CN1780666A - 一种三维无氧锻炼装置 - Google Patents

一种三维无氧锻炼装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1780666A
CN1780666A CNA2004800114365A CN200480011436A CN1780666A CN 1780666 A CN1780666 A CN 1780666A CN A2004800114365 A CNA2004800114365 A CN A2004800114365A CN 200480011436 A CN200480011436 A CN 200480011436A CN 1780666 A CN1780666 A CN 1780666A
Authority
CN
China
Prior art keywords
handle
connecting rod
rod mechanism
angle
axially
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2004800114365A
Other languages
English (en)
Inventor
崔润皙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN1780666A publication Critical patent/CN1780666A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/02—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for the abdomen, the spinal column or the torso muscles related to shoulders (e.g. chest muscles)
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • A63B23/1281—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles primarily by articulating the elbow joint
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/008—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using hydraulic or pneumatic force-resisters
    • A63B21/0085—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using hydraulic or pneumatic force-resisters using pneumatic force-resisters
    • A63B21/0087—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using hydraulic or pneumatic force-resisters using pneumatic force-resisters of the piston-cylinder type
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2208/00—Characteristics or parameters related to the user or player
    • A63B2208/02—Characteristics or parameters related to the user or player posture
    • A63B2208/0228—Sitting on the buttocks
    • A63B2208/0233—Sitting on the buttocks in 90/90 position, like on a chair

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

本发明公开了一种三维无氧锻炼装置，包括：安装在底座上的座位；分别倾斜地安装在底座左右两侧以在座位前面形成角度(a)的手柄连杆机构；安装在手柄连杆机构前端的轴承座；以可旋转的方式安装在手柄轴上的第一、第二手柄架；固定在第一手柄架和轴承座之间的手柄侧杆，其固定方式使得相对于第一手柄架形成一预定角度；以及辅助连杆机构，其通过球窝接头连接在手柄侧杆的上端，并且通过球窝接头安装在固定到底座前侧下端的固定杆的下端，以形成距离(d)。

Description

一种三维无氧锻炼装置
技术领域
本发明涉及一种三维无氧锻炼装置，其能够获得人体所需的三维运动轨迹中的稳定性，更具体地说，涉及一种三维无氧锻炼装置，其应用一种简化连杆机构的概念(但不是本发明的发明人以前申请的韩国专利申请第10-2001-0059174号和第10-2001-0078712号所公开的四杆连杆机构的概念)，以保证用于锻炼人体各个区域中每一个区域的三维运动轨迹的安全，从而提高耐用性，降低制造成本，并实现各种运动轨迹，这些都是三维锻炼的优点。
