專利名稱：用于座椅中支撐元件的循環(huán)調(diào)節(jié)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種用于減少座位占有者肌肉疲勞癥狀及發(fā)生的設(shè)備與方法，更明確的說，是關(guān)于一種用于調(diào)節(jié)諸如腰椎支撐的座位中的支撐元件位置的設(shè)備與方法。
背景技術(shù)：
必須在相當(dāng)長一段時間內(nèi)保持坐著的人們會發(fā)生疲勞和循環(huán)失調(diào)的癥狀，其整個來說對人們的健康狀況、注意力和表現(xiàn)有負面影響。特別是在相當(dāng)長的汽車行程中，就行車安全來說，這是不符合要求的。事實上推薦人們要不時休息并參加體育鍛煉，但這也不能經(jīng)常奏效。
久坐的人的肌肉疲勞的影響因素包括血流和氧氣的減少、個別肌肉纖維疲勞、脊椎盤壓傷及可能在肌肉纖維與周圍組織內(nèi)形成乳酸。另外，在一段持續(xù)很久的坐的時間內(nèi)，個人坐的姿勢逐漸下垂，從而改變了個人脊骨的彎曲率。現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)驗證通過操控座位占有者脊骨的彎曲率可以減輕一些背部疼痛。近來人體工程學(xué)研究將這些問題歸因于靜態(tài)肌肉活動，然而，靜態(tài)腰椎支撐，甚至具有可定制的彎曲率的靜態(tài)腰椎支撐，都不能減輕靜態(tài)肌肉活動。關(guān)于到這一點，本發(fā)明以小增量提供脊骨區(qū)域和肌肉組織重復(fù)運動以產(chǎn)生抽動作用以增加肌肉纖維內(nèi)肌肉血液循環(huán)，產(chǎn)生被動運動且防止乳酸形成。我們發(fā)現(xiàn)在持續(xù)很久的坐的時間內(nèi)，由腰椎支撐元件的小規(guī)模運動引起的脊骨與肌肉組織的周期移位在減少肌肉疲勞方面特別有效。
如前文所指示，存在許多此項技術(shù)中熟知的座位，其試圖解決肌肉疲勞和循環(huán)失調(diào)的發(fā)生及相關(guān)癥狀。更明確的說，我們發(fā)現(xiàn)就機動車輛座位而言，按摩元件、可調(diào)節(jié)高度和彎曲度的手工-驅(qū)動或電動-驅(qū)動弓形元件在改善坐姿和舒適度方面受座位占有者歡迎。更明確的說，此項技術(shù)中熟知的旨在減輕座位占有者感知到的肌肉疲勞的振動或按摩機械裝置也增加血流，被動地移動脊骨且緩和乳酸形成。此運動是否為座位占有者所察覺視眾多變數(shù)而定。諸如美國專利號第5,816,653號和第6,007,151號所引用的早期研究指示6到10毫米的運動是察覺不到的。更多新近研究指示盡管人們可更容易地感知12毫米運動，但許多人仍可以感覺到這個6到10毫米幅度的運動。更重要的是，新近研究揭示無論是否可以察覺此運動都是有益的，且如運動是理想的舒適的按摩運動則此益處保持。
此項技術(shù)中熟知的可調(diào)節(jié)的弓形的支撐元件一般是機械或電動機驅(qū)動的可根據(jù)座位占有者的喜好安置的設(shè)備。那些手工致動系統(tǒng)不能提供本發(fā)明所提供的重復(fù)且特定的受控的安置特征，且已發(fā)現(xiàn)此特征在減少并消除乳酸形成和肌肉疲勞方面尤其有效。諸如美國專利第5,816,653號和美國專利號第6,007,151號所揭示的先前的腰椎支撐循環(huán)裝置必需依靠逐增的理解成不可察覺的步驟。那樣，仍存在一種在一個經(jīng)濟的加強的裝置中將被動運動的益處和理想的可察覺的運動聯(lián)合起來的需要。
專利肌電圖人體工程學(xué)研究揭示隨著由諸如腰椎支撐特別是施加到由牽引致動的、可成弓形的腰椎支撐的可變曲率的人體工程學(xué)支撐設(shè)備的循環(huán)彎曲提供的聯(lián)合了按摩作用和循環(huán)的被動運動，15肌肉活動顯著減少。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述內(nèi)容，本發(fā)明提供一種根據(jù)特定循環(huán)調(diào)節(jié)座位內(nèi)支撐元件位置來減輕座位占有者肌肉疲勞的設(shè)備和方法。本發(fā)明提供支撐元件和具有適用于根據(jù)預(yù)定序列選擇性地定位支撐元件的控制器的驅(qū)動組件。本發(fā)明提供具有周期性地和重復(fù)地移位支撐元件的控制器的驅(qū)動組件。本發(fā)明提供一種以上述方式調(diào)節(jié)座位中支撐元件位置的方法。
本發(fā)明提供車輛座位中的支撐元件，其包括用于根據(jù)預(yù)定循環(huán)自動地調(diào)節(jié)支撐元件位置的控制器。更明確的說，本發(fā)明的設(shè)備適用于刺激座位占有者肌肉且包括適用于耦合至座位以相對座位移動的柔性支撐元件。驅(qū)動器自動地且重復(fù)地通過調(diào)節(jié)循環(huán)移動柔性支撐元件，循環(huán)包括在第一方向到一設(shè)定位置的運動，接著在第二方向到另一設(shè)定位置的運動。每一運動在時間上是連續(xù)的，且在方向改變前通過停頓分離。
本發(fā)明方法通過調(diào)節(jié)支撐元件的曲率減輕座位占有者的肌肉酸痛且通常包括以下步驟將支撐元件放置在第一位置以有效地嚙合座位占有者的～肌肉，其中此第一位置界定支撐元件的第一彎曲度。本發(fā)明方法包括另外的步驟根據(jù)調(diào)節(jié)循環(huán)自動地調(diào)節(jié)支撐元件的曲率，此循環(huán)包括在第一彎曲度開始，增加或減少第一數(shù)量的彎曲度以界定第二彎曲度，從第二彎曲度反向運動方向，且增加和減少第二數(shù)量的彎曲度以界定第三彎曲度。
