專利名稱：自動(dòng)化拳擊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種機(jī)器，模擬拳擊者向使用人擊拳，并接受使用人的回?fù)簟?br> 人之所以需要長(zhǎng)期進(jìn)行氣健術(shù)(aerobics)鍛煉，主要是為保持心血管的健康和肌肉的彈性，并防體重增加。在平日活動(dòng)中沒(méi)有安排足夠的鍛煉以滿足這種需要的人，必須參加有安排的長(zhǎng)期鍛煉計(jì)劃。但是家庭鍛煉的性質(zhì)總是重復(fù)，因此很快使多數(shù)人感到厭卷。結(jié)果便很難堅(jiān)持家庭鍛煉計(jì)劃，許多人甚至在花了相當(dāng)大的款項(xiàng)購(gòu)買鍛煉所需的設(shè)備后，沒(méi)有經(jīng)常進(jìn)行鍛煉。
本發(fā)明提出一種鍛煉器械，不僅令使用人獲得高水平的氣健活動(dòng)(aerobicactivity)，而且使多數(shù)人感覺(jué)是娛樂(lè)，并且器械的性質(zhì)能將人動(dòng)員，經(jīng)常持久使用器械。
之所以能做到這點(diǎn)，是使機(jī)器有一個(gè)拳手的外貌，開(kāi)動(dòng)時(shí)反復(fù)出拳，并能接受使用人回?fù)?，?duì)機(jī)器和人都不損傷。使用人使用機(jī)器時(shí)必須連續(xù)活動(dòng)，否則便要挨打。另外，使用人躲避機(jī)器時(shí)有心理上的抵觸，因?yàn)檫@樣就承認(rèn)機(jī)器取勝。因此，一旦將機(jī)器開(kāi)動(dòng)，使用人便被迫連續(xù)鍛煉，競(jìng)賽意識(shí)使使用人經(jīng)常持久使用機(jī)器。改變出拳速度和重復(fù)出拳的頻率，便可在一個(gè)鍛煉能力和拳擊技巧的寬廣范圍內(nèi)，將機(jī)器調(diào)節(jié)，適合使用人，因此機(jī)器幾乎可使任何人使用。
機(jī)器有一對(duì)模擬手臂，各用可旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)安裝在肩組合件的一端。臂分為上下部，通過(guò)鉸鏈關(guān)節(jié)連接。上臂是一個(gè)四桿平行四邊形連桿系，兩長(zhǎng)桿的端部有獨(dú)立的關(guān)節(jié)。于是假如一個(gè)關(guān)節(jié)和另一關(guān)節(jié)離開(kāi)，上下臂便向互相分離的方向旋轉(zhuǎn)，變?yōu)楸容^水平，臂便伸出。相反如兩關(guān)節(jié)互相靠近，則上下臂向靠近的方向旋轉(zhuǎn)，臂便收回。
關(guān)節(jié)的相對(duì)活動(dòng)通過(guò)安裝關(guān)節(jié)的肩組合件取得，組合件有兩個(gè)連桿，一個(gè)連桿在肩旋轉(zhuǎn)時(shí)擺動(dòng)，另一個(gè)保持靜止。兩個(gè)肩連桿長(zhǎng)度幾乎相同，但靜止桿有帶關(guān)節(jié)的端部。位于靜止連桿前面的擺動(dòng)連桿的端部，固定在上臂部的前關(guān)節(jié)上，靜止連桿的端部，固定在上臂部的后關(guān)節(jié)上。當(dāng)擺動(dòng)連桿的一端向前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靜止連桿的帶關(guān)節(jié)端跟隨，但比之偏后。于是，當(dāng)肩的一側(cè)向前移動(dòng)時(shí)，后關(guān)節(jié)向前關(guān)節(jié)靠近，臂便伸出。結(jié)果，器械便模仿正常的擊拳動(dòng)作，臂便一方面伸出，一方面從肩處向前移動(dòng)。
