專利名稱：阻力基本恒定的健身器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及健身器。更具體地，本發(fā)明涉及用在健身器中的阻力基本恒定的阻力組件。
背景技術(shù)：
抗阻訓練(阻力訓練)的價值已經(jīng)公認許多年了。大多數(shù)抗阻訓練運動的目的是對用戶的運動提供阻力，以便在用戶移動負載時使其肌肉組織拉緊。所謂的“自由重量”可能是提供這種阻力的最簡單方式，因為用戶可以簡單地舉起重物，而重力作用于重物的質(zhì)量以對用戶的運動提供阻力。因為在使用人員可重復進行的運動范圍內(nèi)重力非常固定，所以自由重量可以有效地施加在運動范圍基本恒定的阻力。盡管自由重量可有效地提供在運動范圍基本恒定的力，但自由重物必需很重而且通常體積龐大，從而造成傷害用戶的危險并使得健身系統(tǒng)難以移動和緊湊地存放。
除了自由重量之外，加重系統(tǒng)已被結(jié)合進通常具有與加重系統(tǒng)互連的滑輪和手柄系統(tǒng)的健身器中，以便能夠進行各種抗阻訓練。這種健身器通常具有重量/重物“配重片”，其設(shè)有去除件(take-off)以使用戶能夠調(diào)節(jié)所希望的重量等級和所希望的健身運動類型—即臥推、屈腿等。利用了加重系統(tǒng)的健身器會遇到許多與自由重量有關(guān)的問題，其中健身器可能很重并且難以移動。
由于這些原因，現(xiàn)已研制出用彈簧或其它阻力件代替加重系統(tǒng)的健身器，以便將其簡化成更輕且更安全的健身器。而且，已將彈簧結(jié)合進用于低重力環(huán)境的健身器中，在所述低重力環(huán)境下重力非常低以致重量訓練無效。
盡管利用彈簧來模擬自由重量或加重系統(tǒng)所提供的阻力已取得某些成功，但已經(jīng)證明將彈簧用作阻力件也存在問題。這是由于大多數(shù)彈簧對運動提供的阻力一般是變化的，即，由彈簧產(chǎn)生的力一般隨彈簧的位移增加或減少而改變。因此，用戶可能在運動范圍的開始遇到很高或很低的阻力，并在運動范圍的最后遇到很低或很高的阻力。由于大多數(shù)抗阻訓練的目的是提供在運動范圍內(nèi)恒定的阻力，因此常規(guī)彈簧作為健身設(shè)備中的重物代替品已被證明是有問題的。

發(fā)明內(nèi)容
已認識到，開發(fā)一種為健身器提供在運動范圍內(nèi)基本恒定的阻力的阻力組件是有利的。此外，已認識到，開發(fā)一種提供基本恒定的阻力且可在健身器內(nèi)以各種構(gòu)型定向的阻力組件是有利的。
本發(fā)明提供了一種為健身器提供在運動范圍內(nèi)基本恒定的力的阻力組件，該阻力組件包括可沿行進路線彼此相對移動的至少一個懸臂彈簧和至少一個剛性件。當懸臂彈簧和剛性件沿行進路線彼此相對移動時，剛性件使懸臂彈簧偏轉(zhuǎn)并產(chǎn)生阻力。懸臂彈簧具有錨固端和偏轉(zhuǎn)端。剛性件接合懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端，并在懸臂彈簧和剛性件彼此相對移動時將偏轉(zhuǎn)端限制在預定的偏轉(zhuǎn)路線。(本發(fā)明)可以包括將懸臂彈簧和非平面接觸表面中的至少一個操作性地連接到健身器上的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種為健身器提供在運動范圍內(nèi)基本恒定的力的阻力組件，該阻力組件包括至少一個懸臂彈簧和至少一個剛性件，所述至少一個懸臂彈簧和至少一個剛性件均彼此相對地被至少一個導軌沿基本為直線的行進路線操作性地約束。當懸臂彈簧和剛性件沿直線行進路線彼此相對移動時，剛性件使懸臂彈簧偏轉(zhuǎn)并產(chǎn)生阻力。懸臂彈簧具有錨固端和偏轉(zhuǎn)端。剛性件接合懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端，并在懸臂彈簧和剛性件彼此相對移動時將偏轉(zhuǎn)端限制在預定的偏轉(zhuǎn)路線。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種為健身器提供在運動范圍內(nèi)基本恒定的力的阻力組件，該阻力組件包括一對可沿行進路線彼此相對移動的對置的橫梁(crosshead)和至少一個導軌，所述一對對置的橫梁中的至少一個可沿所述導軌沿行進路線移動。至少一個剛性件與所述一對對置的橫梁中的一個相互作用，至少一個懸臂彈簧與所述一對對置的橫梁中的另一個相互作用。當所述一對對置的橫梁彼此相對移動時，懸臂彈簧可與所述至少一個剛性件接合。響應橫梁沿行進路線的相對運動，懸臂彈簧在橫梁之間提供基本恒定的壓阻力。
