專利名稱：姿勢感知設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于強(qiáng)健脊柱、腹部和多個平面上的姿勢的裝置，并且用 于教導(dǎo)中立脊柱。
背景技術(shù)：
在例如發(fā)明人為Verhaeghe的美國專利No. 3,582,935、發(fā)明人為 Brooks的美國專利No. 3，981，032、發(fā)明人為Fraser等人的美國專利No. 4,730,625、發(fā)明人為Sawhill的美國專利No. 5,146,929、發(fā)明人為Hsien 的美國專利No. 5^279,310以及發(fā)明人為Brucker的美國專利No. 5,522,401中描述了用于監(jiān)測、控制并且校正姿勢的裝置。但是，這種校 正裝置沒有具體設(shè)計為應(yīng)用于強(qiáng)健使用者的腹部和脊柱。
2000年2月1日授權(quán)的發(fā)明人為Brandon的美國專利No. 6,019,738 公開了在鍛煉療法中用于強(qiáng)健人的腹部和脊柱的第一種成功的姿勢感 知設(shè)備，該專利通過參考的方式在此全部引入。所公開的設(shè)備包括具有 縱向軸線的墊片、用于產(chǎn)生信號的信號裝置以及檢測裝置，所述檢測裝 置用于檢測施加于墊片的重量(即壓力)并且當(dāng)重量超過預(yù)定重量時激 活信號裝置。信號裝置包括多個振動器單元， 一部分所述多個振動器單 元在縱向軸線的兩側(cè)的相對位置上附著于墊片。姿勢感知設(shè)備的進(jìn)一步 的改進(jìn)公開在2003年11月18日授權(quán)的發(fā)明人為Brandon等人的美國專利No. 6，648，838和同時待審的2003年11月12日提交的美國專利申 請No. 10/712,581中，這兩者的全部公開通過參考的方式在此全部引入。
希望不斷地改進(jìn)在強(qiáng)健人的腹部和脊柱的鍛煉療法中使用的裝置。 還希望提供一種在多位(例如坐、躺、站)鍛煉中當(dāng)保持脊柱中立位時 告知用戶的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種設(shè)備，其包括墊片、信號產(chǎn)生 系統(tǒng)和激活器，所述激活器響應(yīng)壓力并且當(dāng)施加于所述設(shè)備的壓力超過 預(yù)定壓力時激活信號產(chǎn)生系統(tǒng)。激活器包括開關(guān)，其具有上部；壓縮 元件，其上限定有開口，所述壓縮元件至少部分圍繞開關(guān)的上部；以及 頂蓋，其其適于將壓縮元件固定于至少部分圍繞開關(guān)的上部的位置。
根據(jù)更加具體的實施方式，所述姿勢感知設(shè)備進(jìn)一步包括下背部組 件。所述下背部組件在具體的實施方式中能夠可拆地附著于墊片，或者 在其它的具體實施方式
中永久性地附著于墊片。在進(jìn)一步具體的實施方 式中，下背部組件包括基部，其上限定有至少一個開口，開關(guān)設(shè)置在 開口中；以及墊層，其上限定有至少一個開口，該開口與基部中的開口 對齊?；堪ㄉ仙?，所述上升部中限定有開口，而開關(guān)設(shè)置在所述 開口中并且延伸穿過基部。頂蓋具有上部元件和多個臂，每個所述臂具 有包括鎖定元件的遠(yuǎn)端。開關(guān)和壓縮元件具有基本共線的縱向軸線。
根據(jù)這些具體的實施方式，壓縮元件設(shè)置于基部和頂蓋的上部元件 之間。頂蓋的每個臂延伸穿過限定在基部中的開口，并且，頂蓋的鎖定 元件防止頂蓋從基部意外脫離，同時允許頂蓋相對于基部基本沿開關(guān)和 壓縮元件的縱向軸線的方向運動。這使得在超過預(yù)定值的壓力施加于頂 蓋的上部元件時，頂蓋的上部元件接觸并且從而激活開關(guān)。這進(jìn)一步允 許移除壓縮元件并且使用例如具有不同剛度的壓縮元件等另一個壓縮
元件來代替它。
本發(fā)明的設(shè)備的進(jìn)一步更加具體的實施方式包括多個激活器。在這 些實施方式中，墊片具有縱向軸線并且所述多個激活器的一部分位于縱 向軸線的兩側(cè)上的相對位置。根據(jù)附加的具體實施方式
，信號產(chǎn)生系統(tǒng)包括多個振動器單元。更 具體地，所述多個振動器單元的一部分在縱向軸線的兩側(cè)上的相對位置 附著于墊片(例如，通過結(jié)合至下背部組件)。
本發(fā)明的設(shè)備的某些前述實施方式包括墊片，所述墊片附著有下背 部組件。下背部組件也能夠獨立于墊片使用。因此，根據(jù)本發(fā)明的另一 方面，提供一種姿勢感知設(shè)備，其適于接觸人類使用者的下背部的一部
分。所述設(shè)備包括基部，其上限定有至少一個開口；墊層，其上限定 有至少一個開口，該開口與基部中的開口對齊；信號產(chǎn)生系統(tǒng)；以及激 活器，其在施加于設(shè)備的壓力超過預(yù)定壓力時激活信號產(chǎn)生系統(tǒng)。激活 器包括開關(guān)，其具有上部，開關(guān)設(shè)置在限定于基部中的開口內(nèi)；壓縮 元件，其上限定有開口，壓縮元件至少部分圍繞開關(guān)的上部；以及頂蓋， 其適于將壓縮元件固定于至少部分圍繞開關(guān)的上部的位置。在具體的實 施方式中，頂蓋是可以移除的，從而允許壓縮元件的替換。
