杆。

现在将描述使用锻炼器械10、20、40、60、90、120的实例。

用户可能首先进行同心运动，这在图1和2的实施方式中是向下拉动手柄110、210，而在图3至6的实施方式中是将手柄410、610、910、1010远离滑轮匣56、70、100、134移动。锻炼器械10、20、40、60、90、120具有用于监测第一运动的设备，并且在第一运动期间，锻炼器械10、20、40、60、90、120应用第一操作模式。

当用户进行第一运动时，作为第一操作模式的一部分，绞盘18、28、48、80、99、132可以增加系统中的缆绳的量。如果用户移动手柄110、210、410、610、910、1010通过一个单位距离，则绞盘18、28、48、80、99、132可以以与用户移动手柄110、210、410、610、910、1010的速率成比例或相等的速率增加系统中的缆绳的量。在一个实例中，绞盘18、28、48、80、99、132可以在系统中引入0.5个单位的缆绳21、32、52、79(或者在从图4已知的实施方式中为的第二缆绳91，或者在从图6已知的实施方式中的第三缆绳131)。这意味着，对于在手柄110、210、410、610、910、1010与第一滑轮12、22、42、62、92、122之间距离每增加一个单位，用户将仅将提起0.25个单位的配重(或者在从图6已知的实施方式中，根据无级变速器的设置，用户将提起配重的距离可能不同)。

在该实例中，当用户进行第一运动时，由用户举起的配重将会小于不应用第一操作模式时的配重。更具体地，用户所经受的有效配重是在没有绞盘18、28、48、80、99、132的操作的情况下将会经受的配重的一半(或者在从图6已知的实施方式中，根据无级变速器的设置，用户所经受的有效配重可能不同)。

理想地，不管用户移动手柄110、210、410、610、910、1010有多快，绞盘18、28、48、80、99、132都快速且实时地跟踪用户的运动，以给出用户所经受的真实配重的一半的有效配重。用户的移动可以用任何合适的方式进行监视，下面给出一些实例。传感器可以附接至第一滑轮12、22(或者在从图3、4、5、6已知的实施方式的情况下的第三滑轮42、62、92、122)，并且传感器可以是旋转编码器。传感器可以检测滑轮12、22(或者在从图3、4、5、6中已知的实施方式的情况下的第三滑轮42、62、92、122)的旋转速率并将该信息实时通信至绞盘。例如，滑轮12、22(或者在从图3、4、5、6中已知的实施方式的情况下的第三滑轮42、62、92、122)可以在其上具有一标记或一系列标记，当该标记/每个标记经过传感器时传感器检测该标记或该一系列标记。绞盘可以得到这些信息并应用比例因子以便以一速率将缆绳引入系统，该速率为在任何时刻都能维持与用户将其添加至系统的速率成预定比例的速率。

在本发明的该实施方式中，锻炼器械10、20、40、60、90、120具有值为2的距离比率(或者在从图6已知的实施方式中，根据无级变速器的设置，该比率可能不同)。该距离比率，是用户需要将手柄110、210、410、610、910、1010移动多远以使配重堆14、24、44、76、94、128移动通过一设置的单位距离，与相较于在绞盘18、28、48、80、90、132被锁定且不进行任何活动的情况下(且在从图6已知的实施方式中，无级变速器的设置被锁定)为使配重堆14、24、44、76、94、128移动通过相同的所设置的距离而手柄110、210、410、610、910、1010所必须移动通过的距离之间的比率。两个距离的距离比率意味着为了使配重堆14、24、44、76、94、132移动通过一设置的单位距离，用户将必须使手柄110、210、410、610、910、1010移动通过一距离，该距离是在绞盘18、28、48、80、99、132被锁定的情况下用户必须将手柄110、210、410、610、910、1010移动通过的距离的两倍。

锻炼器械10、20、40、60、90、120具有用于检测第一运动何时已经完成的设备。有多种方法用来检测第一运动何时完成，并且本发明的实施方式并不限于特定的检测设备。

本发明的一些实施方式可以包括用于检测手柄110、210、410、610、910、1010已被用户移动的距离的传感器。传感器可以(如上所述)是旋转编码器，并且测量第一滑轮12、22(或者在从图3、4、5、6已知的实施方式的情况下的第三滑轮42、62、92、122)或一个或多个其他滑轮的旋转速率。传感器可以交替地监测已经通过第三滑轮15、25(或者在从图3、5、6已知的实施方式的情况下的第五滑轮45、95、130，或者在从图4已知的实施方式的情况下的第七滑轮78)的缆绳的长度。该传感器还可以包括存储器和处理器。传感器可以具有存储在存储器中的值，该值表示手柄110、210、410、610、910、1010为完成第一运动而已经为用户所移动的距离。传感器可以从存储器中检索该值并将该值与感测的距离进行比较。如果感测的距离等于或大于存储器中存储的值，则表示用户已完成第一运动。在该实施方式中，可以不需要其他传感装置。

