TW201634086A - 改良式訓練裝置 - Google Patents

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Abstract

一種改良式訓練裝置，包含踏板等構製成能在一由垂直線以一大於0°且小於或等於90°的角度朝向水平面傾斜的平面中反向旋轉繞圈移動。該裝置包含一支架，一踏板安裝總成由垂直線以一角度附接於該支架，二踏板支座各藉一踏板曲柄總成對該垂直線呈一角度附接於該踏板安裝總成，及二踏板，各被一踏板支座支撐。

Description

改良式訓練裝置
本案要請求2015年3月11日申請之No.62/131,276美國臨時專利申請案的優先權，其完整內容併此附送。
本發明係有關一種腳踏板操作的訓練機之使用和安裝的改良，其中二併排的踏板單元係被設成能在一垂直平面中旋轉，該垂直平面係垂直於另一垂直平面其會穿過該使用者的兩側軸線。又，本發明係有關於用以提供一踏板作動的訓練裝置之踏板的結構調變和安裝設置，其利用併排旋轉與一傳統腳踏車式訓練機的前後旋轉之添加的分量。
美國專利No.7,108,638(“Snyderman的638案”)及美國專利申請案公開No.2014/0357454(“Snyderman的454案”)，其各完整內容皆併此附送，揭露訓練裝置等其當一使用者以一側向併排的圓形路徑來移動腳踏板時會提供阻力。於此等裝置中，該等踏板係被安裝成垂直於一支座或框架，其本身係垂直地設置。即是，該框架會界定一平面對該水平面通常為一地板或其它的支撐表面呈90°定向，且該等踏板係被裝在一平行於該水平面而對該框架呈90°的位置。該等踏板以一圓形路徑移動通過的平面係平行於該 框架的平面，且垂直於一水平面。當該使用者移動該等踏板時，若該等踏板側向地移動，由該使用者身體的中點離開，則阻力會提供給該使用者的腳外展肌，而若該等踏板移向中央，朝向該使用者身體的中點，則阻力會提供給該使用者的腳內收肌。當正確地使用該等裝置時，該等足部與腳的向前和向後運動幾乎是不存在的。
此踏板運動對希望以此方式來訓練特定腳肌肉的個人是有用的。此類型的訓練對溜冰者、滑雪者，及其它需要訓練特定肌肉群的運動員會是特別地有用，否則它們可能不能藉傳統訓練裝置上的練習來被強化，其只會提供阻力給涉及足部與腳之向前和向後運動的肌肉。但是，以該等Snyderman訓練裝置所獲得的經驗，很清楚可知其使用需要一特定的臨界適配程度。並非每一個可能由該側向訓練獲益者皆在其外展肌和內收肌具有初始的強度或耐力能夠執行並維持所需的側向運動久得足以產生效益。
雖側向運動阻力訓練的利益在近年來已被認知，但要將該等利益帶給大眾仍有挑戰性。
所描述及請求的發明在本說明書中提供側向阻力來訓練使用者之外展肌和內收肌的利益，同時會有更多重大增補的肌肉涉入足部與腳的向前及向後運動中，當相較於習知技術的訓練裝置所需者，可容許一使用者以減低的強度來維持側向的努力。在另一實施例中，該訓練的強度能被增加或減少以匹配該使用者的適配程度或該訓練的 所需強度。此等改良係可藉調變該等踏板之圓形運動的平面之定向而被達成。
在某些實施例中，該改良式訓練裝置包含一支架，一踏板安裝總成附接於該支架而對垂線呈一傾斜角度，該傾斜角度有一大於0°且小於或等於90°之值；二踏板支座各以一附接角度固定於該踏板安裝總成，該附接角度具有一大於0°且小於或等於90°之值；及二踏板，一踏板各附接於一踏板支座並被其支撐。在某些實施例中該附接角度是可調的。在其它實施例中該附接角度是固定的。在某些實施例中該傾斜角度是固定的。在其它實施例中該傾斜角度是可調的。在某些實施例中該附接角度係等於該傾斜角度。在某些實施例中，該附接角度和該傾斜角度皆具有大於0°且小於或等於45°之值。在某些實施例中，該附接角度和該傾斜角度皆具有等於38°之值。
在某些實施例中，各踏板支座係構製成能將其踏板保持在離該踏板支座旋轉所繞的軸線有一固定距離處。在其它實施例中此固定距離是可調的。