(本發(fā)明提供了)一種為健身運動提供在運動范圍內(nèi)基本恒定的力的方法，該方法包括在運動范圍內(nèi)拉動健身器的主動件。響應對主動件的拉動而使至少一個懸臂彈簧在偏轉(zhuǎn)范圍偏轉(zhuǎn)以產(chǎn)生阻力。將由所述至少一個懸臂彈簧所產(chǎn)生的阻力分成1)在偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)基本恒定的第一分量，和2)在偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)基本非恒定的第二分量。僅將由所述至少一個懸臂彈簧所產(chǎn)生的阻力的第一分量操作性地結(jié)合到健身器的主動件上。懸臂彈簧和剛性件可響應對主動件的拉動而沿基本為直線的行進路線彼此相對位移。由懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端施加到剛性件上的力的角度可從與直線行進路線基本平行的方向改變?yōu)榕c直線行進路線成銳角的方向。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種為健身運動提供在運動范圍內(nèi)基本恒定的力的方法，該方法包括以下步驟在運動范圍內(nèi)拉動健身器的主動件；響應對主動件的拉動而使懸臂彈簧和非平面接觸表面中的至少一個沿基本為直線的行進路線彼此相對位移；以及使由懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端施加到非平面接觸表面上的力的角度從與直線行進路線基本共線的方向改變?yōu)榕c直線行進路線成銳角的方向。
從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細說明中，可以看出本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，所述附圖作為示例共同示出了本發(fā)明的特征。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的阻力基本恒定的阻力組件的正視圖；圖2為圖1所示阻力組件位移后的構(gòu)型的正視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個方面的懸臂彈簧組件的正視圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的桿彈簧的示例性偽剛體模型的正視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的阻力基本恒定的阻力組件的正視圖；圖6是圖5中的阻力組件連接到健身器的正視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的另一阻力組件的正視圖；圖8是圖7的阻力組件位移后的構(gòu)型的正視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參見附圖所示的示例性實施例，本文將使用專門術(shù)語來說明這些實施例。不過應理解，這不是對本發(fā)明的范圍的限定。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域且持有本公開的技術(shù)人員可想到的本文所示發(fā)明特征的替代方案和其它變型以及本文所示發(fā)明原理的其它應用，都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本發(fā)明提供了一種或多種為健身器提供在運動范圍內(nèi)基本恒定的力的阻力組件?？蓮谋景l(fā)明的應用中受益的領(lǐng)域的示例包括健身器、體適能(physical fitness)、重量訓練以及保健。例如，如圖6中作為示例示出的，可將該組件結(jié)合到健身器11中。健身器可以具有各種不同的構(gòu)型、操作等。健身組件可包括可沿行進路線彼此相對移動的懸臂彈簧和剛性件。如下面更詳細說明的，剛性件可以包括非平面接觸表面或樞轉(zhuǎn)連桿。當至少一個懸臂彈簧和至少一個剛性件沿行進路線彼此相對移動時，剛性件使該至少一個懸臂彈簧偏轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生阻力。剛性件接合懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端，并在所述至少一個懸臂彈簧和至少一個剛性件彼此相對移動時將該偏轉(zhuǎn)端限制在預定的偏轉(zhuǎn)路線。此外，剛性件將由所述至少一個懸臂彈簧產(chǎn)生的阻力分成1)在偏轉(zhuǎn)路線內(nèi)基本恒定的第一分量，和2)在偏轉(zhuǎn)路線內(nèi)基本非恒定的第二分量。(本發(fā)明)可以包括用于僅將由所述至少一個懸臂彈簧產(chǎn)生的阻力的第一分量操作性地結(jié)合到健身器上的裝置。