此外，本发明涉及一种三维无氧锻炼装置，该装置可以提供一种新的锻炼方法，以克服本发明的发明人于2002年5月17日和2002年5月27日申请的韩国专利申请的许多局限，其基本构造形式包括球窝接头的摆动角度范围、手柄的角运动范围，以及连杆机构水平轨迹的变形等。
背景技术
如美国专利第5769757号的图7、图9a和图9b所示，采用简化连杆机构概念的锻炼会对锻炼者的手腕、前臂和肩部施加很大的负荷，在将手柄的角运动简单地施加到人体时，这种锻炼可能会导致伤害危险，这是因为手柄的角度受简化连杆机构的角运动的影响。因此，采用简化连杆机构概念的锻炼无法获得安全性和多样性，而这些都是三维运动轨迹的特点。
下面将更详细地说明采用简化连杆机构概念的锻炼的缺点。由于手柄轴和手柄的下端彼此直接连接在一起，并成“L”型的直角，因此手柄的角度受手柄连杆机构的角运动的影响。所以，如图9b所示，在运动的起点和终点处形成角度g和g’，因而，手柄与人体的运动方向不是直角，如本发明的发明人以前申请的专利的图8a和8b所示，以及美国专利第5997447、5989165和6071216号的附图所示。
因此，由于在锻炼者的手腕、前臂和肩部上施加了很大的负荷，故现有技术难以提供安全的三维锻炼。其原因在于：四杆连杆机构的第三连杆机构的运动不受第一、第二连杆机构的角运动的太大影响，但是简化连杆机构概念的角运动实际上被转换为手柄的角度。
更详细地说，简化连杆机构概念的三维锻炼在实际锻炼方面有局限，但由于手柄在轴承上空转，如图13所示，因此可应用于人体预定运动区域的康复项目。
日本专利(示于图13中)的术语“日本Tottori-ken初始负荷机器”源于以下事实：当运动范围被分为如图14所示的三部分——初始部分(I)、中间部分(II)和最后部分(III)——时，运动范围仅应用于初始主要部分(I)。
在采用简化连杆机构概念的锻炼中，从手柄的结构来看而不考虑该连杆机构角运动的特征，提供空转的日本专利的主负荷机器比美国专利第5769757号更实用，可以提供安全锻炼(尽管是在一个受限区域内运动)。
如图7所示的手柄轴与手柄端部彼此直接连接在一起的L型手柄实现了如图9a和图9b所示的人体凸形运动轨迹，因此无法实现人体所需的凹形运动轨迹。当手柄的端部直接连接到手柄轴时，凸形轨迹是手柄典型角运动的特征之一。如图4所示，由于手柄的一侧必须直接连接到手柄轴以获得凹形轨迹(这是人体的三维运动轨迹的多数情况)，L型手柄显示出在实现人体三维运动轨迹方面的局限性。正如美国专利第5967954、5562577、5997447和5582564号所公开的情况，最近进行了大量研究和试验来开发锻炼装置，以便实现人体所需的运动轨迹以及安全和稳定的手柄角度。
如图10所示，现有技术由于受限球窝接头的摆动角度(40～50度)而在实现人体所需的60至120度扭转角度方面有局限，这是因为球窝接头安装在辅助连杆机构的水平方向上。
也就是说，如图2和图6所示，由于球窝接头在进行圆周运动的垂直方向上具有有限的摆动角度(40～50度)，因此球窝接头只能通过适合角运动方向的轴向安装来保证角运动的安全。
此外，如图7所示，用于角运动的手柄侧杆没有与手柄一起整体安装，而是必须相对于手柄，从轴承套安装。
如图11所示，如果手柄侧杆相对于手柄架从轴承座安装，则必须将位于辅助连杆机构下端部的球窝接头连接点移到一个低于手柄连杆机构的轴的位置，以获得手柄的适当角度。
在此情况下，由于必须缩短手柄连杆机构的长度，或者加长辅助连杆机构，假定人体的高度为160～190厘米，臂长为45～80厘米，因此当加长锻炼装置或者缩短手柄连杆机构时，手柄连杆机构将以基本运动轨迹进行大量角运动(V、V’)，于是人体可能显示排斥症状。
具体地说，如果辅助连杆机构长于手柄连杆机构，如图12a所示，在区域x中，手柄的角运动距离y将连续增大，但如果缩短辅助连杆机构，如图12b所示，角运动距离y将连续减小，因此辅助连杆机构的长度可以对人体的三维运动轨迹和凸形或凹形运动轨迹(从俯视角度来看)的形成产生影响，如图5所示。
因此，辅助连杆机构的长度必须与手柄连杆机构的长度相当或短于手柄连杆机构的长度，以获得手柄的平滑或均衡角动量，并实现稳定的运动轨迹。如果辅助连杆机构长于手柄连杆机构，则由于手柄的角运动快速增加，运动范围(a)随着人的体形而变化，因此难以提供适当的运动轨迹。除了手柄连杆机构与辅助连杆机构之间的距离(d)之外，辅助连杆机构与手柄连杆机构必须不受任何因素的影响。
如图17至图21所示，当使用十字接头时(它是本发明的构件之一)，手柄侧杆必须非常接近辅助连杆机构。否则，由于辅助连杆机构必须较长，并且下侧杆的位置必须降低，因此十字接头的下杆具有复杂的结构，在逐步应用角运动位移方面存在许多限制。
此外，现有技术在实现三维锻炼的运动轨迹方面效率很低，其原因在于没有用于各种运动轨迹的装置(如手柄架A和手柄架B，本发明稍后将对其进行说明)，而这是三维锻炼的最大优点，而且没有用于以适当角度轴向固定手柄轴的构件。
也就是说，美国专利第5769757号只是简单的机械锻炼，而没有考虑人体的三维运动。
简化连杆机构需要若干基本元件，用于实现类似于四杆连杆机构的手柄的安全三维运动轨迹。
首先，如图3和图4所示，如果手柄在进行角运动时形成预定运动轨迹，则必须使手柄的角度与人体的力量方向垂直，或者根据人体的需要设定。
第二，为了改进人体上部或下部的目标肌肉的三维锻炼，如图2所示，由于两臂运动的基本运动轨迹必须是梯形的而不是水平的，因此具有角度a或a’的手柄连杆机构的另一端必须进行梯形运动(从俯视角度来看)。
