CN117098580A - 马达驱动的升降架系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种通过线性致动器选择性地提升和降低杠铃的机动升降架。驱动的升降架可以在地板高度接合杠铃。线性致动器还可以选择性地升高和降低安全杆，旨在为单个用户“现场指导监督”杠铃。驱动的升降架实现在包括安全杆可以嵌套在其中的平台的系统中。该平台提供多个致动床供杠铃的用户使用。

Description

马达驱动的升降架系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年3月9日提交的美国临时申请号63/200，471的优先权的权益，其内容通过引用并入本文。

背景技术

每个环境都是资源有限的环境，并且健身房环境也不例外。健身房中部分但并非全部有限资源的示例如下。器材资源，诸如杠铃、杠铃配重、深蹲架、升降平台、力量架(powerrack)、床(bench)、哑铃、其他锻炼装置或机器以及器材所需的空间。人力资源，例如私人教练和可以在健身房“现场指导监督(spot)”您的人。此外，您在健身房的时间量(包括架设和拆卸器材以及等待器材可用的时间量)以及您用于训练计划和会员资格的资金都是额外的有限资源。当今大多数可用器材在最大化这些有限资源方面效率低下。

大多数多用途器材(例如力量架)不足以最大限度地利用这些有限的资源。力量架的一些但不是全部效率低下的情况如下。尽管力量架是多用途的，但许多力量架一次只能由一名用户有效使用。大多数力量架将杠铃保持在两个J形钩(或其上放置杠铃以方便使用力量架的类似装置)上。该杠铃未固定在J形钩上，J形钩位于沿着间隔开的框架构件放置的一系列竖直销孔中。因此，大多数力量架的用户需要通过首先移除杠铃(如果尚未放置)，然后将J形钩从框架构件拉出，并且然后将两个J形钩放置在间隔开的框架构件中的一系列竖直销孔中的一个中使得它们彼此正确对齐，来手动调节J形钩的高度。如果力量架具有安全杆(或安全销、带子或其他类似装置)，则也必须像J形钩一样手动调节它们。

此外，由于杠铃没有固定就位，因此在加载杠铃的另一侧之前完全加载杠铃的一侧是困难且危险的，因为当杠铃从离地高处不均匀加载时，杠铃可能会翻倒并从J形钩上掉落并落在某人身上。简而言之，用户不能在杠铃的一侧加载大配重然后再加载另一侧，因为没有任何东西将杠铃固定在J形钩上，并且杠铃可能会翻倒。

因此，大多数力量架在调节J形钩上的杠铃的高度、安全销/杆和/或改变杠铃上的配重时效率很低——健身房中的每个力量架每天课程内都会有数十个用户这一事实放大了这一点。因此，不同的用户除了改变杠铃上的配重之外，还必须不断地改变杠铃和安全销/杆的高度，然后才能开始他们的第一套动作。然后他们可能必须为接下来的每套动作再次执行此操作。

此外，大多数力量架可能要让用户手动放置用于卧推(或其他类似运动)的床(或其他类似装置)，必须将其移入和移出这些提举的位置，以便其他用户可以在没有床的情况下使用力量架。这使得在用相同杠铃训练需要使用相似的重量但进行不同提举的一个或多个人时效率更加低下。此外，大多数力量架可能要让用户手动放置提举块(lifting block)(或其他类似装置)，以从力量架上较高的起始位置执行杠铃运动。这种移动和重新定位提举块的手动过程对于最大化可以使用器材进行训练的人数和/或最小化需要使用相同杠铃在同一力量架上进行各种杠铃运动的人的时间量而言效率低下。

此外，大多数力量架可能很难训练多个人，即使他们在杠铃上使用相似的重量。例如，力量架可以被配置为用于使用户深蹲225磅，但即使第二用户需要硬拉225磅并且第三用户需要卧推225磅，也可能没有办法有效地重新配置器材，以使用相同的杠铃在同一个力量架上在彼此的几秒钟内完成这些提举。该示例中的用户将必须手动卸载/加载杠铃，为每个运动重新配置力量架，并且该过程效率低下。

此外，大多数力量架可能没有实时主动的″现场指导监督″系统(类似于用户如何″现场指导监督″彼此)，以便用户在其课时期间使用和/或训练他们如何使用正确的技术提举。这增加了不知道如何使用正确技术提举重量和/或不知道如何正确配置器材的用户受伤的风险。此外，对于没有力量或活动能力的用户来说，大多数力量架无法将未加载或加载的杠铃(或其他负载)从地板高度提举到可操作的高度。

需要一种系统来可以帮助最大限度地减少人们在健身房的时间、最大限度地减少训练器材所需的空间量、最大限度地增加可以在健身房训练的人数并降低训练期间受伤的风险。一种可以帮助健身房对于健身房所有者、投资者以及利用本发明进行训练的用户带来更多利润和成本效益的系统。

发明内容

概括地说，本发明的实施例提供了一种通过线性致动器选择性地升高和降低杠铃的系统。该系统可以在地板高度接合未加载的杠铃。线性致动器还可以选择性地升高和降低安全杆，以便为单个用户“现场指导监督”杠铃。本发明实现在一种系统中，该系统包括安全杆和致动床可嵌套在其中的平台。该平台提供多个致动床供杠铃的用户使用。立柱外侧的致动床还可以“现场指导监督”杠铃并倾斜，以使杠铃沿着平台滚动，从而对其重新定位以将其提举到地板上或提举回到杠支撑件上，并且可以使掉落的杠铃偏转远离提举者。

具体地，一种在地板和可操作高度之间选择性地致动在J形钩、安全杆、侧和中央致动床上的杠铃的系统，其中，杠铃搁置在其上的J形钩和/或安全杆设置有闩锁。本发明涉及自由重量训练系统，更具体地，可以是一种通过线性致动器选择性地升高和降低杠铃的马达驱动的升降架系统。马达驱动的升降架系统可以在地板高度接合未加载的杠铃。线性致动器还可以选择性地升高和降低安全杆，以便为单个用户“现场指导监督”杠铃。本发明实现在一种系统中，该系统包括安全杆和致动床可嵌套在其中的平台。该平台提供多个致动床供杠铃的用户使用。立柱外侧的致动床还可以“现场指导监督”杠铃并倾斜，以使杠铃沿着平台滚动，从而对其重新定位以将其提举到地板上或提举回到杠支撑件上，并且可以使掉落的杠铃偏转远离提举者。