本發(fā)明揭示和主張的方法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于控制系統(tǒng)達到循環(huán)的運動模式。這些可施加到諸如膨脹膜、推槳和柔性導(dǎo)線墊支撐的其他類型的人體工程學(xué)支撐。
參照附圖，下文詳細描述了本發(fā)明的另外一些特征和優(yōu)勢，及本發(fā)明多種實施例的結(jié)構(gòu)和運行。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的支撐元件和定位組件的正視圖。
圖2是圖1所示的支撐元件的側(cè)視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明15的定位組件控制模塊的示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的定位組件控制模塊的示意圖。
圖5是本發(fā)明的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明是關(guān)于一種用于根據(jù)預(yù)定序列調(diào)節(jié)座位中支撐元件位置的設(shè)備和方法。一般而言，由模件來控制支撐元件的調(diào)節(jié)，模件以一預(yù)定循環(huán)輸送電流到電動機，以自動地和循環(huán)地調(diào)節(jié)支撐元件的位置。運行本發(fā)明提供的周期循環(huán)以減少一般發(fā)生在長期停留座位期間的肌肉疲勞并且增加舒適度。另外，本發(fā)明可供給理想的按摩效果。
本發(fā)明的以下描述實際上僅僅是示范性的且不希望限制所主張的本發(fā)明的范疇。此外，盡管描繪本發(fā)明是用于座位的腰椎部位的，但此描述希望充分地教授此項技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員制造并在多種環(huán)境下使用本文所描述和主張的設(shè)備與方法。所描繪的替代例是由牽引驅(qū)動的弓形的支撐元件類型的腰椎支撐。
如附圖中圖1所示，所示的腰椎支撐10包括柔性的彈性支撐元件，此元件有與較高部份16和較低部份18互連的主體14。定位組件20耦合至支撐元件12以選擇性地移位相對于較低部份18的較高部份16，從而彎曲主體14，如圖2所示。在較佳實施例中，定位組件20包括電動機22，電動機經(jīng)耦合以驅(qū)動致動組件24，致動組件24包括電纜25，電纜25藉由諸如附加裝置26和28分別耦合至支撐元件12的較高部份和較低部份16和18。雖然本文所描述的本發(fā)明的實施例特別適于使用在Windsor，Ontario有一定商業(yè)地位的北美Schukra Ltd.制造的雙路或四路電腰椎支撐，但是此項技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員意識到多種支撐元件和致動設(shè)備可與本發(fā)明一起使用而不脫離隨附權(quán)利要求的正確范疇。舉例而言，支撐元件可包括耦合至壓力調(diào)節(jié)器的膨脹膜、推槳、杠桿化面板(levered panel)或柔性導(dǎo)線墊。
圖2所示的支撐元件12以主體14的多種彎曲度定位，每一彎曲度界定一頂點27。如下所述，通過選擇性的增加或減少主體14的彎曲率，頂點27在由箭頭30指示的第一方向可朝向座位占有者移位，且在相對于箭頭30的第二方向朝向遠離座位占有者移位。
圖3示意性的說明本發(fā)明的一個實施例，其中定位組件20適合于根據(jù)預(yù)定調(diào)節(jié)循環(huán)改變支撐元件12的彎曲率。在此實施例中，定位組件20與支撐元件12和電源32互連。如圖所示，定位組件20包括機械地連接電動機22和支撐元件12的諸如前述致動器24的耦接器34，以及電力地連接電動機22和電源32的控制模塊36。如下文更詳細闡明，為了選擇性地驅(qū)動電動機22及根據(jù)預(yù)定調(diào)節(jié)循環(huán)移位支撐元件12，控制模塊36適用于控制電動機22內(nèi)的電流。模塊36體現(xiàn)本發(fā)明的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)。如下對模塊36部件和運行的描述概括說明了模塊的功能和運行。然而，此項技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到此項技術(shù)中熟知的等效部件可代替下文所描述的部件及/或修改部件間的相互聯(lián)系，使得模塊36連通電動機22的相同或等效的電流循環(huán)控制。
繼續(xù)參看圖3，所示的控制模塊36的一個實施例包括激勵器38、電流調(diào)整器40及安置在電源32和電動機22間的極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42。激勵器38被視為可定位在防止電流自電源32流向電流調(diào)整器40的斷開位置和電流連通至電流調(diào)整器間的閉合位置間的開關(guān)。在較佳實施例中，激勵器38與輸入端39(圖4)連通，座位占有者可使用此輸入端39選擇性地啟動和終止預(yù)定調(diào)節(jié)循環(huán)的執(zhí)行。
