侧向训练器械和方法
【专利说明】侧向训练器械和方法
[0001]本分案申请是基于申请号为200880102437.9 (其国际申请号为PCT/US2008/007179)、申请日为2008年6月9日、发明名称为“侧向训练器械和方法”的中国专利申请的分案申请。
[0002]优先权要求
[0003]本申请是2007年6月7日申请的60/924，964号美国临时专利申请的共同未审定申请并要求其优先权。本申请也是由其发明人于2004年7月16日申请的发明名称为“体育训练器械和方法”的10/892，568号共同未审定的美国专利申请的部分继续申请，其要求2003年7月16日申请的60/487，227号美国临时专利申请的优先权，上述每篇的内容都并入于此作为参考。
[0004]相关申请
[0005]本申请涉及发明人于2004年7月16日申请的发明名称为“摇摆训练器械和方法”的10/892，196号美国专利申请，其内容合并于此作为参考。本申请涉及发明人于2006年3月I日申请的发明名称为“体育训练器械和方法”的11/364，181号美国专利申请，其内容合并于此作为参考。
【背景技术】
[0006]本发明涉及一种侧向训练器械和方法，用于训练诸如受训者，运动员及其他人员以便改善各种运动技能。特别地，涉及一种侧向训练器械和方法，用于当进行慢速或高速运动时相对受训者身体的单个或多个点的动作提供恒定或改变大小的力。
[0007]长期以来体育训练和调节被认为对于提高各种运动技能以便提高运动员的成绩、物理治疗患者的康复或者受训者的全面身体健康是理想的。已经发现在身体执行特定动作时进行阻力训练对提高各种身体能力例如功能性肌力、跑动速度、起跑快速性、弹跳能力和弹踢能力非常有效。这种阻力训练在使用慢速的非体育活动的特定运动进行负重训练中愈发变得受人青睐。
[0008]例如，已经发现，如果运动员想跑得更快，跑动时在腿部肌肉上施加轻微阻力比用重物在腿上施加压力更加有益。这两种训练方法都将增强运动员的腿部肌肉，然而，通过跑动时提供轻微阻力的高速训练允许运动员在高速时产生更多的力量，因为高速下用阻力对肌肉进行了训练。使用带阻力的慢速运动训练肌肉促使慢速下力量的产生，因为肌肉在低速下被进行训练。两种训练方法对大多数运动员都是重要的。然而，为了对高速下运动成绩进行优化，肌肉必须在高速下进行身体上和神经性上的训练。这里所用的术语“训练矢量”意思是在预定运动范围内与受训者的一部分动作对抗的力。训练矢量的大小和方向可以相对恒定或者在预定的运动范围内可以变化。
[0009]许多涉及运动的体育活动包括同时活动多个身体部分以便进行特定运动的多个肌群。例如，当运动员跳跃时，他或她同时使用腿、背部和臂部。为了对特定运动进行最佳化训练，采用自然的跳跃动作同时对腿、背部和臂部施加阻力来训练是有益的。这样一种锻炼方法将比仅仅对腿施加阻力的方法更加有效，因为其允许用于跳跃的主要肌群在所施阻力下按恰当的神经学顺序起作用。
[0010]此外，已经发现在体育活动特定运动和速度期间施加阻力的锻炼方法提供了有效和高效率的手段来提高人体力量和运动反射从而训练身体更有效和更迅速地进行特定运动。由于高速阻力训练通常需要运动员在高速下加速和减速，可以优选轻质的弹性构件来提供适当的阻力。弹性构件提供小质量并且可以连接到受训者例如运动员并允许其相对于训练或力矢量来迅速加速和/或减速，其中该训练矢量或力矢量不论受训者在加速或减速时的速度都具有变化很小的量值。由重量装置产生的训练阻力与弹性构件相比是不理想的，因为重物提供惯性并因而需要明显更大的力来加速和减速。例如，将人手中10镑重物加速到10m/s所需的能量比使连接到人手施加10镑力的20英尺弹性构件的远端加速到lOm/s所需的能量超过100倍。在本主题的【具体实施方式】中，不需要能量来对以lOm/s速度运动的同样的弹性带的远端减速；相反地，需要相当大的力来对以lOm/s速度运动的10镑重物来减速。因此，示范性的弹性构件的高阻力与质量比使得相关锻炼器械成为对希望进行高速阻力训练的受训者施加训练矢量的理想装置。
