专利名称：锻炼阻力系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及锻炼器材，具体而言，涉及能够提供变化工作负荷的锻炼器材。
背景技术：
公知的是，为了获得最大益处，运动员在训练时必须将他自己推向他最大的力量极限。利用常规的重量训练器材，例如仰卧举重器材或者其它的通用或专用器材，难以获得这种效果，这是因为，通常，当运动员达到短暂肌肉乏力(MMF)的第一点时，他就已经停止锻炼了。在该点，运动员必须自行改变他所用器材上的配重，或者由另一个人来为他改变配重，这样，该运动员才能够继续使用该器材进行锻炼。但是这样会不必要地中断锻炼，或者需要一直存在另一个未在锻炼的陪同人员。如果运动员能够在任何一组特定锻炼中经受多次MMF，那么他将最终达到其绝对疲劳点(AFP)。然而，利用常规锻炼器材，因为存在上述缺陷，很难或者不可能达到该AFP。
考虑运动员在作仰卧举重时举起120磅的情况。在该锻炼中，直接阻力施加到大胸肌和前三角肌上。很快，例如在仅做完10个完全重复练习之后，该运动员就再也不能完成下一个重复练习了。直接结果是，他会停止锻炼，即使他还能够继续以一个低重量级进行锻炼并最终达到他的AFP。(AFP就是即使当配重降低到运动员开始锻炼时的配重的百分之十时该运动员仍然不能进行任何运动的点)。在该点上，该运动员仅仅达到一个MMF点。公知的是，肌肉在三秒内就会恢复到50％的力量。这意味着，如果运动员仰卧举重120磅10次，只需要经过3秒钟休息，他就能够再做达6次的重复练习，从而达到多个MMF，这对于肌肉增生是重要的。如公知的，产生效果并获得成效的重要关键是使肌肉超越普通日常需要。
许多这些问题已经在共同转让的美国专利5,350,344以及4,746,113中提出。然而，已经发现，常规的配重片并不最适于那些当出现例如MMF的条件时自动改变配重阻力的系统。
例如，常规配重片包括多个相同重量的片(可选地具有一些第二重量值的较轻配重，其可以被人工地添加到配重片上)。在这种系统中自动改变配重阻力将是复杂和昂贵的。例如，一种可能的方案是，为每一块片提供单独的可自动致动的选择器插销，这样可以根据需要选择这些片，从而在锻炼中选择该点配重片的期望重量。此外，移动插销或插销可以沿配重片移动到期望位置，以选择合适的阻力。第一种可选方案昂贵且复杂，而第二种只是复杂。两种方案都可以改进。
发明内容
在本发明的多个目的和特征中，注意到，提供了一种用于锻炼器材的阻力系统，其便于响应于例如MMF的条件来改变配重阻力。
本发明的另一个目的是，提供了一种这样的系统，该系统容易适用于已经在本领域存在的常规锻炼器材。
本发明的第三目的是，提供一种经济的、可靠的系统。
在这里以及其后的描述中，本发明的其它目的和特征将部分地变得明显以及部分地被指明。
简要说，在本发明的第一个方面中，用于锻炼器材的阻力系统包括多个阻力提供部件，其具有至少三个不同的阻力值，还包括选择器，用于从多个阻力提供部件中选择阻力提供部件组。当选定组被选择时，选定组的阻力决定了该阻力系统的总阻力。
在本发明的第二个方面中，用于锻炼器材的阻力系统包括多个阻力提供部件，这些部件相互水平设置。选择器从多个阻力提供部件选择阻力提供部件组，当选定组被选择时，选定组的阻力值决定阻力系统的总阻力。当出现例如MMF的预定条件时，控制器自动控制选择器来改变阻力系统的总阻力。
在本发明的第三个方面中，阻力系统提供用于锻炼装置或器材的可控阻力。该系统包括多个可选配重，该多个配重的每一个都可被选择以被包含在可控阻力中。选择器被设置为邻近每个可选配重，该选择器包括多个对应于每个可选配重的致动器，从而当一个所述致动器被致动时，则对应的可选配重被包含在所述可控阻力中。
在本发明的第四个方面中，锻炼器材包括具有至少三个不同阻力值的多个阻力提供部件，以及用于从多个阻力提供部件选择阻力提供部件组的选择器。当选定组被选择时，选定组的阻力值决定阻力系统的总阻力。例如操作杆的手动操作部件被适配以由用户移动，并被操作连接到阻力提供部件的选定组，从而用户移动该手动操作部件必须克服由阻力提供部件的选定组提供的阻力。