本发明中实现的马达驱动的升降架系统使得在有或没有杠铃以及杠铃上有或没有配重的情况下调节侧和中央致动床、J形钩和安全杆的高度更加高效和精确。它还通过杆锁/闩锁将杠铃固定在J形钩上或安全杆中的凹口中，以便更高效地加载和卸载配重。整个系统使用户能够通过线性致动器经由J形钩、安全杆或侧致动床选择性地将杠铃从地面高度提举。它还可以更高效地最大化使用器材的人数，因为多个人可以在使用相同的重量的同时进行不同的杠铃锻炼。例如，某人卧推225磅，而某个其他人需要硬拉225磅。当该人卧推225磅之后，本发明可以降低床并将在J形钩上的杠铃降低到地板高度。然后，它可以通过倾斜外侧床并将杠铃滚动就位，将杠铃重新定位到平台中间，以便另一个人硬拉225磅。硬拉之后，这个过程很容易逆转，使得原来的人就可以再次卧推225磅。

另外，本发明中实现的马达驱动的升降架系统通过具有冗余的现场指导监督系统来在用户的训练课时期间有效地″现场指导监督″用户，从而降低了受伤的风险。这种现场指导监督系统的反应时间比人类现场指导监督者更快，并且可以“现场指导监督”比正常人可以现场指导监督的更重的重量。本发明通过训练用户如何正确地提举重量来进一步降低受伤的风险，并且通过具有命令和控制系统来将杠铃保持在系统上，降低了对其他旁观者造成伤害的风险，即使在杠铃被意外或有意地掉落在系统上时。

在本发明的一个方面，一种升降架包括多个立柱；容纳在每个立柱中的至少一个线性致动器；驱动每个线性致动器的马达；对于每个立柱，接口沿着该立柱的长度延伸；并且对于每个线性致动器，支撑过渡件操作地性将杆支撑件与至少一个线性致动器关联，使得杆支撑件选择性地能沿着接口移动。

根据本发明的另一方面，马达驱动的升降架系统包括以下：平台，其中每个立柱的近端连接到平台；该平台具有设置在多个立柱之间的第一致动床，其中马达与第一致动床操作性地关联，使得第一致动床选择性地能在延伸位置和缩回位置之间移动，其中，在缩回位置，第一致动床的上表面与平台的上表面大致齐平；平台具有设置在多个立柱外侧的至少一个第二致动床，其中马达与至少一个第二致动床操作性地关联，使得第二致动床选择性地能在延伸位置和缩回位置之间移动，其中，在缩回位置，第二致动床的上表面与平台的上表面大致齐平，其中至少一个线性致动器包括平行定向的支撑致动器和安全致动器，其中支撑致动器与支撑过渡件一起操作，其中安全致动器与安全杆操作性地关联，使得安全杆选择性地能在嵌套状态和升高状态之间移动，其中平台提供凹部，该凹部的尺寸被设置成在嵌套状态下接收安全杆，使得安全杆的上部部分与平台的上表面齐平；与安全致动器和安全杆的远端操作性地关联的安全过渡件，其中安全过渡件在远端处是U形的且在近端处是环形的，并且其中支撑过渡件是环形的，其中安全杆的远端具有空腔，该空腔的尺寸被设置为可滑动地接收杆支撑件，使得当安全过渡件和支撑过渡件处于相对于平台的共用高度时，杆支撑件至少基本上被接收在空腔中，其中每个杆支撑件具有篮，并且具有与篮连接的篮闩锁，使得在关闭位置和打开位置之间枢转，其中安全杆具有凹口，并且其中每个凹口具有与凹口连接的凹口闩锁，使得在关闭位置和打开位置之间枢转；多个横向构件，其将多个立柱的每个远端互连；并且马达设置在横向构件中；以及与多个立柱或多个横向构件连接的至少一个计算机和多个相机。

在本发明的又一个实施例中，升降架系统包括每个第二致动床与床致动器操作性地关联，使得选择性地能在多个倾斜取向之间移动，其中第二致动床的上表面可锁定在每个倾斜取向，从而限定相对于平台的入射角，其中入射角选择性地在零度到四十度之间的范围内。

在本发明的附加实施例中，一种升降架系统包括以下：平台；和与至少一个计算机联接的至少一个图像捕获装置，该至少一个计算机操作性地与升降架系统关联，其中该至少一个计算机被配置为提供关于升降架系统的用户进行锻炼的反馈，其中该反馈是锻炼期间所述用户的线框模型(wireframe model)，其中线框模型包括多个节点，其中每个节点表示所述用户的身体部分，其中该至少一个计算机被配置为确定锻炼期间相应的身体部分与平台之间的一个或多个参考角度；并且还包括以下：由平台支撑的多个立柱；容纳在每个立柱中的至少一个线性致动器；驱动每个线性致动器的马达；对于每个立柱，接口沿着该立柱的长度延伸；对于每个线性致动器，支撑过渡件操作性地将杆支撑件与至少一个线性致动器关联，使得杆支撑件选择性地能沿着接口移动；以及与杆支撑件中的一个或多个操作性地关联的健身工具，其中该计算机被配置为访问锻炼例程的数据库，并且部分地基于数据库和线框模型之间的第一比较，选择性地启动马达以移动至少一个线性致动器；并且还包括设置在多个立柱之间的致动床，其中马达与致动床操作性地关联，使得致动床选择性地能在延伸位置和缩回位置之间移动，其中该计算机被配置为部分地基于数据库和线框模型之间的第二比较，选择性地启动马达以移动致动床。

