CN1494935A - 双向滑轮系统 - Google Patents

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E·D·戈勒斯
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Abstract

公开了一种与锻炼机结合在一起的双向滑轮系统。当杠杆顺时针旋转和逆时针旋转时，滑轮系统对一根枢轴式安装的操纵杆提供阻力作用。在一个优选实施例中，该双向滑轮系统为坐式曲腿/伸腿锻炼机提供阻力作用，从而使得使用者能够从一个坐着的单一位置上进行曲腿和伸腿运动。

Description

双向滑轮系统
本申请要求享有序列号为No.60/402327、于2002年8月提交的相关美国临时专利申请的优先权。序列号为No.60/402327的美国临时专利申请因此结合入本申请以供参考。
技术领域
本发明涉及滑轮系统，该滑轮系统比如在重物堆叠应用中允许在两个方向上抵制运动。尤其是，本发明是一个双向滑轮系统，用多工位重物堆叠设备上的在坐式曲腿/伸腿锻练器械工位。
背景技术
伸腿和曲腿锻炼一般必须在相互独立的机械上实现，因为每种锻炼需要相反的动作。在伸腿时，使用者伸腿他的腿从90°的位置到平直位置。这个锻炼用到了腿部的上部和前部肌肉(四头肌)。在曲腿时，使用者收缩他的腿从平直位置到90°位置。这个锻炼用到了腿部的上部和后部肌肉(掴肌)。这两个方向互成反向，因此一直以来伸腿和曲腿运动就是由不同的设备来实现的。
已经研制出了一种将伸腿和曲腿运动结合在一起的长椅，它只有一个供加载缆绳延伸的方向。这意味着只能在一个方向上张紧缆绳，需要使用者坐着并伸腿(如上所述)，通过脚踝/胫骨的前部来使用一组操纵垫。为了曲腿，使用者必须使自己在机器上重新定向，并胃部朝下平躺，用脚踝/胫骨的后面来与第二套操纵垫相配合。仍然，这种新设备只有当缆绳在一个方向上张紧的时候才使缆绳系统负重，由此需要使用者在设备上改变姿势。躺下与坐着相比较也需要相当多的空间，因此这些长椅体积非常大。
一种独立的站立式曲腿机也已经被研发出来，使用者从站立位置每次锻炼一条腿。
在本技术领域中所需要的是一种坐着的伸腿/曲腿位置，它允许缆绳以这样的方式加载，即能够在相反方向产生阻力，因此使用者可以在无需明显改变其总体位置的情况下实现坐着曲腿和伸腿运动。
发明内容
本发明涉及一种抵制两个方向运动的双向滑轮系统。该滑轮系统的一个实施例包括一个第一主滑轮，它有一个调节器与之相连，还包括第二和第三主滑轮。一根第一缆绳固定并至少部分地缠绕在第一主滑轮的圆周上并且固定并至少部分地缠绕在第二主滑轮的圆周上。一根第二缆绳与第一缆绳方向相反固定并至少部分地缠绕在第一主滑轮的圆周上，并且固定并至少部分地缠绕在第三主滑轮的圆周上。一根张紧缆绳，其一端与第一缆绳方向相反至少部分地缠绕在第二主滑轮的圆周上，并且其另外一端与第二缆绳方向相反至少部分地缠绕在第三主滑轮的圆周上。一个滑轮臂对第二和第三主滑轮中任意一个的运动产生反作用。滑轮臂连接到加载机构上，调节器的运动导致滑轮臂的运动使之与加载机构发生配合。可以设置一个张紧滑轮，张紧缆绳至少部分地缠绕在其圆周上。
在另一个实施例中，双向滑轮系统的调节器相对于第一主滑轮角度可调，以允许调节器具有多个闲置位置。调节器角度的调整可以通过一个伸缩销来完成，该伸缩销穿过在调节器上的一个孔并且与第一主滑轮圆周上的很多孔之一发生配合。可以在第二主滑轮上设置一个第一挂钩，用以在调节器沿着第一方向运动时与滑轮臂发生配合。可以在第三主滑轮上设置一个第二挂钩，用以在调节器沿着与第一方向相反的第二方向运动时与滑轮臂发生配合。滑轮臂可以围绕第二和第三主滑轮的公共轴线枢转。可以设置一个框架，它具有至少一个中空件用来安装第一、第二和第三主滑轮，这样第一和第二缆绳就至少部分地容纳在中空框架件之内。在更优选的实施例中设置了一个座位，这样使用者可以通过在第一方向上移动调节器而执行坐着伸腿运动，以及在与第一方向相反的第二方向上移动调节器而执行坐着曲腿运动。调节器可以是一根包括第一垫和第二垫的杠杆，第二垫被可偏心旋转地安装在杠杆上，以便在进行曲腿锻炼过程中保持使用者的腿位于第一垫与第二垫之间的合适位置处，并且能够适应不同粗细的腿。
