优先权要求
本申请要求本发明人于2005年12月23日提出的60/752872号美国临时专利申请的优先权，其全部内容结合到本申请中，作为参考；本发明人于2005年3月1日提出的60/656920号美国临时专利申请，其全部内容结合到本申请中，作为参考；以及本发明人于2005年3月1日提出的60/656887号美国临时专利申请，其全部内容结合到本申请中，作为参考。
相关申请
本申请涉及本发明人于2004年7月16日提出的未审定的美国专利申请SN10/892568，名称为“Physical Training Apparatus And Method”，该申请结合到本申请中，作为参考；本发明人于2004年7月16日提出的专利申请SN10/892196，名称为“Swing Training Apparatus And Method”，其内容结合到本申请中，作为参考。
技术领域
本发明涉及用于训练人例如运动员或物理治疗患者以提高各种运动技巧的体育训练器械和方法。本发明进一步涉及用于训练专业运动员例如打高尔夫球者和棒球运动员的体育训练器械和方法，这些运动员依靠臀部和躯干的转动产生力量。更特别地，其涉及用于在训练者执行慢速或高速动作时提供与训练者身体上一点或多点的运动相反的常量或变量力的体育训练器械和方法。
背景技术
长期以来体育训练和锻炼被认为对于提高各种运动技巧从而提高运动员能力、物理治疗患者的康复或者训练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带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、跳跃能力和弹踢能力非常有效。这种阻力训练逐渐变得比使用慢速的非体育活动的特定运动进行负重训练更受人喜爱。
例如，已经发现如果运动员希望跑得更快，跑步时在腿部肌肉上施加轻微的阻力比通过在腿上增加重物施以压力更加有益。这两种训练方法都将增强运动员的腿部肌肉，然而，通过在跑步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，这是由于肌肉是在高速下带阻力锻炼。使用带阻力的慢速动作训练肌肉促进了在慢速下力量的产生，这是由于肌肉是在慢速下锻炼。两种训练方法对大多数运动员都是重要的。然而，为了在高速下运动员能力的优化，肌肉必须在高速下进行身体的或神经学上的训练。这里所用的术语“训练矢量”意指在预定运动范围内与训练者一部分的运动相反的力。训练矢量的量值和方向可以是相对恒定的或者可以在预定运动范围内变化。
授予本发明人的名称为“Vertical Jump ExerciseApparatus”4968028号和4863163号美国专利都披露了用于垂直跳跃训练和锻炼的阻力训练器械。在Wehrell的专利中披露的现有技术系统在训练者的臀部上施加两个具有相对恒定量值的训练矢量，以便在完成跳跃运动的同时在腿部上施加阻力。
在Wehrell的专利中披露的训练器械的后来改进装置，其通过将练习器械的弹性元件连接到训练者所穿的可分离的腿部套具上，从而在执行跑步运动的训练者膝部的后侧提供相对恒定的阻力。该实施例为高速下训练者的臀部屈肌训练提供阻力。
相似地，如果运动员希望通过转动臀部和躯干而产生更大的力量，在运动员执行特定运动动作例如挥动高尔夫球棍或棒球/垒球球棒时，对臀部和躯干的转动施加轻微的阻力是有益的。这种臀部和躯干的转动训练对其它运动员例如足球运动员、踢定位球者、田径运动员、网球运动员以及其它球拍类运动的运动员是有益的。
许多体育相关的动作包括多个肌肉组同时移动多个身体部分以执行特定动作。例如，当运动员跳跃时他或她同时使用腿部、背部和手臂。为了优化对特定动作的训练，使用自然的跳跃运动并在腿部、背 部、手臂和身体的其它部分上同时施加阻力进行训练是有益的。这种练习方法将比阻力只施加在腿部上的其它方法更加有效，这是因为其允许跳跃时使用的主要肌肉群在施加的阻力下以恰当的神经顺序被触发。
尽管在Wehrell的专利中描述的现有练习器械有可能向执行跑步运动的训练者施加训练矢量，对能够向手部、腿部、背部和训练者身体上的其它点施加训练矢量以便在执行复杂的体育运动特定动作时向多个肌肉群提供阻力的体育训练器械还存在需要。
发明内容
因此，本发明的一个目的是消除现有技术中的多种缺点并提供新型体育训练器械和方法。
本发明的一个目的是提供新型体育训练器械，其包括用于向训练者提供至少八个训练矢量的装置。
本发明的另一个目的是提供新型体育训练器械，其包括多个用于向训练者提供训练矢量的装置，其中一个或多个训练矢量的起点在第一和第二尺寸上是可变的，并且一个或多个其它训练矢量的起点在所述第一或第二尺寸以及与所述第一和第二尺寸垂直的第三尺寸上是可变的。
本发明的又一个目的是提供新型体育训练器械，其包括多个用于向训练者提供训练矢量的装置，其中训练矢量从至少三个高度开始。
本发明的再一个目的是提供新型体育训练器械，其包括一个或多个用于向训练者提供训练矢量的装置和支撑训练者体重的至少一部分的装置。
本发明的再一个目的是提供体育训练器械，其包括一个用于形成训练区域的底座，一个或多个适于被在所述训练区域上训练的训练者穿戴的套具，至少一个连接到每个套具上以便在预定运动范围内提供与套具运动相反的力的弹性元件，所述弹性元件具有一定长度，从而使得力在整个预定范围内是相对恒定的。该器械进一步包括一个连接到所述底座上的细长跟踪机构，该细长跟踪机构用于引导所述每个弹 性元件离开所述训练区域，至少一个跟踪机构大致上是水平的，并且至少一个跟踪机构大致上是垂直的。