如圖1和圖2所示，可以設(shè)置一個或多個根據(jù)本發(fā)明的總體以標號10表示的阻力組件。組件10可包括至少一個懸臂彈簧12a和至少一個非平面接觸表面14b。非平面接觸表面14b可以形成上述剛性件。非平面接觸表面14b可以是弧形或者拱形，具有弄圓的或半圓的形狀。懸臂彈簧和非平面接觸表面可以沿總體以P表示的行進路線彼此相對移動。如下所述，行進路線P可以基本是直的。如圖2所示，懸臂彈簧12a可以沿行進路線P朝向非平面接觸表面14b移動?；蛘?，非平面接觸表面可以朝懸臂彈簧移動，或它們二者可以彼此相對移動。
懸臂彈簧可以具有錨固端16a和滑動或偏轉(zhuǎn)端18a。當懸臂彈簧12a和非平面接觸表面14b沿行進路線P彼此相對移動時，偏轉(zhuǎn)端18a可以與非平面接觸表面14b接合，并可以沿該非表面接觸表面14b行進。懸臂彈簧12a可以具有初始的基本無應力或不彎曲的構(gòu)型，在該構(gòu)型中懸臂彈簧基本平行于行進路線P定向。此外，懸臂彈簧12a可以初始地基本垂直于非平面接觸表面14b定向(盡管偏轉(zhuǎn)端18a可以以很小的角度接合非平面接觸表面，以便有助于偏轉(zhuǎn)端沿接觸表面在正確的方向上移動)。
如圖2所示，當懸臂彈簧12a和非平面接觸表面14b沿行進路線P彼此相對移動時，懸臂彈簧12a可以隨著偏轉(zhuǎn)端18a沿非平面接觸表面14b行進而彎曲，以便產(chǎn)生在行進路線P方向上基本恒定的阻力。當懸臂彈簧12a彎曲時，偏轉(zhuǎn)端18a偏轉(zhuǎn)。非平面接觸表面14b的彎曲部分、懸臂彈簧12a以及行進路線P可以限定一平面或平面層，并可被包含在該平面或平面層中。當懸臂彈簧12a彎曲時，它仍然處于上述平面或平面層內(nèi)。如上所述，懸臂彈簧和非平面支承表面中的一個或二者可以彼此相對移動。術(shù)語“懸臂彈簧”用以指桿彈簧(beam spring)或片簧，所述桿彈簧或片簧的一端(錨固端16a)比其相對端(偏轉(zhuǎn)端18a)更受限制。例如，錨固端16a可當懸臂彈簧12a沿行進路線P移動或移位時移動，但它僅限于沿行進路線移動，而偏轉(zhuǎn)端18a會偏轉(zhuǎn)或彎曲。
組件10可以包括將懸臂彈簧和非平面接觸表面操作性地連接到健身器上的連接件20。連接件20可以包括軛狀部22和銷24，該軛狀部和銷可與連接至健身器或與健身器相互作用的纜繩26相接合。軛狀部22可連接在懸臂彈簧或非平面接觸表面上，或者連接到如下所述的相關(guān)部件上。連接件20是用于將懸臂彈簧和非平面接觸表面中的至少一個操作性地連接到健身器的裝置的一個示例。用于將彈簧和/或非平面接觸表面連接到健身器上的裝置可以包括各種構(gòu)型。
非平面接觸表面14b和懸臂彈簧12a均可由至少一個導軌28操作性地約束，該導軌28可以限定行進路線P。懸臂彈簧12a和非平面接觸表面14b中的一個或二者都可以沿導軌28移動。盡管不限于此，但在本發(fā)明的一個方面，行進路線P可以包括一基本為直線的路線，如導軌將接觸表面和彈簧的移動限制為沿導軌的直線移動時的情況那樣。
在圖1和圖2所示的實施例中，一對對置的橫梁30a和30b可以沿行進路線P彼此相對移動。該對對置的橫梁中的一個或二者可以沿導軌28移動。非平面接觸表面14b可以與橫梁中的一個30b相互作用或由該橫梁30b支承。懸臂彈簧12a可以與該對對置的橫梁中的另一個30a相互作用或由該橫梁30a支承。此外，連接件20可以連接到其中一個橫梁30a上。
組件10可包括操作性地共同配成對的多個懸臂彈簧和多個非平面接觸表面。使彈簧和接觸表面成對可以使力平衡。例如，彈簧和接觸表面可以成對為彼此相對，例如使相對的懸臂彈簧12a、12b和與之對置的非接觸表面14a、14b成對。第一懸臂彈簧12a可以連接到第一非平面接觸表面14a上，且該第一懸臂彈簧12a接合與該第一接觸表面14a相對的第二非平面接觸表面14b。第二懸臂彈簧12b可以連接到第二非平面接觸表面14b上，并可以接合第一接觸表面14a。這樣，彈簧和接觸表面配對成相互接合。作為另一個例子，可以設(shè)置與第一對類似的另一對，該另一對可以包括具有類似構(gòu)型的第三和第四懸臂彈簧12c和12d以及第三和第四非平面接觸表面14c和14d。這樣，第一和第三彈簧12a和12c可以與第一和第三接觸表面14a和14c配對在一起。第一和第三彈簧12a和12c可以沿相反方向彎曲以便使力平衡。因此，懸臂彈簧可以響應橫梁沿行進路線的相對運動而在橫梁之間提供基本恒定的壓阻力。
