常规的锻炼装置有益于健康已众所周知。为了有助于锻炼，对锻 炼装置的研发一直在进行并获得了多方面的成功。锻炼装置的所需 分类的例子包括踏车和登楼梯机。一种常规的踏车通常包括一条连 续皮带，其提供了一个使用者可以在其上行走、慢跑或奔跑的移动 表面。一种常规的登楼梯机通常包括一对适于上下转动的连杆，它 们提供了一对表面或脚踏板，使用者可以站在其上并对其进行上下 压动以模拟登上一段楼梯。
本发明的各种实施例和方面均包括一种锻炼设备，其提供了并排 的移动表面，这些表面一端可转动地支承，并且适于在另一端上下 转动。利用本发明的装置，以能够提供使用踏车的一些或全部锻炼 益处以及使用登楼梯机的一些或全部锻炼益处的方式提供两个可绕 枢轴转动的运动面。另外，符合本发明一些方面的锻炼设备提供了 不能单独由踏车或登楼梯器械实现的其它健康益处。下面，将更详 细地说明本发明的这些和多种其它实施例和方面。

本发明的方案涉及一种锻炼装置，其包括：提供了第一移动表面 的第一脚踏板组件，第一脚踏板组件可绕枢轴转动；提供了第二移 动表面的第二脚踏板组件，第二脚踏板组件可绕枢轴转动；一个互 连组件，该组件可操纵地连接在第一脚踏板组件和第二脚踏板组件 之间；以及至少一个阻力件，其可操纵地与互连组件连接。
在本发明的一个特定方面，第一移动表面可包括第一辊和第二 辊，以及一条可转动地与第一和第二辊接合的环形皮带；第二移动 表面可包括第三辊和第四辊，以及一条可转动地与第三和第四辊接 合的第二环形皮带。
在本发明的一个特定方面，互连组件包括一个绕第一枢轴点转动 设置的摇杆臂。摇杆臂可包括相对于第一枢轴点每一侧的第一部分 和第二部分，第一部分与第一脚踏板组件相连接，第二部分与第二 脚踏板组件相连接。互连组件还包括：连接在摇杆臂的第一部分和 第一脚踏板组件之间的第一杆，如螺套；连接在摇杆臂的第二部分 和第二脚踏板组件之间的第二杆，如螺套。
作为可选择的方案，在本发明的另一个方面，互连组件可包括： 至少一个与机架构件相连的皮带轮；至少一根缆索，其可操纵地支 承在至少一个皮带轮，第一脚踏板组件和第二组件之间。至少一个 皮带轮可包括：至少一个在第一脚踏板组件上方与机架构件相连的 第一皮带轮；至少一个在第二脚踏板组件上方与机架构件相连的第 二皮带轮。另外，第一脚踏板组件可包括一个第三皮带轮；第二脚 踏板组件包括一个第四皮带轮；并且至少一根缆索可转动地由第三 和第四皮带轮支承。
就阻力件而言，在本发明的一个方面，阻力件包括一转动弹性 件。作为可选择的方案，阻力件包括一个离合器。另外，在一个例 子中，互连组件包括一个适于绕枢轴转动的摇杆臂，并且，离合器 包括可操纵地与摇杆臂相连的第一离合器片以及第二离合器片，所 述第二离合器片适于接合第一离合器片以在第一和第二离合器片之 间提供阻力。第二离合器片可调节地设置，以在第一离合器片和第 二离合器片之间提供可调节的阻力。第二离合器片由一可转动的托 架支承，可转动的托架包括一个用以调节第二离合器的偏压件。另 外，可设置一个弹簧件以迫使第二离合器片压靠在第一离合器片 上。
作为可选择的方案，仍对于阻力件而言，锻炼装置还包括一个机 架，并且，阻力件包括：至少一个弹簧件，该弹簧件可操纵地连接 在机架和摇杆臂之间。使至少一个弹簧与远离第一枢轴点的摇杆臂 连接。
在另一种方案中，仍对于阻力件而言，锻炼装置还包括一个机 架，并且摇杆臂包括一根枢轴；阻力件包括一个可操纵地与枢轴连 接的皮带轮；以及至少一个可操纵地连接在皮带轮和机架之间的弹 簧。
作为可选择的方案，摇杆臂包括一根枢轴以及一个与枢轴可操纵 地连接的制动器。制动器包括一个带有涡轮叶片的填充有液体的容 器。
在本发明的另一个方面，一种锻炼装置包括：一个第一脚踏板组 件，其提供了第一移动表面，该表面包括一个第一辊和一个第二辊， 以及一条可转动地与第一和第二辊接合的环形皮带，第一脚踏板组 件能够绕枢轴转动；一个阻力装置，其包括第一盘和第一带，第一 带连接在第一脚踏板组件之间，并绕过所述盘，与底座机架相连。
在本发明的另一个方面，一种锻炼装置包括：一个机架；一个提 供了第一移动表面的第一脚踏板组件，第一脚踏板组件能够绕枢轴 转动；一个提供了第二移动表面的第二脚踏板组件，第二脚踏板组 件能够绕枢轴转动；一个可操纵地连接在第一脚踏板组件和第二脚 踏板组件之间的互连组件；以及一个与第一脚踏板和第二脚踏板连 接的阻力件，所述阻力件包括一个转动支承的托架，该托架具有相 对枢轴任意一侧的第一部分和第二部分，连接在第一脚踏板组件和 第一侧之间的第一缆索，连接在第一部分和机架之间的第一振动 件，连接在第二脚踏板和第二侧之间的第二缆索，以及连接在第二 部分和机架之间的第二振动件。
在本发明的另一个方面，一种锻炼装置包括：一个底座机架；第 一脚踏板组件，其包括第一辊和第二辊以及可转动地与第一和第二 辊接合的环形皮带，第一脚踏板组件可转动地与底座机架相连；第 二脚踏板组件，其包括第三辊和第四辊以及可转动地与第三和第四 辊接合的第二环形皮带，第二脚踏板组件可转动地与底座机架相 连；用于锁定与第一脚踏板组件和第二脚踏板组件相连的脚踏板组 件的装置，锁定机构可以在第一和第二脚踏板组件可上下转动的位 置和第一和第二脚踏板组件不可上下转动的位置之间运动。
在本发明的另一个方面，一种用于使用者的第一脚和第二脚的锻 炼装置，所述锻炼装置包括：一个机架构件；可转动地与机架构件 相连的第一脚踏板组件，第一脚踏板组件包括一条环形皮带；可转 动地与机架构件相连的第二脚踏板组件，第二脚踏板组件包括一条 第二环形皮带；一个互连件，其可操纵地与第一脚踏板组件和第二 脚踏板组件相连；至少一个阻力件，其可操纵地与互连组件相连接； 因此，在锻炼装置的使用期间，第一只脚向后并向下运动并且第二 只脚向后并向上运动。
在本发明的另一个方面，一种锻炼装置包括：一个机架构件；第 一脚踏板组件，其提供了第一移动表面和一条可转动地与第一和第 二辊相连接的环形皮带，第一脚踏板组件可转动地与机架构件相 连；第二脚踏板组件，其提供了第二移动表面，其包括一个第三辊 和一个第四辊，以及可转动地与第三和第四辊相接合的第二环形皮 带，第二脚踏板组件可转动地与机架构件相连；连接在第一脚踏板 组件和机架构件之间的第一无弹性振动件；连接在第二脚踏板组件 和机架构件之间的第二无弹性振动件。
第一移动表面可包括一条可转动地与第一和第二辊相接合的环 形皮带；以及第二移动表面包括一条可转动地与第三和第四辊相接 合的第二环形皮带。
在本发明的另一个方面，一种锻炼装置包括：一个机架构件；第 一脚踏板组件，其包括第一辊和第二辊以及可转动地与第一和第二 辊接合的环形皮带，第一脚踏板组件可转动地与机架构件相连；第 二脚踏板组件，其包括第三辊和第四辊以及可转动地与第三和第四 辊接合的第二环形皮带，第二脚踏板组件可转动地与机架构件相 连；以及一个可操纵地与第一脚踏板组件和第二脚踏板组件相连接 的互连件；因此，在第一脚踏板组件和第二脚踏板组件相对于底座 机架下降的情况下，互连件可设定成处于运送结构。
互连件可包括一个摇杆臂组件。摇杆臂组件可包括一个弹簧加载 的轴，该轴可转动地支承在限定有一个细长狭缝的托架中。
另外，本发明提供了一种滑板，其用于具有第一脚踏板组件和第 二脚踏板组件的锻炼装置上。该滑板起保持所述脚踏板组件彼此相 对平行对准的作用。
在本发明的一个方面，用于在锻炼装置上的第一脚踏板组件和第 二脚踏板组件之间保持平行对准的滑板包括一个具有前侧的部件， 所述前侧由通过第三侧和第四侧分离的第一侧和第二侧限定，并且 还由使所述前侧与后侧分离的厚度限定。
通过以下对在附图说明以及权利要求中限定的本发明一些实施 例的更详细的说明，将能够理解本发明的不同实施例的特点，用途 和优点。

下面的详细说明是参照以下的附图进行的，其中，相同的标号指 代相同的部件，其中：
图1为本发明的锻炼装置的一个实施例的等角视图；
图2为图1中所示的锻炼装置的等角视图，并且除去了防护装饰 板以便能够更好地显示装置的各种部件；
图3为图2中所示的锻炼装置的左侧视图；
图4为图2中所示的锻炼装置的右侧视图；
图5为图2中所示的锻炼装置的顶视图；
图6为图2中所示的锻炼装置的正视图；
图7为图2中所示的锻炼装置的后视图；
图8为图2中所示的锻炼装置的底视图；