此為一概要說明，乃必要地簡短而未詳述本新穎訓練裝置，及其製造方法，或其使用的全部特徴和優點。本發明將可參閱圖式和以下的詳細說明而完全地瞭解。
4‧‧‧踏板裝座
22‧‧‧十字桿
24,26‧‧‧斜立柱
36‧‧‧上表面
38‧‧‧反向旋轉踏板
56,58‧‧‧踏板曲柄總成
60,62‧‧‧同步化齒輪
64,185‧‧‧軸
66‧‧‧惰齒輪
68‧‧‧惰輪軸
121‧‧‧傾斜角度
122‧‧‧附接角度
123‧‧‧垂直線
160‧‧‧踏板安裝總成
171‧‧‧樞紐點
180‧‧‧踏板支座
181,182‧‧‧圓弧段
183,222‧‧‧孔
184,224,226‧‧‧插銷
190‧‧‧旋轉軸線
200‧‧‧支架
201‧‧‧支架傾斜部份
202‧‧‧安裝表面
210‧‧‧安裝組
214‧‧‧水平構件
216‧‧‧安裝構件
218‧‧‧支柱
A‧‧‧運動圓圈直徑
A’‧‧‧最大垂直距離
B,B’‧‧‧最小水平距離
C,C’‧‧‧最大間隔
圖1為一立體圖以分解的形式示出一習知技術的訓裝置之踏板和踏板安裝總成。
圖2為圖1之習知技術的踏板和踏板安裝總成之 一組合立體圖。
圖3為本發明之一側視圖。
圖4為本發明之一添加的側視圖。
圖5為本發明之一立體圖。
圖6為本發明之一頂視立體圖。
圖7A示出當使用一習知技術的訓練裝置時一使用者的足部在一動作循環的四個點之相對位置。
圖7B示出當使用本發明時一使用者的足部在一動作循環的四個點之相對位置。
圖8為本發明之一原型的示圖。
圖9為本發明使用時之一示圖。
圖10為一圖表乃示出使用於本說明書中的生理學術語。
圖11示出一可與本發明共用之舉例的安裝組。
圖12示出一用以將一踏板裝座附接於一踏板支軸的舉例機構。
下表提供一術語列表，以及它們若被使用於本說明書中時的描述。
在本說明書中所描述和請求的發明是一種改良式訓練裝置，其係構製成能提供側向阻力來訓外展肌和內收肌的利益，同時增添肌肉涉入該足部和腳的向前及向後動作中，而可容許一使用者以相比於習知技術的訓練裝置所需者較減少的強度來維持該側向努力。該改良式訓練裝置包含踏板等以一對垂線大於0°的角度被安裝，而被設成能在一平面中反向旋轉繞圈運動，該平面係由該使用者 的身體之一正面平面以該相同角度旋轉。當該等踏板於此傾斜平面中移動通過其運動循環時，該使用者會造成一動作平行於該使用者身體的正面和縱矢平面。該等改良係可藉選擇地調變該等踏板之圓圈運動的平面之定向來達成。
附加的利益係可藉傾斜該等踏板的運動平面而被獲得。通過該縱矢平面的腳運動須要該腳的伸展和屈曲。在屈曲時，當該足部移向身體後方時，其腿筋肌肉會收縮。在伸展時，當該足部移向身體前方時，該等四頭肌和其它伸展肌肉會收縮。在一完整的運動循環期間，這些肌肉群會經歷同心和偏心收縮。故，由於添加平行於該縱矢平面的運動，除了腳外展肌和內收肌以外的肌肉會比在習知訓練裝置中時被更強烈地訓練。這些肌肉包括大臀肌、中臀肌，及可在該髋關節處反應以抬升該腳的臀伸展肌等。一使用者若使用該改良裝置來訓練可經歷增加的運動功能範圍。相比於當使用習知訓練裝置所經歷者，一使用者亦會經歷改良的正面平面運動。此外，一使用者的臀部可達到一自然的或甚至一伸展的狀態。
圖1為一立體圖以分解的形式示出一習知技術的訓練裝置之踏板和踏板安裝總成。圖2為圖1的習知技術之踏板和踏板安裝總成之一組合立體圖。圖1和圖2示出一可提供連桿組及輔助功能的結構。於此方法中，該等踏板曲柄總成(56和58)係直接裝在同步化齒輪(60和62)上，其會嚙合而一起旋轉來提供該連結功能。該等齒輪及它們相關聯的踏板曲柄總成係被裝在軸(64)上並直接地繞軸旋轉。惰齒 輪(66)係固定於惰輪軸(68)，並會與嚙合的齒輪(60和62)銜接且被其旋轉。該軸(68)被動的旋轉可被安排成能操作一發電機及或飛輪，如示意地示出，或類似於圖1中所示構態的任何其它適當裝置。請參閱本揭露的圖1和2，一特別適合供用於本發明的機構係被示出，其中二可站於上的反向旋轉踏板(38)係附接於踏板曲柄總成(56和58)，它們係又安裝在可於軸(64)上旋轉的嚙合齒輪(60和62)上，而全部附接於一適當的支架(200)。