在一个优选实施例中，公开了一种锻炼设备，它提供了对相反方向上的运动的阻力。该锻炼设备包括一个框架，有一个操纵杆枢转安装在该框架上面。操纵杆适合于与使用者的身体部位发生配合。操纵杆将在顺时针和逆时针两个方向上枢转。一个滑轮系统连接在加载机构和操纵杆之间，以提供对操纵杆在顺时针和逆时针方向上的旋转阻力。滑轮系统可以包括第一、第二和第三主滑轮。第一主滑轮通过一根第一缆绳连接在第二主滑轮上。第一主滑轮通过一根第二缆绳连接在第三主滑轮上。第二和第三主滑轮通过一根张紧缆绳连接在一起。缆绳的相互联结获得了这样的效果，即，第一主滑轮的旋转导致第二和第三主滑轮相应地旋转，同时不会在缆绳上产生松弛。操纵杆优选的是被连接到第一主滑轮上，这样操纵杆的旋转会促使第一主滑轮进行旋转。该锻炼设备还可以包括一个连接到一负载上的滑轮臂。第二和第三主滑轮装备有挂钩。当第一主滑轮顺时针旋转时，第二主滑轮上的挂钩与滑轮臂发生配合，以提供对第一主滑轮在顺时针方向上的运动阻力。当第一主滑轮逆时针旋转时，第三主滑轮上的挂钩与滑轮臂发生配合，以提供对第一主滑轮在逆时针方向上的运动阻力。
因此，本发明的主要目的是提供一种双向滑轮系统，其能够对调节器在第一方向以及在与第一方向相反的第二方向上的运动提供阻力。
本发明的其它方面、特征以及细节可以通过参考下面结合附图的详细描述以及从所附的权利要求中更为全面地得以理解。
附图说明
图1A是一个锻炼机的透视图，该锻炼机包括一个利用本发明中独特滑轮系统的坐式曲腿/伸腿机。
图1B是本发明中坐式曲腿/伸腿机的一个侧视图，此时该坐式曲腿/伸腿机处于曲腿锻炼的末端位置。
图2是本发明中坐式曲腿/伸腿机的一个局部后视图。
图3是本发明中滑轮系统内的框架及立柱组件的一个局部顶视图。
图4是本发明中滑轮系统内的框架及立柱组件的一个局部透视图。
图5是本发明中双向滑轮系统的一个示意图。
图6是本发明中滑轮系统的一个分解透视图。
图7是本发明中坐式曲腿/伸腿机的一个侧视图，此时该坐式曲腿/伸腿机处于曲腿锻炼的闲置位置。
图8是本发明中坐式曲腿/伸腿机的一个侧视图，此时该坐式曲腿/伸腿机处于曲腿锻炼的末端位置。
图9是本发明中坐式曲腿/伸腿机的一个侧视图，此时该坐式曲腿/伸腿机处于伸腿锻炼的闲置位置。
图10是本发明中坐式曲腿/伸腿机的一个侧视图，此时该坐式曲腿伸腿机处于伸腿锻炼的拉伸位置。
图11是一个放大侧视图，示出了压腿垫如何进行工作。
具体实施方式
本发明中的双向滑轮系统在一个坐式曲腿/伸腿锻炼器械中得到实施，或者独立于多工位负重机之外，或者被设计成多工位负重机的一部分。一种这样的多工位负重机是由Nautilus Inc.有限公司生产的NS-700型负重机。可以想象到的是，这种双向滑轮系统能够在其它类型用于进行相同或不同锻炼的锻炼器械上得到实施，或者在需要双向传递载荷的载荷传递结构中得到实施。
图1A示出了一个结合有本发明中的双向滑轮系统5的多工位负重机10。该负重机10包括一个重物堆叠12，用于为使用者在负重机位置处实施各种运动锻炼提供阻力。在图1A所示的实施例中，负重机10包括一个带有把手14的胸部锻炼位置11，来进行胸部和手臂的锻炼。负重缆绳16把重物堆叠12的阻力传递给胸部锻炼位置11来阻止把手14的运动。其他的运动位置可以被添加到负重机10上。图1A中所示的胸部锻炼位置11没有利用双向滑轮系统，在这里不加详述。