[0011]竞赛期间的高速体育运动需要对抗重力和运动员的自身质量(加速或减速中的身体或肢体)进行。当受训者试图在比赛场地上加速或减速时，受训者的质量和重力不发生变化。因此，当在比赛场地上试图加速或减速时受训者感觉到的阻力如受训者进行加速或减速那样没有变化。因此在锻炼器械中重要的是，当受训者进行高速阻力训练时，在体育运动或锻炼的加速和减速阶段中阻力也保持相对恒定。相反，如果在体育运动或锻炼的加速和减速阶段期间施加的训练阻力迅速变化，受训者的平衡以及保持特定体育锻炼运动的能力将会受到严重破坏，因为迅速变化的阻力模拟了运动期间质量和/或重力的改变。现有技术的这些缺点是非自然的，并且人们没有本能地训练，或者生物机械地被设计成处理高速训练时的这些变化。
[0012]弹性构件的优越的物理特性结合对高速训练整个较长距离内施加相对恒定阻力的需要导致了长弹性构件(例如4到30+英尺)的广泛使用于体育特定速度训练和力量阻抗训练。此外，弹性构件越长，运动员可以在该构件阻止伸展的阻力增加(通常以指数速率增加)之前将构件伸展的越远。例如，如果运动员将一 4英尺的弹性构件拉伸至8英尺，当该构件达到8英尺时测得的阻力相对于在4英尺时测得的阻力将可能增加百分之200或300，就如将构件拉紧一样。然而，如果运动员将一 50英尺的弹性构件拉伸额外的4英尺至54英尺，那么该额外的4英尺长度代表该松弛构件总长度的一小部分，并且在54英尺时测得的阻力将比在50英尺时大出少许百分比。
[0013]然而，现有技术中为高速体育活动特定训练提供恒定阻力的长弹性构件的器械，通常在功能上和空间上都是低效的。例如，当长弹性构件在一端锚固并在远端附接到受训者时，该受训者必须从锚固点走开直至弹性带拉紧，然后进一步走开拉伸该弹性构件直至受训者感觉到期望施加的阻力。然后受训者可能进行所期望的体育训练运动。现有技术中的这种缺陷产生以下四个问题。
[0014](I)在现有技术中，通常要求大的锻炼空间来容纳该长的弹性构件。附图1是现有技术的锻炼器械的侧视图，受训者在各种位置下，示出了向受训者提供特定阻力的约束装置。参照图1，在阶段I中，当距锚固点“A”小于25英尺时，使用一附接到其腰部的25英尺的弹性构件的受训者没有荷载施加到其身体上。在附图1的阶段2中，在消除该构件的松弛并且受训者感受到任何阻力之前该受训者必须远离锚固点25英尺。附图1的阶段3中，受训者必须又远离锚固点5英尺(在本实例中)以便将构件拉伸并设定/产生一所期望的用于锻炼的开始阻力。附图1的阶段4中，受训者然后自锚固点移动另一 15英尺加上一另外的5英尺来减速而进行所期望的锻炼运动。因此，在现有技术中这一实例所需的锻炼空间大约45英尺。然而，本主题的【具体实施方式】消除了附图1中阶段I至3描述的现有技术的空间要求。
