[发明专利]训练器械

说明书

本发明涉及训练器械，特别是固定脚踏车式训练器械。

脚踏车式训练器械有时也称为“固定式自行车”，已被人们所熟知。这些运动器械一般都包括一个极类似于自行车车座的鞍座，用来支承直坐在该器械上的人，由脚驱动的曲柄装置安装在鞍座的下方。现有脚踏车式训练器械的曲柄装置包括一对从旋转轴向外伸的曲柄臂，曲柄臂的自由端装有脚踏板，安装好的曲柄装置用于容纳坐在训练器械上的人的双脚。传动链条或皮带将曲柄装置的旋转运动传递到一个能量吸收装置，例如飞轮或叶轮，吸能装置提供一个负载力，受训练者在蹬踏曲柄机构时克服这个力消耗能量。Hooper在us4，188，030号美国专利中公开了一种这样的脚踏训练器械。

现有脚踏车式训练器械采用一个曲柄机构，使用者蹬踏该曲柄机柄，同时对该器械做功，这些训练器械在每次蹬踏的整个行程中不能把使用者的能量恒定地传递给负载。曲柄踏板机构在每个行程的顶点和底点均有一个零位，当曲柄机构通过该死点位置时，踏板曲柄臂的有效长度减小到零长度;当踏板曲柄臂通过90°位置，即每个行程的顶点与底点之间一半距离的位置时，踏板的有效杠杆臂按正弦变化规律增加到最大有效长度。由于有效杠杆臂的不断变化，受训练者在每一完整的踏板行程中消耗能量对负载装置做有用功的比率也同样地发生变化。由于每一行程中能量转换的比率只在瞬时达到最大值，因此这种变化减低了脚踏车式训练器械所能达到的最大效率。

现有脚踏车式训练器械，特别是与这些器械一起使用的曲柄机构的另一个缺点与行程的长度有关，该行程的长度由曲柄机构所用的曲柄臂的长度所决定，不易改变。改变有效行程长度需要更换整个曲柄组件或者提供踏板安装位置可变的曲柄臂。在上述任一种场合下，可采用的方法都是代价昂贵的，并且为了适应脚踏行程长度相差很大（即腿较长或较短）的使用者或者运动能力显著不同的使用者而改变曲柄臂的长度，需要技术人员的帮助。

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的脚踏车式训练器械。

本发明的另一个目的是提供一种不需要传统的旋转式曲柄装置的脚踏车式训练器械。

本发明再一个目的是提供一种脚踏车式训练器械，该器械转换能量的比率在每一行程自始至终基本上是恒定的。

本发明更进一步的目的是提供一种脚踏车式训练器械，其中，每次行程的长度可以缩短而不会影响该器械的结构或效用。

本发明的其他目的和优点可以从下述说明中更清楚地了解。

总的来说，本发明用一对脚操纵的踏板或踏蹬取代传统训练器械中的旋转式踏板装置，使用者双脚交替地压下踏板时，踏板以前后来回的方式接受使用者的操纵力，并把这种来回的运动与能量吸收装置相联系，从而向踏板施加机械负载并且消耗使踏板运动的能量。该耗能装置还与一对手操纵杆联接。

具体地说，每个脚踏板可沿一轨迹往复运动，并且两个踏板相互联接在一起，以便压下一个踏板时另一踏板自动上升，反之亦然。踏板安装成沿一弧形轨迹运动或者沿一直线轨迹运动，这种往复运动用来驱动一负载消耗机构，它最好是如下所述的一种转动式装置。

更具体地说，踏板通过绕过一个皮带轮装置的挠性拉伸元件而相互连接，该皮带轮装置使安装在每个踏板上的传动带换向。由踏板驱动的拉伸元件至少带动一个单向离合器，当踏板驱动拉伸元件向某一特定方向运动时，该单向离合器又驱动一个叶轮，当踏板反向运动或处于反向行程时，该单向离合器空转，使叶轮能继续转动，而不影响该踏板的反向运动。由于所述踏板装置不存在传统曲柄装置的相应于死点位置的零位区，因此，每个踏板的整个向下的行程对于以一基本恒定的比率耗散能量是有用的。

由踏板机构驱动的负载装置可以是任何适当类型的，该负载装置的一种是飞轮。该飞轮上设置径向叶片，叶片安置成当叶轮随踏板的运动而转动时，可以产生最大的阻力。另一可供选择的装置是一个转动体，其周边与一摩擦制动装置相配合，该制动装置可以包括一扭矩传感器，用于检测和传递相应于施加到转动体上的扭矩（磅-呎）信号。

图1表示根据本发明第一实施例的训练器械，为清楚起见，图中省略了一些部件;

图2为图1的右视图;

图3为表示图1和图2所示实施例的传动机构的局部视图;

图4为表示本发明第二实施例的侧视图;

图5为图4所示实施例的制动带机构的详图;

图6为表示图4和图5所示实施例中所用的力传感器的放大的剖视图;

图7为表示本发明第三实施例的侧视图;

图8为图7中沿8-8线截取的剖视图;

图9为表示图7和图8所示实施例的传动机构的局部视图;