橫梁30a和30b可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種方式與一對平行的導軌28相互作用。在所示實施例中，橫梁可以包括線性軸承(未示出)，導軌穿過該線性軸承設(shè)置。線性軸承可以使橫梁能在很小的阻力下相對于導軌移動。同樣，非平面接觸表面和懸臂彈簧可由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種材料制成。在本發(fā)明的一個方面，懸臂梁由洛氏硬度約為48-50的發(fā)藍回火(blue tempered)且拋光的1095彈簧鋼制成。本系統(tǒng)已被成功地結(jié)合進了由Icon Corporation of Utah制造的PowerFlex ModelGGSY29210中。在本申請中，測得系統(tǒng)在約13.3cm的位移下具有約418N的輸出力或阻力。
懸臂彈簧12a和非平面接觸表面14b可以以各種方式設(shè)置在系統(tǒng)內(nèi)。如最清楚的圖3所示出的，在本發(fā)明的一個方面，可將懸臂彈簧保持在兩個可以與螺栓36結(jié)合來固定彈簧的肩板34之間，所述螺栓36穿過肩板、穿過彈簧并插入阻力組件的支承結(jié)構(gòu)中。如圖1和圖2所示，非平面接觸表面可以通過螺栓38或者通過本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種連接裝置固定到橫梁30的表面上。在本發(fā)明的一個方面，第一懸臂彈簧12a連接到第一非平面接觸表面14a上，并與連接在第二非平面接觸表面14b上的第二懸臂彈簧12b相對。在這方面，第一懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端18a可與第二非平面接觸表面14b接合，而第二懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端18b可與第一非平面接觸表面14a接合。
懸臂彈簧12的偏轉(zhuǎn)端18可以以各種方式與非平面接觸表面14接合并沿之行進。在圖1和圖2所示的實施例中，可以在懸臂彈簧的端部連接或設(shè)置可滑動的軸承40。在圖3所示的情況下，可以在彈簧的端部設(shè)置或連接滾柱軸承42。在每種情況下，軸承有助于減小彈簧和接觸表面之間的阻(曳)力，以便提高阻力組件的效率。
如圖1所示，系統(tǒng)可包括一對沿彼此相對的定向設(shè)置的對置的阻力組件。例如，可將一對相對的懸臂彈簧12a、12b沿相對的定向設(shè)置在一對相對的非平面接觸表面14a、14b上。這樣，可以將系統(tǒng)優(yōu)化，以便協(xié)同操作地結(jié)合利用第一阻力組件的阻力以及與第一組件相對的、阻力基本相同的第二阻力組件的阻力。
如圖5所示，在本發(fā)明的一個方面，系統(tǒng)可包括總共8個阻力組件。在該實施例中，第一兩對阻力組件可以沿彼此相對的定向設(shè)置。組合12a、14a和組合12b、14b可構(gòu)成第一兩對阻力組件中的第一對，而組合12c、14c和組合12d、14d可構(gòu)成第一兩對阻力組件中的第二對。這樣，每兩對組件均包括4個非平面接觸表面和4個懸臂彈簧，如作為示例的包括非平面接觸表面14a、14b、14c和14d以及懸臂彈簧12a、12b、12c和12d的第一兩對組件所示。第一兩對組件的這些部件都可設(shè)置在第一層。在所示的示例中，第一層組件設(shè)置在橫梁30a和30b的前面。
此外，系統(tǒng)可包括以彼此相對的定向設(shè)置的第二兩對阻力組件。組合12e、14e和組合12f、14f可構(gòu)成第二兩對阻力組件中的第一對，而組合12g、14g和組合12h、14h可構(gòu)成第二兩對阻力組件中的第二對。可以看出，每兩對組件都包括4個非平面接觸表面和4個懸臂彈簧，如作為示例的包括非平面接觸表面14e、14f、14g和14h以及懸臂彈簧12e、12f、12g和12h的第二兩對組件所示。第二兩對組件的這些部件都可設(shè)置在第二層。在所示的示例中，第二層組件設(shè)置在橫梁30a和30b的后面。從而第二層組件可定向為平行并接近第一層組件。
