側向訓練器械和方法
【專利說明】側向訓練器械和方法
[0001]本分案申請是基于申請?zhí)枮?00880102437.9 (其國際申請?zhí)枮镻CT/US2008/007179)、申請日為2008年6月9日、發(fā)明名稱為“側向訓練器械和方法”的中國專利申請的分案申請。
[0002]優(yōu)先權要求
[0003]本申請是2007年6月7日申請的60/924，964號美國臨時專利申請的共同未審定申請并要求其優(yōu)先權。本申請也是由其發(fā)明人于2004年7月16日申請的發(fā)明名稱為“體育訓練器械和方法”的10/892，568號共同未審定的美國專利申請的部分繼續(xù)申請，其要求2003年7月16日申請的60/487，227號美國臨時專利申請的優(yōu)先權，上述每篇的內容都并入于此作為參考。
[0004]相關申請
[0005]本申請涉及發(fā)明人于2004年7月16日申請的發(fā)明名稱為“搖擺訓練器械和方法”的10/892，196號美國專利申請，其內容合并于此作為參考。本申請涉及發(fā)明人于2006年3月I日申請的發(fā)明名稱為“體育訓練器械和方法”的11/364，181號美國專利申請，其內容合并于此作為參考。
【背景技術】
[0006]本發(fā)明涉及一種側向訓練器械和方法，用于訓練諸如受訓者，運動員及其他人員以便改善各種運動技能。特別地，涉及一種側向訓練器械和方法，用于當進行慢速或高速運動時相對受訓者身體的單個或多個點的動作提供恒定或改變大小的力。
[0007]長期以來體育訓練和調節(jié)被認為對于提高各種運動技能以便提高運動員的成績、物理治療患者的康復或者受訓者的全面身體健康是理想的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在身體執(zhí)行特定動作時進行阻力訓練對提高各種身體能力例如功能性肌力、跑動速度、起跑快速性、彈跳能力和彈踢能力非常有效。這種阻力訓練在使用慢速的非體育活動的特定運動進行負重訓練中愈發(fā)變得受人青睞。
[0008]例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果運動員想跑得更快，跑動時在腿部肌肉上施加輕微阻力比用重物在腿上施加壓力更加有益。這兩種訓練方法都將增強運動員的腿部肌肉，然而，通過跑動時提供輕微阻力的高速訓練允許運動員在高速時產(chǎn)生更多的力量，因為高速下用阻力對肌肉進行了訓練。使用帶阻力的慢速運動訓練肌肉促使慢速下力量的產(chǎn)生，因為肌肉在低速下被進行訓練。兩種訓練方法對大多數(shù)運動員都是重要的。然而，為了對高速下運動成績進行優(yōu)化，肌肉必須在高速下進行身體上和神經(jīng)性上的訓練。這里所用的術語“訓練矢量”意思是在預定運動范圍內與受訓者的一部分動作對抗的力。訓練矢量的大小和方向可以相對恒定或者在預定的運動范圍內可以變化。
[0009]許多涉及運動的體育活動包括同時活動多個身體部分以便進行特定運動的多個肌群。例如，當運動員跳躍時，他或她同時使用腿、背部和臂部。為了對特定運動進行最佳化訓練，采用自然的跳躍動作同時對腿、背部和臂部施加阻力來訓練是有益的。這樣一種鍛煉方法將比僅僅對腿施加阻力的方法更加有效，因為其允許用于跳躍的主要肌群在所施阻力下按恰當?shù)纳窠?jīng)學順序起作用。
