专利名称：高山滑雪训练装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种健身设备，专门用来提供适当的身体各部位及腿部运动，类似于高山滑雪。
背景技术：
目前已知有各种滑雪模拟/训练装置。
这些装置的各种实施方式均配有一个或二个脚踏台，可以或多或少地真实模拟高山滑雪运动。它们通常配有把手，并具有可变或固定的运动阻力。身体的重量可以从一条腿转移到另一条腿上，但是上身的重心通常很高，且高于脚踏台。
美国专利第4,629,181号Krive的多向运动腿部练习机该练习机配有一个地面支撑基座，“可旋转地安装在基座上”以及二个脚部支撑件“可相对转台来相互运动”，安装在转台的顶部。
该练习机的转台可旋转360度，而且脚踏台可多向运动。
美国专利第4,846,463号Kleinnibbelink的高山滑雪训练装置该装置配有一个地面支撑基座框架，并配有一个反向U形把手，其竖立固定在框架及横向支臂上。支臂的一端通过一个或二个套筒轴承来与框架相连接，另一端连接一个脚踏台，脚踏台安装在轴承套/芯轴上。当身体重量压到脚踏台上后，支臂的“重力影响下的平衡位置”便可改变，从而形成一种钟摆反转摆动。
美国专利第5,582,567号Chang的摆动型练习机该练习机配有一个类似于滑雪板的脚踏台，其安装在一个矩形框架上，该框架配有拱形滑道，其可在多个辊轮上进行摇动，辊轮固定在一个支撑地面框上。其运动由多个弹簧来控制，弹簧与脚踏台上支撑地面框的各端相连接。二个纵向杆及把手分别安装在支撑地面框上。
美国专利第4,743,014号Loane的滑雪练习机装置该装置配有一个H形地面支撑基座，二个较短的平行件及长横杆驱动一对拱形滑轨。二个枢转平行脚踏台由连杆来连接，它们安装在滑架的顶部，滑架在滑轨上通过球轴承轮来运动。配有柔性带，用于控制阻力及二边之间的摆动。
美国专利第5,749,811号Wilson的滑雪模拟机该模拟机配有H形地面支撑基座及二个纵向杆和把手，其固定在框架的前水平件上，还有一个滑轨，安装在框架的后水平件上。
二个多轴枢转脚踏台可沿着滑轨在两侧之间独立滑动。脚踏台运动通过一个“从固定于拉伸弹簧的带轮来延伸的翼弦”来控制，其固定在基座框架上。
美国专利第6,231,484号Gordon的滑动模拟练习机该练习机配有二个延长臂/脚踏台，其通过结点及可变长度的枢杆与框架相连接，其中，系统的多个轴运动阻力由“弹簧或油阻尼器型缸体”来控制。通过用于系统同步运动的连接杆，立柱上的U形把手杆可旋转地与框架及缸体/脚踏台臂相连接。
美国专利第5,391,130号Green等人的腿部练习机该练习机配有“两个四杆式连杆及处于四边的脚垫”，用于提供侧向滑动，该滑动由“双作用式液压缸”来控制。立柱上的可调节C形把手杆安装在框架上。
美国专利第4,869,496号Colombo的滑雪运动模拟装置该装置配有一个地面支撑框架，其连接一个枢轴臂，该枢轴臂可“水平振动，且可做轻微的纵向振动”。二个多轴枢转脚踏台固定在支臂上，多个连杆用于支臂的同步运动；脚踏台及二个纵向把手杆也安装在支臂上。支臂的水平振动由弹性装置来控制，一个电路系统用于检测运动范围并发出信号。
美国专利第5,692,995号Alvarez等人的滑雪模拟练习机该装置配有“一对延伸脚支撑臂，用于围绕各轴进行有限的转动”，还配有“一个与脚支撑臂互相连接的齿轮系列，用于以预定的协调方式来协调运动”，其安装在地面支撑基座上。配有橡胶阻尼柱，用于限定运动，还配有皮带及带轮制动系统，用于进行制动，从而调节运动。
