陀螺仪练习器

申请号 CN201010178907.9 申请日 2010-05-21 公开(公告)号 CN101905073A 公开(公告)日 2010-12-08
申请人 戴那弹性材料国际有限公司; 发明人 汤姆·史密斯;
摘要 一种 陀螺仪 练习装置,其带有连接到壳体的一对把手。用户抓握和沿着锥形轨迹旋转把手,促进 转子 的旋进,其围绕它的旋 转轴 旋转,以将阻 力 提供给用户。该装置具有转轴圆盘,其保持转子的转轴末端。转轴圆盘的圆周和转子转轴的末端在壳体中的圆形轨迹内。回缩 线轴 允许拉动起动。可选择的 电机 连接到具有轮的转轴圆盘,用于围绕 旋转轴 通过短暂的从包括在把手之一内的 电池 的电力供给来旋转转子。可选择的腹部滚圈适于腹部运动。
权利要求

1.一种陀螺仪练习装置,包括:
陀螺仪转子,其包括围绕旋转的主轴和旋进的副轴平衡的转子;
壳体,其用于避免用户不注意的肢体接触以保护陀螺仪转子,并且在手动的陀螺仪拉动起动过程中允许与陀螺仪转子的有限的通路;
固定有右转子部分和左转子部分的转轴,其中转轴定位为具有相对平方向的纵向的旋转轴,还包括一对转轴的相对端;
环形的轨道,其用于可旋转地在转轴的相对端保持转轴,其构造为在环形的轨道中旋转,其中环形的轨道是围绕横过纵向旋转轴的旋进轴定位,其中旋进轴垂直于纵向旋转轴,并且其中相对的末端与环形的轨道配合,该轨道形成为带有圆周外形的凹槽,其围绕壳体的内圆周表面设置,允许陀螺仪转子和转轴的旋转和旋进;
拉动把手连接到拉绳,其中拉动把手用于拉动拉绳,其中拉绳在拉绳的第一末端连接到把手;
可伸缩的紧握套筒,其中紧握套筒进一步包括紧握套筒和围绕转轴装配的线轴元件,并且在拉绳的第二末端连接到拉绳,其中线轴元件在围绕线轴的线圈中接纳和保存拉绳;
其中紧握套筒还包括固定到线轴元件和转轴的单向轴承元件,并且其中单向轴承元件允许线轴元件在一个方向围绕纵向旋转轴旋转,但是在相反方向停止线轴元件的旋转,其中单向轴承带有具有轴承壳体外表面的轴承壳体,该外表面固定到线轴元件;
其中握柄套筒还包括弹簧,其围绕转轴缠绕,并且具有连接到紧握套筒壳体或线轴的第一内端,和连接到紧握套筒壳体或者线轴的第二外端。
2.根据权利要求1所述的陀螺仪练习装置,其中陀螺仪转子还包括右转子部分和左转子部分,其中在右转子部分和左转子部分之间转子具有深的凹槽,其从圆周表面向内在转轴的方向周向地延伸,其中紧握套筒是可伸缩的,并且固定在右转子部分和左转子部分之间,其中深凹槽在旋进的轴上。
3.根据权利要求2所述的陀螺仪练习装置,还包括:
a.一对对立的把手,至少一个把手具有内腔以容纳手动的拉动起动器,其中拉绳由至少内腔的一部分穿过;和
b.环状的框架,其包括带有环形凸缘的外环元件和接纳在外环元件的凸缘中的内环元件,并固定到外环元件,两个环元件具有相对的环形槽用于可操作地保持陀螺仪运动元件的轨道的上半部分和下半部分。
4.根据权利要求2所述的陀螺仪练习装置,其中拉绳在旋转元件连接到拉动把手,其中旋转元件相对于拉动把手利用最小的摩擦旋转。
5.根据权利要求2所述的陀螺仪练习装置,其中单向轴承还包括带有多个狭槽的笼,其中各个狭槽有这样的大小以接纳针式轴承元件和板簧,其中单向轴承还包括具有带有许多斜板形边缘的内表面的轴承壳体。
6.根据权利要求1所述的陀螺仪练习装置,在陀螺仪转子中,其中紧握套筒是可伸缩的,并且固定在陀螺仪转子的一个末端,位于陀螺仪转子和环形轨道之间。
7.根据权利要求6所述的陀螺仪练习装置,还包括:
a.一对对立的把手,至少一个把手具有内腔以容纳手动的拉动起动器,其中拉绳由至少内腔的一部分穿过;和
b.环状的框架,其包括带有环形凸缘的外环元件和接纳在外环元件的凸缘中的内环元件,并固定到外环元件,两个环元件具有相对的环形槽用于可操作地保持陀螺仪运动元件的轨道的上半部分和下半部分。
8.根据权利要求6所述的陀螺仪练习装置,其中拉绳在旋转元件连接到拉动把手,其中旋转元件相对于拉动把手利用最小的摩擦旋转。
9.根据权利要求6所述的陀螺仪练习装置,其中单向轴承还包括带有多个狭槽的笼,其中各个狭槽有这样的大小以接纳针式轴承元件和板簧,其中单向轴承还包括具有带有许多斜板形边缘的内表面的轴承壳体。
10.根据权利要求1所述的陀螺仪练习装置,其中陀螺仪转子形成为一对圆盘,其中陀螺仪转子包括一对主要圆盘和一对可移动的次要圆盘。
11.一种陀螺仪练习装置,包括:
陀螺仪转子,其包括围绕旋转的主轴和旋进的副轴平衡的转子;
壳体,其用于避免用户不注意的肢体接触以保护陀螺仪转子,并且在手动的陀螺仪拉动起动过程中允许与陀螺仪转子的有限的通路;
固定有右转子部分和左转子部分的转轴,其中转轴定位为具有相对水平方向的纵向的旋转轴,还包括一对转轴的相对端;
环形的轨道,其用于可旋转地在转轴的相对端保持转轴,其构造为在环形的轨道中旋转,其中环形的轨道是围绕横过纵向旋转轴的旋进轴定位,其中旋进轴垂直于纵向旋转轴,并且其中相对的末端与环形的轨道配合,该轨道形成为带有圆周外形的凹槽,其围绕壳体的内圆周表面设置,允许陀螺仪转子和转轴的旋转和旋进;
拉动把手连接到拉绳,其中拉动把手用于拉动拉绳,其中拉绳在拉绳的第一末端连接到把手;
可伸缩的紧握套筒,其中紧握套筒进一步包括紧握套筒和围绕转轴装配的线轴元件,并且在拉绳的第二末端连接到拉绳,其中线轴元件在围绕线轴的线圈中接纳和保存拉绳;
其中紧握套筒还包括固定到线轴元件和转轴的单向轴承元件,并且其中单向轴承元件允许线轴元件在一个方向围绕纵向旋转轴旋转,但是在相反方向停止线轴元件的旋转,其中单向轴承带有具有轴承壳体外表面的轴承壳体,该外表面固定到线轴元件;
其中握柄套筒还包括弹簧,其围绕转轴缠绕,并且具有连接到紧握套筒壳体或线轴的第一内端,和连接到紧握套筒壳体或者线轴的第二外端;和
其中拉绳在旋转元件连接到拉动把手,其中旋转元件相对于拉动把手利用最小的摩擦旋转;和,其中单向轴承还包括带有多个狭槽的笼,其中各个狭槽有这样的大小以接纳针式轴承元件和板簧,其中单向轴承还包括具有带有许多斜板形边缘的内表面的轴承壳体。
12.根据权利要求11所述的陀螺仪练习装置,还包括:
a.一对对立的把手,至少一个把手具有内腔以容纳手动的拉动拉动起动器起动器,其中拉绳由至少内腔的一部分穿过;和
b.环状的框架,其包括带有环形凸缘的外环元件和接纳在外环元件的凸缘中的内环元件,并固定到外环元件,两个环元件具有相对的环形槽用于可操作地保持陀螺仪运动元件的轨道的上半部分和下半部分。
13.根据权利要求11所述的陀螺仪练习装置,还包括:固定在转子上发光二极管
14.根据权利要求11所述的陀螺仪练习装置,其中转子由塑料构成,其中转子还包括固定在转子内的和围绕转轴固定的金属环,其中金属环用于在高速旋转中平衡。
15.根据权利要求11所述的陀螺仪练习装置,其中拉绳在内腔中穿过,并且其中拉动把手还包括挡,其保存在至少内腔的一部分内。
16.根据权利要求11所述的陀螺仪练习装置,其中陀螺仪转子形成为一对圆盘,其中陀螺仪转子包括一对主要圆盘和一对可移动的次要圆盘。
17.根据权利要求11所述的陀螺仪练习装置,还包括固定在壳体外环元件上的腹部滚圈,其中腹部滚圈相对于壳体的外部元件旋转。

