符合人体工程学的手持式负重单元及使用方法

技术领域

本公开涉及手持式锻炼负重（weight），并且更具体而言，涉及手部负重，该手部负重：具有特定的人体工程学形状，该形状允许负重在使用者的手掌中居中；并且具有用于在有氧锻炼期间将该负重固定在手掌中的特征，以实现特定的期望负重和训练强度。

背景技术

有氧锻炼一直是减肥、增强身体状况和保持健康生活方式的有效方法。然而，随着时间的推移，身体会通过增加力量和身体耐力两者来调整以适应有氧锻炼，从而使得相同的活动越来越容易进行。因此，为了在有氧锻炼期间保持高水平的体力消耗，必须随时间添加或增加负重或阻力，以跟上身体的增强的身体状况。

向任何有氧活动添加所持负重是实现负重或阻力的这种添加的好方法。存在各种各样的室内和室外锻炼，当甚至最小量的所持负重被添加到该活动时，也使这些锻炼更具挑战性。利用在体育活动期间添加哑铃或在手中握持负重的各种方法，增加心率、肌肉活动和每小时燃烧的总卡路里是可能的。

常规的哑铃固有地形成为单个固体单元，其形成有中央握杆，该中央握杆具有在两端处附接的负重块，负重越大，外部负重块或负重段就变得越大。因此，这些传统的哑铃形状在体育活动、尤其是有氧活动期间是不利的，这是因为它们经常会改变锻炼的形式，以限制这些负重撞在一起或与身体接触的风险。另外，传统的哑铃形状在某些手臂移动或运动期间可能会与例如跑步机或踏步机之类的有氧器械接触，在锻炼期间可能会被挂在或卡在耳机线上，并且在成群组锻炼时它们由持有者来回摆动时可能会撞到步行或跑步的伙伴的哑铃或身体。

因此，需要一种手持式负重系统，其中，大部分的负重在手掌中居中，而没有上面提及的和其他缺点。除了单个负重单元在手掌中居中之外，当负重单元在体育活动期间可被牢固地握持在手掌中时，对使用者来说也更为有利。

发明内容

本文提供了用于提供小型轻负重单元的系统、装置和方法的示例性实施例，该小型轻负重单元在体育活动期间可在持有者的手掌中牢固地握持并居中，所述体育活动例如锻炼，包括有氧锻炼。该负重单元还包括用于在锻炼期间将负重固定在手掌中的特征，以实现特定的期望负重和训练强度。

总体上，本公开提供了一种锻炼负重单元，其当由使用者握持时在手掌上居中。在一些实施例中，该负重单元可呈圆形或椭圆形，并且具有从该椭圆形的一端延伸到另一端的突出部（“鳍”或“驼峰”）。在手掌上居中的圆蛋形或椭圆形的负重单元可帮助减少使用者将他或她的拳头紧紧握在（例如，哑铃的）细的居中杆握把周围的倾向，并且因此，可减少或消除在例如有氧锻炼的体育活动期间血压升高的风险。因此，当个体选择带着负重进行例如锻炼、步行或跑步的体育活动以便增加训练益处时，最有利的是，握持专门设计成符合人体工程学且牢固地在手掌中居中的负重，并且在长时间的例如有氧锻炼的体育活动期间轻柔地握持该负重。

在一些实施例中，该负重单元可包括：细长的主体，该主体具有第一端和第二端、中央部分以及穿过该第一端和第二端的中心轴线；以及突出部，其远离该主体的外表面延伸，并且沿基部从固体单元的第一端延伸到固体单元的第二端。该突出部的宽度可小于该主体的直径。在一些实施例中，该突出部沿突出部的顶部边缘形成弧形。

在一些实施例中，该锻炼负重单元还可包括手带、Velcro™包裹物、氯丁橡胶握把、橡胶柔性包裹物、橡胶凝胶填充的握把和手套中的至少一者。在一些实施例中，该手带、Velcro™包裹物、氯丁橡胶握把、橡胶柔性包裹物和橡胶凝胶填充的握把可包括一个或多个手指环。