美国专利第5,665,033号Palmer的滑雪模拟练习机该装置类似于Alvarez的美国专利第5,692,995号，配有一个地面支撑框架及二个手杆和把手，其安装在支撑框架上，一个通用的可调液压活塞/缸系统用于控制脚踏台与手杆的同步运动。
发明内容
滑雪运动是一种季节性运动，在该季节到来之前，始终需要进行“干手”训练。身体状况不佳的人会过度疲劳、肌肉酸痛及各种损伤。
本发明提供一种高山滑雪特殊肌肉训练所需的必要运动模式。心肌调节配合二种不同的肌肉训练技术即，“侧壁座位”的身体位置及模拟高山滑雪腿部运动。
本发明的一个显著特征在于支撑框的设计，包括一个配有把手杆的前立柱和一个配有垫片式下后挡的后立柱。把手杆及下后挡用于将身体保持在“侧壁座位”上(膝盖与脚踝相联，腿部与地面平行)，其运动机理模拟高山滑雪运动。该位置需要肌肉具有高度的耐力即，脚尖向上弯曲时的充斥力(Gluts)、中庭力(Quads)以及掴肌力(Hamstrings)。下后支撑位置可调节，以适应各人的身体高度。
本发明的另一特性在于机理设计的原始性。
当压力施加到脚踏台上后，摇臂导板便旋转，从而引导凸缘轮，连杆、脚踏台及枢轴臂便产生一种同步协调运动。
当身体重量施加于右脚上后，右脚踏台便向下运动，枢轴臂将反时针方向旋转，左脚踏台将向上运动，从而模拟一种左旋滑雪。
当身体重量转移到左脚上后，左脚踏台便向下运动，枢轴臂将顺时针方向旋转，右脚踏台将向上运动，从而模拟一种右旋滑雪。
枢轴臂可在纵向轴线上水平旋转，可在两侧之间旋转30度。
各脚踏台可从最高处向最低处移动4″(大约100mm)。
摇臂导板具有预定的形状，因而枢轴臂的旋转及脚踏台的移动将成为一种类似于高山滑雪的特征性运动。
为了补偿凸缘轮的磨损，提供了一种枢轴臂纵向位置调节特性。
重复该运动，可增强肌肉力量，并可模拟实际的高山滑雪运动。
使用者的身体重量是装置的驱动力来源。
最好在装置上增设空气弹簧/阻尼气缸。
所有的枢转点均配有低摩擦衬套，从而使运动变得平滑，对各种机构阻力而言，只设置可调节的摩擦及控制系统。
该装置为金属结构，采用金属部件、低摩擦衬套及尼龙凸缘轮，从而可延长使用寿命，且可进行安全操作。
在靠近把手杆的前立柱上，安装市场上所销售的监控系统，它可提供信息，比如，从开始到结束所经过的时间、滑雪次数、以及使用者的预计能量或热卡。
本发明主要提供一种可行的非季节性训练装置，用于各类高山滑雪者，还可用来在滑雪受伤恢复期内作为一种训练装置。
本发明通过示例来进行说明，不受附图的限定，附图中，同一参照号表示同一部件。
图1是本发明优先实施方式的等角图。
图2是支撑框架的等角展开图，表示模块水平地面基座及地面基座端盖。
图3是前立柱的等角展开图，表示把手杆、监控系统、把手及把手杆位置调节系统。
图4A及4B是后立柱的等角图，下后挡安装在不同位置上。
图5是枢轴臂、位置调节系统及低摩擦衬套的等角展开图。
图6是平行连杆、二个凸缘轮及低摩擦衬套的等角展开图。
图7是摇臂导向系统及低摩擦衬套的等角展开图。
图8A是阻力调节及控制组件的侧视图。
图8B是阻力调节及控制组件的主视图。
图9是脚踏台组的等角图。
图10A是低摩擦衬套的主视图。
图10B是低摩擦衬套的侧视图。