参考以下附图、描述和权利要求将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。

附图说明

图1是本发明的示例性实施例的透视图。

图2是本发明的示例性实施例的透视图，示出了中央致动床和安全杆的部署。

图3是本发明的示例性实施例的透视图，示出了侧致动床的部署。

图4A是本发明的示例性实施例的侧立面图，为了清楚起见，部分被剖开。

图4B-4C是4A的详细视图。

图5是本发明的水平构件的示例性实施例的俯视平面图，为了清楚起见，部分被剖开。

图6是沿图3中的线6-6截取的本发明的示例性实施例的详细剖视图。

图7是沿图3中的线7-7截取的本发明的示例性实施例的详细剖视图。

图8是沿图3中的线8-8截取的本发明的示例性实施例的剖视图，示出了侧致动床的倾斜功能的部署，为了清楚起见，部分被移除。

图9是本发明的替代实施例的透视图。

图10A是本发明的示例性实施例的侧视图，示出了用户的数字图像。

图10B是本发明的示例性实施例的示意图，示出了覆盖在图10A的用户的数字图像上的线框。

图10C是本发明的示例性实施例的示意图，示出了用于分析的图10B的线框。

图11是沿图2中的线11-11截取的本发明的示例性实施例的剖视图，示出了中央致动床的部署，为了清楚起见，部分被移除。

图12是本发明的示例性实施例的透视图。

图13是本发明的示例性实施例的示意图。

具体实施方式

以下详细描述是执行本发明的示例性实施例的当前设想的最佳方式。该描述不应被理解为限制性的意义，而是仅仅为了说明本发明的一般原理的目的，因为本发明的范围由所附权利要求最佳地限定。

现在参考图1至图13，下面是附图的逐项附图标记列表。用于本发明当前实施例的以下参考的任何假设量和命名约定不是限制性的，而是为了让读者理解执行本发明示例性实施例的当前设想的最佳方式。

20马达驱动的升降架系统(或“系统”)、30平台、40侧致动床、50中央床、55可调节床、60框架、62A-62D立柱、64A-64D横向构件、66相机、68计算机、70杆支撑件、70A杆支撑过渡件、70B致动器、70C蜗轮、70D蜗杆、70E蜗杆轴、70F驱动轴、71杆支撑件闩锁、72篮、73接口、74马达、80安全杆、80A安全杆过渡件、80B致动器、80C锥齿轮和蜗轮、80D蜗杆、80E蜗杆轴、80F驱动轴、80G锥齿轮、80H锥齿轮轴、80I锥齿轮、80J致动器、80K安全杆过渡件、81安全杆闩锁、82安全杆凹口、83A-B接口、84马达、86安全杆空腔、88安全杆凹部、90剪刀式升降致动器、100相机框架、110提举者、112轮廓、114线模型、116参考角度、120杠铃和121配重盘。另外，80A1-2为80A的远端和近端，80K1-2为80K的远端和近端，并且70A1-2为70A的远端；和近端。

现在参考图1至图12，本发明可包括系统20。系统20可包括框架60，框架60具有从平台30延伸的四个竖直立柱62A-62D。四个水平构件64A-64D可将竖直立柱62A-62D的远端互连，如图1至图5和图12所示。

平台30的尺寸可以被设置成并且适于沿着支撑表面固定竖直立柱62A-62D。平台30可提供在每对纵向立柱(例如，62A和62C是一对纵向立柱)之间延伸的安全杆凹部88。每个安全杆凹部88的尺寸被设置成在嵌套状态下接收与相应的一对纵向竖直立柱操作性地关联的安全杆80。在嵌套状态下，所述安全杆80的最上部分与平台30的上表面大致齐平。

每个安全杆80可提供用于接收杠铃120的一部分的安全杆凹口82。闩锁81可封闭安全杆凹口82的上部部分，从而防止杠铃120的被接收部分被提举出凹口82。在嵌套状态下，安全杆凹口82可占据平台30的上表面下方的空间。因此，当安全杆80分别地在平台30和/或侧致动床40与关联的成对纵向立柱62A-62C和62B-62D的远端之间从嵌套状态移动到升高状态时，由平台30和/或侧致动床40支撑的杠铃120可被凹口82接合。

平台30可以提供设置在两对纵向立柱之间并且邻近第一对横向立柱(例如，62A和62B是一对横向立柱)设置的中央致动床50。中央致动床50可在缩回位置(参见图1)和延伸位置(参见图2和11)之间移动。在缩回位置，中央致动床50的上表面与平台30的上表面齐平。在延伸位置，中央致动床50适合于容纳躺着的人类用户。中央致动床50可具有剪刀式升降致动器90或其他致动机构，用于使中央致动床50在缩回位置和延伸位置之间移动，其中致动机构由本发明提供动力，如图11所示。中央致动床50可以适于作为如图9所示的可调节床55。这些调适针对坐姿上斜、下斜或平卧卧推或其他类似的运动。应当理解，中央致动床50可以不位于立柱62A-D之间(如图1-3和12所示)。例如但不限于在立柱62A-D之间安装在平台30的外边缘上，安装在系统20上的其他地方或者在与系统20分离且靠近系统20的壁安装装置上，并且可以被降低/升高/枢转等进入用于卧推或其他类似运动的位置，并且当存放起来时不妨碍用户在系统20上进行其他运动。

平台30可提供设置在每对纵向立柱外侧的侧致动床40。每个侧致动床40可在缩回位置(参见图1)和延伸位置(参见图3和图8)之间移动。在缩回位置，每个侧致动床40的上表面与平台30的上表面齐平。在延伸位置，侧致动床40适于容纳一个或多个躺着的人类用户。每个侧致动床40可具有剪刀式升降致动器90或用于在缩回位置和延伸位置之间移动的其他致动机构，其中致动机构由系统20提供动力。侧致动床40可适于锁定在倾斜位置，如图8所示，提供床40的上表面和平台30之间的入射角“A”。入射角A还可以相对于与平台30平行的平面来确定，其中该平行平面为与床的上部部分/表面的初始非倾斜取向/位置关联，如图8所示。入射角A的范围可以从0度(与平台平行)到致动床的上部部分可提供的任何角度(在某些时候它可以接触平台30)。在一些实施例中，基于平台和致动床的拓扑结构，入射角可以是九十度或更大。这是为了使杠铃120在平台30上上下滚动以将其重新定位以用于其他提举以及使掉落的杠铃偏转远离用户。

