專利名稱：放松設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過對人施加振動刺激使人放松和娛樂的放松設(shè)備。
當(dāng)一搖籃或搖椅進行適度的周期振蕩會使人感到放松，已有著悠久的歷史。于1992年8月6日公開的日本發(fā)明專利公告第4-216743號公開了一種振動床系統(tǒng)，它包括一置于一床中的凹口內(nèi)的與床齊平并與該床隔離的平的支承件。該平的支承件由多個彈簧件可振蕩地支承著，并通過控制器選定的預(yù)定振動形式，由相應(yīng)的振動機構(gòu)在兩個相互垂直的方向振動。
作用于人體某一部分的振動會被皮膚上的對加速度敏感的感受器感受到，這是眾所周知的。但是，作用于人全身的適度振蕩或振動主要是通過小腦和半圓形管(semicircular canal)探測到的。因此，適度振蕩或振動人的全身使其放松是頗為可行的。因為用上述公開文本中公開的平的支承件去支承在其上的想要放松的人的全身，很顯然振動床系統(tǒng)是能夠滿足這些的。但是，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，只有振動作用在人體上不一定導(dǎo)致放松，而且還常常使人有不舒適的感覺。
此外，上述公布沒有提到通過平的支承件作用于人的振動頻率。
本發(fā)明提供一種改進的放松設(shè)備，它能有效地使人進入放松狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種放松設(shè)備，它包括一支承在其上想放松的人的全身的支承裝置。一振動裝置周期地振動躺在該支承裝置上的人。設(shè)置一控制器以控制振動裝置。由振動裝置產(chǎn)生的振動具有其最大絕對值不大于0.1G的加速度和/或由該振動裝置產(chǎn)生的振動頻率不高于12Hz。
如果振動加速度的有效值超過0.1G，大多數(shù)人會感到不舒服和/或不可忍受。作為實施例，圖5示出了人完全處于變化的振動頻率狀態(tài)下，對振動加速度有效值的變化有怎樣的感受。圖5的曲線圖表是從由Asakura Shoten出版的名為“Ningen-Kogaku Gairon(人體工程入門)的書中復(fù)制的。在此曲線圖中，曲線帶A表示普通人能夠忍受的振動區(qū)域，曲線帶B表示普通人感到不舒服的振動區(qū)域，曲線帶C表示振動刺激閾區(qū)域。
加速度的有效值可以約為0.0001G。0.0001G這個數(shù)值比圖5曲線圖所示的要小得多。但是，根據(jù)通過發(fā)明者進行調(diào)查示出客觀估計值(即人感到舒適的加速度的95％可靠區(qū)域)的圖6的曲線圖，只要振動具有一相對低的頻率、尤其不高于1Hz，10-4G數(shù)量級的加速度振動就會感到舒適。雖然如果加速度小于0.0001G，人們勉強感到振動，但某些人即使沒有感受到振動也會根據(jù)振動頻率進入緩解狀態(tài)。但要指出的是，振動加速度的有效值一般在0.005至0.05G的范圍之內(nèi)是最佳的。
本發(fā)明的另一特征在于使用能夠產(chǎn)生不高于25Hz頻率的振動的振動裝置。如果振動頻率超過25Hz，即使有效加速度較小，人們會感到好象在過度抖動而難以放松。考慮到各人感受的差異，在本發(fā)明的實施過程中使用不高于12Hz頻率的振動是最佳的。
當(dāng)振動裝置的類型是能在彼此垂直的第一和第二平面周期振蕩支承裝置，以向支承裝置上的人周期作用一擬旋轉(zhuǎn)運動時，在這種情況下，所述加速度是一個含有彼此相垂直的矢量分量的角加速度，加速度的最大值可用角加速度的最大值來表示。
振動裝置最好是與支承裝置傳動相連，或者，振動裝置直接作用于人而對人施加振動。當(dāng)振動裝置直接作用于人時，支承裝置在一個方向上可動，該方向與振動裝置在人體上產(chǎn)生的振動傳播方向相一致。
另外最佳的是，支承裝置由基件支承，從而使振蕩的人的頭部顯示出朝基件向下彎曲的一彎曲軌跡，由此有助于放松。
為了使放松設(shè)備變得能適應(yīng)使用者因人而異的偏愛，振動頻率和/或有效加速度最好是可調(diào)的。振動頻率和/或有效加速度的變化既可根據(jù)一1/f模糊邏輯(fuzzy logic)來進行，也可根據(jù)振動周期次數(shù)來進行。
還可使用放松傳感器來探測人們喜愛的放松程度，可用所述放松傳感器的輸出來改變振動裝置產(chǎn)生的振動型式。具體地說，根據(jù)放松傳感器探測到的放松程度，振動裝置可能會停止，可能會建立一個預(yù)定的振動模式和/或?qū)υ谡袷幍娜耸┘訂拘汛碳ぁ?br> 本發(fā)明的放松設(shè)備還包括一個或多個加熱裝置，以加熱人的身體；一個冷卻裝置，以冷卻人的身體；一個輔助刺激裝置，以與振動同步地向人作用一輔助刺激；和一按摩裝置，以對人體的局部進行按摩。
支承裝置最好是一種斜椅，它包括一座位、一可相對于座位傾斜的斜靠背和一可相對于座位傾斜的擱腳板。這種斜椅可以是一種包括電傾斜裝置的電動斜椅。
本發(fā)明還提供一種緩解一個想放松的人的方法。這種方法包括下列步驟準(zhǔn)備一個在其上支承整個人體的支承裝置；振動該支承裝置使整個人體振動；以及控制振動裝置產(chǎn)生一種頻率不高于20Hz、振動的加速度最大絕對值不大于0.1G的振動。