图10C是图10A的X-X剖面图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的优先实施方式包括一个模块、地面定位支撑框架，该支撑框架包括基座2及二个立柱4与7。可调位置把手杆5安装在前柱4上，可调位置衬垫式下部后支撑8安装在后立柱7上。枢轴臂9安装在前立柱4的基座上，用于在前立柱4上围绕纵向轴线来水平旋转。枢轴臂9驱动平行连杆组件11、二个凸缘轮12及阻力调节控制系统14。阻力调节控制系统14安装在枢轴臂9及连杆11上。导向摇臂13安装在凸缘轮12下的地面基座2上。二个水平平行脚踏台15安装在连杆11上，用于围绕纵向平行轴线来摇动。所有的枢转点均配有低摩擦粉末冶金衬套16。枢轴臂9、脚踏台15、凸缘轮12及摇臂13组成一个低摩擦运动机构，而把手杆5及衬垫式下部后支撑8则可使人体在训练中正确定位。
如图2所示，模制地面基座包括一个水平梁2及二个平行地面支撑件20，并配有偏心端盖3。水平梁2有二个焊接端板21；各端板21配有四个安装孔22，用于匹配立柱4与7的孔(如图1所示)。为安装框架/立柱，配备二个后板23；各端后板23具有四个孔，用于匹配立柱端板孔22。水平梁2也有二个焊接底板24；各底板24有二个孔25，用于匹配二个平行地面支撑件20的安装孔。水平梁2及在后的端板21具有45度焊接联接板26。在预定的固定位置上，水平梁2配有一个纵向通孔27，用于适配二个低摩擦衬套及摇臂(如图7所示)。模制地面基座2及平行地面支撑件20采用长圆形钢管，其尺寸适于使用者的最大重量，即300磅。
安装五金件包括全部所需的钢螺栓、垫圈及所有的钢质固定螺帽(未图示)。
如图3所示，前立柱4驱动一个C形把手杆5，其配有橡胶把手30及监控模块6。
把手杆5可安装在任意高度上，采用位于前立柱4顶部的四个等距孔34。安装托架31及背板32配有安装孔33，用于匹配前立柱4的上部等距孔34。把手杆配有四个孔35，用于匹配安装托架31及二个外翼片36其中二个孔是水平的，其它二个孔则是垂直的，因而把手杆5可相对前立柱4垂直安装(把手处于上部，并向前，位置未图示)，也可水平安装，(把手处于下部，并向后)。在前立柱4的底部有四个安装孔37，用于匹配模块地面基座前端板孔22，如图2所示。前立柱4采用相同于地面基座2的材料，并配有塑料末端插头38。把手杆5采用适当直径的钢管，并匹配橡胶把手30及塑料末端插头(未图示)。安装五金件包括全部所需的钢螺栓、垫圈及所有的钢质固定螺帽(未图示)。
如图4A所示，后立柱7配有下后挡8，其安装在最下部，并朝前，以便适于矮身材的使用者。下后挡8可安装在任意高度上，采用处于后立柱7的顶部的四个等距孔43。安装托架40及后板41具有二个安装孔42，用于匹配后立柱7的上部等距孔43。在后立柱7的底部具有四个安装孔44，用于匹配模块地面基座前端板孔22，如图2所示。后立柱7采用相同于地面基座2的材料，并配有塑料末端插头45。下后挡8采用注塑或模制塑料，而且是插入式。安装五金件包括全部所需的钢螺栓、垫圈及所有的钢质固定螺帽(未图示)。
如图4B所示，后立柱7配有下后挡8，其安装在最高处的后部，以便适于高身材的使用者(详情参见图4A)。
如图5所示，枢轴臂9是一种全钢装配件，包括主臂体9及一个长孔C托架10，其用于枢轴臂9的垂直位置调节。主臂体9配用一个类似于钢质C托架10的C托架，但没有长孔，其焊接到一个延长U形管上。在一个预定的位置上，六角螺帽50被焊接到主支臂的顶部(利用顶壁上的预钻孔)，以适于摩擦控制及调节柄手(如图8B所示)。六角螺帽50具有匹配螺纹及柄手。主臂体9还有三个钢质纵向件51，其焊接到预定的位置上，从而用于连杆11，如图6所示。除了二个长孔之外，所有其它支臂的装配孔52必须匹配低摩擦衬套16的外径(O.D.)，用于压入装配(枢转点)。所有四个低摩擦衬套16用于枢轴臂9组件。六角头、高级钢螺栓、垫圈及所有的钢质固定螺帽均用于各枢转点(未图示)。C托架10的二个长孔匹配模制地面基座前端板21的二个对应孔22，如图2所示(枢轴臂的纵向位置调节)。枢轴臂9可沿着纵向轴线水平旋转，可在两侧之间旋转大约30度(运动参数由摇臂导板的形状来确定，如图7的13所示)。