图9为沿图5中线9-9所截取的剖面图；
图10为图2中所示的锻炼装置的局部剖视等角视图，该视图显 示了位于与处于大致最低位置处的左侧脚踏板以及处于大致最高位 置处的右侧脚踏板相对应的位置处的摇杆臂；
图11为图2中所示的锻炼装置的局部剖视等角视图，该视图显 示了位于与处于高于图10的位置处的左侧脚踏板以及处于低于图10 的位置处的右侧脚踏板相对应的位置处的摇杆臂；
图12为图2中所示的锻炼装置的局部剖视等角视图，该视图显 示了位于与大致平行于右侧脚踏板的左侧脚踏板相平行的位置处的 摇杆臂；
图13为图2中所示的锻炼装置的局部剖视等角视图，该视图显 示了摇杆臂所处的位置对应于在高于图12的位置处的左侧脚踏板以 及在低于图10的位置处的右侧脚踏板；
图14为图2中所示的锻炼装置的局部剖视等角视图，该视图显 示了摇杆臂所处的位置对应于在高于图13的位置处的左侧脚踏板以 及在低于图10的位置处的右侧脚踏板；
图15为本发明的摇杆臂的一个实施例的左侧视图；
图16A为图2中所示的锻炼装置的等角视图，该锻炼装置带有处 于大致最低位置处的左侧脚踏板和处于大致最高位置处的右侧脚踏 板；
图16B为位于图16A所示的方位处的锻炼装置的左侧视图并带有 一名示意性使用者；
图17A为图2中所示的锻炼装置的等角视图，该锻炼装置带有大 于图16A所示的左侧脚踏板以及低于图16A所示的右侧脚踏板；
图17B为位于图17A所示的方位处的锻炼装置的左侧视图并带有 一名示意性使用者；
图18A为图2中所示的锻炼装置的等角视图，该锻炼装置带有大 致平行且总体呈大约10％坡度的左右脚踏板；
图18B为位于图18A所示的方位处的锻炼装置的左侧视图并带有 一名示意性使用者；
图19A为图2中所示的锻炼装置的等角视图，该锻炼装置带有高 于图18A所示的左侧脚踏板以及低于图18A所示的右侧脚踏板；
图19B为处于图19A所示的方位处的锻炼装置的左侧视图并带有 一名示意性使用者；
图20A为图2中所示的锻炼装置的等角视图，该锻炼装置带有处 于最高位置处的左侧脚踏板以及在大致最低位置处的右侧脚踏板；
图20B为处于图20A所示的方位处的锻炼装置的左侧视图并带有 一名示意性使用者；
图21为图2中所示的锻炼装置的局部剖视等角视图，根据本发 明，该视图显示了用于防止进一步往复运动的锁定机构的一个实施 例；
图22为在非接合位置处的锁定机构的侧视图；
图23为在接合或锁定位置处的锁定机构的侧视图；
图24为在运送位置处的图2的锻炼装置的等角视图；
图25为在运送位置处的图2以及图24的锻炼装置的局部剖视等 角视图，其显示了降至运送位置处的摇杆臂；
图26为根据本发明，使用了一种可选择定位的振动件的锻炼装 置的右视图；
图27为使用了后座架平台的锻炼装置的可选择实施例的等角视 图；
图28为本发明的一种可选择阻力件的等角视图；
图29为本发明的第二种可选择阻力件的等角视图；
图30为本发明的第三种可选择阻力件的等角视图；
图31为本发明的第四种可选择阻力件的等角视图；
图32为本发明的第五种可选择阻力件的等角视图；
图33为本发明的第六种可选择阻力件的等角视图；
图34为本发明的第七种可选择阻力件的等角视图；
图35为本发明中一种可变化的脚踏板阻力件的一个实施例的等 角视图；
图36为本发明中一种可变化的脚踏板阻力件的一种可选择实施 例的等角视图；
图37为锻炼装置的一个实施例的正视图，该锻炼装置使用了第 一可选择的互连构件；
图38为锻炼装置的一个实施例的正视图，该锻炼装置使用了第 二可选择的互连构件；
图39为与图36的互连构件连接使用的阻尼振动件的一个实施例 的剖面图；
图40为锻炼装置的一个实施例的正视图，该锻炼装置使用了第 三可选择的互连构件；
图41为锻炼装置的一个实施例的正视图，该锻炼装置使用了第 二可选择的互连构件；
图42为锻炼装置的一个实施例的前侧透视图，其显示了在右侧 摇摆托架和左侧摇摆托架之间的滑板；
图43显示了图42中锻炼装置的前侧透视图，该设备带有处于向 上位置的右侧脚踏板组件和处于向下位置的左侧脚踏板组件；
图44显示了与左侧摇摆托架相连的滑板；
图45显示了本发明一个实施例的滑板的前侧视图；
图46A根据本发明的一个实施例，其显示了沿图45的线46-46 所截取的滑板的右侧视图，并且脚踏板架接合位于其间的滑板；
图46B显示了沿图45中线46-46所截取的滑板的右侧剖视图， 同时，脚踏板架分离；以及
图47显示了本发明一个实施例的滑板的后侧视图。

涉及本发明的锻炼装置10可向使用者提供走步锻炼，踏步锻炼 或连接走步和踏步的爬坡锻炼。所述锻炼装置通常包括两个类似踏 车的组件12(此处，称为“脚踏板”或“脚踏板组件”)，这两个组 件可转动地与机架14相连，以便脚踏板可以绕公共轴线16上下转 动。每一脚踏板均包括一根踩踏皮带18，该皮带提供了类似踏车的 移动表面。在使用中，使用者将在脚踏板上行走，慢跑或奔跑，并 且脚踏板将绕所述公共轴线往复运动。相互连接脚踏板，以便通过 另一块脚踏板的向下运动，实现一块脚踏板的向上运动。踩踏皮带 的移动表面与脚踏板的配合互连的往复运动的组合提供了一种锻 炼，该锻炼与在松软表面上攀爬，如在沙丘(在该处每一次脚的向上 和向下运动均是伴随着向后和向后滑动)上行走，慢跑或奔跑相类 似。通过这种类似攀爬的锻炼，能够实现心血管或其它健康益处。 另外，如从以下论述中能够认识到的那样，以低速冲击方式能够获 得特别的健康益处。
图1为涉及本发明的锻炼装置的一个实施例的等角视图。图1 中所示的锻炼装置的实施例包括防护装饰板20，这些板在某些情况 下能够阻挡看到锻炼装置的一些部件。图2为图1中所示的锻炼装 置的等角视图，并且除去了所述防护装饰板以便能够更好地显示装 置的所有部件。图3～8等所示的锻炼装置在大多数情况下不包括防 护装饰板。
参见图1，2等，锻炼装置包括第一脚踏板组件12A以及第二脚 踏板组件12B，每一组件均具有前部22和后部24。脚踏板组件12 的后部可转动地支承在锻炼装置10的后部。脚踏板组件的前部22 支承在机架14的上方并且在使用期间能够以基本上下的方式往复运 动。也可以可转动地将脚踏板支承在锻炼装置的前部，并且将脚踏 板组件的后部支承在机架上方。脚踏板组件还支承有一环形带或踩 踏皮带，其转动经过盖板26并绕过前部辊28和后部辊30以提供一 个向前或向后运动的表面。
使用者可以在面朝脚踏板组件前部的装置上进行锻炼(此处称为 “朝前使用”)或可以在面朝脚踏板组件后部的装置上进行锻炼(此 处称为“朝后使用”)。此处，根据以通常使用装置的朝前方式站 在装置上的使用者的观察方向，使用了术语“前”，“后”以及“右”。 在任意的使用方法期间，使用者可以采用其每一只脚接触一个脚踏 板组件的方式，在锻炼装置上行走，慢跑，奔跑和/或踏进。例如， 在朝前使用中，使用者的左脚通常接触左脚踏板组件12A。作为可选 择的方案，在朝后使用中，使用者的左脚通常接触左脚踏板组件 12B，并且，使用者的右脚通常仅接触右脚踏板组件12A
涉及本发明多个方面的锻炼装置可以仅提供大踏步运动或仅提 供踏进运动。对于大踏步运动而言，脚踏板组件不能往复运动，而 环形皮带18转动。术语“大踏步运动”是指任意常规的人的大踏步 运动，如行走，慢跑或奔跑。对于“踏进运动”而言，脚踏板组件 往复运动，而环形皮带18不绕辊转动。术语“踏进运动”是指任意 常规的踏进运动，如人登上楼梯，使用传统的步走锻炼装置，以及 登山等。
如上所述，每一脚踏板组件的后部24均可转动地支承在锻炼装 置的后部。每一脚踏板组件的前部均支承在锻炼装置的前部上方， 以便脚踏板组件可以上下转动。当使用者在踩踏皮带18上踏步时， 相关的脚踏板组件12A，12B(包括皮带)将向下转动。如在下面将 详细说明的那样，脚踏板组件12相互连接以便一个脚踏板组件的向 下或向上运动将会导致另一脚踏板组件相应的向上或向下运动。因 此，在使用者在一条皮带18上踏进时，相关的脚踏板组件将向下转 动，同时，另一脚踏板组件将向上转动。利用能够上下运动的脚踏 板组件以及提供一运动大踏步表面的踩踏皮带，使用者可以实现包 括行走和踏进结合的锻炼运动。
