一种矫正姿势的锻炼设备被用来辅助矫正驼背和鸡胸情况到正常的姿 势，利用脊骨竖立肌的锻炼来加强竖立肌从而将使用者的脊骨和躯干向后拉 成正常的排列，并且利用中部斜方肌、菱形肌和后三角肌的锻炼来加强这些 肌肉从而将使用者的肩胛骨向一起拉，迫使肩膀进入正常的排列。该设备的 操作是令使用者坐在一个倾斜的座位上，通过重力提供的不断增加的阻力来 对抗使用者的身体向后运动和使用者双臂的向后转动，使用者双臂的这种转 动是对抗装在弹性竖直支架上的张力装置的，该设备还提供对抗所述弹性竖 直支架的靠背张力装置提供的张力的阻力，这阻力也对抗着使用者身体的向 后运动，在这里，通过抓住被附接在本矫正姿势的设备的可旋转臂状位置调 节器下方的球状把手，从而令使用者的双手以手掌向上的位置定位于臂状位 置调节器的外端。
本矫正姿势的锻炼设备包含一个矩形倾斜支持框架，该支持框架支持着 一个座位和一个具有倾斜角的张力装置；一个可更替的足垫包括一个安置足 部鞍状物或者一个具有球拍状可调机制的可更替且可调的足垫，用以支承和 放置使用者的足部；安放在所述矩形倾斜支架上的一个座位和一个靠背，将 使用者定位于所述的锻炼装置上；一个弹性竖直支架，该支架带有提供张力 的装置并带有一个适当的且可调的活动范围来支撑所述的靠背和两个定位柄 臂，并且提供可调节的张力令使用者的身体靠在所述的靠背上以克制使用者 身体向后运动，使腰部肌肉伸展；两个臂状位置调节器作为定位柄臂用于支 撑和定位使用者的手臂向后旋转使中部斜方肌、菱形肌和后三角肌收缩，这 两个向后旋转的臂状位置调节器克服阻力与支持框架的矩形边成一合适的角 度，该角度在80°范围以内；两个位于所述两个臂状位置调节器外端的球状 把手固定在所述两个臂状位置调节器的弯曲部分之下，起引导作用，并为使 用者的双手在处于手掌向上位置时提供了一个把手；一个张力装置安装在所 述弹性竖直支架的外端，该弹性竖直支架与所述的两个臂状位置调节器一道 提供一个张力给所述的两个臂状位置调节器从而产生所述两个臂状位置调节 器向后运动的阻力；一个可调节的靠背定位装置，包括两个拔起针和一个定 位支架，所述的两个拔起针令所述的弹力竖直支架和靠背的高度可调；一个 可调节骨盆管束带，令使用者的骨盆保持稳定，并且在运动过程中阻止使用 者臀部的上移。
附图说明
图1是本发明的第一种实施方式的侧视图；
图2是本发明的第一种实施方式的顶视图；
图3是本发明的第一种实施方式的前视图；
图4是本发明的第一种实施方式的后视图；
图5是本发明的第一种实施方式显示的使用者锻炼位置的侧面立视图；
图6是本发明的第一种实施方式显示的使用者锻炼位置的后面立视图；
图7是本发明可供选择的第二种实施方式的广义实施方式的后视图，显 示了将可调弹性竖直支架附加于弹性竖直支架的底部拉杆装置上的示意图；
图8是图7示意中可供选择的第二种实施方式的侧视图，显示了克服底 部拉杆装置的阻抗张力呈竖直和向后倾斜位置；
图9是是本发明可供选择的第二种实施方式的广义实施方式的后视图， 显示了手臂扭力杆装置和底部扭力杆装置的示意图；
图10是图9示意图中背部衬垫拉杆的可供选择的实施方式的广义实施方 式的后视图；
图11是是图9中背部衬垫拉杆装置的可供选择的实施方式的侧视图，显 示为图10中背部衬垫靠背的切开；
图12是本发明的框架装置可供选择的第三种实施方式的侧视图；
图13是本发明的可供选择的第四种实施方式的后视图，显示为具有一个 弯曲带的示意图；
图14是图13中具有弯曲带的框架装置的侧视图，说明了框架装置中用 于平躺结构的铰链支架足部。

发明领域