说明书全文

陀螺仪练习器

[0001] 本申请是待审批的编号为12/072,776的美国专利申请的部分的延续并要求该申请的优先权,该申请于2008年2月28日提交且名称为陀螺仪总练习器,该申请要求Smith,Tom于2007年3月27日提交的名称为陀螺仪总练习器的编号60/920,250的临时申请的优先权。

技术领域

[0002] 本发明通常涉及陀螺仪设备的练习设备,尤其是涉及整体身体练习的陀螺仪设备,其构造为可容纳复杂的由电动机驱动的起动器,或者可容纳手动的起动器以获得足够的旋进速度。

背景技术

[0003] 陀螺仪练习器是公知的并且已发展为希望能提供动态的身体练习。例如:消防队员必须经常锻炼他们的前臂和手腕,如同大多数竞技运动员所做的那样。在日常生活中,人们依靠强壮的肌肉在白天的日常劳作中完成每项任务,例如从提起食品杂货袋到干重活,如铲。陀螺仪练习器是随着这样的认识发展起来的,即许多传统的举重技术装备和设备分别锻炼不同的肌肉,在体育馆之外几乎不能带来有益效果。然而,传统的陀螺仪练习器也只有有限的应用,即只能作用于手部和与其邻近的肌肉区域,不能锻炼全身。人们想方设法使设备能利用回转以有助于发展和强化经过选择的人体的肌肉。如果使用者设法使质量体以绕其旋转轴的方式运动,陀螺效应或者旋进,使得快速旋转的质量体能产生强大的扭矩
[0004] Herbold的美国专利申请3,617,056提供了一种哑铃,其利用由两个旋转加重圆盘产生的旋进力来提高练习动作的效果。然而,这样的设备基本上是用于锻炼使用者的手和手臂。
[0005] 旋进驱动的陀螺仪手腕练习器是首先由ArchieL.Mishler发明的,并且在1973年4月10日获得美国专利3,726,146。对于那些不熟悉陀螺仪手腕练习器机构的人而言,Mishler参考摘要提供了有关运动物理学的优秀的入书。JerroldW.Silkebakken通过在轨道内部增加的区域环进一步改进了旋进的稳定性,其在1979年4月24日获得了美国专利4,150,580。
[0006] 美国专利4,703,928提供了一种陀螺仪练习设备,其利用一壳体容纳旋转的质量体,这形成了用于旋转质量体的电机转子。质量体的旋转轴垂直于壳体的上下表面。踏板,其用于固定围绕两条相互正交的轴旋转,它是这样固定的,即脚部的旋转位移与旋转质量体的陀螺效应对应,产生等比的练习效果。虽然该设备可用于身体各肢干和躯干,但是它不能允许身体的几个肌肉群同时得到锻炼。
[0007] 由US4,150,580和5,353,655公开的两种练习器非常类似于市场上可买到的用来锻炼手部的抓握力的陀螺仪练习器。因为这些练习器涉及手部和腕部的动作,它们通常构造为产生紧压的旋进现象,利用以中空的小转子形式的陀螺仪圆盘和带有内部圆形导轨的支持装置以及外部圆形的抓握表面,上述部分都位于一个套装中,该套装的大小和重量与使用者的手掌相适应。Escher的美国专利US4,703,928公开了一种类似于限制手部的练习器,其带有可行的相同的改型以使得身体的活动部位更多。但是定制的附件是非常多的,而且必须带有比较大的空间以使得它们汇集在一起,而不管它们是否便于携带。
[0008] 所有的这些努力都不能提供一种有作用的陀螺仪练习器,其可以实际上用来提高肢体的施力和使用者的身体的不同的肌肉的活力(例如,背肌、三肌、胸肌、二头肌和三头肌)。这样的设备能够同时锻炼用户的多种大的肌肉群,以获得强健的耐力和心血管练习。
[0009] 此外,有需要提供一种改进的陀螺仪练习设备,其具有起动装置以获得用于旋进的阈限转子转速,和用于有效的支承高速旋转分量的牢靠的机构,以用于延长产品的使用寿命,只需要很少的或者不需要技术保养,除开常规的润滑和电池更换。
[0010] 那么,本发明的发明人已经在于2003年10月24日提及的申请号为10/693,338的于2005年5月12日公布的美国专利US2005/0101454中公开了身体比例陀螺仪练习器的基本的设计。本发明是对公开的较早的实施例的改进,并且提供了一种带有实质调整了多个方面的总陀螺仪练习器。
[0011] 本发明的目的是提供一种陀螺仪总练习器,其具有起动装置以获得用于旋进的阈限转子转速,其中由手臂或腿部的舒适的踏板动作产生了练习装置的陀螺仪激活作用,其相应地增加了从练习器的躯干的手和脚的肌肉的动态的抵抗的重量,从而增强了爆发性的肌肉的力量和大多数的肌肉。
[0012] 之前,现有技术中的陀螺仪练习器,要么因为繁复的小故障和用于起动它的低功率的电器而难以起动,要么相反地易于起动的陀螺仪练习器与重型的相比功率小重量轻。因此,本发明的重点是提供一种重型的转子陀螺仪练习器,其足够重以锻炼两只手臂,而且即使是对于初学者而言仍然是易于起动的。
[0013] 各种各样可收缩的拉动起动器构已经被用于起动小发动机,例如割草机的发动机,业余爱好车辆的发动机及其他小用具的发动机。传统类型的典型的复卷式绳索起动器在于1951年8月21日公布的P.E.Mack的美国专利2,564,787中描述了,其中公开的内容全部作为引用合并到本申请中。P.E.Mack公开了典型的复卷式绳索起动器,其具有拉手、卷簧、线轴和单向离合器设备。如P.E.Mack所展示的现有技术的复卷式绳索起动器之前曾极其广泛地在陀螺仪应用领域中使用。
[0014] 本发明的另一个目的是提供一种陀螺仪总练习器,其带有起动装置用于初始化旋进运动,利用可交替的来自电动机或者人力的能源,取决于由不同的用户群所需要的不同的方面。
[0015] 本发明的另一个实施例提供了一种改进的手提式的陀螺仪练习设备,其易于制造,仅需要定期润滑的日常维修,并具有更长的使用寿命。