图2为图1所示的锻炼装置10的实施例的局部剖视等角视图。 就左右脚踏板组件而言，除去踩踏皮带以显示位于下面的皮带平台 或“盖板”26，前部辊28以及后部辊29。另外，局部剖开左侧脚踏 板的皮带平台，以显示位于下面的脚踏板机架部件。参见图2等， 锻炼装置包括位于下面的主机架14。机架提供了用于锻炼装置的运 动部件和其它部件的常规结构支承。机架包括一左侧件32，一右侧 件34以及多个横梁36，所述横梁相互连接左侧件和右侧件以提供单 一式底座结构。机架可以直接设置在地板上或可以将其支承在可调 节的腿，垫块，缓冲器或它们的连接上。在图2的装置中，可调节 的腿38设置在机架的底部前方左侧和前方右侧的角处。
使左侧支柱40与左侧件32的前端区域相连。使右侧支柱42与 右侧件34的前端区域相连。支柱从机架大致向上延伸，并且略微向 后弯曲。手柄44以相对于支柱呈大致T形取向、沿横向延伸至每一 支柱的顶部。所述T形的顶部为手柄，所述T形的向下延伸部分为 支柱。手柄设置在大致与相应的位于下面的侧部件32，34相同的平 面内。手柄限定了与支柱相连的第一部分46，以及相对于第一部分 倾斜延伸的第二向后部分48。手柄适于使用者在使用锻炼装置期间 抓握。操纵台50支承在手柄的第一部分之间。操纵台包括一个或多 个杯形容器，一个锻炼显示器，以及一个或多个适于盛装钥匙、手 机或其它个人物品的凹部。操纵台在图5和7中能够最清楚地看到。
图3为图2所示的锻炼装置10的左侧视图，图4为其右侧视图， 图5为图2所示的锻炼装置10的实施例的顶视图，图6为其正视图。 图9为沿图5中线9-9所截取的剖面图。参见图2-6以及图9等， 每一脚踏板组件均包括脚踏板架52，其具有一个左侧件54，一个右 侧件56和多个在左右件之间延伸的脚踏板横梁58。如在图9中能够 最清楚地看到的那样，每一脚踏板外侧纵向件54，56均通过径向滚 珠轴承59，可绕枢轴转动地与后轴16相连。
前部辊28可转动地支承在每一脚踏板架的前部，后部辊30可转 动地支承在每一脚踏板架的后部。为了调节踩踏皮带的张紧和轨 迹，前部或后部辊可调节地与脚踏板架相连。在图3和4中能够最 清楚地看到的一种特定的实施方式中，每一前部辊均可调节地与每 一相应的脚踏板架的前部相连。前部辊包括一根从辊的两端伸出的 轴60。轴向外伸出端的每一端均限定有一个螺纹孔62，并且向外伸 出的端部支承于在左右脚踏板架的侧面件的前端中限定的槽64内。 所述槽限定了一个向前打开的端部66。一块带有螺纹孔的板68固定 至左侧件和右侧件的前端，以便孔70的中心线与槽64的向前开口 端66对准，将一个螺栓拧入螺纹孔中，并且使其与支承在槽内的辊 轴60的端部中的对应螺纹孔相接合。作为可选择的方案，在槽的闭 合后部与枢轴之间设置一个弹簧，以便向前偏压枢轴。通过调节在 轴端部处的一个或多个螺栓，可以使轴的对应端在槽中向前或向后 运动，以调节前部辊的位置。前部辊的调节可放松或紧固踩踏皮带 或改变踩踏皮带的运转。
皮带盖板26设置在每一脚踏板架52的顶部上。盖板可通过螺栓 固定至脚踏板架上，可以与一盖板缓冲或盖板悬挂系统相连接固定 在机架上，或者可以放松安装在脚踏板架上。每一块皮带盖板均设 置在每一脚踏板组件12A，12B中相应的前部辊28和后部辊30之间。 皮带盖板的尺寸设置成为大多数或所有在踩踏皮带18上的奔跑提供 着落平台。
每一脚踏板组件的后部可转动地支承在机架的后部，而每一脚踏 板组件的前部通过一个或多个阻尼件76和一个互连件78或其组合 支承在机架的上方，以便每一脚踏板组件12均可相对于下侧机架上 下转动。图7为图2中所示的锻炼装置的实施例的后视图。图9为 沿图5中线9-9所截取的后部辊组件的剖面图。参见图5，7，9等， 每一个脚踏板组件均可转动地支承在主机架14的后部横梁80的上 方，在一种特定的实施方式中，通过左侧驱动托架84A，中间驱动托 架84B，右侧驱动托架84C将驱动轴82可转动地支承在后部横梁的 上方。对应的径向轴承81A，81B，81C可转动地支承托架中的轴。 驱动轴可转动地支承每一后部辊。因此，在一个实施例中，绕一公 共驱动轴线82可转动地支承左侧和右侧的后部辊，该驱动轴线也是 脚踏板的公共后部枢轴轴线16。
通过一对轴环83，将每一个辊28，30支承在轴16，82上。轴 环通过一个键85固定至轴上，该键安装在轴环中的槽87，89以及 所述轴中。轴环还通过一个支承在轴环中的固定螺钉91固定至轴 上。所述固定螺钉紧固在该键上。
将一个皮带轮86固定在一部分驱动轴82上。如图2，3，9等所 示，在一个特定的实施方式中，将驱动皮带轮86固定至驱动轴的左 端区域中。但是，也可以将驱动皮带轮固定在右端区域中，或者将 其固定在左右端区域之间、沿驱动轴的长度方向的某一位置处。将 马达88固定在一块在右侧件56和左侧件54之间延伸的底板90上 (在图8的底视图中能够最清楚地看到)。马达轴92从马达的左侧 向外伸出。马达的安装应确保马达轴与驱动轴82大致平行。将一个 飞轮94固定在马达轴中向外延伸的端部区中。在驱动轴皮带轮和一 与马达轴相连的马达皮带轮98之间连接一根驱动轴96。因此，马达 能够使驱动轴与两个后部辊30转动。
使一皮带速度探测器100可操纵地与踩踏皮带18相连接，以监 测踩踏皮带的速度。在一种特定的实施方式中，皮带速度探测器是 由包括磁铁104以及拾波器106的簧片开关102实现的。簧片开关 可操纵地与驱动皮带轮相连接以产生带速度信号。将磁铁置入驱动 皮带轮86内或使其与驱动皮带轮86相连，并且以一定方位使拾波 器与主机架14相连，以便每当磁铁转动通过拾波器时，均能产生一 个输出脉冲。
将左右后部辊30均固定至驱动轴82上。因此，驱动轴的转动会 使左右后部辊以及相关的环形皮带18以相同的速度或大致相同的速 度转动。也可以为由独立马达驱动的每一辊提供独立驱动轴，并设 置一公共马达控制器。在这种情况下，通过控制器协调马达的速度 以使踩踏皮带以相同或大致相同的速度转动。可以通过使用者的控 制使马达或命令马达沿向前的方向(即，从左侧所示，绕前部和后 部辊逆时针)驱动环形皮带，或者使所述马达沿向后的方向(即， 从左侧所示，绕前部和后部辊顺时针)驱动环形皮带。
在使用期间，踩踏皮带18根据各种因素(包括皮带和盖板的材 料以及皮带上的向下力)，利用特定的动摩擦滑过盖板26。在某些 情况下，当使用者在皮带上踏步并增大了皮带和盖板之间的动摩擦 时，皮带可能会略微粘合在盖板上。除了使皮带转动的由马达88施 加的力以外，固定至马达轴上的飞轮94具有角动量力分量，其有助 于克服增大的动摩擦并且有助于提供均匀的踩踏皮带运动。在一种 特定的实施方案中，盖板采用了带有电子束低摩擦固化涂层的3/8 英寸厚的中密度纤维基材。另外，所述皮带采用了带有PVC顶部的 聚酯织物基材。所述皮带可带有低摩擦材料，如低摩擦硅。
本发明的某些实施例可包括一个可操纵地与脚踏板相连的阻力 件76。在用于此处时，术语“阻力件”是指包括能够阻止脚踏板竖 直运动，如脚踏板转动的任意类型的装置，构件，部件，组件以及 结构。由阻力件提供的阻力可以是恒定的，可变化的或者可调节的。 另外阻力可以是载荷、时间、热量或其它因素的函数。这一阻力件 可提供其它的功能，如阻止脚踏板的向下、向上或上下运动。阻力 件也可以在脚踏板上施加恢复力，以便如果脚踏板在下部位置处， 阻力件将施加恢复力以使脚踏板向上运动，如果脚踏板处于上部位 置，则阻力件将施加恢复力以使脚踏板向下运动。此处，术语“振 动”或“阻尼件”有时指阻力件，或指弹簧(恢复力)件或可包括或 不包括弹簧(恢复)力的阻尼件。
在锻炼装置的一种特定结构中，阻力件76在每一脚踏板组件12 和机架14之间延伸，以便支承脚踏板组件的前部并阻止每一脚踏板 向下运动。可以将阻力件设置在脚踏板架和主机架之间的不同位置 处。在图1～7等所示的实施例中，阻力件包括第一振动件108和第 二振动件110。所述振动件能够阻止并缓冲脚踏板的运动。更为特别 的是，第一或左侧振动件108在左侧脚踏板组件的左侧或外侧机架 件54与左侧直立机架件40之间延伸。第二或右侧振动件110在右 侧脚踏板组件的右侧或外侧机架件56与右侧直立机架件42之间延 伸。图26显示了本发明的一种可选择方案，其中，振动件在每一脚 踏板组件的外侧机架件与位于脚踏板组件下方的一部分机架之间延 伸。在另一可选择的方案中，振动件可以与在内外脚踏板机架件之 间的脚踏板前部(参见图40)相连。
