TWI654010B - 用於運動裝置的阻力系統 - Google Patents

Abstract

本案提供一種用於運動裝置的阻力系統，其包括複數個繩索板，該等繩索板可選擇性地由一或多個銷接合。該等銷可包含一接合鎖，該接合鎖可包括一可樞轉地耦接至框架之主軸。該等繩索板中之一或多者可由銷接納。由銷接納的每一繩索板可相對於框架固定。已接納銷的繩索板係「經接合的」，並且未接納銷且因此未相對於框架固定的繩索板可被視為「經脫接的」。可提供一接納複數個彈性繩索的滑架。該等彈性繩索亦附接至該等繩索板。該滑架可相對於一底部框架發生位移，進而提供耦接至經接合的繩索板之彈性繩索的伸長並且不提供耦接至經脫接的繩索板之繩索的伸長。此提供了用以改變對使用者的阻力之系統。

Description

用於運動裝置的阻力系統

本發明大體而言係關於運動裝置，且更特定而言係關於運動裝置中所使用的阻力系統。

用來增加使用者力量之運動裝置之關鍵構件可為用來提供阻力變化之裝置。因為部分使用者比其他人強壯，所以能夠在不同使用者間改變阻力或隨時間改變同一使用者之阻力以適應力量的增加可能係有用的。為發展力量，可迫使肌肉在拉力下移動。此拉力可由重塊或液壓裝置提供。亦可使用低慣性系統。此等系統可包括彈簧或其他彈性構件或壓縮空氣來作為阻力形式。相比低慣性系統的一個優點為，可在沒有大量阻力所提供之干擾的情況下完成高速活動。

無論使用哪種類型之阻力，改變阻力的能力均可被視為成功的力量訓練之關鍵要素。隨著使用者變得更強壯，該使用者將需要更大阻力。另外，任何兩個使用者在其力量潛力方面都不完全相同。因此，可能需要擁有允許大量阻力可變性的系統。亦可能需要能夠輕易改變阻力。對一些人來說，取決於該人的力量，改變沉重的重塊板可能很難或甚至不可能。特定而言，在任何復健裝置中，可能需要能夠用最小的努力改變阻力。與舉起沉重的重塊以自桿或其他設備進行添加或移除相比，包括旋轉一或 多個旋鈕之系統可能需要少得多的身體運動來改變阻力。若使用者的體能有限並且不能輕易改變阻力，則此情形可能使使用者無法完全使用運動裝置。運動裝置在不使用的情況下沒有任何價值。

本發明係一種用於運動的阻力系統，其可包括：一框架；至少兩個阻力元件，其在操作上彼此不同；以及一接合鎖，其具有一可樞轉地安裝至該框架之主軸及與該主軸徑向等距定位的至少兩個銷。該等至少兩個銷中的銷可選擇性地與該等至少兩個阻力元件中的阻力元件中之一者接合而不接合第二阻力元件。因此，每一阻力元件的獨特之處在於，接合一個阻力元件並不導致接合另一阻力元件，此係由於其位置或定向。該裝置亦可包括一使用者介面，該使用者介面適於允許使用者向其施加力，該使用者介面可與該等至少兩個阻力元件中之一或多者連通，藉此，該等至少兩個阻力元件中之任一者可由該等至少兩個銷中之任一者接合。經接合之阻力元件可對該使用者介面相對於該框架之移動提供阻力。此使用者介面可為自由地或可樞轉地安裝至該框架的附接有纜線之手柄、附接有纜線之桿或臂。

該等至少兩個阻力元件可由彈性繩索組成，該等彈性繩索耦接至一滑架並且經支撐以允許相對於該框架之移動。該滑架可包括一板導件，其適於支撐未由該等至少兩個銷中之任一者接合的任何阻力元件。該裝置亦可包括一驅動凸輪，其耦接至一滑架，該滑架支撐該等至少兩個阻力元件。該驅動凸輪可被可樞轉地耦接至該框架並且在該凸輪相對於該框架旋轉時向該滑架提供一可變力矩臂。

該框架可包括一底部框架，其具有滑輪座及一適於支撐使用者之平台。一可旋轉滑輪亦可安裝至該框架。該可旋轉滑輪座之旋轉軸線可與由一安裝在該可旋轉滑輪座中之滑輪來導向之纜線的軸線共線。另外，該裝置可包括兩個接合鎖，該等接合鎖各自具有一可樞轉地安裝至該框架之主軸及與該主軸徑向等距定位的至少兩個銷。