在本发明的第五个方面中，一种改型具有配重片的锻炼器材的方法包括以下步骤去除该锻炼器材的现有配重片，用具有至少三个不同阻力值的一组配重代替该现有配重片，以及提供适于在所述配重组中选择多种配重组合的选择器。
在本发明的第六个方面中，一种改变锻炼装置中阻力的方法包括以下步骤将选择器移动到预定位置，当该选择器位于预定位置时释放第一组配重，并且当该选择器位于预定位置时接合第二组配重，其中第二组配重包括具有至少三种不同阻力值的单独配重。
图1是本发明的锻炼阻力系统的前视图；图1A是使用本发明的锻炼阻力系统的示意性锻炼器材的透视图；图2是图1的锻炼阻力系统的选择器/提升机构的分解透视图；图3是本发明的锻炼阻力系统的可选实施例的前视图；图4是本发明的可选配重片的简化俯视图；图4A是结合图4的配重片使用的选择器的俯视图；图5是结合杠铃椅上的杠铃使用的本发明的俯视图；图6是示出用于本发明的配重片的可选基座的一部分的横截面图。
在这些附图中，相同的标号表示相同的部件。
具体实施例方式
参考图1，本发明的阻力系统11被设计成用于连接到任何常规锻炼器材13(仅示出常规锻炼器材的一部分)。可以理解，本发明不限于任何特定类型的锻炼器材，而可适用于所有类型，并同样可以这样使用。例如，图1A示出常规锻炼器材1，其具有手动操作部件2，用户使用该手动操作部件来反抗阻力进行锻炼。示出的特定器材1具有覆盖配重片的外罩3(如下所述)，该外罩带有读出器4。优选，将传感器5设置在锻炼器材上的外罩的下部或上部，以检测锻炼的条件(速度，力等)，从而决定何时改变阻力是有利的。虽然示出了常规检测中的锻炼器材，但是可以理解，本发明也可以结合简单得多的器材(有时称为装置)来使用，例如杠铃。也就是说，本发明的可变阻力可以用来改变杠铃的阻力，或者更为复杂的锻炼器材的阻力。
阻力系统11包括多个阻力提供部件15，其具有至少三个不同的阻力值。例如，在图1中，阻力提供部件15是分别被标为19、21、23、25和27的4、8、16、32和64磅重量。如图所示，为了平衡，设置双数的、对称设置的各个重量值的配重(除了中间配重19)。可以理解，这种双数结构是理想的，但并不是本发明所必需的。
更重要的是，可以注意到，配重15是相互水平设置的，从而无论其它配重是否被选择，都可以独立的选择各个配重。该特征使得本发明相对于常规配重片而言具有相当大的灵活性。还注意到，所使用的不同重量值是最小重量(在该例子中，是四磅重量)的整数倍。以这种方式使用不同重量值可以利用最少数量的实际使用配重来获得非常多的总重组合。也就是说，当选定被选择组时，该选定组的阻力值决定了阻力系统的总阻力。
可以理解，可以使用其它装置作为阻力提供部件15，例如弹性绳、减震器、电磁阻力装置、弹簧等。
在阻力提供部件15的紧上方设置选择器31，用于从多个阻力提供部件中选择阻力提供部件组。如图2所示，选择器31包括提升板33以及多个致动器35，其被相互水平地设置在板33中的合适凹槽37中。
实际中，每一个配重阻力部件15(或每一对)具有连接到其上的致动器35，从而可以选择特定的配重(或配重对)。在图2中，为清楚起见，仅示出较少数量的致动器(以及凹槽)。板33还包括用于接收常规锻炼器材的导杆43的开口41。(可以理解，并非所有锻炼器材都具有导杆，示出该导杆只是用于说明)。虽然选择器31在图2中示出为包括板，但是，也可以根据需要改变保持致动器的部件的形状。
参考图1，在锻炼器材框架45中将选择器31设置在阻力提供部件15的上方，并附接到常规提升索或带47上，将该提升索或带的另一端连接到锻炼器材的用户操作部分(未示出)。响应于用户施加到提升索47上的力，选择器(以及任何选定配重)在该锻炼器材框架45内垂直移动。
本系统还包括控制器51(如图1所示被安装到锻炼器材框架45)，其通过缆线53连接到选择器31，并连接到合适的传感器或传感器55。可以理解，控制器可以设置在任何较方便的位置。控制器可以是任何合适的计算机或电路。由于控制器本身并不独特，所以所使用的特定计算机或电路仅是选择的问题。
控制器51响应于由传感器55检测的例如MMF的条件而控制对选择器31中的各个致动器35的致动。例如，假设通过合适致动器连接最外的配重，使其与提升板33一起移动。还假设提升板的重量是16磅，从而在该点被提升的总重是80磅。