通過下面的詳細(xì)說明，對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員來說，本發(fā)明 的其它特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。然而，應(yīng)當(dāng)理解，盡管指明為 本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是這里的詳細(xì)說明和具體的示例是通過說明 的方式而不是限制的方式給出的。在不脫離本發(fā)明的精神的情況下能夠 在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出各種改變和改型，而且本發(fā)明包括所有的這些改 型。


通過參照附圖，本發(fā)明將更加容易理解，其中
圖la-lb分別是釆用可拆頭枕和腰墊的第一實施方式的俯視圖和分 解側(cè)視圖，其中振動器單元和壓力傳感器設(shè)置在模型中所示的腰部單元 中；
圖2a-2c是圖la-lb中的實施方式所采用的可拆頭枕的俯視圖、側(cè) 視圖和端視圖3是圖la-lb中的腰墊的剖面圖，其中示出了腰墊中的壓力傳感 器和振動器單元的位置；
10圖4a-4c是具有分開的壓力傳感器、振動器單元和控制開關(guān)的頭枕 的可替換實施方式的俯視圖、剖視圖和側(cè)視圖5是包括脊柱后凸用楔的可替換實施方式的側(cè)視分解圖6a-6b是示出了用作壓力傳感器的機(jī)械開關(guān)的示意圖，分別示出 了激活和停止激活狀態(tài)；
圖7是具有光生信號產(chǎn)生系統(tǒng)和外部電源供給的壓力傳感器的示意
圖8是可替換實施方式的示意圖，其中順次采用了兩個壓力傳感器， 一個位于頭枕，另一個位于腰墊；
圖9是本發(fā)明的設(shè)備的另 一個實施方式的部分分解的左側(cè)透視圖， 其包括可分離的頭部/頸部和下背部組件；
圖10a-10b是分別示出了針對矮個使用者和高個使用者時頭部/頸部 組件相對于下背部組件的置位的俯視圖11-13分別是圖9的頭部/頸部組件的右側(cè)立體圖、仰視圖和分解
圖14是圖9的下背部組件的實施方式的左側(cè)立體圖； 圖15是圖14的下背部組件的分解立體圖16是圖14的下背部組件的一部分的穿過開關(guān)/力調(diào)整系統(tǒng)的截面 圖，所述開關(guān)/力調(diào)整系統(tǒng)包括開關(guān)和力調(diào)整環(huán)；
圖17是開關(guān)/力調(diào)整系統(tǒng)的可替換實施方式的截面圖，所述開關(guān)/力 調(diào)整系統(tǒng)包括開關(guān)、頂蓋和彈簧；
圖18是圖17的頂蓋的立體圖19是示出了圖17的彈簧和頂蓋相對于下背部組件的基部的設(shè)置 的立體圖20是用于本發(fā)明的設(shè)備的實施方式的控制單元的示意圖；圖21是示出了使用電視屏向使用者提供視覺信號的示意圖；以及
圖22是示出了開關(guān)/力調(diào)整系統(tǒng)的可替換實施方式立體圖，其中， 開關(guān)固定在襯套內(nèi)。
在附圖的多個視圖中，相似的標(biāo)號指示相似的部件。
具體實施例方式
本發(fā)明提供用于強(qiáng)健脊柱和腹部的裝置和方法，并且用于教導(dǎo)使用 者姿勢感知從而保持并且強(qiáng)健中立脊柱。"中立脊柱"用來表示生物力學(xué) 校正脊柱位置，在該位置，肌肉保持平衡，而且脊柱最佳地吸收力且既 不處于極限彎曲也不處于極限伸展。例如，健康使用者典型的彎曲偏斜 /伸展偏斜分別是大約30°和大約15°;其它使用者可能具有更大或更小 的彎曲偏斜/伸展偏斜。脊柱中立位隨著使用者的姿勢變化而變化；例 如，脊柱后凸的使用者的脊柱中立位與具有正常姿勢的使用者的脊柱中 立位不同。
現(xiàn)在參照附圖，在圖l-3中，本發(fā)明的設(shè)備IO的第一實施方式包括 優(yōu)選地由防滑材料構(gòu)成的臥墊12，其帶有腰墊14和頭部支撐16。
腰墊14優(yōu)選地與臥墊12為一體，即腰墊14由臥墊12的一部分構(gòu) 成。激活器18設(shè)置在腰墊14中，所述激活器18檢測施加于腰墊14的 表面20的重量并且隨后激活信號產(chǎn)生系統(tǒng)22。激活器18能夠包括例如 一個或多個機(jī)械開關(guān)、 一個或多個壓力傳感器或本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人 員已知的用于檢測施加于表面的重量的其它裝置。
激活器18連接于一個或多個信號產(chǎn)生系統(tǒng)22。當(dāng)壓力(例如重量) 施加于所選擇的激活器18，即當(dāng)激活器響應(yīng)(即檢測到)施加于臥墊 12的表面20的重量時，激活信號產(chǎn)生系統(tǒng)22。 一旦激活，信號產(chǎn)生系 統(tǒng)22就產(chǎn)生能夠被使用本發(fā)明設(shè)備的人覺察到的信號。
在某些更特定的實施方式中，激活器18響應(yīng)處于期望范圍內(nèi)的壓 力(例如重量)。因此，當(dāng)施加的壓力小于期望范圍的最小值時，激活 器18不被激活，而當(dāng)施加的壓力大于期望范圍的最大值時，激活器18 停止激活。在這種實施方式中，激活器18響應(yīng)的壓力范圍能夠通過任
12何傳統(tǒng)的方式確定(例如通過電子元件、軟件、機(jī)械開關(guān)或其它裝置等)。