第三，三维锻炼装置必须弹性地应用手柄的凸形或凹形轨迹，而不是简单的圆周运动轨迹，以便对目标肌肉进行适当的锻炼，因为本发明不是为简单关节运动提供的，而是为人体上部或下部的多关节运动提供的。
因此，手柄的端部不可直接连接到手柄轴，但第一、第二手柄架必须以预定角度连接到手柄轴和手柄。也就是说，如果手柄没有直接连接到手柄轴，则该装置可以在各种应用中促使形成安全、一致的运动轨迹。
本发明可以解决由于传统二维锻炼装置的单一运动轨迹而导致的超负荷问题，并通过安装多个手柄来实现各种运动轨迹，从而获得有效的肌肉增长。
为了解决现有技术的问题，下面将说明简化连杆机构概念的一个基本设置。
为了安全地设置手柄，如图2所示，必须将手柄连杆机构安装成梯形，此时，角度a和a’具有最大效果，因为手柄轴和第一、第二手柄架以角度θ相互固定，如图4所示。
因此，在运动起点S，将该手柄设置为与运动方向垂直，如图3所示，扭转量大约为60～120度。角度θ和a及a’是在运动终点f的偏差，如图4所示，所以该运动以与运动方向成直角结束，或者以人体所需的角度结束。因此，作为保护安全角度(类似于四杆连杆机构的运动起点与运动终点之间形成的手柄角度)的构件，必须提供与手柄轴形成角度θ的安装构件。
此外，如图5所示，为了促使形成凸形或凹形运动轨迹或者人体所需的各种三维运动轨迹，手柄不是直接连接到手柄轴，而是在安装时考虑其角运动特征(从俯视角度来看)，即角运动的连续增加和减少。
因此，必须提供用于防止手柄直接连接到手柄轴的构件，即第一手柄架。
三维锻炼的最大优点是以各种方式沿各种运动轨迹对人体的肌肉施加冲击。为此，必须提供用于安装两个或多个手柄的构件，以及用于适当的手柄形状的固定构件，即第二手柄架。
如图7、图11和图12所示，当辅助连杆机构的连接部分的位置低于手柄连杆机构时，必须将辅助连杆机构直接连接到手柄侧杆，以减少连杆机构的绝对长度和宽度。此时，如图2和图6所示，由于球窝接头摆动角度的限制，因此根据运动方向安装辅助连杆机构的球窝接头。
需要一个直接固定到手柄轴的侧杆。如本发明的发明人于2002年5月27日申请的专利所述，如果侧杆位于手柄架的一个预定位置，则当手柄架以预定角度安装在手柄轴上时，球窝接头的摆动角度之间可能产生干扰。具体地说，如果手柄侧杆位于手柄架上，则难以为适当的角运动而固定一点。因此，当侧杆从轴承套沿手柄架的方向直接固定到手柄轴时，可以促使形成手柄的安全三维运动。
当以角度θ固定到手柄轴时，第二手柄架可以获得由四杆连杆机构提供的手柄安全性。由于手柄的一侧没有直接连接到手柄轴，如图5所示，因此需要将第一手柄架作为构件，利用手柄角运动的连续增加或减少来形成人体所需的凸形或凹形轨迹(从俯视角度来看)。
具体地说，用于安装两个或多个手柄以及提供适当运动轨迹形状的第二手柄架以角度θ连接到第一手柄架。
当手柄连杆机构以角度a和a’进行角运动以形成独立的梯形双轴运动时，第一、第二手柄架必须仅固定到手柄轴。此时，手柄轴也必须以角度β和β’固定到手柄连杆机构的上端，如图1所示。
为此，轴承座必须以角度β和β’固定到手柄连杆机构的上端。具体地说，为了提高重负荷的重量训练装置的耐用性，必须这样安置轴承，使其与手柄轴保持适当的距离，因为将轴承直接安置在手柄连杆机构上可能降低耐用性或增加手柄连杆机构的体积。所以，需要轴承座来提供手柄连杆机构的耐用性以及手柄轴的适当角度设置，从而形成人体所需的运动轨迹。
发明内容
相应地，考虑到上述问题而提出了本发明，本发明的一个目的是，提供一种三维锻炼装置，该装置是采用四杆连杆机构的三维锻炼装置(本发明的发明人以前申请的韩国专利申请第10-2001-0059174和10-2001-0078712号)的另一种方法，其可以将由四杆连杆机构所实现的安全、有效运动轨迹应用于简化连杆机构概念。
用于实现三维运动轨迹的四杆连杆机构的一个优点是，因为四杆连杆机构的角运动不受手柄旋转的影响，所以可以在人体运动方向上使手柄的角度保持一致。但是，四杆连杆机构不是很好，因为它的结构与形状复杂，体积大，而且制造成本高。
作为四杆连杆机构的替代方法而提出的简化连杆机构概念可能对锻炼者的手腕和前臂施加很大的负荷，这是因为手柄连杆机构的角运动对手柄的角度有影响。
因此，在简化连杆机构概念中，为了保证四杆连杆机构所实现的安全性，需要分析人体上部运动的特征，并结合手柄在角运动期间的角位移来应用运动学。
当锻炼者进行锻炼时，人体的上部和下部形成的不是平行的运动轨迹，而是梯形的运动轨迹。此时，严格地说，从俯视角度来看，这种梯形运动轨迹肯定是凸形或凹形人体运动轨迹。因此，该装置必须形成凸形或凹形运动轨迹，以准确锻炼目标肌肉，并实现锻炼者肩部、臂部和手腕的平滑而安全的运动轨迹。
为此，需要一个第一手柄架，用于避免手柄轴和手柄一侧之间的直接连接，并将手柄设置在适当位置，还需要一个第二手柄架，以便形成预定角度。
在以预定角度轴向固定手柄连杆机构时，手柄连杆机构的上轴承座也在手柄连杆机构角度的影响之下保持一个预定角度。特别地，手柄轴和手柄架之间的角度受手柄连杆机构的轴向固定角度的影响最大。
第一手柄架的距离以及第一手柄架和第二手柄架之间的角度受手柄连杆机构的轴向固定角度的影响。
如上所述，必须动态地安装这些构件，并且必须在第二手柄架上安装多个手柄。
此时，将一个手柄侧杆固定到以轴承座为中心的手柄一侧，并与手柄架分离。其原因在于，由于可能以一特定角度将第一、第二手柄架连接到手柄轴，而且该杆可能不在手柄架上，因此在该杆的球窝接头的摆动角度范围内可能产生干扰。