在一种特定的实施方案中，振动件108，110为液压式或气压式 阻尼装置，并且在内部或外部不与复位弹簧相连接。这样，当使用 者的脚落在脚踏板的前部上时，振动件会阻尼和减小脚下落的向下 力以为使用者的脚，腿以及各个腿关节(如足踝以及膝盖)提供缓 冲。在某些结构中，也可以对阻力装置进行调节以减小或增大脚踏 板的向下行程长度。振动件可设有一使用者可调节的阻尼轴环，该 阻尼轴环在转动时能够使振动件的阻尼力增大或减小以适应任意特 殊使用者的需求。在名称为“Exercise Machine With Adjustable Resistance，Hydraulic Cylinder”的美国专利5,762,587中显示 并说明了在本发明的锻炼装置中可以使用的一种特殊振动件，因 此，可参考使用美国专利5,762,587所披露的全部内容。
通常，振动件包括一个装有液压油的液压缸。一根活塞杆从液压 缸向外伸出。在液压缸内，一个活塞与活塞杆相连。活塞限定了液 压油可以流动通过的至少一个孔，并且还包括一个单向阀。活塞将 液压缸再分为两个流体填充腔室。在振动件起动期间，活塞可以在 液压缸内或向上或向下运动。在振动件的向下运动或延伸期间，流 体以由孔的数量和尺寸不完全控制的流速流过所述孔。在振动件的 向上运动或压缩期间，流体流经单向阀。轴环可操纵地与一块与孔 相关的板相连。轴环的转动将会暴露或覆盖流体流动的孔，因此， 将减小或增大振动件的阻尼力。作为可选择的方案，阻尼阻力轴环 与一锥形柱塞相连，该柱塞通向位于振动件的液压腔室之间的孔。 柱塞的深度将能部分控制振动件的阻力。最好除去美国专利 5,762,587中图4所示的复位弹簧。
在公开日为1997年4月22日，名称为“Independent action stepper”的美国专利5,622,527中显示并披露了可以在本发明的锻 炼装置中使用的另一种特殊振动件，因此，可参考使用美国专利 5,762,587所披露的全部内容。振动件可以使用美国专利5,622,527 中图10所示的弹簧252。该弹簧能够提供在下压脚踏板之后使它们 向上运动或使它们复位的恢复力。但是，最好除去弹簧252。这样， 在本发明的一种实施案中，振动件仅能提供阻力，且不提供恢复力。 在不使用弹簧的实施例中，可以将振动件设置成能够提供47KgF～ 103KgF的阻力。下面，将更详细地说明可选择的阻力件。
图10～14为用于特别说明脚踏板互连构件78的锻炼装置的局部 等角视图。图10～14中的每一视图均显示了在不同位置处的互连结 构。图15为在与图12所示相同位置处的脚踏板互连构件的侧视图。 图16A，B-图20A，B为与图10～14所示视图对应的锻炼装置。在图 10～15等中所示的互连构件的特殊实施方式中，互连构件包括一个 可转动地支承在摇杆横梁114上的摇杆臂组件112，所述摇杆横梁在 机架的左侧件32和右侧件34之间延伸。摇杆臂组件可操纵地与每 一脚踏板组件12相连。如在图15中能够最清楚地看到的那样，摇 杆横梁限定了U形横截面。所述U横截面的每一直立部分均限定了 一个键槽116(例如，参见图14和25)。键槽的顶部限定有一个枢轴 孔118。摇杆臂包括一根摇杆枢轴120，该枢轴支承在每一枢轴孔中 并在枢轴孔之间延伸，以可绕枢轴转动地支承摇杆臂。如在下面更 详细地论述的那样，键槽提供了一个使互连构件在“运送”位置和“使 用”位置之间运动的路径。
摇杆臂的左右外侧部分分别包括第一或左侧下部枢轴销122以 及第二或右侧下部枢轴销124。支承第一上侧枢轴128的大致L形托 架126从左侧脚踏板12A的内侧或右侧件56向下延伸，以便在内侧 件的下方并向外大致平行支承上侧枢轴销。支承第二上侧枢轴130 的第二大致L形托架132从右侧脚踏板12B的内侧或左侧管54向下 延伸，以便在内侧件的下方并向外大致平行支承上侧枢轴销。
将第一杆134连接在左侧上枢轴销128和下枢轴销122之间。将 第二杆136连接在右侧上枢轴销130和下枢轴销124之间。杆使脚 踏板连接至摇杆臂。在一种特定的实施方案中，每一根杆134，136 均限定了一个带有可调节长度的螺套。螺套通过球窝接头138结构 与上下枢轴销相连。螺套限定了一个上侧和一个下侧螺纹套管140。 每一螺纹套管均限定了带有相对端部的圆形腔，以支承一枢轴球 体。枢轴销支承在枢轴球体中。一根杆具有相对的螺纹端142，每一 螺纹端均支承在相应的螺纹套管中。
如将在下面更详细说明的那样，可以锁定脚踏板组件12以便其 不会绕后部轴线16转动。当锁定时，脚踏板组件的皮带18共同提 供了一个有效的不转动的类似踏车的大踏步表面。在调节在组装锻 炼装置期间或在其之后，通过杆142的转动来调节一个或两个螺套 134，136的长度，可以使两个脚踏板的水平位置准确地对齐，以便 两条脚踏板皮带组合起来在锁定位置处提供平行的大踏步表面。
互连构件78(例如，摇杆臂组件)使左侧脚踏板与右侧脚踏板相 连，其连接方式为：在一个脚踏板(例如，左侧脚踏板)绕后枢轴轴 线16转动时，另一脚踏板(例如，右侧脚踏板)配合相应绕后部枢轴 轴线向上转动，随后向下转动。因此，以提供踏步的方式，将两个 脚踏板相互连接在一起，其中，摇杆脚踏板的向下运动是伴随有另 一脚踏板的向上运动的，反之也一样。在这一踏步运动期间，无论 单独还是与大踏步运动相连接，摇杆臂112均能绕支架轴120转动 或摇摆。
参见图10～14以及图16A，16B-图20A，20B，将对由锻炼装置10 的运动提供类似登山的锻炼进行详细说明。在图16B-20B中显示了 代表性的使用者(之后，称为“使用者”)处于向前使用的状态。 使用者正向前行走并且装置用于登山类型的使用，即脚踏板的往复 运动。图中所示的脚的运动仅表示了一个使用者的脚。在某些情况 下，脚踏板12可以不在最上侧位置和最下侧位置之间运动，而是在 它们之间的位置运动。在某些情况下，使用者可进行比图中所示更 短或更长的迈步。在某些情况下，使用者可向后行走，或可朝后， 或者朝后并向后行走。
在图10和16A中，左侧脚踏板12A处于下侧位置并且右侧脚踏 板12B处于上侧位置。参见图10和14，摇杆臂112的左侧向下转动， 而摇杆臂112的右侧向上转动。在图16B中，显示了使用者右脚在 前并位于右侧踩踏皮带的前部上。在图16B所示的使用者的方位中， 在朝前的登山式使用中，使用者的左腿向下向后延伸，并且使用者 的大部分重量作用于左侧脚踏板上。使用者的右腿在膝盖处弯曲， 并且向前延伸，以便使用者的右脚开始下压至右侧脚踏板上。从图 16B所示的方位开始，使用者变换其重量达到右腿和左腿之间的平 衡，并且开始利用其右腿下压以迫使右侧脚踏板向下运动。由于皮 带的运动，两只脚将从图16B所示的位置向后运动。
图11，17A和17B显示了装置10的方位以及处于图10，16A和 16B所示之后的位置处的使用者。下压右侧脚踏板12B，其通过摇杆 互连构件78使左侧脚踏板12A开始上升。使用者的右脚已从图16B 所示的位置向后并向上运动。使用者的左侧脚已从图16B所示的位 置向后并向上运动。
图12，18A和18B显示了大致在通过其向上行程的中途处的右侧 脚踏板12B，以及大致在通过其向下行程的中途处的左侧脚踏板 12A。这样，脚踏板组件近似位于机架14上方的相同水平位置处， 并且环形皮带18也处于相同的水平位置。如图18B所示，使用者的 右脚和腿已从图17B所示的位置向后并向下运动。使用者的左脚已 从图16B所示的位置向后并且向上运动。此时，使用者在向前迈步 中开始从左侧踩踏皮带提升左脚；因此，左后跟提升并且使用者已 转移至左脚的圆形部位。通常，与左侧脚踏板相比，更大的重量此 时会施加在右侧脚踏板上。
在图12，18A和18B所示的方位之后，右侧脚踏板12B持续向下 运动，左侧脚踏板12A持续向上运动达到图13，19A和19B所示的 方位。在图13，19A和19B中，左侧脚踏板高于右侧脚踏板，并且， 摇杆臂112绕摇杆转动轴120转动，以便其右侧低于其左侧。在该 位置处，使用者的右腿继续向后并向下运动。使用者使右腿离开左 侧脚踏板并且使其向前运动。在大致脚踏板皮带的上侧位置处，使 用者的左脚下踏至踩踏皮带的前部。所有使用者的重量均作用于右 侧脚踏板上，直至使用者将其左脚放置在左侧脚踏板上。使用者继 续在右侧脚踏板上施加向下的力，从而迫使左侧脚踏板向上运动。