通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行的描述，將會更容易理解本發(fā)明，在描述中，相同的零件作用相同的標(biāo)號表示。


圖1是實施本發(fā)明的一斜椅的側(cè)視示意圖2A是用于斜椅中的一振動裝置的振動生成機構(gòu)的一部分中的可動臂俯視圖；圖2B是振動生成機構(gòu)的局部剖視圖；圖3A和3B分別是可動臂的俯視圖和側(cè)視圖，它們示出了可動臂是怎樣角運動的；圖4是采用多個振動生成機構(gòu)的振動裝置的側(cè)視示意圖；圖5示出對于特定的頻率和加速度的振動是怎樣客觀評價的曲線圖；圖6示出在低頻率范圍內(nèi)加速度客觀評價的說明圖；圖7A、7B和7C分別是斜椅的俯視示意圖、正視示意圖和側(cè)視示意圖，它們示出了斜椅的各個振動方向；圖8A是用來說明斜椅的振動方向和運動速度的側(cè)視示意圖；圖8B是用來說明斜椅不同的振動方向和不同的運動速度的側(cè)視示意圖；圖9是斜椅的側(cè)視示意圖，它示出了斜椅的振動方向和運動范圍；圖10是斜椅的側(cè)視示意圖，它示出了斜椅的振動方向和運動范圍；圖11是用來說明不同的振動方向和振動軌跡的示意圖；圖12是一用來說明前后搖擺振動中心的側(cè)視示意圖；圖13是本發(fā)明另一實施例的斜椅的立體示意圖；圖14是本發(fā)明又一實施例的斜椅的立體示意圖；圖15是本發(fā)明再一實施例的斜椅的立體示意圖；圖16是一說明振動型式的曲線圖；圖17是一說明另一振動型式的曲線圖；圖18是一說明又一振動型式的曲線圖；圖19是一說明再一振動型式的曲線圖；圖20A到20C是說明根據(jù)放松程度改變振動的曲線圖；圖21A到21D是說明根據(jù)放松程度和另一刺激的作用改變振動的曲線圖；圖22是裝有一電動傾斜裝置的斜椅的側(cè)視示意圖；圖23是裝有一局部振動裝置的斜椅的側(cè)視示意圖；圖24是斜椅靠背的立體示意圖，它示出了使用一按摩裝置；圖25和26分別是裝有一加熱裝置和一冷卻裝置的斜椅的側(cè)視示意圖；圖27是施加輔助刺激的操作時間曲線圖；圖28是施加不同的輔助刺激的操作時間曲線圖；圖29是本發(fā)明又一個實施例的斜椅側(cè)視示意圖；圖30A和30B是顯示本發(fā)明振動裝置操作的流程圖；圖31示出了進行實驗的一時間圖表；
圖32A和32B示出了分別用可接收的和不可接收的加速度等級施加12Hz的側(cè)向振動時的腦電波的變化；圖32C和32D示出了分別用可接收的和不可接收的加速度等級施加1.5Hz的側(cè)向振動時的腦電波的變化；圖32E和32F示出了分別用可接收的和不可接收的加速度等級施加0.5Hz的側(cè)向振動時的腦電波的變化；圖33A和33B示出了當(dāng)加速度等級分別是合適和高時的一段時間的腦電波圖；圖34示出了不同腦電波的出現(xiàn)范圍的圖表；以及圖35示出了在不同頻率的不同振動下的θ波的出現(xiàn)率的圖表。
本發(fā)明的放松設(shè)備總的包括一支承一個想要全身得到放松的人的支承裝置；一通過支承裝置對人提供振動刺激的振動裝置和一控制該振動裝置的控制裝置。圖1示出了斜椅形式1的支承裝置。在此所示的斜椅1包括一其中容納一控制器8的盒體底座5、一安裝在盒體底座5頂部的座位10、一可相對于座位10傾斜并具有一頭枕12、還具有一對扶手13的傾斜靠背11、一位于座位10的與傾斜靠背11相對的一側(cè)并可相對座位10傾斜的擱腳板2。
用標(biāo)號3表示的振動裝置與可控制振動裝置3運行的控制器8一起放在盒體底座3內(nèi)。該振動裝置3被設(shè)計和構(gòu)造成在振動裝置3活動的過程中能振動整個斜椅1，不僅僅包括靠背11，還包括擱腳板2。因此當(dāng)一個想要放松的人座在斜椅1上，其后背靠在靠背11上，雙腳放在擱腳板2上時，斜椅1座位上人全身都被振動。
振動裝置3可向斜椅1提供頻率不高于25Hz和/或加速度的其絕對值上限不大于0.1g的振動，最大加速度最好在0.0005至0.05G的范圍內(nèi)。就振動裝置滿足上述討論的頻率和/或加速要求來說，振動裝置3和一產(chǎn)生振動的特定機構(gòu)產(chǎn)生的振動的傳播方向?qū)Ρ景l(fā)明來講不是重要的，圖2A、2B、3A和3B示出了在本發(fā)明的實施中較佳采用的振動裝置3。
下面參閱圖2A、2B、3A和3B，振動裝置3包括總的為細(xì)長的基件30，基本30中有一軸向槽37，還有固定在上面的第一驅(qū)動電動機和第二驅(qū)動電動機31和32。第一驅(qū)動電動機31的輸出軸上安裝有一與之一起旋轉(zhuǎn)的偏心凸輪33，第二驅(qū)動電動機連接有一與之一起旋轉(zhuǎn)的螺紋軸34。一和樞軸銷35一體形成的滑動件36螺旋地安裝在螺紋軸34上，使得螺紋軸34在旋轉(zhuǎn)過程中，滑動件36能夠沿螺紋軸34軸向運動。