本发明涉及一种矫正姿势的锻炼设备。该设备被设计来操作从而矫正不 正姿势，所述不正姿势涉及脊骨不正常地向后弯曲(驼背)和脊骨不正常地 向前弯曲(鸡胸)。该矫正姿势的锻炼设备辅助恢复脊骨的正当排列，该装置 利用脊骨竖立肌的锻炼来加强竖立肌从而将脊骨和躯干处向后拉成正常的排 列，还利用中部斜方肌、菱形肌和后三角肌的锻炼来加强上述肌肉从而将两 个肩胛骨向一起拉，迫使肩膀进入正常排列。
先有技术的描述
先有技术描述了许多类型的锻炼设备被设计来锻炼身体的特定肌肉、肌 肉群或身体区域。
例如，授予Prusich的美国专利6,312,366公开了一种锻炼设备来锻炼腹 部和下背部肌肉，在这里，使用者坐在一个大致水平的座位上，利用座位表 面后面的弹性竖直件来提供给下背部的锻炼阻力，此时，压力是由使用者的 上背部施加的，弹性竖直装置还提供给腹部肌肉以阻力，此时，压力是由使 用者向前弯曲提供的。授予Cameron等人的美国专利6,213,923公开了一种 可调节座椅，该座椅可以由使用者以不同角度倾斜，倾斜角度和座椅移动的 阻力大小由使用者控制，使用者向后推动阻碍向后运动的座椅从而锻炼下背 部和腹部的肌肉。授予George等人的美国专利6,059,701讲述了一种锻炼下 背部肌肉的设备，使用者跪在垫子上并向前倾斜，因为由重量元件产生的阻 力排布，所以令使用者的上背部接触杠杆的背部靠垫，当使用者向后弯曲身 体，使用者的背部就压在杠杆上，促使重量元件被抬起，由此就将阻力提供 给脊骨竖立肌肌肉。
授予Easley等人的美国专利5,599,261和授予Grotstein的美国专利 5,256,126公开的锻炼设备指向锻炼腹部和下背部肌肉。美国专利5,599,261 描述了一种装置，使用者坐在座位上，握紧把手，顶着阻力向前弯曲来锻炼 腹部肌肉，顶着阻力向后弯曲来锻炼下背部肌肉。美国专利5,256,126描述了 使用者坐在一个框架上，顶着阻力向前或向后倾斜来锻炼腹部或下背部肌肉。 授予Foster的美国专利5,288,130和授予Jones的美国专利4,500,089描述了 一种锻炼设备来锻炼下背部肌肉。美国专利5,288,130描述了一种锻炼座椅， 该座椅在锻炼下背部的过程中能保持骨盆的稳定从而将腰部区域同有力的腿 部肌肉隔离开来，以利于锻炼躯干肌肉。美国专利4,500,089描述了一种设备， 具有鞍装座位令使用者处于竖直位置上，一个连接着重体物的衬垫滚轮为举 起和放下重体物提供了变化的阻力。授予Chiu等人的美国专利5,833,590和 授予Fong的美国专利5,100,131描述了拉伸锻炼设备来锻炼和拉伸背部肌 肉。美国专利5,833,590描述了一个底部框架，使用者坐在该框架上，并顶着 阻力向后和向前倾斜。美国专利5,100,131描述了一个使用者坐在上面的固定 座位和一个靠背，使用者通过向前或向后压从而受到靠背的阻力。美国专利 5,833,590和美国专利5,100,131都通过靠在靠背上向后倾斜来实现拉伸。授 予Andeison的美国专利5,496,247描述了一种锻炼长椅，该长椅将一个座位 和一个膝盖支架安装在一个倾斜梁上，从而来加强下背部的肌肉，使用者克 服倾斜角来向前或向后弯曲身体。
根据图1～图6，显示了锻炼设备10的第一种首选实施例，可将使用者 安排在一个坐着的位置上。锻炼设备10有一个矩形倾斜框架40支持着衬垫 乙烯基座位20，还有弹性竖直支架23支持着可旋转的臂状位置调节器41和 42。张力装置28包括可调节张力带27，该张力带27啮合臂状位置调节器41 和42并且能压缩来提供张力给臂状位置调节器41和42从而为41和42向后 旋转提供阻力。锻炼设备10的倾斜支持框架40有倾斜的垂直支柱34、35 和36、37，34和36是支持框架40的后端支柱，而35和37是支持框架40 的前端支柱。