本发明的其他实施方式可以包括用于监测用户施加到手柄110、210、410、610、910、1010的力的传感器。该传感器可以包括附接至第二滑轮13、23(或者在从图3、5已知的实施方式的情况下的第四滑轮43、93，或者在从图4的实施方式的情况下的第八滑轮73，或者在从图6的实施方式的情况下的第三卷轴125)(或系统的其他部分)的应变仪，使得应变仪监测施加到配重堆14、24、44、76、94、128的力。传感器还可以包括存储器和处理器。传感器可以将值存储在存储器中，该值表示施加到配重堆14、24、44、76、94、128的力。为了计算配重堆所移动的距离而从其他传感器得到信息，锻炼器械10、20、40、60、90、120可以计算用户在重复期间所做的功。

当力相对于时间的变化率等于零(或者低于阈值)时，传感器可以指示用户的移动已经停止。但是，这可能仅指示用户在用户运动期间已暂停，而不是用户已完成用户运动。

在本发明的其他实施方式中，为了确定用户是否已经完成第一运动，可以组合使用多个传感器。

以从图1已知的实施方式为例，当用户进行第一运动时，绞盘18被锁定并且不调整系统中的缆绳11的长度。如果绞盘被锁定，则一旦用户已经完成第一运动，用户将(在图1所示的实施方式中)已经把配重举起通过一距离，该距离是手柄110与第一滑轮12之间所增加距离的一半。

控制单元检测用户何时完成第一运动。这可以通过附接至第一滑轮12、22(或者从图3、4、5、6已知的实施方式的情况下的第三滑轮42、62、92、122)、任何其他滑轮、手柄110、210、410、610、910、1010或可以检测到缆绳移动的任何其他位置的传感器而被检测到(如上所述)。第一传感器可以监测滑轮是否已经停止移动。第二传感器可以监测已经越过滑轮的缆绳11、21、41、91(或者在从图4和6已知的实施方式中的第一缆绳61、121)的量。一旦用户已经完成第一运动，控制单元就可以从这些传感器得到输入并进行计算。

在一些实施方式中，一旦用户已经停止移动，用户就通过使用手柄110、210、410、610、910、1010上的开关来指示他们已经完成第一运动。可替代地，在本发明的其他实施方式中，用户可以使用语音识别、眼运动传感器而不是开关，或者控制单元可以将入口点与手柄110、210、410、610、910、1010之间的缆绳的量与标准距离进行比较，并计算用户已经完成第一运动的可能性。

在这个实施方式中，在第一操作模式之后有第三操作模式。一旦用户已经进行了第一运动，控制单元就可以向指示器发送指令以向用户显示不启动第二运动的指示，该第二运动可以是偏心运动。一旦用户已经完成第一运动，控制单元就可以开始第三操作模式，并指示绞盘18、28、48、80、99、132减少系统中缆绳11、21、41、91(或者在从图4已知的实施方式中的第二缆绳79，或者在从图6已知的实施方式中的第三缆绳131)的量，从而增加配重堆14、24、44、76、94、128的高度。锻炼器械10、20、40、60、90、120可基于距离比率计算配重堆14、24、44、76、94、128的高度的增加，并且如果绞盘18、28、48、80、99、132没有提供补偿措施，则指示绞盘18、28、48、80、99、132将配重堆14、24、44、76、94、128提起至用户在第一运动中将其抬举到的高度。

在本发明的其他实施方式中，如果绞盘18、28、48、80、99、132没有提供补偿措施，则绞盘可以将配重堆14、24、44、76、94、128提起到与用户在第一运动中将其抬举到的位置的不同高度处。绞盘18、28、48、80、99、132可以将配重堆14、24、44、76、94、128提起到比用户在第一运动中举起其时更低或更高的高度。移动配重堆14、24、44、76、94、128的绞盘18、28、48、80、99、132的优点在于可以实现用于第一和第二运动的不同距离比率，包括随用户进行多次重复而改变的比率。例如，用户可以进行包括十次重复的组。在包括十次重复的组中，对于第一个五次重复的第一运动，距离比率可以是比率为2，而对于第二个五次重复的第一运动，距离比率可以是比率为4。

在第三操作模式中一旦绞盘18、28、48、80、99、132已经增加了配重堆14、24、44、76、94、128的高度，就可向用户显示指示，指示用户可以进行第二运动。在这个实例中，绞盘18、28、48、80、99、132不提供补偿运动而是简单地“锁定”。在第二操作模式中。对于由手柄110、210、410、610、910、1010所移动的每个单位距离，用户在进行第二运动时降低配重通过的距离，该距离比其在进行第一运动时配重通过的距离更长，使得用户在进行第二操作时有效地经受更大的配重。在第二运动期间，在该实施方式中，有为1的距离比率(或者在从图6已知的实施方式中，用户可以使用无级变速器来设置不同的距离比率)。

在其他实例中，绞盘18、28、48、80、99、132在第二阶段期间进行补偿运动，或者实际上是增加有效配重感受的运动。

一旦用户完成了第二运动，控制单元就会进行计算。这可以再次基于传感器，一旦滑轮已经停止移动，该传感器就就会检测到。在一些实施方式中，控制单元可以接收来自传感器的输入，该传感器测量有多少缆绳已经通过滑轮。