两个致动器80B-J和70B可设置在每个竖直立柱62A-62D中。当致动器80B-J和70B延伸相应竖直立柱的相当长的长度时(在远端和近端之间，邻近平台30)，致动器80B-J和70B可以竖直定向并且相对于彼此处于平行关系。每个致动器80B-J和70B沿着相应的竖直立柱的外表面分别与致动器接口83A-B和73操作性地关联，如图6和7所示。对于每对纵向立柱，相应的致动器接口83A-B和73彼此面对，如图4A所示。致动器接口83A-B和73还延伸相应竖直立柱的相当长的长度。

在一些但不是全部实施例中，致动器80B-J和70B可以是具有平移螺母的蜗杆和齿轮千斤顶或其他形式的线性致动器。在一些实施例中，致动器接口83A-B和73可以是竖直立柱中的槽，其通过平移螺母线性致动器与相应的蜗杆和齿轮千斤顶连通。致动器接口83A-B和73的尺寸可被设置成并且适于分别接收过渡件80A-K和70A并与过渡件80A-K和70A操作性地关联。安全过渡件80K可以是U形的，以被接收并沿着安全杆致动器接口83A滑动，并且可以是环形80A，以被接收并沿着安全杆致动器接口83B滑动。支撑过渡件70A可以是环形的，以被接收并沿着支撑致动器接口73滑动。U形和环形彼此互补并且使得能够接近同一竖直立柱内以平行取向间隔开的相应致动器80B-J和70B。每个过渡件80A-K和70A可以通过相应的竖直立柱的远端被接收在其相应的致动器接口83A-B和73中。

每个过渡件80A/80K和70A分别具有远端80A1/80K1、70A1和近端80A2/80K2和70A2。远端80A1/80K1和70A1可以具有接合元件等，其尺寸被设置成并且适于与致动器80B-J和70B的相应接合元件操作性地关联。在某些实施例中，其中致动器80B-J和70B是螺杆致动器，远端80A1/80K1和70A1可以提供第一齿轮装置，该第一齿轮装置接合螺杆致动器的第二齿轮装置，使得非行进螺杆致动器的旋转(顺时针或逆时针)使过渡件80A/80K或70A在螺杆致动器的长度上线性向上或向下行进。过渡件80A2/80K2和70A2的近端可以分别可移除地或固定地附接到安全杆80和杆支撑件70。

参考图5，水平构件64A-64D可容纳具有驱动轴70F/80F的马达74/84(电动、气动等)，驱动轴70F/80F与蜗杆轴70E/80E、蜗杆70D/80D、蜗轮70C、蜗轮/锥齿轮80C、锥齿轮80G、锥齿轮轴80H、锥齿轮80I以及每个竖直立柱62A-62D中的致动器80B-J和70B联接，使得致动器80B-J和70B旋转，这转而选择性地移动相应的过渡件80A/80K或70A(即，导致其的行进)。本发明设想致动器80B和70B(在共用竖直立柱中)相对于彼此独立地可旋转。应当理解，本发明设想了施加力来提举杆支撑件70和安全杆80的其他方法，例如滑轮组滑轮系统(block and tackle pulley system)、液压、配重、其他螺旋千斤顶系统、线性致动器或带系统。应当理解，马达74/84、驱动轴70F/80F、蜗杆轴70E/80E、蜗杆70D/80D、蜗轮70C、锥齿轮轴80H、锥齿轮80G/80I、蜗轮/锥齿轮80C不需要被容纳在水平构件64A-64D中，它们可以容纳在如图9所示的平台30中、立柱62A-D中或者容纳在系统20上或内部的任何位置组合中。另外，马达74/84和驱动轴70F/80F可以与系统20分离，或者马达74/84可以联接并直接接合致动器80B-J、70B，以减少系统20的部件数量。

本发明的一个实施例可具有两个马达74/84，其相对于彼此独立地致动杆支撑件70和安全杆80。一个马达74可以通过接合驱动轴70F来引起杆支撑件70的平移，驱动轴70F旋转蜗杆轴70E，旋转蜗杆70D，接合蜗轮70C，蜗轮70C顺时针或逆时针旋转70B，这转而选择性地移动相应的过渡件70A(即，导致其行进)。一个马达84可以通过接合驱动轴80F来引起安全杆80的平移，驱动轴80F旋转蜗杆轴80E，旋转蜗杆80D，接合蜗轮/锥齿轮80C，蜗轮/锥齿轮80C顺时针或逆时针旋转锥齿轮80G和锥齿轮轴80H，其使锥齿轮80I顺时针或逆时针旋转，以接合80B-J的旋转，其转而选择性地移动相应的过渡件80A和80K(即，导致其行进)，如图4A-C和图5所示。应当理解，一个马达可以通过使用系统20中的更复杂的齿轮箱系统(未示出)来为致动器80B-J、70或剪刀式升降致动器90提供动力。

参考图4A，本发明可实现连接至每个杆支撑过渡件70A的近端的杆支撑件70。杆支撑件70可以包括但不限于J形钩。杆支撑件70限定用于支撑杠铃120的一部分的篮部分72。篮部分72具有深度。篮闩锁71可封闭篮部分72的上部部分，从而防止杠铃120的被接收部分被提举出篮部分72。应当清楚的是，杆支撑件70可以不是J形钩，而是可以包括可以接合各种健身器材(例如，哑铃、自由重量器械、阻力带等)或人类用户本身的一些部分的任何结构(例如，扁平的、球形的、圆柱形的等)。因此，杆支撑件70可以是“通用的”。另外，应当清楚的是，安全杆80可以不是矩形杆，而是可以包括可以接合各种健身器材(例如，哑铃、自由重量器械、阻力带等)或人类用户自身的一些部分用于“现场指导监督”或安全目的的任何结构(例如，扁平的、球形的、圆柱形的等)。因此，安全杆80可以是“通用的”。

