MÁQUINA DE GIMNASIA.

Una máquina de gimnasia (1)(101) que tiene un armazón (10)(110) que soporta una unidad de carga (20)(120) y una estación de ejercicio (30)(130) capaz de intercambiar energía mecánica con dicha unidad de carga (20)(120) y que tiene al menos un par (31) de componentes mecánicos articulados entre sí,

entre ellos un brazo (35)(135) portado de forma rotativa por dicho armazón (10)(110) alrededor de un eje fijo (36)(136) y un utensilio (40)(140) acoplado de forma rotativa a dicho brazo (35)(135); estando conformado dicho utensilio (40)(140) de tal modo que se pueda interconectar con una porción particular de una extremidad de un usuario y que sea movible por una trayectoria abierta P; incluyendo dicha estación de ejercicio (30)(130) medios de restricción (50)(150) soportados por dicho armazón (10)(110) y asociados con cada uno de dichos pares (31) para controlar la rotación de dicho utensilio (40)(140) con respecto al dicho brazo relativo (35)(135); caracterizada por el hecho de que dichos medios de restricción (50)(150) incluyen al menos un componente alargado (51) (155, 156) acoplado a dicho armazón (10)(110) y a dicho utensilio (40)(140) por juntas respectivas (52)(152), de tal modo que, en uso, dicho utensilio (40)(140) es movible a lo largo de dicha trayectoria (P) según un movimiento compuesto cuando dicho brazo (35)(135) es accionado hacia fuera; siendo dicho movimiento compuesto una combinación de un movimiento de inclinación hacia dentro de dicho utensilio (40)(140), para reducir el varo de la rodilla y favorecer la estabilidad del tobillo, y de una rotación hacia delante del pedal (40)(140), con la bajada de una porción frontal respectiva (44) y, simultáneamente, la subida de una porción trasera respectiva (45)(145), para estabilizar el centro de gravedad de un usuario

La presente invención se refiere una máquina que se puede usar de forma eficaz para realizar ejercicios físicos. En general, esta invención puede tener aplicación tanto en máquinas de gimnasia destinadas principalmente al desarrollo muscular, como en máquinas adecuadas para la realización de entrenamiento de tipo de ciclismo, y por lo tanto destinadas principalmente al desarrollo de resistencia al ejercicio prolongado. En más detalle la presente invención se refiere a una máquina de gimnasia que tiene al menos un utensilio que se puede usar para el ejercicio repetido de movimientos alternativos por una trayectoria abierta.

Antecedentes de la invención

En el campo de las máquinas de gimnasia hay máquinas bien conocidas para la realización de ejercicios que involucran/reclutan una única área de músculo; máquinas para la realización de ejercicios que reclutan varias áreas de músculo simultáneamente o en sucesión, y por esta razón se designan "funcionales"; y máquinas que permiten el desarrollo de resistencia al ejercicio muscular prolongado, por medio de lo cual es posible realizar ejercicios aeróbicos/cardiovasculares repetitivos. Normalmente, las máquinas del primer tipo están equipadas con unidades de carga con contrapesos, en las que el ejercicio hace posible una sucesión de esfuerzos excéntricos y concéntricos, mientras que las máquinas del segundo tipo están equipadas con unidades de carga que pueden intercambiar energía con el usuario de forma continua mientras lleva a cabo un movimiento cíclico sin romper la continuidad. Entre éstas últimas, las más extendidas son las bicicletas estáticas, las cintas para caminar o correr, llamadas "steppers" para simular un recorrido con escalones, y máquinas elípticas para caminar y/o correr sobre pedales móviles en trayectorias elípticas cerradas.

Las bicicletas estáticas, los steppers y las máquinas elípticas tienen unidades de carga diseñadas para funcionar absorbiendo la fuerza ejercida por un usuario, mientras que las cintas pueden ser del tipo accionado por un usuario,

o bien motorizadas con un accionador que determina el reparto de fuerza por el usuario. Los steppers, también, son del tipo 'flotante', en el sentido de que la fuerza transmitida a la unidad de carga durante el funcionamiento de los pedales determina la altura media del centro de gravedad del usuario con respecto a la base de la máquina, y por lo tanto influye en la amplitud del movimiento.