在該習知技術的訓練裝置中，一包含齒輪或鏈輪及可反應以限制該等踏板之運動的連桿組等之踏板安裝總成(160在圖7中)係被以一定向固定於該支架(200)，其係平行於該支架的安裝表面(202)。該支架(200)係定向在一垂直於該水平面(x-y)的垂直位置。踏板(38)係藉由踏板曲柄總成(56和58)被安裝置成垂直於該踏板安裝總成(圖7A中的160)，而使它們的上表面(36)保持一平行於該水平面(x-y)的定向。該支架(200)相對於水平面(x-y)的垂直定向，及該等踏板(38)相對於該踏板安裝總成(圖7A中的160)之垂直定向皆是固定的。
圖3和4為所揭的發明之側視圖，示出本發明的踏板安裝總成(圖7B中的160)之擇變實施例。踏板(38)係在踏板裝座(4)處安裝於踏板曲柄總成(56和58)，且該等踏板曲柄總成(56和58)係附接於該踏板安裝置總成(圖7B中的160)。特別如圖4中所示，該總成的傾斜角度(121)係為由該踏板安裝總成(圖7B中的160)之前表面所界定的平面與垂直線(123) 之間的角度。該附接角度(122)係該踏板裝座(4)被附接於該踏板曲板總成(56或58)的平面與該垂直線(123)之間的角度。在某些實施例中，該總成傾斜角度(121)係等於該附接角度(122)。各該傾斜角度(121)和該調整角度(122)皆可具有大於0°且小於或等於90°之值。該傾斜和附接角度(121和122)之一較佳的量值範圍係大於0°且小於或等於45°。該傾斜角度和附接角度之一特別較佳的值係為38°。
該傾斜角度(121)可在製造或組裝時被固定。於本實施例中，該踏板安裝總成(160)係沿該支架的一部份(201)被附接於該支架(200)，該部份(201)係由該垂直平面以一等於該傾斜角度(121)的預定角度斜傾。圖4示出本發明之一實施例，其中該傾斜角度(121)是固定的。
其可能最好該傾斜角度(121)能被調整歷經一角度範圍，不論是連續地或以預定的增量。為容許此可調性，該支架(200)可包含一部份其由該垂直平面的傾斜度是可變的，不論是連續地或以預定的增量來歷經一角度範圍(121)。該踏板安裝總成(160)嗣會被固定於該支架(200)之該具有可變傾斜度的部份。在一另擇實施例中，一安裝組(210)可被介設於該支架(200)與該踏板安裝總成(160)之間。
圖11示出一簡單的安裝組(210)之一例。該踏板安裝總成(未示出)係固定於該安裝組(210)的安裝構件(216)。在圖11所示的實施例中，該安裝組(210)更包含一水平構件(214)及一支柱(218)。該安裝構件(216)係藉一插銷(224)固定於該支柱(218)的一端。該水平構件(214)可包含一系列的 孔(222)等，穿過其中一插銷(226)可被插入來固定該支柱(218)的另一端。該安裝構件(216)與該安裝組(210)的水平構件(214)之間的角度(226)係互補於該傾斜角度(121)。
在一實施例中，該附接角度(122)可在製造或組裝時被固定。於此實施例中，各踏板裝座(4)係藉踏板曲柄總成(56和58)由該垂直線(123)以一預定角度(122)附接於該踏板安裝總成(160)。圖4示出本發明之一實施例，其中該附接角度(122)是固定的。
其可能最好是該附接角度(122)能被調整歷經一角度範圍，不論是連續地或以預定的增量。為容許此可調性，該踏板(38)被安置其上的踏板支座(180)與該踏板裝座(4)之間的角度(122)必須是可變的。此乃可例如藉以一具有一可變角度的接頭將該踏板裝座(4)附接於該踏板支座(180)來被達成。
圖12示出一實施例，其中該踏板裝座(4)係被以一由二圓孤段(181和182)組成的接頭附接於該踏板支座(180)。各圓孤段(181和182)皆具有一系列的孔(183)等穿過它而靠近其外緣。段片181係附接於該踏板支座，且段片182係附接於該踏板裝座(4)，其係安裝於踏板曲柄總成(56)。 一軸(185)會穿過該踏板裝座(4)和該踏板曲柄總成(56)。段片181和182係附接在一樞紐點(171)處。當該踏板支座(180)與該踏板裝座(4)之間的所需角度達到時，該二段片181和182會被以一插銷或其它的固定件(184)穿過一對孔(183)來固定。於該踏板裝座(4)的表面與該垂直線(123)之間的角度 (122)即該附接角度。