杆支撑件70和安全杆80竖直对齐(因为它们都连接到相同的竖直立柱)。每个安全杆80的远端可提供空腔86，篮部分72的深度可嵌套在该空腔86中。注意，安全杆80不必处于嵌套状态以使这种情况发生。尽管当这种情况在嵌套状态下确实发生时，则篮部分72的上部部分可以与平台30的上表面大致齐平(因为篮部分72占据安全杆80内的空间，使得，就像安全杆80凹口82一样，篮部分72可接收/接合支撑在平台30和/或侧致动床40和/或安全杆80的上表面上的杠铃120的一部分。

如果杠铃在平台30和/或侧床40和/或安全杆80上滚上或滚下，则立柱62A-D还可以用作杠铃120的止挡件。这可以防止杠铃120滚离系统。立柱62A-D、安全杆80和侧致动床40可以包括(连同相机66、计算机68等，其在下面更详细地公开)协同系统，以控制杠铃120在系统20上的位置。该系统可以防止杠铃120滚离系统20。

如果提举者要求的话，致动侧床40和安全杆80还可以帮助提举者从杆支撑件70“提举起”或提举回到杆支撑件70。中央床50可以用作蹲在其上的表面，就像用于箱式深蹲的箱子一样。对于系统20的该使用，用户会将杠铃120放置在凹口82中，其由安全杆80抬升到用户的高度以开始深蹲，并且中央床50被致动到适当的用户人体测量学以进行深蹲。用户会将重量从凹口82提举起，同时面向计算机68以深蹲到中央床50。在深蹲期间，凹口82将被安全杆80降低，使得它们不会妨碍用户深蹲到中央床50。然后，当用户深蹲到中央床50时，用户将站立回来，同时被安全杆80和/或侧致动床40现场指导监督，直到在深蹲的顶部杠铃120被放回到凹口82中。

框架60可支撑相机66和电连接的计算机68，以便于命令和控制可选择性地移动的安全杆80、侧致动床40、中央床50、可调节床55和杆支撑件70。计算机68可具有显示器和用于进一步启用命令和控制的用户接口。例如，计算机68可以被配置为基于由所连接的相机66捕获的像素选择性地移动杆支撑件70，从而相对于躺着地设置在中央致动床50上的人提供所需的杠铃120间距，以进行卧推或其他类似的运动。默认情况下，横向相对的杆支撑件70保持对齐。

应当理解，相机66可以不安装在立柱62A-D、横向构件64A-D或框架60上。相机66可以安装在它们自己的相机框架100上，如图9所示和/或与相机框架100分开安装。另外，应当理解，计算机68可以安装在系统20上或系统20内部的其他地方，例如但限于安装在如图9所示的相机框架100上和/或与系统20分开安装。

应当理解，可以存在系统20的替代配置的组合。例如但不限于保持横向构件64A-D但移动线性致动器马达、轴、螺杆和齿轮以容纳在平台30内部或立柱62A-D中。另外，这包括改变相机66放置位置、朝向提举者或平台30的向上/向下看的相机66角度(其中相机66聚焦以观察系统20)、相机支架100放置位置以及相机66的数量。

应当理解，侧致动床40可以另外修改为凹入低于平台30的表面，以允许失分数运动，例如失分数硬拉等。

应当理解，安全杆凹口81和杆支撑件70上的闩锁可以另外修改为通过计算机或其他电子系统以电子方式打开和关闭。

应当理解，本申请中描述的所有线性致动系统都可以修改为由人类用户提供动力的全手动系统。

应当理解，当杠铃120放置在杆支撑件70上在篮72或安全杆凹口82中并且分别通过闩锁71或81固定时，可以防止杠铃120移出这些位置和/或在固定时防止杠铃120旋转，以将杠铃120用作上拉杆，该上拉杆可通过使用本申请中所述的致动系统来调节至用户的高度。

计算机系统命令与控制应用

参考图13，计算机68可以帮助提举者通过使用相机66实时地进行锻炼计划、锻炼选择、计数和验证运动的重复是否被正确地执行。计算机68可以帮助提举者通过使用相机66加载/卸载杠铃120。计算机68可以通过使用相机66实时地帮助借助加载或未加载杠铃120的以下运动和变体的转换、使用、现场指导监督、教导、指导/技术校正(包括提升/降低加载或未加载的杠铃120和将其重新定位到平台30或侧致动床40或中央床50或可调节床55或杆支撑件70或安全杆80或从这些地方重新定位)：推；卧推；深蹲；硬拉；挺举(Clean)；挺举(Jerk)；抓举：这些运动的变体等。

计算机68可以执行语音命令和/或独立地将安全杆80、杆支撑件70、中央致动床50、可调节床55和侧致动床40设置到不同的高度，以便基于每个提举者的人体测量学进行更好地使用和更好的安全。

计算机68可以使用相机66来帮助通过配重121和/或杠铃120的视线提供重量验证。每个配重121具有不同的厚度、直径和/或颜色并且知道哪个配重121重特定的量。计算机68可以使用相机66来通过使用基于如图10A-C实时所示的人体测量学的身体参考角度116来帮助辅助转换、使用、现场指导监督、教导、指导/技术运动模式校正。例如，如果提举者在硬拉开始之前正确地设置其背部，则提举者的背部116和平台30之间的角度可以提供足够的数据。计算机68可以使用相机66来“查看”提举者/杠铃，相机66与控制系统20的计算机68连接以更好地辅助提举者。计算机68可以使用相机66来“查看”杆闩锁/锁71/81是否正在使用，以在它们被不当使用时帮助阻止系统20操作，以防止对系统20的损坏。

相机66可以相对于框架60放置在以下位置：一个前部中间；一个后中部；两个在中间侧面；并且每侧一个，从而捕获提举者和杠铃120的360度视觉覆盖。相机66可以从框架60的天花板上的安装件悬挂下来。当相机66从距离平台30的表面大约九英尺的天花板安装件悬挂时，相机66可以设置在距平台30的表面大约八英尺的位置。相机66可以处于固定和/或可移动位置。相机66可以被定向为向下看并且朝向平台30的中心。