在一些实施例中，该锻炼负重单元还可包括可移除的手指环抓握带。该可移除的手指环抓握带可利用两个螺钉来附连到该主体，这两个螺钉是进入到该主体上的两个螺钉孔中的螺钉。该可移除的手指环抓握带可包括两个细长开口，该两个螺钉可穿过这两个细长开口插入。所述开口的细长形状可允许手指环的高度是可调整的。

提供此发明内容来以简化的形式介绍对构思的选择，这些构思在下面的具体实施方式中进一步描述。此发明内容不意在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，还要注意的是，本发明不限于在具体实施方式和/或本文的其他部分中描述的特定实施例。这样的实施例在本文中提出仅用于说明性目的。基于本文所包含的教导，另外的实施例对于相关领域中的技术人员而言将是显而易见的。

附图说明

结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图仅出于对所选实施例的说明性目的，用于解释本发明的原理。这些附图没有描述所有可能的实施方式，并且不意在限制本公开的范围。

图1图示了根据一些实施例的锻炼负重单元的示例性透视图。

图2图示了根据一些实施例的锻炼负重单元的示例性侧视图。

图3图示了根据一些实施例的锻炼负重单元的另一示例性侧视图，其示出了向上转动180度的图2的负重单元。

图4图示了根据一些实施例的锻炼负重单元的示例性前视图。

图5图示了根据一些实施例的锻炼负重单元的另一示例性前视图，其示出了向下转动180度的图4的负重单元。

图6图示了根据一些实施例的由使用者的手握持的锻炼负重单元的示例性视图。

图7图示了根据一些实施例的用于负重单元的手带的示例性侧视图。

图8图示了根据一些实施例的用于负重单元的手带或包裹物（warp）的示例性前视图。

图9图示了根据一些实施例的利用手带或包裹物包围的负重单元的示例性透视图。

图10图示了根据一些实施例的锻炼负重单元的示例性视图，该锻炼负重单元利用手带或包裹物包围并且由使用者的手握持。

图11图示了根据一些实施例的具有可分离手指环的锻炼负重单元的示例性顶视图。

图12图示了根据一些实施例的具有附接的可分离手指环的锻炼负重单元的示例性侧视图。

具体实施方式

本公开涉及用于小型轻负重单元的系统、装置和方法，该小型轻负重单元在例如锻炼的体育活动期间可在持有者的手掌中牢固地握持并居中。

将会理解的是，为了图示的简单和清楚，在认为适当的情况下，附图标记可在附图之间重复，以指示对应或类似的元件或步骤。另外，阐述了许多具体细节以便提供对本文所述的实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将会理解，可在没有这些具体细节的情况下实践本文所述的实施例。在其他情况下，未详细描述公知的方法、过程和部件，以免使本文所述的实施例不清楚。此外，该描述不应被视为以任何方式限制本文所述的实施例的范围，而是仅描述本文所述的各种实施例的实施方式。

图1图示了根据本公开的一些实施例的锻炼负重单元100的示例性透视图。在一些实施例中，本公开可提供处于圆形或椭圆形的主体110中的小型轻负重单元100。该主体包括端部112和端部114、穿过这两个端部的中心轴线以及处于这两个端部之间的中央部分。该负重单元可包括细长突出部（“鳍”或“驼峰”）120，其在基部124处从负重单元主体的一侧突出，并且从该主体的一端112延伸到该主体的另一端114。细长突出部120可具有宽度W，其小于主体110在该中央部分处的直径，从而在主体110的表面与细长突出部120之间形成空间S。

细长突出部120可在突出部120的顶部122（顶部122处于远离主体110的边缘上）处具有弧形形状。设置细长突出部120的一个优点可在于减小了负重单元主体110的直径，例如，主体110不必延伸以覆盖从该主体到突出部120的顶部的空间S。替代地或附加地，设置细长突出部120的另一个优点可在于向该负重单元添加了更多的材料。