Entre las máquinas de entrenamiento cíclico, también son bien conocidos los simuladores de patinaje. Entre éstos, los simuladores producidos en la implementación de la patente estadounidense 5.718.658 están particularmente extendidos. Según las especificaciones en esta patente, un simulador de patinaje puede tener un par de brazos sustancialmente idénticos uno al lado del otro, que pivoten en ejes verticales; cada brazo porta un pedal que pivota en él cerca de una extremidad relativamente libre; cada pedal tiene una banda transversal diseñada para impedir un resbalamiento transversal del propio pedal, y por lo tanto para retener el pie relativo. Cada palanca actúa sobre un volante por medio de una transmisión mecánica equipada con una correa, que se enrolla a lo largo de su recorrido alrededor de una rueda libre, para cooperar con el volante, y se conecta en sus extremidades respectivas a una palanca y al armazón, y en este extremo la conexión se hace mediante la interposición de un resorte. Cada palanca se frena por tanto alternativamente por una correa, y el retorno de las palancas a una posición de descanso central se lleva a cabo por el resorte respectivo.

Este concepto de máquina presenta varias desventajas: en primer lugar la sensación de incomodidad que se apodera del usuario que se encuentra levantado del suelo en dos pedales soportados por palancas de activación muy largas; en segundo lugar, los pies del usuario se mantienen orientados hacia delante durante el desplazamiento del brazo desde la posición de descanso, sustancialmente central, hasta una posición distal. Por esta razón, los tobillos del usuario se someten a movimientos antinaturales, y los pies se encuentran actuando de un modo diferente a aquel en el que realmente operan en el movimiento de patinaje. En el caso de movimientos particularmente grandes esto puede hacer que un usuario pierda el equilibrio por encima de las palancas, con resultados que son difíciles de predecir.

Para remediar algunas de las desventajas anteriores, es posible consultar las especificaciones presentadas en la solicitud de patente estadounidense nº 2002/0042329, en las que cada pedal está soportado bilateralmente por una guía prismática encorvada. Este par de guía-pedal, además de determinar la forma de la trayectoria del dicho pedal, está conformado de tal modo que varíe la inclinación de su cara superior usada por el pie de un usuario. Este par de guía-pedal, por tanto, se dispone de modo que aumente el agarre entre pie y pedal durante la realización del movimiento de empuje, y ofrezca de ese modo al usuario una mayor seguridad en la realización del movimiento de cada pie hacia fuera. La unidad de carga de la máquina que incorpora las especificaciones de la aplicación en cuestión también tiene un volante que se puede activar por medio de una rueda libre coaxial con él. Además, se proporciona un dispositivo de retorno elástico para volver a llevar los pedales a la posición central relativa. En particular este mecanismo de retorno está provisto, para cada pedal, de un componente flexible que incluye una correa y un resorte dispuestos en serie y que avanzan alrededor de poleas.

Sin embargo, un concepto inventivo de este tipo parece ser mejorable en varios aspectos, dado que la presencia de un par de guía/corredera, si está equipado con rodillos rotativos, supone costes de producción elevados debido a la necesidad de producir pares de guía/corredera precisos, y problemas de desgaste significativos, que se reflejan negativamente en los costes de operación debido a la necesidad de llevar a cabo ajustes frecuentes al par. Asimismo, la rigidez extrema de la estructura provoca una baja flexibilidad de ajuste de la amplitud y el ángulo del pedal mientras lleva a cabo el movimiento, dado que estas dimensiones están directamente relacionadas con la longitud de los miembros del usuario.

Se debería observar que, en virtud de lo que se describe anteriormente, ambos conceptos inventivos dejan constancia del caso en el que cada pedal individual es libremente operable y esto permite que la unidad de carga relativa sea operada por un único pedal cada vez o ambos pedales simultáneamente. Esto es una ventaja particular para usuarios más expertos en el movimiento de patinaje, o aquellos mejor dotados desde un punto de vista muscular y del equilibrio.