示例性的信號產(chǎn)生系統(tǒng)22包括但不限制于用于產(chǎn)生振動信號的 裝置，例如機(jī)械振動器；用于產(chǎn)生聽覺信號的裝置，例如電子音頻發(fā)生 器；用于產(chǎn)生視覺信號的裝置，例如燈泡或發(fā)光二極管(LED);類似 物以及這些裝置的組合。信號產(chǎn)生系統(tǒng)22能夠附于設(shè)備IO或處于其內(nèi) 部，例如處于腰墊14內(nèi)，或者安置在外部。激活器18和信號產(chǎn)生系統(tǒng) 22連接在一起，例如作為電路的一部分，或者通過例如小功率無線電發(fā) 射器等裝置。任何用于使激活器18能夠激活信號產(chǎn)生系統(tǒng)22的裝置、 元件或設(shè)備都被認(rèn)為包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
任選地，腰墊14能夠容納一個或多個設(shè)置在激活器18上方的前凸 嵌入物14a用于支撐具有過度脊柱前凸或其它過度彎曲或伸展偏斜的使 用者。示例性的嵌入物包括但不限制于機(jī)械嵌入物、充氣的或其它可 膨脹嵌入物等等。腰墊14還能夠任選地包括開關(guān)(未示出)用于禁止 信號產(chǎn)生系統(tǒng)22,從而允許在不產(chǎn)生信號的情況下使用設(shè)備。
頭部支撐16包括頭部/頸部基座24和頸胸支撐26。寬度可以任選 地調(diào)整的頸部支撐28設(shè)置在頭部支撐16上并位于頭部/頸部基座24和 頸胸支撐26之間。如圖lb所示，頭部支撐16通過附接裝置30 (例如 維可牢尼龍搭扣緊固件、搭扣等鉤/環(huán)裝置)可拆地附著于臥墊12,從 而允許頭部支撐16可選擇地置位，還允許在需要時獨立使用頭部支撐 16。在可替換實施方式中，頭部支撐16能夠永久地附著于臥墊12。
在優(yōu)選的實施方式中，頭部支撐16設(shè)置有多個手持部32。手持部 32能夠通過例如在基座24中切割開口形成，或者能夠獨立形成并附著 于基座24。
如果需要，臥墊表面20能夠設(shè)置圖形34，例如人骨盆和下部骨干 的典型形狀，以便于使用者相對于臥墊表面定向。顯示出TLC壓力點 和激活器18的位置也利于幫助使用者相對于設(shè)備IO適當(dāng)?shù)囟ㄏ颉?br> 在圖3所示的優(yōu)選實施方式中，信號產(chǎn)生系統(tǒng)22包括兩個沿村墊 12的縱向軸線38的兩側(cè)設(shè)置在腰墊14內(nèi)的振動器36。振動器36連接 于激活器18并且在激活器18響應(yīng)施加于臥墊12的表面20的壓力(例如使用者身體的重量)時振動器36被激活。
圖6a-b所示的激活器18的示例包括電源40，其可以是電池，例 如，該電池設(shè)置在腰部支撐14內(nèi)或設(shè)置在設(shè)備10內(nèi)、設(shè)備10上或設(shè) 備10外部的其它位置，或者其可以是通過插頭供電的A/C電源；機(jī)械 開關(guān)42，其通過具有預(yù)選彈簧常數(shù)的彈簧提供能量；以及一對觸點44, 其與例如振動器等信號產(chǎn)生系統(tǒng)22形成回路。在圖6a中，例如使用者 的身體重量(由向下箭頭表示)等重量超過彈簧力并且使機(jī)械開關(guān)42 閉合，從而使回路閉合并且激活信號產(chǎn)生系統(tǒng)22。因此，當(dāng)使用者保持 與激活器18接觸時，回路保持閉合并且信號產(chǎn)生系統(tǒng)22保持激活。當(dāng) 信號產(chǎn)生系統(tǒng)包括振動器單元46 (如圖6a-b所示)時，使用者感知施 加于其背部的振動信號；在可替換實施方式中，當(dāng)信號產(chǎn)生系統(tǒng)22包 括音頻發(fā)生器、燈泡或LED時，使用者能夠聽到和/或看到信號產(chǎn)生系 統(tǒng)22產(chǎn)生的信號。無論如何，當(dāng)使用者的背部與激活器18接觸并且施 加了足夠的向下的力引起開關(guān)42閉合時，使用者被告知。
激活器18的可替換實施方式包括代替機(jī)械開關(guān)的壓力傳感器和相 關(guān)電路。這種伴隨電路很容易由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員制造，以便響應(yīng) 施加于壓力傳感器的預(yù)定壓力而產(chǎn)生輸出信號。該輸出信號進(jìn)而激活信 號產(chǎn)生系統(tǒng)22。
圖7示出了本發(fā)明的設(shè)備的另一個實施方式，其中采用的是壓力傳 感器48而不是機(jī)械開關(guān)。信號產(chǎn)生系統(tǒng)包括燈泡50。電能通過插頭52 由外部A/C電源供給。
任選地，脊柱后凸用楔54插入于頭部支撐16和臥墊12之間，用 以適應(yīng)處于頭部向前位置的使用者。
圖4a-c示出了頭部支撐116的可替換實施方式，其包括設(shè)置在頭部 /頸部基座124內(nèi)的激活器118以及一個或多個信號產(chǎn)生系統(tǒng)122。如圖 所示，信號產(chǎn)生系統(tǒng)包括多個設(shè)置在頸部支撐128內(nèi)的振動器。當(dāng)使用 者的頭部脫離與激活器118的接觸時，激活器118激活信號產(chǎn)生系統(tǒng)122 (例如振動器)。例如，在激活器118包括機(jī)械開關(guān)的情況下，當(dāng)使用 者的頭部與所述開關(guān)接觸時，所述開關(guān)處于打開位置，而不像上述激活
器18 —樣處于閉合位置。在激活器118包括壓力傳感器的情況下，當(dāng)檢測到的壓力低于預(yù)定水平時伴隨電路產(chǎn)生信號，而不是超過預(yù)定水平 時產(chǎn)生信號。