一旦第二运动已经完成，锻炼器械10、20、40、60、90、120就准备好再次开始第一运动以进行新的重复。

在第二运动之后而在另外的第一运动之前，可能有第四操作模式。一旦用户已经完成第二运动，控制单元就可以开始第四操作模式，并指示绞盘18、28、48、80、99、132以增加系统中缆绳11、21、41、91(或者在从图4已知的实施方式中的第二缆绳79，或者在从图6已知的实施方式中的第三缆绳131)的量，从而减小配重堆14、24、44、76、94、128的高度。它并不适用于本实例，但是在本发明的一些实施方式中，用户可以完成第二运动而配重堆14、24、44、76、94、128可以不处于与用户开始第二运动时相同的位置。如果是这种情况，则锻炼器械10、20、40、60、90、120可以计算为了将配重堆14、24、44、76、94、128降低到地平面而需要被引入到系统中的缆绳11、21、41、91(或者在从图4已知的实施方式中的第二缆绳79，或者在从图6已知的实施方式中的第三缆绳131)的量。

在本发明的一些实施方式中，用户可以在锻炼器械10、20、40、60、90、120没有对系统中的缆绳长度做出任何主动调整的情况下进行第一运动或者第二运动。

参考图7，可以向用户提供控制以控制比率和练习。

在步骤301，用户选择控制要被举起的配重的设置。可替代地，这可以被永久设置，或者实际上可以提供常用的销系统以让用户选择在堆内将被举起的多个配重。可选地，用户随后在步骤302处选择使用恒定凸轮还是不对称凸轮(下文将更详细地描述)来练习。在步骤303处，用户选择用于同心用户移动和(单独地)偏心用户移动的距离比率。在该实施方式中，用户为同心用户移动选择的比率为2，而为偏心用户移动选择的比率为1。

在这个实例中，为了提供良好的监测水平并且提高监测的准确性，锻炼器械从大量传感器(每个输入可以有多于一个的传感器)得到五个输入，并且具有单独的控制单元，通信地耦接至该大量传感器。控制单元得到多个输入：由用户304施加的外力、第一滑轮305处的张力、第二滑轮306处的张力、第三滑轮307处的张力、通信至控制单元并存储在控制单元的第二滑轮308的位移以及存储器中的手柄309的位移。控制单元从存储器中检索表示用户将把手柄110、210、410、610、910、1010移动多远的值，然后再基于由用户选择的比率来计算将被施加给用户的内部力。在其他实施方式中，控制单元可以接收表示与用户相关联的唯一ID的输入，并且可以从存储器检索表示该用户通常把手柄110、210、410、610、910、1010移动多远的值。基于这些计算，控制单元向绞盘18、28、48、80、99、132发送指令。

在步骤310，当用户进行第一操作模式时，控制单元计算绞盘18、28、48、80、99、132将需要从系统中移除多少缆绳11、21、41、91(或者在从图4已知的实施方式中的第二缆绳79，或者在从图6已知的实施方式中的第三缆绳131)，以实现距离比率为2。当用户进行第一运动时，将要从系统中移除的缆绳的量通信至绞盘18、28、48、80、99、132，并且绞盘18、28、48、80、99、132把缆绳从系统移除。

用户进行第一运动并且在步骤313处，一旦用户已经完成了第一运动(如上所述)，锻炼器械10、20、40、60、90、120就会检测到。在步骤314处，锻炼器械进行第三运动并指示绞盘18、28、48、80、99、132减少系统中缆绳11、21、41、91(或者在从图4已知的实施方式中的第二缆绳79，或者在从图6已知的实施方式中的第三缆绳131)的量，从而基于距离比率增加配重堆14、24、44、79、91、121的高度。

在步骤315处，控制单元计算是否开始第二操作模式，并且在用户正在进行第二运动时将更多的缆绳11、21、41、91(或者在从图4已知的实施方式中的第二缆绳79，或者在从图6已知的实施方式中的第三缆绳131)引入系统。这可以基于由用户在步骤303中指示的距离比率。

在本发明的其他实施方式中，用户或第三方可以向控制单元指示他们已经完成了第一或第二运动。这可以通过语音识别或由眼运动传感器，经由锻炼器械10、20、40、60、90、120的任何零件上的开关(尤其是手柄上的开关，或脚踏开关)来实现。向控制单元指示用户已经完成第一或第二运动的设备可以通过有线或无线设备通信地连接至控制单元。在其他实施方式中，加速度计可以附接至手柄110、210、410、610、910、1010，并且加速度计可以通过有线或无线设备连接至控制单元。控制单元可以使用来自加速度计的输入来计算用户何时已经开始或完成用户移动。

用户还可以以轻配重，诸如配重堆14、24、44、76、94、128上最轻的配重，或可替代地，甚至更轻的校准配重进行初始的第一和第二运动，以便让控制单元可以校准一系列运动。