计算机68可以被配置为通过获知杠铃120的负载以及杠铃120在系统20上以及系统20的网络中的其他系统20上的位置来提供后勤支持，其中计算机68可以向提举者传达他们当前和未来提举的下一步以及使用什么重量来最小化系统20的队列。例如，如果用户具有在彼此的几英尺内的多个系统20，并且在每个系统20上的每个杠铃120上具有不同/相似的负载，则计算机68将根据每个人的锻炼计算每个人的下一步以及做什么，并实时告诉他们以减少系统20上的队列。

系统20可以通过蓝牙或其他无线通信技术经由框架60上的耳机、扬声器等、其他软件应用或“智能”设备与提举者“交谈”。一个系统20可以通过系统20的网络中的WIFI、LAN或蓝牙与另一系统20或其他“智能”设备“交谈”。

系统20能够进行LAN、WIFI和/或以太网连线和/或连接到互联网以供教练现场指导、更新系统20和/或将数据传输到其他计算机68、中央计算机或数据存储器和处理系统。系统20可以插入电源插座、使用电池或其他电力存储和获取系统、具有USB插座、天线或接收器。计算机68可以被配置为跟踪系统20的磨损以用于工程更新并且在系统20的网络中的系统20之间传播磨损。

计算机68可以被配置为提供杠铃120上的重量验证，使得提举者使用正确的重量并防止杠铃120的误载。计算机68可以被配置为通过在杠铃120上提供相反的力通过减少杠铃上的感知负载来提供预先提举支撑。例如，杠铃120可能重达45磅，但是提举者在卧推上只能举起和放下35磅。因此，可以经由用于安全杆80的线性致动器80B-J和/或用于侧致动床40的致动器90施加十磅的向上力，以使杠铃120“重”三十五磅。

计算机68可以被配置为允许使用更先进的提举技术，例如偏心超载训练。例如，提举者将三百一十五磅的重量放在杠铃120上进行卧推，但只能卧推三百磅。提举者可以放下三百一十五磅，但是当将重量向上推，系统20可以通过用于安全杆80的线性致动器80B-J和/或用于侧致动床40的侧致动床致动器90提供帮助提举者承受重量所需要的十五磅或更大的力。

计算机68可以被配置成选择性地移动和锁定中央致动床50、侧致动床40、可调节床55、杆支撑件70和安全杆80，用于辅助提举者进行同心、偏心或等长提举方案(isometricweight-lifting regimen)。

计算机68可促进侧致动床40的倾斜功能，其可用于沿着平台30或侧致动床40或安全杆80重新定位杠铃120，如图8所示。通过顺时针或逆时针倾斜侧致动床40，杠铃120将在杠铃120上有或没有重量的情况下在该方向上滚动。该倾斜功能可以由获知侧致动床40的倾斜程度的计算机68进行控制。倾斜程度可以通过使用致动器90之一来改变，以使侧致动床40的一个部分比同一侧致动床40的其他部分升高或降低更多，从而产生倾斜。计算机68可以通过使用相机66获知杠铃120的位置，并且可以通过使用致动器90倾斜侧致动床40以控制杠铃120的位置。每个平台部分或关联的床40可以独立地进行控制以倾斜，以更大地控制杠铃120的滚动就位。类似地，平台30和侧致动床40还可用于帮助“接住”或“吸收”掉落的杠铃120，以帮助抑制声音并防止杠铃120弹离或弹向提举者。

篮闩锁71和凹口闩锁81可以由提举者手动控制，并且可以通过使用相机66和计算机68显示器来视觉地验证它们的固定。计算机68可以通过相机66验证篮闩锁71和凹口闩锁81的使用，使得如果使用不当则不会对系统20造成损坏。

计算机68可以控制系统20的所有马达和致动器以及相机66。计算机68还可以处理数据并将数据中继到网络中的其他机器、计算机、装置或中央计算机。计算机68可以实时收集关于每个提举者、关于所使用的配重、执行的运动、卸载/加载杠铃所花费的时间、休息以及每次提举所花费的时间(包括热身和工作组)的数据。以及当系统20在使用时器材在系统20上的定位。计算机68还可以收集关于每个提举者在队列中多久以及进入、离开和准备提举所花费的时间的数据或者教练、研究人员或用户本身想要的任何其他数据。

具有凹口82的安全杆80可以赋予系统20执行自回勾(mono-lift)的能力。例如，一个人想要使用自回勾功能深蹲225磅。当杠铃120定位在凹口82中时，他们将把杠铃120加载到225磅。他们将根据深蹲的需要将自己定位在杠铃120下方，然后通过站起来开始深蹲并将杠铃120移出凹口82，凹口82可以通过由相机66和计算机68系统控制的安全杆80来降低。然后，用户无需将他们的脚移至新位置即可蹲下。然后，在重复深蹲的底部，安全杆80和凹口82可以通过相机66和计算机68系统升起，使得提举者可以在重复结束时将重量推回到凹口82中。

安全杆80和侧致动床40可以彼此互补。它们可以提供更大的提举力和不同的方式来现场指导监督/协助提举者。当安全杆80升高到比平台30或侧致动床40稍高时，安全杆80可以提供“轨道”，从而防止杠铃120从系统20滚离。

因为自锁蜗杆和齿轮线性致动器70B和80B-J可用于立柱62A-D和致动器90，所以杆支撑件70、安全杆80、侧致动床40、中央床50、可调节床55的每个高度都是同时自锁的。这使得系统在断电、部件上重量下落的情况下更安全，并且在负载被移动、提举、下降或掉落在系统20上时通过在马达74/84和致动器90上施加较小的压力来延长对系统20提供动力的马达74/84和致动器90的寿命。