如果需要，能夠采用三路開關(guān)130連接到激活器118和振動器。開 關(guān)130允許使用者選擇性地啟用或禁用激活器118并且允許分別控制振 動器的激活。因此，在一個位置上，激活器118被啟用，以便如上文針 對激活器18和信號產(chǎn)生系統(tǒng)22的描述那樣激活振動器。在第二位置上， 激活器118被禁用，振動器被停止激活。在第三位置上，激活器被禁用， 振動器被激活，從而在使用本發(fā)明的設(shè)備進(jìn)行運動練習(xí)的間歇，允許使 用者選擇性放松以及選擇伸展。
頭部支撐116的前述實施方式中的激活器118能夠與設(shè)置在例如腰 部支撐14內(nèi)的激活器18串聯(lián)，如圖8所示。在這一實施方式中，僅當(dāng) 激活器118和激活器18都分別受到例如使用者的頭部和身體的重量等 壓力的作用時，信號產(chǎn)生系統(tǒng)22(以及任選地設(shè)置在頭部支撐116內(nèi)的 振動器)才被激活。
本發(fā)明的設(shè)備提供的信號(振動、聽覺、視覺等)允許使用者通過 消除動量增強(qiáng)被鍛煉的肌肉的強(qiáng)度。在使用中，信號告知使用者其胸腰 區(qū)域充分地壓緊激活器18，從而保證正確肌肉用途的隔離。因此，使用 者的用于腰骶協(xié)調(diào)和強(qiáng)健的本體感受敏銳度增強(qiáng)。
本發(fā)明的設(shè)備優(yōu)選地用于例如地板或鍛煉凳等水平表面上。如果需 要，臥墊12能夠設(shè)置有一個或多個例如鉤或夾具等附接裝置，從而使 得所述設(shè)備能夠附著于例如門等垂直表面。所述設(shè)備還能夠用于例如座 椅等表面。
本發(fā)明的設(shè)備提供的信號在使用者鍛煉時構(gòu)成了對使用者的反饋， 從而使用者能夠使動量最小化并且使強(qiáng)度最大化。為了在仰臥位置使用 本發(fā)明的設(shè)備開始鍛煉，使用者的第三腰推(L3)(典型地位于使用者 的腰線或胯部附近)與腰墊14對準(zhǔn)，而頭部/頸部支撐16安置于使用 者頸部下方舒適的位置。如果需要，頭部/頸部支撐16的位置調(diào)整為與 使用者相適應(yīng)。在使用中，下背部壓緊到腰墊14中，直到信號產(chǎn)生系 統(tǒng)22產(chǎn)生信號。通過拉緊相關(guān)的肌肉，能夠等量地保持恒定張力。
15頭部/頸部支撐116的可替換實施方式的使用使得使用者能夠避免 頸部張緊。如果使用者在腹部訓(xùn)練過程中抬起頭部導(dǎo)致頸部張緊，那么 頭部的抬起將通過信號產(chǎn)生系統(tǒng)122向使用者發(fā)出信號，信號產(chǎn)生系統(tǒng) 122例如是對頸部的振動、蜂鳴器產(chǎn)生的聽覺信號或任何其它需要的信 號產(chǎn)生系統(tǒng)。然后使用者能夠降低其頭部從而接觸頭部/頸部支撐116。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的進(jìn)一步的具體實施方式
200示于圖9-16中。設(shè) 備200包括臥墊202、下背部組件204和頭部/頸部組件206。下背部組 件204和頭部/頸部組件206都能夠通過例如維可牢尼龍搭扣帶或其它 緊固件可拆地固定于臥墊202。在具體的實施方式中，下背部組件204 可以永久性地或可拆地固定于臥墊202上的預(yù)定位置，而頭部/頸部組 件206與下背部組件204相隔可選的距離可拆地固定于臥墊202。因此， 如圖10a-b所示，所述設(shè)備能夠調(diào)整從而適應(yīng)身高不同的使用者，其中， 為了適應(yīng)矮個使用者，頭部/頸部組件206移近中墊205從而以更加接 近下背部組件204的方式固定于臥墊202 (見圖10a)，或者更加遠(yuǎn)離中 墊205和下背部組件204用以適應(yīng)高個使用者(見圖10b)。
本發(fā)明的設(shè)備的前述實施方式200 (以及前述實施方式IO)能使用 的頭部/頸部組件206的具體實施方式
示于圖11-13。頭部/頸部組件206 包括頸部輥210和安裝在頸部板214上的頭部傳感器墊212 (覆蓋頭部 開關(guān)234 )。在具體實施方式
中，頸部輥210和頭部傳感器墊212由例如 聚氨酯或其它泡沫等彈性材料制成，或者在可替換實施方式中包括彈性 內(nèi)部材料和由皮、布、乙烯基或其它的合適覆蓋材料制成的外層。頸部 振動器232、更具體地如圖所示的成對的頸部振動器單元通過馬達(dá)擋塊 240固定在頸部輥210的下方。頸部輥210的對準(zhǔn)元件227容置于限定 在頸部板214中的開孔226內(nèi)。
手持部216沿頸部板214的側(cè)邊214a-b限定。向下開口凹部218 形成于頸部板214的下表面214d并且在使用者握住手持部216時安放 使用者的手指，在具體的實施方式中，例如此處所示的向下開口凹部218 延伸超過頸部板214的上表面214c。上背部墊220也固定于頸部板214。 上背部振動器242設(shè)置在空腔228內(nèi)并且夾在頸部板214和上背部塾 220之間。
例如維可牢尼龍搭扣帶等固定裝置222附著于頸部板214的下表面214d,使得頭部/頸部組件206能夠可拆地附著于主墊202。
在進(jìn)一步具體的實施方式中，電池組221通過電池蓋238和維可牢 尼龍搭扣帶230固定于頸部板214，并且電池組221向所述上背部振動 器242和頸部振動器232提供電能，并且在另外具體實施方式
中向蜂鳴 器224提供電能?？商鎿Q地，電池組能夠固定于下背部組件204或位于 其內(nèi)部。如果需要，可以采用多個電池組。