如图6所示，所有的钢质连杆组件(如图1的11所示)包括五个平杆60及二个脚踏台支撑61。所有五个平杆均配有等距孔62，用于匹配低摩擦衬套16的外径(O.D.)，从而进行压入装配(枢转点)。二个脚踏台支撑61采用水平管，配有三个立式件63，其焊接到与枢轴臂9的立式件51对应的位置上。脚踏台支撑立式件孔64必须匹配枢轴臂9立式件孔52，从而当平杆60与脚踏台支撑61连接到一起时，形成一个由枢轴臂9驱动的平行四边形连杆。
脚踏台支撑61配有顶孔65，用于匹配脚踏台15的孔(如图9所示)。立式件63必须具有孔64，其直径相同于低摩擦衬套16的外径(O.D.)，从而进行压入装配(枢转点)。中间平杆60的端部与脚踏台支撑61中间立式件63及枢转点相接，并驱动二个凸缘轮12。平杆中心及孔66与枢轴臂9中间立式件、孔52及枢转点相接。中间平杆60还配有摩擦调节与控制鼓轮(如图8B的83所示)。连杆11及枢轴臂9组件配有三十个低摩擦衬套16。六角头、高级钢螺栓、垫圈及所有的钢质固定螺帽均用于各枢转点(未图示)。平杆60可沿着水平轴线来纵向旋转大约60度，各脚踏台支撑61可从最高点向最低点移动大约4″(100mm)。运动参数由摇臂导板13的形状来确定，如图7所示。
如图7所示，摇臂导板(如图1的13所示)是一种全钢组件，包括一个双边导板70及二个同样的支撑托架71。导板70的边沿为定制形状，以便预定整个机构的运动参数，从而引导安装在连杆11上的凸缘轮12及枢轴臂9，如图6所示。支撑托架71配有中心孔72，用于匹配低摩擦衬套16的外径(O.D.)，从而进行压入装配(枢转点)。需要四个衬套将摇臂导向组件13安装到地面基座横梁2及孔27中。六角头、高级钢螺栓、垫圈及所有的钢质固定螺帽均用于各枢转点(未图示)。可利用标准的钢质五金件将导板70及支撑托架71固定到一起(未图示)。摇臂导向组件13可沿着纵向轴线来水平旋转大约30度。
图8A是阻力调节及控制系统的主视图，如图1的14所示。当顺时针方向转动手柄80后，便可增加系统阻力，在这种场合下，压力施加于托架81及垫片82上，从而压向83。鼓轮83固定在连杆中间平杆60上，并跟随连杆运动，可沿着水平轴线纵向旋转大约60度。垫片82、托架81及手柄80由六角螺帽50及枢轴臂9来保持固定。当反时针方向转动手柄80后，便可降低系统阻力。手柄80采用塑料材料，并插入钢螺栓，而且具有六角螺帽50的匹配螺纹。
图8B是阻力调节及控制系统14的侧视图。
如图9所示，二个脚踏台15用螺栓固定到脚踏台支撑61及顶孔65中，螺栓未图示。脚踏台15采用注塑/模制塑料材料，能承受最大为300磅的重量。脚踏台15的运动与连杆脚踏台支撑61的运动相吻合，可在最高与最低位置之间运动大约4″(100mm)。
图10A是低摩擦衬套16的主视图。
图10B是低摩擦衬套16的侧面图。
图10C是低摩擦衬套16的X-X剖面图。低摩擦衬套16必须是粉末冶金材料，采用含油黄铜或钢合金。内径(I.D.)要具有必要的公差，以便于螺栓以最小的间隙来穿入，对具有匹配孔(枢转点)的所有装置的部件外径(O.D.)而言，最大外径(MAX.D)应为2xO.D.深度T必须等于具有枢转点的装置的全部部件所采用的钢质材料的厚度，而总深度(TT)应为1.5xT。