循環(huán)開始于由座位占有者使用諸如電開關(guān)或機械杠桿的分離控制器選擇的支撐元件的第一位置。循環(huán)在第二位置和第三位置間振蕩，這兩個位置與第一位置間的距離是相等的。第二位置和第三位置中的一個在第一位置前，另一個在第一位置后。較佳為第二位置與第一位置間的距離是6毫米，且在相對方向的第三位置與第一位置間的距離是6毫米，達到總的行徑范圍為12毫米。人體工程學(xué)研究揭示被調(diào)查的座位占有者喜歡此構(gòu)形。因此，本發(fā)明的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)體現(xiàn)的運動模式被理解成代表了對脊旁肌和脊骨的被動運動的無知覺作用及被調(diào)查的座位占有者滿意的感知的按摩作用聯(lián)合的最佳化模式。其他運動范圍被認為是在本發(fā)明的范疇內(nèi)的，包括小到座位占有者察覺不到的范圍和大到感覺到的理想的按摩動作的范圍。
在較佳實施例中，輸入端39包括耦合至座位外表面的腰椎開關(guān)(未示)?？捎勺徽加姓卟倏匮甸_關(guān)以通過改變支撐元件的彎曲率來調(diào)節(jié)腰椎支撐的位置。以此項技術(shù)中熟知的方式構(gòu)形輸入端39和激勵器38，以便如上所述通過關(guān)閉激勵器38，腰椎開關(guān)的快速致動啟動由電流調(diào)整器40提供的調(diào)節(jié)循環(huán)。此項技術(shù)中的技術(shù)人員將意識到可使用諸如瞬時開關(guān)的多種等效的致動結(jié)構(gòu)而不偏離隨附的權(quán)利要求界定的本發(fā)明的范疇。
電流調(diào)整器40的作用是諸如通過定時電路選擇性地將電流連通至極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42。激勵器38在閉合位置時，電流調(diào)整器40在第一時間間隔防止電流流向極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42，在第二時間間隔將電流連通至開關(guān)42。極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42和開關(guān)控制器68控制向前運動和向后運動間的過渡。
極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42是此項技術(shù)中熟知的類型，其適用于選擇性地反向模塊36和電動機22間電連接的極性，以在第一方向和第二方向循環(huán)電動機22的運動。如在圖4所示的控制模塊36的另一實施例示意性說明，極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42與開關(guān)控制器78連通。開關(guān)控制器78選擇性的自并至界定模塊36和電動機22間第一極性連接的第一位置移動極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42，且至并自界定第二極性連接的第二位置移動極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42。大體如前所述，電流調(diào)整器40通過第一極性連接連通至電動機22，界定第一方向的第一運動。相似地，第二極性連接將第二方向的第二運動連通至電動機22。電動機22耦合至模塊36，使得本發(fā)明系統(tǒng)控制的電流在第一方向驅(qū)動電動機22，且通過機械耦接器34在箭頭30指示的方向移動支撐元件12。隨后周期性地，模塊36中體現(xiàn)的本發(fā)明系統(tǒng)使得電動機22在相對箭頭30方向移動支撐元件12的頂點27。應(yīng)意識到本發(fā)明可使用此項技術(shù)中熟知的已實施的機電或軟件的極性轉(zhuǎn)換開關(guān)而不偏離隨附的權(quán)利要求的正確范疇。
電流調(diào)整器40被構(gòu)形以將電流連通至極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42，同時支撐元件12移動通過一定位置范圍，以防止在運動間的時間間隔電流流動。每一運動的持續(xù)時間為大約5秒到大約25秒。較佳時間間隔或停頓為大約3秒。
此項技術(shù)中的技術(shù)人員將意識到特定的曲率調(diào)節(jié)視若干變數(shù)而定，這些變數(shù)包括電動機22的特定構(gòu)形、支撐元件的穩(wěn)固性、支撐元件和座位占有者間填充物的數(shù)量、座位占有者施加的支撐元件的負荷?？紤]到這些變數(shù)，對支撐元件來說，較佳曲率調(diào)節(jié)幅度是一種能充分刺激座位占有者肌肉接近支撐元件或些微地修改座位占有者的坐姿的曲率調(diào)節(jié)幅度。乘客使用分離控制器選擇第一曲率幅度。應(yīng)用中運動速度也視上述變數(shù)而定。
應(yīng)意識到不僅可以特定地控制每一支撐元件曲率調(diào)節(jié)的幅度和頻率，還可以控制模塊36提供的支撐元件12的全部行徑范圍。更明確而言，雖然熟知的腰椎支撐中的頂點行徑的全部范圍也視諸如支撐元件的穩(wěn)固性和支撐元件和座位占有者間填充物的數(shù)量的變數(shù)而定，其可高達50毫米。特別較佳頂點27的每一運動幅度在大約12毫米的范圍內(nèi)。此占有者肌肉和脊骨的周期運動一般是充分的，以增加循環(huán)并減少一般發(fā)生在坐期間的肌肉疲勞。