本发明的再一个目的是提供新型体育训练器械，其包括一个形成训练表面的底座，多个用于向在所述训练表面上训练的训练者提供训练矢量的装置，所述装置连接到所述底座上并且包括一个弹性元件和跟踪元件，该跟踪元件用于引导所述弹性元件从靠近训练表面的矢量起点位置到锚固位置。该器械进一步包括多个向在所述训练表面上训练的训练者提供训练矢量的装置，所述装置连接到所述底座上并且包括一个弹性元件和跟踪元件，该跟踪元件用于引导所述弹性元件从自训练表面升高的矢量起点位置到锚固位置。
对于本领域一般技术人员来说，通过细读本发明的权利要求、所附附图以及下文对优选实施例的详细描述，本发明的这些和多个其它目的和优点将变得清楚。
附图说明
图1是本公开内容一种实施例的俯视图，该实施例用于向训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。
图2是本公开内容另一种实施例的俯视图，该实施例用于向训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。
图3是本公开内容又一种实施例的俯视图，该实施例用于向训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。
图4和5图示了力量模块组件，其描述本公开内容的悬吊滑轮组件的枢转点。
图6是本公开内容一种实施例的俯视图，该实施例用于向多名训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。
图7是本公开内容一种实施例的前视图，该实施例用于向训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。
图8是本公开内容的力量模块组件的侧视图。
图9是本公开内容的力量模块组件的前视图。
图10是本公开内容的力量模块组件的后视图。
图11和12是图示本公开内容悬吊滑轮组件实施例的转动能力的图示视图。
图13是本公开内容的力量模块组件的侧视图。
图14是本公开内容的实施例的前视图，用于向训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。
图15和16是图14中实施例的侧视图。
图17是本公开内容一种实施例的前视图，该实施例用于向训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。
图18图示与本公开内容一种实施例相关的训练矢量，显示训练者处于屈膝姿势。
图19是图18实施例的俯视图。
图20是本公开内容一种实施例的俯视图，该实施例向训练者提供八个训练矢量。
图21是本公开内容一种实施例的前视图，该实施例向一名训练者提供八个训练矢量，并且同时向另外两名训练者提供训练矢量，所述八个训练矢量具有方向和高度可变的起始点。
图22是本公开内容一种实施例的前视图，该实施例向训练者提供不平衡的载荷，该载荷包括至少三个训练矢量。
图23是本公开内容一种实施例的前视图，一名训练者在上面执行挥动训练。
图24是本公开内容一种实施例的俯视图，一名训练者在上面执行挥动训练。
图25是本公开内容一种实施例的立体图，该实施例向一名训练者提供十六个具有方向和高度可变的起始点的训练矢量。
图26是本公开内容一种实施例的前视图，该实施例用于向一名训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点，还进一步提供头顶上的支撑结构。
图27是图26实施例的侧视图。
图28是图26实施例的前视图，图示本公开内容小车组件的滑动 范围。
图29是本公开内容的另一个实施例的前视图，该实施例向一名训练者提供训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点，还进一步提供头顶上的支撑结构。
图30、31、32和33是将训练者连接、提升和移动到本公开内容的头顶支撑结构的图示视图。
图34是本公开内容的小车组件的前视图。
图35和36是图34的小车组件的内部视图。
图37和38是图34的小车组件的侧视图。
图39是图34的小车组件的另一个侧视图。
图40-42是图34的小车组件的仰视图。
具体实施方式
参照附图，图中相似的元件赋予相似的附图标记，以便于理解本发明，对本发明体育训练器械的各种实施例进行描述。
按照本发明的一个方面，披露了一种体育训练器械和方法，其用于向训练者在执行各种运动或治疗动作例如跳跃、跑步或步行时提供多个训练矢量。按照本发明的另一方面，披露了一种体育训练器械和方法，其用于向训练者在执行各种运动或治疗动作例如跳跃、跑步或步行或更加复杂的体育或治疗动作时提供训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。按照本发明的又一方面，披露了一种体育训练器械和方法，其用于向多名训练者在执行各种运动或治疗动作时提供训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。按照本发明的再一方面，披露了一种体育训练器械和方法，其用于向患者或训练者提供训练矢量和治疗练习，这些患者或训练者不能完全支撑其自身的体重。该体育训练器械可以提供多达十六个或更多的训练矢量，从而训练者的多个肌肉群可以同时得到练习。
图1图示按照本发明的体育训练器械的一个实施例，其用于向训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。参照附图1，该体育训练器械包括一个形成一个训练表面的平台或底 座1，运动员或训练者43可以在该训练表面上训练。底座1上可以设置位于中心的铺垫子的练习区域2，以便在训练练习中为训练者43提供缓冲。沿着底座1的周边至少安装两个塔架组件3、4。底座1和塔架组件3、4为向训练者43的多个身体部分施加训练矢量提供了工具。