靜止肩連桿固定在一個(gè)用一個(gè)基座將其直立的固定的支承件上。在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中，基座為充水或充砂的盛箱，提供穩(wěn)定器械所需的重量，并吸收機(jī)器出拳或受拳時(shí)的一部分能量。在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中，基座為一有關(guān)節(jié)的支承件，支承件有減震圓筒吸收擊拳的能量。擺動(dòng)肩連桿固定在旋轉(zhuǎn)支承件上，旋轉(zhuǎn)支承件與固定支承件同軸線并與之相對(duì)旋轉(zhuǎn)。一個(gè)驅(qū)動(dòng)第一齒輪的電機(jī)固定在固定支承件上，第二齒輪固定在與第一齒輪同平面的旋轉(zhuǎn)支承件上。一個(gè)有棱紋和齒輪嚙合的傳動(dòng)帶，帶動(dòng)兩齒輪旋轉(zhuǎn)。因此，俯視時(shí)，電機(jī)向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，肩按時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，左臂伸出，右臂收回，電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，肩作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使右臂伸出，左臂收回。
用一個(gè)微處理器作動(dòng)的或手控的控制器，將電機(jī)按適當(dāng)?shù)姆较蛟谛枰乃俣认缕饎?dòng)。為了模擬真實(shí)拳手，還可為微處理器編制程序，按預(yù)定形式，打出拳擊的套式。
在肩下的旋轉(zhuǎn)支承件上，旋轉(zhuǎn)一組細(xì)長(zhǎng)環(huán)，模擬拳手的肋骨。肋骨和臂和超高分子量的聚乙烯制造，從而有足夠強(qiáng)度耐受沖擊力而不致被損壞，而又有足夠柔性甚至在拳直接接觸時(shí)不會(huì)傷及使用人。在每臂端部放置一個(gè)模擬手拳，一個(gè)模擬人頭放在固定支承件的頂部。整個(gè)器械用泡沫覆蓋材料覆蓋，加上肋骨的柔性，使用者打機(jī)器時(shí)便不會(huì)自己受傷。
因此，本發(fā)明的主要目的，是提出一種鍛煉機(jī)器，既可擊拳又可接受回?fù)簟?br> 本發(fā)明的另一目的，是提出一種這類機(jī)器，擊拳時(shí)手臂向前移動(dòng)，同時(shí)伸直。
本發(fā)明的又一目的，是提出這類的機(jī)器，既可用程序使之按預(yù)先安排發(fā)出落拳的套式，又可手控按指揮一拳拳打擊 本發(fā)明的上述的和其他的目的，特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，參考附圖研究下文，對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)敘述便易于了解。


圖1為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明特點(diǎn)的拳擊機(jī)的側(cè)視，局部剖示其內(nèi)部細(xì)節(jié)，虛線表示一個(gè)臂的伸直狀態(tài)。
圖2為拳擊的前視。
圖3為拳擊機(jī)的俯視。
圖4為拳擊機(jī)肩部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)之俯視。
圖5為拳擊機(jī)全部包覆后的視圖。
參看附圖，本發(fā)明的拳擊機(jī)安裝在一個(gè)直立的支承架10上，架10有固定部分12，長(zhǎng)度與機(jī)器的高度基本相同，一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部14比固定部短而在固定部上轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖示的實(shí)施方案中，固定部為圓筒形，其上端12a向前傾斜。一個(gè)平臺(tái)16固定在固定部12上，緊靠轉(zhuǎn)動(dòng)部14的下方，其中有止推軸承18，將轉(zhuǎn)動(dòng)部在固定部上縱向定位，使之相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)安裝在平臺(tái)16上的電機(jī)20，有一個(gè)第一齒輪21安裝在其輸出軸22上。