在上述结构中，可以利用齿轮构件和缓冲器来代替辅助连杆机构，以扩大手柄的角运动范围。此外，安装在下轴上的十字接头可以实现宽三维运动轨迹，并具有一个用于自由和指定扭转结构的导向连杆机构。十字接头和导向连杆机构之间的组合可以实现传统简化轨迹所没有实现的运动轨迹。
此时，手柄侧杆和手柄架的前杆(它们是采用十字接头的辅助连杆机构的连接部分)的形状使得无法根据美国专利所公开的手柄侧杆位置提出一种实际替代方法。具体地说，用于将辅助连杆机构的前向角运动改为侧向角运动的球窝接头的轴必须相互垂直放置。
如上所述，根据本发明的三维无氧锻炼装置可以提供适合人体的三维运动轨迹，并允许人体进行更多经过改进的锻炼。
附图说明
通过以下详细描述并结合附图，可以更深入地理解本发明的其它目的和优点。所附图形包括：
图1是根据本发明一个优选实施例的三维无氧锻炼装置的透视图；
图2是该三维无氧锻炼装置的俯视图；
图3是显示该三维无氧锻炼装置运动轨迹的侧视图；
图4是显示该三维无氧锻炼装置运动轨迹的俯视图；
图5是显示该三维无氧锻炼装置的手柄的凹形和凸形运动轨迹的视图；
图6是该三维无氧锻炼装置的前视图；
图7是显示作为现有技术的美国专利第5769757号的使用状态的示例视图；
图8a和8b是一种采用四杆连杆机构的传统三维无氧锻炼装置的透视图，本发明的发明人以前申请了该装置的专利；
图9a是显示现有技术运动轨迹的俯视图；
图9b是显示现有技术运动轨迹的侧视图；
图10是显示现有技术操作状态的前视图；
图11是显示现有技术操作状态的侧视图；
图12a和12b是显示本发明操作原理的一个简要侧视图；
图13是显示作为现有技术的日本专利的主负荷机器作为现有技术的透视图；
图14是显示日本专利的主负荷机器的阻力部分的侧视图；
图15a是根据本发明采用缓冲器的第一辅助连杆机构的透视图；
图15b是根据本发明采用缓冲器的辅助连杆机构的侧视图；
图16a是根据本发明采用齿轮传动方法的轴承座的透视图；
图16b是根据本发明采用齿轮传动方法的轴承座的侧视图；
图17a是显示根据本发明采用十字接头的轴结构的透视图；
图17b是显示根据本发明采用十字接头的轴结构的侧视图；
图18是显示一种实施例的透视图，在此实施例中，将采用十字接头的轴结构和采用齿轮传动方法的轴承座组合在一起；
图19是显示一种状态的透视图，在此状态中，将采用十字接头的轴结构和第二辅助连杆机构组合在一起；
图20a是图19的前视图；
图20b是图19的侧视图；
图21a是显示固定在图19底座上的固定零件安装位置的俯视图；以及
图21b是显示由图21a形成的运动轨迹的俯视图。
具体实施方式
本发明提供一种三维无氧锻炼装置，其能够提供适合人体运动方向的手柄角运动，如具有韩国专利申请第10-2001-0059174和10-2001-0078712号(这两项专利是本发明的发明人以前申请的)的四杆连杆机构的三维运动轨迹，从而可以克服传统简化连杆机构在三维锻炼中的应用限制，并实现稳定的运动轨迹，因此使用该装置，人体能够更安全、更有效地进行三维锻炼。
现结合优选实施例并参照附图详细说明本发明。
作为三维无氧锻炼装置1，图1显示了一种根据本发明一个优选实施例的用于人体上部胸部锻炼的装置。
该三维无氧锻炼装置1包括I型底座2和塔架3。在底座2上安装一个座位4。手柄连杆机构5通过轴承6倾斜地安装在底座2的左右两侧，所采用的安装方式使得在座位4之前形成一个角度a，因此手柄连杆机构5能够在前后方向上进行角运动。轴承座7安装在手柄连杆机构5的前端，第一、第二手柄架8和9的安装方式使得手柄轴10能够将其旋转。
第一手柄架8连接到手柄轴10，第二手柄架9以角度θ连接到第一手柄架8。此时，手柄的侧杆11以预定的设置角度(可根据人体的运动部位对其进行调整)固定在第一手柄架8和轴承座7之间，该角度是在从轴承座7到第一、第二手柄架8和9的方向上与第一手柄架8形成的。
辅助连杆机构12的上端部经过球窝接头13连接到手柄侧杆11，球窝接头13a安装在辅助连杆机构12的下端部，所采用的安装方式使得与固定到底座2前侧下端的固定杆14形成一距离d。
辅助连杆机构12通过球窝接头13连接在手柄侧杆11的上端，且通过球窝接头13a安装在固定到底座2的前侧下端的固定杆14的下端，以形成一距离d。
最终，当手柄连杆机构5利用手柄连杆机构5与辅助连杆机构12之间的距离差进行角运动时，手柄轴10进行圆周运动，因此安装在第一、第二手柄架8和9上的手柄15提供了如图3和图4所示的三维运动轨迹，从而使锻炼者能够进行三维锻炼。
即，如图1至图4所示，手柄连杆机构5以角度a或a’轴向安装在底座2上，以进行梯形运动和角运动，而且如图1所示，辅助连杆机构12通过球窝接头13a连接到底座2的固定杆14上，其距离手柄连杆机构5下部的前侧或后侧有一预定距离d。此时，球窝接头13a以轴向方式安装，其方向与手柄连杆机构5的角运动方向相同，即球窝接头13a位于辅助连杆机构12下端的方向与球窝接头13位于辅助连杆机构12上端的方向垂直。
此后，作为以角度B和B’轴向安装手柄轴10的构件，轴承座7固定在手柄连杆机构5的上端。
手柄轴10以轴向方式安装在轴承座7上，第一手柄架8固定到手柄轴10的一端，所采用的安装方式使得手柄15的一端没有直接与手柄轴10相连接。第二手柄架9以角度θ连接到手柄轴10，所采用的安装方式使得能够调整手柄15的角度，或者安装两个或多个手柄15。
手柄侧杆11固定在轴承座7和第一手柄架8之间，所采用的固定方式使得能够维持相对于第一手柄架8的预定角度。手柄侧杆11通过球窝接头13连接到辅助连杆机构12，球窝接头13进行与手柄轴10的角运动类似的平滑角运动。