盡管示出組件具有垂直的行進路線P，但應理解，所述組件可定向為具有水平或甚至成角度的行進路線。此外，盡管一些非平面接觸表面示為分開的(14b和14d)，但應理解，接觸表面可以是單個的連續(xù)表面。
在本發(fā)明的一個方面，懸臂彈簧12可以向非平面接觸表面14施加一力，當彈簧的偏轉(zhuǎn)端18沿非平面接觸表面行進時，該力相對于行進路線P的角度改變。例如，當懸臂彈簧和非平接觸表面最初開始行進時，彈簧12a的端部18a起初施加到非平面接觸表面14b的力F1的方向基本平行于行進路線P(圖1)。如圖2所示，當彈簧和非平面接觸表面彼此相向行進一定距離后，由彈簧施加到接觸表面上的力F2相對于行進路線P形成一個角度。該角度的大小可在一定范圍內(nèi)變化并在一個實施例中為銳角。因此，該力具有一與行進路線平行的分量和一與行進路線垂直的分量。當彈簧彎曲時，由彈簧自身所提供的阻力變動或增加，而與行進路線平行的力分量保持基本恒定。
如圖1和圖2所示，非平面接觸表面14d可包括拱形表面。在本發(fā)明的一個方面，非平面接觸表面可包括在至少45°范圍內(nèi)具有基本恒定的曲率半徑R的圓形表面。在所示實施例中，組件所提供的基本恒定的阻力的大小可以用方程式F＝0.105Eth3/L2表示，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在變動范圍大于懸臂彈簧長度的約百分之六十(60％)的偏轉(zhuǎn)(d，圖2)下力的改變小于約百分之三(3％)。在所給出的力方程式中，E是彈簧的楊氏模量，t是懸臂彈簧的厚度(圖1)，h是懸臂彈簧的寬度(圖1的平面向里)，L是懸臂彈簧的長度(圖1)。在本發(fā)明的一個方面，所述變量的值如下R＝21.6cm，L＝28.8cm，h＝5.08cm，t＝0.1575cm，E＝207GPa。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，其示出一種已被發(fā)現(xiàn)能精確預測懸臂彈簧的較大偏轉(zhuǎn)運動的偽剛體。該模型包括第一剛性連桿50和第二剛性連桿52。第一剛性連桿可以在銷連接部56處樞轉(zhuǎn)連接到橫梁54上。第二剛性連桿可以在銷連接部58處樞轉(zhuǎn)連接到第一連桿上。第二剛性連桿可以通過扭轉(zhuǎn)彈簧62樞轉(zhuǎn)連接到橫梁60上。假定扭轉(zhuǎn)彈簧的彈簧常數(shù)K＝0.188Eth3/L，則該模型可以通過無量綱長度比R/L＝0.753優(yōu)化。
參照圖6，其示出將組件10結(jié)合到健身器11。健身器可以具有各種不同的連接部和操作部件。如圖所示，健身器可以利用滑輪系統(tǒng)70將主動件例如手握件74操作性地連接到組件10上。從而，使用者可以拉動手握件74，手握件74拉動通過滑輪系統(tǒng)70的纜繩26從而使組件的懸臂彈簧和非平面接觸表面彼此相對位移。應理解，可以使用各種不同的主動件，例如腳扣件、桿、屈腿或屈臂件等。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖7和圖8，其示出阻力組件10b構(gòu)造為用于健身器中的本發(fā)明的另一個實施例。組件10b在許多方面與上述組件相同。組件10b可包括一個或多個懸臂彈簧12j和12k，以及一個或多個樞轉(zhuǎn)連桿80j和80k。樞轉(zhuǎn)連桿可形成如上所述的剛性件。懸臂彈簧12j和12k可分別具有錨固端16j和16k，并分別具有偏轉(zhuǎn)端18j和18k。樞轉(zhuǎn)連桿80j和80k可具有樞轉(zhuǎn)連接到橫梁30b上的樞轉(zhuǎn)端82和樞轉(zhuǎn)連接到懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端18j和18k上的相對的移動端84。樞轉(zhuǎn)連桿構(gòu)造成繞端部82樞轉(zhuǎn)，以限定另一端84的半徑為R的拱形偏轉(zhuǎn)路線。如圖8中位移后的構(gòu)型所示，當橫梁30a相對于橫梁30b移動時，樞轉(zhuǎn)連桿80j和80k使懸臂彈簧12j和12k偏轉(zhuǎn)，從而在懸臂彈簧和樞轉(zhuǎn)連桿沿行進路線彼此相對移動時產(chǎn)生阻力。樞轉(zhuǎn)連桿80j和80k接合懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端18j和18k，并將偏轉(zhuǎn)端限制在預定的偏轉(zhuǎn)路線。