一個(gè)直徑比第一齒輪21大很多的第二齒輪23，安裝在支承架的轉(zhuǎn)動(dòng)部上。一個(gè)在內(nèi)表面上有棱紋形成的循環(huán)傳動(dòng)帶24，套在第一及第二齒輪上，帶動(dòng)兩齒輪旋轉(zhuǎn)。限位開(kāi)關(guān)25布置在平臺(tái)16上，防止轉(zhuǎn)動(dòng)部相對(duì)于固定部的旋轉(zhuǎn)超出預(yù)定限度。因此，當(dāng)電機(jī)向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部相對(duì)于固定部作時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，電機(jī)倒轉(zhuǎn)時(shí)則向逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
有若干模擬肋骨26固定在支承架10的固定部12上。肋骨形狀為橢圓形環(huán)，用超高分子量的聚乙烯制造。因此有足夠的柔性，被打擊時(shí)易于變形，但不致斷裂。并且，肋骨被打擊而變形，吸收拳擊的一部分能量，有助于防止機(jī)器翻倒。肋骨的尺寸沿支承架逐個(gè)變化，頂部環(huán)的尺寸比底部環(huán)的尺寸大。
有一對(duì)模擬手臂28安裝在支承架轉(zhuǎn)動(dòng)部的上端上，可在收拳(圖1中之實(shí)線)和出拳(圖1中之虛線)姿態(tài)之間變化。為進(jìn)行這動(dòng)作將臂分為上臂部30和下臂部34，上臂部可圍繞第一鉸鏈關(guān)節(jié)32旋轉(zhuǎn)，下臂部34利用第二鉸鏈關(guān)節(jié)35，固定在上臂部上旋轉(zhuǎn)。臂最好用與肋骨相同的材料制造。
為便于在收拳和伸拳姿態(tài)之間變化，上臂部30有四桿的平行四邊形連桿系，第一鉸鏈關(guān)節(jié)32有前樞軸36，放在連桿系一根長(zhǎng)桿30a端部上，有后樞軸38，放在連桿系另長(zhǎng)桿30端部上。下臂34的內(nèi)部有平行四進(jìn)形連桿系的一根短桿，連桿系的安排為當(dāng)前后樞軸36及38離開(kāi)時(shí)，上下臂向互相分離的方向旋轉(zhuǎn)，變?yōu)楸容^水平，當(dāng)前后樞軸互相靠近時(shí)，上下臂向互相靠近的方向旋轉(zhuǎn)，變?yōu)楸容^垂直。
前后樞軸的相對(duì)活動(dòng)，是通過(guò)圖3及圖4中示出最清楚的模擬肩部40取得。肩有一個(gè)擺動(dòng)連桿41，固定在支承架10的轉(zhuǎn)動(dòng)部14上，有一個(gè)固定連桿42，固定在支承架的固定部12上。擺動(dòng)連桿41的端上放置前樞軸36，固定連桿的端上放置后樞軸38。固定連桿和擺動(dòng)連桿有接近相同的長(zhǎng)度，但是靜止連桿的外部42a和中部42b用關(guān)節(jié)連接。結(jié)果，當(dāng)安裝在一個(gè)臂的前肩向前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這臂上的前后樞軸36及38都向前移動(dòng)，但是，由于圖4中的靜止連桿的外部42a轉(zhuǎn)動(dòng)，后樞軸向前的移動(dòng)不及前樞軸遠(yuǎn)。結(jié)果，當(dāng)肩轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，前肩上安裝的臂伸出，而后肩的臂收回，作自然拳擊的動(dòng)作，在肩向前轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)臂向前伸。
參見(jiàn)圖5，有一個(gè)模擬人頭44安裝在固定支承部12的頂部上，模擬戴手套的卷46安裝在下臂端上。然后在全部器械上覆蓋泡沫表層賦與人形。用一個(gè)將固定支承部下端緊密插入的基座，保持機(jī)器的豎立姿態(tài)。