发明内容

[0016] 一种陀螺仪练习设备,其具有连接到壳体的一对把手;把手中的一个支撑用于起动陀螺仪运动的电源;由用户把持和旋转的把手沿着圆锥形的路径促使转子的旋进,该转子围绕其旋转轴旋转以向用户提供阻力。
[0017] 在壳体内有陀螺仪运动单元,其带有截平的和凹进的球形的旋进转子,其具有在相对的方向伸出的内轴,该转子被保持以产生围绕延伸垂直于把手的旋转轴的旋转,并且产生围绕延伸通过把手的中心的旋进轴的回转。通常为U形横截面的环形轨道用于可旋转地将旋转轴保持在其相对一端,围绕交叉通过旋转轴的纵向中心的旋进轴。轮轴盘具有内部开口以接纳转子的轮轴,和圆周边缘以接纳于轨道中用于随着轮轴共转。驱动电机枢轴地固定在轮轴圆盘上用于啮合转子的轴向地凹陷的环形轨道,以在它们一同围绕旋进轴旋转时初始化转子的旋转,之后促使形成旋进运动;和动态的用于电机的电源接头,以接收来自带有开关的固定电源的电力。
[0018] 环形的框架围绕壳体,并且具有带有环形凸缘的外环元件和较小的接纳在外环元件的凸缘中且紧固在其中的内环元件,内外环元件都具有相对的环形槽用于协同操作以保持陀螺仪运动单元的轨道的上半部分和下半部分。和一对桁架构件,其在两个从内环到外环元件的直径相对的位置将把手紧固到框架。内外环元件的每个还具有多个直径位置的圆周的凹口以减轻练习设备的空转重量。在一个或多个凹口中可以形成与轨道连通的油入口用于润滑陀螺仪运动单元的内部,以使得练习设备安静和平稳地操作。
[0019] 动态的电源接头包括设置在相对固定的把手中的电源电池,电源导管,通常不与电源导管接触的用于偏压电池的装置,和具有两个隔离触点的导体元件,一个位于另一之上,固定在陀螺仪运动单元的轮轴圆盘上,围绕旋进轴旋转。电源导管包括外部的管状的导电部分,其与导体元件的位于上部的一个触点接触,和内部的管状的绝缘体和针形的中心导线,其插入到绝缘体中且在其顶部和底部伸出以将电池的相反极性端头的一个连接导体元件的在下部的一个触点。偏压装置包括在把手中的近端的弹簧用于机械地将电池推离与中心导线的在顶端凸起的接触,和位于把手的内部末端的弹簧加载的开关,用于让使用者的手指扳动以在初始化设备的旋进时建立动态的电源。
[0020] 把手包括由便于成形的泡沫或者类似的弹性材料构成的抓握部分和金属构成的框架管构成,其通过外部的抓握部分是绝缘的,并且传导电力以维持从电源电池的终端的电传导。把手可以至少在内部是导电的以将近端的弹簧和弹簧加载的远端的开关电连接在一起,而除开当远端的开关被压下以建立电力线时,电池正常地暂停从通过近端的弹簧构成电路,其从远端的电池端子引出,通过弹簧加载的开关、框架管、近端的弹簧、外部管状的电源导管的导电的部分、旋转的导体元件底部的一个触点到电机的的两个终端,并通过旋转的触点的顶部的一个触点和中心导线返回到相反的电池端子。
[0021] 在本发明的一个不带电的实施例中,陀螺仪练习设备包括一对相对的把手,所述把手由使用者的上部和下部的肢体保持,两个把手具有内部相互连通的腔体以容纳促使陀螺仪的起动的手动的起动器。位于把手之间的陀螺仪运动单位带有截平的和凹进的球形的旋进转子,其具有在相对的方向伸出的内轴,该转子被保持以产生围绕延伸垂直于把手的旋转轴的旋转,并且产生围绕延伸通过把手的中心的旋进轴的旋转,通常为U形横截面的环形轨道用于可旋转地将旋转轴保持在其相对端,围绕交叉通过旋转轴的纵向中心的旋进轴。轮轴圆盘具有内部开口以接纳转子的轮轴,和圆周边缘以接纳于轨道中用于随着轮轴共转。转子具有深的中间凹槽,其从它的圆周的表面周向地延伸,并且终止在内轴的短端,和抓握套筒,其限定了中间凹槽的深度,并且带有齿面以确定地啮合人力驱动的起动器的至少一部分,从而初始化陀螺仪运动单元的高速旋进。环形的框架具有带有环形凸缘的外环元件和较小的接纳在外环元件的凸缘中且紧固在其中的内环元件,内外环元件都具有相对的环形槽用于协同操作以保持陀螺仪运动单元的轨道的上半部分和下半部分。球形壳体,用于保护陀螺仪运动单元避免任何与使用者或其他外部目标有任何物理接触,但是允许从它的外部观察单元的回旋动作。和一对桁架构件,其用于在两个从内环到外环元件的直径相对的位置将把手紧固到框架。
[0022] 环形永磁体可以通过在一侧的调节架牢固地固定到轮轴圆盘,并且多个线圈元件固定从而以在紧密地接近该磁体的方式与转子的轮轴共转,用于再生电力以存储在电源电池中,从而在以后的时间中操作电机和照亮陀螺仪运动单元的内部。固定磁体紧靠地与多个线圈和与转子的轮轴可旋转地固定的照明元件配合以产生在陀螺仪运动单元的操作中照亮其内部的电力。
[0023] 还有多个通孔围绕转子的环形轨道以冷却其两侧。在设备的制造中,多个钻孔的变形可以形成以平衡转子的重量,用于在任意的高速中进行平滑的旋进。
[0024] 现在将连同附图一起通过举例的方式来描述本发明的实施例。

附图说明

[0025] 图1依照本发明的第一实施例的陀螺仪总练习器的部分的纵向的剖面图,其中转子和圆盘横向地设置。
[0026] 图2是本发明练习器的活动部分的部分横截面上视图,显示了固定转子的轮轴圆盘的前面。
[0027] 图3是在图1中的练习器的轴向侧视图,显示了依照本发明的起动电机的电源接头。
[0028] 图4A是依照本发明的电触点机构在其正常位置、而按钮开关抬起的放大视图。
[0029] 图4B是依照本发明的由开关压下为起动电机提供电力的电触点机构的放大视图。
[0030] 图5是依照本发明的第二实施例的在陀螺球内部的陀螺仪运动的分解透视图。
[0031] 图6是类似于本发明的主要实施例的图3的本发明的第三实施例的练习器的部分的截面的侧视图,显示了由单一的拉动起动器替代了起动电机。
[0032] 图7是类似于图6的视图,其中转子和拉动起动器围绕把手的轴线旋转了90度以朝向前端。
[0033] 图8是在图6中围绕C部分的拉动起动器尖端的放大视图,显示了它的滑动端和围绕核心加强的侧齿。
[0034] 图9是本发明的练习器的第四实施例的部分剖面图,其具有人力拉动起动器,带有存储在练习器中的嵌入式安全设备。
[0035] 图10是类似于图9的视图,其中转子和拉动起动器围绕把手的轴线旋转了90度以朝向前端。
[0036] 图11是类似于图6的第三实施例的本发明的第五实施例的练习器的部分截面侧视图,显示了人力拉动起动器的位置和形状的改型。
[0037] 图12是本发明的第六实施例的练习器的部分截面侧视图,其中人力拉动起动器围绕转子轴缠绕和展开。
[0038] 图13转子的改进的抓握套筒的侧视图,带有在绳和转子之间的临时的缝隙连接。
[0039] 图14是可收缩起动器实施例的中心的剖面图。
[0040] 图15是可收缩起动器实施例的侧面的剖面图。
[0041] 图16是可收缩起动器实施例的侧面的分解图。
[0042] 图17是可收缩起动器实施例的中心的分解图。
[0043] 图18针式单向轴承放大视图。
[0044] 图19是转子的第一和第二圆盘实施例的横截面图。
[0045] 图20是可选择的腹部滚环的剖面图。
[0046] 相同的附图标记表示在所有附图中的对应的特征。
[0047] 下面列出的元件表提供了用于查阅附图和理解所有的这些部件如何彼此相关的附图标记。
[0048] 10陀螺仪练习设备
[0049] 12陀螺球
[0050] 14把手
[0051] 16电池
[0052] 18壳体
[0053] 20外壳
[0054] 22拱形
[0055] 24孔
[0056] 26框架
[0057] 28转子
[0058] 30套筒
[0059] 32轮轴
[0060] 34旋转尖端
[0061] 35端部
[0062] 36轨道
[0063] 38外环元件
[0064] 40环形凸缘
[0065] 41环形座
[0066] 42螺纹
[0067] 44内环元件
[0068] 45孔
[0069] 46孔
[0070] 48大螺纹
[0071] 49轨道插入物
[0072] 50环形槽
[0073] 52上部凹座
[0074] 54轮轴圆盘
[0075] 55轴
[0076] 56电动机
[0077] 58铰接装置
[0078] 60矩形机架
[0079] 62输出转子
[0080] 64轨道
[0081] 65通
[0082] 66币形磁体
[0083] 67钻孔变形
[0084] 68调节架
[0085] 70线圈元件
[0086] 72安装板
[0087] 74导向元件
[0088] 76凹口
[0089] 78进油口
[0090] 80通孔
[0091] 82臂
[0092] 84导体元件
[0093] 86叠合触点
[0094] 88套或涂层
[0095] 90开口
[0096] 92金属螺旋
[0097] 94线
[0098] 96壁
[0099] 101导管
[0100] 102导体部分
[0101] 104绝缘体
[0102] 106导体
[0103] 108顶部
[0104] 110底部
[0105] 112正极端子
[0106] 114导电管
[0107] 116按钮开关组件
[0108] 118金属销
[0109] 120盖元件
[0110] 122开口
[0111] 124中心导向装置
[0112] 126金属弹簧
[0113] 128塑料套筒
[0114] 130孔
[0115] 132近端的弹簧
[0116] 200陀螺仪练习器
[0117] 201拉动起动器
[0118] 204拉绳
[0119] 228核心转子
[0120] 230中心套筒
[0121] 232中间凹槽
[0122] 234线芯
[0123] 236齿形
[0124] 238尖端
[0125] 240把手
[0126] 242指孔
[0127] 246钩
[0128] 248止
[0129] 250管状间隔
[0130] 251孔
[0131] 252洞
[0132] 253对应的开口
[0133] 254圈顶
[0134] 256洞
[0135] 258管状间隔
[0136] 260拉动区域
[0137] 262非拉动区域
[0138] 300练习器
[0139] 301拉动起动器
[0140] 320内部把手尖端
[0141] 328转子
[0142] 340起动器把手
[0143] 348固体止块
[0144] 349内向螺纹
[0145] 400练习器
[0146] 401线
[0147] 420孔
[0148] 428转子
[0149] 430套筒
[0150] 438尖端
[0151] 442环
[0152] 448结
[0153] 500拉动组件
[0154] 505拉索
[0155] 510把手
[0156] 511旋转元件
[0157] 522轴承
[0158] 526转子元件
[0159] 529滚环
[0160] 530抓握套筒
[0161] 538帽
[0162] 539孔
[0163] 545轴承
[0164] 546缠绕的绳索
[0165] 550缝隙
[0166] 551线轴
[0167] 552壳体
[0168] 555收缩器
[0169] 561插入物
[0170] 562线圈或磁体
[0171] 563发光二极管
[0172] 566转子部分
[0173] 567单轴
[0174] 571壳体
[0175] 574转子
[0176] 887凹陷
[0177] 888卷簧