图14，20A和20B显示了脚踏板12A枢轴轴线16转动在大致最 下部位置处的右侧脚踏板12B，并且显示了在大致最高位置处的左侧 脚踏板12A。此时，使用者已踏在左侧脚踏板的前部22上并且左腿 开始下压。使用者又开始提升右腿。通过互连构件78，将作用于左 侧脚踏板上的向下力传递至右侧脚踏板以使右侧脚踏板开始提升。
图16A，B-图20A，B表示脚踏板往复运动(即左侧脚踏板从下侧 面位置向上侧位置运动并且右侧脚踏板从上侧位置向下侧位置运动 的)的半个周期。完整的登山式锻炼周期以包括脚踏板完整的向上 行程(从下侧位置至上侧位置)以及完整的向下行程(从上侧位置 至下侧位置)的方式，由一块脚踏板从某一位置开始返回相同的位 置的运动表示。例如，以左侧脚踏板的下侧位置(右侧脚踏板的上 侧位置)为起始位置的步幅周期包括左侧脚踏板从下侧位置至上侧 位置以及随后向下返回到其下侧位置的运动。在另一个例子中，以 左侧脚踏板的中间点位置(参见图18)为起始位置的步幅周期包括 脚踏板朝上侧位置的向上运动，从上侧位置、通过中间点位置并朝 下侧位置的向下运动，以及返回中间点位置的向上运动。向上以及 向下脚踏板运动的顺序无关紧要。因此，向上运动之后可进行向下 运动，或者，向下运动之后，可进行向上运动。
参见图10等，在一种特定的结构中，锻炼装置包括一个步幅传 感器144，其能够提供输出与每一脚踏板的向下行程对应的输出脉 冲。步幅传感器由一个包括磁铁148以及拾波器150的第二簧片开 关146实现。磁铁与从摇杆臂112向上伸出的托架152的端部相连。 托架对磁铁进行定位，以便其能够前后摆动通过拾波器，所述拾波 器安装在与摇杆横梁114相连的托架157上。每当磁铁148通过拾 波器150时，簧片开关146均触发输出脉冲。因此，右侧脚踏板12B 向下运动时，簧片开关输送一个输出信号，其与磁铁向下通过拾波 器相对应，并且，在左侧脚踏板12A向上运动时，簧片开关也输送 一个输出脉冲，其与磁铁向上通过拾波器相对应。在脚踏板使用期 间上下运动时，输出脉冲用于监测脚踏板的振荡和行程计数。利用 大致竖直设置的辅助传感器，也能够确定深度或竖直行程尺寸。输 出脉冲单独或与皮带速度信号相连接，可用于提供锻炼频率显示并 且可用于各种锻炼的相关计算，如确定使用者的热量燃烧率。
如在图3，6和16A～20中能够最清楚地看到的那样，在一种特 定的实施方案中，每一脚踏板均包括一个底部外伸组件154。底部外 伸组件包括一个连接在脚踏板架内侧件和外侧件之间的大致V形托 架156。V形托架的顶端区域朝下并且大致限定了一个平坦的蹬踏面 158。将一台座160固定在蹬踏面的下侧朝下部分。在组装锻炼装置 时，最好通过螺套134，136设置脚踏板，以便在脚踏板处于其最低 位置处时，将台座160保持在略微高出下侧锁定横梁162的上方。 可以将一个缓冲器164固定在横梁162上，以对降至最低点的脚踏 板进行缓冲。在一个实施例中，台座由一种坚硬的非柔性塑料制成。 台座也可以由固体或柔软的弹性聚合材料制成。在采用柔软的弹性 形式中，在使用期间当台座降至锁定横梁上的最低点时，台座提供 一定程度的缓冲，以增强由阻尼器提供的缓冲，或在不使用阻尼器 时提供缓冲。
如上所述，锻炼装置10可处于脚踏板组件不上下转动的“锁定” 位置。在一个特定的锁定方位处，可转动地固定脚踏板组件，以便 踩踏皮带平行并且相对于锻炼装置的后部呈大约10％的坡度。因 此，在朝前使用时，使用者可以模拟跨步上山，而在向后使用时， 使用者可模拟跨步下山。
根据本发明，图21为锻炼装置的左前部的局部等角视图，并且 除去了左侧支柱以更好地说明一个特殊的锁定机构166。图22为锻 炼装置的左前部的局部等角侧视图，并且锁定机构166处于未接合 的位置。图23为锻炼装置的左前部的局部等角侧视图，并且锁定机 构166处于接合位置。锁定机构包括一根大致T形杠杆臂168，其带 有一个下部170和一个上部172。杠杆臂/锁闩168的下部可转动地 与从前横梁176向后延伸的杠杆托架174相连。锁闩168的上部绕 一公共枢轴轴线182，可转动地与一左侧锁闩偏置连杆178和一右侧 锁闩偏置连杆180相连。左侧偏置连杆与左侧滑动托架184相连， 所述左侧滑动托架可滑动地支承在左侧导引托架186上。右侧偏置 连杆与右侧滑动托架188相连，所述右侧滑动托架可滑动地支承在 第二或右侧导引托架190上。两个导引托架以每一导引托架均限定 有一个在锻炼装置的前后部之间、大致沿一个方向延伸的导引槽的 方式安装在锁定横梁162的上表面。在一种实施方案中，每一导引 槽均包括一对向上延伸的侧壁192。滑动托架限定了向下延伸的侧壁 194，这些侧壁以略大于导引托架的向上延伸侧壁之间的距离的间距 分离。在每一导引槽侧壁中均具有一个狭长的纵向延伸狭缝196。这 些狭缝适于接收从侧部托架的向下延伸侧壁向内延伸的导引销 198。因此，滑动托架适于相对于导引槽前后运动。滑动托架的前后 范围由通道的长度以及导引销的前后间距控制。锁定缓冲器164与 每一滑动托架的顶部相连。
如在图21中能够最清楚地看到的那样，一块向上延伸的面板200 具有一个适于接收杠杆臂168的向上延伸的狭缝202。狭缝的底部限 定了一个带有较短的向下延伸定位凸缘206的偏置狭缝204。在未锁 定位置(参见图20)处，将杠杆臂保持在偏置狭缝部分中并且通过定 位凸缘使其固定就位。为了锁定脚踏板，首先下压杠杆臂以使其与 定位凸缘分离，随后，使其朝右运动或使其偏离偏置狭缝。接着， 杠杆臂在狭缝中向上提升。向上运动会使杠杆臂绕枢轴连接向上运 动至杠杆托架174。这种向上转动由锁闩上部172的大致向后运动实 现，该运动会使偏置连杆178，180在滑动托架184，186以及阻尼 器中沿导引槽向后滑动。可以使一杠杆弹簧(未示出)连接在锁定组 件和一个横梁之间，以帮助使用者使锁定组件运动至“锁定”位置。
在起动锁定机构162之前，脚踏板组件彼此大致水平就位，其能 够使安装在每一脚踏板下方的止动块定位于大致相同的竖直位置 处。在该位置处，使锁定组件向后运动，以便使阻尼器164向后运 动达到与止动块160接合。阻尼器的向后表面可以逐渐减小。这样， 阻尼器可以可以在止动块的下方楔入，以使锻炼装置处于“锁定” 位置，同时禁止脚踏板上下运动。
登上装置，使用者可以完全踏至脚踏板12上并开始锻炼。作为 可选择的方案，使用者可以踏在从每一脚踏板组件12的侧面向外延 伸的工作平台208上。如图1所示，每一平台均限定有一个大致与 相邻脚踏板组件和上侧皮带表面对准的平坦蹬踏面210。所述蹬踏面 可以带有滚花或具有其它类似的特点以增强使用者鞋或脚与蹬踏面 之间的附着力。如图2等附图所示，每一平台均固定至向外延伸的 平台托架212上。平台托架固定至左右脚踏板支架件54，56上并且 从左右脚踏板支架件向外伸出。根据本发明，图27其显示了一种锻 炼装置，该装置使用了一种可选择的后部蹬踏平台214。后部蹬踏平 台包括一个脚部平台，该平台从脚踏板12的后部向后延伸并且处于 大致与所述脚踏板后部相同的水平位置处。
为有助于运送锻炼装置，本发明的一些方案的构成方式应确保脚 踏板12可以下降至运送位置，从该位置易于使脚踏板向上运动并进 入操作位置。图24为降至运送位置的锻炼装置的等角视图，并且左 支柱40，右支柱42以及托架50与锻炼装置10分离。图25为降至 运送位置的摇杆臂组件112的等角视图。
对于具有可以降至运送位置的结构的锻炼装置而言，对摇杆臂的 枢轴120进行弹簧加载，以便可以使其下降至键槽116中。如在图 15中能最清楚地看到的那样，摇杆臂的每一端均包括一个端盖216。 每一端盖均包括一个周缘218，其直径大于带有枢轴孔118的键槽 116的任意部分。端盖还限定有一个设置在凸缘218内的套环220。 套环的直径虽然大于向下延伸的键槽狭缝，但是却小于枢轴孔的直 径。在使用期间，套环支承枢轴孔中的摇杆组件112。为了降低摇杆 组件，端盖216从摇杆臂向外延伸。套环支承在一直径较小的杆(枢 轴)上，这根杆在抽出盖时被暴露。如图25所示，枢轴沿键槽下降。 使摇杆臂下降会使脚踏板12向下转动直至止动块160降至锁定横梁 162上。为了使锻炼装置处于其锻炼或“使用”位置，例如通过提升 脚踏板的前部来提升脚踏板组件，以便枢轴在键槽中向上运动至枢 轴孔。由于枢轴被弹簧加载，因此，当轴与枢轴孔对准时，套环220 向内卡入枢轴孔。在这一位置处，摇杆臂牢固固定在枢轴孔中并易 于使用。