用于进行坐式曲腿和伸腿运动的腿部锻炼工位18也被结合入负重机10内。该腿部锻炼工位18中结合有本发明中的双向滑轮系统5。锻炼机10带有一个座位20和靠背22。为了舒服起见座位20和靠背22最好带有衬垫。座位20有一个座位支撑杆26，它可以在座位支撑管24内进行上下位置调节。一个座位射销28与座位支撑杆26中的多个对应孔之一发生配合，以将座位20固定在合适的位置处。与之类似，靠背被靠背支撑管30支撑起来，靠背支撑管30与靠背杆32相配合。靠背射销34与靠背支撑杆32中的多个对应孔之一发生配合，以对靠背进行前后调整。
如图4中清晰所示，一个框架组件37呈骨架结构，它支撑着滑轮系统5、座位支撑管24和靠背支撑管30。所述框架结构包括一个置于地面或其它支撑面上的底座38。一个立柱40连接在底座38上，并从那里向上延伸。一个座架36从立柱40在底座38上方的一个位置开始延伸，并且其延伸方向与底座38的一个侧边方向相同。这指示出了滑轮系统的前端部。优选的是，一个横向构件(未示出)从座架36侧向向外延伸出来，以支撑座位20。座架36还包括一个细长的主座架构件42。优选的是，框架37，尤其是主座架构件42，由刚性中空管构成。一个支柱44帮助支撑主座架构件42。支脚46为座架36提供侧向支撑。
立柱40支撑着座架36、靠背22以及滑轮系统的一部分。它还有利于在使用者坐下时将滑轮定位在使用者的上方以便使用，比如侧向下拉以及类似动作。这些上方滑轮不属于在此优选实施例中所描绘的独创性滑轮系统中的部分。手臂把手和仰卧把手也不是在此优选实施例中所描绘的独创性滑轮系统中的一部分。
一个后部机架48(见图6至10)围绕着底座38形成，从立柱40向后延伸至底座38的后端，并且从底座38向上延伸至座架36的正上方。为了清楚起见，在图7至10中仅示出了该机架的一个侧面。
如图1B中清楚所示，在座架36的前端部处是一个由使用者操控的杠杆臂50，以操纵本发明中的双向滑轮系统来进行锻炼。杠杆臂50从一对支架52向下方弯曲(见图1A和图6)，并且与支架52枢连在一起。支架52从座架36向上延伸以支撑枢轴结构，该枢轴结构连接在一个前滑轮54和弯曲杠杆臂50上。所述支架安装在主座架构件42上。杠杆臂50和前滑轮54枢连在一起，这些将在下面更详细地进行描述。辊子垫56或者下垫，从杠杆臂50的底端任意侧向外延伸。这些辊子垫56在做曲腿和伸腿锻炼时用到。压腿垫58或者上垫，从杠杆臂50的中间任意侧向外延伸。这些压腿垫58被用来与使用者的胫骨发生配合，当进行曲腿锻炼时牢固地把使用者的胫骨夹紧在合适位置。压腿垫58被可旋转地连接于杠杆50，并且可以通过一个锁夹机构60锁定起来。优选的是，一根单独的轴穿过两个压腿垫58，从而使得这两个垫同步旋转，并同步锁定。压腿垫58被偏心地安装在轴上，这是为了使得它们的旋转增加或减少压腿垫58与下垫56之间由使用者随意决定的缝隙，以便更适宜地把使用者的胫骨牢固夹紧在压腿垫58和下垫56之间。这些在下面有更为详细地予以描述。
本发明中的滑轮系统在图4中示出，包括从前至后(在图4中是从右到左)包括一个具有两条轨道或缆绳槽的前主滑轮54，一对单独的前引导滑轮62，一对单独的后引导滑轮64，一对单独的后主滑轮66(每一个具有一条轨道)以及一个张紧滑轮68。在图4所示的实施例中，张紧滑轮安装在位于框架37上的张紧架75上。另一种选择，张紧滑轮可以安装在后部机架48上(见图6)。一个滑轮臂70被枢轴式连接在后主滑轮66的枢轴上，并且相对于该后主滑轮66自由枢转。两个主缆绳A和B以及张紧缆绳T也包含在该滑轮系统中。
图5示出了本发明中独特的双向滑轮系统5的示意图，代表了本发明的一个实施例。在图5所示的双向滑轮系统中，前主滑轮54由一个框架(图5并未示出)枢轴式支撑。有两个缆绳导向件72形成于前主滑轮54的圆周上，一个用于引导主缆绳A，另一个用于引导主缆绳B。主缆绳A的前端部通过一个销、可松脱的缆绳挡块或类似装置固定在前主滑轮上，并且至少部分地围绕滑轮的前部延伸。缆绳A随后穿过一个前引导滑轮62A以及一个后引导滑轮64A，所述引导滑轮用于进行合适定位(在某些结构中两个引导滑轮不是必需的，而在其它结构中额外的引导滑轮可能是必需的)，并且延伸至一个后主滑轮66A，并且被引导穿过后主滑轮66A圆周的至少一部分。后主滑轮66A由框架(图5中未示出)枢轴式支撑起来。缆绳A的后端部被固定在后主滑轮66A上。