[0010]此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在體育活動特定運動和速度期間施加阻力的鍛煉方法提供了有效和高效率的手段來提高人體力量和運動反射從而訓練身體更有效和更迅速地進行特定運動。由于高速阻力訓練通常需要運動員在高速下加速和減速，可以優(yōu)選輕質的彈性構件來提供適當?shù)淖枇Α椥詷嫾峁┬≠|量并且可以連接到受訓者例如運動員并允許其相對于訓練或力矢量來迅速加速和/或減速，其中該訓練矢量或力矢量不論受訓者在加速或減速時的速度都具有變化很小的量值。由重量裝置產(chǎn)生的訓練阻力與彈性構件相比是不理想的，因為重物提供慣性并因而需要明顯更大的力來加速和減速。例如，將人手中10鎊重物加速到10m/s所需的能量比使連接到人手施加10鎊力的20英尺彈性構件的遠端加速到lOm/s所需的能量超過100倍。在本主題的【具體實施方式】中，不需要能量來對以lOm/s速度運動的同樣的彈性帶的遠端減速；相反地，需要相當大的力來對以lOm/s速度運動的10鎊重物來減速。因此，示范性的彈性構件的高阻力與質量比使得相關鍛煉器械成為對希望進行高速阻力訓練的受訓者施加訓練矢量的理想裝置。
[0011]競賽期間的高速體育運動需要對抗重力和運動員的自身質量(加速或減速中的身體或肢體)進行。當受訓者試圖在比賽場地上加速或減速時，受訓者的質量和重力不發(fā)生變化。因此，當在比賽場地上試圖加速或減速時受訓者感覺到的阻力如受訓者進行加速或減速那樣沒有變化。因此在鍛煉器械中重要的是，當受訓者進行高速阻力訓練時，在體育運動或鍛煉的加速和減速階段中阻力也保持相對恒定。相反，如果在體育運動或鍛煉的加速和減速階段期間施加的訓練阻力迅速變化，受訓者的平衡以及保持特定體育鍛煉運動的能力將會受到嚴重破壞，因為迅速變化的阻力模擬了運動期間質量和/或重力的改變。現(xiàn)有技術的這些缺點是非自然的，并且人們沒有本能地訓練，或者生物機械地被設計成處理高速訓練時的這些變化。
[0012]彈性構件的優(yōu)越的物理特性結合對高速訓練整個較長距離內施加相對恒定阻力的需要導致了長彈性構件(例如4到30+英尺)的廣泛使用于體育特定速度訓練和力量阻抗訓練。此外，彈性構件越長，運動員可以在該構件阻止伸展的阻力增加(通常以指數(shù)速率增加)之前將構件伸展的越遠。例如，如果運動員將一 4英尺的彈性構件拉伸至8英尺，當該構件達到8英尺時測得的阻力相對于在4英尺時測得的阻力將可能增加百分之200或300，就如將構件拉緊一樣。然而，如果運動員將一 50英尺的彈性構件拉伸額外的4英尺至54英尺，那么該額外的4英尺長度代表該松弛構件總長度的一小部分，并且在54英尺時測得的阻力將比在50英尺時大出少許百分比。
[0013]然而，現(xiàn)有技術中為高速體育活動特定訓練提供恒定阻力的長彈性構件的器械，通常在功能上和空間上都是低效的。例如，當長彈性構件在一端錨固并在遠端附接到受訓者時，該受訓者必須從錨固點走開直至彈性帶拉緊，然后進一步走開拉伸該彈性構件直至受訓者感覺到期望施加的阻力。然后受訓者可能進行所期望的體育訓練運動?，F(xiàn)有技術中的這種缺陷產(chǎn)生以下四個問題。
[0014](I)在現(xiàn)有技術中，通常要求大的鍛煉空間來容納該長的彈性構件。附圖1是現(xiàn)有技術的鍛煉器械的側視圖，受訓者在各種位置下，示出了向受訓者提供特定阻力的約束裝置。參照圖1，在階段I中，當距錨固點“A”小于25英尺時，使用一附接到其腰部的25英尺的彈性構件的受訓者沒有荷載施加到其身體上。在附圖1的階段2中，在消除該構件的松弛并且受訓者感受到任何阻力之前該受訓者必須遠離錨固點25英尺。附圖1的階段3中，受訓者必須又遠離錨固點5英尺(在本實例中)以便將構件拉伸并設定/產(chǎn)生一所期望的用于鍛煉的開始阻力。附圖1的階段4中，受訓者然后自錨固點移動另一 15英尺加上一另外的5英尺來減速而進行所期望的鍛煉運動。因此，在現(xiàn)有技術中這一實例所需的鍛煉空間大約45英尺。然而，本主題的【具體實施方式】消除了附圖1中階段I至3描述的現(xiàn)有技術的空間要求。