緊鄰在基件30上方的是一個其中具有一軸向槽39的可動臂38。偏心凸輪33和與滑動件36一體的樞軸銷35在通過基件30中的軸向槽37之后位于可動臂38的軸向槽39中，而在軸向槽37和39中的樞軸銷35的位置隨著滑動件36沿由第二驅(qū)動電動機32驅(qū)動的螺紋軸34的運動而變化，偏心凸輪33在軸向槽39一端的附近。因此，當(dāng)?shù)谝或?qū)動電動機31驅(qū)動一旋轉(zhuǎn)偏心凸輪33時，可動臂38就圍繞樞軸銷35進行搖動。
由于上述的樞軸銷35可在可動臂38中的軸向槽39內(nèi)沿該槽39移動，所以當(dāng)樞軸銷35位于偏心凸輪33附近時，遠(yuǎn)離偏心凸輪33的可動臂38的一端圍繞樞軸銷35的擺動角如SS所示相對較小，但當(dāng)樞軸銷35遠(yuǎn)離偏心凸輪33并在軸向槽39的另一端附近時，擺動角如SL所示相對較大，如圖3B所示。
因此，基本上是細(xì)長的振蕩基件40的約中間部位通過一連接銷41與可動臂38的一端連接，在其一端與一滑動導(dǎo)向件42可滑動地相連，當(dāng)?shù)谝或?qū)動電動機31驅(qū)動時，這樣的振蕩基件40在垂直于其長度的方向不斷抖動。振蕩基件40不斷抖動或振蕩的整個行程取決于樞軸銷35在可動臂38中的軸向槽39中的位置。因此，通過改變第一驅(qū)動電動機31的旋轉(zhuǎn)數(shù)，就可改變振蕩基件40的橫向振蕩頻率，這是很容易理解的。因而，振蕩加速度可由振蕩基件40的振蕩行程和振蕩基件40的振蕩頻率所決定的，而振蕩基件的振蕩行程根據(jù)樞軸銷35在可動臂38中的軸向槽39內(nèi)的位置而變化。
圖4示出一振動裝置，它由三個振動生成機構(gòu)所組成，每一個與參考圖2A至3B所描述的振動裝置相同。產(chǎn)生振動的機構(gòu)彼此上下重疊，但彼此都是可驅(qū)動地連接在一起，以便產(chǎn)生三個彼此基本垂直的作用在X、Y和Z方向上的振蕩運動。對于在那些產(chǎn)生振動的機構(gòu)的最后階段的振蕩基件40上斜椅1來說，振蕩運動通過最后階段的振蕩基件40傳遞到包括擱腳板2在內(nèi)的斜椅1中，這是很容易理解的。
不總是需要三個產(chǎn)生振動的機構(gòu)同時運動，如果想要斜椅1在一個或兩個方向上振動的話，只要一個或兩個這種機構(gòu)運動就可以了。座位上的人所受到的振動或振蕩的型式可以是平移的或線性的，也可以是旋轉(zhuǎn)的或其組合。作為例子在所示的實施例中，假定X方向是斜椅1前后振蕩的方向，Y方向是斜椅1側(cè)向振蕩的方向，Z方向是斜椅1上下振蕩的方向。因此，如果兩個能夠分別在X和Z方向有效產(chǎn)生振蕩運動的產(chǎn)生振動的機構(gòu)同時運動的話，斜椅1進行一個跟隨一個座位10基本保持水平的通常為圓形軌道的周期擬旋轉(zhuǎn)運動(cyclic quasi-rollingmotion)。除了分別在X、Y和Z方向的三個振蕩運動之外，斜椅還可以設(shè)計成三個圍繞相關(guān)軸的周期旋轉(zhuǎn)運動，即分別如圖7A至7C所示的一前后搖擺振動(pitching vibration)Xθ，旋轉(zhuǎn)往復(fù)振動(rolling vibration)Y θ和一左右搖擺振動(yawing vibration)Zθ。
當(dāng)前后搖擺振動Xθ、旋轉(zhuǎn)往復(fù)振動Yθ和左右搖擺振動Zθ賦予形成支承裝置的斜椅1和座在斜椅1座位中的人時，在X、Y和Z各個方向的角加速度的絕對值的最上限必須不大于0.1G。
由于坐在斜椅1的座位上的人感覺舒適的振動方向是因人而異的，所以最好給座位上的人一個選擇振動方向的機會。此外，要是將多個振動方向組合起來，每個方向的振動頻率和加速度可以有差異。作為例子，振動模式與振動傳播方向或振動頻率之間的關(guān)系是這樣的，即振動模式是平移的或線性時，振動的傳播方向最好與Y方向或Z方向一致，在這種情況下，在Y方向上的振動頻率約在0.4到4.0Hz范圍之內(nèi)，或在Z方向上的振動頻率約在1.0到12.0Hz范圍之內(nèi)。在振動模式為旋轉(zhuǎn)的情況下，最好是座位上的人在X方向振蕩的前后搖擺振動Xθ，這種情況下的振動頻率約在0.1至1.0Hz范圍之內(nèi)。在Y方向上的側(cè)向振動頻率最好是在0.4至4.0Hz的范圍之內(nèi)，而在Z方向的上下振動的頻率最好是1.0至12.0Hz范圍之內(nèi)。
在振動期間，在相對運動中的一個運動的每個速度和加速度可以與另一個運動的相等，也可以不相等。尤其是當(dāng)振動由如圖8A所示的在X方向的前后周期運動所組成，或振動導(dǎo)致如圖8B所示的周期前后搖擺振動Xθ時，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)選擇向后運動的速度Vr比向前運動的速度Vf低常常給人帶來舒適的感覺。
至于如圖9所示的周期前后搖擺振動Xθ，可以發(fā)生在垂直線的前面區(qū)域，而在垂直線的后面區(qū)域沒有振蕩，或者可以選擇在前面區(qū)域的運動量比在后面區(qū)域的運動量小。這是因為如果斜椅1座位上的人的腰部被向后拉，就可能使座位上的人感覺好象向前傾斜，而不能放松。