開關(guān)控制器68(圖3)適用于以10預(yù)定位移幅度或時間間隔改變開關(guān)42的位置，從而反向模塊36和電動機22間連接的極性。舉例而言，較佳模塊36包括界定最大和最小的由調(diào)節(jié)循環(huán)提供的曲率位移的末端止件(未示)。此項技術(shù)熟知的眾多選項中，末端止件可包括防止電動機或激勵器超過最大或最小值的機械止件、類似性能的實施軟件(software implemented)的止件或限制用于生成通過特定極性的時間間隔的計數(shù)器。當(dāng)然，可使用其他的定時或量測設(shè)備而不偏離由隨附權(quán)利要求界定的本發(fā)明的范疇。下文將更全面地描述較佳末端止件構(gòu)形。此項技術(shù)中的技術(shù)人員將意識到激勵器38適用于保持在關(guān)閉位置以允許電流調(diào)整器40和極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42不斷地生成并連通電流到電動機22直到操作員取消調(diào)節(jié)循環(huán)。預(yù)期可通過手工或自動干涉來取消。舉例而言，在較佳實施例中，腰椎開關(guān)的手工致動經(jīng)由輸入端39運行以啟動激勵器38，進而終止調(diào)節(jié)循環(huán)。類似地，在關(guān)掉車輛點火時，可在預(yù)定時間間隔(例如10分鐘)后取消調(diào)節(jié)循環(huán)，或以任何此項技術(shù)中熟知的其他方式來取消。重新調(diào)節(jié)支撐元件的最初、中央、第一彎曲位置也停止循環(huán)運動。應(yīng)意識到座位占有者可在任何時間重新啟動調(diào)節(jié)循環(huán)，諸如以先前描述的方式通過輸入端39。
除了自動化的支撐元件調(diào)節(jié)特征外，圖4所示控制模塊36的實施例包括一與電動機22和存儲器76連通的位置指示器74。位置指示器74適用于在激勵器38和輸入端39啟動調(diào)節(jié)循環(huán)時，以此項技術(shù)中大體熟知的方式將電動機22、致動器24或支撐元件12的位置記錄在存儲器76的寄存器中。在此實施例中，模塊36包括控制器78，控制器78適用于一經(jīng)取消調(diào)節(jié)循環(huán)就自存儲器76檢索最初位置并將電動機22、致動器24或支撐元件12恢復(fù)到最初位置。因此，所示的控制器78與電源32，極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42和存儲器76連通，使得控制器78可選擇性地安置極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42且連通適當(dāng)持續(xù)時間的電流，以將電動機22或其他元件恢復(fù)到最初位置。此項技術(shù)中的技術(shù)人員將意識到本發(fā)明可使用指示此項技術(shù)中熟知結(jié)構(gòu)的多種位置(例如轉(zhuǎn)換器)而不偏離隨附權(quán)利要求的范疇。
如上所述，為了減輕座位占有者的肌肉疲勞，本發(fā)明提供一種根據(jù)一預(yù)定循環(huán)調(diào)節(jié)座位內(nèi)支撐元件位置的設(shè)備和方法。支撐元件的重復(fù)運動產(chǎn)生抽動作用增加肌肉纖維內(nèi)肌肉血液循環(huán)且防止肌肉內(nèi)乳酸形成。脊骨和肌肉的被動運動減少或消除一般發(fā)生在長時間坐期間的肌肉疲勞。盡管本文所描述和主張的支撐元件調(diào)節(jié)的較佳定時被認為尤其適合在本發(fā)明設(shè)備和方法中減輕肌肉疲勞，但此項技術(shù)中的技術(shù)人員將意識到也可使用其他時間間隔和調(diào)節(jié)幅度而不偏離隨附權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的正確范疇。
圖5是本發(fā)明控制系統(tǒng)的流程圖，如控制模塊36、電流調(diào)整器40和控制器78所體現(xiàn)的。圖5代表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以機器可讀格式儲存，較佳構(gòu)形成集成芯片的晶體管且最佳為Motorola 8位微處理器MC68HC705B16。
由座位占有者手工地執(zhí)行步驟80和82。乘客15調(diào)節(jié)支撐元件12的位置80到理想的舒適位置，其成為循環(huán)的第一位置。第一位置“也是”循環(huán)范圍的中央，除一些范圍擴展超過支撐元件機械極限的情況，其中控制系統(tǒng)以下文更完全陳述的方式操縱支撐元件。如果位置不舒適，則乘客重新調(diào)節(jié)位置82。此循環(huán)前的最終調(diào)整啟動控制系統(tǒng)來建立相關(guān)位置，在這些位置上向內(nèi)運動停止而向外運動開始且反之亦然，位置傳感器74監(jiān)控位置資訊。位置感應(yīng)是一項熟知的技術(shù)，且可放置在單元上多種地方的多種傳感器是熟知的，且為熟知的等效替代例。