具体实施方式

[0178] 根据附图的设置,图1显示了本发明的陀螺仪练习设备10的第一实施例倾斜的方向,替代了它在使用中的给定的正常的平位置。设备10稍微类似摩托车车把手,其包括中心陀螺球12和两个径向的沿着公共轴线A延伸的把手14,其与旋进的轴线同轴的,也与练习器的独特的动态的和优美的身体动作的轴线同轴。把手14的一个或两个可以在内部保持两节AA大小的电池16以初始化陀螺球12的激活,其包括透明的或半透明的壳体18以从内部安全地隔离旋转零件,防止用户的接触,但是允许该用户可以清楚地看到设备10的操作状态。
[0179] 壳体18可以分成两个相同的半球形外壳20,把手14分别通过两个悬挂的拱形22连接到该外壳。考虑到设备10的正常操作下的大的重量的积累达到了回转的阈限,该拱形22优选的是及与其类似的固体金属块,其加工以提供圆形的出口和多个通孔24用于控制设备10的空转重量。当装配时,相对的拱形22将支撑设备的动态重量的大部分,其最后将通过用户上体或下体的四肢来抓取和操作。在操作中孔24还使得空气旋转紧密地靠近练习器10的动态的球形,以有助于摩擦产生的热量从壳体18中排散。
[0180] 在插入陀螺球12的两个横向的带把手的拱形22之间包括安装框架26,以大的环形的形状,基本上径直设置在用户的前端,该用户可以通过侧面把手14抓握练习器10。框架26适合于保持核心转子28的陀螺仪运动,该转子具有两个同时地转动轴以提供应用到本发明设备10的已知的旋进现象。转子28可以从金属铸造成实心球的中部的形状,带有两个相对的间隔的拱形。
[0181] 转子28具有中心套筒30以固定地接纳轮轴32,其在对立的方向延伸以略微地穿过旋进转子28的球形边界。转轴32成为围绕转子28的两轴之一,可以在陀螺球12中自由地转动。从转轴32的两端同轴地旋转的尖端34延伸,使得它们的直径从转轴32的主体部分突然减少。之后尖端34逐渐地在直径上减少以提供圆形的平滑的末端35,在转子28的操作中,这可以最小化可能的摩擦,由于它们的高速的相对运动,在框架26中形成轨道36以可滑动地导引尖端34。尖端34的半径可以是0.5至1mm,优选的是0.7mm。
[0182] 为了允许转子28进行低摩擦旋进运动,框架26包括(a)外环元件38,其带有朝向把手14之一突出的环形凸缘40,环形座41从凸缘40的内部向内地朝向公共轴线A伸出,多个螺纹孔42通过座41形成,(b)内环元件44安装在外环38的座41上并且固定到多个孔46,所述孔带有螺纹,以一定的距离围绕相对螺纹孔42在对应的位置的框架26。
[0183] 拱形22之一还在它的每个侧面端设置有较大的孔45,正位于内环元件44的各个孔46之上,而螺纹孔47与外环元件38的螺纹孔42成一直线地形成,从而适当的螺纹可以被驱动通过拱形22和框架26以建立练习设备10的牢固的整体。图2显示了环元件38、44和拱形22通过在孔45中的大螺纹48之一固定。框架26可以由与拱形22使用的相同的金属来制造,这是为了较轻的空转重量和外观上的一致性。
[0184] 轨道36由一对平行的导轨插入物49形成,其分别压配合于在外环元件38的底壁上的下部环形槽50和相对的内环元件44的上部凹进52中。为了牢固地压配合到凹进50和52中,导轨插入物48带有L形横截面,以较好地卡在对应的凹进的角落中。
[0185] 转子28本身在其轴向的相对侧带有环形槽以接纳辅助的导轨元件,包括延伸与转轴32的旋转轴线55共面的转轴圆盘54和纵向的框架26,以跨越环形框架26的大部分的开口的内部空间。特别地,参见图2,转轴圆盘54形成类似于中空的飞盘的形状,用于在空气动力学方面稳定转子28在其转轴32的旋进运动。第二导轨元件是小电机56,其整体通过铰链装置58固定在转轴圆盘54上,以与围绕把手14的动力轴A的圆盘54共转,但是同时可操作地啮合转子28,以通过在围绕转轴32的任一方向的初始转动导引驱动它,该方向与动力轴A垂直,类似于典型的陀螺机构。矩形机架60形成在转轴圆盘54上以旋转的方式接纳电机56。电机56在其弹性输出转子62是以恒定的可操作的与形成在转子28的内部凹进上的环形轨道64啮合。不需要电压,电机58通过其本身的自重围绕铰链装置58旋转以支靠在轨道64上,并且电机旋转它以建立期望的用于练习器接收的旋进速度。
[0186] 电机56可以是普通类型的具有由电池16供给的3伏特的输入额定值,电池可以是一次性的或者可再充电的,利用对于转子28的小的改进以获得永磁体的最大的益处,其安装过程如下所述。
[0187] 在图示的实施例中,电机56是直流电动机。该紧凑的电机56具有足够的输出以旋转转子28达到可操作的角速度。可选择地,如果电源16由合适的能接受交流电源的电接头替代的话,电机56也可以是交流电动机。在一个实施例中,电机56可以旋转转子28和发电。电机56接受来自电源16的电力,并且将转矩传递到转子28。然后,硬币型的磁体66通过调节架68牢固地固定到转轴圆盘54,同心地安装到在转子28中的带套的安装板72上的多个线圈元件70可以从用户驱动转子28的旋转来发电。然后,转动连接可以为可再充电的电池电源16再充电。
[0188] 不管有或没有这些再生的电源部件,线圈元件70连接到相应的LED元件74以在练习器10的操作过程中点亮它们。每个线圈和LED元件在安装板72中都带有孔眼以提供无阻碍的操作。本领域技术人员可认识到的是电机56可以是普通的无刷电动机/发电机。这些普通的电机,例如,可以带有磁体转子和固定的绕组或定子
[0189] 如部分地在图2中所示的内环元件44也带有多个在直径方向设置的圆周的凹口76,用于以均衡的方式减少练习器10的总重量。为了提供给练习器10一个安静的和平稳的运转,一个或多个凹口76可以带有与轨道36连通的进油口78,用于润滑位于陀螺球12内的转动的元件。
[0190] 图3图示了电机56和转子轨道64之间的以它们的枢轴啮合的和导线管的位置关系正视图,其用于在动态的设定下输送电力。转轴圆盘54的机架60用于保持电机56并入上跨桥80,其围绕转轴32延伸,并且带有直立的臂82用于紧抱一对以旋进轴A为中心的导体元件84,用于将相对固定的电池16电连接到围绕电池16的驱动的和旋转的电机56。电机56可以带有一部分焊接到其上的铰链装置58,其机械地连接到铰接装置58的单轴,然后通过未显示的软导线电连接到导体元件84。
[0191] 轨道64的外侧通过转子28的壁形成气孔65,它们彼此具有均匀的间距,以冷却转子28的两侧。在该位置,除了气孔65外,还可以带有多个钻孔的变形67以平衡转子28的重量,用于在任意的高速中进行平滑的旋进。
[0192] 如图5所示的本发明的第二实施例,铰接装置58可以整合到导体元件84,其包括两个重叠的触点86,它们由导电的金属制成,但是通过塑料护层的薄层或涂层88彼此绝缘。顶部的一个触点86是暴露的并且带有开口90,而底部的一个触点86是固定的,并且因为护层88与顶部的触点隔离。触点86的中间的部分螺旋紧固到臂82。尽管未显示,通过使得金属螺钉92,首先穿过底部触点的紧密孔,然后在驱动通过臂82之前穿过顶部触点中的扩大的缝隙,可以防止触点86之间的非故意的短路