本發(fā)明還包括一種利用上面詳述的結(jié)構(gòu)為健身運動提供在運動范圍內(nèi)基本恒定的力的方法。該方法可包括以下步驟在運動范圍內(nèi)拉動健身器的主動件；響應對主動件的拉動而使至少一個懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端沿偏轉(zhuǎn)路線偏轉(zhuǎn)以產(chǎn)生阻力；將由所述至少一個懸臂彈簧所產(chǎn)生的阻力分成i)在偏轉(zhuǎn)路線內(nèi)基本恒定的第一分量，和ii)在偏轉(zhuǎn)路線內(nèi)基本非恒定的第二分量；以及僅將由所述至少一個懸臂彈簧所產(chǎn)生的阻力的第一分量操作性地結(jié)合到健身器的主動件上。
該方法還可包括以下步驟響應對主動件的拉動而使懸臂彈簧和非平面接觸表面中的至少一個沿基本為直線的行進路線彼此相對移動；以及使由懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端施加到非平面接觸表面的力的角度從與直線行進路線基本共線的方向改變?yōu)榕c直線行進路線成銳角的方向。
該方法還可包括使第二懸臂彈簧和第二非平面接觸表面中的至少一個沿行進路線彼此相對移動的步驟。所述至少一個懸臂彈簧和非平面接觸表面可包括阻力組件，該方法還可包括以下步驟將兩對阻力組件沿彼此相對的定向設(shè)置，并將這兩對阻力組件定向在第一平面；以及將第二兩對阻力組件沿彼此相對的定向設(shè)置，并將所述第二兩對組件定向在平行并接近第一平面的第二平面中。該方法還可包括將第二兩對阻力組件設(shè)置在兩對阻力組件后面的步驟。
應理解，上面所涉及的布置是本發(fā)明原理的應用示例。顯然，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在不脫離如權(quán)利要求所闡明的本發(fā)明的原理和思想的情況下進行許多修改。
權(quán)利要求
1.一種為健身器提供在運動范圍內(nèi)基本恒定的力的阻力組件，包括可沿行進路線彼此相對移動的至少一個懸臂彈簧和至少一個剛性件，當所述至少一個懸臂彈簧和所述至少一個剛性件沿行進路線彼此相對移動時，所述至少一個剛性件使所述至少一個懸臂彈簧偏轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生阻力；所述懸臂彈簧具有錨固端和偏轉(zhuǎn)端；所述至少一個剛性件接合懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端，并在所述至少一個懸臂彈簧和所述至少一個剛性件彼此相對移動時將偏轉(zhuǎn)端限制在預定的偏轉(zhuǎn)路線；以及用于將所述懸臂彈簧和所述至少一個剛性件中的至少一個操作性地連接到健身器上的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述至少一個剛性件將由所述至少一個懸臂彈簧產(chǎn)生的阻力分成i)在偏轉(zhuǎn)路線內(nèi)基本恒定的第一分量，和ii)在偏轉(zhuǎn)路線內(nèi)基本非恒定的第二分量；所述用于操作性地連接的裝置僅將由所述至少一個懸臂彈簧所產(chǎn)生的阻力的第一分量操作性地結(jié)合到健身器上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述行進路線基本為直線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于所述剛性件包括至少一個非平面接觸表面；當懸臂彈簧和該非平面接觸表面沿行進路線彼此相對移動時，懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端可與該非平面接觸表面接合并沿該非平面接觸表面行進；以及當懸臂彈簧和非平面接觸表面沿行進路線彼此相對移動時，所述懸臂彈簧可在所述偏轉(zhuǎn)端沿非平面接觸表面行進時彎曲，以便產(chǎn)生在行進路線的方向上基本恒定的阻力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其特征在于，還包括一對以彼此相對的定向設(shè)置的對置的阻力組件，所述阻力組件包括一對相對的懸臂彈簧和一對對置的非平面接觸表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，第一懸臂彈簧連接到第一非平面接觸表面上并與連接在第二非平面接觸表面上的第二懸臂彈簧相對，第一懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端可與第二非平面接觸表面接合而第二懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端可與第一非平面接觸表面接合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其特征在于，當懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端沿非平面接觸表面行進時，所述懸臂彈簧向非平面接觸表面施加一個相對于所述直線行進路線角度變動的力。