[0015](2)在现有技术中，当将固定长度的弹性构件的端部固定到受训者和锚定点上，训练阻力不能不依赖于在受训者和锚固点之间的空间关系而产生。参照附图2，如果受训者希望通过弹性构件I来将施加到其手上A点的阻力从5镑增加到8镑，受训者必须从锚固点移开10英尺至14英尺。这样将拉伸弹性构件I额外的4英尺从而当该构件拉伸额外的长度时增加阻力。这有两个明显缺点。第一，如果受训者希望在锻炼开始时有更多阻力，受训者将需要更多空间来从锚固点移开以便将该构件拉伸并增加阻力。第二，弹性构件I作用于受训者的手上的力矢量在10英尺和14英尺位置处是不同的。因此，当受训者改变其相对于该锚固点的位置时，对于固定的锚固点作用于身体上的力矢量的角度将改变。现有技术中的这种不良效果可以通过本主题的【具体实施方式】来避免。
[0016](3)在现有技术中，伸长的弹性构件使得难以在锻炼或者复杂体育特定运动的全程内对受训者施加所期望的力或者训练矢量。
[0017](4)在现有技术中，由于所有构件的阻力通过受训者远离锚固点的移动而被增加，试图保持独立控制所施加的阻力是困难的，即来自于通过使用多个弹性构件产生的多个力或训练矢量的阻力是困难的。附图3提供现有技术的这一限制的示图。在现有技术中，如果受训者想增加弹性构件I在位置I处施加到手上的阻力同时满足于另一弹性构件2在位置2处施加到腰部的阻力，受训者将要从弹性构件I的锚固点B离开进一步移动至位置2。当不希望向腰部施加额外的阻力时，向位置2的运动将额外地拉伸另一弹性构件2从而向腰部施加了更多的阻力。同样，现有技术中的这种不期望的效果可以通过本主题的【具体实施方式】避免。
[0018]本发明的发明人申请的发明名称为“纵向跳跃锻炼器械”的4，968，028和4，863，163号美国专利公开了用于纵向跳跃练习和训练的阻力训练器械。在附图4-9中的Wehrell的专利中公开的该现有技术系统，在受训者的臀部上施加两个具有相对恒定量值的训练矢量(参见附图4至7，示出了训练矢量IA和2A)，用于在进行跳跃运动的同时向腿部施加阻力。
[0019]附图8和9描述了 Wehrell的专利中披露的锻炼器械的后期改进。在这一【具体实施方式】中，通过将锻炼器械的弹性构件附接到受训者穿戴的可拆卸的腿部套具I上，训练矢量IB和2B对进行跑动动作的受训者的膝盖后侧提供相对恒定的阻力。这一【具体实施方式】为高速下受训者的臀部屈肌训练提供阻力。
[0020]然而，在现有技术中需要实现更复杂的高速训练构造，其中阻力被同时施加给多个身体部位。现有技术中还需要将多个侧向阻力矢量附连或施加到受训者，同时允许:(I)每个弹性构件的阻力将彼此独立地被设置而不考虑受训者与相应的弹性构件锚固点之间的空间关系。(2)在一维以上容易地操作各弹性构件的锚固点，从而当弹性构件附接到受训者时控制施加的阻力或者训练矢量的方向的性能；(3)在接近(例如，一英尺或更小尺寸)锻炼器械处时或在距离该器械相当大距离处设置施加给受训者的所期望的阻力的性能；(4)同时提供多个(例如2至8个或更多)训练矢量的性能，该训练矢量具有向上和/或向下阻力分量，其中每个矢量可以提供列举在上述(I)至(3)中的性能。
[0021]因此，本主题的一个【具体实施方式】同时为一个或多个受训者提供一个或多个阻力训练矢量。本主题的另一【具体实施方式】提供多个阻力构件，其穿过机械机构，使阻力构件能容纳在该相应的锻炼器械之中并提供实质有效的长度。
[0022]本主题的另外的【具体实施方式】提供一种侧向训练器械和方法，用于向受训者的身体的手部、股部和其它部位施加训练矢量，以便当进行复杂的体育特定运动时向多个肌群提供阻力。
[0023]本主题的一个【具体实施方式】提供一种侧向训练器械，其包括一垂直定向的基部和一用于向受训者的一个或多个选定部位提供多个训练矢量的装置。该训练矢量可以在预定活动范围内向受训者的部位提供相对恒定或者变化的力，并且在预定训练区域，该力的大小基本上不依赖于受训者和器械之间的距离。<