与缆绳A的路径相似，主缆绳B的前端部通过一个销、可松脱的缆绳挡块或类似装置固定在前主滑轮54上，并且至少部分地围绕滑轮54的后部延伸(在这个结构中，缆绳A沿着相反方向，被缠绕在前主滑轮上)。缆绳B随后穿过一个前引导滑轮62B以及一个后引导滑轮64B，所述引导滑轮用于进行合适定位(在特定结构中两个引导滑轮不是必需的)，并且延伸至一个后主滑轮66B上，并且被引导穿过后主滑轮66B圆周的至少一部分。后主滑轮66B由框架37(图5中未示出)枢轴式支撑。后主滑轮66A和66B相互独立地自由枢转。缆绳B的后端部固定在后主滑轮66B上。
仍然参照图5，张紧缆绳T的一个端部穿过后主滑轮66A圆周的一部分并与之相连，另一端部穿过后主滑轮66B圆周的一部分并与之相连。在这两个端部之间，张紧缆绳T穿过一个张紧滑轮68。因此，如图5所示，主缆绳A、B各自连接到相应后主滑轮66A、66B顶部上，张紧缆绳T的端部分别围绕着对应的后主滑轮66A、B的底部连接。结果，主滑轮54、66A和66B的旋转运动是相互联系的。主滑轮54、66A和66B中任何一个的旋转都将引起其余两个滑轮相应地反作用旋转。这个关系在下面将更加详细地予以描述。尤其是，前主滑轮54的旋转，例如通过施加一个力给调节器50，将引起后主滑轮66A和66B的反作用旋转。施加到调节器50上的力通过缆绳A、B被有效地传递给后主滑轮66A、B。与之相类似，任何施加到后主滑轮66A、66B上的阻力都将通过缆绳A、B被传递给前主滑轮54和调节器50。
这个系统因此形成了一个闭环式缆绳系统，如图5所示，当前主滑轮54在任一方向旋转时，此系统会产生反作用。举个例子，当前主滑轮54顺时针旋转到位置1时，缆绳B被拉伸一定的距离X，并在缆绳A上产生相同长度的松弛。缆绳B的这个运动依次又引起后主滑轮66B也顺时针旋转相同的量X。张紧缆绳T然后也在后主滑轮66B上得以拉伸，并且穿过张紧滑轮68，同时引起后主滑轮66A在逆时针方向上旋转一个距离X，以吸收缆绳A的松弛。
同样，当前主滑轮54逆时针旋转到位置2时，缆绳A被拉伸一定的距离Y，并在缆绳B上产生相同长度的松弛。缆绳A的这个运动依次又引起后主滑轮66A也顺时针旋转相同的量Y。张紧缆绳T然后也在后主滑轮66A上得以拉伸并且穿过张紧滑轮68，同时引起后主滑轮66B逆时针旋转一个距离Y，以吸收缆绳B的松弛。
一个挂钩76(比如一个凸缘、销、弯曲件或其它突出物)从每一个后主滑轮66A和66B的侧面延伸出来，用以在特定的后主滑轮顺时针旋转时，该挂钩与滑轮臂70发生配合(根据图5)。由于挂钩76沿顺时针与在其上形成该挂钩的后主滑轮66一同旋转，挂钩76将与滑轮臂70发生配合，滑轮臂70又依次操纵加载机构，以在杠杆50上产生阻力。举个例子，当图5中的杠杆50朝向位置1旋转时，缆绳B受到拉伸，并且如上所述，引起后主滑轮66B顺时针旋转。随后后主滑轮66B上的挂钩76B与滑轮臂70发生配合，滑轮臂70又依次操纵负载12。同时还发生的是，张紧缆绳T围绕着后主滑轮66B在顺时针方向上受到拉伸，引起后主滑轮66A逆时针旋转，因此将在后主滑轮66A上的挂钩76A从滑轮臂70上移开，并且同时吸收由于杠杆50向位置1移动而在缆绳A上产生的松弛。挂钩76可以具有一个可调整表面，在该可调整表面上比如一组螺钉来微调挂钩76与滑轮臂70之间的配合位置。