倾斜支持框架40相对于水平面成一大致为30°的倾斜角并且处于高于地 平面的位置上。在要求将使用者的身体从向前倾斜位置移动到向后倾斜位置 时，倾斜角被选择来增加肌肉的活动，因而锻炼了脊骨竖立肌来加强竖立肌 和中部斜方肌、菱形肌和后三角肌从而将脊骨和躯干向后拉。大约20°到40° 之间的倾斜角被认为对于锻炼目的是最有用的而且能提供有效的肌肉锻炼。 选择30°的倾斜角左右加减10°的角度范围能提供给使用者足够的肌肉锻炼， 使用者坚持这项锻炼来矫正姿势的不正，与其他的锻炼项目相比较使用者不 必经历主动性的丧失就可以达到他们的锻炼目的。但是，如果角度大于30°， 如大约45°，会减少使用者的平衡感，如角度小于30°则要求增加支持框架的 长度，30°的倾斜角被认为是最合适的。
一个座位20被附加于倾斜支持框架40的顶部后表面上。衬垫乙烯基靠 背21被附加于弹性竖直支架23上。弹性和张力装置竖直支架23支持着附加 在竖直支架23上的臂状位置调节器41和42，与张力装置28呈结合连接。 臂状位置调节器41和42可以根据使用者的手臂来调节长度从而便于使用者 以手掌向上的位置握住球状把手24。骨盆管束带26被附接在倾斜支持框架 40上的座位20下面，有足够的长度来适应使用者。一个具有可调节球拍状 支持机构38的可调节足垫25为使用者的双脚提供支持和定位。替代物足部 鞍状物55(图中未显示)或者足垫25与支持机构38被附接于球拍状足垫延 伸臂46和47上。足垫25和支持机构38或者安置足部鞍状物55是本姿势矫 正锻炼设备的可选择性组件，因为使用者可以利用摆放锻炼设备的地面来支 持和定位双脚。阻碍使用者的双臂向后旋转的张力装置28包含一个由弹性带 组装配成的可调张力带27，该张力带27啮合两个臂状位置调节器来给所述 两个臂状位置调节器41和42的向后旋转提供阻力。弹性带组27的材质可以 从充满弹性的金属或塑料材料制成的圆锥型、螺旋型、盘绕型、片型或者夹 型弹簧中选择，从而在臂状位置调节器向后运动过程中提供足够的阻力。弹 力可变的可替换弹性带组27提供了一种调节张力带装置28的张力的方法。 张力带装置28可包括一个或者多个弹性带组用以调节阻力。另一种在使用者 双臂向后旋转过程中提供张力的张力装置可包括两个垂直和平行于竖直支架 23安装的扭力杆51和56，如图10所示。
关于紧固、安装、附接或连接本发明的组件形成完整的锻炼设备10的方 法，除了作为特例被特殊描述的以外，这样的方法包括通常的紧固件，例如 机器螺钉、铆钉、螺母和螺栓、肘节、轴销以及相类似物，除了特别指出或 者讲述过的，制造本发明组件的材料从以下适宜的材料中选择，例如铝、钢、 金属合金、多种塑料、乙烯基以及相类似物。为了减轻重量，倾斜支持框架 可以由管状结构材料制成，还可以由除了管状结构的实心材料制成。弹性竖 直支架可以是弹簧钢竖直支架，也可以是由适宜的弹性塑料材料制成的弹性 竖直支架。
根据图1～图6，为了适当地应用本发明来按照第一种实施例进行锻炼， 倾斜支持框架40呈角度形状的对身体的支持，提供了一种支持力来支持锻炼 者向前倾斜，其上半身为向下定位的双腿所支持，而双脚被支持在足部鞍状 物55上或是在可调节的足垫25上或地面上。骨盆管束带26被绕系在使用者 的臀部上。使用者的双臂向前举起，垂直于使用者的躯干，双手以手掌向上 的位置紧握住位于柄臂41和42末端下方的球状把手24。将一对拔起针50 和51插入位于座位20后面和位于弹性竖直支架23的两个可更替支持末端臂 18和19上的一系列支持孔中，从而调节弹性竖直支架23来定位靠背21。通 过调节支持孔将支持臂17附接到锻炼设备10的倾斜支持框架40上，从而令 弹力竖直装置23的两个支持末端臂18和19更加牢靠。使用者的背部中央与 衬垫靠背21齐平。使用者的躯干向前倾斜。
