專利名稱：能利用軟件或因特網(wǎng)玩游戲的保健運動器械的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種靠人力，譬如用戶的腳踏動作，驅動的自行車的變形，并且尤其涉及一種保健運動器械，其適合于允許玩游戲的人在鍛煉的同時還可以使用軟件或因特網(wǎng)享受游戲的樂趣，并且其能使玩游戲的人通過觀察由他的腳踏動作驅動纏繞在驅動構件、中間構件和從動構件上的傳動構件在空氣存儲器內(nèi)成比例地存儲的空氣量來監(jiān)視其完成的鍛煉量。
背景技術：
目前所普遍生產(chǎn)的自行車，裝配有與具有180°相位差的傳動構件的鏈輪齒的輪軸相聯(lián)接的一對曲柄臂，和連接到曲柄臂上的踏板，并且適合于以這樣一種方式行駛，即一對踏板通過玩游戲的人的腳踏動作被旋轉使得鏈輪齒被旋轉并且鏈輪齒的轉矩通過傳動構件被傳送到它的后輪。
鏈輪齒的輪軸的轉矩是輪軸與踏板之間距離的乘積，同時在踏板的旋轉軌線的切線方向施加一個力。然而，由于由人的腿產(chǎn)生的動力有一個限度，為了提高鏈輪齒的輪軸的轉矩，有必要延長曲柄臂并且增大鏈輪齒的輪軸與踏板之間的距離。
在常規(guī)的自行車中，由于踏板的旋轉軌線的直徑是根據(jù)人腿的長度決定的，如果曲柄臂的長度增加到超過現(xiàn)有的曲柄臂長度，會導致腳踏動作變得很困難并且穩(wěn)定性變差這些各種不便之處。
當鏈輪齒的旋轉力傳動到后輪時，后輪與前輪一起旋轉。因為前后輪占用的空間，所以在家中操縱自行車和用自行車進行鍛煉很不方便，并且害怕后輪會傷害到小孩。
此外，由于常規(guī)的自行車型保健器械對于鍛煉者(下文參考作玩游戲的人)來說不可能看到他自己的鍛煉量，玩游戲的人易于疲勞。因此，不可能有效地利用保健器械，同時玩游戲的人容易將保健器械閑置起來。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明著手于現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種保健運動器械，其不適合通過腳踏動作產(chǎn)生簡單的輪子轉動來獲得鍛煉效果，而是適合允許玩游戲的人鍛煉的同時監(jiān)視他的鍛煉量，并且其適合由傳動構件進行操作把后輪的旋轉力傳動到抽氣機而旋轉力不受損失，因此比常規(guī)的自行車能獲得更穩(wěn)定的旋轉力。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種保健運動器械，其另外提供有各種傳感器將由傳感器檢測的信號輸出到置頂盒，因此為游戲應用程序獲得一個鍵盤輸入設備。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種保健運動器械，包括由許多框架組成的器械主體，在器械主體上部具有車座和前管，一主框架放置在車座和前管之間，其中前管中具有轉向軸，轉向軸被插入前管中可旋轉并且在前管上端具有手桿，一對前叉借助支撐架被固定安裝到位于主框架上部臨近轉向軸的位置，