在圖1-4所示的本發(fā)明的第一實(shí)施方案中，基座有一組彈性槽箱48，互相用機(jī)械方式連接形成整體單元。槽箱中空以便儲(chǔ)砂或水，在使用時(shí)提供必要的重量，而運(yùn)輸時(shí)又不致過(guò)重。并且，當(dāng)機(jī)器擊拳時(shí)或被使用人回?fù)魰r(shí)，砂或水允許基座變形。因此，將產(chǎn)生的能量消散并且使機(jī)器在使用時(shí)不會(huì)移動(dòng)。
在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中，如圖6及7所示，基座有腳56，由兩根有間距的平行方形梁58組成，方形梁的一端和一個(gè)短方形梁56的中點(diǎn)連接，組成一個(gè)T形端。在腳56T形端附近，有一個(gè)從方形梁60向上傾斜約45°伸出的斜撐64，斜撐64長(zhǎng)度約和方形梁56及58相同。因此，斜撐端部在腳的與T形端相對(duì)的端部的略偏里處。一根短系桿在斜撐和腳之間伸展，使斜撐較為堅(jiān)固。
有一個(gè)短浮動(dòng)支撐件68，固定在斜撐64的上端上作旋轉(zhuǎn)。固定支承件12在浮動(dòng)支撐件的兩端之間連接，這兩元件互相垂直。有一個(gè)氣壓減振缸70在浮動(dòng)支撐件的自由端和固定在腳56上的立柱62之間伸展。因此氣缸70可抵制浮動(dòng)支撐件的向下的活動(dòng)，并吸收拳擊給予機(jī)器的能量的一部分。氣缸70的柱塞74由一個(gè)壓縮彈簧76圍繞，彈簧的大小足以支持拳擊機(jī)的重量，而保持浮動(dòng)支撐件和腳56平行。彈簧壓縮時(shí)，儲(chǔ)存拳擊的能量，將力向拳擊力相反的方向引導(dǎo)，便防止機(jī)器翻倒。在機(jī)器接受一擊后，彈簧還使機(jī)器恢復(fù)其正常的直立姿態(tài)。
在運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)機(jī)器受擊或出拳時(shí)，浮動(dòng)支撐件68向與柱塞70和彈簧76的力相反方向旋轉(zhuǎn)，吸收力的大部。其余部分的力被通過(guò)斜撐64，向腳56傳遞，由于斜撐的長(zhǎng)度，故可防止機(jī)器翻倒。
一個(gè)控制系統(tǒng)50將電機(jī)20起動(dòng)，使肩按正確方向旋轉(zhuǎn)，于是使相關(guān)的臂伸出。這可利用操縱桿52之類手動(dòng)操作，或用微處理器54之類自動(dòng)化操作。自動(dòng)化時(shí)，可對(duì)市場(chǎng)出售的微處理器作程序，按預(yù)定的循環(huán)施于一個(gè)落拳的套式。在兩種情況下，控制系統(tǒng)中可以有一個(gè)調(diào)速裝置，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，便可控制機(jī)器的出拳速度。執(zhí)行上述控制功能的電路，很容易由熟悉電子行業(yè)的人設(shè)計(jì)。
使用時(shí)，一旦機(jī)器起動(dòng)，使用人便可與之對(duì)練，和與另一對(duì)手對(duì)練相似，一方面試圖阻擋機(jī)器的出拳，一方面向機(jī)器還擊。用以制造臂和肋骨的超高分子量聚合物有足夠的強(qiáng)度，在這種條件下不會(huì)斷裂，而有足夠的柔性，在機(jī)器出拳時(shí)不會(huì)損傷使用人。機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)期間除非使用人退離，機(jī)器便可保持使用人的氣健狀態(tài)。這是因?yàn)閮H作防御，阻擋機(jī)器的出拳便要求高水平的輸出能量，停止防御便會(huì)受機(jī)器打擊。至于回拳便又要求提高活動(dòng)水平，此外，還可以促進(jìn)上體和腿部多部分肌肉的增長(zhǎng)。和多數(shù)可在家中進(jìn)行的氣健鍛煉形式不同，本發(fā)明的拳擊機(jī)可保持使用人的興趣水平，并且其使用不費(fèi)事。因此使用人較易堅(jiān)持鍛煉計(jì)劃。