图2图示了根据本公开的一些实施例的锻炼负重单元100的示例性侧视图，其示出了处于负重单元100的底部处的细长突出部120。

图3图示了根据本公开的一些实施例的锻炼负重单元100的示例性侧视图，其示出了向上转动180度的细长突出部（“鳍”或“驼峰”）120，使得细长突出部120被示出在顶部处。图3还图示了该负重单元的示例性尺寸（以英寸为单位）。该负重单元的有利尺寸在长度（从端部112到端部114）上可范围从例如70 mm至85 mm，而主体110在该主体的最大部分处的直径为例如30 mm至50 mm，并且该有利尺寸可按尺寸和形状变化，以达到特定的负重增量，而不超过舒适或自然的抓握。突出部特征120沿该负重单元的长度从每个端部112和114延伸，并且在中间相遇，从而形成弧。该弧的有利尺寸可为：例如，在宽度（W）上大约10 mm至25mm，在基部124处在长度（L）上大约60 mm至85 mm，并且在最深点处在深度（d）（突出部120的顶部至基部124）上5 mm至25 mm。突出部120的体积可表示该负重单元（如果没有该突出部）的从例如0.25磅至0.75磅的增加，这取决于例如金属的材料和该负重单元的密度以及该突出部的形状和尺寸。该负重单元的尺寸可允许该负重单元在将该负重单元握持在他或她的手中的使用者的手掌中居中。如此，本领域技术人员将会理解，所示尺寸是示例而不是限制性的。

图4图示了根据本公开的一些实施例的锻炼负重单元100的示例性前视图。图4还图示了负重单元主体110的直径（D）的示例性尺寸（例如，1.66英寸）。该负重单元的尺寸可允许该负重单元在将该负重单元握持在他或她的手中的使用者的手掌中居中。如此，本领域技术人员将会理解，所示尺寸是示例而不是限制性的。

图5图示了根据本公开的一些实施例的锻炼负重单元100的另一示例性前视图，其示出了向下转动180度的图4的负重单元，使得细长突出部120被示出在底部处。

图6图示了根据本公开的一些实施例的由使用者的手握持的锻炼负重单元100的示例性视图。如所示，突出部特征120在围绕负重单元100的握紧的拳头的敞开区域之间从负重单元100突出。在一些示例性操作中，在该锻炼负重单元被使用者的手610握持时，当手闭合时，该负重单元的突出部可适配到使用者的手指和拇指之间的间隙中。当手围绕该负重单元完全闭合时，该突出部还可允许沿拇指的掌骨的增加的抓握支撑。这是关键的，因为它在体育活动期间稳定手中的负重单元，并且还将该单元的负重散布在多个骨骼上，以限制由于不平衡的负重分布或被迫紧握而造成的伤害。如所提及的，符合人体工程学的手掌居中的手部负重单元可利用突出部（或者鳍或驼峰）特征来增加该负重单元的体积，而不会增加使用者的手的抓握直径。在一些实施例中，利用所述间隙和突出部允许向该负重单元添加体积和负重。该突出部可为拇指提供进一步的支撑。

在一些实施例中，该负重单元可由合适的金属或合金制成，并且负重基于所设置的关键尺寸而在增量上变化。例如，基于所使用的金属，负重可能如下：

铸铁，其具有6.85-7.75 g/cm

不锈钢，其具有7.95 g/cm

黄铜，其具有8.5 g/cm

青铜，其具有8.5-8.9 g/cm

铜，其具有8.9 g/cm

铋，其具有9.79/cm

在一些实施例中，取决于期望的负重单元增量和原材料的成本，可使用任何数量的原料金属或合金组合来构造它。尺寸和形状可能会略微改变，以适应材料成分，以及锻造或加工后的收缩。该突出部特征的有利使用可在不利用例如钨或钨合金之类的更致密的金属的情况下，允许廉价的金属或合金增加体积和负重。

在一些实施例中，本公开可包括轻负重的手带、Velcro™包裹物、氯丁橡胶握把、橡胶柔性包裹物、橡胶凝胶填充的握把或手套，以在例如有氧锻炼、短跑或游泳之类的高速手臂移动期间牢固地保持该负重单元在手掌中居中。图7图示了根据本公开的一些实施例的橡胶柔性包裹物700的示例性侧视图。包裹物700可包括一个或多个手指环710和包裹物主体720。图7示出了单手指环的示例。更大的环可适合多于一个手指。包裹物主体720可以可移除地且适当地包裹在负重单元周围（参见图9）。