参照附图1，至少四个滑轮箱体结构7-10安装在底座1上。滑轮箱体结构7-10将弹性元件19-22送到可动滑轮组件33-36上。弹性元件19-22具有一定长度，因而由每个弹性元件19-22提供的训练矢量的量值在执行练习或训练运动的训练者身体部分的运动范围内相对恒定。弹性元件19-22被确定路线为从凸轮组件11-14或者其它合适的锚固装置开始，在一系列设置在箱体结构7-10中的跟踪机构例如滑轮之间，到达可动滑轮组件33-36。连接器(未示出)可以连接到弹性元件19-22上，由此连接器可以连接到训练者身体部分穿戴的套具(未示出)上。凸轮组件11-14提供调整弹性元件19-22的有效长度的夹板装置，以便改变弹性元件19-22提供的阻力。这可以通过凸轮组件11-14拉出或收回弹性元件19-22的远端D19-D22而实现。因此，滑轮箱体结构7-10提供在其间确定弹性元件19-22的路径，从而可以使用的弹性元件为安装在练习区域2同一侧的箱体结构之间距离的多倍。可以想象在未审定的SN10/892568号美国专利申请中披露的多个训练模块，该专利的内容结合到本申请中，作为参考，该训练模块可用来取代滑轮箱体结构7-10。
可动滑轮组件33-36为由弹性元件19-22提供的训练矢量提供起始点。滑轮组件33-36可以在任何方向上转动360度并倾斜+/-90度，这样弹性元件19-22在滑轮组件33-36上在训练者身体部分的整个运动范围内平稳跟踪。滑轮组件33-36可以安装到固定在底座1上的导轨37-42上，从而允许滑轮组件33-36直线滑动以适应训练者所执行的不同练习，适应具有不同身体尺寸的训练者或改变和/或调整由滑轮组件33-36提供的训练矢量起点的方向。导轨37-42上开槽，这样滑轮组件33-36可以沿导轨37-42的长度布置。滑轮组件33-36还可以适于通过任何合适的锁定装置例如弹簧加载锁定机构在导轨37-42上的 合适位置锁定。
至少四个弹性元件15-18被确定路线为由位于底座1下的凸轮组件(未示出)或者其它合适的锚固装置开始，通过设置在跟踪组件31、32上的滑轮，该跟踪组件31、32为由弹性元件15-18提供的训练矢量提供起始点。弹性元件15-18具有一定长度，由此每个弹性元件15-18提供的训练矢量的量值在执行练习或训练运动的训练者身体部分的运动范围内相对恒定。凸轮组件(未示出)提供夹板装置以调整弹性元件15-18的长度，用于改变弹性元件15-18的阻力。这可以通过凸轮组件(未示出)拉出或收回弹性元件15-18的远端D15-D18而实现。跟踪组件31、32可以绕垂直于底座1并向外横向于跟踪组件31、32的轴线转动，从而允许弹性元件15-18在跟踪组件31、32上在训练者身体部分的整个运动范围内平稳跟踪。因此，弹性元件15-18提供的训练矢量可以绕相应的跟踪组件的枢转点或轴线转动大约120度。连接器(未示出)可以连接到弹性元件15-18上，由此可以连接到训练者身体部分穿戴的套具(未示出)上。
参照附图1，塔架组件3、4容纳力量模块组件5、6，该力量模块组件5、6分别确定弹性元件23-26和27-30的路线。弹性元件23-30具有一定长度，因此由每个弹性元件23-30提供的训练矢量的量值可以在执行练习或训练运动的训练者身体部分的运动范围内相对恒定。弹性元件23-30被确定路线为由凸轮组件(未示出)或其它合适的锚固装置开始，在一系列设置在力量模块组件5、6中的跟踪机构例如滑轮之间，到达悬吊滑轮组件(未示出)，该悬吊滑轮组件为由弹性元件23-30提供的训练矢量提供起始点。悬吊滑轮组件可以转动和倾斜，这样弹性元件23-30可以在滑轮组件上在训练者身体部分的整个运动范围内平稳跟踪。连接器(未示出)可以连接到弹性元件23-30上，从而连接器可以连接到训练者身体部分穿戴的套具(未示出)上。凸轮组件(未示出)提供夹板装置以调整弹性元件23-30的长度，用于改变弹性元件23-30的阻力的目的。力量模块组件5、6可以在相应的塔架组件3、4上的多个位置上锁定，以改变弹性元件23-30提供的训 练矢量相对于底座1的起始平面。因此，每个弹性元件15-30可以被引导到练习区域2上的任意点，以支持运动或治疗练习的阻力训练。
弹性元件15-30具有远端，其可以通过相应的凸轮组件拉出，这样所提供的训练矢量的量值可以通过缩短弹性元件15-30的有效长度而选择性地增加。作为选择，训练矢量的量值可以通过放松凸轮组件并允许弹性元件收回而增加弹性元件15-30的有效长度来降低。凸轮组件可以包括任何适于固定弹性元件的装置例如夹板、凸轮夹板或本领域已知的其他的合适锚固装置。弹性元件的“有效长度”是锚固或凸轮组件与连接到套具连接器的元件端部之间的弹性元件长度。
训练矢量量值的变化范围受弹性元件直径的限制。例如，弹性元件19可以具有3/8英寸的直径。弹性元件19的有效长度可以变化，从而由弹性元件提供的力在大约20磅到大约40磅之间的范围内变化。然而，较小直径的弹性元件(例如直径大约为5/16英寸)，将提供从4磅到大约20磅的有用阻力范围。因此，较大直径的弹性元件(例如直径大约为1/2英寸)将提供大约35磅到大约60磅的有用阻力范围。再者，通过使用在未审定的SN10/892568号美国专利申请中披露的训练模块(其内容结合到本申请中作为参考，该训练模块用于本发明)，力的有效范围可以扩展而不必替换弹性元件。