En virtud de lo que se describe anteriormente, los conceptos de la máquina que incorporan las especificaciones de la patente estadounidense 5718658 y de la solicitud de patente 0042329 parecen mejorables tanto por el hecho de que el tipo de movimiento que se puede realizar no representa una simulación del movimiento de patinaje, como porque las máquinas que incorporan estas especificaciones no son suficientemente adaptables a las dimensiones antropométricas de usuarios de diferentes alturas, y por el hecho de que estas máquinas son muy pesadas, escasamente eficaces y muy costosas, mientras que los usuarios demandan la producción a un coste razonable de máquinas de gimnasia compactas que se puedan usar para fortalecer los músculos habitualmente involucrados en el movimiento de patinaje.

Sumario de la presente invención

En general, la presente invención se refiere a una máquina que se puede usar de forma eficaz para realizar ejercicios de entrenamiento. En particular, esta invención puede tener aplicación tanto en máquinas de gimnasia destinadas principalmente al desarrollo muscular, como en máquinas configuradas para la realización de entrenamiento del tipo de ciclismo, y por tanto destinadas principalmente al desarrollo de resistencia al ejercicio prolongado. En más detalle la presente invención se refiere a una máquina de gimnasia que tiene al menos un utensilio que se puede usar para la realización repetida de movimientos alternativos por una trayectoria abierta.

El objeto de la presente invención es construir una máquina de gimnasia en la que sea eficazmente posible llevar a cabo un entrenamiento que estimule el movimiento de patinaje.

Un objeto adicional de la presente invención es permitir que un usuario tenga a su disposición... [Seguir leyendo]

1. Una máquina de gimnasia (1)(101) que tiene un armazón (10)(110) que soporta una unidad de carga (20)(120) y una estación de ejercicio (30)(130) capaz de intercambiar energía mecánica con dicha unidad de carga (20)(120) y que tiene al menos un par (31) de componentes mecánicos articulados entre sí, entre ellos un brazo (35)(135) portado de forma rotativa por dicho armazón (10)(110) alrededor de un eje fijo (36)(136) y un utensilio (40)(140) acoplado de forma rotativa a dicho brazo (35)(135); estando conformado dicho utensilio (40)(140) de tal modo que se pueda interconectar con una porción particular de una extremidad de un usuario y que sea movible por una trayectoria abierta P; incluyendo dicha estación de ejercicio (30)(130) medios de restricción (50)(150) soportados por dicho armazón (10)(110) y asociados con cada uno de dichos pares (31) para controlar la rotación de dicho utensilio (40)(140) con respecto al dicho brazo relativo (35)(135); caracterizada por el hecho de que dichos medios de restricción (50)(150) incluyen al menos un componente alargado (51) (155, 156) acoplado a dicho armazón (10)(110) y a dicho utensilio (40)(140) por juntas respectivas (52)(152), de tal modo que, en uso, dicho utensilio (40)(140) es movible a lo largo de dicha trayectoria (P) según un movimiento compuesto cuando dicho brazo (35)(135) es accionado hacia fuera; siendo dicho movimiento compuesto una combinación de un movimiento de inclinación hacia dentro de dicho utensilio (40)(140), para reducir el varo de la rodilla y favorecer la estabilidad del tobillo, y de una rotación hacia delante del pedal (40)(140), con la bajada de una porción frontal respectiva (44) y, simultáneamente, la subida de una porción trasera respectiva (45)(145), para estabilizar el centro de gravedad de un usuario.

2. Una máquina según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que incluye al menos dos pares (31) y por el hecho de que dichas trayectorias (P) de dichos utensilios (40) son sustancialmente simétricas y concurrentes la una con la otra; siendo dichas juntas (52) oblicuas la una a la otra; siendo dicho movimiento compuesto de dicho utensilio (40) similar a un movimiento de eversión de un pie humano.

3. Una máquina según la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que dichos medios de restricción (50)(150) incluyen, para cada dicho brazo (35)(150), al menos un primer cuadrilátero articulado (43)(153)(154) que incluye cada dicho componente alargado (51)(155)(156) para controlar la posición angular de dicho utensilio respectivo (40)(140) con respecto al propio brazo (35)(135); estando soportado dicho primer cuadrilátero (43)(153) por dicho armazón (10)(110).