上面說(shuō)明書(shū)中用的術(shù)語(yǔ)和詞匯，其使用僅為作說(shuō)明，而無(wú)限制意義，在使用這種術(shù)語(yǔ)時(shí)，并無(wú)排除與上面所示和所述特點(diǎn)或特點(diǎn)部分相當(dāng)?shù)奶攸c(diǎn)或特點(diǎn)部分的意圖，應(yīng)認(rèn)為發(fā)明的范圍僅受后附權(quán)利要求的界定和限制。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)化拳擊機(jī)中，其特征在于有下列各項(xiàng)a)一個(gè)或多個(gè)臂，其一端上有模擬的戴手套的拳；b)有裝置將該臂在收回和出伸的位置上定向；c)有裝置將該臂在該收回和出伸狀態(tài)之間移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1中之機(jī)器，而特征為該定向裝置中有第一鉸鏈關(guān)節(jié)，位于該臂的相對(duì)于該拳的端上，有第二鉸鏈關(guān)節(jié)，位于該臂的中部。
3.如權(quán)利要求1中之機(jī)器，而特征為有裝置控制每一該臂在收回和出伸狀態(tài)之間移動(dòng)的速度。
4.如權(quán)利要求1中之機(jī)器，而特征為有裝置將該臂在該收回和出伸狀態(tài)之間反復(fù)活動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4中之機(jī)器，而特征為有裝置控制該臂在該收回和出伸狀態(tài)之間活動(dòng)的頻率。
6.如權(quán)利要求2中之機(jī)器，而特征為有一個(gè)模擬肩元件，有相對(duì)的端部，在各該端上固定一個(gè)該臂的第一鉸鏈關(guān)節(jié)。
7.如權(quán)利要求6中之機(jī)器，而特征為有裝置在該肩元件轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，將該臂收回或出伸，方式為安裝在肩元件的向前轉(zhuǎn)動(dòng)的端上的臂，當(dāng)肩轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)臂出伸，安裝在肩元件的向后轉(zhuǎn)動(dòng)的端上的臂，奔繾筆棧亍
8.如權(quán)利要求6中之機(jī)器，而特征為有支承架裝置將該肩元件在升高的位置上支持，該支承架裝置有一個(gè)固定部分和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部分，轉(zhuǎn)動(dòng)部相對(duì)于該固定部旋轉(zhuǎn)，其該肩元件固定在該旋轉(zhuǎn)部上。
9.如權(quán)利要求8中之機(jī)器，而特征為有裝置將該轉(zhuǎn)動(dòng)部相對(duì)于該固定部向兩方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9中之機(jī)器，而特征為該轉(zhuǎn)動(dòng)裝置有下列各項(xiàng)a)一個(gè)電機(jī);b)第一齒輪，可由該電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng);c)將該電機(jī)安裝在該固定部或該轉(zhuǎn)動(dòng)部一個(gè)上的裝置;d)有與該第一齒輪在同平而內(nèi)的第二齒輪，安裝在該固定部或該轉(zhuǎn)動(dòng)部中的另一個(gè)上;e)將該第二齒輪和該第一齒輪作旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)的傳動(dòng)帶裝置。
11.如權(quán)利要求8中之機(jī)器，而特征為有一個(gè)基座容納該支承裝置，并將該肩元件水平支持。