翻到圖14-16,下背部組件204包括外部墊244，所述外部塾244在 具體的實施方式中可以由例如聚氨酯或其它泡沫材料等彈性材料制成， 或者在可替換實施方式中，所述外部墊244包括彈性內(nèi)層材料和外層， 所述外層由皮、布、乙烯基或其它合適的包覆材料制成，或者由諸如通 過注塑模制方法制造的蒙皮聚氨酯泡沫之類的蒙皮泡沫材料制成。外部 墊244既可以直接地也可以通過附加的中間緩沖層264 (見圖16)固定 于用作剛性支撐的殼體246。在具體的實施方式中，外部墊244的上表 面包括多個定位棱252，所述定位棱252向使用者提供增強(qiáng)的敏感度， 并且讓使用者能夠更容易地將自己適當(dāng)?shù)匕卜旁谙卤巢拷M件204上。
下背部振動器262、更具體地如圖15所示的成對的振動器設(shè)置在外 部墊244和殼體246之間的空腔263中。振動器262通過開關(guān)/力調(diào)整系 統(tǒng)(在下文中描述)激活。在具體的實施方式中，振動器262能夠通過 與上述頭部/頸部組件206中所使用的類似的電池組供電?？商鎿Q地， 振動器262能夠通過壁裝插座、汽車點煙器插頭、外部電池或電池組、 或者通過系統(tǒng)電源連接256由任意其它的需要的外部電源供電。
根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)/力調(diào)整系統(tǒng)的第一實施方式示于圖15-16中。在 這種實施方式中，開關(guān)248設(shè)置在開關(guān)座258中，在具體的實施方式中， 所述開關(guān)座258與殼體246 —體地形成，而在可替換的具體實施方式
中， 所述開關(guān)座258是固定于殼體246的單獨元件。力調(diào)整環(huán)250圍繞并且 接合開關(guān)248的上部249，所述力調(diào)整環(huán)250進(jìn)而套入外部墊244中限 定的開口 260內(nèi)并且自該開口 260向上突出。
在具體的實施方式中，力調(diào)整環(huán)250由彈性材料構(gòu)成，所述彈性材 料較硬并且彈性小于構(gòu)成墊244的材料。通過改變力調(diào)整環(huán)250的剛度， 能夠選擇性地控制關(guān)閉開關(guān)248從而激活振動器262所需的壓力的大小。例如，使用者能夠順序地采用剛度逐漸增大的力調(diào)整環(huán)250，從而 逐漸增大使用者的背部必須施加到開關(guān)/力調(diào)整系統(tǒng)上用以激活振動器 262的壓力。
如圖所示，下背部組件204中采用開關(guān)248和力調(diào)整環(huán)250。在其 它的具體實施方式
中，開關(guān)248和力調(diào)整環(huán)250還用于頭部/頸部組件 206中用以激活振動器232和/或振動器242。
根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)/力調(diào)整系統(tǒng)的第二實施方式示于圖17-19中。在 這一實施方式中，開關(guān)248的上部249被壓縮元件270包圍，所述壓縮 元件270如圖所示為彈簧。開關(guān)248和壓縮元件270都具有縱向軸線， 并且當(dāng)壓縮元件270圍繞開關(guān)248設(shè)置時，它們的軸線基本共線。包括 上部元件274和多個臂276 (圖17-18中所示為兩個)的頂蓋272設(shè)置 在壓縮元件270的上方，使得上部元件274與壓縮元件270的頂部接觸， 同時臂276至少部分包住壓縮元件270。臂276的遠(yuǎn)端278包括鎖定元 件280,所述鎖定元件280通過槽口 282接合開關(guān)座258。開關(guān)座258 內(nèi)設(shè)置有足夠的空間用以允許臂276沿基本平行于開關(guān)248的縱向軸線 的方向運動。頂蓋272套入限定在外部墊244中的開口 260內(nèi)并且自所 述開口 260向上突出。頂蓋272的鎖定元件280防止頂蓋272意外脫離， 同時允許移除頂蓋(即通過彼此相對地擠壓臂276 )以便移除和/或替換 壓縮元件270。
在使用中，施加于頂蓋272的壓力導(dǎo)致頂蓋向下的位移，使得頂蓋 與開關(guān)248接觸。壓縮元件270的剛度決定了關(guān)閉開關(guān)248從而激活振 動器262所需的壓力的量。因此使用者能夠順序地釆用例如剛性逐漸增 大的彈簧等壓縮元件270,以便逐漸增大使用者的背部必須施加在開關(guān)/ 力調(diào)整系統(tǒng)上用于激活振動器262的壓力。
振動器262通過開關(guān)248激活。在使用至少 一對振動器262的更具 體實施方式中，每個振動器由使用者分開地并且獨立地操作。在其它的具體實施方式
中，振動器能夠配置為串聯(lián)地而不是獨立地工作。
在具體的實施方式中， 一個或多個振動器262還能夠通過控制單元 2卯(例如圖20所示的手持裝置)手動激活，所述控制單元290通過電 纜254與振動器262通訊。在圖20中，手持裝置290的具體實施方式
200680055666.0
包括電源開關(guān)292,其用于向振動器262提供電能；激活開關(guān)294a 和294b,它們分別用于獨立激活頸部振動器232和下背部振動器262; 以及成對的指示器296a和296b，例如發(fā)光標(biāo)記條，它們分別與下背部 組件204的左側(cè)和右側(cè)上的開關(guān)248通訊(或者可替換地，配置為用于 成對振動器的串聯(lián)操作)。手持裝置290使得用戶能夠激活頸部和/或下 背部振動器而無需必須首先按壓開關(guān)248,從而允許本發(fā)明的設(shè)備既用 作鍛煉裝置又用作放松和伸展裝置。而且，當(dāng)本發(fā)明的裝置用于強(qiáng)健使 用者的下背部時，指示器296a-b在使用者的下背部肌肉施加足夠的壓 力以壓縮開關(guān)248時發(fā)出視覺提醒。