计算机68和相机66系统可以通过用户身体的近似来使用提举者人体测量学来确定关节与人体的其他部分之间的正确参考角度和距离，以便使提举者将自己配置为提举杠铃120、其他重物或装置。如图10A-C所示，提举者110的图像可以由相机66获取并简化为轮廓112和线模型114，用于计算机68的分析并供计算机68使用，从而配置用户以用正确的技术提举杠铃120或使用其他健身工具。图10B中的点被编号以描绘一个简单的示例，其中一些关键位置/节点但不是人体的所有位置用于计算参考角度和适当的技术。节点1和2分别表示颈椎C1和C7的位置，其余数字从右侧看时为奇数，表示用户的右侧。未显示的偶数表示同一位置的左侧。节点3是右肩关节，节点4是左肩关节。节点5是右肘，节点6是左肘等。节点7是右手腕，节点9是右手心，节点11是右髋关节，节点13是右膝，节点15是右脚踝，节点17是右脚跟，并且节点19是右脚趾。计算机68和相机66系统可以近似这些位置，以确定它们之间且彼此的距离，以最终计算提举者的人体测量学和提举的参考角度，从而实时利用正确技术执行。

本发明设想了一种线框模型锻炼例程的数据库，计算机68可以将所捕获的线框模型与该数据库进行比较，以便确定用户身体部分中的一个或多个的正确或不正确的定位。

计算机68向用户发出的语音命令可以是用户的语音、通用的“机器人”语音或其他语音，例如但不限于他们的教练或名人。

相机66和计算机68系统可以实时记录教练或进行锻炼的用户的运动，利用该运动可以让用户在他们自己的系统20上实时进行他们的锻炼以进行本地或远程训练。系统20可以通过实时指导这些运动来帮助所述锻炼例程的用户。

相机66和计算机68系统可以识别其他健身工具，例如哑铃、健身自行车、划船机、跳绳或任何其他健身工具，并且可以以与训练人们如何提举杠铃120相同的方式训练人们如何使用这些其他健身工具。这包括徒手运动。

相机66和计算机68系统可以通过视觉提示“现场指导监督”用户。例如，当系统20被配置为供用户进行卧推并且安全杆80和/或侧致动床40被升高到中央床50上的用户稍微下方的位置时，使得如果杠铃120掉落，他们可以举起并接触杠铃120而不是用户。例如，当用户位于中央床50上并将杠铃120从杆支撑件70上取下时，计算机68和相机66系统可以获知第一运动和位置是运动的开始和结束。在将杠铃120推回到初始位置之前，它可以知晓杠铃120将在运动的底部接触用户的胸部，因为计算机68可能具有锻炼的数据库并且知道对于该提举或其他提举或运动预期会是什么。当用户进行卧推时，如果他们由于受伤、肌肉衰竭或无法推动其胸部的重量或在运动的任何其他部分期间经历肌肉衰竭或其他原因而故意掉落杠铃120，则相机66和计算机68可以“看到”这一点并通过升高安全杆80和/或侧致动床40以接触杠铃120并帮助用户将重量放回到杆支撑件70来做出反应。这个过程可以非常类似于另一个人类用户如何使用视觉提示、肢体语言或语音命令“现场指导监督”另一个提举者。这包括用户使用语音命令或肢体语言，例如说“帮助”或摇头“不”，以使系统20帮助提举者。该现场指导监督过程不限于卧推，而是安全杆80和/或侧致动床40需要用来“现场指导监督”用户的任何运动。

应当理解，当本发明正训练用户时，出于训练目的，其可以考虑用户限制，例如但不限于运动范围、先前或当前的损伤等。应当理解，当杠铃120被楔入在杆支撑件70和安全杆80之间时，系统20可以“看到”这一点并防止对系统20的损坏。应当理解，系统20的优先级可以是用户的健康和不损害系统20。

平台、杆支撑件和安全杆规格

给出系统20的以下尺寸和规格，以便读者对系统20的相对大小有一般了解。系统20的许多方面可以改变。系统20可以比指定的大得多或小得多。平台30的底座尺寸可以是大约八英尺宽和大约九英尺长，底座的高度由剪刀式升降和用于剪刀式升降致动器90或其他致动装置的马达/致动器、驱动轴、支撑桁架等所需的空间确定，但总的来说，天花板(横向构件64A-D的顶表面)可以距离平台30的表面大约九英尺。

中央致动床50支撑表面可以是大约十英寸宽并且可以是大约四十八英寸长。致动床50可以延伸到平台30上方大约二十英寸。侧致动床40可以从平台30升高大约五英尺，并且它们的支撑表面可以大约二十八英寸宽并且可以大约一百零四英寸长。

竖直立柱的纵向间距可以是大约一百英寸。竖直立柱的横向间距可以约为四十八又二分之一英寸。竖直立柱62A-62D的长度可为大约九英尺。安全杆80可为大约两英寸宽、96英寸长。凹口82可以是沿着安全杆80的大约中间长度。

马达74/84、致动器90、蜗轮70C、蜗杆70D/80D、锥齿轮80G/80I、蜗轮/锥齿轮80C、驱动轴70F/80F、蜗杆轴70E/80E、锥齿轮轴80H和连接机构也可以容纳在平台30中或重新设计成位于立柱62A-D中。应当理解，马达74/84和驱动轴70F/80F可以与系统20分离。用于相机66和计算机68的布线可以位于水平构件64A-64D以及竖直立柱62A-62D的内部或在平台30内部。

系统20可具有终端，提举者可在其中手动控制系统20的各方面。终端可位于距平台30约五英尺的一个竖直立柱的朝外侧。

使用本发明的方法可以包括以下内容。可以提供所公开的系统20。提举者在杠铃120上没有附加的重量的情况下，将杠铃120放置在杆支撑件70上在篮72中。杠铃120用篮闩锁71固定，因此在通过计算机68的命令和控制功能操作线性致动器70B调节杠铃120高度或用重量加载杠铃120时，杠铃120不会从杆支撑件70脱离。为了调节杠铃120的高度，用户可以相应地选择性地操作马达74。在调节杠铃120高度和在杠铃120上加载重量之后，篮闩锁71可被移动至解锁状态，使得提举者可提举该重量。而且，提举者用户可以利用安全杆80及其空腔86的嵌套位置，通过致动杆的支撑件70提举由平台30和/或侧致动床40支撑的杠铃120，其被杆支撑件70的篮部分72占据。