調(diào)整到理想的第一位置之后，乘客按壓分離按鈕來啟動25循環(huán)84?？刂葡到y(tǒng)發(fā)信號給電動機來開始第一方向的在圖5向內(nèi)的第一運動86。等效地，第一運動也可以是向外的?？刂葡到y(tǒng)通過檢驗位置傳感器74來監(jiān)控支撐元件12的位置。在對位置傳感器的檢驗最先指示到達與第一位置距離6毫米的最向內(nèi)的第二位置時88，即執(zhí)行控制系統(tǒng)的下一步驟90。在到達第二位置前，根據(jù)步驟86維持電動機22的電流，以使得支撐元件保持移動。從步驟82知道第二位置，其中選擇第一位置，為所有的3個相關(guān)位置恢復(fù)控制系統(tǒng)的存儲器寄存器中的起始位置代表。
在到達與第一位置距離為6毫米的最向內(nèi)的(或者最向外的)時，第二位置停止運動，88。啟動定時器等待3秒，90。此停頓維持與指示理想和有益的循環(huán)參數(shù)的人體工程學(xué)研究結(jié)果一致的脊骨和肌肉的設(shè)定曲率。
在3秒停頓結(jié)束時，為了開始第二方向的第二運動，92，反向極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42并重新啟動電流到電動機22。位置傳感器再次監(jiān)控支撐元件12的運動，以判定支撐元件12的位置是否仍與步驟82中啟動的第三位置匹配。控制系統(tǒng)在第二方向上繼續(xù)電動機22的電流直到支撐元件12在第二方向上移動12毫米，94。當(dāng)行徑了12毫米且到達第三位置時，再次中斷電流且再次嚙合計時器以使運動停頓。
完成第二停頓時，再次反向極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42，用反極性重新啟動電流且開始在第一方向的另一運動，98。由于此運動開始于在預(yù)構(gòu)形的循環(huán)范圍的全部區(qū)域內(nèi)的第三位置，而不是開始于第一中央位置，第一方向的第三運動必須行進12毫米以到達在預(yù)構(gòu)形循環(huán)的其他全部區(qū)域內(nèi)的第二位置。因而，控制系統(tǒng)具有用于監(jiān)控連續(xù)的12毫米的來回運動的第三監(jiān)控回路，100。僅第一運動是6毫米。圖5未描繪的一個選項是在循環(huán)停止后將支撐元件12恢復(fù)到最初的、第一位置的最終的6毫米的移動。
通過至少三個活動的任一個來停止循環(huán)。一是乘客再次重新調(diào)節(jié)第一初始位置，如在步驟80中所做。在循環(huán)期間使用控制器停止循環(huán)，104，并重新啟動有新第一、第二和第三位置值的控制系統(tǒng)存儲器寄存器。關(guān)閉汽車也停止循環(huán)。最終，循環(huán)被預(yù)設(shè)為10分鐘后自動停止。在步驟102控制系統(tǒng)檢驗定時器。如還沒有到10分鐘，則在步驟90繼續(xù)循環(huán)，使得12毫米的移動繼續(xù)。如已達10分鐘，則控制系統(tǒng)停止循環(huán)。
我們認為這是在本發(fā)明范疇內(nèi)的可用于20控制汽車座椅、器具及其類似物中的任一類型的人體工程學(xué)支撐的循環(huán)運動。所描繪的替代實施例是汽車座位，其使用由牽引致動的弓形的圖1和2描繪的支撐元件類型的腰椎支撐。我們認為這是在本發(fā)明范疇內(nèi)的可用于控制任一類型腰椎支撐的循環(huán)運動，包括推槳、柔性導(dǎo)線墊、軟外殼及其類似物。
所描繪的替代實施例的牽引致動的、弓形的支撐元件類型通常具有大約40-50毫米的總的機械范圍。例如，如使用50毫米范圍的腰椎支撐，乘客可在6毫米到44毫米的任何地方設(shè)定第一位置且如上所述進行循環(huán)。在第一位置被設(shè)定在0和6毫米與44和50毫米之間的情況下，本發(fā)明的控制系統(tǒng)以如下方式也可通過一個縮短了的范圍，其中由支撐元件12的機械極限中斷正常循環(huán)范圍。
此項技術(shù)中的技術(shù)人員熟知失速傳感器70的用途及其裝置。一般，其為簡單的安培計設(shè)定成在電動機的安培數(shù)超出預(yù)構(gòu)形極限時發(fā)送信號，如發(fā)生在所描繪的腰椎支撐的總范圍的極限時機械地防止電動機進一步旋轉(zhuǎn)的情況下一樣。可在本發(fā)明范疇內(nèi)使用指示所描繪的腰椎支撐總范圍極限的其他類型的失速傳感器或位置傳感器，例如實施軟件的末端止件。
在較佳末端止件構(gòu)形中，開關(guān)控制器68包括被構(gòu)造形成在到達一個各自的機械末端止件時偵側(cè)電動機22失速的失速傳感器70。在較佳實施例中，失速傳感器70是與極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42連通的測流計且適用于在所量測得的電流超出預(yù)定值時致動極性轉(zhuǎn)換開關(guān)42。預(yù)期電動機22的規(guī)格提供0.7和3.0安培之間的連續(xù)電流，且最佳的連續(xù)電流是1.25安培。在此構(gòu)形中，電動機22的失速電流為6.5到7.0安培。將電動機22、致動器24或支撐元件12達到其機械極限的全部行徑用作末端止件。
在步驟106、108和110中，本發(fā)明的控制系統(tǒng)結(jié)合了失速傳感器反饋。當(dāng)支撐元件12范圍的機械極限使電動機22失速時，電流停止且那個方向的運動縮減。如圖5所示，此情況發(fā)生時，立即開始三秒停頓步驟，循環(huán)以相對方向的隨后運動從那里繼續(xù)。此情況可發(fā)生在每10個循環(huán)當(dāng)運動進行到失速時，導(dǎo)致一個由支撐元件范圍極限縮短的連續(xù)的循環(huán)。相對方向的行徑將繼續(xù)到距離第一位置6毫米的全部區(qū)域。舉例而言，如選定的第一位置在50毫米范圍的腰椎支撐的48毫米處，通常向內(nèi)運動將進行到42毫米位置，但向外運動會由于50毫米極限的失速旋轉(zhuǎn)而限制到2毫米?？偟难h(huán)范圍將是8毫米。