当结合入一个重物堆叠系统时，移动前主滑轮54的杠杆臂50是其上固附有滚轴垫56、58的杠杆臂50(参见图4)。同时，滑轮臂70可以被枢轴式固接到后主滑轮66A和66B的枢转轴上(或者一根枢转轴，该枢转轴与其上固连有各个后主滑轮66A和66B的枢转轴实际上同心)。那个滑轮臂70沿着与后主滑轮66A和66B相同的轴枢转不是必须的。通过分享与后主滑轮66A和66B相同的轴，压靠在枢轴臂70上的挂钩76的机械优势保持不变。如果需要非线性加载，可以为滑轮臂70选择另外一个枢接点。这将导致在滑轮臂70和后主滑轮66A旋转时挂钩76沿着滑轮臂70进行滑动，导致挂钩76的机械优势发生变化。还应该注意的是，并非一个单独的滑轮臂70，而是可以为每个后主滑轮66A和66B提供独立的枢接臂。如果需要，可以通过选择不同的枢接点来为每个滑轮臂产生不同的加载反作用。
还应当明白的是，尽管已经就前后方位对滑轮系统5进行了描述，但是对于滑轮如何排列没有进行限制。例如，前主滑轮54可以被称为第一主滑轮，后主滑轮66A可以被称为第二主滑轮，后主滑轮66B可以被称为第三主滑轮。不一定非得把第二和第三主滑轮从第一主滑轮向后布置，也不一定让第二和第三主滑轮同轴。优选的排列肯定更有效，但是这不是必须的排列方式。
在图4中，滑轮臂70呈H形(也可以参见图6)，底部有两条支腿，每条支腿被连接到相应的后主滑轮66A和66B的枢轴上。滑轮臂70的顶部可运行地连接到一个加载机构78上，比如一个重物堆叠，正如本技术领域中公知的那样。在所示出的实施例中，一个加载缆绳T的一端部固定到框架37上，并且延伸穿过一个滑轮臂滑轮86，然后经过一系列滑轮到达重物堆叠12。其它加载机构也可以使用，比如弹性带或弹性杆。
以这种方式，杠杆50可以在负载的作用下在任一方向上移动(由在每一个后主滑轮66A和66B上的挂钩76引起，导致滑轮臂70操纵加载机构12)，允许方便并且有效地使用滑轮54的反向旋转(双向旋转)。
在将这种滑轮系统应用在一个伸腿/曲腿机中时，利用把手81可以使得套圈82围绕前主滑轮54的圆周发生移动，来对杠杆50进行合适定位，以允许进行伸腿或者曲腿运动。例如，参照图7至10，在图7中，所示杠杆50被定位成以接近11点钟的角度从前主滑轮54延伸，以便于进行曲腿锻炼。在图9中，杠杆50被定位成以接近8点钟的角度从前主滑轮54延伸，以便于进行伸腿锻炼。图8和图10分别示出了曲腿和伸腿运动的末端位置。注意在图8和图10中位于主滑轮66A和66B上的相应挂钩76如何与滑轮臂70发生配合，以导致它进行枢转并操纵负载。
允许杠杆50与前主滑轮54进行相对重新定位的调整结构是一个射销机构80。一个套圈82围绕着前主滑轮54边缘的一个中心部分延伸。参照图7，杠杆50连接在套圈82上，并且套圈82有一个开口，射销80选择性地延伸穿过这个开口。在套圈82上设置一个把手81，以帮助使用者抓住并调整套圈82，但这个把手不是必须的。前主滑轮54外边缘的中心部分有一系列成形于此的孔84，以便为曲腿或伸腿运动而对杠杆50进行定位。更适宜的，孔84以不同的角度形成，以适应不同的锻炼。每一个孔对应于一种锻炼，比如曲腿或伸腿运动，以激励杠杆50有相应的一个闲置或者起始位置。例如，在优选实施例中，设置了第一组孔，对应于曲腿锻炼的一个起始位置。这些孔这样形成，以至于杠杆50保持在如图7所示的接近于11点钟的位置来开始曲腿。靠近该方位设置了不止一个孔来适应在身体以及起始位置偏好方面的变化。与之类似，第二套孔也被如此设置，以至于杠杆50保持在如图9所示的接近于8点钟的位置来开始伸腿锻炼。作为一个例子，图6示出了在前主滑轮54中心边缘上的一个孔，它用来定位杠杆50以便于曲腿锻炼。
如图4和图7至10所示，在优选实施例中，主缆绳A、B穿过管状座架件42。以这种方式，缆绳A和B被遮住并被保护起来。缆绳A和B可以在任何情况下根据需要延伸至后主滑轮66。