12.如權(quán)利要求11中之機(jī)器，而特征為有彈性裝置和該基座相關(guān)，吸收該拳擊機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)造成的振動(dòng)，并防止該基座移動(dòng)。
13.如權(quán)利要求7中之機(jī)器，而特征為每一該臂有一個(gè)上臂部，位于該第一及第二鉸鏈關(guān)節(jié)之間，并有一個(gè)下臂部，該上臂部有一個(gè)四桿平行四邊形連桿系，該第一鉸鏈關(guān)節(jié)有一個(gè)前樞軸和一個(gè)后樞軸，該平行四邊形連桿系的定向?yàn)閷⑶昂髽休S互相靠近時(shí)，使該上下臂部變?yōu)檩^垂直，將前后樞軸互相離開(kāi)時(shí)使上下臂部變?yōu)檩^水平。
14.如權(quán)利要求13中之機(jī)器，而特征為該肩元件有下列各項(xiàng)a)一個(gè)靜止連桿，中點(diǎn)和該支承件的該固定部連接，其有關(guān)節(jié)的端部和該后樞軸連接;b)一個(gè)擺動(dòng)連桿，其中點(diǎn)和該支承架的該轉(zhuǎn)動(dòng)部連接，并將端部和該前樞軸固定。
15.如權(quán)利要求8中之機(jī)器，而特征為有圍繞該支承裝置的肋骨。
16.如權(quán)利要求15中之機(jī)器，而特征為有填充軟料的表皮覆蓋該臂，肩和肋骨。
17.一種自動(dòng)化拳擊機(jī)器，其特征在于有下列各項(xiàng)a)一個(gè)模擬人體的軀干包括肩，上下臂和戴手套的拳;b)有裝置可將該臂放入一個(gè)豎立的姿態(tài)，該拳靠近該肩，該上下臂基本垂直;或可將臂放入擊拳的姿態(tài)，該拳遠(yuǎn)離該肩，該上下臂基本水平;c)有裝置將該臂在該豎立姿態(tài)和該擊拳姿態(tài)之間迅速移動(dòng)，模擬拳擊;d)有裝置在擊拳后收回該臂進(jìn)入豎立姿態(tài)。
18.如權(quán)利要求17中之機(jī)器，而特征為有裝置將與向前出拳并同時(shí)伸直的臂相關(guān)的肩轉(zhuǎn)動(dòng)。
19.如權(quán)利要求17中之機(jī)器，而特征為有裝置控制該將該臂移動(dòng)的裝置。
20.如權(quán)利要求12中之機(jī)器，而特征為該基座中有下列各項(xiàng)a)一個(gè)長(zhǎng)形腳，方向大致與該支承裝置垂直，該腳的第一端有T形;b)一個(gè)長(zhǎng)形支承架在該腳中點(diǎn)的上方與腳平行;c)斜撐裝置將該浮動(dòng)支承件的遠(yuǎn)離該腳第一端的端部，和該第一端剛性連接，該浮動(dòng)支承件可相對(duì)于該斜撐裝置旋轉(zhuǎn);d)減振裝置，防該浮動(dòng)支承架向該腳移動(dòng);e)將該浮動(dòng)支承件退回空位的裝置，從該空位向該腳旋轉(zhuǎn)時(shí)支承件與該腳平行;f)將該支承裝置該固定部和該浮動(dòng)支承件固定的裝置。
全文摘要
本發(fā)明的自動(dòng)拳擊機(jī)有帶關(guān)節(jié)的臂，為模擬拳擊可作收拳和擊拳。上臂形式為平行四邊形連桿系，使臂可在與機(jī)器軀干的連接點(diǎn)上屈伸。一個(gè)肩可在支持機(jī)器的立柱上旋轉(zhuǎn)，觸動(dòng)平的四邊形連桿系，當(dāng)一肩向前時(shí)，上面安裝的臂前伸，而另肩后退，上面的臂收回。一個(gè)使肩旋轉(zhuǎn)的電機(jī)由控制系統(tǒng)促動(dòng)。有微處理器和控制系統(tǒng)相關(guān)，使機(jī)器可按預(yù)編程序，作特定套式的擊拳，表現(xiàn)真實(shí)拳手的姿態(tài)。
文檔編號(hào)A63B69/34GK1036907SQ88102378
公開(kāi)日1989年11月8日 申請(qǐng)日期1988年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月19日
發(fā)明者杰里·L·威爾遜, 杰拉爾德·E·納戈德 申請(qǐng)人:杰里·L·威爾遜