基于根据本发明的三维无氧锻炼装置1，将更详细地说明本发明用于实现人体所需的安全运动轨迹的构件，如图3和图4的侧视图与俯视图所示。
首先，手柄连杆机构5的角度a和a’的作用在于获得适合人体多关节运动的梯形结构，以及促使与其它构件进行有机组合。
对于用于人体上部运动的装置，当手柄连杆机构5以角度a和a’轴向固定，并以角度r和r’进行角运动，以便手柄的角运动适合人体时，r+r’的角度范围不超过65度，人体上部的运动轨迹a不超过65厘米。因此，手柄连杆机构5长度b至少为60厘米或更长。
当手柄连杆机构5以角度r+r’移动时，如图3所示，如果手柄15位于人体一侧，则角度r将对手柄轴10和第二手柄架9之间形成的角度θ产生影响。另一方面，如图4所示，如果手柄15位于人体之前，则角度θ将受角度a的影响。
最终，当角度a、β和r、手柄连杆机构5的长度b以及上部的运动轨迹长度a相互之间建立有机关系时，简化连杆机构可以安全地实现俯视角度与侧视角度的三维运动轨迹。
为了获得人体的手腕、臂和肩所需的运动轨迹，当从图3所示的侧视角度来观察运动轨迹时，角度θ需要偏移角度r，而当从图4所示的俯视角度来观察运动轨迹时，角度a需要偏移角度θ。
为了通过实现更适合人体的安全三维运动轨迹来改进目标肌肉的运动，采用了连续增加和减少手柄15的角运动方式。
为了实现如图4和图5所示的人体凹形运动轨迹，根据如图5所示的起点S所处的位置，俯视角度形成的运动轨迹是人体凹形或图形运动轨迹。为了对人体应用运动轨迹，必须提供以角度θ连接手柄轴10和第二手柄架9的第一手柄架8，以构造对应于与起点S和终点f相对的部分的手柄15，而且第一手柄架8必须固定到手柄轴10，以便形成安全运动轨迹。
如图4所示，该装置需要用于安装两个或多个手柄15的构件，以便形成安全运动轨迹，其不同于二维装置，二维装置仅改变手柄的形状。
即，第一手柄15a以宽于第二手柄15b的范围开始运动，且具有60至120度的角运动，但以窄于第二手柄15b的范围结束运动。所以与第二手柄15b相比，第一手柄15a可以增加对目标肌肉的锻炼，而减少对其它肌肉的锻炼，因此人体可以使用一种装置进行各种运动轨迹的锻炼。
提供第一手柄架8以安装两个或多个手柄15，第二手柄架9以角度θ连接到第一手柄架8，以形成手柄15的角度θ。
各个构件的运动方式需要与三维运动轨迹有机地结合。
首先，不同于图10(现有技术)，如图5所示，安装在辅助连杆机构12下端部的球窝接头13a以类似于手柄连杆机构5的角运动方向轴向安装，安装在辅助连杆机构12上端部的球窝接头13也以类似于手柄15的角运动方向轴向安装，所以，当手柄连杆机构5和手柄15进行大范围角运动时，与移动方向具有有限摆动角度(40～50度)的球窝接头13和13a可以吸收手柄连杆机构5和手柄15的角运动。最终，手柄15的轴与手柄连杆机构5的轴以相互交叉方式操作，球窝接头13和13a以相互交叉的方式操作，以吸收手柄15和手柄连杆机构5的角运动，因此，必须将人体上部所需的手柄角运动范围设置为60度至120度。
与图10(现有技术)不同，如图6所示，为了形成安全的三维运动轨迹，手柄连杆机构5的长度和辅助连杆机构12的长度彼此相当或相同。为此，在安装位于辅助连杆机构12上端部的球窝接头13时，所采用的安装方式使得手柄侧杆11从轴承座7沿手柄15的方向固定到手柄轴10。
否则，如图13所示，手柄15的角运动增加或减小。如果辅助连杆机构12加长，如图11所示，则难以获得手柄15的稳定角运动。
另一方面，如果辅助连杆机构12略短于手柄连杆机构5，则可以获得手柄15角运动的特点和补偿。
如图1所示，为了应用人体所需的各种运动轨迹，轴承座7以角度β或β″固定到手柄连杆机构5的前端，此时，手柄柄10以角度β或β″轴向固定。
考虑到人体的特点、构件的影响和范围的限制，可以将轴承座7固定到手柄连杆机构5的角度控制为β或β″。
例如，如果角度r和θ相互不对应，则将手柄轴10的角度控制为β以接近人体；如果角度α和θ相互不对应，则将手柄轴10的角度控制为β’，以获得人体所需的运动轨迹。
以上说明了三维无氧锻炼装置1的基本结构。下面将参照图15a至16b详细说明用于增加受限角运动的构件。
如图15a和15b所示，安装一个缓冲器16来代替辅助连杆机构12，以增加手柄15的角动力以及锻炼者在受限区域内的阻力。可调螺纹零件17采用公、母螺纹连接方法，以控制手柄15的角运动范围。
在图15a和15b中，不可能有大于180度的角运动，但如图16a和16b所示，上、下轴承座7相互紧密地结合在一起，正齿轮19和20分别轴向固定到手柄轴10和侧杆轴18，并且分别连接到上、下轴承座7，因此可以利用齿轮比增加角运动。
手柄轴10和侧杆轴18必须相互平行地轴向安装，如果手柄轴10和侧杆轴18具有相同轨迹(基本三维运动轨迹)，则如图16a和16b所示，底座2的固定杆14位于与这些轴相对的方向上。
图17a和17b显示了一个示例，在此示例中，使用一个十字接头21，以允许手柄连杆机构5进行前后运动和横向运动。十字接头21一侧的轴21a轴向安装在轴承6上，另一侧的轴21b轴向安装在手柄连杆机构5的下端部。
连接杆22轴向固定到轴21a前侧的端部，轴21a的另一端部通过球窝接头13a连接到辅助连杆机构12的下端部。此时，连接杆22为L型，以便吸收球窝接头13a的摆动角度。
同时，图18显示了一个示例，在此示例中，正齿轮19和20轴向安装在图16a和16b的轴承座7上，图17a和17b的十字接头21相互组合在一起。