使一对轮222与前部横梁176相连。锻炼装置10的后板224(参 见图7)包括一对手柄226。虽然手柄具有细长孔，但是，也可使用 其它的手柄结构。通过提升装置的后部，所述轮接合其上放有装置 的表面。以此方式，使用者易于使锻炼装置转动至不同的位置处。 作为可选择的方案，可以在装置的后部以及位于前部的手柄上设置 一个轮或多个轮。虽然显示了两个轮，但是，可使用一个或多个轮， 滑动板，辊或其它装置，以便易于装置的运动。
可选择的阻力件
图28～34显示的阻力件76以及上面参照图1～26论述的振动件 108，110能够阻止脚踏板的向下运动。阻止脚踏板的向下运动能够 在使用期间为锻炼装置10提供平稳、顺利的往复运动感觉。另外， 在使用者下踏或落在皮带18上时，阻止脚踏板的向下运动还能吸收 一些或大量的内部冲击，这对于使用者的腿和关节来说是有利的。 另外，一些可调节的阻力件也能阻止脚踏板12的向下运动，从而增 强使用者的运动，锻炼效果以及热量燃烧率。
涉及本发明的锻炼装置的各种实施例可以使用一种能够增大或 减小起动脚踏板所需的向下力的阻力装置。此处的阻力装置在一些 情况下能够对脚踏板12的向下运动施加可变化以及可调节的阻力。 改变使脚踏板运动所需的力又能改变使用者起动脚踏板所需的用力 量。因此，锻炼装置的结构可以提供在使用锻炼装置期间使用者必 要使用的各种用力水平。另外，也可以调节皮带速度以增大或降低 使用者在使用锻炼装置期间必绕采用的用力程度。可以单独或一起 调节阻力和皮带速度，以提供大范围的锻炼程度。
与图1～26所示的阻力件不同，下面参照附图28～34所述的阻 力件设置在脚踏板下方。这些装置提供了本发明的锻炼装置的其它 美观结构。另外，在一些情况下，可以使用一个阻力件或相配合的 阻力件来共同作用于两块脚踏板上。这些装置有助于实现两块脚踏 板的均匀阻力，从而有助于确保利用相等的力来驱动两块脚踏板。 这些装置也有助于阻力的简单调节。
根据本发明的一个实施例，图28显示了一种可选择的阻力件 76。大部分锻炼装置10未在图28以及在之后的其它附图中示出， 以便能清楚地显示阻力构件。图28的阻力件包括一个可转动的弹性 件228，该弹性件连接在摇杆臂组件112和机架114之间。在一种特 定的实施方案中，一根可转动的弹性杆(如弹簧钢杆)的一端固定 在与摇杆臂相连的托架230的后表面上。所述杆大致与摇杆枢轴120 同轴地对准。杆的相对端可以固定在机架的横梁上(未在图28中示 出)。杆的一端也可以与摇杆臂组件的前部相连，而另一端固定在 锁定横梁162上。在使用期间，摇杆臂的转动或摇摆运动会使杆前 后弯曲。杆的这些特征会阻止其弯曲运动，从而能够阻止脚踏板的 向下运动。当使用者完成一个行程(即，在一块脚踏板处于其行程 的底部并且另一块脚踏板位于其行程顶部时)并且开始踏在处于上 侧位置的脚踏板上时，杆将不会弯曲并有助于阻止在其行程底部的 脚踏板上升。因此，当使用者离开脚踏板时，此处披露的一些阻力 件还有助于使脚踏板恢复向上运动。
如图28所示，摇杆臂组件112也可以包括一向前延伸的可转动 装配的销232，其偏离摇杆的枢轴120。可以使一个双向振动件234 与销相连并且使其可绕枢轴转动地与机架相连。偏离枢轴，销会在 振动件上提供杠杆的优势。振动件的纵向轴线大致与可转动装配的 销正切。采用这种结构，振动件将会阻止摇杆臂的摇摆运动。由于 摇杆臂与脚踏板组件相互连接，因此，振动件也会阻止每一脚踏板 的向下运动。可转动的弹性杆228和销/振动件可以单独或连接使 用。在与振动件连接使用时，可转动的弹性杆的反向扭转会帮助互 连构件克服振动件的阻尼力而使脚踏板从下侧位置返回上侧位置。
图29为描述一种可选择的阻力件76的等角视图，该阻力件包括 一个或多个可操纵地与互连构件78相连的扭转板簧236。扭转板簧 在一端与摇杆臂组件112相连，在另一端与机架横梁36相连。在一 种特定的实施方案中，扁平扭转弹簧在一端与支承马达(未示出) 的横向支承件相连并且在另一端与和摇杆轴120对准的摇杆相连。 加大轴的一个端盖凸缘238，并且将弹簧236固定在其上。可以使一 可选择或辅助扭转板簧在一端与在摇杆臂前部的枢轴相连，并且使 其在另一端与锁定横梁162相连。在锻炼装置的使用期间，摇杆臂 使扭转板簧前后扭转。扭转板簧阻止摇杆臂的摇摆运动。由于摇杆 臂组件相互连接了两块脚踏板，因此，通过阻止摇杆臂的摇摆，扭 转板簧能够阻止脚踏板的向下运动。由于结合脚踏板的下降时被扭 转，因此，当使用者从脚踏板上撤去其重量时，扭转板簧设法不扭 转并使脚踏板向上运动。因此，扭转板簧也能促进互连结构使脚踏 板向上运动，以便为了使用者的下一次踩踏正确定位脚踏板。
图30和31为辅助可选择阻力件76的等角视图，其包括一个或 多个弹簧240，所述弹簧与机架相连以接合摇杆臂的左右部分。图30 显示了一种特殊的阻力件装置，其使用了片簧242。图31显示了一 种可选择的特殊阻力件装置，其使用了螺旋弹簧244。参见图30， 每一个弹簧的设置方式均能阻止摇杆臂的一个端部向下运动，并且 加速或上推摇杆臂的另一端部。在使用期间，当摇杆臂部分克服片 簧向下转动时，片簧将向下偏转。这一向下偏转将会缓冲脚踏板的 向下运动。当使用者从脚踏板上撤去其重量时，向下偏转的片簧将 会向上推动和/或加速摇杆臂和对应的脚踏板。
如在图31的实施例中所示，螺旋弹簧将阻止与其相连的摇杆臂 112部分的向上运动。尽管如此，螺旋弹簧244也能够阻止脚踏板12 的向下运动。例如，当右侧脚踏板向下转动时，其会使摇杆臂的左 部克服弹簧力而向上转动；因此，左侧弹簧将会阻止右侧脚踏板的 向下运动。另外，当使用者将其向下的压力传递至左侧脚踏板上时， 弹簧将会起动向下牵引摇杆的左部，并且使摇杆的右部背离右侧脚 踏板向上转动；因此，左侧弹簧有助于使左侧脚踏板返回其上侧位 置，以便为使用者下一次向下推动做好准备。
图32为另一种可选择的脚踏板阻力件76的等角视图。在该实施 例中，摇杆臂112的枢轴120从摇杆臂向外伸出并且支承在细长托 架246中。托架包括限定有第一枢轴孔250的第一直立部分248以 及限定有第二枢轴孔254的第二直立部分252。摇杆枢轴120可转动 地支承在两个枢轴孔中。一个皮带轮256也与枢轴120相连。
以阻止皮带轮转动并且设法使皮带轮恢复至中立位置的方式，使 皮带轮256与一缆索弹簧构件258相连。当使皮带轮可操纵地与摇 杆臂的枢轴相连时，通过作用于皮带轮上，缆索弹簧构件258也阻 止摇杆的转动以及脚踏板的相关上下运动。另外，缆索弹簧构件还 能设法使摇杆臂恢复至其中立位置，即，两个脚踏板12大致平行的 位置。在一个特定的实施方案中，当皮带轮处于与摇杆臂112的中 立位置相关的位置处时，将第一缆索260连接在机架的左侧件32和 皮带轮的上部或下部之间。使第二缆索262连接在机架的右侧件34 和皮带轮的相对部分之间。因此，如果第一缆索与皮带轮的下部相 连，则第二缆索与皮带轮的上部相连。在侧部件32或34与缆索260 或262中的一根缆索之间设置一个弹簧264。在另一侧部件32或34 与另一根缆索之间设置第二弹簧266。在这种结构中，转动的摇杆臂 会引起皮带轮256转动，其会使缆索卷绕在皮带轮上并且使弹簧伸 展。因此，弹簧能够阻止皮带轮的转动，阻尼摇杆臂的转动，并且 阻止一个脚踏板的相关联的向下运动。另外，当从向下定位的脚踏 板上除去载荷时，弹簧以使脚踏板向上运动的方式使皮带轮转动。
根据本发明的一个实施例，图33为阻力件76的等角视图，该阻 力件使用了内衬有毛毡的尼龙皮带268。对于这一实施例而言，托架 270从脚踏板12的后部向下伸出。托架与脚踏板一起绕驱动轴的轴 线82前后转动。将滑轮272安装在托架前部的主机架上。内衬有毛 毡的尼龙皮带在一端与托架270相连且绕皮带轮运动，在另一端通 过弹簧271连接至机架14上。在这种结构中，内衬有毛毡的尼龙皮 带阻止脚踏板的向下运动。