為了概述本發明及相比先前技術所達成的優點，上文中已描述本發明之某些優點。當然，應理解，根據本發明之任何特定實施例未必可達成所有此類優點。因此，例如，本領域具有通常知識者將認識到，本發明可能係以達成或最佳化如本文所教示之一個優點或一組優點而未必達成本文中可能教示或暗示之其他優點的方式來體現或實施。

所有此等實施例意欲在本文所揭示之本發明之範疇內。根據以下對較佳實施例之描述及圖式，本發明之此等及其他實施例對本領域具有通常知識者而言將變得顯而易見，本發明不限於所揭示的任何特定較佳實施例。

12‧‧‧運動裝置

14‧‧‧阻力系統

16‧‧‧上部框架

18‧‧‧底部框架

20‧‧‧使用者介面

22‧‧‧手柄

24‧‧‧纜線

26‧‧‧滑輪座

28‧‧‧平台

30‧‧‧阻力元件

32‧‧‧滑架

34‧‧‧接合鎖

36‧‧‧主軸

38‧‧‧支撐件

40‧‧‧旋鈕

42‧‧‧銷

44‧‧‧背板

46‧‧‧彈簧

48‧‧‧繩索板

50‧‧‧孔

52‧‧‧驅動凸輪

54‧‧‧驅動鏈條

56‧‧‧驅動輪

58‧‧‧驅動纜線

60‧‧‧箭頭

62‧‧‧滑輪塊

64‧‧‧惰性滑輪

65‧‧‧固定滑輪

66‧‧‧平衡塊

67‧‧‧板導件

68‧‧‧可旋轉滑輪座

70‧‧‧安裝架

72‧‧‧安裝圓筒

74‧‧‧滑輪圓筒

76‧‧‧纜線滑輪

現將參考以下圖式僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：圖1係根據本發明之運動裝置中之阻力系統的等角右側視圖，該運動裝置併入有選擇系統。

圖2係圖1之裝置之等角左側視圖，其更詳細地展示纜線附接變化。

圖3係圖1之裝置之前視圖。

圖4係圖1之裝置之左上方視圖。

圖5係沿著線5-5所切割的圖4之裝置之上部分的詳細視圖。

圖6係圖1之裝置之左後方等角視圖，其中已移除框架之一部分。

圖7係沿著線7-7展示的圖6之運動裝置的詳細視圖。

圖8係在移除了框架的情況下展示的圖6之運動裝置之前視圖。

圖9係圖8之阻力系統之上部分的前視圖，其中一組繩索經接合且第二組經脫接且滑架略有位移。

圖10係圖9之阻力系統之等角視圖。

圖11係圖1之裝置之下部框架的左側上之可旋轉滑輪之等角視圖。

參考例示性圖式，且特定而言參考圖1及圖2，展示了具有阻力系統14之運動裝置12。裝置12可包括上部框架16及底部框架18，該底部框架18在其中支撐阻力系統14。裝置12可包括使用者介面20。如此處所示，使用者介面20可為附接有纜線24之手柄22。滑輪座26可安裝至底部框架18，或安裝至上部框架16。圖1自右側視角展示裝置12，其中左手柄22耦接至底部框架18並且右手柄22耦接至上部框架16。圖2中可更清晰地看到右手柄22，如自左側視角所展示。底部框架18亦可包括適合於支撐使用者之平台28。以此方式，使用者可站在平台28上，握住手柄22中之一或多者並且使手柄22自其靜止位置發生位移，從而致動阻力系統。本揭露內容中將更詳細地展示並描述阻力系統。

參考圖3，可自展示阻力系統14之前視圖更清晰地看到裝置12。阻力系統14可包括兩個或兩個以上阻力元件30。阻力元件30可由彈性繩索、彈簧、氣動裝置、其他形式的彈性阻力或液壓裝置等組成。亦 可使用重塊板或其他基於重力之阻力，但本發明之此實施例中並未展示。在此實施例中，阻力元件30可附接至滑架32，在上部框架16上對滑架32進行導向。可藉由調整接合鎖34來改變特定阻力元件30之接合或脫接。在此實施例中，有兩個接合鎖34，以下諸圖中更詳細地展示該等接合鎖。