在本發明的某些實施例中，該等踏板(38)可被保持在一水平定向。為達到如此，該傾斜角度(121)和該附接角度(122)必須是相等的。
圖5為本發明之一實施例的立體圖，其中該等踏板(38)係由一休止位置移位。於此視圖中，該等踏板的上表面可被看出保持一平行於水平面(x-y)的定向。在所示的踏板(38)之運動循環中的該點處，該右踏板係位於該左踏板的上方和前方。若一踏板(38)向上移動則其亦會向前移動，而將該使用者的足部向前移動且須要該使用者的腳伸展。若一踏板(38)向下移動則其亦會向後移動，而將該使用者的足部向後移動且須要該使用者的腳屈曲。
圖6為本發明之一實施例的頂視立體圖，其中該等踏板(38)占據如它們在圖5中所示的相同位置。於本實施例中，踏板(38)等係透過齒輪(56)等連結，而使它們會繞其附接點以相反方向樞轉。此反向動作的結果，左腳及右腳的外展和內收會在各踏板(38)之旋轉循環中的相同點處被促成。換言之，當該右踏板順時鐘移動時，該右腳在該右足部移動通過其循環的頂部時會外展。該右踏板的順時鐘運動會造成該左踏板的反時鐘運動，而該左腳在該左足部移動通過其循環的頂部時會外展。以此方式，兩腳皆會外展通過該運動循環的相同部份。類似地，兩腳皆會經歷內收來通過其各自的運動循環之相同部份。當該右踏板反時鐘移動且該左踏板順時鐘移動時，此事實亦相同。
圖6亦示出一支架之一實施例，其包含一十字桿(22)及斜立柱等(24和26)。
圖7A示出當使用一習知訓練裝置時該等踏板(38)在一運動循環的四個點處之相對位置。位置1、2、3和4係沿一垂直於該垂直平面(y-z)的直線所見者，該垂直平面是該等踏板的運動平面。若該等踏板(38)移動通過各位置1、2、3和4，則該右踏板會順時鐘移動同時該左踏板會反時鐘移動。全部的運動係限制於該垂直平面。由一踏板(38)在該運動平面中之運動所描出的圓圈直徑係標示為A，且係相等於該二踏板(38)之間的最大垂直位移。該等踏板(38)之間的最小水平距離標示為B，且在本例中等於A，會在當該踏板(38)係在同等高度(位置1和3)時發生。該等踏板(38)的間隔會在它們由位置1移至位置2，及由位置3移至位置4時增加。如圖7A中所示，該二踏板(38)之間的最大間隔會在位置2和4處達到C，且在該運動平面中包含水平和垂直分量。
圖7B示出當使用本發明時該等踏板(38)在一運動循環的四個點處之相對位置。位置1、2、3和4係沿一垂直於該垂直平面(y-z)的直線所見者，該垂直平面不是該等踏板的運動平面。若該等踏板(38)移動通過位置1、2、3和4，則該右踏板會順時鐘移動同時該左踏板會反時鐘移動。在此裝置中，該運動平面係相對於該垂面以一等於該附接角度(122)的角度傾斜。故該垂直運動的幅度會減少，而一相對於該正平面向前及向後運動的分量會被產生。該等踏板(38)之間的最大垂直距離係標示為A’，該等踏板之間的最小 水平距離係標示為B’，且該二踏板在該垂直平面(y-z)中的最大間隔係標示C’。
範例：如圖7A中所示示出一習知裝置，若由一踏板(38)在該運動平面中的運動所描出的圓圈直徑，舉例而言，係被選為15吋，且該等踏板(38)之間的最小距離，亦被選為15吋，於當該等踏板(38)係在同等高度(在二圖中的位置1和3)時將會發生，則由畢氏定理可得該等踏板(38)在該運動平面中的最大間隔係約為21.21吋。故該A之值為15吋，該B之值為15吋，而該C之值為21.21吋。
相對地，在圖7B所示的本發明之一實施例中，若該等踏板(38)的運動平面係由該垂面傾斜38°，由一踏板(38)在該運動平面之運動所描出的圓圈之直徑，舉例而言，係被選為15吋，且該B’之值係被選為15吋，則該A’之值係約為11.4吋，而該C’之值係約為18.84吋。藉著該等踏板(38)的運動平面由該垂直平面(y-z)斜傾，該等踏板(38)之間的最大垂直間隔會減少。此等特定的尺寸係被選用來僅作為舉例，以明確地示出不同的運動分量和相對尺寸。此等舉例的尺寸絕非意要限制本發明之任何特定實施例的尺寸。