在一些实施例中，图7还示出了沿包裹物（或握把）的凸起结节（nodule）730的样式，以提供用于与手接触的附加区域，从而提供更大的表面粘附力，尤其是当该负重单元被用于高强度移动时，例如在体育锻炼期间，所述体育锻炼如跑步、太极拳和增强式锻炼（plyometric exercise），其中将会存在高度出汗。所述结节不限于任何数量、尺寸或形状。为了有助于在使用期间从手移除汗液，还可使用一系列孔740或凹陷或凸起的线（未示出），以允许在使用期间排空或减少手中的汗液积累。当插入该负重单元时，这些孔740还可为包裹物提供附加的拉伸或挠曲，从而提供双重目的和用途。

手指环710的尺寸可改变，以适合各种手指尺寸（可以是戒指尺寸）或者一次容纳若干个手指。另外，该握把或包裹物可被构造为通用的握把或包裹物，其在例如硅橡胶的所用材料中具有特定量的挠曲或拉伸，以允许多种手指尺寸（戒指尺寸），从而将握把舒适地适配并握持在手中。对于该特别有利的通用握把，硅橡胶硬度的范围可为硬度标度上的40-60肖氏硬度A。该硬度范围不仅可允许握把在组装期间在该负重单元上方拉伸，而且还可允许具有不同手指尺寸的使用者将该单元舒适地握持在手中，而不会在使用期间中断到该手指或多个手指的血流。该硅橡胶等也可通过改变橡胶的颜色和/或透明度来构造。当使用者想要定制彩色握把或者想要看到在负重单元主体上雕刻或涂刷的徽标或名称时，这是特别有利的。定制或铭刻该负重单元以及使所述徽标或品牌可见的能力可能是跨运动或一般健身与例如Nike™、New Balance™或Adidas™的其他健身公司提供定制或品牌合作关系的关键部分。

尽管图7示出了橡胶柔性包裹物，但其他包裹物或握把也可包括一个或多个手指环。

图8图示了根据本公开的一些实施例的橡胶柔性包裹物700的示例性前视图。

图9图示了根据本公开的一些实施例的利用橡胶柔性包裹物700包围（或包裹）的负重单元100的示例性视图。

图10图示了根据本公开的一些实施例的锻炼负重单元100的示例性视图，该锻炼负重单元100利用橡胶柔性包裹物700包围（或包裹）并且由使用者的手1010握持。未示出环绕在使用者的手的中指1020周围的手指环710。

图11图示了根据本公开的一些实施例的手持式锻炼负重单元1100。在一些实施例中，手持式锻炼负重单元1100可包括圆蛋形或椭圆形的负重单元主体1102，以及可被可移除地附连到负重单元主体1102的手指环抓握带1104。在一些实施例中，主体1102可包括两个钻孔1110和1112，使得可调整的皮革带1104可借助穿过细长开口1130和1132的螺钉1120来附连到主体1102。细长开口1130和1132允许带1104是可调整的。在一些实施例中，手指环抓握带1104可由皮革制成。

图12图示了根据本公开的一些实施例的具有手指环抓握带1104的手持式锻炼负重单元1100的示例性组装。在带1104被固定到主体1102之前，细长开口1130和1132可沿相对应的钻孔1110和1112滑动，以允许期望的高度H适配使用者的手指。该期望的高度允许适合每个使用者的手指尺寸的定制。

在一些实施例中，带1104可通过任何其他合适的机构来附连到主体1102，该机构允许带1104保持固定到主体1102，同时带1104在锻炼期间保持使用者的手指。

尽管图11和图12示出了没有弧形突出部的负重单元1100，但是负重单元1100也可包括如上面所公开的弧形突出部。

在一些实施例中，该突出部可不包括弧形边缘。

在一些实施例中，本公开的各实施例的负重单元可以弹性塑料、氯丁橡胶或橡胶材料涂覆，以确保其在有氧锻炼期间的适当抓握或握持，减少在活动期间随着汗水积累的积聚而产生的打滑效应，允许负重单元在使用后利用肥皂和水的轻松清洁，保护负重单元的芯片或标签在使用或清洁期间不受损伤，并且在掉落或被另一物体撞击的情况下保护负重不被刮伤或损伤。

在一些实施例中，本公开可包括用于负重单元的防汗覆盖件或包裹物，该防汗覆盖件或包裹物以各种颜色或印刷由弹性塑料或橡胶制成，以增加抓持点以及营销或品牌推广机会，所述颜色或印刷包括：公司徽标或口号；大学颜色和徽标；象征特殊事件的颜色，所述特殊事件例如Cure™的苏珊科曼比赛（Susan Komen Race）；以及以特殊或有意义的方式与个体相关的任何其他印刷或颜色。