在图19中，固定零件23和24安装在手柄连杆机构5和底座2上，其状态如图17a和17b所示，另一辅助连杆机构27通过球窝接头25和26安装在固定零件23和24之间。辅助连杆机构27的作用在于利用球窝接头21的特性促使形成手柄连杆机构5的三维运动轨迹。
参照图20a和20b，根据如图21a所示的固定零件24的位置，手柄15的轨迹可以促使形成如图21b所示的轨迹。
如上所述，传统的二维无氧锻炼装置由于使用单一运动轨迹和单一阻力而无法提供人体所需的安全运动轨迹，但根据本发明的三维无氧锻炼装置可以使用诸如凸轮之类的构件安全地向人体施加阻力。
根据本发明的三维无氧锻炼装置可以完全控制人体关节的角运动，所以可以在提供安全运动轨迹的同时控制各种方案，如连续增加或减少阻力。
此外，本发明具有两个或多个手柄15a和15b，所以能够解决二维无氧锻炼的局限和超负荷问题。也就是说，本发明在以低负荷保证关节结构的安全同时，向肌肉施加各种冲击，从而对肌肉增长非常有效。
在本发明的发明人以前申请的专利中提出了一种四杆连杆机构的概念，这种概念可以保证运动轨迹的安全，但存在一些问题，因为该装置的制造过程非常复杂，制造成本太高。根据对四杆连杆机构的研究，可以利用简化杆连杆机构来克服其简化的局限。所以，尽管简化杆连杆机构的概念还需要关于运动轨迹(对应于人体形成的运动轨迹)的各种数据，但是由于简化杆连杆机构的制造过程被简化，制造成本不高，因此简化杆连杆机构的概念可以进入商业应用。
在传统的简化杆连杆机构的概念中，因为手柄角度改变上的限制，所以连杆机构的整体尺寸很大。但是，本发明通过手柄角度的自由改变，可以增加对人体的锻炼，可以大大减小连杆机构的整体尺寸，并且使坐在装置的座位上的锻炼者得以更加方便地进行操作。
此外，从俯视的角度来看，传统二维无氧锻炼装置在手柄的运动轨迹上有局限，由于手柄的角度受手柄连杆机构的角运动的影响，因此无法获得人体所需的角度。但是，通过提供用于利用三维运动轨迹数据(由具有四杆连杆机构的传统二维无氧锻炼装置或传统三维无氧锻炼装置提供)的构件，本发明可以实现人体所需的运动轨迹，从而有助于人体的平衡增长。
尽管参照具体的说明性实施例对本发明进行了描述，但其不受这些实施例的限制，而只受所附权利要求书的限制。本领域的技术人员应了解，可以在不超出本发明的范围及主旨的基础上对这些实施例进行改变或修改。

Claims (8)

1.一种三维无氧锻炼装置，包括：
I型底座(2)；
安装在该I型底座(2)上表面的塔架(3)；
安装在底座(2)上的座位(4)；
分别通过轴承(6)倾斜地安装在底座(2)左右两侧的手柄连杆机构(5)，其安装方式使得在座位(4)之前形成一个角度a，因此手柄连杆机构(5)能够在前后方向上进行角运动；
安装在手柄连杆机构(5)前端的轴承座(7)；
以可旋转的方式安装在手柄轴(10)上的第一、第二手柄架(8、9)，连接到手柄轴(10)的第一手柄架(8)，以角度θ连接到手柄轴(10)的第二手柄架(9)；
固定在第一手柄架(8)和轴承座(7)之间的手柄侧杆(11)，其固定方式使得相对于第一手柄架(8)形成一预定角度；以及
辅助连杆机构(12)，其通过球窝接头(13)连接在手柄侧杆(11)上端，并且通过球窝接头(13a)安装在固定到底座(2)前侧下端的固定杆(14)的下端，以形成一距离(d)。
2.如权利要求1所述的三维无氧锻炼装置，其中，手柄连杆机构(5)以角度a和a’轴向安装在底座(2)上，以便进行左右方向的梯形角运动；
辅助连杆机构(12)通过底座(2)上手柄连杆机构(5)的下部前后的球窝接头(13a)固定到固定杆(14)，并且与手柄连杆机构(5)分离预定距离(d)，
位于辅助连杆机构(12)的上部和下部的球窝接头(13、13a)以相互垂直的方向安置；
轴承座(7)固定地安装在手柄连杆机构(5)的下端，使手柄轴(10)以角度β或β’轴向安装到轴承座(7)；
第二手柄架(8)固定在轴向安装到轴承座(7)的手柄轴(10)上，第二手柄架(9)以角度θ连接到手柄轴(10)，其连接方向使得可以调整手柄(15)的角度或者安装两个或多个手柄(15)；
手柄侧杆(11)固定在轴承座(7)和安装到手柄轴(10)的第一手柄架(8)之间，以相对于第一手柄架(8)形成一预定角度；以及
手柄侧杆(11)通过球窝接头(13)连接到辅助连杆机构(12)，其进行角运动的方向类似于手柄轴(10)的角运动的方向，用于球窝接头(13)的平滑角运动。
3.如权利要求1所述的三维无氧锻炼装置，其中手柄侧杆(11)和固定杆(14)通过缓冲器(16)连接到球窝接头(13、13a)，缓冲器(16)具有螺丝调整部件(17)，可以用公、母螺丝对其进行调整，以控制手柄(15)的角运动范围。
4.如权利要求1所述的三维无氧锻炼装置，其中，上、下轴承座(7)安装在手柄连杆机构(5)的上端部，一个正齿轮(19)轴向固定到安装在上轴承座(7)上的手柄轴(10)，另一个正齿轮(20)轴向固定到侧杆轴(18)，而侧杆轴(18)轴向安装在轴向固定到手柄侧杆(11)的下轴承座(7)中，因此可以通过控制正齿轮(19、20)之间的齿轮比来控制角动量。
5.如权利要求4所述的三维无氧锻炼装置，其中，手柄轴(10)和侧杆轴(18)相互平行地轴向安装，固定杆(14)固定在底座(2)的后侧，以促使形成三维运动轨迹。
6.如权利要求1所述的三维无氧锻炼装置，其中，十字接头(21)一侧的轴(21a)轴向安装在轴承(6)上，十字接头(21)另一侧的轴(21b)轴向安装在手柄连杆机构(5)的下端部，以在各个方向上移动手柄连杆机构(5)；以及