前叉的下端被連接到支撐架上，傳動設備支撐在支撐架上并可轉動，傳動設備從保健運動器械的后部延伸到前部，并且用來把由玩游戲的人旋轉踏板產(chǎn)生的轉矩傳遞到將被旋轉的物體，傳動設備包括同心地安裝在踏板轉軸上的驅動構件，從動構件及適合于通過傳動構件譬如鏈條和皮帶與調(diào)速輪一起被驅動構件旋轉的中間回轉件，支撐架被分支成一對分支架，這一對分支架沿縱向延伸并且在支撐架的活動部分彼此平行以支撐前叉，并且其被向下和向后彎曲，被彎曲的分支架在側向被加寬與前叉分開的同時在向后的方向上被延伸，然后在保健運動器械的后端彼此連接，保健運動器械包括一往復式空氣壓縮泵，包括活塞桿，活塞桿的一個末端安裝到旋轉盤上并可旋轉，旋轉盤與中間回轉件一起被支撐并可旋轉，并且通過樞軸連接到與支撐架連接的后架上；懸置框架，通過樞軸連接到支撐架上并且被放置在與后架相對的位置上，后架被作為空氣源的往復式空氣壓縮泵旋轉；空氣存儲器，被連接在懸置框架與支撐架之間并可旋轉；向調(diào)速輪施加制動力的裝置，制動力通過用戶的腳踏引起的纏繞在驅動構件、中間回轉件和從動構件上的傳動構件的運動由在空氣存儲器中存儲的空氣壓力所施加。


本發(fā)明的上述和其它的目的、特征和優(yōu)點將從下面結合附圖的詳細描述中得到清楚的理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的保健運動器械的側視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的保健運動器械的電路原理的方框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的保健運動器械除去車座和手桿的側視圖；圖4是圖3沿著A-A方向視圖；圖5是圖3沿著B-B方向視圖；圖6是圖3沿著C-C方向視圖；圖7是圖3沿著D-D方向視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明與控制制動力的結構聯(lián)系在一起的元件示意圖；及圖9是根據(jù)本發(fā)明的圖8中的抽氣機的操作的示意圖。
最佳實施例本發(fā)明將結合附圖通過實施例進行進一步的描述。
根據(jù)本發(fā)明的保健運動器械提供有車座11。
包括許多框架的器械主體在其上部具有車座11和前管13，主框架10放置在車座和前管之間。
轉向軸15插入前管13中并可旋轉，轉向軸15在其上端具有手桿17。
一對前叉110的上部借由支撐架110a被固定安裝到鄰近轉向軸15的主框架10上。
前叉110的下端連接到支撐框架117上，傳動裝置200通過支撐架117支撐并可操作。傳動裝置200從保健運動器械的后部分被延伸到前部，并且將由玩游戲的人旋轉踏板30產(chǎn)生的轉矩傳遞到將要被旋轉的物體。
傳動裝置200包括同中心地安裝在踏板轉軸上的驅動構件30a，適合于被驅動構件30a通過傳動構件“C”比如鏈條和皮帶旋轉的從動構件19a和中間回轉件21a，同時張力控制構件118通過第二軸支撐構件117b被旋轉地支托到支撐框架117上來控制纏繞在驅動構件30a，從動構件19a和中間回轉件21a上的傳動構件“C”的張力。
驅動構件30a，張力控制構件118和中間回轉件21a可以用一個外殼包圍。
支撐框架117包括與地板接觸的著地部分117-2和向上彎曲然后向后彎曲與著陸部分117-2平行的活動部分117-1。支撐框架117的活動部分117-1提供有，按照從后向前的順序為，用于旋轉地支撐驅動構件30a的第一軸支撐構件117a，用于旋轉地支撐張力控制構件117a的第二軸支撐構件117b，及用于旋轉地支撐調(diào)速輪19的軸的第三軸支撐構件117c。
支撐框架117分支成一對分支框架，該對分支框架沿縱向延伸并且在其活動部分彼此平行來支撐前叉110，同時其被向下和向后彎曲。彎曲的分支框架被向后延伸同時在與前叉110有一間隔的側面被加寬，然后通過連結構件117-3(見圖2)彼此連接。
從動構件19a與調(diào)速輪19一起被旋轉地支撐到第三軸支撐構件117c。