4. Una máquina según la reivindicación 3, caracterizada por el hecho de que cada dicho primer cuadrilátero articulado (43)(153)(154) incluye, para cada dicho brazo (35)(135), al menos un componente alargado (51)(155)(156) acoplado a dicho armazón (10)(110) y/o a dicho utensilio (40)(140); estando cada dicho componente alargado (51)(155)(156) delimitado longitudinalmente por articulaciones respectivas (52)(152); y de que cada dicho movimiento compuesto es capaz de simular una eversión de un pie humano.

5. Una máquina según la reivindicación 4, caracterizada por el hecho de que dicha trayectoria (P) está inclinada hacia abajo.

6. Una máquina según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que cada dicho utensilio (40)(140) incluye un pedal (40)(140) delimitado en su lado superior por una cara superior (41)(141) perfilada de tal modo que reciba la planta del pie de un usuario; siendo capaz dicho pedal (40)(140), en uso, de funcionar como una palanca para el dicho primer cuadrilátero correspondiente (43)(153) según una modalidad de funcionamiento en la que la planta del pie de un usuario y dicha cara superior (41)(141) están constantemente en contacto recíproco en condiciones de descanso, para sacar provecho al máximo de un movimiento de empuje hacia fuera ejercido por el dicho usuario sobre cada dicho brazo (35)(135).

7. Una máquina según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada por el hecho de que para cada dicho brazo (135) los dichos medios de restricción (150) comprenden un segundo cuadrilátero articulado (154); compartiendo dichos primer y segundo cuadriláteros (153)(154) una de sus palancas respectivas (157) para controlar la posición angular del dicho pedal relativo (140) con respecto al dicho brazo correspondiente (135) por medio de unos primer y segundo componentes alargados (155)(156) sometidos sólo a una tensión normal.

8. Una máquina según la reivindicación 7, caracterizada por el hecho de que dicho segundo cuadrilátero (154) es soportado por el dicho brazo respectivo (135).

9. Una máquina según la reivindicación 8, caracterizada por el hecho de que una barra de conexión (157) de dicho primer cuadrilátero (153) es capaz de actuar como un componente móvil para dicho segundo cuadrilátero (154).

10. Una máquina según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que cada dicho brazo (35)(135) es portado de forma rotativa por dicho armazón (10)(110) de tal modo que sea capaz de cruzar un plano medio longitudinal (L) a partir de una posición de descanso (R) en la que el dicho pedal respectivo (40)(140) se dispone en el lado opuesto al árbol respectivo (36)(136) con respecto a dicho plano (L), de tal modo que haga dicha estación (30)(130) más compacta.

11. Una máquina según cualquiera de las reivindicaciones 4-10, caracterizada por el hecho de que cada dicho componente alargado (51)(155)(156) tiene una extensión longitudinal ajustable, de tal modo que permita ajustes al movimiento del dicho pedal respectivo (40)(140) con respecto al brazo relativo (35)(135).

12. Una máquina según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que se proporcionan medios de reacción (80)(180) para ejercer una acción de retorno en cada uno de los dichos brazos (35)(135) hacia una posición de descanso respectiva (R), en proximidad al dicho plano longitudinal (L).

13. Una máquina según la reivindicación 12, caracterizada por el hecho de que los medios de reacción (80)(180) incluyen, para cada dicho brazo al menos un primer componente de retorno (81)(86) o segundo componente de retorno (186) o tercer componente de retorno (87) dispuesto entre dicho armazón (10)(110) y el propio brazo (35)(135) que tienden a llevar cada uno de los dichos brazos (35)(135) a la posición de descanso respectiva (R).

14. Una máquina según la reivindicación 12 ó 13, caracterizada por el hecho de que dichos medios de reacción

(180) incluyen un componente alargado (195) dispuesto entre dichos brazos (135) y conformado de tal modo que se dé lugar a una acción de restricción entre ellos como una función de su distancia angular recíproca, y como para imponer a dichos pedales (140) un desplazamiento con una distancia mínima entre ellos cuando los dichos brazos respectivos (135) están en sus posiciones de descanso respectivas (R) o, en uso, están en proximidad a dicho plano longitudinal (L), y de tal manera que la amplitud del ángulo entre dichos brazos (135) está limitada por un valor fijo, de tal modo que se garantice que un usuario se mantenga en condiciones de equilibrio.