一旦用户已经完成了第二运动，控制系统接着计算是否需要在开始另外的第一运动之前对系统中缆绳11、21、41、91(或者在图4的实施方式中的第二缆绳79，或者在图6的实施方式中的第三缆绳131)的量做出调整，如果需要对系统中缆绳11、21、41、91(或者在从图4已知的实施方式中的第二缆绳79，或者在从图6已知的实施方式中的第三缆绳131)的量做出调整，则控制单元将指示绞盘18、28、48、80、99、132以开始第四操作模式。在其他实施方式中，当用户在进行第一运动时，控制系统向绞盘提供指令以调整系统中缆绳11、21、41、91(或者在从图4已知的实施方式中的第二缆绳79，或者在从图6已知的实施方式中的第三缆绳131)的量。

在一些实施方式中，控制单元在用户锻炼时持续监视用户的行为并且动态地改变用于第一和第二运动的距离比率。当用户在第一和第二运动之间静止时，这个比率可能会改变，或者当用户进行第一或第二运动时，该改变也可能会发生。距离比率也可以随着用户进行重复而变化。例如，距离比率可能需要用户在第一个五次重复中更用力，并且可能需要用户以相对轻松的方式在第二个五次重复中用力。该比率的变化可以是可编程的，或者可替代地，用户可能能够从多个预设选项中，或者简单地通过在连接至控制单元的触摸屏上描绘想要的比率曲线，以选择比率的变化。控制单元还可以向配重堆14、24、44、76、94、128或提供内部力的其他设备提供指令，以便在用户锻炼时调整内部力。内部力的调整可以在用户静止时在第一和第二运动之间发生，或者其可以在用户进行第一或第二运动时发生。

本发明的实施方式可以具有代替第一滑轮12、22(或者在从图3、4、5、6中已知的实施方式的情况下的第三滑轮42、62、92、122)的不对称凸轮，或者可替代地，代替任何其他滑轮。其他实施方式可以向用户呈现恒定凸轮(即，常规滑轮)，或者代替第一滑轮12、22(或者在从图3、4、5、6中已知的实施方式的情况下的第三滑轮42、62、92、122)的非对称凸轮，或者可替代地，代替任何其他滑轮的选择。使用与恒定凸轮相对的非对称凸轮的优点在于，凸轮的形状可以定制以针对特定的练习以及用户的肌肉在强度上如何变化，因而当通过重复来移动配重时产生有效的外力。

在一些实施方式中，操作模式可以在第一或第二用户运动期间改变。能够改变操作模式的优点在于锻炼器械10、20、40、60、90、120可以复制不对称凸轮的动作。当使用标准滑轮进行重复时，锻炼器械对用户的运动提供的阻力将相对恒定。如果使用不对称凸轮，则阻力将不会恒定。例如，如果不对称凸轮具有突出部，则相较于在凸轮轮廓的平坦部位上移动缆绳时的花费的力气，可能需要花费更多的力气才能使缆绳在突出部上移动。通过在第一或第二用户运动期间改变操作模式，锻炼器械可以随着用户进行重复而将缆绳从系统中移除以及引入至系统中，如上所述，这将改变用户所经受的有效配重，因而有助于用户移动或对用户移动提供更多的阻力。这意味着，在第一运动和第二运动的不同点处，对用户动作的阻力可以如对不对称凸轮的阻力一样变化。

在使用传感器来监测滑轮的移动或系统中缆绳的量的本发明的实施方式中，传感器可以是RFID标签或其他感测设备。在一些实施方式中，RFID标签可以包括位于第一滑轮12、22(或者在从图3、4、5、6中已知的实施方式的情况下的第三滑轮42、62、92、122)附近的传感器，而缆绳11、21、41、91(或者在从图4、6中已知的实施方式的第一缆绳61、121)可以沿着缆绳具有以一定规律间隔的标记。传感器可以监测标记移动通过传感器有多快，并且结合描述缆绳上的标记之间的距离的信息，可以计算有多少缆绳已经通过了传感器，因而系统中有多少缆绳，并且RFID标签可将该情况通信至绞盘18、28、48、80、99、132。在其他实施方式中，旋转编码器可以附接至RFID标签，并且传感器可以直接监测第一滑轮12、22(或者在从图3、4、5、6中已知的实施方式的情况下的第三滑轮42、62、92、122)或系统中的任何其他滑轮的旋转。传感器还可以包括处理器和存储器，并且得到关于有多少缆绳已经通过了传感器或者第一滑轮12、22(或者在从图3、4、5、6中已知的实施方式的情况下的第三滑轮42、62、92、122)已经转了多少圈的信息，来进行对于关于系统中有多少缆绳的计算，并且传感器可以在本地进行这些计算。可替代地，传感器可以简单地通信标记通过传感器到达远程处理器和存储器有多快，并且计算可以远程进行。

