本发明涉及一种健身器械，更确切地说，是涉及一种用于水中的健身装置。

在过去，人们已经发展了许多种举重和健身器械，例如杠铃。然而，许多传统的举重和陆上健身器械相当地笨拙、不方便和复杂，并且不适于具有不同体能和力量的男子、女子及大岁数的孩子可互换地以同样方式使用，而无需大范围地调整。例如，杠铃，以及滑车和绳索健身器械具有各种尺寸的重物，这些重物通常必须被调节，例如靠增加或从健身器械上搬开重物，来调节健身器械以适合于举重者的特定的举重强度和体能。更进一步的，这些传统的陆上健身器械中的许多种器械会施加一个过量的转矩和扭矩（扭转）于使用者的关节上，因此通常不适于许多类型的体能疗法。

因此，理想的是提供一种改进的水中健身装置，它能克服大多数-即使不是所有的-上述缺点。

一种所提供的改进的健身器械用于水中使用以增强肌肉、改进肌肉的弹性及增强肌肉的协调性。有利的是，这种健身器械可由具有不同力量和体能的男子、女子和儿童以同样方式容易地使用，而无需实质性的调整。

本发明的健身装置尤其适用于水中的体能疗法，因为靠简单地改变水中健身装置的加速度或动量到所希望的数值，体疗学家就能容易地控制作用于病人关节上的转矩、扭矩和阻力。理想地，这种水中健身装置容易使用并为了生产的经济效益在设计和结构上是相对简单的。

为了这个目的，这种水中健身装置通常具有一个伸长的耐冲击的可搅动水的实际上是一种不透水材料形成的轴或棒。这个轴的结构和安置适于在水中的运动，并且有一个可用手抓握的手柄部分以在水下被抓握。

当轴在水中轴向地移动时，为了使水轴向地偏转并且对水流产生一个轴向压头和水流阻力，至少一个凹面的外部横向端部翅片被紧固在轴的端部并横向地向外伸出，以形成一种外部的水流阻力装置（也就是，一种外部的装置，当它在水中轴向地移动时，产生一个轴向的流体阻力或压头）。这个外部水流阻力装置的横向翅片具有一个锥形的、平截头锥形体，或杯状外形。外部横向翅片有一个朝外发散的轴向的具有一个凹面的交叉部分区域的水撞击表面，并通常在垂直于轴的运动方向上定位以对水流进行阻碍。水撞击表面的交叉部分区域在径向方向展开有一定宽度（即，通常在轴的轴向横截方向上），这个宽度实际上大于手柄的宽度以增大或加强水撞击表面的轴向的水流阻力。

外部水流阻力装置可包括许多轴向地向外伸出的外部翅片和横向翅片，以提供附加的外部横向压力和流体阻力。外部翅片最好是包括外部径向翅片，它们从轴的一个端部径向地伸出。

在优选的形式中，轴的末端部分固连有对称的外部水流阻力装置（即，轴的每一个末端部分都固连一个外部水流阻力装置），以形成一个改进的水中哑铃。

在某些情况下，这样也许是理想的，即轴只有一个末端部分固连有外部水流阻力装置，以形成一个水中棒球棍，一个水中高尔夫球杆，一个水中曲棍球杆，一个水中马球棍，或一个水中球拍，如一个网球拍，（在四面围墙内打的）短网拍墙球球拍，或（在围墙内用球拍打的一种）网拍式墙球球拍。

当水中健身装置在水中横向地移动、扭转、弓形地绕枢轴旋转、或改变角度地转动时，为了使水流横向地偏转并对水流产生一个横向压头及流体阻力，水中健身装置具有伸长的中间轴向翅片，这些翅片位于对称的外部横向翅片之间并与它们相连，以形成一种内部水流阻力装置（即一种内部装置，当它在水中横向地移动、扭转、绕枢轴旋转、或转动时，产生横向流体阻力和压头）。中间轴向翅片可有径向部分，该径向部分从轴的径向朝外延伸，接近横向翅片和轴的端部的外部，并且中间轴向部分实际上是以轴的径向向外的方向平行地而相互有一定间距地安置。

在优选的形式中，至少一个桥翅片侧边地连接至少一对相邻的轴向翅片，以便当水中健身装置在水中移动时，产生一个附加的侧边压头。桥翅片可具有一个轴向桥部分和一个横向桥部分。

一个或更多的翅片可以有凸起的肋条状部分和凹进的部分，以形成水槽，当水中健身装置在水中移动时以增加水中健身装置的水流阻力。凹进的部分还节省了材料并使得水中健身装置的重量减轻。

理想的是，水流阻力装置与轴的可用手抓握的手柄部分留有一个有效的间隔，以便当轴在水中移动时产生一个水流转矩（即，一个在水中健身装置在水中移动期间产生的转矩）于手柄部分。

正如在贯穿本申请说明书中所使用的，术语“水流阻力”意味着当水中健身装置在水中移动或穿越水面时一个作用于水中健身装置和使用者上的流体阻力。

本发明的一个更为详细的说明将结合附图在下面的叙述和附在后面的权利要求中进行描述。

附图的简要说明图1是按照本发明的原理的一个水中哑铃的透视图;

图2是水中哑铃的一个前视图;

图3是水中哑铃的一个左侧视图;

图4是水中哑铃的一个顶视图;

图5是水中哑铃的一个底视图;

图6是水中哑铃的一个右侧视图;

图7是水中哑铃的一个后视图;

图8是水中哑铃被移入水中的一个缩小的透视图;

图9是另一个实施例的水中哑铃的透视图;

图10是图9的水中哑铃的一个前视图;

图11是水中哑铃的进一步的实施例的一个透视图;以及图12是图11的水中哑铃的一个前视图。

优选实施例的详细说明一个水中健身哑铃20（图1-8）提供了一个水中健身装置，有时被称为一种“水中健身器”，它是坚实的、容易使用的、有效的、并且是实际的。便携式的哑铃20能被举重者、病人、截瘫者和其他希望增强他们的肌肉、改进他们的肌肉弹性、以及加强他们肌肉的协调性的人在水中舒适地使用。水中健身装置20有助于改进心血管系统和一般的身体机能以及使用者的力量。

水中健身装置20对于体疗学家是特别有用的，因为它比传统的杠铃和用于陆地上使用的（例如在健身房内）许多其它类型的传统举重和健身器械在水中允许有一个更大的运动范围，还因为它允许体疗学家通过控制由病人手中的装置产生的力、转矩、扭矩的大小而将患者关节上的强烈的冲击力和震动减到最小。这种控制可以通过有选择地改变装置的加速度或动量到所需要的数值来实现。先进之处是：这种水健身装置20能被各种力量和能力的男子、女子和儿童使用而无需改变、增加或移动部件及零件。

从结构上看，水中健身装置20有一个实质上坚硬的可搅动水的轴22，棒或条，它实际上是由不透水的和耐冲击的材料所形成的，如重量轻的铝或耐冲击的塑料。其它的不透水材料也可以被使用。轴22在一端有一个左侧横向衔接翅片的端部24，以及在另一端有一个右侧横向衔接翅片的端部26。一个可用手抓握的、中间手柄部分28被置于中间，并且连接轴22的端部24和26并处于它们之间。端部24和26可有一个比中间手柄部分28更大的横向跨度和直径。如果需要的话，轴22的中间部分28的外部轴向部分能以套筒方式插入并且连接到轴22的外部端部24和26的所有或一个部分上。轴22的横截面为八边形以便抓握而且轴作成管状以把重量减到最小并且减小结构上的耗费。轴22可以用塞子或端盖将两端封闭或开启。

在说明的实施例中，轴22一般是坚硬的和刚性的，其手柄部分28的长度稍微大于人手的宽度，以便它能被一只手抓握。轴22被伸长并且通常是沿直线或长度方向，以形成沿轴的纵向的延伸。轴22在径向上（即通常是横截轴的方向上）有一定宽度。对优选的说明实施例，在某些情况下，轴是固状的或作成一种异常的形状也许是理想的，例如作成方柱体并在其表面作上压花或其它便于手指抓握的形状，或者轴更加柔韧或者手柄部分稍微大一些、长一些或小一些。

轴22还用来坚固地连接一对对称的、与轴向垂直的外部水流阻力装置34和36，而它们又分别被牢牢地连接到轴22的横向衔接翅片的端部24和26上。每一个外部水流阻力装置34和36有一个外部横向端翅片、盘、或叶片38或40以及许多成一定角度安置的可搅动水的外部径向叶片或翅片42，它们位于横向翅片38或40上并且轴向朝外延伸。横向翅片38或40通常是垂直地彼此相对地固连到轴上。外部横向翅片38和40实际上是平截头锥形体并且轴向朝外发散，呈翘曲状与水搅合，并且提供一个朝外的凹面平截头圆锥状窝眼46，当轴22在水中移动时该窝眼46对水流产生一个轴向的压头。横向翅片38和40可有一个多边形的周边48（该周边具有圆弧的边缘50）并且有外部的通常无孔的、凹面平截头圆锥状的水撞击表面52和54（图2），当水中健身装置20在水中移动时，该表面52和54增加了对水流的阻力。

外部径向翅片或叶片42从轴22的端部24和26径向地向外延伸，并且从横向翅片38和40的外部轴向地向外。当轴22在水中移动或穿越水面时，外部径向翅片42可以使水流偏转并且对水流产生一个压头和流体阻力。外部径向翅片42一般是三角形的和平面的。在轴22的每一端24和26上最好有至少两对沿直径相对的外部径向翅片42。在更佳的实施例中，两对沿直径相对的外部径向翅片42中的每一对通常是正交地安置或相互成直角。每一个相邻的外部径向翅片42相互结合形成一个水中角槽56（图3），以使得当轴在水中移动时能成杯形地搅动水流。

每一片外部径向叶片42（图3）有一对相对的通常是平面三角形的水撞击表面58和60，它们一般与轴22的运动方向垂直或正交地安置，以使得当轴22在水中移动时对水流进行搅动。水撞击表面58和60在径向有一定的跨度或高度，这个宽度或高度实际上比轴22的宽度（即在轴的横截面上）要大，以增加或加强水撞击表面的水流阻力。

当轴22在水中移动时，可以通过增加横向端部翅片38和40及外部径向翅片42的径向跨度或高度，来增加由横向端部翅片38和40及外部径向翅片42产生的水流阻力（抵抗力），也就是通过增大有效横截面积（即一般是位于垂直于轴22的运动方向的面积）。

横向翅片38和40以及外部径向翅片42和44实际上是由与轴22相同的材料制成的。为了优选图解实施例的最佳效果，在某些情况下，这样也许是理想的，即横向翅片和外部径向翅片是有弹性的有孔的（被穿孔的）、或具有一种异常形状或者一个或更多的外部径向翅片被省略。

当水中健身装置20在水中横向地移动、扭转、弧形地绕轴旋转、改变角度地转动时，为了使水流横向地偏转并对水流产生一个实际上是横向的压头及流体阻力，水中健身装置20具有伸长的、处于中间的、成一定角度安置的能搅动水的内部横向翅片或叶片62，它们延伸在对称的外部横向端翅片38和40之间并与之连接，以形成一个内部水流阻力装置64。当内部水流阻力装置64在水中横向地移动、扭转、绕轴旋转或转动时，它将产生一个横向的流体阻力和压头。中间轴向翅片62可有轴向地相对的、外部径向部分66和68以及伸长的中间轴向部分70，该中间轴向部分70轴向地横跨在径向部分66和68之间并与它们连接。外部径向部分66和68还从内侧沿轴向延伸并连接到横向端部翅片38和40的内部表面72和74（图2）上。径向部分66和68的外部边缘部分75和77呈扩口型的直边部分，这个直边部分能被完全连接于外部径向翅片42上并且朝外径向地延伸于横向端部翅片38和40的圆边50。扩口型外部边缘部分75和77沿轴向向内以及与横向端部翅片38和40成一个大约15度至75度的倾斜范围的夹角沿径向向外延伸。中间轴部分70实际上是平行于轴22并且处于轴22的径向的外部与之有一定间隔。轴向部分70的外部边缘实际上是直的并且平行于轴22。轴向部分的外部边缘在径向方向上跨越一个比横向端部翅片38和40及外部径向翅片42大的距离。在轴向翅片62和轴22之间的间距（间隔）形成一个进入孔76（图1和图4）以抓握轴22。进入孔76跨越一个大于使用者手的厚度的距离。

当轴22在水中移动或穿越水面时，内部轴向翅片62可用来使水流偏转并对水流产生一个横向压头和流体阻力。内部轴向翅片62一般是U形的、平面的和展开的。最好是至少有两对沿直径相对的内部轴向翅片62，它们从轴22径向地朝外延伸。在优选的实施例中，沿直径相对的两对内部轴向翅片中的每一对通常是垂直地排列并相互成直角。每一个相邻的内部轴向翅片62相互结合以形成一个水中角槽78（图1）以使得当轴22在水中移动时能成杯形地搅动水流。轴向翅片62使得水中哑铃20可以做得较以往的水中器械有较小（较短）的轴向尺寸而有更大的水流阻力。

每一个内部轴向翅片62有一对相对的通常呈U形的或C形的、平面的、或展开的水撞击表面80和82（图3），水撞击表面80和82一般垂直或正交于轴22的运动方向，以便当轴22在水中移动时对水流进行搅动。内部轴向翅片62的水撞击表面80和82跨越一个径向宽度或高度，这个宽度实际上比轴22的宽度大（从横截轴的方向考虑），以增加或加强水撞击表面80和82的水流阻力。当水下健身装置20在水中移动时，可以通过增加内部轴向翅片62的径向跨度或高度，来增加由内部轴向翅片62产生的水流阻力（抵抗力），也就是通过增大有效横截面积（即一般是位于垂直于轴22的运动方向的面积）。

在图解说明的实施例中的内部轴向翅片62实际上是坚硬的和无孔的。而为了优选图解实施例的最佳效果，在某些情况下，内部轴向翅片是有弹性的、弯曲的或有孔的（被穿孔的）也许是理想的。更进一步的，在某些情况下，内部轴向翅片具有一种异常的外形或者更多的或较少的内部轴向翅片被用于水中健身装置，这样也许是理想的。而且，轴向翅片可以包括轴向的或弯曲的坚硬元件或抗压构件。

每一个内部轴向翅片62具有一个一般的平面的或展开的、无孔的不透水的交叉部分的区域。轴向翅片62的最大高度最好是大于轴22的用手抓握部分28的最大厚度的两倍。横向端部翅片38和40跨越一个至少与轴向翅片62的最大直径或高度一样大的距离，并且占有一个横向地环绕轴向翅片62端部的区域。

侧面桥翅片84可以横跨在中间轴向翅片62的中部86之间并与它们连接，以形成可搅动水的侧面挡板。当水中哑铃20在水中移动时，侧面挡板提供了进一步的侧面流体阻力及侧面压头。侧面桥翅片84可有纵向的（轴向的）桥翅片部分88、横向桥翅片部分90、以及径向桥翅片部分92。横向桥部分90从纵向的（轴向的）桥部分88的中间横向地向外延伸。径向桥部分92从纵向的（轴向的）桥部分88的中间径向地向外延伸。纵向的、横向的、以及径向桥部分88、90、以及92形成横向地（向旁边地）阻水的侧面边槽94。纵向桥部分88的伸长的主体部分96实际上是矩形的、直到、平面的、以及展开的。纵向桥部分88的对称的横向端部98和100被固连于相邻的轴向翅片62，它通常呈不规则四边形。横向桥部分90实际上是不规则四边形的、平面的、以及展开的，并且具有向外分出的边缘101。径向桥翅片部分92实际上是三角形的、平面的、以及展开的。桥翅片84实际上是坚硬的并且是用象轴向翅片一样的材料制成的。桥翅片84的外部表面是无孔的并且形成横向水撞击表面102。至少一对相邻的轴向翅片62不被一个横向桥翅片连接，以不阻塞进入孔76（图1和4），使用者正是通过这个进入孔抓握轴的。

然而为了优选图解实施例的最佳效果，在某些情况下，具有多于一个连接相邻内部轴向翅片的桥翅片、或者这些桥翅片是弯曲的或呈其它一些形状、或者它们是有弹性的或有孔的，这样也许是理想的。更进一步的，如果需要，桥翅片可以有一个纵向的（轴向的）桥翅片部分和/或一个横向桥翅片部分以及一个任意的径向桥翅片部分。

水中健身装置20的轴向翅片62和横向翅片38和40，以及其它的翅片42和84可以作成肋条状部分104和凹进的部分106，以形成水槽108，以便当水中健身装置20在水中移动时增加水中健身装置20的水流阻力。中间轴向翅片62的一些水槽108实际上可以是矩形的。外部横向翅片38的一些水槽110实际上可以是不规则四边形的。然而更好的是中间轴向翅片62及外部横向翅片38和40的所有表面有凸起的104和/或凹进的106部分，以形成补充的水槽108和110。为达到最佳效果，在某些情况下，中间轴向翅片62和/或外部横向翅片38和40的所有或部分表面没有凹进的和凸起的部分也许是理想的。

如图2所示，通常六边形的边孔111和112（相互有间隔）被安置于侧面桥翅片84的外部边缘114和116及中间轴向翅片62的径向部分66和68之间。边孔111和112也被中间轴向翅片62的轴向部分70的一部分及轴22的外部环绕。边孔111和112形成了到轴22的中间部分28的通道。

在图9和10的实施例中，一组对称的从内分出的可搅动水的边缘棒、轮辐、肋条或展开翅片120、122和124位于轴22的外部和纵向的（轴向的）桥翅片部分88的主体部分96的中间及端部之间并与它们连接。从而分出的边缘棒（辐）120、122和124延伸通过并阻拦了边孔111和112。当水中健身装置20横向地在水中移动时，从内分出的边缘棒（辐）120、122和124提供了结构的强度、刚度、和附加的横向水阻力。

在图11和12的实施例中，一组对称的和横向的可搅动水的边缘棒、辐、肋条或扩张翅片122和126的十字交叉结构和间架延伸通过并阻拦了边孔111和112。轴向边缘棒124（辐）轴向地或水平地跨越在桥翅片84的外部边缘棒114和116与内部轴向翅片62的径向部分66和68之间并与它们连接，横向边缘棒（辐）126横向地或竖直地跨越在内部轴向翅片62的轴向部分70与桥翅片84的不规则横向端部98和100之间并与它们连接。轴向部分122和横向124边缘棒（轴）的十字交叉结构和间架加强了水中健身装置20的结构强度和刚度，并且当水中健身装置20在水中横向地移动时提供附加的横向水流阻力。

每一个水流阻力装置34、36和64的翅片38-42、62和84的边缘最好是圆形的。每一个水流阻力装置34、36、和64的翅片38-42、62和84与轴22的手柄部分28间隔一个有效的距离，以便当轴22在水中移动或穿越水面时施加一个横向的转矩和横向的阻力于手柄部分28上，以增强水中健身装置20的使用者的肌肉。如果使用者的手保持在轴22的中间28并且轴22不转动或不依轴旋转，由位于轴22的左手边的翅片38和42产生的力矩将平衡或抵消位于轴22的右手边的翅片38和42产生的力矩。

为了优选的图解实施例的最佳效果，在某些情况下，采用以下办法也许是理想的：有更多或较少翅片或这些翅片被安置以不同的角度或这些翅片是弯曲的或扭转的或者具有一种异常的形状或是由一种异常材料制成的。当水中健身装置被放在地面上或池子台面上时，轴向翅片和横向翅片可有互相间隔开以把滚动减至最小的张开部分。健身装置的翅片可具有圆形边缘以避免偶然地擦伤或戳破皮肤并提高安全性。

在使用中，当水中健身装置20在水中移动或摆动时，以一个有选择的加速度和动量产生所需的阻力、转矩、及扭力。

一个辅助的手柄或摆动臂可以被连接到轴上以便通过水以一种模似棒球杆、高尔夫球杆、（在四面围墙内打的）短网拍墙球球拍、木槌等方式摆动（旋转）哑铃。辅助的手垂直于轴抓握。辅助翅片能被螺栓栓住、夹住或其它方式固连到轴向翅片、横向翅片、以及径向翅片上，以增加翅片的有效高度。水中健身装置可以有各种尺寸，以较大的尺寸给男子并以更紧凑和更小的尺寸给女子和儿童。

因此，可以看到，每一个实施例具有一个通常耐冲击的可搅动水的轴22，轴22实际上是由一种不透水的材料形成，并具有一个可用手抓握的手柄部分28供在水中被抓握，并且每个实施例具有一个内部64和一对外部34和36水流阻力装置，这些阻力装置被有效地连接到轴22上，以便当轴在水中移动或穿越水面时，使水流偏转并对水流产生一个压头和流体阻力。每一个水流阻力装置34、36和64具有一个水撞击表面，水撞击表面具有一个相对于轴22的轴向长度方向的径向地或横向地安置的十字交叉区域。水流阻力装置34、36和64的水撞击表面的交叉区域跨越一个距离（宽度）（通常是在横截轴22的方向上），这个距离实际上是大于轴22的最大宽度，以增加水撞击表面的水流阻力。每一个水流阻力装置34、36和64及它的水撞击表面与轴22的可用手抓握的手柄部分28间隔一个有效的距离，以便当轴22在水中移动或穿越水面时施加一个水流转矩于手柄部分上。

这种水中健身装置与在陆地上使用的大多数类型的杠铃和其它健身装置相比，具有更大的水中活动范围，而更小的应力作用于使用者的关节上，并且对体疗学家来说具有许多优点。

新颖的水中哑铃的许多优点是：1.较大的流体阻力。

2.显著的流体动力学性能。

3.改进的水中健身器。

4.增强的用于体疗的能力。

5.水中健身的更大活动范围。

6.更快和更大强度的发展。

7.更佳的水中健身锻炼。

8.优越的结构强度和完整性。

9.有吸引力的。

10.使用简单。

11.安全。

12.方便的。

13.舒适的。

14.便携的。

15.坚实的。

16.经济的。

17.可靠的。

18.有效的。

19.实际的。

尽管本发明的实施例已经被表示和描述出来了，但是人们不难理解各种各样的修改和替换、以及部分的重新排列都能由本发明的技巧所形成，而不违背本发明的新颖性实质和超出本发明的范围。