ES2841526T3

ES2841526T3 - Máquina de ejercicio

Info

Publication number: ES2841526T3
Application number: ES17194219T
Authority: ES
Inventors: Rasmey Yim; Marcus L Marjama; Kevin M Hendricks
Original assignee: Nautilus Inc
Current assignee: Bowflex Inc
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2021-07-08
Anticipated expiration: 2034-03-17
Also published as: WO2014146006A2; NZ713154A; CA3013141C; EP3338864A1; CA3013141A1; EP3338864B1; CA2907352A1; WO2014146130A2; WO2014145981A1; EP2986350A2; CN105579103A; AU2014232303B2; CA2907435C; US20190232104A1; HK1220658A1; AU2014232303A1; ES2650815T3; CA2907352C; CN105579103B; EP2969066A4

Abstract

Máquina (10; 100) de ejercicio estática que tiene pedales (32; 132) con movimiento de vaivén que se mueven en trayectorias (60, 62) de pedal de bucle cerrado respectivas, comprendiendo la máquina un mecanismo (50; 150) giratorio basado en la resistencia del aire y un mecanismo (160) basado en magnetismo que están configurados para proporcionar una resistencia variable al movimiento de los pedales con movimiento de vaivén; caracterizada porque: cada trayectoria (60, 62) de pedal de bucle cerrado no circular define un eje principal que se extiende entre dos puntos en la trayectoria de pedal de bucle cerrado que están más alejados entre sí, y el eje principal de cada trayectoria de pedal de bucle cerrado está inclinado al menos 45° con relación a un plano horizontal.

Description

DESCRIPCIÓN

Máquina de ejercicio

Referencia cruzada a solicitud relacionada

La presente solicitud es una solicitud no provisional de, y reivindica prioridad sobre, la solicitud provisional de Estados Unidos N° 61/798.663, presentada el 15 de Marzo de 2013, titulada "Exercise Machine".

Campo técnico

La presente solicitud se refiere a máquinas de ejercicio estáticas que tienen miembros con movimiento de vaivén. Antecedentes

Las máquinas de ejercicio estáticas tradicionales incluyen máquinas de tipo subida de escaleras y máquinas de tipo bicicleta elíptica. Cada uno de estos tipos de máquina ofrece típicamente un tipo diferente de entrenamiento, permitiendo las máquinas de tipo subida de escaleras una simulación de subida de escaleras verticales con una frecuencia más baja y permitiendo las máquinas elípticas una simulación de carrera horizontal con una frecuencia más alta.

El documento US 5051638 A divulga una rueda con una resistencia del aire magnéticamente variable para dispositivos de ejercicio.

El documento EP0323056A2 divulga una máquina de entrenamiento de tipo bicicleta que tiene un dispositivo de aplicación de carga.

El documento WO2009/026604 A2 divulga un dispositivo de entrenamiento ergométrico.

El documento WO2009/011904 A1 divulga un dispositivo de ejercicio elíptico.

El documento US 2006/293153 A1 divulga un equipo de ejercicio con agarres de mano convergentes.

El documento WO2010/234185 A1 divulga una bicicleta de ejercicio.

El documento US 4880225 A divulga un dispositivo de ejercicio de tipo bicicleta de acción dual.

El documento US 5048824 A divulga un dispositivo de ejercicio portátil con soporte en una puerta y en el suelo para su uso por usuarios de sillas de ruedas.

El documento US 5290212 A divulga una bicicleta de ejercicio.

Sumario

Según la presente invención, se proporciona una máquina de ejercicio estática según la reivindicación 1 independiente. La máquina de ejercicio estática comprende pedales con movimiento de vaivén que causan que los pies de un usuario se muevan a lo largo de una trayectoria de bucle cerrado que está sustancialmente inclinada, de manera que el movimiento del pie simule un movimiento más parecido a una escalada que a un paseo o un movimiento de carrera sobre superficie plana. Algunas realizaciones pueden comprender además asideros con movimiento de vaivén que están configurados para moverse de manera coordinada con el pie mediante un enlace a una rueda de cigüeñal acoplada también a los pedales. La resistencia variable se proporciona mediante un mecanismo giratorio basado en la resistencia del aire, mediante un mecanismo basado en el magnetismo, y posiblemente, además, mediante otros mecanismos, uno o más de los cuales puede ser ajustable rápidamente mientras el usuario está usando la máquina. Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista en perspectiva de una máquina de ejercicio ejemplar, que no forma parte de la invención. Las Figs. 2A-2D son vistas laterales izquierdas de la Fig. 1, que muestran diferentes etapas de un ciclo de cigüeñal. La Fig. 3 es una vista lateral derecha de la máquina de la Fig. 1.

La Fig. 4 es una vista frontal de la máquina de la Fig. 1.

La Fig. 4A es una vista ampliada de una parte de la Fig. 4.

La Fig. 5 es una vista lateral izquierda de la máquina de la Fig. 1.

La Fig. 5A es una vista ampliada de una parte de la Fig. 5.

La Fig. 6 es una vista superior de la máquina de la Fig. 1.

La Fig. 7 es una vista lateral izquierda de la máquina de la Fig. 1.

La Fig. 7A es una vista ampliada de una parte de la Fig. 7, que muestra las trayectorias de bucle cerrado atravesadas por los pedales de la máquina.

La Fig. 8 es una vista lateral derecha de otra máquina de ejercicio ejemplar.

La Fig. 9 es una vista lateral izquierda de la máquina de la Fig. 8.

La Fig. 10 es una vista frontal de la máquina de la Fig. 8.

La Fig. 11 es una vista en perspectiva de un freno magnético de la máquina de la Fig.8.

La Fig. 12 es una vista en perspectiva de una realización de la máquina de la Fig. 8 con una carcasa exterior incluida. La Fig. 13 es una vista lateral derecha de la máquina de la Fig. 12.

La Fig. 14 es una vista lateral izquierda de la máquina de la Fig. 12.