传感器还可以包括应变仪。在图1所示的实施方式中，应变仪可以位于配重堆14、24、44、76、94、128与第二滑轮13、23(或者在从图3、4、5、6中已知的实施方式的情况下的第三滑轮42、62、92、122)之间。应变仪将测量由配重堆14、24、44、76、94、128施用在应变仪上的向下的力，并且该信息可以被通信至控制单元，使得控制单元可以了解(take intoaccount)用户正在举起的配重堆14、24、44、76、94、128的质量。在一些实施方式中，如果配重堆14、24、44、76、94、128上没有选择配重，或者如果固定配重的销丢失了，则这样的布置结构也可以用于警告用户。

RFID标签可以具有唯一的识别码，使得控制单元可以识别它正在与哪个RFID正在进行通信。RFID标签或任何其他传感器可以通过从用户移动或从外部能源获得能量以供电。在其他实施方式中，传感器可以由电池供电。在一些实施方式中，传感器可以由市电(mains electricity)供电。

在本发明的一些实施方式中，绞盘18、28、48、80、99、132仅在用户静止时才操作，在其他实施方式中，绞盘18、28、48、80、99、132的操作可以以分步骤的方式进行。在本发明的其他实施方式中，绞盘18、28、48、80、99、132在用户进行第一或第二操作模式时操作，并且该操作可以以连续的方式进行。

如上所述，配重堆14、24、44、76、94、128可以包括不能由用户改变的单个质量块。配重堆14、24、44、76、94、128可以包括多个质量块，用户可以选择这些质量块来改变内部力。使用配重堆14、24、44、76、94、128的优点在于，例如，当与自由配重、标准缆绳器械或标准身体部位器械相比时，其提供了用户可能会熟悉的感受。配重堆14、24、44、76、94、128和第二滑轮13、23(或者在从图3和5已知的实施方式的情况下的第四滑轮43、93，或者在从图4已知的实施方式的情况下的第八滑轮73)可以在本发明的一些实施方式中由电磁场中的转子代替。在本发明的其他实施方式中，配重堆14、24、76、94、128和第二滑轮13、23(或者在从图3和5已知的实施方式的情况下的第四滑轮43、93，或者在图4的实施方式中情况下的第八滑轮73)可以由弹性物体代替，并且内部力是通过使弹性物体变形而产生的。可以考虑产生内部力的其他方法。在电磁场中使用转子来产生内部力的优点在于，锻炼器械的重量可以更轻，并且更容易移动。使用弹性物体来产生内部力的优点在于，弹性物体可以是轻的，生产便宜并且易于更换。

在本发明的一些实施方式中，任何缆绳11、21、41、91(或者在从图4的已知的实施方式中的第一缆绳61和第二缆绳79，或者在从图6已知的实施方式中的第一缆绳121、第二缆绳27和第三缆绳131)都可以用带状物(belt)代替。在其他实施方式中，可以使用芳纶(Kevlar)增强的缆绳或带状物。在进一步的实施方式中，可以使用由金属线增强的带状物。相较于使用缆绳，使用带状物的优点在于，负荷更加均匀地分布在各个单独的滑轮上，这可能延长锻炼器材中滑轮的寿命。

在本发明的一些实施方式中，绞盘18、28、48、80、99、132可以采用机动线轴的形式。在其他实施方式中，可以使用线性致动器。在图1所示的锻炼器械10中，线性致动器可以代替绞盘18和缆绳32，并且直接附接至第五滑轮17。在从图1已知的实施方式中，线性致动器可以具有与它所替换的绞盘18相似的效果，并且将移动第五滑轮17，使得第三滑轮15与手柄110之间的缆绳的量根据需要增加或减少。

在图2所示的锻炼器械20中，线性致动器可以代替绞盘28并且附接至缆绳21。在从图2已知的实施方式中，线性致动器将具有与它所替换的绞盘28类似的效果，并且将增加和减少第三滑轮25与手柄210之间的缆绳的量。

在图3所示的锻炼器械40中，线性致动器可以代替绞盘48并且附接至缆绳52，并且直接附接至第七滑轮47。在从图3已知的实施方式中，线性致动器可以具有与它所替换的绞盘48类似的效果，并且将移动第七滑轮47，使得第五滑轮45与手柄410之间的缆绳的量根据需要增加或减少。

在图4所示的锻炼器械60中，线性致动器可以代替绞盘80并且附接至第二缆绳79。在从图4已知的实施方式中，线性致动器将具有与它所替换的绞盘80类似的效果，并且将增加和减少第十一滑轮78与附接点72之间的第二缆绳79的长度。

在图5所示的锻炼器械90中，线性致动器可以代替绞盘99并且附接至缆绳91。在从图5已知的实施方式中，线性致动器将具有与它所替换的绞盘99类似的效果，并且将增加和减少第八滑轮98与手柄910之间的缆绳91的长度。

在图6所示的锻炼器械120中，线性致动器可以代替绞盘132并且附接至第三缆绳131。在从图6已知的实施方式中，线性致动器将具有与它所替换的绞盘132类似的效果，并且将增加和减少第五滑轮130与第二卷轴124之间的第三缆绳131的长度。