乘客僅可設(shè)定支撐元件12的第一位置。雖然在所描繪的替代實施例中乘客不可變更運動順序、運動范圍、循環(huán)的持續(xù)時間和停頓的長度或存在，但是乘客可控制這些參數(shù)的其他實施例，這被認為是在本發(fā)明范圍內(nèi)的。同樣地，由設(shè)備的制造商、裝配工或最后的售貨商變更這些參數(shù)的預(yù)構(gòu)形或結(jié)合此設(shè)備的座椅也被認為是在本發(fā)明范圍內(nèi)的。
考慮到前述內(nèi)容，將看到25達到并獲得了本發(fā)明的數(shù)個優(yōu)勢。
為了最好的闡明本發(fā)明原則及其實際應(yīng)用選擇并描述了實施例，進而使得此項技術(shù)中的技術(shù)人員能夠最好的利用本發(fā)明和多種實施例及適合預(yù)期特定使用的多種修改。
由于可對本文所描述和說明的構(gòu)造和方法做多種修改而不偏離本發(fā)明范疇，希望應(yīng)將前文以附圖描述或展示的所有內(nèi)容理解為是說明性的而不是限制性的。因此，本發(fā)明的寬度和范疇不應(yīng)由上述示范性實施例中的任一個限制，但僅應(yīng)根據(jù)隨附的權(quán)利要求及其等效物限定。
權(quán)利要求
1.一種用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其包括一柔性支撐元件，適用于耦合至座位以相對座位運動；及驅(qū)動構(gòu)件，用于通過調(diào)節(jié)循環(huán)自動地移動所述支撐元件，所述循環(huán)開始于一第一位置，接著沿第一方向做一第一運動到達一第二位置，接著沿第二方向做一第二運動到一第三位置，接著再次沿所述第一方向移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中沿所述第一方向的所述第一運動和沿所述第二方向的所述第二運動重復(fù)多個循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述多個循環(huán)在一預(yù)定時間間隔后自動停止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述運動是不停頓的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中每一所述運動都由一停頓分開。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中每一所述停頓為大約3秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述第一方向和所述第二方向是大體相對的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述第一位置和所述第二位置間的距離為至少4毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述第二位置和所述第三位置間的距離為至少8毫米。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述第二位置和所述第三位置間的距離是12毫米。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腰椎的支撐運動的設(shè)備，其中從所述第二位置到所述第三位置的所述第二運動在一從大約10秒長到大約25秒長的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述腰椎支撐是一推槳。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述腰椎支撐是一柔性導(dǎo)線墊。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述驅(qū)動構(gòu)件包括一牽引索且所述柔性支撐元件是一弓形的壓力表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述驅(qū)動構(gòu)件包括一電動機和一控制模塊，所述電動機耦合至所述支撐元件，所述控制模塊耦合至所述電動機且可電連接到一電源，所述電動機在受到第一極性的電流時，能夠沿所述第一方向移動所述支撐元件，且在受到第二極性的電流時，能夠沿所述第二方向移動所述支撐元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述控制模塊能夠?qū)⒍喾N電流自動地連通到所述電動機，借此所述電動機通過所述調(diào)節(jié)循環(huán)移動所述支撐元件，所述控制模塊進一步包括極性轉(zhuǎn)換構(gòu)件，所述極性轉(zhuǎn)換構(gòu)件用于在所述控制模塊將第一極性的所述電流連通至所述電動機時提供在所述電源和所述電動機間的第一極性連接，及在所述控制模塊將第二極性的所述電流連通至所述電動機時提供在所述電源和所述電動機間的第二極性連接。