La Fig. 15 es una vista frontal de la máquina de la Fig. 12.

La Fig. 16 es una vista posterior de la máquina de la Fig. 12.

La Fig. 17 es una vista lateral de una máquina de ejercicio ejemplar que tiene miembros inclinados curvados.

Descripción detallada

En el presente documento se describen realizaciones de máquinas de ejercicio estáticas que tienen pedales con movimiento de vaivén que se mueven en una trayectoria de bucle cerrado. Las máquinas divulgadas proporcionan una resistencia variable contra el movimiento de vaivén de un usuario, para permitir un entrenamiento con intervalos de intensidad variable. Las máquinas de la invención comprenden pedales con movimiento de vaivén que causan que los pies de un usuario se muevan a lo largo de una trayectoria de bucle cerrado que está sustancialmente inclinada, de manera que el movimiento del pie simule un movimiento más parecido a una escalada que a un paseo o un movimiento de carrera sobre una superficie plana. Algunas realizaciones pueden comprender además miembros de mano con movimiento de vaivén que están configurados para moverse de manera coordinada con los pedales y permitir al usuario ejercitar los músculos de la parte superior del cuerpo. Puede proporcionarse una resistencia variable mediante un mecanismo similar a un ventilador basado en la resistencia del aire, un mecanismo de corrientes de Foucault basado en magnetismo, posiblemente además mediante frenos basados en la fricción, y mediante otros mecanismos, uno o más de los cuales puede ser ajustable rápidamente mientras el usuario está usando la máquina para proporcionar un entrenamiento con intervalos de intensidad variable.

Las Figs. 1-7A muestran una realización ejemplar de una máquina 10 de ejercicio. La máquina 10 comprende un bastidor 12 que comprende una base 14 para contactar con una superficie de soporte, riostras 16 verticales primera y segunda acopladas por una riostra 18 arqueada, una estructura 20 de soporte superior que se extiende por encima de la riostra 18 arqueada, y miembros 22 primero y segundo inclinados que se extienden entre la base 14 y las riostras 16 verticales primera y segunda, respectivamente.

Una rueda 24 de cigüeñal está fijada a un árbol 25 de cigüeñal (véanse las Figs. 4A y 5A) que está soportado de manera giratoria por la estructura 20 de soporte superior y que puede girar alrededor de un eje A de cigüeñal horizontal fijo. Los brazos 28 de cigüeñal primero y segundo están fijos con relación a la rueda 24 de cigüeñal y el árbol 25 de cigüeñal y posicionados a ambos lados de la rueda de cigüeñal y giratorios también alrededor del eje A del cigüeñal, de manera que la rotación de los brazos 28 de cigüeñal cause que el árbol 25 de cigüeñal y la rueda 24 de cigüeñal giren alrededor del eje A de cigüeñal. Los brazos 28 de cigüeñal primero y segundo tienen extremos interiores respectivos fijados al árbol 25 de cigüeñal en el eje A de cigüeñal y extremos radiales respectivos que se extienden en direcciones radiales opuestas desde el eje A de cigüeñal. Los miembros 26 de pie con movimiento de vaivén primero y segundo tienen extremos delanteros que están acoplados de manera pivotante a los extremos radiales de los brazos 28 de cigüeñal primero y segundo, respectivamente, y extremos posteriores que están acoplados a los pedales 32 de pie primero y segundo, respectivamente. Unos rodillos 30 primero y segundo están acoplados a partes intermedias de los miembros 26 de pie primero y segundo, respectivamente, de manera que los rodillos 30 puedan trasladarse de manera rodante a lo largo de los miembros 22 inclinados del bastidor 12. En realizaciones alternativas, pueden usarse otros mecanismos de cojinete para facilitar el movimiento de traslación de los miembros 26 de pie a lo largo de los miembros 22 inclinados, en lugar de o además de los rodillos 30, tales como cojinetes de tipo fricción por deslizamiento.

Cuando los pedales 32 son accionados por un usuario, las partes intermedias de los miembros 26 de pie se trasladan en una trayectoria sustancialmente lineal mediante los rodillos 30 a lo largo de los miembros 22 inclinados. En realizaciones alternativas, los miembros 22 inclinados pueden comprender una parte no lineal, tal como una parte curvada o con forma de arco (por ejemplo, véanse los miembros 123 inclinados curvados en la Fig. 17), de manera que las partes intermedias de los miembros 26 de pie se trasladen en una trayectoria no lineal mediante los rodillos 30, a lo largo de la parte no lineal de los miembros 22 inclinados. La parte no lineal de los miembros 22 inclinados puede tener cualquier curvatura, tal como un radio de curvatura constante o no constante, y puede presentar superficies convexas, cóncavas y/o parcialmente lineales para que los rodillos se desplacen a lo largo de las mismas. En algunas realizaciones, la parte no lineal de los miembros 22 inclinados puede tener un ángulo de inclinación promedio de al menos 45°, y/o puede tener un ángulo de inclinación mínimo de al menos 45° con relación al plano horizontal del suelo.

