健身器械使用例如配重、配重板、弹性带、弹簧和类似物来提供使 用者可以用来健身的阻力。已经发现在许多这些器械中根据情况作为使 用者克服阻力运动其手臂或腿的距离的行程长度必须合理的长，并因此 健身器械的尺寸必须很大。
最好是使用者在该行程长度上经受大致恒定的阻力。如果使用弹簧 或螺栓部件来提供该阻力，如公知，弹簧的特性是其阻力随弹簧变形或 多或少线性地增加。换言之，该阻力装置运动越大，抵抗使用者运动的 阻力越大。这当然不是所需的性能。
如果使用一个或多个配重来提供阻力，在行程长度上可以获得大致 恒定的阻力。当身体强健的使用者使用健身器械时，必须提供的配重的 数量是可观的，并且所伴随的缺点是健身器械不容易运输，并且不可避 免的是健身器械非常笨重并输送给消费者的成本很高。
另一个因素是作为当能量通过使用者输入健身器械时通过该阻力装 置显示出来的阻力的正阻力应该尽可能与存储在该健身器械中的能量在 返回行程上释放时造成的负阻力相同。如果摩擦和类似的损失最小化， 这些力只至少在某些程度上可以相互匹配。
特别对于针对家庭使用者的装置，可以相对方便的方式调整由健身 器械显示的阻力。如所述，该健身器械应该紧凑并重量轻，使其特别对 于家庭使用者来说适合运输和储藏。还希望能够以至少两种模式使用该 器械，即通过向下拉动可以是例如手柄、杆、踝套或腕套或类似物的致 动装置克服阻力，或者通过向上拉动致动装置克服阻力。这些模式只通 过实例给出，使得该健身器械可构造成提供克服例如使用者的推动或转 动的任何类型运动的阻力。

本发明提供了一种健身器械，其包括带有一个上端部和一个相对的 下端部和相对侧部以便形成壳体的细长框架；位于该壳体内的阻力组 件；在倾斜位置上支承该框架的支承构件，在该倾斜位置上该下端部位 于地面上，由此框架在一侧具有倾斜的面向上的表面以及在另一侧上具 有倾斜的面向下的表面；在框架的上和下端部之间安装在框架上的座 椅，该座椅在第一操作位置上从该倾斜的面向上的表面延伸；位于框架 的上端部并通过座椅上的使用者运动的至少一第一手柄；以及位于框架 的下端部上并通过座椅上的使用者运动的至少一第二手柄，该阻力组件 包括一缸和一细长构件，该细长构件至少部分延伸到该缸内，以便在其 纵向相对该缸进行往复运动，该缸可通过该第一和第二手柄之一克服阻 力组件所产生的第一阻力相对于该第二部件和该框架运动，并且该细长 构件可通过该第一和第二手柄的另一个克服阻力组件所产生的第二阻力 相对于该缸和该框架运动。
最好是该座椅可从操作位置运动到该座椅位于壳体的第一部分之上 的第一储藏位置。
该健身器械在框架的下端部上包括踏板，该踏板在操作位置时静置 在地面上以便接收座椅上的使用者的至少一只脚。
该踏板可以从操作位置运动到该踏板位于壳体的第二部件之上的第 二储藏位置。
该健身器械可包括至少一用于控制第一和第二阻力的控制装置。该 至少一控制装置安装在踏板上。
最好是靠背在座椅之上安装在框架上。
该健身器械可包括至少一从框架的上端部延伸的支承件，并且该第 一手柄可通过该支承件支承，由此座椅上的使用者可使得至少一手柄克 服该第一阻力相对于该支承件向下运动。
该健身器械可包括与该阻力组件连接的第一机械增益系统，由此该 第一手柄运动第一距离造成该阻力组件的至少第一部分相应运动第二距 离，该第二距离小于第一距离。采用此实施例，该阻力组件可包括第一 和第二端部，并且当该组件的至少第一部分通过第一手柄造成运动时， 第一端部与框架上的第一支承件接合并且第二端部相对于该框架运动。