被安装在倾斜支持框架上的弹性竖直支架23，具有一个适当且可调节的 运动角度从垂直位置向后运动到倾斜支持框架40，角度范围在40°角上下加 减10°的范围内。可调节带组装置27包括一个安装在所述弹性竖直支架23 顶部端头上的可调节张力带装置28，并且啮合两个臂状位置调节器41和42 以容许使用者双臂压制阻力的运动。两个臂状位置调节器41和42顶着由可 调节带组装置28中的弹性件所提供的阻力而移动，直到与支持框架的矩形边 达到一个适当的角度，该角度范围在80°角上下加减10°，每个臂状位置调节 器的下方都有一个球状把手使得使用者的双手能以手掌向上的位置握住把 手。该弹性竖直支架以垂直于倾斜支持框架的角度被安装。所述座位的倾斜 支持框架和所述张力带组装置之间的角度在30°上下加减10°的范围内。足垫 或者足部鞍状物或者地面为使用者的身体提供了稳定性。骨盆管束带为使用 者的身体提供了臀部稳定性。利用系在与使用者的座位后部尾端并列的支持 框架上的骨盆管束带来防止运动过程中使用者臀部的被抬起。弹性竖直支架 23可以是一个弹簧钢竖直支架，也可以是任何适宜的弹性塑料材料制成的弹 性塑料竖直支架。塑料材料可以从以下群组中选择：尼龙、聚碳酸酯、氯丁(二 烯)橡胶、丁基橡胶、硅树脂橡胶和任何符合弹性要求的合成弹性体。塑料材 料可以用玻璃强化从而满足了强度和弹性。
根据图4，一对拔起针50和51被插入座位20的背部从而使本发明的第 一种实施例中的靠背23可调节。
在开始运动时，利用使用者双腿和双脚施加的向后的力量，使用者向后 倾斜(腰部伸展)达到40°的运动角(角度范围上下加减10°)，从而迫使使 用者的背部中央压在靠背上达到40°的运动角(角度范围上下加减10°)，同 时，使用者双手握住球形把手24将双臂和双肩向后旋转(中部斜方肌、菱形 肌和后三角肌收缩)。当使用者的躯干向后倾斜达到大致40°(脊骨竖立肌完 全收缩)并且当使用者的双臂从前方位置向后旋转到平行于靠背顶部形成一 个“T”形时(中部斜方肌、菱形肌和后三角肌完全收缩)，运动结束。
弹性竖直支架23用来调整腰部伸展力的张力，和张力带组27用来调整 中部斜方肌、菱形肌和后三角肌收缩力的张力可以通过更换成其它弹性竖直 支架和具有不同张力的张力带组来进行调整。
第一种实施例中利用该矫正姿势的锻炼设备的另一种方法为，座位与水 平面成30°角，从而令使用者坐在锻炼设备上，双手放在适宜的位置上，双 膝弯曲，双脚平放在地面上，呈半站立姿势。由于此半站立姿势，使用者的 身体重量通过双脚和臀肌来保持使用者躯干在运动过程中的稳定。因为使用 者的身体可以向后弯曲成差不多与水平面成60°，利用足垫或座位带来保持 使用者身体稳定就不必要了，虽然向后弯曲更大的角度还是要求足垫或安置 足部的鞍状物或座位带来提供这种稳定性。
此外，支持框架40平面的30°倾斜角在使用者的双臂和双手特别处于使 用者的高度时有利于座位要求。一个较陡的角度，如45°角，会减少身体重 量对稳定性的作用，而较小的角度则趋向于增加设备的尺寸和长度。30°角在 处于锻炼动作结束阶段的双臂向后旋转时，有利于令使用者的臀部稍稍向前 倾斜，臀部倾斜可以在不利用其它设备的情况下使脊骨竖立肌隔离。使用者 的身体后倾引起臀部稍微向前推进，就造成了由于脊骨伸展形成的使用者背 部的凹度，而脊骨受到位于两个肩胛骨中间的张力带组27提供的张力和双手 以手掌向上位置握住球形把手24而提供的张力。