如本申请中所使用的，术语″约″或″大致″是指值范围在指定数字的正负10％内。术语“基本上”是指达到整体的90％或更多。除非另有说明，否则本文中数值范围的列举并非旨在限制，而是涉及单独指落入该范围内的任何和所有值，并且这样的范围内的每个单独的值被并入说明书中，如同其在本文中单独列举一样。当伴随数值时，词语“约”、“大致”等应被解释为指示如本领域普通技术人员将理解的以令人满意地操作用于预期目的的偏差。值和/或数值的范围在本文中仅作为示例提供，并且不构成对所描述的实施例的范围的限制。本文提供的任何和所有示例或示例性语言(″例如″、″诸如″等)的使用仅旨在更好地说明实施例，并且不对实施例或权利要求的范围构成限制。说明书中的任何语言不应被解释为指示任何未要求保护的元素对于所公开的实施例的实践是必需的。

在下面的描述中，应当理解，诸如″第一″、″第二″、″顶部″、″底部″、″上″、″下″等术语是为了方便起见的词语并且不应被解释为限制术语，除非有相反明确说明。

当然，应当理解，前述内容涉及本发明的示例性实施例，并且可以在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下进行修改。

Claims (20)

1.一种升降架系统，包括：

多个立柱；

容纳在每个立柱中的至少一个线性致动器；

驱动每个线性致动器的马达；

对于每个立柱，接口沿着该立柱的长度延伸；并且

对于每个线性致动器，支撑过渡件操作地性将杆支撑件与所述至少一个线性致动器关联，使得杆支撑件选择性地能沿着接口移动。

2.根据权利要求1所述的升降架系统，还包括平台，其中，每个立柱的近端连接至所述平台。

3.根据权利要求2所述的升降架系统，所述平台具有设置在所述多个立柱之间的第一致动床，其中，所述马达与所述第一致动床操作性地关联，使得所述第一致动床选择性地能在延伸位置和缩回位置之间移动，其中，在所述缩回位置，所述第一致动床的上表面与所述平台的上表面大致齐平。

4.根据权利要求3所述的升降架系统，所述平台具有设置在所述多个立柱外侧的至少一个第二致动床，其中，所述马达与所述至少一个第二致动床操作性地关联，使得所述第二致动床选择性地能在延伸位置和缩回位置之间移动，其中，在所述缩回位置，所述第二致动床的上表面与所述平台的上表面大致齐平。

5.根据权利要求4所述的升降架系统，其中，所述至少一个线性致动器包括平行定向的支撑致动器和安全致动器，其中，所述支撑致动器与所述支撑过渡件一起操作，其中，所述安全致动器与安全杆操作性地关联，使得所述安全杆选择性地能在嵌套状态和升高状态之间移动。

6.根据权利要求5所述的升降架系统，其中，所述平台提供凹部，所述凹部的尺寸被设置成在所述嵌套状态下接收所述安全杆，使得所述安全杆的上部部分与所述平台的上表面齐平。

7.根据权利要求6所述的升降架系统，还包括与所述安全致动器和所述安全杆的远端操作性地关联的安全过渡件。

8.根据权利要求7所述的升降架系统，其中，所述安全过渡件是U形的，并且其中，所述支撑过渡件是环形的。

9.根据权利要求7所述的升降架系统，其中，所述安全杆的远端具有尺寸被设置为可滑动地接收所述杆支撑件的空腔，使得当所述安全过渡件和所述支撑过渡件处于相对于所述平台的共用高度时，所述杆支撑件至少基本上被接收在所述空腔中。

10.根据权利要求6所述的升降架系统，其中，每个杆支撑件具有篮，并且包括篮闩锁，所述篮闩锁与所述篮连接使得在关闭位置和打开位置之间枢转。

11.根据权利要求10所述的升降架系统，其中，安全杆具有凹口，并且其中，每个凹口具有与所述凹口连接的凹口闩锁，使得在关闭位置和打开位置之间枢转。

12.根据权利要求11所述的升降架系统，还包括将所述多个立柱的每个远端互连的多个横向构件；并且所述马达设置在所述横向构件中。

13.根据权利要求12所述的升降架系统，还包括与所述多个立柱或所述多个横向构件连接的至少一个计算机和多个相机。

14.根据权利要求4所述的升降架系统，其中，每个第二致动床与床致动器操作性地关联，使得选择性地能在多个倾斜取向之间移动，其中，所述第二致动床的上表面可锁定在每个倾斜取向，从而限定相对于所述平台的入射角，其中，所述入射角选择性地在零度到四十度之间的范围内。

15.一种升降架系统，包括：

平台；和

与至少一个计算机联接的至少一个图像捕获装置，所述至少一个计算机操作性地与所述升降架系统关联，

其中，所述至少一个计算机被配置为提供关于所述升降架系统的用户进行锻炼的反馈。

16.根据权利要求15所述的升降架系统，其中，所述反馈是所述用户在锻炼期间的线框模型。

17.根据权利要求16所述的升降架系统，其中，所述线框模型包括多个节点，其中，每个节点表示所述用户的身体部分。

18.根据权利要求17所述的升降架系统，其中，所述至少一个计算机被配置为在锻炼期间确定相应的身体部分和所述平台之间的一个或多个参考角度。

19.根据权利要求18所述的升降架系统，还包括：

由所述平台支撑的多个立柱；

容纳在每个立柱中的至少一个线性致动器；

驱动每个线性致动器的马达；

对于每个立柱，接口沿着该立柱的长度延伸；

对于每个线性致动器，支撑过渡件操作性地将杆支撑件与所述至少一个线性致动器关联，使得杆支撑件选择性地能沿着所述接口移动；和

与所述杆支撑件中的一个或多个操作性地关联的健身工具，

其中，所述计算机被配置为访问锻炼例程的数据库，并且部分地基于所述数据库和所述线框模型之间的第一比较，选择性地启动马达以使至少一个线性致动器移动。

20.根据权利要求19所述的升降架系统，还包括：

设置在所述多个立柱之间的致动床，其中，所述马达与所述致动床操作性地关联，使得所述致动床选择性地能在延伸位置和缩回位置之间移动，

其中，所述计算机被配置为部分地基于所述数据库和所述线框模型之间的第二比较，选择性地启动马达以使所述致动床移动。