L型连接杆(22)轴向安装在轴(21a)前面的一端，辅助连杆机构(12)的下端部通过球窝接头(13a)连接到轴(21a)的另一端部。
7.如权利要求6所述的三维无氧锻炼装置，其中，固定零件(23、24)分别安装在手柄连杆机构(5)和底座(2)上，另一辅助连杆机构(27)通过球窝接头(25、26)安装在固定零件(23、24)之间，以利用球窝接头(21)的特性促使形成手柄连杆机构5的三维运动轨迹。
8.如权利要求1所述的三维无氧锻炼装置，其中，十字接头(21)一侧的轴(21a)轴向安装在轴承(6)上，十字接头(21)的另一侧的轴(21b)轴向固定在手柄连杆机构(5)的下端部，以在各个方向上移动手柄连杆机构(5)；
L型连接杆(22)轴向安装在轴(21a)前面的一端，辅助连杆机构(12)下端部通过球窝接头(13a)连接到轴(21a)的另一端部；以及
上、下轴承座(7)安装在手柄连杆机构(5)的上端部，一个正齿轮(19)轴向固定到安装在上轴承座(7)上的手柄轴(10)，另一个正齿轮(20)轴向固定到侧杆轴(18)，而侧杆轴(18)轴向安装在轴向固定到手柄侧杆(11)的下轴承座(7)中，因此可以通过控制正齿轮(19、20)之间的齿轮比来控制角动量。
CNA2004800114365A 2003-05-15 2004-05-13 一种三维无氧锻炼装置 Pending CN1780666A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030032110 2003-05-15
KR1020030032110A KR100563001B1 (ko) 2003-05-15 2003-05-15 3차원 무산소 운동기구

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1780666A true CN1780666A (zh) 2006-05-31

Family

ID=36770607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004800114365A Pending CN1780666A (zh) 2003-05-15 2004-05-13 一种三维无氧锻炼装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20070042877A1 (zh)
JP (1) JP2006528526A (zh)
KR (1) KR100563001B1 (zh)
CN (1) CN1780666A (zh)
WO (1) WO2004101078A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104245056A (zh) * 2012-04-23 2014-12-24 艾肯运动与健康公司 用于模拟室外地形的锻炼***
CN104352331A (zh) * 2014-10-28 2015-02-18 姜华 一种中风病人全身肌肉群锻炼恢复器械
CN104352218A (zh) * 2014-10-28 2015-02-18 姜华 一种中老年病人测试锻炼平衡能力装置
CN104367443A (zh) * 2014-10-28 2015-02-25 周长青 一种中风病人肌肉群锻炼恢复自动调整装置
CN108324504A (zh) * 2018-03-19 2018-07-27 哈尔滨理工大学 一种十字交叉型乳腺癌术后康复训练装置
CN108392774A (zh) * 2017-02-06 2018-08-14 众成工业股份有限公司 重量训练机
CN110662584A (zh) * 2017-05-25 2020-01-07 李炳敦 调节手柄角度的重量训练器械

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007144945A1 (ja) * 2006-06-14 2007-12-21 Amaterus Co., Ltd. エクササイズ装置
US7938761B2 (en) * 2008-07-09 2011-05-10 Tom Simonson Multi axes exercise apparatus
US7833138B1 (en) * 2008-07-22 2010-11-16 Kent Fulks Apparatus for bi-directional upper body exercise movements
CN104352219B (zh) * 2014-10-28 2017-02-08 李婧 一种中老年病人测试锻炼平衡能力自动调整装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3604307A (en) * 1970-06-22 1971-09-14 Anthony J Vono Drum teaching aid
US3762703A (en) * 1971-01-18 1973-10-02 T Gibbs Exercising apparatus
US4235437A (en) * 1978-07-03 1980-11-25 Book Wayne J Robotic exercise machine and method
CH643743A5 (de) * 1979-10-03 1984-06-29 Wiba Ag Geraet zum koerpertraining.