图2图示了按照本发明的体育训练器械的另一个实施例，其用于向训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。参照附图2，滑轮组件33-36可以固定在底座1的上表面，允许其位置沿导轨37-42如箭头A、B、C、D所示设置在任何地方。因此，训练矢量的起始点可以沿导轨37-42移动。例如，滑轮组件33可以沿导轨37、38移动并锁定在多个位置上。如附图2所图示，滑轮组件33可以在导轨38上移动到一个新位置33A。因此，弹性元件19被确定路线为从凸轮组件或其它合适的锚固装置开始，在一系列设置在箱体结构7、8内的跟踪机构之间，到达导轨38上的新位置33A，从而改变了由弹性元件19提供的训练矢量的起始点。滑轮组件33沿导轨37、38的位置之间的不同表明了滑轮组件33的典型调整范围。 注意到滑轮组件33可以沿任何导轨37-42连接到多个位置上。同样地，滑轮组件34-36可以沿导轨37-42中的任意一个移动并锁定在多个位置上，从而改变由弹性元件20-22提供的训练矢量的起始点。滑轮组件34-36的选择性位置34A-36A之间的不同表明了滑轮组件34-36的典型调整范围。因此，弹性元件19-22提供的训练矢量可以具有来自训练者所有侧面的起始点，以便按照所选的练习向所选的身体部分施加阻力。
图3是本公开内容另一实施例的俯视图，该实施例用于向训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。参照图3，该多个训练矢量可以连接到位于训练区域2上任何地方的训练者。例如，训练矢量组V5图示了由弹性元件19提供的训练矢量的多个起始点，这些起始点取决于滑轮组件33沿导轨37、38的位置。另外，训练矢量组V6、V7和V8图示了当滑轮组件34-36沿导轨38-42被移动到不同的示例性位置上时，由弹性元件20-22提供的训练矢量的多个起始点。由于滑轮组件33-36可以沿任何导轨37-42连接到多个位置上，图3中示出的备用滑轮位置33A-36A和训练矢量组V5-V8只是说明性的，而不是试图限制本发明的范围。如图3所图示，由弹性元件15-18提供的训练矢量V1-V4可以绕跟踪组件的枢转点转动大约120度，从而改变了由弹性元件15-18提供的训练矢量V1-V4的起始点。由弹性元件23-30提供的训练矢量V9-V16也可以绕对应的枢转点R9-R16分别转动360度，因而改变了由弹性元件23-30提供的训练矢量V9-V16的起始点。
图4和5图示力量模块组件5、6中的悬吊滑轮组件如何枢转从而改变训练矢量的起始点。参照图4，弹性元件23适于绕其轴线R9转动360度。在360度转动过程中的任何点上，弹性元件23可以被训练者拉出并用于训练或练习的目的。尽管没有图示，力量模块组件5中的每个剩余的弹性元件24-26具有关于弹性元件23所描述的相同的转动能力。参照图5，弹性元件29适于绕其轴线R15转动360度。在360度转动过程中的任何点上，弹性元件29可以被训练者拉出并用于 训练或练习的目的。尽管没有图示，力量模块组件6中的每个剩余的弹性元件27-28和30具有关于弹性元件29所描述的相同的转动能力。
图6是本公开内容的另一个实施例，用于向多个训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。参照图6，弹性元件23-30相对于图1-3中图示的每个弹性元件相应的位置被转动了180度。因此，训练矢量V9-V16指向离开平台底座1，从而允许另外的训练者在离开底座1的位置上训练或练习。如前文所指出，弹性元件23-30提供的训练矢量V9-V16适于分别绕对应的枢转点R9-R16转动360度，从而改变弹性元件23-30提供的训练矢量V9-V16的起始点。因此，图6中示出的训练矢量V9-V16的方向只是说明性的，而不试图限制本发明的范围。
图7图示本公开内容的了另一个实施例的前视图，该实施例用于向训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。参照图7，示出的弹性元件16、18被确定路线为从连接到基座1下面的凸轮组件43、44开始，经过在跟踪组件31、32上设置的滑轮，该滑轮为由弹性元件16、18提供的训练矢量提供起始点。凸轮组件43、44提供夹板装置，以调整弹性元件16、18的长度，用于改变其阻力的目的。这可以通过凸轮组件43、44拉出或收回弹性元件16、18的远端D16、D18而实现。跟踪组件31、32可以绕垂直于底座1的轴线和向外横向于相应跟踪组件31、32转动，从而允许弹性元件16、18在跟踪组件31、32上在训练者身体部分的整个运动范围内平稳跟踪。刚性支撑结构45-47容纳滑轮组件，该滑轮组件安排弹性元件16、18由凸轮组件43、44至跟踪组件31、32。垫子45A-47A可以设置在刚性支撑结构45-47的下面上，以保护支撑底座1的表面免于破坏并提供缓冲或衰减由训练者在器械上执行训练练习引起的振动。因此，垫子45A-47A可以由本领域已知的任何适当的缓冲或阻尼材料制造或模制。
参照图7，塔架组件3、4适于可滑动地容纳包含弹性元件23-30的力量模块组件5、6。如图所示，弹性元件23-25和27-29分别被弹 性元件26和30遮挡而无法看见。每个力量模块组件5、6在其相应的塔架组件3、4内的垂直位置可以通过锁定机构而变化，从而改变弹性元件23-30提供的训练矢量的起始点和面。
图8、9和10图示了按照本发明的力量模块组件的侧视图、前视图和后视图。参照图8、9和10，力量模块组件5包括承载多个滑轮箱体组件52、53的刚性框架，该滑轮箱体组件52、53安排弹性元件23-26由凸轮组件54A-54D开始，通过悬吊滑轮组件P1-P4。每个滑轮箱体组件52、53包括一个或多个成堆的滑轮。因此，滑轮箱体结构52、53提供将弹性元件安排在其间的路径，这样可以使用的弹性元件为对应箱体组件之间距离的多倍。还可以想象在未审定的SN10/892568号美国专利申请中披露的多个训练模块，该专利申请的内容结合到本发明中作为参考，该多个训练模块可以用来代替滑轮箱体组件52、53。