使用机动线轴或线性致动器的优点在于，它们的尺寸不同并且具有与绞盘18、28、48、80、99、132相比不同的功率与配重的比率。这允许锻炼器械10、20、40、60、90、120针对其将被操作的位置进行定制。

在一些实施方式中，绞盘18、28、48、80、99、132可以包括控制单元。该控制单元可以通过有线或无线设备与传感器或多个传感器通信地耦接。在本发明的其他实施方式中，控制单元可以与诸如智能电话、台式装置、智能手表，智能腕带、活动追踪器或其他装置的外部装置通信。由控制单元接收到的数据可以来自一个或多个滑轮12、13、15、16、17、22、23、25、42、43、45、46、47、53、54、55、58、59、62、63、64、65、66、68、69、73、74、77、78、92、93、95、96、97、98、101、102、122、129、130、135、136上的传感器。该数据可以包括关于滑轮12、13、15、16、17、22、23、25、42、43、45、46、47、53、54、55、58、59、62、63、64、65、66、68、69、73、74、77、78、92、93、95、96、97、98、101、102、122、129、130、135、136的移动的信息。本发明的其他实施方式可以包括配重堆14、24、44、76、94、128上的传感器，而该传感器将关于内部力的信息通信至控制单元。一些实施方式可以包括手柄110、210、410、610、910、1010上的传感器，该传感器与控制单元通信。从手柄110、210、410、610、910、1010收集的数据可以包括心率信息。本发明的其他实施方式可以从手柄110、210、410、610、910、1010收集指示危险情况的信息，例如，如果用户在进行第一或第二运动时已经释放了手柄110、210、410、610、910、1010。

控制单元可以包括微处理器、RAM和存储器。控制单元可以从任何传感器接收数据并将其存储在存储器中。控制单元可以从存储器检索数据并且对数据进行计算。由控制单元进行的计算的输出可以由控制单元用来计算用户正在进行第一运动还是第二运动。控制单元可以计算用户正在进行第一运动还是第二运动。

控制单元可以通信地耦接至显示装置。该显示装置可以显示用户已经进行了多少次重复、用户的心率、用户卡路里计数或用户可能需要的任何其他信息。显示装置可以是触摸屏装置，并且用户可以能够输入由控制单元使用的信息，例如用户体重或用户年龄。用户可以输入关于内部力的信息，使得用户不需要直接与配重堆14、24、44、76、94、128进行交互。在其他实施方式中，控制单元可以与诸如智能电话、台式装置、智能手表、智能腕带、活动追踪器或其他装置的外部装置通信地耦接。用户可以能够通过外部装置输入信息。控制单元可以将用户已经输入的信息存储在存储器中。控制单元可以从存储器中检索用户已经输入的信息并且对其进行计算。

在一些实施方式中，控制单元可以能够通过使用唯一识别代码来跟踪用户。这可以是用户通过显示装置或通过外部装置输入的代码。可替代地，外部装置可以例如通过装置的MAC地址，通过在代码已由用户输入或通过其他配对(paring)手段输入后存储代码，来自动提供唯一识别代码。

本发明的控制单元可以连接至本地网络或更广泛的网络(例如互联网)，以便将关于用户的信息上传至中央服务器或通过分布式网络。用户可以通过不同的外部装置并从与本发明不同的位置访问该信息。该信息可以由与本发明的位置相同的其他锻炼器械进行访问，或者可以由与本发明的位置不同的锻炼器械进行访问。锻炼器械10、20、40、60、90、120可以访问这样的信息以便计算传递给用户的用户力。

在本发明的其他实施方式中，不需要用于实时跟踪用户的移动的系统。当用户开始第一或第二运动时，缆绳可以以恒定的速率被引入至入口点与构件之间，以便减小用户所经受的有效配重。在用户进行第一或第二运动的整段期间内，缆绳可以继续被引入至入口点与构件之间。这样的实施方式可能需要用于检测用户何时开始或完成第一和第二运动，或者用户可以通过使用开关、语音识别或眼运动传感器来指示他们即将开始或结束第一或第二运动的系统。该实施方式还可以检测到在入口点与构件之间已经引入了的一定量的缆绳，以确定用户何时结束了第一或第二运动。可替代地，缆绳可以以例如第一速率和第二速率被引入至入口点与构件之间。第一速率与第二速率之间的改变可以基于通过入口点的缆绳的量，或者用户指示他们所希望改变的速率。

如图700所示，本发明的另一个实施方式可以应用于升降机/抬升机构。图700包括升降机机构750。升降机机构750包括配重709、第一缆绳710、第二缆绳706、第一滑轮708、第二滑轮705、第三滑轮704、第一构件707、第二构件703、绞盘702和升降机厢(car)701。这些部件布置在升降机井(未示出)中。第一缆绳710具有附接至配重709的远端。第一缆绳710从配重709向上经过以越过第一滑轮708，该第一滑轮优选地布置在升降机井的顶部。第一滑轮708竖直定向并且可围绕第一轴线旋转。马达(未示出)为第一滑轮708提供动力。第一滑轮708带有槽，使得其可以抓握第一缆绳710并且移动第一缆绳。第一缆绳710从第一滑轮708向下延伸，并且第一缆绳710的近端附接至第一构件707的远端处的第一附接点711。