此外，在周期前后搖擺振動Xθ的情況下，周期的前后搖擺振動最好是這樣進行的，即其一部分是周期的前后搖擺振動的假象圓的中心位于座位上的人的頭部之上，該受振蕩的人的頭部畫出了一如圖10所示的向下彎曲的軌道T。這是因為，如果用座位上的人的頭部運動畫出的軌道T相對于如圖11所示的假想線向上彎曲，該假想線連接如圖11所示的前后搖擺振動Xθ的行程的相對兩端E1和E，座位上的人將難以放松。
如果支承裝置包括斜椅，在前后搖擺振動Xθ過程中，周期運動沿圓弧進行，該圓弧的中心位于座位頂部(頂部后面)之上約600至700毫米處，在這種情況下，在前后搖擺振動Xθ的過程中，沿其進行周期運動的圓弧半徑R可在1000毫米左右。在任何情況下，沿其進行周期運動的圓弧中心O位于坐在斜椅座位中的人的頭部附近。如果圓弧中心O與斜椅座位上的人的頭部之間的距離很小，使在前后搖擺振動Xθ過程中該人頭部的搖擺減小，同時伴隨著使座位上的人可能感到的暈動降至最小。如果上述的圓弧中心緊靠在人的頭部之上，座位上的人的頭部幾乎不搖擺，如果加速度較小，該人幾乎不感到振動。
圖13示出把具有圓弧中心O的前后搖擺振動Xθ賦予支承裝置和座位上的人的一較佳實施例裝置。在圖13中示出一擺動椅1，它包括左右支腿5A，每一個的形狀類似于倒置的“V”形；一將兩支腿5A的頂部間隔連接在一起的橫桿50；以及可旋轉(zhuǎn)地安裝在橫桿50的一端，以便從橫桿50向下延伸的左右懸桿51。懸桿51的各個下端剛性地連接于座位10的相對兩側(cè)，由此支承斜椅1繞橫桿50擺動。振動裝置3與斜椅1傳動地連接，使斜椅前后擺動，以便可畫出用一圓弧中心為橫桿50的彎曲軌道。
為了使斜椅1以一所需頻率和一加速度的有效值周期擺動，振動裝置3可包括一制動裝置，或可以有一個推和拉斜椅1的結(jié)構(gòu)。換句話講，在所示的實施例中所采用的振動裝置3可以被理解為不僅對支承裝置和支承裝置座位上的人施加一力，還能制止該力和該支承裝置和座位上的人所產(chǎn)生的運動。
圖14示出斜椅1的另一個支承結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括一四腿支架，斜椅1可運動地安裝在該四腿支架上，以便以一下面將要描述的方式進行前后搖擺振動Xθ。四腿支架包括總的用5b表示的前腿和后腿。緊靠座位10相對兩側(cè)的下面裝有左右連桿56，它們沿斜椅1的縱向水平延伸。各連桿56的相對兩端通過前后連接桿54與左或右的前后支腿5b樞軸相連。在座位10左側(cè)或右側(cè)的各連接桿54的一端通過一銷軸53樞轉(zhuǎn)地連接在前支腿或后支腿5b的頂端，其另一端通過一銷軸55于連桿56的相應(yīng)端相連， 從而形成一平行曲柄機構(gòu)。
用振動裝置(圖14中未示出)使斜椅1在其縱向周期擺動。但是，由于銷軸53之間的距離比銷軸55之間的距離短，所以平行曲柄機構(gòu)能使斜椅1以圖9所示的方式進行前后搖擺振動Xθ。
由于形成支承裝置的斜椅1被斜椅的支承機構(gòu)如此地支承著，即斜椅1的運動方向與由諸如在圖13或14中所示的任何一個振動裝置3所施加的振動方向一致，那么振動裝置3可以設(shè)計和定位成如圖15所示對座位上的人施加力，而不對支承裝置或斜椅1施加力。在這種情況下，座位上的人能夠與支承裝置一起以與支承裝置的運動型式相同的型式周期擺動。
當(dāng)振動通過振動裝置3作用在斜椅1座位上的人時，如此作用的振動型式可以簡化，即當(dāng)本發(fā)明的放松設(shè)備采用如圖16所示的振動型式過程中，整個振動周期的頻率和/或加速度有效值在整個過程中是不變的。但是，如果需要，在圖17所示的振動型式中，頻率和/或加速度的有效值以一基于1/f模糊邏輯的式樣波動，在圖18所示的振動形式中，頻率和/或加速度的有效值逐步下降，在圖19所示的振動型式中，頻率和/或加速度的有效值在一預(yù)定的時間段內(nèi)保持不變，但隨著這段時間過去將逐步下降，或者，在本發(fā)明的實施例中可采用諸如那些振動形式中的一種或多種組合的任何其他振動型式。此外，當(dāng)振動需要變化時，最后可將振動降至零，即可以停止。要指出的是，圖18所示的振動型式不限于在此所示的三種曲線(A)、(B)和(C)。
有關(guān)加速度的控制，最好使用圖1所示的加速度傳感器6以進行反饋控制。使用加速度傳感器6的優(yōu)點在于能將所需加速度的振動作用于座位上的人，而不會由于負(fù)載差異例如座位上人的重量差異而有不良的影響。
當(dāng)振動需要改變時，可采用如圖1所示的能探測座位上的人所感覺的放松程度的放松傳感器7，從而隨著如圖20A所示的探測到的放松程度的增加，振動頻率的波動可以如圖20B所示減少(即縮小頻率的變化范圍)，和/或加速度的有效值可如圖20C所示減少。要指出的是，點T表示相信座位上的人已睡著的時刻，因此，在時刻T加速度的有效值為零。還要指出的是，在圖20B和20C的曲線圖中，圖20B中的虛線表示頻率變化的范圍變窄，而圖20C中的虛線表示加速度的上限值。
座位上的人感到的放松程度可根據(jù)諸如腦電波(EEG)、脈搏跳動率、心搏、皮膚溫度、皮膚電阻和/或血壓等的生理特征的變化來測量。但是，根據(jù)心搏或脈搏跳動率的這些生理特征的變化來探測放松程度是最佳的，因為這樣方便。更具體地說，在本發(fā)明的實施例中采用了在日本專利申請第8-5256中所公開的放松傳感器。