17.一種根據(jù)一調(diào)節(jié)循環(huán)，沿第一方向和第二方向自動地移動座位中一支撐元件的設(shè)備，所述設(shè)備包括一驅(qū)動組件，其具有一可沿所述第一方向和所述第二方向移動的輸出端，所述輸出端適用于連接至所述座位中的所述支撐元件；一電源；一電流控制器，其可與該電源連通，用于生成一預(yù)定循環(huán)時間的電流；一開關(guān)，其用于在所述電流調(diào)整構(gòu)件和所述驅(qū)動設(shè)備間自動地建立第一極性連接和第二極性連接，所述開關(guān)通過所述第一極性連接和第二極性連接將多種電流從所述電流調(diào)整構(gòu)件連通至所述驅(qū)動設(shè)備，借此所述驅(qū)動設(shè)備根據(jù)所述調(diào)節(jié)循環(huán)沿所述第一方向和所述第二方向移動所述輸出端。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述控制器進一步包括一位置指示器和一存儲器；所述位置指示器與所述驅(qū)動組件和所述存儲器相連通，所述驅(qū)動組件在所述調(diào)節(jié)循環(huán)啟動時限定一第一位置；所述控制器相對于所述第一10位置限定一第二和第三位置；所述位置指示器能夠在所述調(diào)節(jié)循環(huán)啟動時將所述驅(qū)動組件的所述第一位置傳輸?shù)剿龃鎯ζ?；所述存儲器儲存所述第一位置；所述位置指示器能夠?qū)⑺鲵?qū)動組件的多個位置連通至所述控制器；所述控制器連通至所述開關(guān)所述第一極性、及所述控制器在所述第一和所述第二位置間連通至所述驅(qū)動組件所述電流，接著所述控制器連通至所述開關(guān)所述第二極性、及所述控制器在所述第二位置和所述第三位置間連通至所述驅(qū)動組件所述電流，接著所述控制器連通至所述開關(guān)所述第一極性、及所述控制器在所述第三和所述第二位置間連通至所述驅(qū)動組件所述電流；所述控制器能夠在所述調(diào)節(jié)循環(huán)取消時，從所述存儲器找回所述初始位置并30將所述驅(qū)動組件恢復(fù)到所述第一位置。
19.一種減輕座位占有者肌肉疲勞的方法，其包括調(diào)節(jié)一支撐元件的曲率；將所述支撐元件放置在第一位置以有效嚙合所述座位占有者的肌肉，其中所述第一位置限定所述支撐元件的第一彎曲度；根據(jù)一調(diào)節(jié)循環(huán)調(diào)節(jié)所述支撐元件的曲率，所述循環(huán)包括在所述第一彎曲度開始；然后增加第一數(shù)量的彎曲度以形成一第二彎曲度；減少第二數(shù)量的所述支撐元件的彎曲度以形成一第三彎曲度；及從所述第三彎曲度增加彎曲度回到所述第二彎曲度。
20.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中在所述在將所述支撐元件的彎曲度減少一第二數(shù)量以形成一第三彎曲度和從所述第三彎曲度增加彎曲度回到所述第二彎曲度的步驟中，所述內(nèi)容重復(fù)多次。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述重復(fù)步驟在一預(yù)定時間間隔后自動停止。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法進一步包括在各所述步驟之間停頓的步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第二彎曲度和所述第三彎曲度間距離為大約12毫米。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第二彎曲度和所述第三彎曲度間的每一所述增加和減少步驟為大約10到25秒長。
25.一種用于腰椎支撐運動的設(shè)備，其包括一柔性的支撐元件，其能夠耦合至一座位以作相對于所述座位的運動；及一驅(qū)動器，用于通過一調(diào)節(jié)循環(huán)自動地移動所述支撐元件，所述循環(huán)開始于一第一位置，接著沿第一方向做一第一運動到一第二位置，接著沿第二方向做一第二運動到一第三位置，接著再次沿所述第一方向移動。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中沿所述第一方向的所述第一運動和沿所述第二方向的所述第二運動重復(fù)多個循環(huán)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述循環(huán)運動在一預(yù)定時間間隔后自動停止。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述運動是不停頓的。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中每一所述運動都由一停頓分離。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中每一所述停頓為大約3秒。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述第一方向和所述第二方向是大體相反的。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述第一位置和所述第二位置間的距離為至少4毫米。
33.根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述第二位置和所述第三位置間的距離為至少8毫米。