健身器械可包括与该阻力组件连接的第二机械增益系统，由此该第 二手柄运动第三距离造成该阻力组件的至少第二部分相应运动第四距 离，该第四距离小于第三距离。
附图说明
本发明将通过实例参考附图进行说明：
图1是本发明的健身器械在即可使用状态下的侧视图；
图2是从该器械的前部的透视图，其中拆卸有些部件以简化说明；
图3表示图1的健身器械的运动部件；
图4表示与图3类似的健身器械，该健身器械使用阻力组件，该阻 力组件不同于图1～3器械内使用的阻力组件；
图5是图4配置的侧视图；
图6是图4配置使用的连接板的放大透视图；
图7和8分别表示适合用于本发明健身器械的阻力组件的可选择类 型；
图9示意表示阻力组件的现有技术的类型；
图10和11分别表示健身器械的变型以便增加可以通过该器械进行 的健身项目；以及
图12和13是分别以操作和储藏模式表示按照本发明变型的健身器 械的侧视图。

图1～3表示按照本发明第一形式的健身器械10。
该健身器械包括细长框架12，该框架连接有座椅16，使用者可坐在 座椅上，用于使用者后背的靠背18定位在座椅上。为了储藏和运输的目 的，通常由一个或多个支杆20支承的座椅16可以向下折叠，使其大致 平行于框架，同时以类似的方式由一个或多个支杆22支承的靠背可以向 框架枢转以便采取紧凑的位置。结构24可使用在框架的上端部上以便用 于载有健身顺序的信息的卡片的保持装置。
该框架通过向下悬置的U形构件28相对于地面26支承在倾斜位置 上，该U形构件在枢转点30处连接在框架12后侧的支架32上。U形构 件28可向内朝框架12运动以便于储藏和运输，或如图1所示可运动离 开框架以便为框架提供最大程度的稳定支承。
该健身器械在框架底部包括踏板36。该踏板形成壳体，电马达38 和由马达驱动并通过柔性管42将空气输送到由框架12支承的缸44的空 气泵或压缩机定位在壳体中。
该健身器械在框架的下端部包括踏板36。该踏板形成壳体，电马达 38和由马达驱动并通过柔性管42将空气输送到缸44的空气泵或压缩机 定位在壳体中。框架12形成带有相对上和下端部45B和45C以及相对侧 壁45D和45D的浅罩45，并且该缸位于该罩内，并由该框架支承。该缸 最好完全定位在罩内，使得该缸的部分即使外部可见也不从框架伸出。
踏板壳体的上表面46是锯齿形的或进行粗糙化，而且提供作用表 面，定位在座椅上的使用者的脚作用在该作用表面上。
柔性电线50从马达延伸到主电源上，未示出。踏板36上的开关52 可通过使用者的脚致动以便将马达38连接在主电源上或将该电源关闭。 以此方式，马达38的操作可以进行控制。压力释放阀60通过柔性线62 连接在缸44上。压力释放阀还可通过使用者的脚来操作。由此使用者可 以将压缩机开启并由此加压缸44；将压缩机关闭，或通过致动阀60来降 低缸内的压力。
缸44连接在活塞70上以便组成为使用者提供阻力的的组件72。其 实施方法在下面描述。缸44具有密封并安装在带轮的承载件76上的下 端部74。活塞70具有安装成在缸内往复运动的活塞头78和从该头延伸 的活塞杆80。杆的上端部安装在位于上部的带轮承载件82上。
第一滑轮和缆绳系统84安装成作用在下承载件76上，同时第二滑 轮和缆绳系统86安装成作用在上承载件82上。系统84包括一对通过一 系列滑轮92A～92E之上的缆绳90相互连接的手柄88A和88B。滑轮92C 通过经过该承载件上的滑轮100A和100B之上的缆绳98连接在承载件 76上。缆绳98的端部连接在框架12上的锚固点102上。