座位上的人因為怕睡著而沒有放松自己，這也是可能發(fā)生的。為了避免這種可能性，可用控制器8這樣控制振動裝置3，即到達時間T時驅(qū)動振動裝置3，使斜椅處在一預(yù)定的振動狀態(tài)下(要順便指出的是，在所舉的例子中，振動是以一相當(dāng)?shù)偷募铀俣冗M行的)，而且，可同時增加照明燈的光照度，以給座位上人提供有效的視覺刺激，和/或施加聽覺刺激。因此，即使座位上的人在用本發(fā)明的放松設(shè)備進行放松時睡著了，也會因觸覺、視覺和/或聽覺刺激而醒來。所以，座位上人不必害怕他或她在用本發(fā)明的放松設(shè)備進行放松時可能會睡著。
此外，結(jié)構(gòu)被做成與使用放松傳感器無關(guān)，在一預(yù)定的時間過去之后或當(dāng)振動的周期數(shù)達到一預(yù)定值時，可輸出一個或多個喚醒座位上的人的刺激，來削弱或激發(fā)振動裝置3。
對于在本發(fā)明的實施例中所采用的斜椅1，最好使用一電動斜椅，該電動斜椅包括相對座位10用電驅(qū)動靠背11和擱腳板2的電傾斜裝置85，如圖22所示。電傾斜裝置85最好是這樣一種結(jié)構(gòu)，不僅能分開調(diào)整靠背11相對于座位10的傾斜度和擱腳板2相對于座位10的傾斜度，而且當(dāng)靠背11向上相對于座位10傾斜到一個預(yù)定的角度時，還能使擱腳板2自動地運動到與座位10齊平的位置。擱腳板2可以傾斜到一個位置，在這個位置，與座位10相對的擱腳板2的一自由端在座位10頂平面之上。此外，電傾斜裝置85可以是這樣一種類型，當(dāng)放松傳感器7輸出的放松程度增加時，或在通過一預(yù)定時間之后，或當(dāng)振動的周期次數(shù)達到一預(yù)定值時，靠背11向下傾斜到一個完全平的位置，擱腳板2則向上傾斜到與座位10齊平的位置。
在上述的描述中，振動裝置3示為對整個斜椅進行均勻的振動。但是，如果需要的話，也可以只對座位上人的某一部分施加局部振動，例如該人的后背、腰或雙腿。圖23示出一個例子，在該例子中，使用了兩個與只用來振動座位10的振動裝置3分開的附加振動裝置86，它們分別安裝在擱腳板2和靠背11的下部，以分別對座位上的人的雙腿和后背施加振動。因此，可以看到，可分別對座位上的人擱在擱腳板2和靠背11的雙腿和腰施加振動，而這些振動分別由附加振動裝置86所產(chǎn)生的，但也可與振動裝置3所產(chǎn)生的振動重疊。與均勻作用到座位上的人的整個身體的振動不同的是，由各附加振動裝置86產(chǎn)生的振動只要滿足頻率不大于300Hz、最好在10至60Hz范圍之內(nèi)就可以了，那時用來振動座位上的人的整個身體的振動頻率是幾個Hz就適度了。
代替或與局部振動裝置86的組合，可在斜椅中采用按摩裝置M、加熱裝置H和/或冷卻裝置C。
圖24示出了在斜椅的靠背11中采用按摩裝置M。如圖所示，按摩裝置M包括多個例如兩個輥輪87，它們能沿靠背11的縱向架88運動，并能對座位上的人靠在斜椅靠背11上的后背周期施加摩擦、敲打或按壓動作。由按摩裝置M進行的按摩周期最好與由振動裝置3賦予的振動頻率同步。
可在靠背11、座位10和擱腳板2的任何一個中采用加熱裝置H和冷卻裝置C。當(dāng)加熱裝置H只安裝在它們中的一個時，該加熱裝置H最好如圖25所示用在擱腳板2中。座位上的人通過加熱裝置H適度加熱是很有效的，它使該座位上的人在低溫的不舒適的條件下得到放松。
圖26示出了在擱腳板2、座位10、斜靠背11和頭枕都采用冷卻裝置C。在圖26所示的例子中，擱腳板2、座位10、斜靠背11和頭枕12的任何一個中的冷卻裝置C被設(shè)置和定位成從相應(yīng)的擱腳板，座位、斜靠背或頭枕的左和右側(cè)把它們包圍。但冷卻裝置C可不象上述那樣設(shè)置和定位，而是只用在擱腳板、座位、斜靠背和頭枕中的一個或兩個或三個。例如，冷卻裝置C可用在擱腳板2和座位10中的每一個或頭枕12中，并從它們的左和右側(cè)把它們包圍，或在有腳板2和頭枕12中，并從左和右側(cè)把它們包圍。冷卻裝置C的冷卻可通過熱傳導(dǎo)、輻射或?qū)α鱽韺崿F(xiàn)。
不管怎樣，在一高溫的不舒適的條件下，使用冷卻裝置C是特別有利的，通過對座位上的人的身體進行冷卻，能使該人得到有效放松。
除了由搖擺運動產(chǎn)生觸覺刺激之外，使用一種能給座位上的人帶來與搖擺運動同步的不同形式的刺激的輔助刺激裝置。圖27示出一個系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，產(chǎn)生一種頻率是振動頻率(即由振動裝置3產(chǎn)生的周期搖擺運動)三倍的聽覺刺激，圖28示出一個系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，產(chǎn)生一種頻率是振動裝置3產(chǎn)生的周期搖擺運動頻率的兩倍的閃爍照明形式的視覺刺激。除了聽覺和視覺刺激之外，還采用嗅覺刺激。當(dāng)采用嗅覺刺激時，它的輸出可以與振動裝置3所產(chǎn)生的搖擺運動的頻率無關(guān)。這些輔助刺激有一個預(yù)定的等級，這些輔助刺激的等級變化的多少取決于由振動裝置3所產(chǎn)生的搖擺運動的輸出等級和/或座位上的人的放松程度。