連結到驅動構件30a上的一對踏板30，30是通過第一軸支撐構件117a被旋轉地支撐到支撐框架117的活動部分117-1的一個末端。支撐框架117的活動部分117-1在其末端提供有后部框架115，后部框架115被彎曲以允許往復式空氣壓縮泵20被安裝在其上。往復式空氣壓縮泵20包括活塞桿20c，其通過一銷子將一個末端旋轉地連接到曲柄臂21的一個末端，其中曲柄臂21與中間回轉件21a一起被旋轉地支托到支撐框架117的末端。往復式空氣壓縮泵20是通過活塞桿20c進行抽氣的，活塞桿20c通過連結到中間回轉件21a的曲柄臂21的旋轉往復運動，驅動構件30a的轉矩通過傳動構件“C”被傳送到中間回轉件21a。
懸置框架50用樞軸連結到支撐框架117的驅動構件30a的旋轉軸上，并被放置在與后部框架115相對的位置上，后部架115被作為空氣源的往復式空氣壓縮泵20旋轉。
空氣存儲器40旋轉地連結在懸置框架50與支撐框架117的著地部分117-2之間，支撐架117通過空氣軟管“H1”與放置在往復式空氣壓縮泵20的兩末端的止回閥30b互相聯(lián)結，并且通過往復式空氣壓縮泵20的抽氣動作把空氣存儲在支撐架117里面。
當中間回轉件21a被作為主動桿開動時，曲柄臂21的連接點“P”繞它的旋轉軸旋轉，使得被容納在往復式空氣壓縮泵20的氣缸20a內(nèi)的活塞20b的活塞桿20c被往復拉動，因而體現(xiàn)了往復式滑塊曲柄機構(見圖6)。
空氣存儲器40通過連接軟管“H1”和止回閥20b與抽氣機20互相聯(lián)結以從抽氣機20內(nèi)獲得空氣。
驅動構件30a被懸置框架50支托到支撐框架117上。
轉向軸15通過旋轉桿15a在另一末端處被聯(lián)結到第一彈性器械120從而轉向軸15在被旋轉后重新恢復到它的正常位置。第一彈性裝置120可以包含用以施加彈力的減震器或壓縮卷簧。
懸置框架50被分支成兩個分支框架，即，第一分支框架51和在其中心部分的第二分支框架53。第一分支框架51用鉸鏈連接到空氣存儲器40，同時第二分支框架53一個末端連接到空氣存儲器40并且另一末端連接到第二彈性裝置55。
第二彈性裝置55包括用以在一個方向上施加偏置力的減震器或壓縮卷簧。
空氣存儲器40通過第二軟管“H2”連接到制動力比例氣缸構件60比如單向制動氣缸來操作與安裝在支撐框架117的活動部份117-1上的從動構件19a聯(lián)結在一起的帶閘19b，使得從動構件19a被由抽氣機20的抽氣動作產(chǎn)生的空氣壓力制動。
第二軟管“H2”具有電磁閥61，電磁閥61適合于由微處理器進行開和關來間接操作帶閘19b，當用戶玩游戲行駛在山路或不平坦的路面上時來為用戶提供拖曳的感覺。
空氣存儲器40具有減壓閥41，減壓閥41適合于當空氣存儲器40內(nèi)的空氣壓力通過用戶的腳踏從抽氣機20提供的空氣提高超過預定值時來排出空氣以減少空氣存儲器40內(nèi)的空氣壓力，從而在空氣壓力被減少之后被減少的空氣壓力被持久保持。
支撐框架117在它的彎曲部分具有小腳輪80以允許保健運動器械可以被移動。
空氣存儲器通過電磁閥61和第二軟管“H2”連接到制動力比例氣缸構件60。制動力比例氣缸構件60適合牽引同心的安裝在從動構件19a上的帶閘19b的閘帶，當在空氣存儲器內(nèi)存儲的空氣量超過預定值或者游戲設定在行駛在斜坡路或不平坦的路面的路段時，通過多級排氣，以增加對踏板旋轉的阻抗力，因而增加鍛煉效果。空氣存儲器40在它的下端具有排水塞子43用于排出冷凝水和雜質。
制動力比例氣缸構件60可以連接到同心地安裝到代替帶閘的從動構件19a上的塊閘上。