脚踏板12的向下运动使托架270向后转动并牵引皮带。皮带轮 272不转动；因此，与弹簧的膨胀阻力相连接的皮带268与皮带轮之 间的摩擦能够阻止并阻尼脚踏板的向下运动。通过收紧或放松皮 带，可以相应地增大或减小脚踏板的向下阻力。增大或减小脚踏板 的向下阻力将影响使用者驱动脚踏板所需的力。
根本发明，图34为使用了一种可选择的脚踏板阻止组件76的锻 炼装置的等角视图。在该实施方案中，在后横梁276和前横梁278 之间沿纵向设置一个中央件274。摇杆臂组件112安装在中央件274 上。在锻炼装置的这一实施例中的摇杆臂组件实质上位于图1～25 所示的位置之后。第二摇杆280也可转动地装配在中央件274上。 第二摇杆位于第一摇杆112之前，并且能够在大致水平面内转动。 振动件282连接在第二摇杆臂的每一外端区域和后横梁276之间。 在前横梁278上装配左右皮带轮284。将缆索286连接至第二摇杆 280的左部，并使其在左皮带轮272下方通过，一直达到左侧脚踏板 组件112的底部并与其相连。将第二缆索288接至第二摇杆280的 右部，并使其在右皮带轮下方通过，一直达到右侧脚踏板组件的底 部并与其相连。将一弹簧290连接在第二摇杆的左部与前横梁278 之间。第二弹簧291连接在第二摇杆的右部与前横梁278之间。
为了说明图34中阻力件的操作，以下的描述假定右侧脚踏板处 于下侧位置并且使用者下压左侧脚踏板。经第一摇杆臂112，传递左 侧脚踏板上的向下推力压力，以使右侧开始向上转动。右侧脚踏板 的向上转动牵引右侧缆索288并使第二摇杆臂280的右部向前转 动。第二摇杆的右部的向前转动伴随着左部的向后转动。通过右侧 振动件282的膨胀阻尼并阻止右部的向前转动。通过左侧振动件282 的压缩阻尼并阻止第二摇杆的左部的向后转动。通过与手柄的相互 连接，振动件的膨胀和压缩将用于阻尼并阻止脚踏板的运动。
另外，当第二摇杆的一部分吸收向后转动时，对应的弹簧290， 292延伸。当由于使用者控制下压相对的脚踏板而导致一个脚踏板卸 载时，延伸的弹簧向前牵引摇杆臂的对应部分。
根据本发明的一个实施例，图35为脚踏板阻止件76的等角视 图。阻止组件包括一个离合件294以及一个支承在轴298上的偏压 件296，所述轴298从摇杆轴120同轴伸出或邻近摇杆轴120伸出。 在一种实施方案中，所述轴可转动并具有弹性并固定在一个横梁 上。作为可选择的方案，所述轴可以为刚性件。离合件294包括一 固定在托架302上的内表面板300，所述托架与摇杆臂112相连，以 便托架和内表面板与摇杆臂112一起，绕摇杆枢轴120往复运动。 离合件294还包括一与所述轴相连的外表面板304。在内外表面板之 间夹设一离合材料件306。
张紧托架308在离合件294下方以及前方，可转动支承在机架 上。所述轴延伸通过张紧托架中的细长狭缝(未示出)。张紧托架 的上部与摇张紧绳索310相连。张紧绳索在张紧托架的前面延伸并 在其末端与一张紧旋钮(未示出)相连。在一种特定的实施方案中， 偏压件包括一个设置在张紧托架和外表面板304之间的弹簧312。所 述弹簧将外表面板偏压在离合材料306上。这样，离合材料能够以 与由弹簧提供的偏压力的量成正比的方式，阻止摇杆臂的转动。张 紧旋钮的转动能够牵引缆索来增大偏压力，或者能够放松缆索来减 小偏压力。在一种特定的实施方案中，离合材料由一种超高分子量 (UHMW)塑料制造。
图36为与摇杆组件112相连的液压阻尼装置314的等角视图。 将摇杆滑轮316连接至摇杆的枢轴120上。液压阻尼装置通过皮带 318与滑轮相连。液压阻尼装置的类型可采用在填充有液压油的腔室 内的涡轮。阻尼装置的结构设置成通过摇杆在脚踏板的往复运动上 施加阻力。
可选择的互连构件
此处所述的互连构件的功能在于与脚踏板的上下转动相配合。例 如，根据本发明，摇杆臂组件112为一个互连构件。如上所述，一 个脚踏板的向下运动通过摇杆臂作用以产生另一脚踏板的向上运 动。以下的图37～40显示了可选择的互连构件。
首先参见图37，根据本发明，其显示了锻炼装置10的一个例子 的程式化的正视图。所述锻炼装置包括一个竖直安装的三皮带轮的 互连构件320，该构件支承在连接于支柱40，42上部之间的横梁322 上。将第一皮带轮324装配在位于左侧脚踏板12A前部上方的横梁 上。将第二皮带轮326装配在位于右侧脚踏板128前部上方的横梁 上。将第三弹簧加载皮带轮328装配在位于第一和第二皮带轮之间 的横梁上。
缆索330通过三皮带轮互连构件并位于每一脚踏板12之间。特 别是，将缆索连接至每一脚踏板组件的前部，并且使其通过第一和 第二皮带轮的顶部以及第三弹簧加载皮带轮的下方。采用这样的路 线，一个脚踏板的向下运动将会在与脚踏板相连的部分缆索上形成 向下的力。在使缆索或阻尼件与脚踏板的前部相连之处，以在前部 辊(未示出)的前部延伸来一个提供固定缆索或其它构件的表面的方 式，使一块板332与脚踏板架相连。经缆索和皮带轮结构传递向下 的力，以便在与另一脚踏板相连的缆索上产生向上的力。因此，缆 索和皮带轮结构能够提供一种互连结构，从而一个脚踏板的向下运 动能够产生另一脚踏板的向上运动。
第三皮带轮328是可选择的，并且可以由弹簧加载或不由弹簧加 载。当弹簧加载时，无论缆索以何种方式运动，第三皮带轮均可以 在缆索上提供阻尼力。因此，通过缆索，通过第三弹簧加载皮带轮 对每一脚踏板的向下运动形成阻尼。这样，互连结构也可以提供脚 踏板的阻尼功能。另外，缆索可以由一种弹性且略带伸缩性的材料 制成，以便在使用者下压脚踏板时，能够对向下的脚踏板运动施加 一些辅助阻尼或缓冲。
作为可选择的方案，除去第一和第二皮带轮324，326，并且使 缆索330通过第三皮带轮。第三皮带轮可装有或不装有阻尼装置。 设有第三皮带轮的阻尼装置也可使用与图28～36相似的装置。例 如，可以使图28所示的转动弹性杆与第三皮带轮轴连接，可以使与 图29所示的板簧与第三皮带轮连接，并且可以使图35和36所示的 离合装置或液压阻力装置第三皮带轮或其它皮带轮连接。
根据本发明，图38为锻炼装置的正视图，其使用了一种可选择 的互连系统，该系统部包括一对皮带轮324，326以及一个液压阻尼 组件334。图39为阻尼组件的剖面图。在该实施例中，将第一和第 二皮带轮装配至与图37所示实施例相似的横梁322上。但是，在该 实施例中，第三皮带轮由一液压双向阻尼振动件替代，该振动件水 平设置在两个皮带轮之间的横梁上。当然，可以完全省去第三皮带 轮或双向振动件或不带有任何阻尼系统。如图39所示，双向振动件 包括一个装有液压油的振动缸336。活塞杆338延伸通过所述缸并从 振动件的每一端向外延伸。外径大致与缸体内径相同的活塞340与 活塞杆相连。活塞具有至少一个孔342，液体以任意方向流过所述 孔。因此，振动件具有能够阻止左右运动的结构。
使一右侧缆索334与右侧脚踏板组件12B的前部相连，并且右侧 缆索通过右侧皮带轮326，且与活塞杆338的右端相连。使一左侧缆 索346与左侧脚踏板组件12A的前部相连，并且左侧缆索通过左侧 皮带轮324，且与活塞杆的左端相连。右侧脚踏板的向下运动向下牵 引右侧缆索，并且该运动经缆索传递至活塞杆和活塞的向右运动。 左侧脚踏板的向下运动向下牵引左侧缆索，并且该运动经缆索传递 至活塞杆和活塞的向左运动。因此，所述振动件能够阻尼每一脚踏 板的上下运动。另外，活塞杆将一个脚踏板的向下力传递至另一脚 踏板上的向上力。
图40显示了使用了多皮带轮互连结构的锻炼装置的一个例子的 正视图。皮带轮348与每一脚踏板组件12的前部相连。皮带轮与踩 踏皮带18的上侧运转部分相切设置。在上侧横梁322上的脚踏板的 上方设有四个皮带轮。第一皮带轮350可转动地装配在右侧脚踏板 的前右侧角上方的上侧横梁上。第二皮带轮352可转动地装配在右 侧脚踏板的前左侧角上方的上侧横梁上。第三皮带轮354可转动地 装配在左侧脚踏板的前右侧角上方的上侧横梁上。第四皮带轮356 可转动地装配在右侧脚踏板的前左侧角上方的上侧横梁上。