朝向第一构件707的近端附接的是第二滑轮705。在第一构件707的近端处是第二附接点712。第一构件707和第二滑轮705可以包括第一单元，使得这些部件彼此固定并且它们之间的距离不变。第一单元竖直定向并且可以沿着大致竖直的第一线性轴线在两个方向上移动。例如，第一单元可以布置成沿着竖直轨道(未示出)移动，以允许该运动发生。

第三滑轮704、第二构件703和升降机厢701包括第二单元，使得这些部件彼此固定并且它们之间的距离不变。第三滑轮704附接至第二构件703的远端附近。第二构件703的近端大致附接至升降机厢701的顶盖。第二单元竖直定向并且可以沿着大致竖直的第二线性轴线在两个方向上移动。例如，第二单元可以布置成沿着竖直轨道(未示出)移动，以允许该运动发生。第二单元大致竖直地布置在第一单元下方。

第二缆绳706在远端处附接至第二附接点712。第二缆绳706从第二附接点712向下延伸并且在第三滑轮704下方。第三滑轮704竖直定向并且可围绕第三轴线旋转。第二缆绳706从第三滑轮704向上延伸以越过第二滑轮705。第二滑轮705竖直定向并且可围绕第二轴线旋转。第二缆绳706从第二滑轮705向下延伸并且在近端处附接至绞盘702。绞盘702附接至升降机厢701的顶盖。绞盘702可以被操作以旋转滚筒(未示出)，第二缆绳706围绕该滚筒绕制。绞盘702因此可以增加或减少从绞盘702延伸的第二缆绳706的长度。

第二缆绳706围绕第三滑轮704连续地缠绕，越过第二滑轮705并且进入绞盘702。

在一些实施方式中，第一滑轮708是带槽的驱动滑轮。

在使用中，绞盘702可以或处于锁定模式，或处于解锁模式。

如果绞盘702处于锁定模式，则当机动第一滑轮708在第一旋转方向上旋转时，平衡物709提起而升降机厢701降低。当机动第一滑轮708在相反的第二旋转方向上旋转时，平衡物709降低而升降机厢701被提起。机动第一滑轮708的各个旋转都将升降机厢701和平衡物709两者提起和降低固定的量。

如果绞盘702处于解锁模式，则随着升降机厢701由于机动绞盘708的移动而提起和降低，第二附接点712与绞盘702之间的第二缆绳706的长度可以增加或减少。这将导致升降机厢701以与平衡物709不同的速率移动。

这种布置结构的优点在于，传递给升降机厢701的惯性可以变化。例如，在接近停靠点时，为了保证用户的舒适性，优选地对升降机厢701传递小惯性量。然而，为了使升降机厢701在升降机井上快速地上下移动，优选高惯性量。为了平衡这些相互矛盾的要求，当升降机厢701移动时，绞盘702可以增加或减少第二缆绳706的量。

在使用中，升降机机构750可以结合具有较大惯性的第一滑轮708以便快速地移动升降机厢701。然而，当升降机厢701接近例如要求的层的停靠点时，需要具有低惯性的系统。当厢接近停靠点时，绞盘702可以调整绞盘702与第二附接点712之间的第二缆绳706的长度。通过缩短或延长第二缆绳706的长度，升降机机构750可以利用低惯性系统来对升降机厢701的位置做出小的调整。

在使用中，随着升降机机构750将升降机厢701从较低层移动至较高层，第一滑轮708与升降机厢701之间的第一缆绳710的长度缩短。同时，当升降机厢701从较低层开始移动时，升降机机构750可以延长绞盘702与第二附接点712之间的第二缆绳706的长度，以便减少在升降机厢701内所经受的加速度。

随着升降机厢701在升降机井上向上移动，升降机机构750可以减小绞盘702和第二附接点712之间的第二缆绳706的长度。

当升降机厢701接近高层时，升降机机构750可以延长绞盘702与第二附接点712之间的第二缆绳706的长度，以便减少在升降机厢701内所经受的减速度。

在第一操作模式中，绞盘702可以通过控制机构设置到锁定位置。在这种操作模式中，升降机厢701以与平衡物709相同的速率，但在与平衡物709相反的方向上移动，速率与方向两者都取决于第一滑轮708的旋转速率。

在第二操作模式中，绞盘702可以改变绞盘702与第二附接点712之间的第二缆绳706的长度。以这种方式，升降机厢701以与平衡物709不同的速率移动，并且升降机厢701的移动速率不唯一地取决于第一滑轮708的旋转速率。

在本说明书和权利要求书的使用中，术语“包括(comprises)”和“包括(comprising)”及其变体意指包括特定的特征、步骤或整体。这些术语不应被解释为排除其他特征、步骤或部件的存在。