具有活塞桿61a的制動力比例氣缸構件60被沿縱向安裝到保健運動器械的后框架115上。
當傳動構件“C”是皮帶時，驅動構件30a，從動構件19a和中間回轉件21a包括滑輪，但是當傳動構件“C”是鏈條時他們包括鏈輪齒。
空氣存儲器40可以包括空氣管或空氣罐。
有許多探測器裝置“S1，S2，....”用于探測相對于保健運動器械的位移或旋轉的處理信號。
還有一個鍵盤輸入裝置用于把由探測器裝置“S1，S2，....”探測到的信號輸出到置頂盒“GU”以控制游戲。
探測器裝置“S1，S2，....”包括一個連接到轉向軸15上的轉數(shù)傳感器“S1”以檢測由手桿17的擺動的旋轉角度，一個連接到與調(diào)速輪聯(lián)系在一起的前叉110上的速度傳感器“S2”用以檢測被用戶的腳踏動作旋轉的調(diào)速輪19的旋轉速度，一個用來檢測制動塊17b的位移的位移傳感器“S3”，制動塊17b在電纜“L”中被用鉸鏈安裝到手桿17兩末端的制動杠桿17a擺動的金屬絲用樞軸驅動，及一微處理器(CPU)用于根據(jù)傳感器“S1，S2，...”檢測到的信號來向包括有游戲裝置的置頂盒“GU”發(fā)送控制信號來控制游戲。
一輸入設備連接到具有如圖2所示元件的信號處理元件300來處理與通過傳感器“S1，S2...”，包括指示器設備比如游戲機的游戲棒，輸入的與玩游戲的人的動作有關的信號。
信號處理元件300在它的前端具有放大器310以放大輸入的弱信號。有一濾波元件320用于過濾不需要的信號比如來自被放大的信號中的噪音。
此外，有S/H元件330用于對由濾波元件320過濾的信號進行取樣及A/D轉換器340用于將取樣的信號轉換成數(shù)字信號。數(shù)字信號被發(fā)送到微處理器(CPU)來控制顯示在顯示裝置350上的圖像。
在這個實施例中，雖然描述時游戲輸入裝置的信號以軟件的方式進行處理，但是信號可以使用TTL邏輯進行處理。
如圖1所示，數(shù)據(jù)信號通過信號線被發(fā)送到許多外圍設備以請求游戲所要求的信息的傳遞或響應。通過傳遞或響應，振蕩器“S4，S5”工作。振蕩器“S4，S5”被嵌入車座11和手桿17內(nèi)以給玩游戲的人在賽車游戲中提供振動的感覺仿佛玩游戲的人行駛在不平坦的路面上。
振蕩器“S4，S5”的操作是由微處理器(CPU)來控制的。換句話說，當玩游戲的人在游戲中行駛在不平坦的路面上時，從輸入-輸出界面輸出的控制信號被輸入。振蕩器“S4，S5”中每一個都包含電機，和連接到電機軸上的偏心錘。
下面對本發(fā)明的功能進行詳細描述。
當玩游戲的人坐在車座11并且交替操作這對踏板30，30時，與傳動構件“C”聯(lián)系繞在其周圍的驅動構件30a，中間構件21a和從動構件19a被旋轉。
從而，連接到從動構件19a上的調(diào)速輪19被旋轉。此時，信號被用于檢測調(diào)速輪19轉動速度的速度傳感器“S2”檢測，以在應用程序譬如賽車中提高或減少速度，同時信號被輸出到微處理器(CPU)。
連到轉向軸15上的轉數(shù)傳感器“S1”檢測由手桿17擺動的旋轉角度，并且把對應于旋轉角度的信號輸出到微處理器(CPU)以用手桿17向右和向左轉動控制賽車游戲的方向改變。
位移傳感器“S3”適合于檢測在電纜“L”中被用鉸鏈連接到手桿17上的制動杠桿17a往復運動的金屬絲的位移，位移傳感器“S3”檢測用戶的制動動作，并且把在賽車游戲中用于減少速度的信號輸出到微處理器(CPU)以允許信號產(chǎn)生脈沖。