[0193] 导体元件84的下部四肢可以构型为枢轴臂92,其沿着公共轴线延伸,并且保持隔离。同时,一对部分带有护套的高厚度(厚的)导线94可以焊接到相应的电机56的终端的一侧,并且构造为在另一侧进入铰链销中,以穿入到枢轴臂92中。枢轴导线的护套领域优选的是胶贴到电机56的底部以增加安全性。
[0194] 另外,转轴圆盘54可以设置两个对立的直立壁96用于固定导线94,其中导线94的任一尖端可以弯曲以防止从枢轴臂92的可能的滑动,从而支撑电机56的有效负载。如此,通过在外观上除去裸露的不好看的配线,练习器10在美观上得到了改善。同时,松散的导线零件排除了任何随着练习器10的高速的相对运动的操作干扰的可能性。保留了更多耐用的触点和整洁的外观。
[0195] 一起参见图3、4A和4B,接下来将要描述供给到起动电机56的动态电源的结构。保持电池16的把手14具有开关装置,其特别地合并到电池本身以开闭传递到陀螺球12内部的电机56的电力。电力把手14包括刚性的内管66,其带有适合于接纳AA级规格电池的内径。
[0196] 练习器10包括电源16,其与电源管路101和导体元件84连接。电源管路101包括外部的管状的导电部分102,内部的管状的绝缘体104和针式的中心导线106,其插入到绝缘体104中,并且在顶部108和底部110凸出,以将电池16的相反的终端极性的一个连接到导体元件84的触点86的底部的一个。当导体元件84围绕旋进轴A旋转时,它适合于维持连续的与电源16的电连接,因此建立动态的电力供给。
[0197] 底部触点110通过形成在元件84的上触点86上的开口90,而通过绝缘体104与外部导电的部分102隔离,因此当其受压以接触导体106的顶部部分108时,中心导体106可以专门地连接到电池16的示意性的正极端子112。图4A显示了电池16分开处于静止的位置,而图4B描绘了相同的电池16处于激活的位置。依照本发明,把手14可以包括便利地构造为泡沫或其它的弹性材料构成的抓握的形状,其隔离内部的框架管114。框架管114优选的是由导电性的金属制造。利用导管114的优点,按钮开关组件116安装在电池系列16的接头的相反的极性以通过用户的手指开闭电源。
[0198] 在实施例中,仅有绝缘的材料被用于管状的把手14,其通过在把手14中插入分离的金属块可以部分地沿着期望的长度导电。
[0199] 为了临时的与电池16电连接,开关组件116具有独特的推拉式的机构,包括顶部金属销118,其保持在类似于塑料的绝缘材料的带螺纹的盖元件120上。盖元件120带有顶部开口122,由此金属销118可以自由地通过,从而在沿着盖元件120进出的方向延伸的中心导向体124中可滑动的保持它。中心导向体124位于盖元件120内的部分有助于防止外部材料或液体从电源导管101中进入。反向的圆锥形的金属弹簧126固定在盖元件120的底面上。锥形弹簧126的基础圆周的直径是这样确定的,因此当盖120紧闭在框架管114的适当位置时,它稍微施压于金属框架管114的内壁。然后,C型环128可以在适当的位置固定弹簧126。
[0200] 在管114一侧,相应的螺纹可以直接形成在其内壁上,或在分离的胶结在形成于框架管114中的顶端孔130上的塑料套128中。如此,金属销118正常地凸出以接触电池16的末端接头。然而,反作用的金属弹簧132位于框架管114的底部以将电池16保持在其绝缘端。最接近的弹簧132的伸张力是这样确定的,当练习器10的把手14由弹簧132导向直接向下朝向地心时,它足够平衡远侧的弹簧126施加到AA规格的两节电池的加重的偏压。
[0201] 正如盖弹簧126总是接触电池接头,最接近的弹簧132电接触在电源导管101中的管状的导电部分102。由于弹簧132自身的偏压必须推开最接近的电池接头(在本实例中为正极),弹簧132或电池16正常地断开电力线,其从远侧的电池接头通过偏压的凸出销118、弹簧126、框架管114、弹簧132、导电部分102,底部接头82引出到电机56的两个端子,并且通过顶部接头86和中心导体106返回到相反的电池接头。
[0202] 因此,如图4B所示,在销118沉下抵抗弹簧132的阻力时,在稳态电源16和驱动及旋转电机56之间存在有电流
[0203] 电源16还可以是可再充电的电池(例如镍-镉或镍金属氢化物电池),优选地可以是通过转子28的旋转和电机56再充电,其作用如同发电机。如此,电源16可以给电机56提供电力,并且可以在用户操作装置10时再充电。尽管未显示出在对立的把手14内存在有电源。可替代地,没有安装电源导管101的把手14可以简单地作为新电池的贮藏器。
[0204] 操作中,电源16将电力提供给电机56,其促使转子28的旋转。转子28在可操作的角速度下旋转,因此用户可以开启旋转把手14,保持获得的转子28的旋进。其步骤可简述如下:
[0205] 第一步,用户激活开关116,因此电源16将电力提供给电机56。在图示的实施例中,用户施压于销118使得电池16接触中心导体106。当销118下沉时,电源提供电力到电机56。当用户停止施压到销118时,它返回到在外的位置,处于弹簧126和132的压力平衡下,电源16不再接触接头导体106,因此电流不再从电池16流到电机56。在手动的实施例中,用户在手动之后仅仅激活开关。
[0206] 在一个实施例中,开关116可以促使电源16将电力传递给电机56,直到转子28达到预设的角速度。开关116可以是手动开关或自动开关(例如电子控制器)。例如:用户可以用电子控制器的方式激活开关116,其允许从电源16的电流来驱动电机56,作为起动循环。在起动循环之后,转子28达到可操作的角速度。电子控制器116接收从反馈装置、例如速度感传器的信号,并且停止从电源16提供给电机56的电流。
[0207] 第二步,当电机56利用电力来开始旋转转轴32时,练习器10开始起动循环。电源16可以将电流提供到电机56以增加转轴32的角速度,从而增加转子28的角速度。转子28的角速度增加直到起动循环结束,优选的是当转子28在可操作的角速度下旋转时结束,因此用户可以使用练习器10。
[0208] 第三步,转子28达到操作的角速度。在转子28在操作的角速度旋转后,用户可以停止从电源16到电机56的电流。转子28可以持续围绕转轴32旋转,因此用户可以利用双手紧握把手14。
[0209] 第四步,当转子28围绕转轴32旋转时,用户可以人工地以回转动作移动练习器10,促进转子28的旋进。转子28的旋进提供阻力、扭矩给用户。用户可以旋转练习器10,因此用户感触到合适的固定的阻力或者可变的阻力。例如,用户可以通过划动把手以锥形路线开始旋转练习器10。划动路线可以是这样的轨迹,例如曲线轨迹,通常为圆周轨迹、椭圆轨迹等等。进一步地,转子28围绕轴线A旋进。
[0210] 因为转子28旋进,当用户施加垂直于旋转轴55和轴线A(旋进轴)的力矩时,用户可以使用一般的摇摆运动来促进转子28的旋进。在图示的实施例中,轴线A垂直于穿过轨道36的平面。如此,旋转轴55和旋进轴A是垂直的。当用户进行上述操作时,环导向轮轴圆盘54和转子28开始围绕旋进轴A旋转,因为用户施加力矩到垂直于旋转轴5和旋进轴的轴线。因此,转子28围绕旋转轴55旋转,而旋转轴55在垂直于轴线A的平面内旋转。当转子28旋进时,转轴圆盘54沿着轨道36滑动。如此,轴32、转子28、圆盘54和电机56一起围绕轴线A旋转,优选的是,转子28围绕旋转轴55旋转。用户的动作可以增加、减少或者维持转子28围绕旋转轴55的角速度和转子28的旋进速度。