悬吊滑轮组件P1-P4适于转动和倾斜，这样弹性元件23-26可以在悬吊滑轮组件P1-P4上在训练者身体部分的整个运动范围内平稳跟踪。力量模块组件5与力量模块组件6相同并可以互换；因此，将只参考力量模块组件5及其部件。
力量模块组件5包括一收回组件，该收回组件包括可操作以收回锁定销钉106、107的收回机构105。锁定销钉106、107通过连杆或弹性加载机构可操作地连接到收回机构105，从而将力量模块组件5锁定在塔架组件3的选定垂直位置上。合适的收回机构105可以是手柄，由此训练者可以拉动该手柄以收回至少一个锁定销钉106、107。另外的合适收回机构105还可以适于顺时针或逆时针转动，以收回至少一个销钉106、107。当收回机构105松开后，销钉106、107伸出，从而将力量模块组件5锁定到塔架组件3上的选定垂直位置。跟踪组件100-103安装在力量模块组件5的横向侧面，与塔架组件3接触。跟踪组件100-103在塔架组件3的限定范围内可滑动地引导力量模块组件5的垂直运动。
参照图8和10，可动滑轮组件55可以固定在力量模块组件5的 至少一个表面上，允许其位置沿导轨57设定在任何位置，如箭头F和G所示。导轨57开有槽，这样可动滑轮组件55可以沿导轨57的长度定位。可动滑轮组件55由合适的锁定机构56如弹簧加载锁定机构或由通常在本领域中使用的其它合适锁定机构56沿导轨57固定在恰当的位置上。可动滑轮组件55可以在任何方向上转动360度并倾斜+/-90度，这样弹性元件23-26中的任何一个可以在可动滑轮组件55上在训练者身体部分的整个运动范围内平稳跟踪。应当注意可以在导轨57上设置多个可动滑轮组件。再者，可以在力量模块组件5的刚性框架上设置多个导轨和对应的可动滑轮组件，以改变由任一弹性元件23-26提供的训练矢量的起始点。因此，由弹性元件提供的训练矢量的起始平面和点可以独立于力量模块组件5在塔架组件3上的垂直位置而改变。凸轮组件54A-54D可以安装在滑轮箱体组件52上以提供夹板装置来调整弹性元件23-26的长度，用于改变弹性元件23-26的阻力的目的。这可以通过凸轮组件54A-54D拉出或收回相应弹性元件23-26的远端23D-26D而实现。因此，训练矢量的量值将随弹性元件的有效长度而改变。连接器(未示出)可以连接到弹性元件23-26，从而连接件可以连接到训练者身体部分穿戴的套具(未示出)上。
图11和12是图示视图，其进一步图示在图9和10中图示的悬吊滑轮组件P1-P4的转动能力。图11和12中示出的悬吊滑轮组件P4只是用于说明性的目的，因此不试图限制本发明的范围。悬吊滑轮组件P4适于在关于点58的三个轴线上枢转。参照图11，其图示了当训练者在练习区域2上训练并且使用由弹性元件26提供的训练矢量时悬吊滑轮组件P4的位置。如果第二名训练者，其位于基座1之外并位于相应的塔架组件3的侧面，希望使用由弹性元件26提供的训练矢量，弹性元件26将在箭头A所示的方向上被送到悬吊滑轮组件P4下。通过在箭头A所示的方向上拉弹性元件26，悬吊滑轮组件P4将绕垂直轴线AX1转动180度，并且绕垂直于由点58限定的页面的轴线转动。还应当注意到悬吊滑轮组件P4也可以绕正交于AX1和点58限定轴线的轴线转动。
参照图12，示出了在绕轴线AX1转动180度，并绕由点58限定的轴线转动大约60度后的悬吊滑轮组件P4的位置。悬吊滑轮组件P4适于绕点58限定的轴线转动超过60度，并且因此，上面指出的60度转动只是示例性的，并不试图限制本发明的范围。因此，悬吊滑轮组件P1-P4和P5-P8的转动能力允许训练者从相应力量模块组件5、6的任意侧接近并拉出弹性元件23-30。
图13是力量模块组件5、6的侧视图，图示可动滑轮组件55、65的垂直调整范围。参照图13，可动滑轮组件55布置在导轨57上高度调整的上部界限处，可动滑轮组件65布置在导轨67上高度调整的下部界限处。可动滑轮组件55、65的高度调整可以在箭头A和B所示的方向上进行。其结果是，弹性元件23-26和27到30中的任何一个可以被安排分别通过可动滑轮组件55、65，并且其矢量起点沿由箭头C所示的高度路径固定在任何地方，而不会改变力量模块组件5、6的位置。
图14、15和16是本公开内容一个实施例的图示说明，图示了弹性元件23-30提供的训练矢量高度调整的整个范围。参照图14、15和16，被塔架组件3容纳的力量模块组件5被示出处于其最高的垂直位置。因此，力量模块组件5的位置可以改变到其最低垂直位置，如通过力量模块组件6的位置所示。可动滑轮组件55、65可以独立于力量模块组件5、6的位置而布置在任何高度，如箭头D和E所示。因此，通过在相应的塔架组件3、4中垂直布置力量模块组件5、6，并利用可动滑轮组件55、65的调整范围D、E，由弹性元件23-30提供的任何训练矢量的起点可以沿箭头F所示的高度范围设置。
图17是本公开内容另一个实施例的前视图，该实施例用于向训练者提供多个具有方向和高度可变的起始点的训练矢量。参照图17，图示出被塔架组件3、4容纳的力量模块组件5、6处于每个模块的最高垂直位置。可动滑轮组件55、65独立于力量模块组件5、6的位置而布置在最低高度。应当注意，在图17中使用的弹性元件只用于说明性目的，本发明弹性元件中的任何一个可以用于向训练者选择的任何身 体部分提供训练矢量。