由傳感器“S1，S2，...”檢測的信號作為驅動脈沖信號源，使得游戲被包括傳感器的控制單元控制。
準備了許多用于視頻游戲的傳感器，并且檢測到的信號通過已有的鍵盤或已有的操縱桿被發(fā)送到微處理器(CPU)的輸入界面。當來自保健游戲器械的許多傳感器“S1，S2，...”的信號被輸出到微處理器的輸入界面時，微處理器產(chǎn)生信號以響應由操縱桿或鍵盤和根據(jù)本發(fā)明的傳感器產(chǎn)生的信號以在視頻顯示器上顯示玩游戲的人的圖像。信號波形與游戲中的各種行為相結合以控制游戲。
當玩游戲的人進入行駛在不平坦路面或斜坡路上的路段時，產(chǎn)生與運行條件相關的信息排隊，從而電磁閥61由微處理器(CPU)間歇地操作。因此，在空氣存儲器40內(nèi)的空氣壓力被傳送到制動力比例氣缸構件60，并且從而當牽引閘帶時活塞桿61被縮回，因此為驅動構件30a提供一定值的制動力。
此時，由于從空氣存儲器傳遞到制動力比例氣缸構件60的空氣壓力被控制而逐級增加，玩游戲的人能夠進行鍛煉同時把它的體力控制在多個級別。
相應地，可能把玩游戲的人的腳蹬阻力以多個級別地增加或減少，并且允許玩游戲的人從由于來自空氣存儲器的空氣供應產(chǎn)生的制動力比例氣缸構件60的開動量來監(jiān)視其體力。
從而，由連到保健運動器械的位移部分和旋轉部分的傳感器“S1，S2，...”檢測到的信號，控制物體或指示人物，所以物體或人物能獲得指示的動作比如轉向動作?？蛇x擇的，由于玩游戲的人能容易地通過在手桿17上安裝操縱桿70來操作期望的控制構件，一個良好的保健運動器械能克服譬如在操縱控制構件中的混亂的弊端。
此外，保健運動器械能使玩游戲的人在鍛煉的同時通過因特網(wǎng)或軟件享受游戲的樂趣。
工業(yè)實用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過在游戲應用程序中為物體或人物提供特定的動作或者通過指針輸入在應用程序中中斷鍵盤值，游戲應用程序被一起處理，并且因此游戲能夠使用。而且，由于玩游戲的人能夠通過觀察在空氣存儲器中通過他的腳蹬存儲的空氣量來監(jiān)視其鍛煉量，玩游戲的人能在鍛煉的同時享受游戲的樂趣。
權利要求
1.一種保健運動器械，包括由許多框架組成的器械主體，在器械主體上部具有車座和前管，一主框架放置在車座和前管之間，其中前管中具有轉向軸，轉向軸被插入前管中可旋轉并且在前管上端具有手桿，一對前叉借助支撐架被固定安裝到位于主框架上部臨近轉向軸的位置，前叉的下端被連接到支撐框架上，傳動設備支撐在支撐架上并可轉動，傳動設備從保健運動器械的后部延伸到前部，并且用來把由玩游戲的人旋轉踏板產(chǎn)生的轉矩傳遞到將被旋轉的物體，傳動設備包括同中心地安裝在踏板轉軸上的驅動構件，從動構件及適合于通過傳動構件譬如鏈條和皮帶與調(diào)速輪一起被驅動構件旋轉的中間回轉件，保健運動器械包括一往復式空氣壓縮泵，包括活塞桿，活塞桿的一個末端安裝到旋轉盤上并可旋轉，旋轉盤與中間回轉件一起被支撐并可旋轉，并且通過樞軸連接到與支撐框架連接的后框架上；懸置框架，通過樞軸連接到支撐框架上并且被放置在與后框架相對的位置上，后架被作為空氣源的往復式空氣壓縮泵旋轉；空氣存儲器，被連接在懸置框架與支撐框架之間并可旋轉；向調(diào)速輪施加制動力的裝置，制動力通過用戶的腳踏引起的纏繞在驅動構件、中間回轉件和從動構件上的傳動構件的運動由在空氣存儲器中存儲的空氣壓力所施加。