Los extremos frontales de los miembros 26 de pie pueden moverse en trayectorias circulares alrededor del eje A de rotación, cuyo movimiento circular acciona los brazos 28 de cigüeñal y la rueda 24 de cigüeñal en un movimiento de rotación. La combinación del movimiento circular de los extremos delanteros de los miembros 26 de pie y el movimiento lineal o no lineal de las partes intermedias de los miembros de pie causa que los pedales 32 en los extremos posteriores de los miembros 26 de pie se muevan en trayectorias de bucle cerrado no circulares, tales como trayectorias de bucle cerrado sustancialmente ovaladas y/o sustancialmente elípticas. Por ejemplo, con referencia a la Fig. 7A, un punto F en la parte frontal de los pedales 32 puede atravesar una trayectoria 60 y un punto R en la parte posterior de los pedales puede atravesar una trayectoria 62. Las trayectorias de bucle cerrado atravesadas por los diferentes puntos en los pedales 32 pueden tener tamaños y formas diferentes, tal como con las partes más posteriores de los pedales 32 atravesando distancias más largas. Por ejemplo, la trayectoria 60 puede ser más corta y/o más estrecha que la trayectoria 62. Una trayectoria de bucle cerrado atravesada por los pedales 32 puede tener un eje principal definido por los dos puntos de la trayectoria que están más alejados. El eje principal de las trayectorias de bucle cerrado atravesadas por los pedales 32 tiene un ángulo de inclinación más cercano a la vertical que a la horizontal, que es de al menos 45°, preferiblemente al menos 50°, al menos 55°, al menos 60°, al menos 65°, al menos 70°, al menos 75°, al menos 80° y/o al menos 85°, con relación a un plano horizontal definido por la base 14. Para causar dicha inclinación de las trayectorias de bucle cerrado de los pedales, los miembros inclinados pueden comprender una parte sustancialmente lineal o no lineal (por ejemplo, véanse los miembros 123 inclinados de la Fig. 17), que los rodillos atraviesan y que forman un gran ángulo a de inclinación, un ángulo de inclinación promedio y/o un ángulo de inclinación mínimo, con relación a la base 14 horizontal, tal como de al menos 45°, al menos 50°, al menos 55°, al menos 60°, al menos 65°, al menos 70°, al menos 75°, al menos 80° y/o al menos 85°. Este gran ángulo de inclinación del movimiento del pedal puede proporcionar a un usuario un ejercicio para la parte inferior del cuerpo más parecido a una subida de escaleras que a un paseo o una carrera sobre una superficie nivelada. Dicho ejercicio de la parte inferior del cuerpo puede ser similar al proporcionado por una máquina de subir escaleras tradicional.

La máquina 10 puede comprender también asideros 34 primero y segundo acoplados a la estructura 20 de soporte superior del bastidor 12, en un eje D horizontal. La rotación de los asideros 34 alrededor del eje D horizontal causa una rotación correspondiente de los dos primeros enlaces 38, que están acoplados de manera pivotante en sus extremos radiales a los miembros 40 con movimiento de vaivén primero y segundo. Tal como se muestra en las Figs.

4A y 5A, por ejemplo, los extremos inferiores de los miembros 40 con movimiento de vaivén comprenden collarines 41 anulares respectivos. Un disco 42 circular respectivo está montado de manera giratoria en el interior de cada uno de los collarines 41 anulares, de manera que los discos 42 sean giratorios con relación a los miembros 40 con movimiento de vaivén y los collarines 41 alrededor de los ejes B de disco respectivos en el centro de cada uno de los discos. Los ejes B de disco son paralelos al eje A de cigüeñal fijo y están desplazados radialmente en direcciones opuestas desde el eje A de cigüeñal fijo (véanse las Figs. 4A y 5A). A medida que la rueda 24 de cigüeñal gira alrededor del eje A de cigüeñal, los ejes B de disco se mueven en órbitas circulares opuestas alrededor del eje A del mismo radio. Los discos 42 están también fijados al árbol 25 de cigüeñal en el eje A de cigüeñal, de manera que los discos 42 giren en el interior de los collarines 41 anulares respectivos a medida que los discos 42 pivotan alrededor del eje A de cigüeñal en lados opuestos de la rueda 24 de cigüeñal. Los discos 42 pueden estar fijos con relación a los brazos 28 de cigüeñal respectivos, de manera que giren al unísono alrededor del eje A de cigüeñal, para hacer girar la rueda 24 de cigüeñal cuando los pedales 32 y/o los asideros 34 son accionados por un usuario. El conjunto de enlace de asideros, que comprende asideros 34, un eje 36 de pivote, enlaces 38, miembros 40 con movimiento de vaivén y discos 42, puede estar configurado para causar que los asideros 34 realicen un movimiento de vaivén en un movimiento opuesto con relación a los pedales 32. Por ejemplo, a medida que el pedal 32 izquierdo se mueve hacia arriba y hacia delante, el asidero 34 izquierdo pivota hacia atrás, y viceversa. La rueda 24 de cigüeñal puede acoplarse a uno o más mecanismos de resistencia para proporcionar resistencia al movimiento de vaivén de los pedales 32 y los asideros 34. Los uno o más mecanismos de resistencia comprenden un mecanismo 50 de resistencia basado en la resistencia del aire, un mecanismo de resistencia basado en magnetismo, y posiblemente un mecanismo de resistencia basado en fricción y otros mecanismos de resistencia. Los uno o más mecanismos de resistencia son ajustables para proporcionar diferentes niveles de resistencia. Además, uno o más de los mecanismos de resistencia pueden proporcionar una resistencia variable que corresponde a la frecuencia de movimiento de vaivén de la máquina de ejercicio, de manera que la resistencia aumente a medida que la frecuencia de movimiento de vaivén aumenta.

Tal como se muestra en las Figs. 1-7, la máquina 10 comprende un mecanismo de resistencia basado en la resistencia del aire, o un freno 50 de aire que está montado de manera giratoria al bastidor 12. El freno 50 de aire es accionado por la rotación de la rueda 24 de cigüeñal. En la realización ilustrada, el freno 50 de aire es accionado por una correa o cadena 48 que está acoplada a una polea 46, que a su vez está acoplada a la rueda 24 de cigüeñal mediante otra correa o cadena 44 que se extiende alrededor del perímetro de la rueda de cigüeñal. La polea 46 puede usarse como mecanismo de engranaje para ajustar la relación de la velocidad angular del freno de aire a la velocidad angular de la rueda 24 de cigüeñal. Por ejemplo, una rotación de la rueda 24 de cigüeñal puede causar varias rotaciones del freno 50 de aire para aumentar la resistencia proporcionada por el freno de aire.