图18和19图示体育训练器械的一个实施例的前视图和俯视图，该实施例用于向训练者提供训练矢量。参照图18和19，弹性元件26、30提供的训练矢量F1和F2施加在训练者43的腰部。由于训练矢量F1和F2在相应力量模块组件5、6的最高高度占据一个起点，训练矢量F1和F2用于在训练者43的腰部上提供一个净(net)提升力矢量F3。
图20图示体育训练器械的另一个实施例的俯视图，该实施例用于向训练者提供训练矢量。参照图20，由力量模块组件5开始的每个弹性元件23-26和从力量模块组件6开始的每个弹性元件27-30连接到训练者43的腰部，从而使在图18中图示的向上提升力矢量F3最大化。因此，当每个附加弹性元件连接到训练者43的腰部套具上后，训练者腿部上的载荷将对应于弹性元件施加的阻力的数量而成比例地减小。因此，提升力矢量F3的量值可以通过改变弹性元件23-30的有效长度或通过增加由弹性元件15-22施加的阻力训练矢量而改变。
图21-25图示本发明的体育训练器械的实施例，其用于向至少一名训练者提供多个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。参照图21，图示了本发明的一个实施例，其向一名训练者提供具有方向和高度可变的起始点的八个训练矢量，并同时向其它两名训练者提供训练矢量。如图21所示，弹性元件21、22连接到训练者43的膝部，弹性元件19、20连接到训练者43的踝部。弹性元件25、29被确定路线为经过力量模块组件5、6并经过可动滑轮组件55、65，连接到训练者43的腰部，弹性元件26、30被确定路线为经过力量模块组件5、6并连接到训练者43的手部。当训练者43进行他或她的训练或治疗练习时，离开底座1练习的第二名训练者143可以执行另外的独立练习。在该视图中，弹性元件24被连接到一个球上，因而向进行投掷运动的第二名训练者143提供阻力训练矢量。离开底座1练习的第三名训练者243还可以执行其它的独立练习。参照图21，当训练者243在执行三头肌练习时，可以由弹性元件27向他或她提供训练矢 量。
尽管没有示出，训练者43可以使用由未使用的弹性元件提供的剩余训练矢量中的任何一个，这些训练矢量具有来自底座1的或来自塔架组件3、4的起始点。另外，第二名训练者143可以使用由未使用的弹性元件提供的剩余训练矢量中的任何一个，这些训练矢量具有来自塔架组件3的起始点，并且第三名训练者243可以使用由未使用的弹性元件提供的剩余训练矢量中的任何一个，这些训练矢量具有来自塔架组件4的起始点。应当注意由本发明提供的每个训练矢量的量值可以随对应的弹性元件的有效长度而独立地改变。
参照图22，图示了本发明的另一个实施例，该实施例向训练者提供三个具有方向和高度可变的起始点的训练矢量。在图22中示出了不平衡的训练矢量配置，由此可以向训练者43施加不平衡的阻力，以练习特殊的肌肉群，否则该肌肉群在使用现有技术领域的练习器械进行练习运动的过程中将不被激发。参照图22，示出训练者43执行跨步练习。训练矢量通过弹性元件16、18施加在训练者43的腰部或臀部上，同时第三个训练矢量施加在训练者的左膝部。在该例子中，当训练者的左膝部弯曲以允许右脚与练习区域2接触时，由弹性元件30提供的训练矢量将激发训练者左腿内侧的肌肉，该肌肉在向下走时通常不会被激发。
参照图23，示出本发明的一个实施例，其中训练者执行挥动运动。图23图示了本发明在多个平面上向训练者施加平衡力矩的能力。施加这种平衡力矩有助于增强与挥动高尔夫球棍、棒球球棒或者网球拍相关的肌肉。例如，弹性元件25、29通过套具H1连接到训练者43的右和左臀部上。弹性元件30通过套具H2连接到训练者43的左肩部上，而弹性元件26通过套具H3连接到训练者43的右肩部上。当训练者43转动到向后挥动的姿势，所有的弹性元件25、26、29、30提供阻力训练矢量到向后挥动或卷绕姿势，同时辅助训练者43的挥动运动由向后挥动姿势到达中间挥动和完成击球后的姿势。因此，由弹性元件25、26、29、30提供的训练矢量的实施以这种方式增强了与向后 挥动有关的所有肌肉。
如果训练者43转动到他或她的左侧180度，然后卷绕成向后挥动的姿势，弹性元件25、26、29、30辅助向后挥动或卷绕姿势，同时阻碍训练者43的挥动运动从向后挥动姿势到达中间挥动和完成击球后的姿势。因此，由弹性元件25、26、29、30提供的训练矢量的实施以这种方式增强了与向下挥动相关的所有肌肉。因此，训练者43可以重新布置弹性元件25、26、29、30，这样弹性元件26连接到左肩部，弹性元件30连接到右肩部，而弹性元件25、29分别连接到训练者43的左和右臀部。因此，由弹性元件25、26、29、30提供的训练矢量将辅助训练者进入向后挥动或卷绕姿势，并提供到达中间挥动和完成击球后姿势的阻力训练矢量。在这种方式中，如果训练者43转动到他或她的左侧180度，然后转动到向后挥动姿势，弹性元件25、26、29、30将阻碍向后挥动或卷绕姿势，同时辅助训练者43的挥动运动从向后挥动姿势到达中间挥动和完成击球后姿势。
每个训练矢量的量值可以随相应弹性元件的有效长度而改变。例如，弹性元件25和29可以具有足够的长度，这样向训练者臀部提供的训练矢量的量值大于通过弹性元件26和30向训练者肩部提供的训练矢量的量值。在本公开内容的另一个实施例中，可以使用具有不同直径的弹性元件来提供更宽范围的阻力。还可以想象在未审定的SN10/892568号美国专利申请中披露的训练模块，该专利申请的内容结合到本发明中作为参考，可以使用、叠加或结合该训练模块，以增加有用的阻力范围。