在圖4中，在移除了一些外殼的情況下展示裝置12之細節以展示本發明之更具體元件。圖5係沿著圖4中之線5-5展示的裝置12之上部分之細節。在此視圖中，左接合鎖34與右接合鎖34相比係不同的尺寸且具有不同數目的銷。每一接合鎖34包括可樞轉地安裝至支撐件38之主軸36。支撐件38可安裝至上部框架16。此可允許旋鈕40被使用者拉出來，進而使銷42與背板44脫接。當銷42與背板44脫接時，銷42同樣與阻力元件30脫接。在此視圖中，將右側的接合鎖34展示為與背板44脫接，且左側的接合鎖34與背板44接合。彈簧46可用來將接合鎖34朝向背板44偏壓，進而在未由使用者致動時將每一接合鎖34置於經接合位置中。

接合鎖34之接合及脫接的細節可在圖6至圖8中看到。圖7中展示的細節係沿著圖6之切割線7-7來展示的。此處展示了銷42可接合阻力元件30的方式之實例。阻力元件30可連接至繩索板48。繩索板48可支撐單個阻力元件30、一對兩個阻力元件30或多個阻力元件30。如此處所示，一些繩索板48支撐四個阻力元件30並且一些繩索板48支撐兩個阻力元件30。繩索板48亦可為負重元件以充當其自身的基於重力之阻力元件，而不是連接至阻力元件30。每一繩索板48包括適於接納銷42之孔50。當銷42由繩索板48中之孔50接納時，該繩索板48由於接合鎖34而相對於上部框架16得以支撐，該接合鎖34如先前所揭示可相對於上部框架16得 以支撐。滑架32可經致動而離開可能接合至接合鎖34之任何繩索板48。在替代性實施例中，滑架32及接合鎖34可在順時針方向上180度安裝。在此實施例中，驅動鏈條54將附接至接合鎖34並且滑架32之另一端將靜止不動。當驅動鏈條54致動時，接合鎖34亦將移動。

圖8展示裝置12之前視圖，其中已移除上部框架16。在此視圖中，可例示出滑架32之致動。驅動凸輪52可藉由驅動鏈條54耦接至滑架32，當驅動凸輪52相對於框架旋轉時，驅動凸輪52向滑架32提供可變力矩臂。驅動凸輪52之可變力矩臂之目的可用來抵消或改變由可包含阻力元件30之彈性元件提供之拉力的線性增加。驅動凸輪52可固定至支撐驅動纜線58之驅動輪56。當在箭頭60之方向上致動驅動纜線58時，驅動纜線58自驅動輪56展開。驅動凸輪52旋轉以拉緊驅動鏈條54之鏈節，從而使滑架32朝向驅動輪56發生位移。當滑架32自接合鎖34拉開時，接合至該等接合鎖34之任何阻力元件30將會變形。與其相關接合鎖34接合之每一阻力元件30之變形對移動提供阻力並且在驅動纜線58中產生拉力。如圖6至圖7中所示，驅動纜線58連接至滑輪塊62。滑輪塊62允許纜線24之行程有所增加。在本發明之此實施例中，兩個惰性滑輪64裝在滑輪塊62內。安裝至框架16的固定滑輪65(此處未圖示)亦支撐連續的纜線24。雖然未被視為本發明之新穎性所必需的，但兩個浮動惰性滑輪64及一個固定滑輪65之此配置提供了纜線24相對於滑輪塊62且因此相對於驅動纜線58之移動的4：1位移。此係纜線24之滑輪及圈數之無限數目的組態中之一者，該等組態可用來為使用者提供纜線24之所需行程及拉力。應理解，有無限數目的組合可供使用，其固有地涵蓋於本發明之範疇內。

當藉由在驅動纜線58中提供足以克服由與接合鎖34中之至少一者接合之阻力元件30提供之阻力的拉力來使滑架32發生位移時，滑輪塊62亦將自其開始位置發生位移。圖9至圖10中展示左接合鎖34之實例，該左接合鎖34與其所有三個相應繩索板48接合且因此與附接至該等繩索板48之阻力元件30接合。右側的兩個繩索板48與右側的接合鎖34脫接，因此與右側的繩索板48相關聯之阻力元件30在滑架32發生位移時與滑架32一起移動。因而，右側的阻力元件30不會變形且因此不會向驅動纜線58添加拉力。在此實例中，左側的接合鎖34已接合所有三個繩索板48。若該接合鎖34順時針旋轉60°，則僅僅最左側的兩個繩索板48將與接合鎖34接合。以類似的方式，若左接合鎖34順時針旋轉120°，則僅僅最左側的繩索板48將被接合。同樣，當滑架在其頂部靜止位置中時，左接合鎖34的每次60°旋轉可以接合三個左繩索板48中之任一者、全部或不接合任何左繩索板48。