El freno 50 de aire puede comprender una estructura de aleta radial que causa que el aire fluya a través del freno de aire cuando gira. Por ejemplo, la rotación del freno de aire puede causar que el aire entre a través de las aberturas 52 laterales de la parte lateral del freno de aire cerca del eje de rotación y que salga a través de las salidas 54 radiales (véanse las Figs. 4 y 5). El movimiento inducido del aire a través del freno 50 de aire causa una resistencia a la rotación, que se transfiere a la resistencia a los movimientos de vaivén de los pedales 32 y los asideros 34. Al aumentar la velocidad angular del freno 50 de aire, la fuerza de resistencia creada puede aumentar en una relación no lineal, tal como una relación sustancialmente exponencial.

En algunas realizaciones, el freno 50 de aire puede ser ajustable para controlar el volumen de flujo de aire que se induce a fluir a través del freno de aire a una velocidad angular determinada. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el freno 50 de aire puede comprender una placa 53 de entrada ajustable de manera giratoria (véase la Fig. 5) que puede ser girada con relación a las entradas 52 de aire para cambiar el área de flujo transversal total de las entradas 52 de aire. La placa 53 de entrada puede tener una gama de posiciones ajustables, incluyendo una posición cerrada, en la que la placa 53 de entrada bloquea sustancialmente la totalidad del área de flujo transversal de las entradas 52 de aire, de manera que no haya un flujo de aire sustancial a través del ventilador.

En algunas realizaciones (no mostradas), un freno de aire puede comprender una placa de entrada que es ajustable en una dirección axial (y opcionalmente también en una dirección de rotación, tal como la placa 53 de entrada). Una placa de entrada ajustable axialmente puede estar configurada para moverse en una dirección paralela al eje de rotación del freno de aire. Por ejemplo, cuando la placa de entrada está más alejada axialmente de la entrada o las entradas de aire, se permite un mayor volumen de flujo de aire, y cuando la placa de entrada está más cerca axialmente de la entrada o las entradas de aire, se permite un menor volumen de flujo de aire.

En algunas realizaciones (no mostradas), un freno de aire puede comprender un mecanismo de regulación de salida de aire que está configurado para cambiar el área de flujo transversal total de las salidas 54 de aire en el perímetro radial del freno de aire, con el fin de ajustar el volumen de flujo de aire inducido a través del freno de aire a una velocidad angular determinada.

En algunas realizaciones, el freno 50 de aire puede comprender un mecanismo de regulación de flujo de aire ajustable, tal como la placa 53 de entrada u otro mecanismo descrito en el presente documento, que puede ajustarse rápidamente mientras la máquina 10 está siendo usada para el ejercicio. Por ejemplo, el freno 50 de aire puede comprender un mecanismo de regulación de flujo de aire ajustable que puede ser ajustado rápidamente por el usuario mientras el usuario está accionando la rotación del freno de aire, tal como mediante la manipulación de una palanca manual, un botón, u otro mecanismo posicionado al alcance de las manos del usuario mientras el usuario está accionando los pedales 32 con sus pies. Dicho mecanismo puede estar acoplado mecánica y/o eléctricamente al mecanismo de regulación de flujo de aire para causar un ajuste del flujo de aire y ajustar de esta manera el nivel de resistencia. En algunas realizaciones, dicho ajuste causado por el usuario puede automatizarse, tal como mediante el uso de un botón en una consola cerca de los asideros 34 acoplado a un controlador y un motor eléctrico acoplado al mecanismo de regulación de flujo de aire. En otras realizaciones, dicho mecanismo de ajuste puede ser operado de manera completamente manual, o de una manera manual y automatizada combinada. En algunas realizaciones, un usuario puede causar que un ajuste de regulación de flujo de aire deseado se ejecute totalmente en un período de tiempo relativamente corto, tal como en medio segundo, en un segundo, en dos segundos, en tres segundos, en cuatro segundos y/o en cinco segundos desde el tiempo de la orden manual introducida por el usuario a través de un dispositivo de entrada electrónico o mediante el accionamiento manual de una palanca u otro dispositivo mecánico. Estos períodos de tiempo ejemplares son para ciertas realizaciones, y en otras realizaciones los períodos de tiempo del ajuste de resistencia pueden ser menores o mayores.

En realizaciones que incluyen un mecanismo de resistencia variable que proporciona una mayor resistencia a una velocidad angular más elevada y un mecanismo de resistencia rápido que permite que un usuario cambie rápidamente la resistencia a una velocidad angular determinada, la máquina 10 puede usarse para un entrenamiento de intervalos de alta intensidad. En un método de ejercicio ejemplar, un usuario puede realizar intervalos repetidos que alternan entre períodos de alta intensidad y períodos de baja intensidad. Los períodos de alta intensidad pueden realizarse con el mecanismo de resistencia ajustable, tal como el freno 50 de aire, configurado con una configuración de baja resistencia (por ejemplo, bloqueando la placa 53 de entrada el flujo de aire a través del freno 50 de aire). En una configuración de baja resistencia, el usuario puede accionar los pedales 32 y/o los asideros 34 a una frecuencia de movimiento de vaivén relativamente alta, lo que puede causar un ejercicio más enérgico, ya que, aunque hay una menor resistencia desde el freno 50 de aire, se causa que el usuario eleve y descienda su propio peso corporal una distancia significativa para cada movimiento de vaivén, como con una máquina de subir escaleras tradicional. El movimiento rápido de subida de escaleras puede conducir a un ejercicio energéticamente intenso. Dicho período de alta intensidad puede durar cualquier intervalo de tiempo, tal como menos de un minuto o menos de 30 segundos, mientras proporciona suficiente ejercicio enérgico como desea el usuario. Los períodos de baja intensidad pueden realizarse con el mecanismo de resistencia ajustable, tal como el freno 50 de aire, configurado a una configuración de alta resistencia (por ejemplo, permitiendo la placa 53 de entrada un flujo de aire máximo a través del freno 50 de aire). En una configuración de alta resistencia, el usuario puede estar limitado a accionar los pedales 32 y/o asideros 34 solo a frecuencias de movimiento de vaivén relativamente bajas, lo que puede causar un ejercicio menos enérgico, ya que, aunque hay una mayor resistencia desde el freno 50 de aire, el usuario no tiene que elevar y descender su propio peso corporal tan frecuentemente y, por lo tanto, puede conservar energía. El movimiento de subida de escaleras relativamente más lento puede proporcionar un período de descanso entre períodos de alta intensidad. Dicho período de baja intensidad o período de descanso puede durar cualquier intervalo de tiempo, tal como menos de dos minutos o menos de aproximadamente 90 segundos. Una sesión de entrenamiento a intervalos ejemplar puede comprender cualquier número de períodos de alta intensidad y baja intensidad, tal como menos de 10 de cada y/o menos de aproximadamente 20 minutos en total, mientras proporciona un ejercicio enérgico total que requiere un tiempo de entrenamiento significativamente más largo que no es posible en una máquina de subir escaleras tradicional o en una máquina elíptica tradicional.