概言之，被一踏板(38)之運動描出的圓圈之直徑係由該踏板曲柄總成(56或58)(亦稱為”曲柄臂”)於其繞一軸(64)之旋轉軸線(190)與其附接於該踏板(38)之點或樞紐點(171)之間的長度來決定。此長度可在該運動裝置製造或組裝時被固定。其可能最好是此長度係為可調的，以適容不同的使用者之身體尺寸的變異。於此實施例中，該長度可藉， 例如，形成二或更多個互鎖片件的踏板曲柄總成(56或58)，使其可沿它們各別長度被互相固定在不同點處而製成可調整的。不論該踏板曲板總成(56或58)被調整的特定長度為何，該等踏板(38)恒會以一圓形路徑移動，因為當該訓練裝置在使用時，該踏板曲柄總成(56或58)的長度會保持不變。
圖8為所揭的發明之一實施例的原型之一示圖。如可被清楚地看出，其並不需要該訓練裝置的整個支架係以任何特定角度傾斜。於此實施例中，該踏板安裝總成(160)所附接之該支架(200)的部份(201)，會與該垂直線(123)造成一比和該支架(200)可供一使用者承置其上體的部份(未示於圖8中)所形成者更大的角度(203)。
圖9為本發明之一實施例在使用時之一示圖。如可看出，當使用該訓練裝置時，支撐該使用者之腳的踏板(38)等會保持平行於該水平面(x-y)。
圖10為一圖表乃示出使用於本說明書中的生理學術語。該中央縱矢平面(x-z)會將身體分成左右兩半。在圖10中，該中央縱矢平面近似一垂直線。朝向該中央縱矢平面的運動，內收，是向中運動。離開該中央縱矢平面的運動，外展，是側向運動。該橫向平面(x-y)會將身體分成上面(較上)和下面(較下)部份。當一使用者完全直立時，其身體的橫向平面係平行於該水平面(x-y)。該冠狀或正面平面(y-z)會將身體分成前面(前)和後面(背)部份。當一使用者完全直立時，該身體的正面平面係平行於該垂直平面(y-z)。
雖上述為目前相信是本發明之較佳實質例的說明，但各種不同的變化、修正和等同物亦可被使用。精習於該技術者將會瞭解其它及更多的實施例亦能被製成而不超出本發明的精神，而其係意圖要包含所有該等會在以下請求項之實質範圍內的更多修正和變化。因此，以上說明不應被視為限制本發明的範圍，其係僅由該等請求範圍來界定。
4‧‧‧踏板裝座
38‧‧‧反向旋轉踏板
56,58‧‧‧踏板曲柄總成
180‧‧‧踏板支座
200‧‧‧支架
201‧‧‧支架傾斜部份

Claims (9)

  1. 一種訓練裝置構製成可供一使用者使用，該訓練裝置包含：一支架；一踏板安裝總成對垂直線呈一傾斜角度附接於該支架，該傾斜角度具有一大於0°且小於或等於90°之值；二踏板支座，各踏板支座藉一踏板曲柄總成以一附接角度固定於該踏板安裝總成，該附接角度具有一大於0°且小於或等於90°之值；及二踏板，各踏板附接於一踏板支座並被其支撐。
  2. 如請求項1之訓練裝置，其中該附接角度之值是可調的。
  3. 如請求項1之訓練裝置，其中該傾斜角度之值是可調的。
  4. 如請求項1之訓練裝置，其中該附接角度之值和該傾斜角度之值是相等的。
  5. 如請求項4之訓練裝置，其中該附接角度之值和該傾斜角度之值係大於5°且小於或等於45°。
  6. 如請求項5之訓練裝置，其中該附接角度之值和該傾斜角度之值是係等於38°。
  7. 如請求項1之訓練裝置，其中：各踏板曲柄總成係構製成會在該踏板支座附接處與該踏板曲柄總成的一旋轉軸線之間保持一固定距 離。
  8. 如請求項7之訓練裝置，其中該固定距離是可調的。
  9. 一種訓練方法，該方法包含：施加一力於請求項1的訓練裝置之該等踏板的至少一者，該施加的力足以造成該踏板所附接的踏板曲柄總成繞該踏板曲柄總成之一旋轉軸線的旋轉。
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