参照图24，示出了本公开内容的另一实施例，其中训练者执行挥动运动。图24进一步图示本发明在多个平面上向训练者施加平衡力矩的能力。在示出的本实施例中，在训练者执行挥动运动时使用弹性元件24、25、28、29练习训练者的特定肌肉群。弹性元件28通过套具H3连接到左臂上，而弹性元件25通过套具H2连接到右臂上。弹性元件29通过套具H1(未示出)连接到左臀部上，弹性元件24通过套具H1(未示出)连接到右臀部上。可动滑轮组件55、65降低了弹性 元件24、29的高度，从而改变了由弹性元件24、29提供的训练矢量的起始点和平面。在这种配置中，弹性元件在臀部和肩部上施加顺时针力矩，因而辅助训练者43在顺时针方向上卷绕。当训练者执行挥动运动并在逆时针方向上展开时，弹性元件24、25、28、29提供阻力训练矢量。因此，训练者43将在完全逆时针运动中逆着由弹性元件24、25、28、29施加的力矩工作。如果训练者43反转他或她的姿势并朝向导轨41，施加到他或她身体上的力矩将反转。因此，弹性元件24、25、28、29向训练者43的顺时针转动或向后挥动运动提供阻力训练矢量，并辅助训练者43的逆时针转动或向下挥动和完成击球后的运动。
参照图25，图示了本发明的又一实施例，该实施例向一名训练者提供十六个训练矢量，这些训练矢量具有方向和高度可变的起始点。例如，图25图示训练者43使用多个训练矢量，由四个弹性元件23、24、27、28施加到上部躯干区域，由六个弹性元件16、18、25、26、29、30施加到腰部，由六个弹性元件15、17、19-22施加到训练者43的下肢。每个训练矢量的量值可以相对于其它训练矢量的量值独立调整。应当注意弹性元件15-30中的任何一个可以由训练者43单独使用或结合成任何多倍使用，从而在整个运动范围内练习训练者43的特定肌肉群。
图26和27图示了本公开内容的另一个实施例，该实施例向一名训练者提供具有方向和高度可变的起始点的训练矢量，并另外提供头顶上的支撑结构，以便向不能完全支撑其自身体重的患者或训练者提供支撑。参照图26，头顶支撑结构300在两个塔架组件3、4之间延伸并固定安装在两个塔架组件3、4的顶上。头顶支撑结构300适于被训练者或治疗师容易地去掉。小车组件305通过多个滑动导向装置319、320和319B、320B(未示出)可滑动地安装在头顶支撑装置300上。滑动导向装置319、320和319B、320B在固定到头顶支撑结构300上的导轨301、301B、302上滑动。在导轨301、301B、302上开槽，这样小车组件305可以沿导轨301、301B、302的长度在箭头A和B 所示的方向上定位。小车组件305还适于通过适当的锁定装置例如弹簧加载锁定机构在导轨301、301B、302上的适当位置锁定。一种合适的锁定装置是锁定元件316，其可操作地连接到锁定销钉317上。当拉动锁定元件316时，允许小车组件305沿导轨301、301B、302自由滑动。当锁定元件316松开后，锁定销钉317与至少一个导轨接合，并将小车组件305锁定在恰当的位置上。小车组件305进一步包括多个跟踪机构325，这些跟踪机构325确定收回绳索312的路线从滑动组件(未示出)到上面连接有连接器309的提升元件310，该连接器309用于连接到由训练者或患者穿戴的套具(未示出)上。提升绳索315通过跟踪机构313、314固定在滑动组件(未示出)的一端上。小车组件305进一步包括在远端具有合适的连接器307的安全元件306，该连接器307用于连接训练者或患者。
跟踪机构优选地包括固定滑轮组件314、325和滑动滑轮组件313的组合体，当操作提升绳索315时，该组合体用于提升连接到提升元件310上的训练者或患者进行治疗练习。调整带扣308、311分别设置在安全元件306和提升元件310上，以允许进行长度调整。至少两个转动支撑结构400、403可以安装在塔架组件3、4上，以便向不同体重的患者提供平衡和支撑。转动支撑结构400、403适于在几个不同的角度上锁定。患者或训练者可以在提升和安全元件连接到其身体上时使用支撑结构400、403来帮助平衡自身，或者患者或训练者可以在运动或治疗练习中使用支撑结构。支撑结构400、403可转动地安装在固定到塔架组件3、4上的支撑底座401、404上。支撑底座401、404进一步包括锁定装置402、405，从而将结构400、403锁定到范围从水平位置P2到垂直放置位置P1的多个位置上。可以使用任何合适的锁定装置402、405例如弹簧加载锁定机构或销钉来锁定支撑结构400、403。
图28是图26中实施例的前视图，图示了小车组件305的滑动范围。应当注意安全和提升元件306、310的范围可以对应于练习区域2的侧边缘。然而，小车组件305的方向可以在垂直轴线上改变90度， 从而允许其在导轨301、301B、302上的更大的行程范围。
图29是图26的实施例的前视图，图示了站立在练习区域2上的训练者43。参照图29，示出训练者43穿戴具有连接装置421的提升支撑套具320，该连接装置421适于连接到安全和提升元件的连接器307、309。连接装置可以包括在本领域中通常使用的任何合适的金属环或刚性结构。
图30-33是图示性视图，图示了关于本公开内容的头顶支撑结构300的连接、提升和训练者43的动作。应当注意在任何安全或提升元件306、310连接到训练者43之前，治疗师应当将小车组件305锁定在恰当的位置上。参照图30，通过调整带扣308使安全元件306变长，这样连接器307可以连接到套具连接装置421。然后安全元件306通过带扣308缩短，直到安全元件306被拉紧，因而支撑训练者43。参照图31，然后提升元件310通过调整带扣311变长，以允许连接器309连接到套具连接装置421。在确定连接后，提升元件310通过带扣311被拉紧，治疗师可以拉动提升绳索315，因而将收回绳索312收回并升起提升元件310。