倾斜支持框架40的30°倾斜角将竖直支架23和衬垫靠背21与水平面的 角度设置成60°，从而可允许使用者向后伸展背部的运动达到至少30°的运动 角范围。另外，当使用者的双臂和双手在张力带组27的张力作用下位于与水 平面成60°角的位置时，竖直支架23和衬垫靠背21可以限制使用者向前运 动。
柄臂41和42具有可被调节来适合使用者手臂的长短从而让使用者以手 掌向上的位置握住球形把手的功能在于，随着使用者双臂在前伸展并且双手 处于手掌向上位置，使用者的前臂被伸展了，且肘部朝下。当双臂被向后旋 转到40°(加减10°)运动角范围内时，肘部仍然朝下。在这个位置，肩膀被 以一个外部旋转向后旋转。当使用者继续运动，肩膀就因为肩胛骨的运动- 同时在内收运动中的靠拢运动和在收缩运动中的向下运动-而向下旋转。在运 动结束时，在对驼背-鸡胸情况的矫正中，使用者的手掌向上，肩膀向下并且 向后，胸部被提升，并锻炼使用者的肌肉以达到正确姿势的位置。
手掌没有处于掌心向上位置，也就是说，位于向下或随意的位置时，会 减少矫正驼背-鸡胸情况和锻炼身体肌肉达到正确姿势位置的可能性。除非使 用者的手掌在手掌向上的位置上没有上翻，否则在双臂向后旋转时，上部斜 方肌就会趋于“接替”状态，迫使肩膀以向上和向前运动来代替向后运动， 从而失去了锻炼的效果。
此外，因为使用者的手掌没有处于手掌向上的位置从而肩膀向上和向前 运动的结果是，当肩膀向前运动时，使用者的双臂会一般地沿着站立位置的 垂直轴向身体中间旋转，并且使用者的双手会呈手掌向下成朝后的位置。
本发明提供的用来将驼背-鸡胸情况矫正为正确姿势的姿势矫正锻炼设 备的另一种实施例包括一个设备，该设备的操作为，使用者坐在一个倾斜的 座位上，从而通过重力提供的不断增加的阻力来抵抗使用者的身体向后运动， 和令使用者的双臂对抗安装在弹性竖直支架上的拉杆装置的向后旋转，该设 备还提供所述弹性竖直支架的阻力，所述弹性竖直支架的所述阻力由装配在 所述竖直支架底部的第二个拉杆装置引起，在这里，使用者的双手以手掌向 上的姿势握住附接在臂状位置调节器外端的设备的可旋转臂状位置调节器的 下方的球状把手从而将双手定位。该实施例包含一个矩形倾斜支持框架装置， 它又包括两个足部鞍状物来安放使用者的双脚，该足部鞍状物附接在框架装 置的前部支持导轨地面上，该框架装置的后部支持导轨装配有锁定推进顶杆 从而将框架装置的后部支持导轨从折叠储存位置锁定为竖直位置。该框架装 置在一对支持导轨上支持着一个可滑动的座位，一个压缩表盘支架啮合该一 对支持导轨从而来调整座位的位置。该框架装置支持着弹性竖直支架而拉杆 装置就在安装在其上。
扭力杆装置的第三种实施例包括一个附接在所述可旋转臂状位置调节器 上的伸缩带，该伸缩带提供张力给使用者的双臂。当手臂向后旋转时，伸缩 带收缩从而增加张力。该第三种实施例包括一种装置，该装置利用附属部件 来折叠设备框架的后腿和竖直支持杆从而便于设备的存放。
根据图7～图14，说明了本发明提供的设备的第二和第三种实施例。图 1～图6中具体组件的标号和命名与图7～图14中的相同。在图7～图14中 另加的组件被分别另外标号和描述。
图7是后视图，图8是侧视图，说明了一个可调节支持杆及相关组件的 第二种实施例。在图7中，弹性竖直支架23啮合在带有座位面板53的面板 毂52的六角形张力杆51上，从而来提供向后的张力作为张力装置28。靠背 21通过球状旋转关节54被安装在竖直支架23上，球状旋转关节54包括一 个球55插入靠背21的球状承窝56中。座位面板53支持着座位20。图8是 图7中在张力装置28的张力作用下支持杆23向后运动时的侧视图，张力装 置28包括张力杆51和座位面板53的面板毂52。