[0211] 练习器10可在多种方式下应用,用于耐力和心血管训练。用户可以利用练习器10通过旋转它来锻炼,维持转子28的质心的位置。可替代地,用户可以利用该装置10通过同时移动和旋转练习器10来锻炼,从而锻炼各种肌肉,例如用户的二头肌、三头肌和三角肌。用户可以旋转该装置10,同时完成二头肌的鼓起。用户可以完成不同的动作以提供期望的阻力来锻炼多种肌肉。在用户的身体的左右侧的肌肉可以同时锻炼以获得更有效的锻炼时效。例如,当用户旋转练习器10促使转子28退回时,用户可以实现二头肌鼓起。用户获得的阻力是可变的,例如,通过改变把手14的半径和/或速度。当然,转子28的惰性可以变化以改变阻力。例如,针对用户的阻力可以通过使得转子28由更重的材料构成来增加,或者通过转子的惯性运动递增。
[0212] 用户可以旋转练习器10用于耐力和心血管训练,不需要移动他们的脚步。例如,练习器10可以在当用户处于坐姿或躺在床上的时候使用。利用练习器10锻炼可以在延长的时间期限中完成,因为用户可以通过利用身体的不同的肌肉(例如,背肌、三角肌、胸肌、二头肌和三头肌)来维持该练习器10的平稳的转动。此外,装置10可以在大部分室内环境下使用,因此用户可以在外部环境不适于锻炼、例如跑步或行走的情况下锻炼。因为练习器10用于同时锻炼各种大的肌肉群,用户可以获得有力的耐力和心血管锻炼。
[0213] 一起参见图6和7,将要描述依照本发明的第三实施例的陀螺仪练习器200,其中第一实施例的整体陀螺仪练习器10通过带有单一的为用户的拉动起动器201的电起动器系统的纯粹的替换极大地简化了,这样的用户优选的是纯粹地手动操作以帮助练习器的起动。
[0214] 练习器200具有与练习器10基本上相同的结构,其中框架26适合于保持核心转子228的陀螺仪运动,其同时带有两个转动轴以产生旋进现象。转子228可以从金属铸造成实心球的中部的形状,带有两个相对的间隔的拱形。转子228具有外部夹住的中心套筒230用以在内接纳轮轴32,其在对立的方向延伸以略微地穿过旋进转子228的球形边界。转轴32成为围绕转子228的两轴之一,可以在陀螺球12中自由地转动。从转轴32的两端同轴地旋转的尖端34延伸,使得它们的直径从转轴32的主体部分突然减少。之后尖端34逐渐地在直径上减少以提供圆形的平滑的末端35,在转子228的操作中,这可以最小化可能的摩擦,由于它们的高速的相对运动,在框架26中形成轨道36以可滑动地导引尖端34。
[0215] 另外,转子228具有深的中间凹槽232,该凹槽从它圆周的表面延伸到紧握套筒230,如图7所示。可替代地,转子228可以通过两个背靠背带螺纹的转子零件通过共同的转轴32构成,并且在其中通过紧握套筒230间隔。套筒230可以带有齿面以确定地啮合拉绳204的相应的部分。参见图8的放大视图,拉绳204可以是丝绳核心234和起伏状表面的塑料皮的混合体,所述表面包括一系列的齿236和在其拉伸起动之前加载操作中用于沿着练习器200的不同的内表面滑动的滑动尖端238。钢心234可以是编织线或单一的带有一些弹力的杆的延伸部分。可替代地,高耐磨性塑料可以单独地用于整体上模制拉动起动器201,只要它经得起快速和反复地轴向拉伸。
[0216] 在拉绳204的滑动尖端234的相反的末端是起动手柄240,其带有通过把手240的指孔242和双面钩246,用于在拉伸线204时促进辅助手指的定位。把手240两用的作为吊架以在锻炼的期间将起动手柄240保持在安全的位置。固体挡块248形成在指孔242之下以限制起动手柄240行进到在把手14中的框架管114中,并且保持起动手柄240在练习器把手14之上的的适当的高度。
[0217] 拉绳204优选的是具有恰好的充足的回弹力以穿过在任一个位于上部的把手14的管状的间隔250,与把手间隔250对准的拱形22的通孔252,设置在中间凹槽232的中心的转子228的紧握套筒230,并且轴向地阻塞通孔252,因此拉动线204以在偏转的行程中延伸,在把手14的引出端的外壳20的收敛的内表面导引到它的圈顶254,直接地与通孔252成一直线的相对的通孔256,最后在下部把手14中的管状的间隔258。拉绳204的拉动区域260的偏转迫使转子228的紧握套筒230在两个部件之间产生自动的紧握力,有效地转动转子旋转以引起陀螺仪练习器200的必要的旋进的起动。
[0218] 拉绳204通过在其末端侧面的拉动区域260和非拉动区域262分开,用于将拉动区域260连接到起动手柄240。非拉动区域262具有平滑的圆周表面。拉动起动器201的长度可以这样确定,因此当滑动尖端238完全插入时,其位于把手14引出端的远端附近。为了提供足够的拉动到转子228,拉绳204的拉动区域260的长度是这样设定的,因此紧握套筒230通过与拉动区域260啮合循环至少两次。这将正常地设置拉绳204的滑动尖端238短于或超过引出端把手的尖端,这取决于紧握套筒230的半径。
[0219] 为了防止起动器201意外的拉入到陀螺球12中,非拉动部分262延伸这样的长度,因此它比把手尖端120和紧握套筒230之间的距离稍微长一些。同时,绳204与紧握套筒230通过如图8所示的定向的齿形凸出棘轮啮合。
[0220] 因此,拉绳204受限制以在陀螺球12中保持与活动部分的空转接触,除非使用者有意地推动转子228。如果拉绳204特意地与转子228的紧握套筒230再次啮合,固体挡块248毗邻把手尖端120的边缘以防止任何的对于手部的伤害。
[0221] 手动起动器201带有的最少量的活动部分增加和维持了额外的优点,以便即使在苛刻的练习条件下提供一种耐用的练习装置。
[0222] 图9和10显示了本发明的练习器的第四实施例的侧面,其带有手动的拉动起动器301,其具有内置的保存在练习器把手14中的安全装置。拉动起动器301与起动器201类似,只是它也带有固体挡块348,其带有螺纹与形成在相对的把手14的每个的内部把手尖端320的内螺纹349配合。为了保存练习器200,拉动起动器301可以容易地放入到练习器中的任一个把手14,并且带有螺纹连接其上以将整体练习器200保持在固定的吊架或者开口中。
[0223] 为了起动练习器200,可以首先释放拉动起动器301,通过抓握起动手柄340利用拉伸动作起动。手动的拉动起动器301优选地是坚硬的但是带有足够的韧性和弹性,因此用户可以使得转子起动,优选的是在首次拉动的时候至少为4000转/分。
[0224] 图11图示了依照本发明的第五实施例的练习器300,其中拉动起动器301类似于图6的起动器201,其倾斜地插入在管状的间隔250中,穿过形成在框架管114中形成的孔251,靠近其基端的部分连接到练习器300的拱形22。孔251成一定角度,因此导引拉绳204自由地通过拱形22的孔252。
[0225] 孔251可以通过在框架管114的侧面钻出多个孔来形成,以构造出较宽的内孔,从而便于拉绳204在起动应用的末尾退出。将起动器301靠近紧握套筒230放置,可以减少拉绳204的总长,同时提供相同数量的拉动力以成功地起动练习器300。把手14具有带有较宽的外孔的相应的开口253以促进拉绳204的滑动尖端238进入到陀螺球12中。相同类型的孔可以形成在相对的把手14一侧以便于用户双手操作。