[0015](2)在現(xiàn)有技術中，當將固定長度的彈性構件的端部固定到受訓者和錨定點上，訓練阻力不能不依賴于在受訓者和錨固點之間的空間關系而產(chǎn)生。參照附圖2，如果受訓者希望通過彈性構件I來將施加到其手上A點的阻力從5鎊增加到8鎊，受訓者必須從錨固點移開10英尺至14英尺。這樣將拉伸彈性構件I額外的4英尺從而當該構件拉伸額外的長度時增加阻力。這有兩個明顯缺點。第一，如果受訓者希望在鍛煉開始時有更多阻力，受訓者將需要更多空間來從錨固點移開以便將該構件拉伸并增加阻力。第二，彈性構件I作用于受訓者的手上的力矢量在10英尺和14英尺位置處是不同的。因此，當受訓者改變其相對于該錨固點的位置時，對于固定的錨固點作用于身體上的力矢量的角度將改變?，F(xiàn)有技術中的這種不良效果可以通過本主題的【具體實施方式】來避免。
[0016](3)在現(xiàn)有技術中，伸長的彈性構件使得難以在鍛煉或者復雜體育特定運動的全程內對受訓者施加所期望的力或者訓練矢量。
[0017](4)在現(xiàn)有技術中，由于所有構件的阻力通過受訓者遠離錨固點的移動而被增加，試圖保持獨立控制所施加的阻力是困難的，即來自于通過使用多個彈性構件產(chǎn)生的多個力或訓練矢量的阻力是困難的。附圖3提供現(xiàn)有技術的這一限制的示圖。在現(xiàn)有技術中，如果受訓者想增加彈性構件I在位置I處施加到手上的阻力同時滿足于另一彈性構件2在位置2處施加到腰部的阻力，受訓者將要從彈性構件I的錨固點B離開進一步移動至位置2。當不希望向腰部施加額外的阻力時，向位置2的運動將額外地拉伸另一彈性構件2從而向腰部施加了更多的阻力。同樣，現(xiàn)有技術中的這種不期望的效果可以通過本主題的【具體實施方式】避免。
[0018]本發(fā)明的發(fā)明人申請的發(fā)明名稱為“縱向跳躍鍛煉器械”的4，968，028和4，863，163號美國專利公開了用于縱向跳躍練習和訓練的阻力訓練器械。在附圖4-9中的Wehrell的專利中公開的該現(xiàn)有技術系統(tǒng)，在受訓者的臀部上施加兩個具有相對恒定量值的訓練矢量(參見附圖4至7，示出了訓練矢量IA和2A)，用于在進行跳躍運動的同時向腿部施加阻力。
[0019]附圖8和9描述了 Wehrell的專利中披露的鍛煉器械的后期改進。在這一【具體實施方式】中，通過將鍛煉器械的彈性構件附接到受訓者穿戴的可拆卸的腿部套具I上，訓練矢量IB和2B對進行跑動動作的受訓者的膝蓋后側提供相對恒定的阻力。這一【具體實施方式】為高速下受訓者的臀部屈肌訓練提供阻力。
[0020]然而，在現(xiàn)有技術中需要實現(xiàn)更復雜的高速訓練構造，其中阻力被同時施加給多個身體部位?，F(xiàn)有技術中還需要將多個側向阻力矢量附連或施加到受訓者，同時允許:(I)每個彈性構件的阻力將彼此獨立地被設置而不考慮受訓者與相應的彈性構件錨固點之間的空間關系。(2)在一維以上容易地操作各彈性構件的錨固點，從而當彈性構件附接到受訓者時控制施加的阻力或者訓練矢量的方向的性能；(3)在接近(例如，一英尺或更小尺寸)鍛煉器械處時或在距離該器械相當大距離處設置施加給受訓者的所期望的阻力的性能；(4)同時提供多個(例如2至8個或更多)訓練矢量的性能，該訓練矢量具有向上和/或向下阻力分量，其中每個矢量可以提供列舉在上述(I)至(3)中的性能。
[0021]因此，本主題的一個【具體實施方式】同時為一個或多個受訓者提供一個或多個阻力訓練矢量。本主題的另一【具體實施方式】提供多個阻力構件，其穿過機械機構，使阻力構件能容納在該相應的鍛煉器械之中并提供實質有效的長度。
[0022]本主題的另外的【具體實施方式】提供一種側向訓練器械和方法，用于向受訓者的身體的手部、股部和其它部位施加訓練矢量，以便當進行復雜的體育特定運動時向多個肌群提供阻力。
[0023]本主題的一個【具體實施方式】提供一種側向訓練器械，其包括一垂直定向的基部和一用于向受訓者的一個或多個選定部位提供多個訓練矢量的裝置。該訓練矢量可以在預定活動范圍內向受訓者的部位提供相對恒定或者變化的力，并且在預定訓練區(qū)域，該力的大小基本上不依賴于受訓者和器械之間的距離。<