在一些实施例中，该负重单元可在模块化单元内具有不同的金属或铸造层的内芯和外芯，以实现该单元的特定负重和形状，以及在例如铅之类的较软但较致密的金属周围形成屏障或保护层。

在一些实施例中，本公开可提供RFID跟踪标签/微芯片或其他跟踪装置或其系统，其可被嵌入负重单元内，并与例如智能电话、智能手表或类似装置的装置通信，以在上身移动和/或锻炼期间自动地识别分立或组合的连续重量值。

在一些实施例中，该负重单元，例如该主体，可具有负重壳体，该负重壳体具有变化的插入负重，这些插入负重可被锁定在该负重壳体中或从该负重壳体移除，以在体育活动期间相应地增加或减少负重。

在一些实施例中，本公开可包括运动跟踪传感器，例如负重单元、智能手表或戴在手腕或前臂上的其他监测装置内的陀螺仪和加速器，该传感器与来自使用者的输入（例如，身高）相结合，以通过计算X、Y、Z轴点（侧倾、俯仰和横摆）的算法以及使用者所进行的每个移动的旋转加速度数据点来跟踪使用者的个体上身运动。

在一些实施例中，从陀螺仪和加速器单元收集的数据结合连续握持的负重值，可能对于使用者而言，能够以如下方式在智能监测装置上看到，或者上传到智能电话、平板电脑、膝上型电脑或计算机，即：其易于阅读和理解。例如，这样的格式可包括：图形、图表、按类别和肌肉群的总手臂移动、每小时提升的总磅数、提升的总磅数、每个肌肉群提升的总磅数、每个单独锻炼提升的总磅数等。在一些实施例中，从陀螺仪和加速器产生的总数据，结合变化的握持负重，应提供显示在智能监测装置本身上或上传到膝上型电脑、平板电脑、电话或计算机的整体分析，该整体分析描绘了动画的男性或女性数字身体显示，该显示带有通过强度和表现的颜色来标识的锻炼的强度以及用于进行所述锻炼的肌肉群。例如，如果个人在其有氧活动期间进行了几乎所有的二头肌卷曲，则该数字身体将在二头肌肌肉中显示用于高强度的红色，在前臂肌肉群中显示用于中强度的黄色，并且在其余的上身肌肉群中显示用于低表现或强度的绿色。此外，通过在显示窗口上利用手指滑动来旋转该数字身体，该数字身体旋转来显示位于个体的背部上的肌肉群，以完成全部的上身肌肉群。该数字身体还可包括下身肌肉群，从而利用从传感器产生的数据来跟踪例如步行、慢跑、跑步、跑楼梯或远足之类的有氧锻炼期间的肌肉活动。

在一些实施例中，可计算收集的数据，以确定使用者在体育活动期间燃烧的卡路里。在一些实施例中，该装置可如下使用Harris-Benedict方法：

BMR男性：= 66 + (6.23 X 重量(磅)) + (12.7 X 高度(英寸)) – (6.8 X 年龄)

BMR女性：= 655 + (4.35 X 重量(磅)) + (4.7 X 高度(英寸)) – (4.7 X 年龄)

由Mifflin和St Jeor在1990年改进的Harris-Benedict方程：

男性BMR = (10 x 重量(kg)) + (6.25 × 高度(cm)) - (5 × 年龄(岁)) + 5；女性BMR = (10 x 重量(kg)) + (6.25 × 高度(cm)) - (5 × 年龄(岁)) – 161。

例如，C = (0.4472 x H – 0.05741 x W + 0.074 x A – 20.4022) x T /4.184。C为使用者燃烧的卡路里数，H为使用者的平均心率，W为使用者的重量，A为使用者的年龄，并且T为以分钟为单位的使用者的锻炼课程的长度。假定使用者为28岁的女性，重量146磅。在持续36分钟的锻炼课程期间，使用者的平均心律为138 bpm。使用者燃烧的C =(0.4472 x 138 – 0.05741 x 146 + 0.074 x 28 – 20.4022) x 36 / 4.184 = 301卡。