Las Figs. 8-11 muestran otra realización de una máquina 100 de ejercicio. La máquina 100 comprende un bastidor 112 que comprende una base 114 para contactar con una superficie de soporte, una riostra 116 vertical que se extiende desde la base 114 a una estructura 120 de soporte superior, y miembros 122 inclinados primero y segundo que se extienden entre la base 114 y la riostra 116 vertical.

Las ruedas 124 de cigüeñal primera y segunda están soportadas de manera giratoria sobre lados opuestos de la estructura 120 de soporte superior alrededor de un eje A de rotación horizontal. Los brazos 128 de cigüeñal primero y segundo están fijados con relación a las ruedas 124 de cigüeñal respectivas, posicionados sobre los lados exteriores de las ruedas de cigüeñal, y son también giratorios alrededor del eje A de rotación, de manera que la rotación de los brazos 128 de cigüeñal cause la rotación de las ruedas 124 de cigüeñal. Los brazos 128 de cigüeñal primero y segundo se extienden desde los extremos centrales en el eje A en direcciones radiales opuestas a los extremos radiales respectivos. Los miembros 126 de pie con movimiento de vaivén primero y segundo tienen extremos delanteros que están acoplados de manera pivotante a los extremos radiales de los brazos 128 de cigüeñal primero y segundo, respectivamente, y extremos posteriores que están acoplados a los pedales 132 primero y segundo, respectivamente. Los rodillos 130 primero y segundo están acoplados a las partes intermedias de los miembros 126 de pie primero y segundo, respectivamente, de manera que los rodillos 130 puedan trasladarse de manera rodante a lo largo de los miembros 122 inclinados del bastidor 112. En realizaciones alternativas, en lugar de o además de los rodillos 130, pueden usarse otros mecanismos de cojinete para proporcionar el movimiento de traslación de los miembros 126 de pie a lo largo de los miembros 122 inclinados, tales como cojinetes de tipo fricción por deslizamiento.

Cuando los pedales 132 son accionados por un usuario, las partes intermedias de los miembros 126 de pie se trasladan en una trayectoria sustancialmente lineal mediante los rodillos 130 a lo largo de los miembros 122 inclinados, y los extremos frontales de los miembros 126 de pie se mueven en trayectorias circulares alrededor del eje A de rotación, lo que acciona los brazos 128 de cigüeñal y las ruedas 124 de cigüeñal en un movimiento de rotación alrededor del eje A. La combinación del movimiento circular de los extremos delanteros de los miembros 126 de pie y el movimiento lineal de las partes intermedias de los miembros de pie causa que los pedales 132, en los extremos posteriores de los miembros de pie, se muevan en trayectorias de bucle cerrado no circulares, tales como trayectorias de bucle cerrado sustancialmente ovaladas y/o sustancialmente elípticas. Las trayectorias de bucle cerrado atravesadas por los pedales 132 pueden ser sustancialmente similares a las descritas con referencia a los pedales 32 de la máquina 10. Una trayectoria de bucle cerrado atravesada por los pedales 132 puede tener un eje principal definido por los dos puntos de la trayectoria que están más alejados entre sí. El eje principal de una o más de las trayectorias de bucle cerrado atravesadas por los pedales 132 tiene un ángulo de inclinación más cercano a la vertical que a la horizontal, que es de al menos 45°, preferiblemente al menos 50°, al menos 55°, al menos 60°, al menos 65°, al menos 70°, al menos 75°, al menos 80° y/o al menos 85°, con relación a un plano horizontal definido por la base 114. Para causar dicha inclinación de las trayectorias de bucle cerrado de los pedales 132, los miembros 122 inclinados pueden comprender una parte sustancialmente lineal sobre la que se desplazan los rodillos 130. Los miembros 122 inclinados forman un gran ángulo a de inclinación con relación a la base 114 horizontal, tal como de al menos 45°, al menos 50°, al menos 55°, al menos 60°, al menos 65°, al menos 70°, al menos 75°, al menos 80° y/o al menos 85°. Este gran ángulo de inclinación que establece la trayectoria para el movimiento del pedal puede proporcionar al usuario un ejercicio para la parte inferior del cuerpo que es más similar a una subida de escaleras que a un paseo o una carrera sobre una superficie nivelada. Dicho ejercicio para la parte inferior del cuerpo puede ser similar al proporcionado por una máquina de subir escaleras tradicional.