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其特征在于，還包括設(shè)置在懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端上的可滑動或滾動的軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其特征在于，非平面接觸表面包括拱形表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于所述剛性件包括至少一個具有移動端和樞轉(zhuǎn)端的樞轉(zhuǎn)連桿；懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端樞轉(zhuǎn)連接到樞轉(zhuǎn)連桿的移動端上；以及當懸臂彈簧和樞轉(zhuǎn)連桿沿行進路線彼此相對移動時，懸臂彈簧可彎曲，而樞轉(zhuǎn)連桿樞轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，還包括至少一個導軌，所述導軌操作性地約束所述沿基本為直線的行進路線彼此相對的至少一個懸臂彈簧和至少一個剛性件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，還包括一對可沿行進路線彼此相對移動的對置的橫梁；至少一個導軌，所述一對對置的橫梁中的至少一個沿著該導軌沿行進路線移動；所述至少一個剛性件與所述一對對置的橫梁中的一個相互作用；以及所述至少一個懸臂彈簧與所述一對對置的橫梁中的另一個相互作用，懸臂彈簧響應所述橫梁沿行進路線的相對運動而在橫梁之間提供基本恒定的壓阻力。
13.一種為健身運動提供在運動范圍內(nèi)基本恒定的力的方法，包括以下步驟在運動范圍內(nèi)拉動健身器的主動件；響應對主動件的拉動而使至少一個懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端在偏轉(zhuǎn)路線內(nèi)偏轉(zhuǎn)以產(chǎn)生阻力；將由所述至少一個懸臂彈簧產(chǎn)生的阻力分成i)在偏轉(zhuǎn)路線內(nèi)基本恒定的第一分量，和ii)在偏轉(zhuǎn)路線內(nèi)基本非恒定的第二分量；以及僅將由所述至少一個懸臂彈簧所產(chǎn)生的阻力的第一分量操作性地結(jié)合到健身器的主動件上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟響應對主動件的拉動而使懸臂彈簧和剛性件中的至少一個沿基本為直線的行進路線彼此相對移動；以及使由懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端施加到剛性件上的力的角度從與直線行進路線基本平行的方向改變?yōu)榕c直線行進路線成銳角的方向。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種為健身器(11)提供在運動范圍內(nèi)基本恒定的力的阻力組件(10)，該阻力組件(10)包括可沿行進路線(P)彼此相對移動的至少一個懸臂彈簧(12a，12j)和至少一個剛性件(14b，80j)。剛性件使懸臂彈簧偏轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生阻力。剛性件接合懸臂彈簧的偏轉(zhuǎn)端(18a，18j)，并在懸臂彈簧和剛性件彼此相對移動時將該偏轉(zhuǎn)端限制在預定的偏轉(zhuǎn)路線內(nèi)。剛性件可以是非平面接觸表面(14b)或樞轉(zhuǎn)連桿(80j)，偏轉(zhuǎn)端可沿該非平面接觸表面(14b)行進。組件可包括用于將懸臂彈簧和至少一個剛性件中的至少一個操作性地連接到健身器上的裝置。
文檔編號A63B21/02GK1780665SQ200480011295
公開日2006年5月31日 申請日期2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月2日
發(fā)明者L·L·豪厄爾, S·P·馬格萊比 申請人:楊百翰大學