右接合鎖34旋轉180°，以使得當滑架32在其靜止位置中時，銷42不接合右側的繩索板48中之孔50。如同左側的接合鎖34一樣，右側的接合鎖34可按90°的增量旋轉以接合其相應繩索板48中之任一者或兩者。在兩個接合鎖34中，選擇性接合相應繩索板48中之一者、一些、全部或不接合任何相應繩索板48可藉由將銷42提供成與主軸36徑向等距來完成。此徑向定向可允許銷42與可由該接合鎖34接近的繩索板48中之任一者中的任何孔50一起轉位。未接合至其相應接合鎖34中之繩索板48可由板導件67支撐。板導件67可為與接合鎖34脫接的繩索板48提供導向支撐，進而在滑架32返回至其頂部位置時提供相對於接合鎖34之正確定位。

平衡塊66可用來維持與滑架32及上部框架16之連續附接。平衡塊66可為與系統中所使用之其他阻力元件類似的阻力元件30，或可由重塊或其他彈簧或用來將滑架32偏壓在其頂部且因此靜止的位置中之任何其他系統組成。此平衡塊66確保滑架32之重量不會阻止其總是回彈至其頂部靜止位置，無論接合鎖34中之任一者是否與其相應繩索板48中之任一者接合。

在圖11中，自左後方視角展示裝置12之剪裁視圖。此處將纜線24例示為可穿過可旋轉滑輪座68。可旋轉滑輪座68可包括安裝架70，該安裝架70可被可釋放地固定至上部框架16。安裝架70亦可包括適於接納滑輪圓筒74之安裝圓筒72。纜線24可穿過安裝圓筒72及滑輪圓筒74並且由纜線滑輪76接納。可允許滑輪圓筒74圍繞安裝圓筒72旋轉，進而形成滑輪圓筒74及安裝圓筒72之軸線的旋轉中心。纜線24之軸線可與安裝圓筒72中之滑輪圓筒74之軸線共線，進而可旋轉滑輪座68可與纜線24之軸線共線。可旋轉滑輪座68可允許手柄22或任何其他使用者介面20圍繞纜線24之軸線自行對準，無論手柄22或其他使用者介面20之位置如何。

本發明以上的詳細說明係為了例示之目的而提供，並且不欲為耗盡的或將本發明限於所示特定實施例。取決於用來實施本發明之關鍵特徵之組態，實施例可提供不同的能力及益處。

Claims (19)