Tal como se muestra en las Figs. 8-10, la máquina 100 puede comprender también asideros 134 primero y segundo acoplados de manera pivotante a la estructura 120 de soporte superior del bastidor 112 en un eje D horizontal. La rotación de los asideros 134 alrededor del eje D horizontal causa una rotación correspondiente de los enlaces 138 primero y segundo, que están acoplados de manera pivotante en sus extremos radiales a los miembros 140 de mano con movimiento de vaivén primero y segundo. Los extremos inferiores de los miembros 140 de mano comprenden discos 142 circulares respectivos que son giratorios con relación al resto del miembro 140 de mano alrededor de los ejes B de disco respectivos que son paralelos al eje A de cigüeñal, y que están desplazados radialmente en direcciones opuestas desde el eje A. Aunque la estructura de los miembros 140 de mano y los discos 142 giratorios no se muestra claramente en las Figs. 8-11, debería entenderse que sus estructuras y funciones son similares a las de los miembros 40 de mano y los discos 42 de la máquina 10, tal como se muestra en las Figs. 3-7. Los extremos inferiores de los miembros 140 de mano están posicionados justo en el interior de las ruedas 124 de cigüeñal, tal como se muestra en la Fig. 10. A medida que las ruedas 124 de cigüeñal giran alrededor del eje A, los ejes B de disco se mueven en órbitas circulares opuestas alrededor del eje A del mismo radio. Los discos 142 están también acoplados de manera pivotante al eje A de cigüeñal, de manera que los discos 142 giren dentro de los extremos inferiores respectivos de los miembros 140 de mano a medida que los discos 142 pivotan alrededor del eje A de cigüeñal en lados opuestos del miembro 120 de soporte superior. Los discos 142 pueden estar fijados con relación a los brazos 128 de cigüeñal respectivos, de manera que giren al unísono alrededor del eje A de cigüeñal para accionar la rueda 124 de cigüeñal cuando los pedales 132 y/o los asideros 134 son accionados por un usuario. El conjunto de enlace de asideros, que comprende los asideros 134, el eje D de pivote, los enlaces 138, los miembros 140 de mano y los discos 142, puede estar configurado para causar que los asideros 134 realicen un movimiento de vaivén en un movimiento opuesto con relación a los pedales 132. Por ejemplo, a medida que el pedal 132 izquierdo se mueve hacia arriba y hacia delante, el asidero 134 izquierdo pivota hacia atrás, y viceversa. Tal como se muestra en la Fig. 10, la máquina 100 puede comprender además una interfaz 102 de usuario montada cerca de la parte superior del miembro 120 de soporte superior. La interfaz 102 de usuario puede comprender una pantalla para proporcionar información al usuario, y puede comprender entradas de usuario para permitir que el usuario introduzca información y ajuste la configuración de la máquina, tal como para ajustar la resistencia. La máquina 100 puede comprender además asideros 104 estacionarios montados cerca de la parte superior del miembro 120 de soporte superior.

Las ruedas 124 de cigüeñal están acopladas a varios mecanismos de resistencia para proporcionar resistencia al movimiento de vaivén de los pedales 132 y los asideros 134. Los mecanismos de resistencia comprenden un mecanismo 150 de resistencia basado en la resistencia del aire, un mecanismo 160 de resistencia basado en magnetismo y posiblemente también un mecanismo de resistencia basado en fricción y otros mecanismos de resistencia. Uno o más de los mecanismos de resistencia pueden ser ajustables para proporcionar diferentes niveles de resistencia a una frecuencia de movimiento de vaivén determinada. Además, uno o más de los mecanismos de resistencia pueden proporcionar una resistencia variable que corresponde a la frecuencia de movimiento de vaivén de la máquina de ejercicio, de manera que la resistencia aumente a medida que la frecuencia de movimiento de vaivén aumenta.

Tal como se muestra en las Figs. 8-10, la máquina 100 comprende un mecanismo de resistencia basado en la resistencia del aire o freno 150 de aire, que está montado de manera giratoria al bastidor 112 en un árbol 166 horizontal, y/o un mecanismo de resistencia basado en magnetismo o freno 160 magnético, que comprende un rotor 161 montado de manera giratoria al bastidor 112, en el mismo árbol 166 horizontal, y una pinza 162 de freno que está montada también al bastidor 112. El freno 150 de aire y el rotor 161 son accionados por la rotación de las ruedas 124 de cigüeñal. En la realización ilustrada, el árbol 166 es accionado por una correa o una cadena 148 que está acoplada a una polea 146. La polea 146 está acoplada a otra polea 125, montada de manera coaxial con el eje A mediante otra correa o cadena 144. Las poleas 125 y 146 pueden usarse como un mecanismo de engranaje para establecer la relación de la velocidad angular del freno 150 de aire y del rotor 161 con relación a la frecuencia de movimiento de vaivén de los pedales 132 y los asideros 134. Por ejemplo, un movimiento de vaivén de los pedales 132 puede causar varias rotaciones del freno 150 de aire y del rotor 161 para aumentar la resistencia proporcionada por el freno 150 de aire y/o el freno 160 magnético.

El freno 150 de aire puede tener una estructura y una función similares a las del freno 50 de aire de la máquina 10, y puede ajustarse de manera similar para controlar el volumen de flujo de aire que se hace que fluya a través del freno de aire a una velocidad angular determinada.