系统86分别具有位于通过滑轮112A～112E之上的缆绳110的框架 的下侧的手柄108A和108B。滑轮112C通过经过安装在该支承件上的滑 轮116A和116B之上的缆绳114连接在承载件82上。
从图2看出活塞头78只作用在缸内引导容积内。活塞头形成多个缺 口或切口120，并因此活塞头一侧上的缸内压力与该头的相对侧上的压力 相同。
活塞杆80是管状的，因此其内部122是中空的。插塞124密封杆80 的上端部。连接在活塞头78上的杆的下端部开口，并形成使得缸44的 内部与杆的中空内部连通的开口126。
使用当健身器械时，框架12定位成使其具有图1所示的定向。使用 者可在健身时坐、跪或站立。假设使用者通过其后背贴靠靠背18来将自 己定位在座椅16上。使用者用他的一只脚致动开关52并且马达38启动 并接着驱动压缩机40。一旦缸44的内部已经加压到所需空气压力时，马 达关闭。如果压力过高，压力释放阀60致动使得空气从缸内释放。因此 使用者可使用脚操作的控制装置52和60相对容易地调整或控制缸内压 力。
假设使用者抓握上手柄88A和88B并将手柄向下拉，如图3箭头130 所示。由于滑轮和缆绳系统84，下承载件76升高并且缸随着通过往复运 动进入缸内的活塞升高。当杆80被迫进入缸时，产生趋于反作用所示运 动的阻力。由缸和中空活塞杆80内的加压空气占据的有效容积根据杆延 伸到缸44内的程度来减少。
如果缸44内部的压力相对较高，那么需要相当大的力运动杆80进 入缸。但是由于与缸44的容积相比杆80的内部容积相对较小，当杆以 更大程度运动到缸内时，需要将杆运动到缸内的力只略微增加。换言之， 在由手柄88A和88B的向下运动表示的行程长度上，由活塞和缸组件72 表示的阻力只略微增加。
由于系统84的机械增益，手柄88A和88B的行程长度是活塞进入缸 的行程长度的四倍。因此与健身器械的行程长度相比，活塞和缸组件可 相对紧凑。所伴随的优点在于当组件伸缩时，由于活塞相对于缸的运动 程度受到限制，缸内压力的变化受到限制。
在组件72的所述伸缩运动期间，活塞杆的上端部由承载件82支承， 该承载件继而通过框架12上的支承构件或结构140支承。另一方面，当 抓握手柄108A和108B并以箭头142的方向向上拉时，上承载件82向下 运动并且通过框架上的与支承构件140相对的支承或支承构件146防止 安装在下承载件76上的缸44的下端部74运动。
与活塞进入缸的行程长度相比，手柄108A和108B显示出与手柄88A 和88B相同的相对长的行程长度。
健身器械10具有多个显著的优点。首先，使用者可以调整缸44内 的压力，并且这意味着使用者按照其身体条件即使在健身时也可调整阻 力。根据情况不同，使用者不需要从手柄88或108上脱开手即可进行调 整。其次，如所述，当使用手柄88或108时造成的行程长度是活塞进入 缸的行程长度的四倍。这使得健身器械具有紧凑的结构。
第三，每个系统84和86内的滑轮的数量相对少，并且这意味着摩 擦损失保持很低。因此由活塞和缸组件72显示的正阻力(即当手柄88 在箭头130的方向上运动时或手柄108在箭头142的方向上运动时所产 生的力)只略微大于作为当缸44内的空气彭胀以便将活塞和缸组件恢复 到其延伸位置时产生的力的负阻力。
已经提到的另一优点在于当杆运动到缸内时需要驱动活塞杆进一步 进入缸的力只略微增加。该力是缸内压力的函数，并且如果该压力足够 高，当活塞运动到缸内时力的相对增加是比较低的。力增加的程度是缸 44和中空杆80内部的相对容积的函数。