控制振動裝置3的控制器8可方便地采用微型計算機形式。當(dāng)振動需要與由加速度傳感器6和放松傳感器7探測到的有關(guān)數(shù)值相匹配或根據(jù)它們改變時，很容易對操作實行控制?？刂破?還可以控制上述討論的喚醒座位上的人和提供附加刺激的電傾斜裝置85、局部振動裝置86、按摩裝置M、加熱裝置H、冷卻裝置C和聽覺與視覺刺激生成裝置?？刂破?可以是這樣編程的，它允許座位上的人以圖30A和30B流程圖所示的方式操作本發(fā)明的放松設(shè)備。
具體地說，座位上人可根據(jù)自己的愿望選擇振動模式。作為例子，在身體的雙肩感到疲勞或僵硬的情況下，當(dāng)座位上的人在一相對高的頻率振蕩時，也就是說約10Hz或更高振蕩時，該人感覺好象在按摩，或在一相對低的頻率例如0.1至3Hz振蕩時，會感到精神得到了緩解。在肌肉相當(dāng)疲勞的情況下，如果在用按摩裝置M對肌肉進行了按摩之后，使一適度的振動或一種振動足以使座位上的人感到似乎有輕微的按摩作用于他或她，該人的肌肉得到了緩解。
另外，當(dāng)座位上的人想要在放松狀態(tài)下打一會兒瞌睡，可用放松傳感器測試放松程度來控制振動頻率和加速度，使得該人通過足以使他或她感到似乎在被輕輕按摩的振動模式而得到放松，同時，座位靠背11的傾斜角慢慢下降，使該座位靠背11處于水平位置。當(dāng)一為避免可能過度睡著而設(shè)置的一段預(yù)定時間過去時，施加一刺激以喚醒該座位上的人。
下面簡要說明分別在圖30A和30B中所示的主程序和子程序主流程(圖30A)1.首先，本發(fā)明放松設(shè)備的使用者根據(jù)使用者的愿望選擇各種參數(shù)來操作放松設(shè)備，即，操作時間的長短、是否使用抗眠刺激、振動變化的型式等等。
2.然后根據(jù)所選擇的參數(shù)開始放松設(shè)備的操作。
3.設(shè)定將根據(jù)1/f模糊邏輯或根據(jù)時間過程而變化的頻率和有效加速度。
4.把斜靠背11的傾斜角設(shè)置在放松設(shè)備操作開始所選定的數(shù)值。
5.在預(yù)定的時間過去之后，或振動的周期次數(shù)達到一預(yù)定值之后，執(zhí)行子程序。
6.當(dāng)放松傳感器測試的放松程度達到一預(yù)定值之后，執(zhí)行子程序。
7.通過來自操作面板的指令使放松設(shè)備停止。
在預(yù)定時間過去之后、振動的周期次數(shù)達到一預(yù)定值之后或放松的程度達到一預(yù)定值之后執(zhí)行子程序是以下面的方式進行的。
子程序(圖30B)1.通過來自操作面板的指令或在設(shè)定的時間之后或在振動的周期次數(shù)達到預(yù)定值之后使放松設(shè)備停止。
2.在選擇了抗眠刺激的情況下，對座位上的人施加抗眠刺激。
3.產(chǎn)生振動。和主流程的情況一樣，以選定的頻率和選定的有效加速度和/或根據(jù)變化型式可以產(chǎn)生振動，而變化型式是根據(jù)1/f模糊邏輯或根據(jù)時間的過程來發(fā)生的。
前述是使用本發(fā)明放松設(shè)備的多種手段的一個舉例，不是用來對本發(fā)明的放松設(shè)備的應(yīng)用進行限制的。在任何情況下，由于當(dāng)座位上的人想通過頻率較低例如0.1至3Hz的適度振動使精神得到緩解時，振動的傳播方向和旋轉(zhuǎn)與否是因人而異的，因此，根據(jù)座位上的人的愿望，在使用放松設(shè)備之前或之后的任何時間能夠進行選擇和設(shè)定。
支承裝置不總是限于斜椅1和擱腳板2。床也可等效用作支承裝置，此外，支承裝置不限于能有效支承座位上的人的整個身體的類型，還可以是只對座位上的人的上半部分施加振動的一種類型。作為例子，擱腳板2可以與座位10分開，如圖29所示。
下面說明使用頻率不高于25Hz、加速度不大于0.1G的振動的必要性。
在不高于1Hz的低頻率范圍中，由小腦和半圓形管感覺振動，而感覺振動的感受器感覺不到。就感受器的感覺而言，觸覺小體、環(huán)層小體、默克爾觸盤和魯菲尼小體都稱作振動感覺。尤其是，觸覺和環(huán)層小體對低振幅的振動刺激有感受。觸覺小體會顯示出具有作為刺激頻率的函數(shù)的20至30Hz的最小閾的U形圖形。雖然環(huán)層小體也能感受20至30Hz的振動，但其閾振幅比觸覺小體的要高。請看Oyo Butsuri(應(yīng)用物理學(xué))，Vol.54，No.4，1985，pp.368-372。
因此，在不低于幾個Hz的頻率情況下，只有對低振幅敏感的觸覺小體才能清楚地感受到最高達25Hz的振動。
至于加速度的等級，已進行了研究，確定它與放松程度的關(guān)系。下面描述根據(jù)圖31所示的時間表以0.5Hz、1.5Hz和12Hz所進行的實驗結(jié)果。
進行實驗的條件如下面的表1所示
表1
使用圖1所示的斜椅，來測量腦電波和心搏。在測量腦電波的過程中，根據(jù)國際10-20安裝指南，即F3-A2、C3-A2和O1-A2，來裝配測量電極。
分析腦電波的變化，以確定健全的研究對象-年齡27歲、體重60公斤的婦女是否得到放松。圖32A至32F示出了測試結(jié)果的例子。當(dāng)施加12Hz頻率的平移振動時，得到了圖32A和32B中示出的腦電波，當(dāng)施加1.5Hz頻率的平移振動時，得到了圖32C和32D中示出的腦電波，當(dāng)施加0.5Hz頻率的前后搖擺振動時，得到了圖32E和32F中示出的腦電波。