图9说明了图7和图8中支持臂组件的第二种实施例，具有臂状支持物 41和42，靠背21，弹性竖直支架23，座位20，包含有张力带51和座位面 板53的面板毂52的张力装置28，利用固定销54插入洞55将弹性竖直支架 23连接到座位20上(座位面板53没有被显示)。
图10作为图9中张力装置28的后视图说明了第二种实施例中，后视图 显示出扭力杆51和56被平行于竖直支架23垂直地安装，通过支持组件59 和60及靠背21将所述的扭力杆51和56附接于臂状支持物41和42上。靠 背连接到竖直支架的球状关节没有显示出来。靠背覆盖板62遮盖了较底的， 扭力杆51、56与靠背21的固定连接。
图11说明了图10的后视图中第二种实施例的细节，以侧视图来显示了 后板64，该后板64在背衬23内侧支持着张力装置28。
图12说明了图1中框架装置10的第三种实施例，以侧视图显示了支持 着座位20、竖直支架23和靠背21的框架10的倾斜角度。另一种安置足部 的鞍状物55被显示为与框架10支持件37和35的连接末端前部的地面接触。
图13说明了本发明提供的姿势矫正设备的第四种实施例，为上部组件的 后视图。图13说明了张力装置28包括有可调节的张力带27，该张力带27 连接具有球状把手24的臂状位置调节器。竖直支架23作为一个板簧。衬垫 座位20支持着使用者。靠背21被附接在竖直支架23上。位于框架10后部 支持腿上的铰链支架70将框架10的后腿36和37向前向内折叠从而收紧设 备以方便存储。装有弹簧的柱塞71将板簧竖直支架23附接到铰链支架72(未 显示)上，从而将设备的上部组件装置：柄臂41和42、竖直支架23、张力 装置28、靠背21向前折叠，收缩以利于存储。在装置处于使用状态时可通 过横杆75来阻止上部组件装置向前折叠。
图14是图13中第四种实施例的侧视图，说明了框架10的后部支持腿的 铰链支架70，图12中的另一种安置足部的鞍状物55，张力装置28包括有张 力带27，竖直支架23和一个压缩螺旋装置76，该压缩螺旋装置76在适当的 位置旋紧时可将座位20定位在框架10上。铰链支架70允许设备被折叠起来 存储。
该姿势矫正锻炼设备通过三种不同的生物力学运动来恢复正常的脊骨排 列：
1.腰部伸展：
躯干处向后倾斜(40°)受到靠背和相邻弹簧钢靠背的阻力从而锻炼 脊骨竖立肌。这些肌肉在驼背-鸡胸的情况下是虚弱且松弛变长了， 当被加强后，竖立肌会将脊骨和躯干向后拉到正常的排列。
2.中部斜方肌/菱形肌/后三角肌收缩：
双臂和肩膀从向前位置向后旋转(手掌向上)，由铁柄和球状把手的 引导向后旋转到与靠背平行的位置，受到由铁质张力带提供的阻力， 从而来锻炼了中部斜方肌、菱形肌和后三角肌。这些肌肉在驼背-鸡 胸的情况下是虚弱且松弛变长的，当被加强后，他们会将两个肩胛骨 向一起拉从而迫使肩膀进入正常排列。
3.拉伸：
颈部(屈肌)，躯干(腹肌，斜肌)和臀部(屈肌)的适当拉伸有助 于脊骨和肩膀的重排。
4.当躯干和肩膀被向后拉，头部(处于向前位置)会跟着配合来完成全 部的脊骨重排。
本矫正姿势的锻炼设备的使用提供了一种又省钱又易行的方法帮助最普 通的不正当排列形式(驼背-鸡胸)的姿势恢复。据相信，以一周三次的频率， 每天花几分钟来使用该设备将证明已足够矫正大多数问题。许多锻炼项目给 出了高频率的失败，本矫正姿势设备(虽然不是明显的增加肌肉或消耗脂肪 的设备)考虑到有限的时间投入量，却提供了一个达到全面健康的高回报量， 因此，当与任何其他的健康项目相比较时，使用者更可能愿意坚持利用本项 目并达到他们的目标。