当传感器55接收表示MMF的信号时，控制器51识别出该条件，并且，当提升板回到图1所示的位置时，控制器51(通过缆线53)致动致动器，其中这些致动器连接到所有三个四磅配重19、两个八磅配重21以及两个十六磅配重23，总重为76磅(包括提升板)。它还释放连接到三十二磅配重25的致动器，从而在下一个锻炼重复中，总重已经被减少。(当然，总重的变化量可以不同于该最小增量，可以根据需要或需求由特定用户或特定锻炼来选择)。并且，虽然是结合MMF来描述该操作，但是，也可以采用任何其它条件来作为触发事件。
参考图3，示出了本发明的阻力系统的可选实施例。在该实施例中，提升部件是圆柱体61，其被安装在轴63上。提升带47的移动使得该圆柱体绕轴旋转，从而提升或放低任何所连接的配重。
在该特定实施例中，配重不是如前一实施例成对设置(但是任何实施例中的配重是否成对设置并不构成本最宽泛发明的一部分)。单个配重65、67、69、71、73以及75(分别具有四磅、八磅、十六磅、三十二磅、六十四磅以及一百二十八磅的配重)通过皮袋77连接，以提升圆柱体或圆筒62。致动器35(未示出)安装在圆筒62内，从而在控制器51(图3中也未示出)的控制下，可以将配重的任意组合连接到或者脱离于该圆筒。随着该圆筒旋转(由于施加到提升带47的力的作用)，被致动的配重被提升或放低。当出现例如MMF的条件，控制器通过适当控制致动器而改变重量。
参考图4和4A，可以看到，本发明可以结合多种对配重的设置和放置。例如，图4示出一组十六个配重81-93。每个配重包括突起(未示出)，用于接收其对应致动器的杆以选择配重(如下所述)。配重垂直延伸，并均位于基本相同的高度，从而每一个都可以由选择器单独地和共同地选择。配重优选位于有开放面的基座(open-faced base)中(这将结合图6在下面描述)，该基座将配重保持在静止位置中。例如，配重81、87以及93是四磅配重，配重82和92是三十二磅配重，配重83以及91是八磅配重，配重84和90是十六磅配重，配重85是两磅配重，配重86和88是六十四磅配重，以及配重89是一磅配重。
当选择器94位于配重紧上方的原位置时，每一个配重的突起在对应的致动器和选择器的柄脚(tang)之间延伸。例如，配重81的致动器是致动器81A，对应的柄脚是81T。当选择器位于原位置时，控制器51可以通过例如解开致动器82A、84A和85A(从而释放配重82、84以及85)并接合致动器91A和92A，从而将配重从50磅改变为四十磅。当然也可以使用多种其它的配重组合。
本发明特别适用于对现有锻炼器材进行器具改型，但是也可以用于制造全新的锻炼器材。例如，在图5中，示出了使用本发明的配重阻力系统的杠铃。当然，本发明也可适用于任何其它类型的自由配重器材。杠铃的杆101示出连接到一个两部件选择器103，该选择器设置于每一侧的一组配重的上方。每一组配重例如是五磅、十磅、二十磅、四十磅以及八十磅。当将该杆放低到原位置，在所述原位置处，选择器位于配重的紧上方，可以以上述相同方式来改变配重阻力。也就是说，每一个配重具有(在选择器中)致动器和连接到其上的柄脚，从而当选择器在原位置时通过致动对应的致动器来选择配重(添加到杠铃的配重)，并通过释放对应的致动器，不选择(从杠铃的配重上去除)其它配重(根据需要)。杠铃101以及选择器103可以结合杠铃椅105使用，如图所示，或者以任何其它常规方式使用。如果需要，可以包含脚踏板107来提供到选择器103的信号而改变配重。
参考图6，在本发明的一个实施例中，配重静止在基座111中。该实施例中的配重在其下端成锥形，如图6所示，而基座111包括对应的锥形开口113，其尺寸被设置为可以接收对应的配重。也就是说，每个配重都有一个开口接收，每个开口的尺寸都被设置为可以接收对应的配重。锥形开口113确保了当将配重放低到静止位置时，将其导入对应开口中。这确保了配重总是处于用于选择/释放的希望位置中。可以理解，图6所示的锥度量可以根据需要来改变。在图6中，示出配重86位于基座中的静止位置中，而示出配重81和89正被放低到它们的开口113中。