在振動開始之后的約1.5分鐘測量加速度等級時所出現(xiàn)的圖32A、32C和32E所示的腦電波變化是合適的，在振動開始之后的約1.5分鐘測量加速度等級時所出現(xiàn)的圖32B、32D和32F所示的腦電波變化是不合適的。
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知道的那樣，腦電波可分類成α波、β波、θ波和駝峰(hump)。當(dāng)人處在清醒、安靜而且眼睛閉合狀態(tài)下出現(xiàn)α波，當(dāng)人處在清醒而且眼睛張開或即使眼睛閉上也處在緊張狀態(tài)下出現(xiàn)β波，當(dāng)人處在瞌睡至睡著狀態(tài)下出現(xiàn)θ波，當(dāng)人處在瞌睡的第一階段并也在輕微睡著的第二階段時出現(xiàn)駝峰。當(dāng)人瞌睡時，α波被基本是平的腦電波所壓制，當(dāng)人隨后進入沉睡中時，與快波(fast waves)組合的小幅度θ波在α波之后出現(xiàn)。
在任何實驗條件下，當(dāng)加速度等級高達如圖32B、32D和32F所示時，不僅伴隨著α波的出現(xiàn)增加使β波的出現(xiàn)下降，而且α波的頻率也下降。換句話講，當(dāng)加速度等級如圖32A、32C和32E所示是合適的時，不僅θ波的出現(xiàn)變大，而且大幅度的駝峰與θ波一起出現(xiàn)，這表明人已放松了。
圖33A和33B說明當(dāng)人受到三分鐘的1.5Hz的平移側(cè)向振動時，在這段時間中α波和θ波的出現(xiàn)率是怎樣變化的。當(dāng)加速度等級較大，即0.1G時，α波的出現(xiàn)率比θ波的出現(xiàn)率高，即約是2.5倍，如圖33B所示。換句話講，當(dāng)加速度等級是合適的，即為0.01G時，θ波的出現(xiàn)率相當(dāng)高，并占據(jù)振動作用時間中的后半部分過程中的約50至80％，如圖33A所示。
在振動的對象處于振動的3分鐘時間中，當(dāng)加速度等級是合適的(0.01G)和較高(0.1G)時，腦電波的出現(xiàn)率如圖34的柱狀圖所示。圖34清楚地顯示出，當(dāng)加速度等級合適時，θ波和β波的出現(xiàn)率約分別約為50％和20％，而當(dāng)加速度等級較高時，θ波和β波的出現(xiàn)率約分別約為20％和30％。這表明了一個事實，即較高的加速度等級使受振動的對象難以放松。
圖35示出θ波的出現(xiàn)率，θ波是當(dāng)受振動對象在不同的振動頻率從一放松狀態(tài)變?yōu)樗鵂顟B(tài)時主要出現(xiàn)的腦電波之一。在圖35的圖形中，當(dāng)受振動對象眼睛閉著處于睡著狀態(tài)時，假定θ波的出現(xiàn)率是100％，各振動頻率的左和右柱表示當(dāng)加速度等級是合適的和較高時的θ波個各自出現(xiàn)率。從圖35的圖表中可以理解到，在任何一種頻率下，即12Hz側(cè)向振動、1.5Hz側(cè)向振動和0.5前后搖擺振動，當(dāng)加速度等級較高時，θ波的出現(xiàn)率是相當(dāng)?shù)偷?，表示受振動對象與加速度等級合適時相比較難以放松。
從實驗的前述結(jié)果看，可以推斷不大于0.1G的加速度等級適合于進行放松。要指出的是在圖35的圖形中，在0.5Hz的加速度等級是較高的，也就是說0.04G。由于0.04G比0.1G小，當(dāng)0.5Hz的加速度等級變大到0.1G時，與加速度為0.04G相比，進行放松就更困難了，這是容易理解的。
雖然參考附圖和結(jié)合本發(fā)明的較佳實施例描述了本發(fā)明，但要指出的是，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，各種變化和修改是顯而易見的。這種變化和修改被理解為包括在由所附的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)，除非這些變化和修改脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種放松設(shè)備，它包括一支承在其上想放松的人的全身的支承裝置；一種振動支承裝置的振動裝置，以不大于25Hz的頻率振動該人的全身；一控制振動裝置的控制裝置；以及其中由所述振動裝置產(chǎn)生的、用來振動支承在支承裝置上的人的振動加速度的最大絕對值不大于0.1G。
2.如權(quán)利要求1所述的放松設(shè)備，其特征在于，所述振動裝置在第一平面內(nèi)周期振蕩支承裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的放松設(shè)備，其特征在于，所述振動裝置在彼此垂直的第一和第二平面內(nèi)周期振蕩支承裝置，以向支承裝置上的人周期作用一擬旋轉(zhuǎn)運動，其中所述加速度是一個含有彼此相垂直的矢量分量的角加速度，所述加速度的最大值可用角加速度的最大值來表示。