在更具體的實施方式中，下背部組件204中結(jié)合的開關(guān)/力調(diào)整系統(tǒng) 包括一個或多個測量元件用于量化使用者的下背部施加在開關(guān)/力調(diào)整 系統(tǒng)上的壓力的大小。在這種實施方式中，成對的指示器296a-b可以 包括視覺地指示壓力大小的顯示元件。這種實施方式幫助使用者調(diào)整使 用者的下背部的各側(cè)施加的壓力，以便在各側(cè)上施加相等的壓力進(jìn)而讓 使用本設(shè)備實現(xiàn)的強(qiáng)健鍛煉最優(yōu)化?？商鎿Q地，如上所述，系統(tǒng)能夠配 置為用于串聯(lián)操作，其中使用者背部的兩側(cè)不是被獨立監(jiān)測的。
在具體的實施方式中，頭部/頸部組件206和下背部組件204共同使 用，全部附接于臥墊202。在可替換實施方式中，頭部/頸部組件206和 下背部組件204能夠分開使用，既可以附接于臥墊202也可以單獨使用。 更具體地，下背部組件204能夠用作單獨的裝置安置在地板、鍛煉設(shè)備、 汽車座椅或其它表面上。
前述實施方式采用振動器單元作為信號產(chǎn)生系統(tǒng)。例如視覺或聽覺 信號產(chǎn)生單元等其它的信號產(chǎn)生系統(tǒng)也能夠與振動器單元共同使用或 者代替振動器單元使用。例如，如圖21所示，與下背部組件204中結(jié) 合的開關(guān)/力調(diào)整系統(tǒng)通訊的無線發(fā)射器300向健身俱樂部或其它位置 的電視屏302發(fā)送限定壓力的大小的信息。接著電視屏302向使用者顯 示信息。
圖22示出了另一個可替換的實施方式，其向開關(guān)248提供附加支 撐和保護(hù)。在該實施方式中，襯套310安裝在開關(guān)座258內(nèi)并且固定于 開關(guān)座258。在具體的實施方式中，襯套310包括金屬、金屬合金、陶 瓷或其它的硬質(zhì)材料，更具體地，襯套310包括的材料的硬度大于形成
19開關(guān)座258的材料。軸向穿過襯套310限定有螺紋孔口 312，并且螺紋 孔口 312接合開關(guān)248的外表面上形成的相應(yīng)螺紋314。根據(jù)更加具體 的實施方式， 一對襯套310支撐開關(guān)248,其中第一襯套固定于開關(guān)座 258而第二襯套固定于殼體246并且與第一襯套和開關(guān)248同軸。
利用襯套310的實施方式向開關(guān)248提供附加的支撐，并且還能夠 根據(jù)需要、特別是在組件的制造過程中調(diào)整開關(guān)248的軸向位置。
在進(jìn)一步具體的實施方式中，緩沖元件32(H殳置在開關(guān)248的上部 249和頂蓋272之間。例如，緩沖元件320可以包括泡沫材料或別的彈 性材料，并且避免開關(guān)248由于接觸頂蓋272而受到過度磨損和其它可 能的損壞。
在進(jìn)一步具體的實施方式中，本發(fā)明的裝置可以在對應(yīng)于使用者的 下骶骨的位置結(jié)合附加的激活器320。在非常具體的實施方式中，附加 的激活器320激活一個或多個如此處所述的附加信號產(chǎn)生系統(tǒng)(例如振 動的、聽覺的、視覺的等)。這種實施方式提供附加的反饋從而使得使 用者能夠在鍛煉時保持需要的脊柱中立位。
附加的實施方式使得信息能夠傳遞到任何需要的顯示元件，例如計 算機(jī)顯示器、膝上電腦、PDA等等。這種信息能夠通過電纜連接、無 線發(fā)射器或任何其它需要的傳輸方式傳遞。通過這些方式傳遞的信息還 能夠被進(jìn)一步處理和存儲。
本發(fā)明的實施方式因此提供了用于改進(jìn)本體感受敏銳度和腰骶協(xié) 調(diào)的反饋。
特別為本發(fā)明的設(shè)備設(shè)計的漸進(jìn)日常鍛煉將允許使用者從短的(例 如4分鐘)訓(xùn)練系列開始并且以自己的速度進(jìn)步。當(dāng)使用者使用本發(fā)明 的設(shè)備重新訓(xùn)練神經(jīng)肌肉系統(tǒng)時，將會產(chǎn)生對強(qiáng)健的"中立脊柱，，的精確 姿勢定位。
本發(fā)明在此示為自成體系的設(shè)備。但是，本發(fā)明也能夠結(jié)合到別的物 體中，包括但不限制于如下物體鍛煉設(shè)備(例如傾斜劃船機(jī))、鍛煉凳、 座椅、床等。本發(fā)明還能夠單獨制造并且隨后附著于別的物體。
權(quán)利要求
1.一種姿勢感知設(shè)備，包括a)墊片，b)信號產(chǎn)生系統(tǒng)，以及c)激活器，其在施加于所述設(shè)備的壓力超過預(yù)定壓力時激活所述信號產(chǎn)生系統(tǒng)，所述激活器包括(i)開關(guān)，其具有上部，(ii)壓縮元件，其上限定有開口，所述壓縮元件至少部分圍繞所述開關(guān)的所述上部，以及(iii)頂蓋，其適于將所述壓縮元件固定于至少部分圍繞所述開關(guān)的所述上部的位置。
2. 如權(quán)利要求1所述的姿勢感知i殳備，其進(jìn)一步包括下背部組件。
3. 如權(quán)利要求2所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述下背部組件可拆 地附著于所述墊片。
4. 如權(quán)利要求3所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述下背部組件包括(i) 基部，其上限定有至少一個開口，所述開關(guān)設(shè)置在所述開口 中，以及(ii) 墊層，其上限定有至少一個開口，所述開口與所述基部中的 所述開口對齊。
