[发明专利]用于健身器材的齿轮传动枢轴系统及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种训练设备。更具体地，并非作为限定，本发明涉及用于隔离被枢转连接的工作臂或杆臂的运动的枢轴系统及其制造方法。

背景技术

训练设备必然使用各种机械装置用以通过经由被连接到结构件的诸如杆、把手或踏板的界面提供阻力给使用者来隔离希望的肌肉或肌肉群，其中，该结构件被枢轴连接到机架。人机界面和杆臂的结合通常指工作臂或支架。枢转连接的工作臂被用在训练器械上在控制下来模拟自然的人体运动从而隔离目标肌肉或肌肉群，用于调节或恢复关节或其他软组织。通过控制界面的路径、运动的范围以及施加到工作臂或支架的阻力，训练器械将目标区域放到尽可能好的位置从而使训练效果最大化。略举数例，常见的利用枢轴工作臂的训练器械的示例为腿部伸展训练机、腿部外弯机、腿部内弯机、小腿伸展训练机、曲腿机、二头肌推举机、三头肌屈伸机、腹部训练机、背肌伸展训练机、弯臂扩胸机、蝴蝶式扩胸机、坐姿扩胸机和坐式肩膊推举训练机。

训练设备的另一个通常被接受的目标在于为了支撑身体以防止或限制身体的一部分参与到训练中。工作臂/枢轴配置的位置相对于使用者定位可能是健身训练器械的最重要的方面。健身设备或训练器械应当将使用者放到正确的人体工学位置处以利用器械的希望带来的好处。

工作臂具有起始位置、由枢轴和工作臂长度控制的运动路径和对于目标肌肉或肌肉群的训练被视为完成处的终点位置。带有一个或多个被枢转地连接到机架上的工作臂的训练设备会基于由设备限定的预定的希望运动来引导弧形路径的运动。

阻力通常在与训练运动相反的方向连接到工作臂上，其迫使使用者相对阻力或者克服阻力而操作。用在训练设备中的通常形式的阻力包括弹性带、直接地或者通过使用钢索和滑轮或机械连杆附接到工作臂的重块、充有气体/空气的减振器和由连杆或皮带/绳索施加阻力的电动机。阻力在战略位置施加到工作臂上以模拟对诸如膝盖或肘部的特定关节上骨骼和肌肉关系有益的载荷。载荷特性可能需要在给定训练设备的运动范围内改变，并且可能从一种训练到另一种训练变化很大。人体内的所有关节具有独特的用途，如对比具有不同的力学结构和肌肉/腱连接和配置的膝盖、踝关节、肩部和肘关节所示出的那样。

工作臂的枢转轴相对于设备的支撑结构(例如二头肌推举机的臂垫)的布置对于预定训练的正常执行是关键的。遗憾地，没有人体关节可以与单轴线枢轴相同地操作的。人体关节具有流体、被称为滑液囊的流体填充囊和骨端之间的软骨，用来润滑关节以避免直接摩擦并且适应单平面运动之外的运动的变化和振动载荷(柔性)。

当诸如膝盖或肘部的复杂关节与由设备限定的理论理想单轴线枢轴对准或被其约束时，问题随着使用单轴线枢轴上的工作臂来引导训练产生了。尽管训练以施加到工作臂上的载荷来实施，但是真实的人体关节机制与单轴线枢轴相冲突，因此使用者必须适应他们在设备上的位置以符合单轴线枢轴位置，部分地解决训练器械的目的。随着设备迫使目标关节与单轴线一致，尤其在高载荷下，不想要的压力可能在人体关节内产生。

通过使用固定到工作臂端部的齿轮特征，其中，该齿轮特征耦接到被固定到机架的齿轮特征，则单轴线枢轴能够以齿轮特征啮合处的转动轴替代。对于许多特定的训练(诸如腿部伸展训练机)的最大益处在于可以调整啮合点。齿轮传动枢轴将工作臂角度变化转化为由所用的齿轮轮廓类型或齿轮齿数比控制的位置变化。允许枢轴如训练工作臂转动那样绕轨道运行，则齿轮的角度调整可以针对特定的关节被微调以减少在训练过程中关节内的压力。

在现有技术中，训练设备具有通常使用的单个枢转连接的工作臂以在踝关节、膝盖、背部、肩部和肘关节上传递引导的运动范围并使其稳定。引导训练以单轴线枢轴转动是过于将真实的关节转动简单化，本发明对此予以改进。

发明内容

根据本发明的一个目的，提供了一种用于健身设备的齿轮传动枢轴系统，所述齿轮传动枢轴系统包括：

(a)固定的支撑件，其具有圆形端部，沿着其圆形端部的外周边具有一组齿轮齿；

(b)工作臂，其具有圆形端部，沿着其圆形端部的外周边具有一组齿轮齿，其中，所述工作臂的所述一组齿轮齿与所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿啮合；以及

(c)连杆，用于保持所述工作臂的所述一组齿轮齿与所述的固定的支撑件的所述一组齿轮齿啮合，并且允许当外力施加到所述工作臂上时所述工作臂的所述一组齿轮齿绕所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿转动。

进一步地，所述的齿轮传动枢轴系统还包括通过所述固定的支撑件的所述圆形端部的孔，其中该孔与所述固定的支撑件的所述一组齿轮齿是基本同心的。