权利要求
1.一种滑雪训练装置，包括一个定位于地面的模制支撑框架，该框架包括一个模制基座及二个立柱和安装在该前立柱上的把手杆，还有一个安装在该后立柱上的衬垫式下部后支撑；一个枢轴臂安装在该前立柱上，用于在该前立柱上围绕纵向轴线来水平旋转；该枢轴臂驱动一个平行四边形连杆，二个凸缘轮安装在该连杆上，一个阻力调节及控制系统也安装在该支臂及连杆上；一个导向摇臂安装在凸缘轮之下的该地面基座上；二个水平平行脚踏台安装在该连杆上，用于围绕纵向平行轴线来摇动。
2.如权利要求1所述的滑雪训练装置，其特征在于，该装置具有一种H形模制水平地面基座，该基座包括二个平行件及一个横梁。
3.如权利要求2所述的滑雪训练装置，其特征在于，该装置具有四个偏心端盖，该端盖安装在平行件的端部。
4.如权利要求1或2所述的滑雪训练装置，其特征在于，该装置具有一个顶部安装把手杆及橡胶把手的前立柱。
5.如权利要求4所述的滑雪训练装置，其特征在于，该把手杆的位置可调节。
6.如权利要求1所述的滑雪训练装置，其特征在于，该装置具有一个安装在该前立柱上的集中监控系统。
7.如权利要求1所述的滑雪训练装置，其特征在于，该装置具有一个后立柱及一个顶部安装的下后挡。
8.如权利要求7所述的滑雪训练装置，其特征在于，该下后挡的位置可调节。
9.如权利要求4所述的滑雪训练装置，其特征在于，该装置具有一个枢轴臂，该枢轴臂安装在该前立柱上，其处于该把手之下，且处于该横梁之上。
10.如权利要求9所述的滑雪训练装置，其特征在于，该枢轴臂的纵向安装位置的高度可调节。
11.如权利要求9所述的滑雪训练装置，其特征在于，该装置具有一个平行四边形连杆，该连杆安装在该枢轴臂上。
12.如权利要求11所述的滑雪训练装置，其特征在于，该装置具有二个凸缘轮，该凸缘轮安装在该连杆上。
13.如权利要求2所述的滑雪训练装置，其特征在于，该装置具有一个摇臂导向系统，该摇臂导向系统安装在该凸缘轮之下，用于在该横梁上围绕纵向轴线来旋转。
14.如权利要求1所述的滑雪训练装置，其特征在于，所有的枢转点均具有低摩擦衬套。
15.如权利要求11所述的滑雪训练装置，其特征在于，该装置具有阻力调节及控制系统，该系统安装在该连杆上，还有一个安装在该枢轴臂上的手动调节装置。
16.如权利要求11所述的滑雪训练装置，其特征在于，该装置有二个平行脚踏台，该脚踏台安装在该连杆上，用于围绕纵向平行轴线来摆动；该脚踏台具有不打滑的顶面。
全文摘要
一种滑雪训练装置，包括一个定位于地面的支撑框架，该支撑框架包括一个基座及二个立柱和安装在前立柱上的一个把手杆，以及安装在后立柱上的一个衬垫式下部后支撑；一个枢轴臂，安装在该前立柱的基座上，用于在该前立柱上围绕纵向轴线来水平旋转；该枢轴臂驱动一个平行四边形连杆，二个凸缘轮安装在该连杆上，一个阻力调节及控制系统安装在该支臂及连杆上；一个导向摇臂安装在凸缘轮之下的该地面基座上；二个水平平行脚踏台安装在该连杆上，用于围绕纵向平行轴线来摆动。枢轴臂、脚踏台、凸缘辊轮及导向摇臂构成一个低摩擦机构，可提供类似于高山滑雪的合成运动；把手杆及衬垫式下部后支撑可在高山滑雪的高强度肌肉训练中使人体保持适当的位置。
文档编号A63B69/18GK1943825SQ20061013188
公开日2007年4月11日 申请日期2006年9月26日 优先权日2005年9月28日
发明者约翰·尼古拉斯 申请人:约翰·尼古拉斯