5. 如權(quán)利要求4所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述基部包括上升部， 所述開口限定在所述上升部中，并且，所述開關(guān)設(shè)置在所述開口內(nèi)并至 少部分地延伸穿過所述基部。
6. 如權(quán)利要求5所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述頂蓋包括上部元 件和多個臂，每個所述臂具有包括鎖定元件的遠(yuǎn)端。
7. 如權(quán)利要求6所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述開關(guān)和所述壓縮 元件都具有縱向軸線，所述縱向軸線基本共線。
8. 如權(quán)利要求7所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述壓縮元件設(shè)置在所述基部和所述頂蓋的所述上部元件之間，其中，所述頂蓋的每個所述 臂延伸穿過限定在所述基部中的開口，并且，所述頂蓋的所述鎖定元件 防止所述頂蓋從所述基部意外脫離，同時允許所述頂蓋相對于所述基部 基本沿所述開關(guān)和所述壓縮元件的所述縱向軸線的方向運動，從而當(dāng)超 過所述預(yù)定值的壓力施加于所述上部元件時允許所述頂蓋的所述上部 元件激活所述開關(guān)。
9. 如權(quán)利要求1所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述壓縮元件從包括 彈簧和由可壓縮物質(zhì)構(gòu)成的盤狀物的組中選擇。
10. 如權(quán)利要求1所述的姿勢感知設(shè)備，其包括多個激活器，其中， 所述墊片具有縱向軸線，并且，所述多個激活器的一部分位于所述縱向 軸線的兩側(cè)上的相對位置。
11. 如權(quán)利要求8所述的姿勢感知設(shè)備，其包括多個激活器，其中， 所述墊片具有縱向軸線，并且，所述多個激活器的一部分位于所述縱向 軸線的兩側(cè)上的相對位置。
12. 如權(quán)利要求10所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述信號產(chǎn)生系統(tǒng) 包括多個振動器單元，所述多個振動器單元的一部分在所述縱向軸線的 兩側(cè)上的相對位置附著于所述墊片。
13. 如權(quán)利要求11所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述信號產(chǎn)生系統(tǒng) 包括多個振動器單元，所述多個振動器單元的一部分在所述縱向軸線的 兩側(cè)上的相對位置附著于所述墊片。
14. 一種姿勢感知設(shè)備，其適于接觸人類使用者的下背部的一部分， 所述設(shè)備包括a) 基部，其上限定有至少一個開口，b) 墊層，其上限定有至少一個開口，所述開口與所述基部中的所 述開口對齊，c) 信號產(chǎn)生系統(tǒng)，以及d) 激活器，其在施加于所述設(shè)備的壓力超過預(yù)定壓力時激活所述 信號產(chǎn)生系統(tǒng)，所述激活器包括(i) 開關(guān)，其具有上部，所述開關(guān)設(shè)置在限定于所述基部中的 所述開口內(nèi)，(ii) 壓縮元件，其上限定有開口，所述壓縮元件至少部分圍繞 所述開關(guān)的所述上部，以及(iii) 頂蓋，其適于將所述壓縮元件固定于至少部分圍繞所述 開關(guān)的所述上部的位置。
15. 如權(quán)利要求14所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述基部包括上升 部，所述開口限定在所述上升部中，并且，所述開關(guān)設(shè)置在所述開口內(nèi) 并至少部分地延伸穿過所述基部。
16. 如權(quán)利要求15所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述頂蓋包括上部 元件和多個臂，每個所述臂具有包括鎖定元件的遠(yuǎn)端。
17. 如權(quán)利要求16所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述開關(guān)和所述壓 縮元件都具有縱向軸線，所述縱向軸線基本共線。
18. 如權(quán)利要求17所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述壓縮元件設(shè)置 在所述基部和所述頂蓋的所述上部元件之間，其中，所述頂蓋的每個所 述臂延伸穿過限定在所述基部中的開口，并且，所述頂蓋的所述鎖定元 件防止所述頂蓋從所述基部意外脫離，同時允許所述頂蓋相對于所述基 部基本沿所述開關(guān)和所述壓縮元件的所述縱向軸線的方向運動，從而當(dāng) 超過所述預(yù)定值的壓力施加于所述上部元件時允許所述頂蓋的所述上 部元件激活所述開關(guān)。
19. 如權(quán)利要求14所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述壓縮元件從包 括彈簧和由可壓縮物質(zhì)構(gòu)成的盤狀物的組中選擇。
20. 如權(quán)利要求14所述的姿勢感知設(shè)備，其包括多個激活器，其中， 所述設(shè)備具有縱向軸線，并且，所述多個激活器的一部分位于所述縱向 軸線的兩側(cè)上的相對位置。