1. 一種用於運動的阻力系統，其包含：一框架；一第一阻力元件及一與該第一阻力元件相鄰定位的第二阻力元件，該第一阻力元件及該第二阻力元件在操作上彼此不同；以及一第一接合鎖，其具有一可樞轉地安裝至該框架之主軸、一耦接至該主軸之銷板及固定式地固定至該銷板之至少兩個銷，並且該至少兩個銷中之每一者與該主軸徑向等距定位，該至少兩個銷的其中之一銷適於選擇性地獨立於該第二阻力元件而與該第一阻力元件接合。
2. 如申請專利範圍第1項之阻力系統，其進一步包含一使用者介面，該使用者介面適於允許一使用者向其施加一力，該使用者介面與該第一阻力元件或該第二阻力元件連通，藉此，當該第一阻力元件或該第二阻力元件中之任一者由該等至少兩個銷中之任一者接合時，該經接合之阻力元件對該使用者介面相對於該框架之移動提供阻力。
3. 如申請專利範圍第2項之阻力系統，其中該使用者介面係一手柄，並且一纜線附接至該手柄。
4. 如申請專利範圍第1項之阻力系統，其中該第一阻力元件由一彈性繩索組成，該彈性繩索耦接至一滑架，該滑架由該框架支撐以允許相對於該框架之移動。
5. 如申請專利範圍第4項之阻力系統，其中該滑架包括一板導件，其適於支撐一未由該至少兩個銷中之任一者接合的阻力元件。
6. 如申請專利範圍第1項之阻力系統，其進一步包含一耦接至一滑架之 驅動凸輪，該滑架支撐該第一阻力元件，該驅動凸輪可樞轉地耦接至該框架並且在該凸輪相對於該框架旋轉時向該滑架提供一可變力矩臂。
7. 如申請專利範圍第1項之阻力系統，其中該框架包括一底部框架，其具有滑輪座及一適於支撐一使用者之平台。
8. 如申請專利範圍第1項之阻力系統，其進一步包含一可旋轉滑輪座，該可旋轉滑輪座包括安裝至該可旋轉滑輪座的一滑輪以及一圍繞一旋轉軸線可旋轉地耦接至該框架之滑輪圓筒，一纜線穿過該滑輪圓筒，該纜線的一縱向軸線係與該滑輪圓筒之一中心軸線共線且藉由安裝在該可旋轉滑輪座中之該滑輪來引導至一使用者介面以用於施加力至該纜線。
9. 如申請專利範圍第1項之阻力系統，其進一步包含一第二接合鎖，其操作上與該第一接合鎖獨立，並且包括一可樞轉地安裝至該框架之主軸並且各自包括與該主軸徑向等距定位的至少兩個銷。
10. 一種運動系統，其包含：一框架，至少兩個阻力元件，其彼此相鄰定位並且在操作上彼此不同；以及一第一接合鎖，其具有一可樞轉地安裝至該框架之主軸、一耦接至該主軸之銷板及固定式地固定至該銷板之至少兩個銷，並且該至少兩個銷中之每一者與該主軸徑向等距定位，藉此，該至少兩個銷中之每一銷適於選擇性地獨立於第二阻力元件而與該至少兩個阻力元件中之一個阻力元件接合。
11. 如申請專利範圍第10項之運動系統，其進一步包含一使用者介面，該使用者介面適於允許一使用者向其施加一力，該使用者介面與該至少兩 個阻力元件中之一或多者連通，藉此，當該至少兩個阻力元件中之任一者由該至少兩個銷中之任一者接合時，該經接合之阻力元件對該使用者介面相對於該框架之移動提供阻力。
12. 如申請專利範圍第11項之運動系統，其中該使用者介面係一手柄，並且一纜線附接至該手柄。
13. 如申請專利範圍第11項之運動系統，其中該至少兩個阻力元件由彈性繩索組成，該彈性繩索耦接至一滑架，該滑架由該框架支撐以允許相對於該框架之移動。
14. 如申請專利範圍第13項之運動系統，其中該滑架包括一板導件，其適於支撐未由該至少兩個銷中之任一者接合的該至少兩個阻力元件中之任一者。
15. 如申請專利範圍第10項之運動系統，其進一步包含一耦接至一滑架之驅動凸輪，該滑架支撐該至少兩個阻力元件，該驅動凸輪可樞轉地耦接至該框架並且在該凸輪相對於該框架旋轉時向該滑架提供一可變力矩臂。
16. 如申請專利範圍第10項之運動系統，其中該框架包括一底部框架，其具有滑輪座及一適於支撐一使用者之平台。
17. 如申請專利範圍第10項之運動系統，其進一步包含一可旋轉滑輪座，該可旋轉滑輪座包括安裝至該可旋轉滑輪座的一滑輪以及一圍繞一旋轉軸線可旋轉地耦接至該框架之滑輪圓筒，一纜線穿過該滑輪圓筒，該纜線的一縱向軸線係與該滑輪圓筒之一中心軸線共線且藉由安裝在該可旋轉滑輪座中之該滑輪來引導至一使用者介面以用於施加力至該纜線。
18. 如申請專利範圍第10項之運動系統，其進一步包含一第二接合鎖， 其操作上與該第一接合鎖獨立，並且包括一可樞轉地安裝至該框架之主軸並且各自包括與該主軸徑向等距定位的至少兩個銷。
19. 一種用於運動的阻力系統，其包含：一框架；一第一阻力元件及一與該第一阻力元件相鄰定位的第二阻力元件，該第一阻力元件及該第二阻力元件在操作上彼此不同；以及一接合鎖，其具有一可樞轉地且可滑動地安裝至該框架之主軸及牢固地耦接至該主軸之至少兩個銷，並且該至少兩個銷中之每一者與該主軸徑向等距定位，藉此，該至少兩個銷中之一第一銷可藉由該主軸在與該主軸一長軸線一致的一方向上之位移而與該第一阻力元件脫接，該接合鎖隨後經旋轉以使該銷與該第二阻力元件對準，該接合鎖沿著該主軸之該長軸線移動以使得該銷可獨立於該第一阻力元件而與該第二阻力元件接合。