[0226] 图12显示了依照本发明的第六实施例的练习器400的起动器构的进一步简化的示意图,其中手动的拉动起动器是一根带有完结的末端的绳401,其可以围绕类似于图7中的转子228的转子428的轴缠绕。绳401可以是纱线的编织的或绞合线。编织物或者塑料纱线都可以用来制造精良的绳401。绳401与转子428的短期的齿缝连接可以通过在绳401的末端利用很少的塑料或金属帽538的增强来形成,并且在紧握套筒530中钻孔539用于可松脱地保持绳的末端,如图13的局部视图所示。
[0227] 如图12中所示,转子428具有紧握套筒430,其带有固定表面以接纳绳401的尖端438,从而在绳401松脱的时候当在它们之间允许完全地打散时弯曲绳。当绳401的尖端438由金属元件结束时,紧握套筒430可以是磁化的,因此它们从一定距离彼此吸引,以减少用户在转子428内部确定它们位置关系的时间。
[0228] 可替换地,在绳401和紧握套筒430之间的短期固定可以通过钩和环形结线提供,其中套筒430利用钩和环元件中的一个分层,绳401的尖端438缠绕以与配合环或钩元件有一定的结合区域。
[0229] 绳401的顶部带有由结448构成的环442以为用户提供出简易的把手和用于将环442保持在适当位置的停止部件。依靠对绳401的完全的拉动以起动,可以容易地围绕练习器把手14缠绕绳,用于依靠绳材料的高弯曲特性来保持它。
[0230] 另外,陀螺球12的壳20是改进的以提供分别靠近外环元件38和内环元件44的进入孔420,使得用户可以通过在任一方向推动外露的转子328来缠绕绳401。利用几个围绕套筒430的缠绕,用户可以快速地拉动绳401以起动转子428的高速转动,从而进行陀螺仪的练习。
[0231] 孔420与一对把手14有足够的距离以避免在练习的时候意外地打击手指。此外,孔420可以形成在拱22的相同的侧面以限制与陀螺球12内部的不必要的入口。在练习器400的使用过程中,通过将孔侧旋转远离任何可能的干涉,可以实现完全安全的操作。
[0232] 陀螺仪练习器的最佳模式是利用手动使得转子转速达到某一速度,在激活电机之前。电机可以是这样的大小,因此它是对于高速加速度是最佳的,而将起动和低速加速度的任务留给手动。如此,当用户在运行陀螺仪练习器变得更有经验时,用户可以不需要电机了。因此,最佳模式目前设想是同时具备拉动装置和电机。在更有经济性的实施例中,或者对于更强壮或更熟练的用户而言,可以只利用单一的手动拉动。此外,不配备电机优选是因为简化结构、减少可能发生故障的多余的部件、和新颖的设置,其中不配备电起动和纯粹利用手动加速度是时新的。
[0233] 对于图1-12中描述的设备的进一步的改进,紧握套筒530可以作为可伸缩的手动起动形成,它可通过本身来工作,或者与电起动器连接。
[0234] 在可伸缩的拉动起动器实施例中,图13中的用于可松脱地保持绳端的紧握套筒530是可伸缩的。图14、17显示了带有壳体的可伸缩的紧握套筒530,其固定以相对转轴自由地旋转。紧握套筒壳体可以透明的,或带有孔,以允许用户观察到内部结构。例如,握柄套筒壳体的大部分可以剖开,因此用户可以看到拉绳的回缩,或者弹簧的操作。紧握套筒壳体的关键部分是拉绳505穿过的孔。紧握套筒壳体在拉绳孔和线轴直接提供固定的关系。
握柄套筒壳体可通过围绕元件内部包围的传统的壳体构造,或者紧握套筒壳体可以构造为棍状的元件,或者位于拉绳孔和弹簧组件壳体之间的条状框架连接。优选的结构是包围结构,带有或不带有固定格式的孔。壳体571可作为球体来构造,带有用于拉绳的单个开口。
[0235] 把手510连接到旋转元件511,其与拉绳505连接。拉绳505穿过把持回缩紧握套筒530的回缩器555的狭槽550,该套筒此时形成为保持在线轴551中的单向轴承545,线轴具有侧壁以保持拉绳505的线圈。回缩器壳体552将卷簧888紧挨着线轴551保持。卷簧888可以是复式的,因此一对卷簧夹着线轴和单向的轴承545。发光二极管563可以固定到线圈或磁体562以用于照明。外壳571优选的是具有用于拉绳505的开口。单个转轴567优选的是金属,并且在与围绕外壳571的内部的圆周通过的轨道中旋转。外壳571优选的是由透明塑料制造以允许观察到旋转转子部分566。优选的是,在右转子部分中的左转子部分包括一对转子元件,其形成一对旋转转子部分566。转子566可以利用重金属环或插入物
561加重。转子566还可以由钢加工得出以达到较大的重量。
[0236] 在转子部分566旋转过程中,凹陷887不与绳索505接触,也不与弹簧888或线轴551接触。转子旋转,而拉动组件500的绳索505保持紧握套筒530及其内的零件弹簧888和线轴551相对壳体不移动。转子相对弹簧、线轴和绳索的旋转可能导致空气阻力。如果转子的旋转增加到数千转/分,空气阻力可能使转子变慢。在这种情况下,转子和回缩器壳体552之间的缺口将依照转子的尺寸和预期的最高转速增加。因为转子转速大于5000转/分,优选的是具有平滑的转子外观,因此具有最大的速度的转子部分带有与绳索505远离的最大的间隙。平滑的转子的外观比起伏状的转子外观更加好,如图中所示的大于5000转/分。起伏状的转子外观的优点是紧凑设计,但是它的缺点在于空气阻力。在制造期间,转子对半部分或零件可以这样产生,以可调整到轴上,从而通过试验找出转子和回缩之间的最佳的间隙距离。
[0237] 在用户拉动拉动组件500后,转子开始旋转,卷簧888拉伸。弹簧具有返回到其原始位置的倾向。当用户释放拉动组件500时,连接在回缩器壳体552和轴之间的弹簧888旋转线轴551以收回绳索505。单向轴承是这样定位的,因此拉动组件500的释放是在单向轴承的方向,而拉动组件的拉动是与单向轴承的方向相反。如此,拉动拉动组件500相对单向轴承操作,因此轴旋转,顺着单向轴承操作释放拉动组件500,因此轴的旋转不受阻碍。
[0238] 弹簧888具有内端和外端,优选的是,内端与线轴551连接,而外端与回缩器壳体552连接。线轴与单向轴承545连接。单向轴承固定在转轴567上。转轴固定在轨道上。
[0239] 参见图17,18,单向轴承545优选的是针式单向轴承。针式单向轴承545具有带有狭槽的笼。每个狭槽可以接纳针式轴承和板簧,其带有平坦的凸出部分,以一定角度向外延伸。图18显示了六针和六板簧结构,其与圆柱状的笼的六个狭槽配合。板簧具有曲线段,其偏压到狭槽中抵靠针。板簧还具有平坦部分,其以一定角度向外延伸。向外延伸的平坦部分推压针式轴承壳体的内部。针式轴承壳体的内表面具有多个类似狭槽的斜板,其允许笼在一个方向旋转,而不是另一方向。在图18中,笼可以逆时针方向旋转,而不能顺时针方向旋转。当笼在逆时针方向旋转时,平坦部分在类似狭槽的各个斜板的各个脊上滑动以避开狭槽。另一方面,当笼在顺时针方向旋转时,平坦部分具有这样的边缘,其约束在针式轴承壳体的狭槽中。当边缘约束在狭槽中时,针和笼卡住,并且针停止轴,因为轴是固定在笼上的。如此,笼在顺时针方向的旋转到其约束仅仅是瞬间的,由于如图17、18所示的组件,笼正常地在逆时针方向旋转。因为轴承壳体的外表面连接到线轴,线轴可仅仅相对于转轴在一个方向上旋转。