图6示出了一个根据本发明的滑轮系统的分解装配视图。从前向后(图6中是从左向右)来看，组件的第一部分是压腿控制锁夹机构60，它包括一个摩擦垫88、一个调整把手90、一个紧固螺钉92以及一个螺钉帽94。射销80穿过套圈82，套圈82同杠杆臂50以及前主滑轮54一起枢接在枢轴96上。射销80将与形成于前主滑轮54中心部分的开口84发生配合。安装在支架52上的枢转组件包括轴承98、轴衬100、阶梯状衬垫102、填隙垫圈104、锁紧垫圈106、半圆头螺钉108以及塑料端帽110。前引导滑轮62也安装在支架52上，大体在前主滑轮54的下方。前引导滑轮62自由旋转，并且独立地装在栓112上。缆绳锁销114被用来把主缆绳A和B紧固在前主滑轮54上。各根缆绳A和B都在其端部处形成一个套环。前主滑轮54有开口，缆绳A和B端部的套环延伸穿过该开口，从而使得缆绳锁销114穿过套环来将缆绳A和B卡持在前主滑轮上的合适位置处。C形夹(或开口环)116可以用来把缆绳锁销紧固在适当位置。
后枢轴组件被枢轴式连接于后机架48上。后主滑轮66A、B被衬垫118分离开，并且枢转地安装在后枢转轴116上。在后主滑轮66A和66B以及滑轮臂70之间设置了轴承120和衬垫122。在滑轮臂70的外向表面和后机架48的内向表面之间设置了另一组轴承124和衬垫126。滑轮臂70以及后主滑轮66A和66B因此可以在后枢转轴116上自由旋转。挂钩76安装在后主滑轮66A和66B的外向侧面上。在所示出的实施例中，每个挂钩76均呈一个凸缘128和一组螺钉130的形式，其中凸缘128大体从滑轮66A和66B的所述侧面垂直延伸。在这个实施例中，当后主滑轮66A和66B在合适方向上旋转时(如图6所示的逆时针方向)，所述那组螺钉130会与滑轮臂70发生接触。
张紧滑轮68通过一个栓体136安装在支架132上。张紧滑轮支架132经由螺栓134安装在后机架48上。可以通过转动螺栓134来增加或缩短偏离于后机架48的量，从而调节缆绳T上的张力大小。
如图11中清楚所示，每个延伸出杠杆50的压腿垫58如前所述那样枢转地安装在所述杠杆上。每个实质上呈圆柱形的压腿垫58偏心地安装在它的旋转轴上，这样当一个人的腿放在下垫56和压腿垫58之间时，压腿垫58能够旋转以与人的胫骨贴切接触(这仅仅用于曲腿运动，不能用于伸腿运动)。图11用虚幻线示出了一个使用者的腿部以及压腿垫58为了适应该腿部而发生的旋转。一旦使用者的腿部处于适当位置，那么压腿垫58的位置就被固定以防止它围绕轴138发生旋转，压腿垫的固定是通过一个锁夹机构60实现的(见图6中的构件88、90、92)，该锁夹机构包括一个连接到杠杆臂50上的摩擦垫88(或者类似于其它相似物，比如一组螺钉)。摩擦垫88与公用轴138发生配合，延伸穿过两个压腿垫58以固定它们的位置。另一种选择，因为锁夹机构60被安装在压腿垫58的内端部之间的一个位置处(在杠杆臂50上)，所以如果压腿垫58不是位于公用轴上，那么任何类型的固定机构都可以使用。压腿垫58有一个软垫，它被旋转地固定在轴上，不管这个轴是用于两侧的公用轴，或者是分别用于各个侧面的独立轴。这是为了在使用中阻止垫58围绕轴138发生旋转，因为这将严重影响其性能。为了使得腿部锻炼感觉舒适，需要在压腿垫58和使用者的腿部之间保持持续接触。为了便于接触，最好压腿垫较为柔软且有一些粘度或防滑的外部构造。压腿垫58上可以使用一个外盖，它可以围绕垫58旋转以便阻止使用者腿部和压腿垫58之间过度摩擦。
前主滑轮45可以是双向轮，它的结构使得两个滑轮中每一个都旋转地连接在一起，以同步回转。通过合适地进行改进，后部机构可以被置于图4所示实施例中的座位的下面。缆绳意味是指任何张力传递装置，比如链条、绳索、皮带等等。滑轮可以包括链轮或其它机构，利用所述机构能够对缆绳进行更改方向并且能够通过旋转或类似运动而发生一些位移。所述双向滑轮系统能够容易地与其它成对锻炼一同使用，这些成对锻炼具有在相反方向上的匹配运动，比如二头肌弯曲和三头肌伸腿，或者腰部拉伸和腹部弯曲。
本发明的优选实施例以及它的许多改进已经通过一定的详尽程度进行了描述。前面的描述是实施本发明的优选实施例，本发明的范围不应该局限于这些描述。本发明的范围由后面权利要求的保护范围加以限定。

Claims (20)

1.一种双向滑轮系统，包括：
一个第一主滑轮，有一个可运行地连接于其上的调节器；