15. Una máquina según la reivindicación 14, caracterizada por el hecho de que el dicho componente alargado (195) se conecta a cada dicho brazo (135) por medio de las secciones extremas relativas articuladas (152) e incluye un par de primeros resortes (196, 197) dispuestos en serie y de constante elástica diferente y fija.

16. Una máquina según cualquiera de las reivindicaciones 12-15, caracterizada por el hecho de que cada dicho segundo componente de retorno (186) incluye un resorte de torsión (186).

17. Una máquina según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho de que dichos medios de reacción (80) incluyen, asimismo, al menos un componente de retención flexible (82) dispuesto entre dichos brazos (35), mantenido constantemente en tensión de manera elástica con respecto a dicho armazón (10) por medio de cada uno de los dichos primeros componentes de retorno (81)(86) con el fin de modular dicha acción de retorno ejercida sobre cada uno de dichos brazos (35), hacia la posición de descanso correspondiente (R), sobre la base de los empujes hacia fuera ejercidos sobre cada pedal (40).

18. Una máquina según la reivindicación 17, caracterizada por el hecho de que dicho componente de retención flexible (82) se enrolla sobre una polea (83) portada por un brazo tensor (85), y de que éste último se conecta a dicho armazón (10) por medio de cada uno de los dichos primeros componentes de retorno (81)(86).

19. Una máquina según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho de que dichos medios de reacción (80) incluyen al menos un dicho tercer componente de retorno (87) para cada uno de los dichos brazos (35).

20. Una máquina según la reivindicación 19, caracterizada por el hecho de que dichos medios de reacción (80) incluyen, asimismo, un cuarto componente de retorno (88) dispuesto entre los dos dichos brazos (35) para conectarlos elásticamente el uno al otro de manera directa.

21. Una máquina según cualquiera de las reivindicaciones 5-20, caracterizada por el hecho de que las trayectorias

(P) de dichos utensilios (40)(140) son sustancialmente simétricas e incluyen al menos un tramo en común; estando conformados dichos brazos (35)(135) de forma distinta el uno del otro, de tal modo que se impidan, en uso, colisiones entre dichos utensilios (40)(140).

22. Una máquina según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que dicha unidad de carga (20)(120) y dicha estación de ejercicio (30)(130) se conectan la una a la otra mecánicamente por medio de una transmisión mecánica (21)(121) por correa, capaz de transformar un movimiento rotatorio alternativo de cada dicho brazo (35)(135) en una rotación de al menos un componente rotativo (25)(22)(125)(122); incluyendo dicha transmisión mecánica (21)(121) al menos una correa (33)(133) para cada uno de los dichos brazos (35)(135); enrollándose cada una de las dichas correas (33)(133) sobre al menos una polea (22)(122) soportada por dicho armazón (10)(110) de una manera libremente rotativa entre el dicho brazo correspondiente (35) y dicha unidad de carga (20)(120).

23. Una máquina según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que dicha

unidad de carga (20) incluye medios (60) de controlar la fuerza repartida en cada uno de dichos utensilios (40). 10

24. Una máquina según la reivindicación 23, caracterizada por el hecho de que dicho componente rotativo (25)(125) está conformado de tal modo que sea adecuado para almacenar energía rotacional, y se conecta mecánicamente a un componente (24)(124) capaz de disipar valores de fuerza ajustables.

25. Una máquina según la reivindicación 24, caracterizada por el hecho de que dicho componente rotativo (25)(125) incluye un volante (25)(125).

26. Una máquina según la reivindicación 25, caracterizada por el hecho de que dichos medios (60) de controlar la

fuerza repartida en cada uno de los dichos utensilios (40) incluyen un freno electromagnético (24). 20

27. Una máquina según la reivindicación 26, caracterizada por el hecho de que dicha unidad de carga (20) tiene al menos un grupo de carga (70) con contrapesos.