El freno 160 magnético proporciona resistencia mediante la inducción magnética de corrientes de Foucault en el rotor 161 a medida que el rotor gira. Tal como se muestra en la Fig. 11, la pinza 162 de freno comprende imanes 164 de gran potencia posicionados en lados opuestos del rotor 161. A medida que el rotor 161 gira entre los imanes 164, los campos magnéticos creados por los imanes inducen corrientes de Foucault en el rotor, produciendo una resistencia a la rotación del rotor. La magnitud de la resistencia a la rotación del rotor puede aumentar como una función de la velocidad angular del rotor, de manera que se proporcione una mayor resistencia a elevadas frecuencias de movimiento de vaivén de los pedales 132 y de los asideros 134. La magnitud de la resistencia proporcionada por el freno 160 magnético puede ser también una función de la distancia radial desde los imanes 164 al eje de rotación del árbol 166. A medida que aumenta este radio, la velocidad lineal de la parte del rotor 161 que pasa entre los imanes 164 aumenta a cualquier velocidad angular determinada del rotor, ya que la velocidad lineal en un punto en el rotor es un producto de la velocidad angular del rotor por el radio de dicho punto desde el eje de rotación. En algunas realizaciones, la pinza 162 de freno puede montarse de manera pivotante, o si no puede montarse de manera ajustable, al bastidor 116, de manera que pueda ajustarse la posición radial de los imanes 134 con relación al eje del árbol 166. Por ejemplo, la máquina 100 puede comprender un motor acoplado a la pinza 162 de freno, que está configurado para mover los imanes 164 a posiciones radiales diferentes con relación al rotor 161. A medida que los imanes 164 se ajustan radialmente hacia el interior, la velocidad lineal de la parte del rotor 161 que pasa entre los imanes se reduce a una velocidad angular determinada del rotor, reduciendo de esta manera la resistencia proporcionada por el freno 160 magnético a una frecuencia de movimiento de vaivén determinada de los pedales 132 y los asideros 134. Por el contrario, a medida que los imanes 164 se ajustan radialmente hacia el exterior, la velocidad lineal de la parte del rotor 161 que pasa entre los imanes aumenta a una velocidad angular determinada del rotor, aumentando de esta manera la resistencia proporcionada por el freno 160 magnético a una frecuencia de movimiento de vaivén determinada de los pedales 132 y de los asideros 134.

En algunas realizaciones, la pinza 162 de freno puede ajustarse rápidamente, mientras la máquina 10 está siendo usada para el ejercicio, para ajustar la resistencia. Por ejemplo, la posición radial de los imanes 164 de la pinza 162 de freno con relación al rotor 161 puede ser ajustada rápidamente por el usuario mientras el usuario está accionando el movimiento de vaivén de los pedales 132 y/o de los asideros 134, tal como mediante la manipulación de una palanca manual, un botón u otro mecanismo posicionado al alcance de las manos del usuario mientras el usuario está accionando los pedales 132 con sus pies. Dicho mecanismo de ajuste puede estar acoplado mecánica y/o eléctricamente al freno 160 magnético para causar un ajuste de las corrientes de Foucault en el rotor, y ajustar de esta manera el nivel de resistencia magnética. En algunas realizaciones, dicho ajuste causado por el usuario puede automatizarse, tal como usando un botón en la interfaz 102 de usuario que está acoplado eléctricamente a un controlador y un motor eléctrico acoplado a la pinza 162 de freno. En otras realizaciones, dicho mecanismo de ajuste puede operarse de manera completamente manual, o puede ser una operación manual y automatizada combinada. En algunas realizaciones, un usuario puede causar la ejecución completa de un ajuste de resistencia magnética deseado en un período de tiempo relativamente corto, tal como en medio segundo, en un segundo, en dos segundos, en tres segundos, en cuatro segundos y/o en cinco segundos desde el tiempo de introducción de la orden manual por parte del usuario a través de un dispositivo de entrada electrónico o mediante el accionamiento manual de un dispositivo mecánico. En otras realizaciones, los períodos de tiempo del ajuste de la resistencia magnética pueden ser menores o mayores que los períodos de tiempo ejemplares proporcionados anteriormente.

Las Figs. 12-16 muestran una realización de la máquina 100 de ejercido con una carcasa 170 exterior montada alrededor de una parte frontal de la máquina. La carcasa 170 puede alojar y proteger partes del bastidor 112, las poleas 125 y 146, las correas o cadenas 144 y 148, las partes inferiores de los miembros 140 de brazo, el freno 150 de aire, el freno 160 magnético, los motores para ajustar el freno de aire y/o el freno magnético, el cableado y/u otros componentes de la máquina 100. Tal como se muestra en las Figs. 12, 14 y 15, la carcasa 170 puede comprender una caja 172 de freno de aire que comprende aberturas 176 de entrada laterales para permitir que el aire entre al freno 150 de aire y aberturas 174 de salida radiales para permitir que el aire salga del freno de aire. Tal como se muestra en las Figs. 13 y 15, la carcasa 170 puede comprender además una caja 176 de freno magnético para proteger el freno 160 magnético, donde está incluido el freno magnético, además del freno 150 de aire. Los brazos 128 de cigüeñal y las ruedas 124 de cigüeñal pueden estar expuestos a través de la carcasa, de manera que los miembros 126 de pie puedan accionar los mismos en un movimiento circular alrededor del eje A, sin obstrucción por parte de la carcasa 170.

Tal como se usan en el presente documento, los términos "un", "una" y "al menos un/una" abarcan uno o más de los elementos especificados. Es decir, si hay presentes dos unidades de un elemento particular, uno de estos elementos también está presente, y de esta manera hay presente "un" elemento. Las expresiones "una pluralidad de" y "múltiples" quieren decir dos o más unidades del elemento especificado.

Tal como se usa en el presente documento, el término "y/o" usado entre los dos últimos elementos de una enumeración de elementos significa uno cualquiera o más de los elementos enumerados. Por ejemplo, la frase "A, B y/o C" significa "A", "B", "C", "A y B", "A y C", "B y C" o "A, B y C".

Tal como se usa en el presente documento, el término "acoplado" significa, en general, acoplado o unido física o eléctricamente y no excluye la presencia de elementos intermedios entre los artículos acoplados o asociados si no se especifica lo contrario en el texto.