一个第二和第三主滑轮；
一根第一缆绳，至少部分地缠绕在所述第一主滑轮的圆周上并固定在所述第一主滑轮上，同时至少部分地缠绕在所述第二主滑轮的圆周上并固附在其上；
一根第二缆绳，与所述第一缆绳相反，至少部分地缠绕在所述第一主滑轮的圆周上并固定在所述第一主滑轮上，同时至少部分地缠绕在所述第二主滑轮的圆周上并固附在其上；
一根张紧缆绳，其一个端部与所述第一缆绳相反至少部分地缠绕在所述第二主滑轮的圆周上，并且其另一端部与所述第二缆绳相反至少部分地缠绕在所述第三主滑轮的圆周上；以及
一个滑轮臂，它对所述第二和第三主滑轮中任意一个的运动产生反作用，该滑轮臂连接在一个加载机构上，其中所述调节器的运动导致所述滑轮臂进行运动来与所述加载机构发生配合。
2.如权利要求1所述的双向滑轮系统，还包括一个张紧滑轮，所述张紧缆绳至少部分地缠绕在该张紧滑轮的圆周上。
3.如权利要求1所述的双向滑轮系统，其特征在于：所述调节器相对于所述第一主滑轮角度可调。
4.如权利要求3所述的双向滑轮系统，其特征在于：所述调节器包括一个伸缩销，所述第一主滑轮包括多个用于接收所述伸缩销的开口，并且所述调节器相对于所述第一主滑轮的角度方向由所述伸缩销与哪一个开口发生配合来决定。
5.如权利要求1所述的双向滑轮系统，还包括一个固定于所述第二主滑轮上的第一挂钩，和一个固定于所述第三主滑轮上的第二挂钩，在所述调节器沿着第一方向运动时，所述第一挂钩与所述滑轮臂发生配合；在所述调节器沿着与第一方向相反的第二方向运动时，所述第二挂钩与所述滑轮臂发生配合。
6.如权利要求5所述的双向滑轮系统，其特征在于：所述滑轮臂与所述第二和第三主滑轮环绕一根公共轴线进行枢转。
7.如权利要求1所述的双向滑轮系统，其特征在于：所述加载机构包括一个加载滑轮和一根加载缆绳，所述加载缆绳的第一端部固定，而第二端部被连接在一个负载上，所述加载缆绳至少部分地缠绕在所述加载滑轮的圆周上。
8.如权利要求1所述的双向滑轮系统，还包括一个框架，所述第一、第二和第三主滑轮被安装在该框架上，所述框架有一个中空件；所述第一和第二缆绳在其长度上至少被部分地封闭在所述中空件内。
9.如权利要求1所述的双向滑轮系统，还包括一个框架和一个由该框架支撑起来的座位，所述调节器包括一根杠杆，所述座位被置于所述框架上，从而使得使用者坐在所述座位上能够通过在第一方向上旋转所述杠杆来实现伸腿锻炼，并且能够通过在与第一方向相反的第二方向上旋转所述杠杆来实现曲腿锻炼。
10.如权利要求9所述的双向滑轮系统，其特征在于：所述调节器还包括一个第一垫和一个第二垫，所述第二垫被安装在所述杠杆上，从而使得它适合于在进行曲腿锻炼期间保持使用者的腿部位于所述第一垫和第二垫之间的合适位置。
11.如权利要求10所述的双向滑轮系统，其特征在于：所述第二垫可偏心旋转地安装在所述杠杆上。
12.一种用于对在相反方向上的运动提供阻力的锻炼器械，包括：
一个框架；
一个枢轴式安装在所述框架上的操纵杆，该操纵杆包括适合于与使用者的身体部位发生接触的部分，所述操纵杆可以在顺时针方向和逆时针方向上枢转；以及
一个滑轮系统，当所述操纵杆在顺时针和逆时针方向上移动时，该滑轮系统为所述操纵杆的旋转提供阻力。
13.如权利要求12所述的锻炼器械，其特征在于：所述滑轮系统包括一个第一主滑轮、一个第二主滑轮和一个第三主滑轮；所述操纵杆连接到所述第一主滑轮上，从而使得所述操纵杆的旋转会导致所述第一主滑轮进行旋转，一根第一缆绳将所述第一主滑轮与所述第二主滑轮连接起来；一根第二缆绳将所述第一主滑轮与所述第三主滑轮连接起来，一根张紧缆绳将所述第二主滑轮与第三主滑轮连接起来，从而使得所述第一主滑轮的旋转会导致所述第二和第三主滑轮相应地进行旋转，基本上不会在所述第一和第二缆绳上产生松弛。
14.如权利要求13所述的锻炼器械，其特征在于：所述第一和第二主滑轮被连接在一个负载上，从而使得当所述第一主滑轮顺时针旋转时，所述第二主滑轮的旋转受到所述负载的阻止作用，当所述第一主滑轮逆时针旋转时，所述第三主滑轮的旋转受到所述负载的阻止作用。