可以理解，本发明可以以多种方式实施，因为本发明本身提供了较大的设计灵活性。
通过上述内容，可以看出，实现了本发明的多个目的和特征，并获得了其它有利结果。由于在不脱离本发明的范围下可以在上述结构和方法中进行多种变化，因此，在上述描述中包含的或者在附图中示出的所有内容都应当理解为是说明性的，而是限制性的。
权利要求
1.一种用于锻炼器材的阻力系统，包括多个阻力提供部件，其具有至少三个不同的阻力值；以及选择器，用于从所述多个阻力提供部件中选择阻力提供部件组，当选定组被选择时，所述选定组的阻力值决定所述阻力系统的总阻力。
2.根据权利要求1所述的阻力系统，其中所述阻力部件具有至少四个不同的阻力值。
3.根据权利要求1所述的阻力系统，其中一个所述阻力提供部件提供预定最小阻力值，至少一个所述阻力提供部件提供是所述最小阻力值的至少两倍的阻力值，以及至少一个所述阻力提供部件提供是所述最小阻力值的至少四倍的阻力值。
4.根据权利要求1所述的阻力系统，其中大多数所述阻力提供部件提供的阻力值是预定最小阻力值的偶数倍。
5.根据权利要求1所述的阻力系统，其中所述阻力部件被水平设置，以使得绕所述选择器的中心轴的阻力分布基本对称。
6.根据权利要求1所述的阻力系统，其中所述选择器是沿所述阻力提供部件的一个表面设置的基本平的板。
7.根据权利要求6所述的阻力系统，其中所述选择器包括致动器，所述致动器被设置以在该致动器被致动时接合对应的阻力提供部件，被所述致动器的致动选择的选定组的阻力提供部件对应于希望的所述组的阻力提供部件。
8.根据权利要求6所述的阻力系统，其中所述选择器板被水平设置在所述阻力提供部件的上方。
9.根据权利要求1所述的阻力系统，其中所述阻力提供部件是配重。
10.根据权利要求1所述的阻力系统，其中所述阻力提供部件是弹性绳。
11.根据权利要求1所述的阻力系统，其中所述阻力提供部件是机电部件。
12.根据权利要求1所述的阻力系统，还包括控制器，该控制器在出现例如MMF的预定条件时，自动控制所述选择器改变所述阻力系统的总阻力。
13.根据权利要求12所述的阻力系统，其中所述控制器响应于传感器对预定条件的检测，所述传感器与所述锻炼器材连接。
14.根据权利要求12所述的阻力系统，其中所述选择器适于由多个不同控制器控制。
15.一种用于锻炼器材的阻力系统，包括多个阻力提供部件，其被相对于彼此水平地设置；选择器，其适于从多个阻力提供部件选择阻力提供部件组，当选定组被选择时，所述选定组的阻力值决定所述阻力系统的总阻力；以及控制器，其在出现例如MMF的预定条件时，自动控制所述选择器改变所述阻力系统的总阻力。
16.根据权利要求15所述的阻力系统，其中所述阻力部件具有至少四个不同的阻力值。
17.根据权利要求15所述的阻力系统，其中一个所述阻力提供部件提供预定最小阻力值，至少一个所述阻力提供部件提供是所述最小阻力值的至少两倍的阻力值，以及至少一个所述阻力提供部件提供是所述最小阻力值的至少四倍的阻力值。
18.根据权利要求15所述的阻力系统，其中所述阻力部件被水平设置，以使得绕所述选择器的中心轴的阻力分布基本对称。
19.根据权利要求15所述的阻力系统，其中所述选择器是沿所述阻力提供部件的一个表面设置的基本平的板。
20.根据权利要求15所述的阻力系统，其中所述选择器包括致动器，所述致动器被设置以在该致动器被致动时接合对应的阻力提供部件，被所述致动器的致动选择的所述阻力提供部件的选定组对应于希望的所述组的阻力提供部件。
21.根据权利要求15所述的阻力系统，其中所述选择器被水平设置在所述阻力提供部件的上方。
22.一种提供用于锻炼的可控阻力的阻力系统，包括多个可选配重，所述多个配重中的每个都可被选择以被包括在所述可控阻力中；选择器，其被邻近每个所述可选配重设置，所述选择器包括多个对应于每个可选配重的致动器，从而当一个所述致动器被致动时，对应的所述可选配重被包括在所述可控阻力中。
23.根据权利要求22所述的阻力系统，其中一个所述配重提供预定最小阻力值，至少一个所述配重提供是所述最小阻力值的至少两倍的阻力值，以及至少所述一个配重提供是所述最小阻力值的至少四倍的阻力值。