该健身器械重量轻。该阻力通过使用缸和活塞组件产生的，该组件 通过使用者将空气加压到可以调整的选择和受控的水平上。该健身器械 可紧凑地折叠成相对平的配置，在不使用时可例如储藏在床下或门后。 为此，座椅和踏板从其操作位置折叠到各自储藏位置，在储藏位置上座 椅和踏板叠置在罩的各自部分上。在这种情况下，应该看到压缩机和马 达安装在壳体36内并因此与该健身器械整体相关。如图1弯曲箭头158 所示，需要时壳体可向上折叠到靠近框架的紧凑的储藏位置。该健身器 械因此是弯曲整装的单元并只需要连接到电源上以便操作。然而，可采 用相同原理来设置健身器械，该器械可以是多个类似器械之一并通过远 程安装的压缩机加压。如果需要每个器械中的压力可通过每个各自使用 者控制。
在每种情况下，该控制是脚操作的。但是还可采用手操作、远程驱 动或声音驱动控制装置来调整缸内压力。
图4～6表示器械10的变型。使用多个弹性带160来代替活塞和缸 组件72。其中相同的参考标号用来表示相同的部件。
图4表示标号为160A、160B和160C的三个带，该带通过相应滑轮 162A、162B和162C之上。带的端部分别中止于圆头164A～164C。
带可在其下端部采用相应的结构。如图4所示，带的下端部通过与 滑轮162类似的滑轮166周围。该下端部连接在板168上。在每种情况 下，各自带的圆头与板内的细槽170接合。
板168具有固定到其后侧上的滑轮172。不可延伸的缆绳90通过滑 轮92之上并中止于手柄88，与图3所示类似。明显的是滑轮172用于 与滑轮92C相同的功能并且板168与下承载件168等同。当手柄88A和 88B向下拉时，板168向上运动并且带160受到张力。带的下端部向上 运动，同时固定在圆头164上的上端部保持不动。
实际上，带的上端部处的圆头164固定在与板168类似并以与上承 载件82(见图6)相同的方式作用的板176上。与缆绳10等同并中止于 与图3所示手柄类似的手柄108A和108B的缆绳178通过相应组的滑轮 周围并作用在上板176上。如果向上拉的力施加在固定在缆绳178的端 部上的手柄上，板176向下运动，其中下板168保持不动。
按照图4～6变型的健身器械提供双作用配置，其中可施加向上或向 下的拉力或推力，并且其中变型系统的机械增益是一个选择值，通常是 4∶1。三个带表示在图4中。此数量可通过使用者改变，使用者可选择 一个、两个或三个带来健身。
位于图4所示的静置位置的带通常相对不可延伸，并且行程程度起 始处的阻力相对低。可以提供调整机构，其中一个或多个带可通过中间 滑轮180和182周围，如图4的插图所示。如果各自滑轮在其上转动的 轴之间的距离可以调整，那么可以调整带张力。这与改变图1所示的活 塞和缸组件内的空气压力等同。
按照本发明的另一形式，图7略微示意表示用来代替图2和3所示 阻力组件72的阻力组件260。阻力组件260具有多个与组件72的类似 处，其中相同的参考标号用来表示相同的部件。组件260未表示安装在 健身器械中。它可以与组件72相同的方式使用，如图1～3所示。
组件72和组件260之间的主要区别在于组件260中标号为80A的活 塞杆是实体的。作为选择，如果该杆是中空的，杆的标号为226A的下端 部通过板或插塞密封，使其气密。
缸44的内部如所述通过压缩机或气缸加压。
活塞头78还具有缺口或切口120，该切口确保活塞头上侧的缸内压 力与活塞头的下侧上的压力相同。