[0240] 用户可以再次拉动拉动组件500以增加速度。一旦转子零件566获得用于在轴567上旋转的足够的速度,转子可以开始在其本身上旋进,不需要额外的用户拉动。旋进进一步地将转子的速度增加到普通的操作速度。旋转元件优选的是相对拉动把手旋转具有最小的摩擦。
[0241] 如图15、16所示,紧握套筒530可以移动到转子的侧面。转子可以具有凹口887,其接纳回缩器组件555,所示组件包括重缠线轴551的卷簧888,线轴551固定在单向轴承545上。绳索505设置在转子574和壳体571之间。绳索505从孔中伸出,终止于旋转接合元件,也称为旋转元件511,以保持在把手510内。线圈的操作收回线轴551,因此绳索505绕成卷盘型绳索546。
[0242] 抱住弹簧的壳体的部分优选的是利用这样的组件形成,其作为平坦的托盘形成。弹簧组件可以装在轴和单向轴承上,或者弹簧组件可以仅装配在轴上,而线轴部分装配在单向轴承上。单向轴承增加了轴的直径,如果期望使得单向轴承穿过弹簧组件壳体,弹簧组件壳体具有增加的轴的开口尺寸用于接纳单向轴承。针式单向轴承是最佳模式,并且在轴承内与单向离合器合并。
[0243] 转子可由脱钢制造,或者带有金属环作为插入物561的塑料制造。金属环围绕转轴设置,用于在高速旋转下平衡。塑料可以在金属环插入物561上注塑,或者塑料可以利用狭槽塑模,金属环可以利用过盈配合塞入。塑料构成优选的是用于创造轮廓外形,其中转子的内壁887是齿状的用于接纳回缩器组件555。回缩器组件弹簧888可以在拉绳拉动时延伸,或者在拉绳拉动时位于回缩位置。回缩弹簧组件888优选的是片簧卷曲形成的,其围绕转轴具有多重缠绕。
[0244] 图13的紧握套筒530可松脱地保持绳末端,或者绳末端可以稳固地存放在紧握套筒530内。紧握套筒配合装置在轴上的轴承。在紧握套筒530的可伸缩的实施例中,金属帽538可以通过与轴承539过盈配合来固定。金属帽还可以形成有带螺纹的外表面,其保持在带螺纹的孔539的表面,或者金属帽538可以由胶合在轴承中的塑料弹性体夹子构成。此外,把手14可以接纳绳索505、也称为拉绳204的一段。把手可以设置成带有在把手14的一侧中的开口,或者把手可以通过如图9、10所示的装置的终端退出。当把手通过终端退出时,把手349、348的螺纹优选的是省略的,因此绳索204以自由旋转的方式相对于起动把手340旋转。
[0245] 目前,用于构造如同可伸缩的起动把手510的起动把手340的最佳模式是将绳索505连接到旋转元件511。绳索505通过开口穿过把手510,该开口足够大使得绳索相对于开口旋转。旋转元件511可以是带有开口的垫圈,绳索通过该开口。绳索可以结成结,因此绳索的把手端不能通过垫圈的开口。利用结允许结和垫圈相对于把手510旋转,其在每当转子通过围绕直立式的轴旋进旋转时出现。尽管转子能够在水平轴上旋转数千的转/分,转子一般在纵向轴上仅进行大约60或80转/分的旋进。因此,优选的是使得绳索自由地相对于把手旋转而没有实质上的拉拽。垫圈可以是润滑过的,因此它可以更容易地相对于把手510的内表面滑动。把手510制造成中空的带有向上的开口,把手还可以制造成固定的,因此垫圈设置在当用户抓握把手510时把手朝向用户的手掌的顶面上。
[0246] 如图12所示,把手14的长度可以足够长以通过左手和右手抓住,或者把手14的长度可以制造成如图14所示的零长度。优选的是把手设置在转子的旋转的垂直轴上。转子的旋转的垂直轴优选的是与拉绳505和旋转元件511同轴线。此外,转子的旋转的垂直轴优选的是与线轴同轴线,但是如图15所示,线轴可以一直偏移,直到转子的末尾的尖端。对于转子的旋转大约为数千转/分的实施例,优选的是在一对转子零件之间带有较宽的间隙。在较宽的间隙中,线轴可以偏移,因此大约向弹簧的右侧或左侧半厘米。在这种情况下,线轴和弹簧保持在一对转子零件之间,然而线轴不是直接地位于转子的旋转垂直轴上。使得与转子的旋转的垂直轴具有半厘米的偏移,这对于提供平滑的拉动作用是足够的共线。
使得起动器构定位在转子的边缘也是好用的,然而转子和壳体之间的间隙必须足够大,因此绳索505在转子旋转时不会与转子摩擦。
[0247] 固体挡块248还可以形成为中空的从延长的拉绳把手的手指紧握部分的圆柱状凸起。固体挡块优选的是配合在壳体或者把手14的孔中,因此拉绳把手在操作中不会相对壳体摆动。进一步的是期望在把手14的尖端具有狭槽形的凹进,因此在操作中起动把手240不会相对于壳体旋转。狭槽形的凹进优选的是保持起动把手240、拉动起动器201为平齐的或者几乎为平齐的外形构成把手14的外表面。尽管把手14由通常用于抓握的泡沫型软材料构成,但是平齐的结构优选的是保持起动把手240在操作中避免抓握装置的干扰。
[0248] 如果形成为中空的圆柱状的凸出的固体挡块248的大小适合于典型地接纳电池16的孔,固体挡块的大小构造为带有一定直径的电池。因此AA电池框架管114可以保持一对电池,或者可选择地固体挡块240形成为中空的圆柱状的凸出,可伸缩的绳索505从其中延伸。如此,相同的框架管114可以应用在上述三个所有的实施例中,即电池实施例、拉绳实施例和改进的可伸缩的拉绳实施例。在可伸缩的拉绳实施例中,一对转子元件之间的距离大约是AA电池的宽度。
[0249] 具有平坦的侧壁的一对转子元件可以表现为一对盘状物,如图19,或一对半球形的元件,选择性地具有用于接纳可伸缩的紧握套筒530的一部分的凹进,该套筒包括重绕元件。转子的圆盘实施例优选的是包括一对主要的圆盘转子元件556和一对次要的圆盘转子元件526。转子的主要和次要的一对转子元件可以通过紧固方法例如螺纹一同在左手方向或右手方向连接到转轴557上,或者通过其他的方法例如磁性。次要的转子圆盘元件526可以增加到主要的一对转子圆盘元件556以增加额外的惰性和增加系统的总力。次要的转子圆盘元件526还可以在没有主要的一对转子元件556下使用,因此系统的重量不是很重要。因为转轴557的尖端具有在圆周轨道旋进的特性,而转轴557的尖端不会夹持到轨道中,转轴和轨道的尖端之间的间隙距离可以改变,这可以改变转子的动态特性。
[0250] 另外,如图20所示,外部的腹部滚圈529可以增加到外环元件38的外部的圆周部分。多个滚圈球轴承522可以设置在滚圈529和外环元件38之间。外环元件38作为外表面接纳多个凹槽,其中球轴承例如三排球轴承设置在其内。轴承允许腹部滚圈529相对于外环元件38转动。用户可以使用在腹部运动中使用腹部滚圈529。目前,流行的轮式腹部滚子允许用户在蹲踞式和卧姿之间伸展,利用主要的腹肌转动轮式腹部滚子。同样地,本发明包括外部腹部滚圈529以提供类似的练习,从而保护手臂的练习,也用于保持陀螺仪练习器的旋进和旋转。
[0251] 因此,目前已经显示和描述了优选的陀螺仪装置的构成,并且描述了它们的几个改进,本领域技术人员可以容易地在不脱离本发明的精神的情况下领会到对其做出的多种附加的变换和修改,本发明的精神和范围通过下列的权利要求来限定和区分。
[0252] 可以对上述的实施例进行许多修改,例如,通过增加连接有带子的踏板到把手14,练习器装置10可以通过脚操作,适应于锻炼腿部肌肉。当用户坐或者躺在平面上时,他或她可以电动或者手动地起动转子,之后将练习装置放置到脚部区域用于进行循环动作。
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