参照图32，一旦提升元件310被连接到训练者43并被拉紧，提升绳索315可以进一步被向下拉动，因而拖动滑动滑轮组件313到右侧并将收回绳索312收回，从而升起提升元件310以及连接在提升元件310上的训练者43。一旦训练者被提升到希望的水平高度，治疗师(未示出)可以使用锁定机构321将提升绳索315固定。如图32所示，由于安全元件306没有收回到小车组件305，因而该安全元件306是松弛的。然而，治疗师可以选择通过带扣308而拉紧安全元件306。参照图33，训练者43可以沿导轨301、301B、302在箭头K所示的方向上纵向移动。
图34-42图示了本公开内容的小车组件。参照图34，小车组件305通过多个滑动导向装置319、320和319B、320B(未示出)可滑动地安装在头顶支撑结构300上。滑动导向装置319、319B、320、320B在固定在头顶支撑结构300上的导轨301、301B、302上滑动。在导 轨301、301B、302上开槽，这样小车组件305可以沿导轨301、301B、302的长度定位。小车组件305还适于在导轨301、301B、302上通过任何合适的锁定装置例如弹簧加载锁定机构锁定在恰当的位置上。一种合适的锁定装置是可操作地连接在锁定销钉317上的锁定元件316。当拉动锁定元件316时，允许小车组件305沿导轨301、302自由滑动。当松开锁定元件316时，锁定销钉317与至少一个导轨接合并将小车组件305锁定到恰当的位置上。小车组件305包括固定滑轮组件325，该固定滑轮组件325确定收回绳索312的路线从滑动组件323到提升元件310，该提升元件310具有与其连接用于连接到训练者或患者穿戴的套具(未示出)上的连接件309。提升绳索315的一端通过滑轮组件313、314固定在滑动组件323上。一旦训练者43被提升到希望的高度，可以使用自动锁定装置321固定提升绳索315的运动。锁定装置321可以是牢固地压紧或夹紧安排在其上的元件的任何合适类型的凸轮组件或锁定装置。
参照图35和36，出于图示的目的，小车组件305的外部支撑罩被去掉。安全元件306通过轴327固定在小车组件305上。可收回的绳索312被安排为通过固定滑轮组件325从提升元件310到滑动组件323。提升绳索315被安排为通过固定滑轮组件314和滑动滑轮组件313从远端到滑动组件323。滑动滑轮组件313可转动地安装在滑动组件323的底架上。滑动组件323可滑动地安装在导轨324上。在导轨324上开槽，这样滑动组件323可以沿导轨324的长度直线定位，并可以通过合适的锁定机构固定在恰当的位置上。如图36所示，治疗师(未示出)可以通过首先将提升绳索315从锁定机构321上脱开，然后在箭头A所示的向下的方向上拉动提升元件315，从而提升连接在提升元件310上的训练者。提升绳索315被从小车组件305中拉出时，滑动组件323将在箭头B所示的方向上移动，因而接近固定滑轮组件314。由于收回绳索312的一端固定在滑动组件323上，收回绳索将在箭头C所示的方向上收回提升元件310。
图37图示了从标志为视图B的视角看到的图34的小车组件305 的侧视图，图38图示了从标志为视图A的视角看到的图34的小车组件305的侧视图。参照图37和38，图示了固定在头顶支撑结构300上的导轨301、301B、302和将小车组件305滑动地安装到头顶支撑结构300上的滑动导向装置319、319B、320、320B。
图39是小车组件305的侧视图，其具有透明的盖板以用于图示目的。参照图39，其图示了滑轮组件314、325的轴支撑326-328和安全元件306。收回绳索312(未示出)可以通过杆330或其它合适的连接装置固定在滑动组件323的一端上。
图40-42是本发明小车组件305的底架的仰视图。参照图40-42，滑动滑轮组件包括通过轴331可转动地安装在滑动组件323上的滑轮313A、313B。滑动组件323进一步包括用于提升绳索315一端的连接装置332。固定滑轮组件314可以包括通过轴328可转动地安装在小车组件305上的滑轮314A、314B、314C。还图示了用于锁定提升绳索315的锁定机构321的另一个视图。
参照图41和42，为了图示的目的，加入了提升绳索315、收回绳索312和安全元件306。图41图示了滑动组件323在第一位置，其中提升绳索315被收回。图42图示了滑动组件323位于第二位置，其中提升绳索315被拉出。图41和42中图示的滑动组件323的位置只是说明性的，不试图限制本发明的范围。例如，完全收回的提升绳索315将导致将滑动组件323位于更加靠近固定滑轮组件325处。相反，完全拉出的提升绳索315将导致滑动组件323位于更加靠近固定滑轮组件314处。由于收回绳索312通过连接装置333固定在滑动组件323上，操作提升绳索315，从而导致滑动组件323的移动，该操作将提升连接在提升元件310(未示出)远端的训练者(未示出)。应当注意小车组件305中的跟踪机构可以包括几种已知的滑轮结构，这些滑轮结构能够提供增加的机械优点，从而帮助治疗师提升重负载。图40-42图示一种滑轮结构，其能够提供5∶1的机械优点。然而，存在许多明显的结构，可以提供较高或较低的机械优点。
如在图1-42中示出的体育训练器械的各种结构和实施例，通过从 不同角度和多个高度向训练者的多个肌肉群提供训练矢量，同时提供变化的或恒定的量值，体育训练器械可以被用于训练运动员和物理治疗患者。
尽管描述了本发明的优选实施例，应当理解所描述的实施例只是说明性的，当与等效替代的整个范围一致时本发明的范围只由所附权利要求限定，本领域一般技术人员将会领会各种改变和修正。