21. 如權(quán)利要求18所述的姿勢感知設(shè)備,其包括多個激活器，其中， 所述設(shè)備具有縱向軸線，并且，所述多個激活器的一部分位于所述縱向軸線的兩側(cè)上的相對位置。
22. 如權(quán)利要求20所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述信號產(chǎn)生裝置 包括多個振動器單元，所述多個振動器單元的一部分在所述縱向軸線的 兩側(cè)上的相對位置附著于所述墊片。
23. 如權(quán)利要求21所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述信號產(chǎn)生系統(tǒng) 包括多個振動器單元，所述多個振動器單元的一部分在所述縱向軸線的 兩側(cè)上的相對位置附著于所述墊片。
24. 如權(quán)利要求12所述的姿勢感知設(shè)備，其進(jìn)一步包括控制單元， 所述控制單元包括i) 激活器，其選擇性地激活至少一個振動器單元，以及ii) 顯示元件，其在至少一個振動器單元被激活時提供枧覺指示。
25. 如權(quán)利要求24所述的姿勢感知設(shè)備，其包括多個激活器，每 個所述激活器選擇性地激活所述多個振動器單元中的不同的一個；以及 多個顯示元件，每個所述顯示元件在所述多個激活器中的不同的一個被 激活時提供視覺指示。
26. 如權(quán)利要求24所述的姿勢感知設(shè)備，其中，所述顯示元件提供 施加于所述激活器的壓力的大小的視覺指示。
27. 如權(quán)利要求20所述的姿勢感知設(shè)備，其進(jìn)一步包括控制單元， 所述控制單元包括i) 激活器，其選擇性地激活至少一個振動器單元，以及ii) 顯示元件，其在至少一個激活器被激活時提供視覺指示。
28. —種在日常鍛煉中使用的裝備的組件，所述組件包括a) 如權(quán)利要求1所述的姿勢感知設(shè)備，以及b) 具有不同剛度的多個壓縮元件。
29. —種在日常鍛煉中使用的裝備的組件，所述組件包括 a)如權(quán)利要求14所述的姿勢感知設(shè)備，以及b)具有不同剛度的多個壓縮元件。
30. 如權(quán)利要求5所述的姿勢感知設(shè)備，其進(jìn)一步包括設(shè)置在所述 開口內(nèi)的襯套，貫穿所述襯套限定有螺紋孔口，其中，所述開關(guān)包括與 所述螺紋孔口接合的螺紋。
31. 如權(quán)利要求8所述的姿勢感知設(shè)備，其進(jìn)一步包括設(shè)置在所述 開口內(nèi)的襯套，貫穿所述襯套限定有螺紋孔口，其中，所述開關(guān)包括與 所述螺紋孔口接合的螺紋。
32. 如權(quán)利要求15所述的姿勢感知設(shè)備，其進(jìn)一步包括設(shè)置在所述 開口內(nèi)的襯套，貫穿所述襯套限定有螺紋孔口，其中，所述開關(guān)包括與 所述螺紋孔口接合的螺紋。
33. 如權(quán)利要求18所述的姿勢感知設(shè)備，其進(jìn)一步包括設(shè)置在所述 開口內(nèi)的襯套，貫穿所述襯套限定有螺紋孔口，其中，所述開關(guān)包括與 所述螺紋孔口接合的螺紋。
34. 如權(quán)利要求31或33所述的姿勢感知設(shè)備，其進(jìn)一步包括設(shè)置 在所述開關(guān)和所述頂蓋之間的緩沖元件。
35. 如權(quán)利要求10和11所述的姿勢感知設(shè)備，其進(jìn)一步包括大致 位于所述縱向軸線上并處于與使用者的下骶骨相對應(yīng)的位置上的激活 器。
36. 如權(quán)利要求1-27和30-34中任一項所述的姿勢感知設(shè)備,其中， 至少一個激活器響應(yīng)壓力值處于選擇范圍內(nèi)的壓力。
37. —種姿勢感知設(shè)備，包括a) 墊片，b) 信號產(chǎn)生系統(tǒng)，以及c) 重量檢測器，其在施加于所述設(shè)備的壓力超過預(yù)定壓力時激活 所述信號產(chǎn)生系統(tǒng)。
38. —種強(qiáng)健人的腹部和下背部的方法，包括下列步驟 使將要接受強(qiáng)健的人的背部接觸如權(quán)利要求1-27或30-37中任一項所述的姿勢感知設(shè)備；對準(zhǔn)所述設(shè)備，使得將要接受強(qiáng)健的人的腰部區(qū)域與所述設(shè)備的激活器對準(zhǔn)；壓緊將要接受強(qiáng)健的人的腰部區(qū)域，從而所述激活器激活所述信號 產(chǎn)生系統(tǒng)；并且在保持將要接受強(qiáng)健的人的腰部區(qū)域壓緊的同時，壓緊以及放松他 的腹部，從而使得所述信號產(chǎn)生系統(tǒng)在所述腹部壓緊和收縮的過程中保 持激活。
全文摘要
一種姿勢感知設(shè)備，其包括墊片、信號產(chǎn)生系統(tǒng)以及激活器，所述激活器在施加于所述設(shè)備的壓力超過預(yù)定壓力時激活所述信號產(chǎn)生系統(tǒng)。所述激活器包括開關(guān)，其具有上部；壓縮元件，其具有限定于其中的開口，所述壓縮元件至少部分圍繞所述開關(guān)的上部；以及頂蓋，其適于將所述壓縮元件附著于至少部分圍繞所述開關(guān)的所述上部的位置。
文檔編號A61C1/00GK101600401SQ200680055666
公開日2009年12月9日 申請日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者托馬斯·杰克遜, 李·布蘭東 申請人:李·布蘭東