当活塞杆相对于缸(其中缸不动)运动或如果使得缸相对于该活塞 杆(其中活塞杆不动)往复运动，当杆80A以更大程度进入到该缸时缸 内空气进一步加压，而当杆从缸中缩回时压力略微降低。除了组件72中 加压空气占据的最大容积等于缸的容积和活塞杆内部容积的总和以及最 小容积等于缸的容积减去活塞杆的壁容积之外，该操作与阻力组件72大 致相同。对于组件260，由加压空气占据的最大容积略微小于组件72并 等于缸的容积。最小容积同样略微减少，其中该容积等于缸容积减去实 体和密封活塞杆的容积。但是基本上阻力组件260提供与阻力组件72相 同的优点。
图8表示同样等同于组件72的另一阻力组件266。组件266包括第 一或外缸268和定位在缸268内侧的第二缸270。缸270的下端部272 开口并由其中形成多个孔276的板274支承。缸270的上端部由与缸268 和270密封接合并包括活塞杆284延伸通过其中的孔或插塞282的板280 支承。活塞杆的前端286载有活塞头288，该活塞头与第二缸270的内 表面290滑动和密封接合。杆284的外或上端部292与健身器械(未示 出)上的适合结构293接合。类似地，缸268的下端部连接在健身器械 的适合结构295上。阻力组件266可例如以图2所示的方式代替组件72。
缸268和缸270通过来自踏板(未示出)内的压缩机的加压空气同 时加压。
活塞头288进行与图2所示中空杆80或图7所示实体缸80A相同的 功能，以便当活塞头288进入缸270时，两个缸中的空气根据通过前进 的活塞头移位的空气总量加压。
本发明健身器械升高的位置应该与图9示意表示的现有技术的位置 相比较，图9表示用来自例如压缩机的空气源302的空气加压的储槽或 蓄能器300。结构相对小的单独的阻力缸304连接在该储槽上。缸304 包括带有活塞头308的活塞杆306，该活塞头安装成在缸304内往复和 密封运动。从现有技术文件中看出，由于需要至少两个单独的缸，使用 图8所示的现有技术配置的健身器械很笨重。如果现有技术的配置采用 在健身器械中，那么将难以提供在不操作的储藏模式下适于方便运输或 储藏的紧凑健身器械。但是此特定的目的通过本发明的健身器械来实 现。
采用阻力组件72和260，该活塞杆的有效截面面积确定该活塞杆运 动到该缸内时移动的空气容积。参考图2，假设该活塞杆在其中空内部具 有截面面积a，缸44具有截面面积A。当该杆运动到缸内距离1时，移 动的空气容积由表达式1×a给出。由于该截面面积显著小于缸44的截 面面积A，缸内压力的变化相对小，并且最大程度上该活塞克服不随着活 塞杆的运动显著增加的力进行运动。
在图7实施例中，实体活塞杆80A的截面面积是a，并且当活塞杆 进入缸44的距离为1时，移动空气的容积是a×1，该容积显著小于如果 活塞头78很大并且密封地与缸44接合的情况。
在图8实施例中，活塞288的截面面积是a，并且当活塞进入缸270 的距离为1时，移动空气的容积由表达式a×1给出。
在图1～3、图7和8分别示出的实施例中，根据情况，如果a显著 小于缸44的截面面积A或缸168的有效截面面积，那么当活塞从其完全 从缸缩回的位置运动到其完全插入缸的位置，阻力只是边际增加。尽管 可以采用图9所示的现有技术配置来实现空气压力的相对小的变化，这 需要以至少一占有另外空间的部件为代价。
A与a的比例应该至少是6但最好更高。在此方面，在活塞行程期间 所产生的阻力(这是a和缸内空气压力乘积的函数)和阻力变化之间必 须形成折中。