15.如权利要求14所述的锻炼器械，其特征在于：所述滑轮系统还包括一个连接于所述负载上的滑轮臂；所述第二主滑轮包括一个挂钩，当所述第一主滑轮顺时针旋转时，该挂钩与所述滑轮臂发生配合；所述第三主滑轮包括一个挂钩，当所述第一主滑轮逆时针旋转时，该挂钩与所述滑轮臂发生配合。
16.如权利要求13所述的锻炼器械，其特征在于：所述操纵杆与所述第一主滑轮之间的角度方位可以选择性调整，以为所述操纵杆形成多个闲置位置。
17.如权利要求12所述的锻炼器械，其特征在于所述滑轮系统包括：
一个连接于所述操纵杆上的第一主滑轮；
一个第二和第三主滑轮；
一根第一缆绳，至少部分地缠绕在所述第一主滑轮的圆周上并固定在所述第一主滑轮上，同时至少部分地缠绕在所述第二主滑轮的圆周上并固附在其上；
一根第二缆绳，与所述第一缆绳相反，至少部分地缠绕在所述第一主滑轮的圆周上并固定在所述第一主滑轮上，同时至少部分地缠绕在所述第二主滑轮的圆周上并固附在其上；
一个张紧缆绳，其一个端部与所述第一缆绳相反至少部分地缠绕在所述第二主滑轮的圆周上，并且其另一端部与所述第二缆绳相反至少部分地缠绕在所述第三主滑轮的圆周上；以及
一个滑轮臂，它对所述第二和第三主滑轮中任意一个的运动产生反作用，该滑轮臂连接在一个加载机构上，其中所述调节器的运动导致所述滑轮臂进行运动来与所述加载机构发生配合。
18.如权利要求12所述的锻炼器械，还包括一个安装在所述框架上的座应，该座位被置于所述框架上，从而使得使用者坐在所述座位上能够通过在第一方向上旋转所述杠杆来实现伸腿锻炼，并且能够通过在与第一方向相反的第二方向上旋转所述杠杆来实现曲腿锻炼。
19.如权利要求18所述的锻炼器械，其特征在于：所述操纵杆还包括一个靠近所述操纵杆的自由端的第一垫，和一个第二垫，该第二垫在所述第一垫与所述操纵杆的枢转连接端之间安装于所述操纵杆上，并且所述第二垫可偏心旋转地安装在所述操纵杆上，从而使得它适合于在进行曲腿锻炼期间保持使用者的腿部位于所述第一垫和第二垫之间的合适位置。
20.一种实现坐着曲腿和坐着伸腿的锻炼器械，该器械包括：
一个框架；
一个安装在所述框架上的滑轮系统，所述滑轮系统包括一个第一主滑轮，一个第二主滑轮和一个第三主滑轮；
一根第一缆绳，至少部分地缠绕在所述第一主滑轮的圆周上并固定在所述第一主滑轮上，同时至少部分地缠绕在所述第二主滑轮的圆周上并固附在其上；
一根第二缆绳，与所述第一缆绳相反，至少部分地缠绕在所述第一主滑轮的圆周上并固定在所述第一主滑轮上，同时至少部分地缠绕在所述第二主滑轮的圆周上并固附在其上；
一根张紧缆绳，其一个端部至少部分地缠绕在所述第二主滑轮的圆周上，与所述第一缆绳相反，并且其另一端部至少部分地缠绕在所述第三主滑轮的圆周上，与所述第二缆绳相反，从而使得所述第一主滑轮的旋转会导致所述第二和第三主滑轮相应地进行旋转；
一个滑轮臂，它对所述第二和第三主滑轮中任意一个的运动产生反作用，所述滑轮臂连接在一个加载机构上；
一个连接于所述第一主滑轮上的操纵杆，从而使得所述操纵杆的运动会导致所述第一主滑轮进行旋转，第一主滑轮的旋转又会引起所述第二和第三主滑轮相应地进行旋转，所述第二和第三主滑轮的旋转会引起所述滑轮臂与所述加载机构发生配合，所述操纵杆相对于所述第一主滑轮的角度方位可以选择性调整；
一个安装于所述框架上的座位，从而使得使用者坐在所述座位上能够通过在第一方向上旋转所述杠杆来实现伸腿锻炼，并且能够通过在与第一方向相反的第二方向上旋转所述杠杆来实现曲腿锻炼；以及
安装在所述操纵杆上的一个第一垫和一个第二垫，所述第二垫可偏心旋转地安装在所述杠杆上，从而使得它适合于在进行曲腿锻炼期间保持使用者的腿部位于第一垫与第二垫之间的合适位置，并且能够进行调整来适应不同粗细的腿。
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