4.如權(quán)利要求1至3中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，所述振動裝置與支承裝置傳動相連。
5.如權(quán)利要求1至4中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，所述振動裝置直接作用于人而對人施加振動，其中所述支承裝置在與由振動裝置產(chǎn)生的振動的傳播方向相一致的方向運動。
6.如權(quán)利要求1至5中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，所述支承裝置由基件支承，從而使受振蕩的人的頭部畫出一個朝基件向下彎曲的彎曲軌跡。
7.如權(quán)利要求1至6中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，振動頻率是可調(diào)的。
8.如權(quán)利要求1至6中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，加速度的有效值是可調(diào)的。
9.如權(quán)利要求1至6中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，振動頻率和加速度的有效值是可調(diào)的。
10.如權(quán)利要求1至9中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，還包括探測人們喜愛的放松程度的放松傳感器，可用所述放松傳感器的輸出來改變振動裝置產(chǎn)生的振動型式。
11.如權(quán)利要求1至10中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，還至少包括一個振動人體局部的附加振動裝置。
12.如權(quán)利要求1至11中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，還包括一種加熱人體的加熱裝置。
13.如權(quán)利要求1至12中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，還包括一種冷卻人體的冷卻裝置。
14.如權(quán)利要求1至13中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，還至少包括一個輔助刺激裝置，以與振動同步地向人作用一輔助刺激。
15.如權(quán)利要求1至14中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，所述支承裝置是一種斜椅，它包括一座位、一可相對于座位傾斜的斜靠背和一可相對于座位傾斜的擱腳板。
16.如權(quán)利要求15所述的放松設(shè)備，其特征在于，所述斜椅是一種包括電傾斜裝置的電動斜椅。
17.如權(quán)利要求1至16中的任何一項所述的放松設(shè)備，其特征在于，還包括一對人體進行局部按摩的按摩裝置。
18.一種放松設(shè)備，它包括一支承在其上想放松的人的全身的支承裝置；一種振動支承裝置的振動裝置，以不大于25Hz的頻率振動該人的全身；以及一控制振動裝置的控制裝置。
19.一種放松設(shè)備，它包括一支承在其上想放松的人的全身的支承裝置；一種振動支承裝置、用來振動該人全身的振動裝置；以及一控制振動裝置的控制裝置，其中由所述振動裝置產(chǎn)生的、用來振動支承在支承裝置上的人的振動加速度的最大絕對值不大于0.1G。
20.一種緩解想放松的人的方法，這種方法包括下列步驟準(zhǔn)備一個支承其上的整個人體的支承裝置；振動支承裝置使整個人體振動；以及控制振動裝置產(chǎn)生一種頻率不高于20Hz、振動加速度的最大絕對值不大于0.1G的振動。
21.如權(quán)利要求20所述的緩解方法，其特征在于，在振動步驟中，支承裝置在第一平面中周期振動。
22.如權(quán)利要求20所述的緩解方法，其特征在于，在振動步驟中，振動裝置在彼此垂直的第一和第二平面內(nèi)周期振蕩支承裝置，以向支承裝置上的人周期作用一擬旋轉(zhuǎn)運動，其中所述加速度是一個含有彼此相垂直的矢量分量的角加速度，所述加速度的最大值可用角加速度的最大值來表示。
23.如權(quán)利要求20至23中的任何一項所述的緩解方法，其特征在于，在振動步驟中，以一種方式振蕩人，從而使該人的頭部畫出一個朝下彎曲的軌跡。
全文摘要
一種放松設(shè)備,它包括一支承在其上的想放松的人的全身的斜椅。躺在斜椅上的人以一不高于25Hz的頻率周期振動。設(shè)置一控制裝置用來控制振動裝置。由振動裝置產(chǎn)生的、用來振動支承在斜椅上的人的振動加速度的最大絕對值不大于0.1G。
文檔編號A61H1/00GK1178667SQ9712057
公開日1998年4月15日 申請日期1997年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月7日
發(fā)明者北堂真子, 荒木和典, 高橋達也, 大川和己, 岸本季久, 依田裕希 申請人:松下電工株式會社