图10表示大致与图1～3所示类似的健身器械400。但是框架的上 端部402包括从该框架部分延伸在前侧之上(即框架的面向上的一侧) 的支承件404。该支承件包括两个其末端连接在横杆410上并在相对端 部处枢转安装在支承构件140上的杆406和408。取消手柄88A和88B， 并且延伸到该手柄上的缆绳90的端部而是连接在侧向杆412上。缆绳通 过横杆上的滑轮414之上，并且横杆上的结构确保缆绳可靠地保持在滑 轮内。如果不使用横杆412，那么可以保留手柄88A和88B，并且使用者 的手臂将不局限于同时操作。
杆406和408下端部处的止挡416使得支承件404向下枢转到框架 的后侧，即框架的面向下的一侧，以便储藏和运输。止挡416还可对例 如位置、定向或形状进行调整，使得杆406和408的倾斜度可以变化。 这继而改变使用者之上的横杆的高度，并改变健身的项目。另一方面， 在图10所示的操作位置中，该止挡邻靠框架的侧壁45D和45E，其中该 支承件在限制位置。坐在座椅上的使用者因此能够抓握侧向杆412的相 对端部并通过向下拉杆以克服由阻力组件72产生的阻力来进行健身。
此前指出并与本发明健身器械相关的所有优点通过健身器械400表 示出来。
图11表示对于本发明器械进行的另一变型。在此情况下，结构420 枢转地连接在座椅16的外边缘422上。结构420是任选的，并因此枢转 连接的设计使得如果需要该结构与座椅接合或可与座椅脱开。
结构420包括向下延伸的构件424，该构件在其下端部具有在相反 方向上延伸的相对小的横部件。该横部件在其每个伸出侧上载有垫428。
横部件426的每个端部分别通过连杆430连接到通常延伸到下手柄 108A和108B的缆绳10的端部上。这些手柄可从缆绳上拆卸。
结构420的配置使得座椅16上的使用者能够将其脚或踝与横部件 426上的垫428接合。同时保持在座椅16上，该使用者可抬起腿来克服 由阻力组件72施加并通过连杆430传递到结构420上的阻力。
在一个变型中，不使用构件424。保留横部件426，并只连接到连杆 430上。腿的运动因此不受构件424的枢转运动的限制。
图12和13表示分别在其操作和储藏模式下的本发明略微变型模式 的健身器械500。其中相同的参考标号表示相同的部件，并且健身器械 500的结构不详细描述。
该健身器械包括总体为上面所述类型的框架12，该框架容纳缸和活 塞阻力组件。带有横杆412的杆406安装在框架的上端部上，并且健身 器械在其相对端部上包括踏板36。座椅16和靠背18安装在框架的前部 向上倾斜一侧，而U形支承构件28安装在支承构件的倾斜和面向下的后 侧上。
该座椅可通过可调整的支杆502固定在操作位置，如图12所示，而 靠背18类似地通过可调整的支杆504固定在操作位置，如图12所示。 另一方面U形支承构件可通过一个或多个紧固件506保持在选择的操作 位置上，该间隔件夹靠在枢转安装有该构件的板508上。
踏板36包括脚操作的控制装置以便控制压缩机的操作并对于安装在 框架内的阻力装置空气释放进行控制。与图1所示的结构相比，由于为 活塞和缸阻力组件提供压缩空气的压缩机和马达510安装在壳体512 中，壳体固定在框架的后侧上。
本发明健身器械的显著优点在于可以从该框架的上端部上拆卸杆 406、横杆和侧向杆。该靠背和座椅可运动到储藏位置，如图13所示， 在该位置上这些部件叠置在该框架的前侧的部件上，同时支承构件28可 折叠，使其靠近后侧，其中壳体512定位在U形支承构件的相对分支之 间。踏板36向上枢转以便叠置在框架前侧上的座椅的一部分上。
在图13所示紧凑或储藏构形中的健身器械占据相当小的容积以便于 该装置的储藏和运输。特别重要的是没有足够空间使得该器械一直保持 完全直立的人可以得到和使用该器械。