24.根据权利要求22所述的阻力系统，其中大多数所述配重提供的阻力值是预定最小阻力值的偶数倍。
25.根据权利要求22所述的阻力系统，其中所述配重被水平设置，以使得绕所述选择器的中心轴的配重分布基本对称。
26.根据权利要求22所述的阻力系统，其中所述选择器是沿所述配重的一个表面设置的基本平的板。
27.根据权利要求26所述的阻力系统，其中所述选择器包括致动器，所述致动器被设置以在该致动器被致动时接合对应的配重，被所述致动器的致动选择的所述配重对应于希望的配重。
28.根据权利要求22所述的阻力系统，其中所述选择器被水平设置在所述配重的上方。
29.根据权利要求22所述的阻力系统，还包括控制器，所述控制器在出现例如MMF的预定条件时，自动控制所述选择器改变所述阻力系统的总阻力。
30.根据权利要求29所述的阻力系统，其中所述控制器响应于传感器对预定条件的检测，所述传感器被连接到所述锻炼器材。
31.根据权利要求29所述的阻力系统，其中所述选择器适于由多个不同的控制器控制。
32.一种锻炼器材，包括多个阻力提供部件，其具有至少三个不同的阻力值；选择器，其用于从多个阻力提供部件中选择阻力提供部件组，当选定组被选择时，所述选定组的阻力值决定所述阻力系统的总阻力；手动操作部件，其适于由用户移动，所述手动操作部件被操作连接到所述阻力提供部件的选定组，从而用户移动该手动操作部件必须克服由所述阻力提供部件的选定组提供的阻力。
33.根据权利要求32所述的锻炼器材，其中所述手动操作部件被所述选择器操作连接到所述阻力提供部件的选定组。
34.根据权利要求32所述的锻炼器材，还包括控制件，用于改变所述阻力提供部件的选定组，以改变总阻力。
35.一种改型具有配重片的锻炼器材的方法，包括以下步骤去除该锻炼器材的现有配重片；用具有至少三个不同阻力值的一组配重代替所述现有配重片；以及提供选择器，其适于在所述配重组中选择多种配重的组合。
36.根据权利要求35所述的方法，还包括提供控制器，以响应于预定条件自动改变由所述配重组提供的阻力。
37.一种改变锻炼装置中的阻力的方法，包括以下步骤将选择器移动到预定位置；当所述选择器位于预定位置时释放第一组配重；当所述选择器位于预定位置时接合第二组配重；以及所述第二组配重包括具有至少三种不同阻力值的单独配重。
38.一种提供用于锻炼的可控阻力的阻力系统，包括多个可选配重，所述多个配重的每一个都可被选择以被包含在所述可控阻力中；选择器，其被设置为邻近每个所述可选配重，所述选择器包括多个对应于每个可选配重的致动器，从而当一个所述致动器被致动时，则对应的所述可选配重被包含在所述可控阻力中；以及用于接收所述配重的基座，所述基座具有多个用于接收所述配重的锥形开口。
39.一组用于一件锻炼器材的配重，包括第一配重，其具有底部、顶部以及侧部，所述侧部具有至少一些偏向于所述第一配重的底部的锥度，所述第一配重具有预定质量；第二配重，其具有底部、顶部以及侧部，所述侧部具有至少一些偏向于所述第二配重的底部的锥度，所述第二配重具有是所述第一配重质量的约两倍的质量；以及第三配重，其具有底部、顶部以及侧部，所述侧部具有至少一些偏向于所述第三配重的底部的锥度，所述第三配重具有是所述第一配重质量的约四倍的质量。
全文摘要
一组用于例如杠铃的锻炼装置或锻炼器材的阻力部件，包括至少三个不同阻力值。在一个实施例中，该阻力部件是水平分布的配重。该配重可以具有二进制的阻力分布，例如，一个或多个五磅的配重，一个或多个十磅的配重，一个或多个二十磅的配重，一个或多个四十磅的配重，一个或多个八十磅的配重。使用选择器来选择配重的多种组合，以获得所需的总阻力。在一个实施例中，控制器响应于预定条件操作选择器来改变配重，预定条件例如是短暂肌肉乏力或者是手动改变配重信号的出现。该组阻力部件特别适用于简化配重片的自动控制，以及适用于改型现有的器材和装置。
文档编号A63B21/062GK1882376SQ200480033755
公开日2006年12月20日 申请日期2004年10月12日 优先权日2003年10月17日
发明者R·基塞尔 申请人:伊格泽特隆有限责任公司