在前面的描述或下面的权利要求或附图中公开的特征，以其特定形式，或者根据用于进行所公开的功能的手段或用于获得所公开的结果的方法或过程，被适当地、单独地或以这种特征的任何组合来利用，从而以其多种形式来实现本发明。

Claims (24)

1.一种用于将可变的用户力传递给用户的系统，所述系统包括：

线引导布置结构，包括能沿线性轴线在两个方向上移动的至少一个可移动的线引导件；

其中，力布置结构被布置为向所述至少一个可移动的线引导件施加至少一个内部力，其中，所述至少一个内部力抵抗所述至少一个可移动的线引导件沿着所述线性轴线在第一方向上的运动；

构件，所述用户能够与所述构件相互作用使得通过所述构件将所述用户力施加至所述用户；

线，具有远端和近端，所述线的远端附接至所述构件，所述线围绕所述线引导布置结构连续地缠绕；

所述系统还包括线调整布置结构，其中：

所述线调整布置结构附接至所述线，或被连接以使所述线引导布置结构的部件移动；

当所述线调整布置结构处于锁定模式时，通过所述构件移动的距离与由所述力布置结构移动的距离之间存在第一比率；

所述线调整布置结构可操作以在入口点与所述构件之间移除/引入所述线，或者主动地移动所述线引导布置结构的所述部件，以在所述构件移动期间更改通过所述构件移动的距离与由所述力布置结构移动的距离之间的比率；

使得当所述构件在第一方向上移动时所述用户进行第一运动，而当所述构件在第二方向上移动时所述用户进行第二运动；

其中，所述系统被配置为在所述第一运动期间应用第一操作模式，而在所述第二运动期间应用第二操作模式，其中，在所述第一操作模式和所述第二操作模式期间所述线调整布置结构以不同的方式改变所述入口点与所述构件之间的所述线的长度；以及

其中，所述线调整布置结构可操作以将比例因子应用于通过所述构件所移动的距离，以便以一速率移除或引入所述入口点与所述构件之间的线，所述速率在任何时刻都保持与所述用户移动所述构件的速率成预定比例。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述线调整布置结构可操作以在第一用户操作或第二用户操作期间改变操作模式，使得在所述构件的移动期间通过所述构件移动的距离与通过所述力布置结构移动的距离之间的比率在所述第一用户运动或所述第二用户运动期间不恒定。

3.根据权利要求1或2所述的系统，使得所述用户力与所述内部力成比例，并且所述用户力能够通过操控所述线调整布置结构而变化。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述第一操作模式或所述第二操作模式使得能够在不通过所述线调整布置结构应用所述入口点与所述构件之间的所述线的长度的任何主动变化的情况下进行所述第一运动或所述第二运动。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统被配置为当所述构件在所述第一运动与所述第二运动之间静止时应用第三操作模式，其中，所述线调整布置结构改变所述入口点与所述构件之间的所述线的长度。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述系统被配置为当所述构件在所述第二运动和另外的第一运动之间静止时应用第四操作模式，其中，所述线调整布置结构改变所述入口点与所述构件之间的所述线的长度。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第三操作模式和/或所述第四操作模式被配置为使得在所述第一运动和所述第二运动之后，所述系统中的所述线的长度与在所述第一运动之前相同。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述线调整布置结构能够以连续的方式调整所述系统中的所述线的长度。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述线调整布置结构能够以逐步的方式调整所述系统中的所述线的长度。

10.根据权利要求8或9所述的系统，其中，在使用中，所述内部力由重力场内的质量块施加。

11.根据权利要求8或9所述的系统，其中，在使用中，所述内部力由电磁场内的转子施加。

12.根据权利要求8或9所述的系统，其中，在使用中，所述内部力由弹性物体的形变施加。

13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述线为缆绳。

14.根据权利要求10所述的系统，其中，所述线为带状物。

15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述线调整布置结构包括机动线轴或绞盘。

16.根据权利要求13所述的系统，其中，所述线调整布置结构包括线性致动器。

17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述线调整布置结构能够由所述用户、第三方或所述用户及所述第三方两者操控，以改变所述入口点与所述构件之间的所述线的长度。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述线调整布置结构能够通过语音识别进行操控，以改变所述入口点与所述构件之间的所述线的长度。

19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述线调整布置结构能够用开关进行操控，以改变所述入口点与所述构件之间的所述线的长度。

20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述线调整布置结构能够通过眼运动识别进行操控，以改变所述入口点与所述构件之间的所述线的长度。

21.根据权利要求18所述的系统，还包括测量布置结构，以测量所述构件的移动。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，对所述线调整布置结构的操控通过实时系统而自动化，所述实时系统能够使用微处理器来处理至少所述用户力、所述内部力以及所述入口点与所述构件之间的所述线的长度。

23.根据权利要求21所述的系统，其中，对所述线调整布置结构的操控通过实时系统而自动化，所述实时系统能够通过机械方式处理至少所述用户力、所述内部力和所述入口点与所述构件之间的所述线的长度。

24.根据权利要求1、2、5-9中任一项所述的系统，其中，所述系统为锻炼装置。

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