A menos que se indique de otra manera, todos los números que expresan propiedades, tamaños, porcentajes, medidas, distancias, relaciones, etc., tal como se usan en la memoria descriptiva o en las reivindicaciones, deben entenderse como modificados por la expresión "aproximadamente". Por consiguiente, a menos que se indique lo contrario, implícita o explícitamente, los parámetros numéricos establecidos son aproximaciones que pueden depender de las propiedades deseadas buscadas y/o de los límites de detección bajo condiciones/métodos de ensayo estándar. Cuando se distinguen directa y explícitamente realizaciones de la técnica anterior descrita anteriormente, los números no son aproximaciones, a menos que se use la palabra "aproximadamente". El alcance de la invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Máquina (10; 100) de ejercicio estática que tiene pedales (32; 132) con movimiento de vaivén que se mueven en trayectorias (60, 62) de pedal de bucle cerrado respectivas, comprendiendo la máquina un mecanismo (50; 150) giratorio basado en la resistencia del aire y un mecanismo (160) basado en magnetismo que están configurados para proporcionar una resistencia variable al movimiento de los pedales con movimiento de vaivén; caracterizada porque: cada trayectoria (60, 62) de pedal de bucle cerrado no circular define un eje principal que se extiende entre dos puntos en la trayectoria de pedal de bucle cerrado que están más alejados entre sí, y el eje principal de cada trayectoria de pedal de bucle cerrado está inclinado al menos 45° con relación a un plano horizontal.

2. Máquina según la reivindicación 1, que comprende además asideros (34; 134) con movimiento de vaivén que están configurados para moverse de manera coordinada con los pies del usuario a través de un enlace (38; 138) a una rueda (24; 124) de cigüeñal acoplada también a los pedales (32; 132).

3. Máquina según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que uno o más de entre el mecanismo (50; 150) giratorio basado en la resistencia del aire y el mecanismo (160) basado en magnetismo está configurado para ser ajustable mientras el usuario está usando la máquina.

4. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el eje principal de cada trayectoria de pedal de bucle cerrado está inclinado más de 45° con relación a un plano horizontal.

5. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos un primer mecanismo de entre los mecanismos (50; 150, 160) de resistencia está configurado para proporcionar resistencia contra el movimiento de los pedales (32; 132) primero y segundo a lo largo de sus trayectorias (60, 62) de pedal de bucle cerrado, comprendiendo el mecanismo de resistencia una parte ajustable configurada para cambiar la magnitud de la resistencia proporcionada por el mecanismo de resistencia a una frecuencia de movimiento de vaivén determinada de los pedales primero y segundo, siendo la parte ajustable ajustada fácilmente por un usuario de la máquina (10; 100) mientras el usuario está accionando los pedales primero y segundo con los pies del usuario durante el ejercicio.

6. Máquina según la reivindicación 5, en la que la parte ajustable es ajustable entre dos configuraciones de resistencia predeterminadas.

7. Máquina según la reivindicación 5, en la que dicho primer mecanismo de entre los mecanismos (50; 150, 160) de resistencia proporciona una mayor resistencia en función de la mayor frecuencia de movimiento de vaivén de los pedales primero y segundo.

8. Máquina según la reivindicación 5, en la que dicho primer mecanismo de entre los mecanismos (50; 150, 160) de resistencia comprende dicho mecanismo (10; 150) de resistencia giratorio basado en la resistencia del aire; preferiblemente en el que la rotación del mecanismo de resistencia giratorio basado en la resistencia al aire aspira el aire a una entrada (52, 176) de aire lateral y expulsa el aire aspirado a través de salidas (54; 174) de aire radiales; preferiblemente en el que el mecanismo de resistencia giratorio basado en la resistencia del aire comprende un regulador de flujo de aire ajustable que puede ajustarse para cambiar el volumen de flujo de aire a través de la entrada de aire o la salida de aire a una velocidad de rotación determinada del mecanismo de resistencia giratorio basado en la resistencia del aire; preferiblemente en el que el regulador de flujo de aire ajustable comprende una placa (53) giratoria posicionada en una parte lateral del mecanismo de resistencia giratorio basado en la resistencia del aire; y preferiblemente en el que el regulador de flujo de aire ajustable comprende una placa móvil axialmente posicionada en una parte lateral del mecanismo de resistencia giratorio basado en la resistencia del aire.

9. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el mecanismo de resistencia magnética comprende un rotor (161) giratorio y una pinza (162) de freno, comprendiendo la pinza de freno imanes (164) que inducen corrientes de Foucault en el rotor a medida que el rotor gira entre los imanes, lo que a su vez causa resistencia a la rotación del rotor.

10. Máquina según la reivindicación 9, en la que la pinza (162) de freno es ajustable para mover los imanes (164) a diferentes distancias radiales desde un eje de rotación del rotor, de manera que un aumento de la distancia radial de los imanes desde el eje aumenta la cantidad de resistencia que los imanes aplican a la rotación del rotor.

11. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que incluye:

un bastidor (12; 112) estacionario;

estando los pedales (32; 132) con movimiento de vaivén, primero y segundo, acoplados al bastidor;

un árbol (25) de cigüeñal montado de manera giratoria al bastidor estacionario para girar alrededor de un eje de cigüeñal, estando los pedales de movimiento de vaivén, primero y segundo, asociados operativamente con el árbol de cigüeñal de manera que el movimiento de los pedales de movimiento de vaivén, primero y segundo, cause la rotación del árbol de cigüeñal alrededor del eje del cigüeñal;

un asidero (34; 134) acoplado de manera pivotante al bastidor para pivotar alrededor de un primer eje y configurado para ser accionado por la mano de un usuario, siendo el primer eje sustancialmente paralelo al eje de cigüeñal y estando separado del mismo por una distancia fija;

un primer miembro (38) de enlace fijo con relación al asidero y pivotante alrededor del primer eje y que incluye un extremo radial que está distal con relación al primer eje;

un segundo miembro (40) de enlace que incluye un primer extremo acoplado de manera pivotante al extremo radial del primer miembro de enlace y un segundo extremo, y el segundo miembro de enlace pivota alrededor de un segundo eje que es sustancialmente paralelo al eje del cigüeñal;

un tercer miembro (42) de enlace que está acoplado de manera giratoria al segundo extremo del segundo enlace, y el tercer miembro de enlace gira alrededor del eje de cigüeñal; y el segundo eje gira alrededor del eje de cigüeñal.