一根缆索330以独立方式绕六个皮带轮设置。缆索绕过外侧第一 皮带轮350和第四皮带轮356的顶部，向下并在脚踏板皮带轮348 之下通过，并且绕过内侧第二和第三皮带轮352，354。以此方式， 一个脚踏板的向下运动会产生施加在另一脚踏板上的向上的力。由 于具有图40所示的多皮带轮结构，因此，能够将脚踏板载荷分布至 多个皮带轮以及缆索的多个部分，在这种情况下为缆索的四个部 分。
在图40中，阻力件76，在这种情况下为振动件，连接在上侧横 梁和在每一脚踏板前部的板332之间。振动件可以与图1～2等视图 中所示的部件相同，并且可以使用内部复位弹簧或不使用这些弹 簧。
图41为使用了多皮带轮互连结构的锻炼装置的另一例子的正视 图。皮带轮348与每一脚踏板组件的前部相连。皮带轮与踩踏皮带 的上侧运转部分相切设置。在该例子中，两个皮带轮转动装配在上 侧横梁上。第一皮带轮350可转动地装配在右侧脚踏板的前右侧角 上方的上侧横梁上。第二皮带轮356可转动地装配在左侧脚踏板的 前左侧角上方的上侧横梁上。以盘旋方式绕四个皮带轮设置一根缆 索330。使该缆索通过第一和第二皮带轮350，356的顶部，向下并 通过脚踏板皮带轮348下方，直达在脚踏板的内侧角上方的横梁322 并与其相连。由于具有图41所示的多皮带轮结构，因此，能够将脚 踏板载荷分布至多个皮带轮以及缆索的多个部分，在这种情况下为 缆索的四个部分。
在锻炼装置的一些实施例中，皮带18以充分的张紧程度安装在 第一和第二脚踏板组件12上。通常，脚踏板组件设置成对准以便它 们彼此平行。但是，皮带中的张紧往往会牵引脚踏板组件彼此相向 运动，并使它们不对准，从而在锻炼装置10的操作期间，可能导致 脚踏板组件的内侧部分相互摩擦。为了有助于避免这种情况，可以 在脚踏板组件之间安装一块滑板358，以便以彼此平行的结构保持脚 踏板组件。
如上所述，可以使脚踏板组件与摇杆组件112相连。如图42和 43所示，可以将滑板安装在L-托架126的一个朝内表面上。滑板 应足够厚，以完全填充相对的L-托架126中朝内表面之间的间隙。 当皮带的张紧迫使脚踏板组件彼此相对运动时，一个L-托架的朝内 表面压在固定至相对表面上的滑板上，从而能够防止脚踏板组件的 实际相对运动以及脱离平行对准。虽然此处将滑板描述为安装在脚 踏板组件的L-托架之间，但是，应理解：可以将滑板设置在脚踏板 组件的其它内侧部分之间，以便保持平行对准。
由于通过滑板迫使L-托架彼此靠在一起，因此，摩擦力可能会 存在于滑板和托架之间的表面上。这样，滑板可以由能够减小这些 摩擦力的材料制成。例如，滑板可以由以下的各种材料制成，如塑 料，玻璃纤维及类似物。在本发明的实施例中，滑板由DuPont Delrin100制成。
可以采用多种方式使滑板358与锻炼装置相连，以正确地使滑板 设置在脚踏板组件12之间。例如，可以使滑板与一个L-托架相连。 如图44所示，滑板与右侧L-托架126的内表面相连。在这种结构 中，当脚踏板组件转动时，滑板与右侧L-托架一起上下运动。滑板 应具有足够的高度以便在脚踏板组件的整个运动范围中，滑板均保 持与左侧L-托架的内表面接触。在另一实施例中，可以使滑板与锻 炼装置的机架的底部相连，并且滑板可以在L-托架之间向上延伸。 在这种结构中，两个摇摆托架均在滑板的任意一侧上下滑动。
滑板可以采用各种形状和尺寸。例如，如图45和48所示，滑板 具有由右侧360和左侧362限定的矩形前侧以及后侧，右侧360和 左侧362由顶侧364和底侧366分离。右侧和左侧比顶侧和底侧长。 滑板的厚度分离前侧和后侧。如图45所示，滑板的前侧由一平坦前 表面368限定。如图48所示，滑板的后侧由肋370形成的图案限定。
可以采用各种方式，如螺钉，铆钉，胶和类似物使滑板与L-托 架相连。图45～48所示的滑板通过螺钉372与摇摆托架相连。这样， 滑板包括沿中心线设置在前表面上的第一螺纹孔374以及第二螺纹 孔376，并且第一螺纹孔位于第二螺纹孔的下方。如图47所示，可 以斜切螺纹孔以便螺钉头与滑板前侧的表面齐平或位于其下方，从 而能够防止螺钉头摩擦不与滑板358相连的L-托架126的上部。 为了帮助滑板在L-托架的内表面上的正确设置，如图46和47所 示，滑板包括一个从后侧伸出的短柱378。当将滑板安装在L-托架 的内表面时，使用者将短柱插入位于L-托架内表面的对应短柱孔 380(参见显示了短柱孔的图10，但未显示滑板)，其允许使用者更 易于使滑板的螺纹孔以及在摇摆托架上部中的对应螺纹孔对中。
虽然上面已对本发明的最佳实施例作了一顶程度的特殊说明，但 是，本领域技术人员在不脱离本发明思想或范围的情况下，可对所 披露的实施例作出各种改进。所有的方向参考术语(例如，上，下， 向上，向下，左，右，向左，向右，顶部，底部，下方，竖直，水 平，顺时针或逆时针)仅用于帮助读者理解本发明，它们不应形成 限制，特别是对位置，方位或者本发明的使用。连接术语(例如， 固定，连接，连接和类似术语)具有广泛含义并可包括部件连接之 间的中间件和部件之间的相对运动。这样，这些连接术语不必意味 着两个部件直接或彼此相对固定。应想到在以上说明书中所含或在 附图中所示的所有情况仅用于说明而并非限定。在不脱离权利要求 书限定的本发明的范围的情况下，可对细节或结构进行改变。
相关申请的参考
本发明为要求名称为“带有脚踏板的锻炼装置”、申请日为2003 年2月28日的同时待审申请60/451,104的优先权的非临时申请， 由此，所述同时待审申请60/451,104结合在本申请中作为参考。
名称为“Dual Deck Exercise Device”，申请日为2003年2 月28日的美国临时专利申请No.60/450,789；
名称为“Dual Deck Exercise Device”，申请日为2004年2 月26日的美国专利申请No.＿＿＿；其进一步由Dorey&Whitney LLP 记录No.2072/US/2以及美国快递No.EV304 883 450US确认；
名称为“System and Method for controlling an Exercise Apparatus”，申请日为2003年2月28日的美国临时专利申请 No.60/450,890；
名称为“Control System and Method for an Exercise Apparatus”，申请日为2004年2月26日的美国专利申请No.＿＿＿； 其进一步由Dorsey&Whitney LLP记录No.2076/US/2及美国快递 No.EV447 463 112 US确认；
名称为“Exercise Device with Treadles”，申请日为2004 年2月26日的美国临时专利申请No.＿＿＿；其进一步由 Dorsey&Whitney LLP记录No.34005/US以及美国快递No.EV447 463 280 US确认；
名称为“System and Method for controlling an Exercise Apparatus”，申请日为2004年2月26日的美国临时专利申请 No.＿＿＿；其进一步由Dorsey&Whitney LLP记录No.34006/US以及 美国快递No.EV447 463 126 US确认；
名称为“Dual Treadmill Exercise Device havinga Single Rear Roller”，申请日为2004年2月26日的美国临时专利申请No.＿＿＿； 其进一步由Dorsey&Whitney LLP记录No.34007/US以及美国快递 No.EV447 463 293 US确认；
名称为“Hydraulic Resistance，Arm Exercise，and Non- Motorized Dual Deck Treadmills”，申请日为2004年2月26日 的美国临时专利申请No.＿＿＿；其进一步由Dorsey&Whitney LLP记 录No.34103/US以及美国快递No.EV447 463 302 US确认；
名称为“Exercise Device with Treadles”，申请日为2003 年2月28日的美国外观申请No.29/176,966。