2.如權利要求1所述的保健運動器械，其中施加制動力的裝置包括制動力比例氣缸構件，譬如單向制動氣缸，與空氣存儲器通過第二軟管連接，以操作安裝在支撐框架上部與從動構件連接的帶閘，從而從動構件被由抽氣機的抽氣動作產(chǎn)生空氣壓力通過第一軟管所制動；及電磁閥，連接到第二軟管并且其由微處理器打開和關閉來間歇操作帶閘，當玩游戲的人在游戲中行駛在山上或不平坦的道路上時為其提供拖曳的感覺。
3.如權利要求1所述的保健運動器械，進一步包括張力控制構件用于控制纏繞在驅動構件，從動構件和中間回轉件上的傳動構件的張力。
4.如權利要求1所述的保健運動器械，其中轉向軸的另一末端通過旋轉桿連接到安裝在主框架上的第一彈性裝置上，從而轉向軸在被旋轉后恢復到它的正常位置。
5.如權利要求1所述的保健運動器械，其中驅動構件由懸置框架支撐到支撐框架上，并且其中懸置框架在它的中心部分被分支成第一分支框架和第二分支框架，第一分支框架被通過鉸鏈連接到空氣存儲器上，并且第二分支框架的一末端連接到空氣存儲器及另一末端連接到第二彈性裝置。
6.如權利要求1所述的保健運動器械，其中空氣存儲器具有減壓閥，其適合于當空氣存儲器中的空氣壓力由用戶的腳蹬從抽氣機供應的空氣提高超過預定值時排出空氣存儲器內(nèi)的空氣以降低壓力，從而在空氣壓力被降低之后被降低了的空氣壓力能持續(xù)保持。
7.如權利要求1所述的保健運動器械，其中支撐框架在它的彎曲部分具有小腳輪以允許保健運動器械被移動。
8.如權利要求1所述的保健運動器械，其中支撐框架被分支成一對分支框架，這一對分支架沿縱向延伸并且在支撐框架的活動部分彼此平行以支撐前叉，并且其被向下和向后彎曲，被彎曲的分支框架在側向被加寬與前叉分開的同時在向后的方向上被延伸，然后在保健運動器械的后端彼此連接。
9.如前述權利要求中任意一個所述的保健運動器械，其中器械在它的位移和旋轉部分具有許多探測器裝置用于探測對應于保健運動器械位移或旋轉的操作信號，并且具有鍵盤輸入裝置用于把由探測器裝置探測的信號輸出到運動構件以控制運動，并且其中器械具有微處理器用于處理從鍵盤輸入裝置通過輸入-輸出界面輸入的信號。
10.如權利要求9所述的保健運動器械，其中探測器裝置包括連到轉向軸上的轉數(shù)傳感器以探測手桿擺動的旋轉角度，連到與調(diào)速輪軸關聯(lián)的前叉上的速度傳感器用以檢測由用戶的腳踏動作旋轉的調(diào)速輪的旋轉速度，位移傳感器用于檢測在電纜中被用鉸鏈安裝到手桿上的制動桿往復運動的金屬絲用樞軸開動的制動塊的位移，及微處理器用以根據(jù)傳感器檢測的信號向運動構件發(fā)送控制信號來控制運動，其中器械具有控制構件用以通過在游戲應用程序中為物體或人物提供特定的動作或通過手指輸入在應用程序中中斷鍵盤值(key value)來集中處理游戲應用程序。
11.如權利要求9所述的保健運動器械，其中車座和手桿具有插入其中的振蕩器，每一個振蕩器都有電機和偏心錘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有允許用戶使用軟件或因特網(wǎng)玩游戲功能的運動器械。這種器械具有安裝在支撐框架上的前叉和后框架即具有鏈輪齒的輪盤，兩個踏板柱，與傳動構件旋轉地聯(lián)結的三個旋轉構件，旋轉地支托在后框架上并且借助與旋轉構件的中間構件同中心結合的曲柄構件存儲的往復式空氣壓縮泵。借助抽氣機被可變地存儲的空氣存儲元件，以及被連接到空氣存儲元件的空氣壓力控制構件暫時啟動的制動機構。
文檔編號A63B22/08GK1496277SQ02806142
公開日2004年5月12日 申請日期2002年3月7日 優(yōu)先權日2001年3月9日
發(fā)明者金相浩 申請人:休莫斯貿(mào)格有限公司