在一些实施例中，可如下使用Katch & McArdle方法：

BMR(男性 + 女性) = 370 + (21.6 * 瘦体重(kg))

瘦体重 = 重量(kg) – (重量(kg) * 体脂 %) 1 kg = 2.2磅，因此将使用者的重量除以2.2，以得到以kg为单位的使用者的重量

活动乘数（HB + KA方法两者均使用相同的活动乘数）

很少或没有锻炼，办公桌工作

1.2 x BMR

轻度锻炼，每周运动1至3次

1.375 x BMR

适度锻炼，每周运动3至5次

1.55 x BMR

重度锻炼，每周运动6至7次

1.725 x BMR。

还应注意的是，关于本文提供的任何实施例所描述的所有特征、元件、部件、功能和步骤意在可与来自任何其他实施例的特征、元件、部件、功能和步骤自由地组合，并且可用其来替代。如果特定的特征、元件、部件、功能或步骤仅关于一个实施例描述，则应当理解，该特征、元件、部件、功能或步骤可以与本文所述的每个其他实施例一起使用，除非另有明确说明。因此，本段在任何时候作为引入权利要求的前提依据和书面支持，该权利要求将来自不同实施例的特征、元件、部件、功能和步骤组合，或者用另一个实施例的特征、元件、部件、功能和步骤来替代来自一个实施例的特征、元件、部件、功能和步骤，即使下面的描述在特定情况下没有明确地说明这样的组合或替代是可能的。明确承认的是，对每种可能的组合和替代的明确记载过于累赘，特别是考虑到每一个这样的组合和替代的容许性将容易被本领域普通技术人员认识到。

就本文所公开的实施例包括存储器、存储装置和/或计算机可读介质或者与之相关联地操作的范围而言，则该存储器、存储装置和/或计算机可读介质是非暂时性的。因此，就存储器、存储装置和/或计算机可读介质被一个或多个权利要求覆盖的范围而言，则该存储器、存储装置和/或计算机可读介质仅是非暂时性的。

虽然实施例易于具有各种修改和替代形式，但是其具体示例已在附图中示出并且在本文中详细描述。然而，应当理解，这些实施例不应限于所公开的特定形式，而是相反，这些实施例将覆盖落入本公开的精神内的所有修改、等同形式和替代方案。此外，实施例的任何特征、功能、步骤或元件可在权利要求以及负面限制中引用或添加到权利要求以及负面限制，所述负面限制通过不属于权利要求的创造性范围内的特征、功能、步骤或元件来限定该范围。

要理解的是，本公开不限于本文所述的特定实施例，因此当然可能变化。还要理解的是，本文所用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不意在是限制性的。

如本文和所附权利要求中所用的，单数形式“一”、“一个”、“一种”、“该”和“所述”包括复数的所指对象，除非上下文明确地另外规定。

一般而言，诸如“耦接到”和“构造成用于耦接到”、“固定到”和“构造成用于固定到”和“与…通信”（例如，第一部件“耦接到”或“构造成用于耦接到”或“构造成用于固定到”第二部件或与第二部件“通信”）之类的术语在本文中用来指示两个或更多个部件或元件之间的结构、功能、机械、电气、信号、光学、磁性、电磁、离子或流体关系。如此，一个部件被说成与第二部件通信的事实并不意在排除在第一部件和第二部件之间可能存在附加部件和/或附加部件可能与第一部件和第二部件操作性地关联或接合的可能性。

如本文所用的，置于第一实体和第二实体之间的术语“和/或”意指（1）第一实体、（2）第二实体以及（3）第一实体和第二实体中的一者。用“和/或”列出的多个实体应以相同的方式解释，即，如此结合的实体中的“一个或多个”。除了通过“和/或”分句明确标识的实体之外，其他实体也可以可选地存在，无论与那些明确标识的实体有关还是无关。因此，作为非限制性示例，当与诸如“包括”之类的开放式语言结合使用时，对“A和/或B”的引用在一个实施例中可仅指A（可选地包括除B以外的实体）；在另一个实施例中，可仅指B（可选地包括除A以外的实体）；在又一个实施例中，可指A和B两者（可选地包括其他实体）。这些实体可指元件、动作、结构、步骤、操作、值等。