US4915377A (en) * 1984-05-09 1990-04-10 Marcy Fitness Products Exercise apparatus
US4746115A (en) * 1987-03-09 1988-05-24 Lahman Thomas E Exercising device with controllable force pattern
US4768775A (en) * 1987-07-13 1988-09-06 Frank E. Marshall Combination rowing machine and chest exerciser
US5085430A (en) * 1991-02-20 1992-02-04 Pacific Fitness Corporation Multiple station exercise apparatus
US5683334A (en) * 1995-01-18 1997-11-04 Webber; Randall T. Exercise apparatus with multi-exercise press station
US6394936B1 (en) * 1996-05-22 2002-05-28 Paramount Fitness Corp. Convergent exercise machine and method
US5769757A (en) * 1996-06-21 1998-06-23 Fulks; Kent Method and apparatus for exercise with forced pronation or supination
US6056678A (en) * 1996-09-30 2000-05-02 Cybex Inaternational, Inc. Arm curl apparatus for exercising regions of the upper body
US5997447A (en) * 1996-09-30 1999-12-07 Cybex International, Inc. Chest press apparatus for exercising regions of the upper body
US6592498B1 (en) * 1997-03-21 2003-07-15 Patrick John Trainor Exercise devices
US5810701A (en) * 1997-06-17 1998-09-22 Northland Industries, Inc. Motion translation arrangement for exercise machine
US7108641B2 (en) * 2000-05-03 2006-09-19 Nautilus, Inc. Exercise equipment with multi-positioning handles
KR100512649B1 (ko) * 2002-05-27 2005-09-05 최윤석 3차원 무산소 운동기구
US8066621B2 (en) * 2002-08-15 2011-11-29 Carlson Alan L Exercise apparatus having a user interface which can move arcuately in three dimensions
WO2005009545A2 (en) * 2003-07-16 2005-02-03 Wehrell Michael A Physical training apparatus and method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104245056A (zh) * 2012-04-23 2014-12-24 艾肯运动与健康公司 用于模拟室外地形的锻炼***
CN104245056B (zh) * 2012-04-23 2016-03-30 艾肯运动与健康公司 用于模拟室外地形的锻炼***
CN104352331A (zh) * 2014-10-28 2015-02-18 姜华 一种中风病人全身肌肉群锻炼恢复器械
CN104352218A (zh) * 2014-10-28 2015-02-18 姜华 一种中老年病人测试锻炼平衡能力装置
CN104367443A (zh) * 2014-10-28 2015-02-25 周长青 一种中风病人肌肉群锻炼恢复自动调整装置
CN108392774A (zh) * 2017-02-06 2018-08-14 众成工业股份有限公司 重量训练机
CN110662584A (zh) * 2017-05-25 2020-01-07 李炳敦 调节手柄角度的重量训练器械
CN108324504A (zh) * 2018-03-19 2018-07-27 哈尔滨理工大学 一种十字交叉型乳腺癌术后康复训练装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040099067A (ko) 2004-11-26
JP2006528526A (ja) 2006-12-21
KR100563001B1 (ko) 2006-03-24
WO2004101078A1 (en) 2004-11-25
US20070042877A1 (en) 2007-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1244852C (zh) 在倾斜结构方面得以改进的监视器
CN1780666A (zh) 一种三维无氧锻炼装置
CN1898105A (zh) 车辆座椅
CN1732104A (zh) 车辆转向用伸缩轴
CN1495086A (zh) 用于具有一个单独前轮的交通工具的前轮悬架***
CN1493066A (zh) 用于调整显示器方向的装置
CN1821014A (zh) 机动自行车拨链器组件
CN1732103A (zh) 车辆转向用伸缩轴
CN1745013A (zh) 车辆用转向装置
CN1509848A (zh) 双腿走动机器人
CN1535747A (zh) 骑马运动装置
CN1537773A (zh) 蜗轮机构和装配有该蜗轮机构的电动转向装置
CN1718497A (zh) 动力单元
CN1684854A (zh) 用于车辆座椅的座椅***
CN100344499C (zh) 转向减震装置
CN1401526A (zh) 汽车转向***
CN1611203A (zh) 按摩机
CN1201282C (zh) 鼓架
CN1721202A (zh) 处理装置
CN1860001A (zh) 腿式移动机器人
CN1863263A (zh) 可调整式扫描装置及其调整方法
CN1072094C (zh) 用以使两个构件相对移位的装置
CN1251659C (zh) 按摩机
CN1746094A (zh) 固定缆索的缆索固定点和具有缆索固定点的电梯
CN101056601A (zh) 装备有护栏的床

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned
C20 Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned