[发明专利]下肢模拟健身装置

说明书

一种下肢模拟健身装置，其具有：(‑)左腿部联动装置和右腿部联动装置，所述左腿部联动装置和右腿部联动装置中的每一个都包括：(i)上腿部构件，其枢转地连接到框架，以围绕上部枢转点枢转，其中上部枢转点限定侧向延伸的上部枢转轴；和(ii)下腿部构件，其在远离上部枢转点的位置处直接枢转地连接到上腿部构件，以围绕下部枢转点枢转；和(‑)脚支撑件，其在远离相应的下部枢转点的位置处附接到每个下腿部构件。本发明的特征在于上腿部构件、下腿部构件、上部枢转轴、下部枢转轴、使用者的髋部区域、使用者的膝关节、与下腿部构件相连的偏置的阻尼装置和互连下腿部连杆和偏置的阻尼装置的互连构件之间的符合人体工程学的协作空间方位和关系。

背景技术

健身行业长期以来需要一种固定的低冲击的健身器械，该健身器械能够在锻炼期间适应并顺从使用者的自然步态、步幅和步速，(下文中将这种健身器械称作“使用者顺从的健身器械”)。跑步机适应使用者定义的步态和步幅(即，不受控制的行进路径)，但是，对于器械决定的步速而言是高冲击性的。椭圆形健身器械具有较低的冲击性并且适应使用者定义的步速，但是椭圆形健身器械具有器械决定的步态和步幅(即限定了行进路径)。

已经尝试通过使用模拟人的腿部的腿部联动装置来获得一种顺应使用者的健身器械(即，一种健身器械，其具有静止的框架，该框架支撑一对腿部联动装置，其中每一个腿部联动装置都具有(i)上连杆，其在上端附近枢转地连接到框架；(ii)下连杆，其在上端附近枢转地连接到上连杆的下端；和(iii)脚支撑件，其位于每个下连杆的下端上)。美国专利5,290,211、5,499,956、5,735,773、5,911,649、6,036,622、6,045,487、6,152,859(图29)、7,645,215、7,833,134、8,109,861和8,409,058中示出并描述了示例性的下肢模拟固定健身器械，这些美国专利公开的内容在此以引用的方式并入到本说明书中。虽然这些下肢模拟固定健身器械构成了实现顺应使用者的健身器械的巨大进步，但是这些下肢模拟固定健身器械在商业上都不太成功，原因在于，它们在行走和跑动期间施加无法与使用者本身所期望的与环境的自然交互很好地协作的作用力和反作用力。

因此，仍然需要一种固定的顺应使用者的健身器械，该健身器械以符合人体工程学的方式顺应使用者的与生俱来的跨步运动。

发明内容

本发明涉及一种能够变化的步态健身装置，其具有完全或部分自主的右腿连杆和左腿连杆，并且具有以符合人体工程学的方式定位的髋部枢转点和/或膝关节枢转点。

可以通过如下方式获得这样一种固定的下肢模拟健身器械：为健身器械提供左-右自主大腿和/或小腿连杆，该左-右自主大腿和/或小腿连杆具有以符合人体工程学的方式对准的髋部和/或小腿枢转点，其中自主且符合人体工程学的对准的每种组合都在器械和其操作者之间的相互作用方面具有某些独特的微小改进，通过上述方式获得的固定的下肢模拟健身器械能够提供灵活的脚支撑运动，这种灵活的脚制成运动顺应使用者的自然的、与生俱来的符合人体工程学的跨步运动，这与使得使用者适应器械选择的跨步运动完全不同。

在第一方面中，健身器械是一种固定的下肢模拟健身器械，其中，(i)通过以下方式中的至少一种来确定使用者在器械上的方位：(-)构造框架，以使框架允许使用者从框架的后端进入到健身器械上，和(-)提供显示器，该显示器安装在框架上，用于显示被支撑在脚支撑件上的直立且面朝前的使用者能够看到的信息，(ii)第一和第二髋部枢转点限定侧向延伸的上部枢转轴，(iii)左腿部联动装置和右腿部联动装置选择性地相互作用，以便进行以下两种枢转中的至少一种：(-)大腿构件相对于彼此围绕髋部枢转点自主地枢转，而小腿构件相互连接，以便围绕膝关节枢转点同步异相地枢转；和(-)小腿构件围绕膝关节枢转点相对于彼此自主地枢转，而大腿构件相互连接，以围绕髋部枢转点同步异相地枢转，和(iv)大腿构件、小腿构件和脚支撑件被支撑、构造并布置成使得上部枢转轴将穿过直立且面朝前的适合的使用者髋部区域或者位于该髋部区域的后面，其中，该适合的使用者在脚支撑件水平且竖直地对准的状态下被支撑在脚支撑件上。