34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述第二位置和所述第三位置間的距離是12毫米。
35.根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中從所述第二位置到所述第三位置的所述運動在大約10秒長到大約25秒長的范圍內(nèi)。
36.根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述腰椎支撐是一推槳。
37.“根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述腰椎支撐是一柔性導(dǎo)線墊。
38.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其中所述驅(qū)動構(gòu)件包括一牽引索且所述柔性支撐元件是一弓形的壓力表面。
39.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述驅(qū)動部分包括一電動機和一控制器，所述電動機耦合至所述支撐元件，所述控制器耦合至所述電動機且可電連接到一電源，所述電動機在受到第一極性的一電流時，能夠沿所述第一方向移動所述支撐元件，且在受到第二極性的一電流時，能夠沿所述第二方向移動所述支撐元件。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中所述控制器能夠自動地連通至少兩電流到所述電動機，借此所述電動機通過所述調(diào)節(jié)循環(huán)移動所述支撐元件，所述至少兩電流的所述連通進一步由一極性轉(zhuǎn)換開關(guān)在一第一電流和一第二電流間交替地選擇，所述第一電流在所述控制器將所述至少兩個電流的第一個連通到所述電動機時通過一第一極性連接從所述電源流到所述電動機，所述第二電流在所述控制器連通所述至少兩個電流中的第二個時通過一第二極性連接從所述電源流到所述電動機。
41.一種根據(jù)一調(diào)節(jié)循環(huán)沿一第一方向和一第二方向自動地移動一座位中一支撐元件的方法，所述設(shè)備包括一驅(qū)動組件，其包括一可成弓形的腰椎支撐；一牽引致動器，其與所述可成弓形的腰椎支撐有效嚙合；一輸出端，其可沿所述第一方向和所述第二方向移動，所述輸出端與所述牽引致動器致動嚙合；一電動機，其與所述牽引致動器驅(qū)動嚙合；一電源，其向所述電動機供電；一電流控制器，其可與所述電源連通用于以一預(yù)定時間循環(huán)生成電流25；一傳感器，其監(jiān)控所述支撐元件的位置，所述傳感器與所述驅(qū)動組件和所述電流控制器連通以在預(yù)30定位置制止沿所述第一方向或沿所述第二方向上的所述自動移動；及一開關(guān)，其用于自動地在所述電流控制器和所述驅(qū)動設(shè)備間建立第一極性連接和第二極性連接，所述開關(guān)通過所述第一極性連接和所述第二極性連接將一電流從所述電流控制器連通至所述驅(qū)動設(shè)備，借此所述驅(qū)動組件根據(jù)所述調(diào)節(jié)循環(huán)沿所述第一方向和所述第二方向移動所述輸出端；借此所述驅(qū)動組件的所述輸出端嚙合所述牽引致動器以將所述可成弓形的支撐元件從一第一位置40移動到一第二位置，并從所述第二位置通過所述第一位置移動到一第三位置，且在所述第二位置和所述第三位置間重復(fù)所述運動直到達到所述預(yù)定循環(huán)時間后停止所述運動。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的設(shè)備進一步包括一失速傳感器，其與所述電動機監(jiān)控嚙合，且與所述驅(qū)動組件連通，使得所述電動機在所述可成弓形的支撐元件的一機械極限時的失速結(jié)束在所述第一方向或所述第二方向中任一方向的運動，從所述第一極性或第二極性中的一個轉(zhuǎn)換到另一個所述第一極性或第二極性，并重新啟動電流。
43.一種用于腰椎支撐的運動的設(shè)備，其包括一柔性支撐元件，其適用于耦合至一座位以作相對于所述座位的運動；及一驅(qū)動器，用于通過一調(diào)節(jié)循環(huán)自動地移動所述柔性支撐元件，所述調(diào)節(jié)循環(huán)開始于一第一位置，接著沿一第一方向做一第一運動到一第二位置，接著沿一第二方向做一第二運動到一第三位置，接著再次沿所述第一方向移動。
44.一種體現(xiàn)在一機器可讀儲存媒體中的控制一腰椎支撐彎曲循環(huán)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其包括一指令其根據(jù)使用者所選擇的一第一位置，用第一、第二和第三位置初始化存儲器，所述第二位置和所述第三位置在所述第一位置的相對側(cè)面；一指令從所述第一位置移動到所述第二位置；一指令從所述第二位置移動到所述第三位置。
45.根據(jù)權(quán)利要求35所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進一步包括一繼續(xù)在所述第二和所述第三位置間移動的指令。
46.根據(jù)權(quán)利要求35所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進一步包括一在預(yù)定時間間隔后停止在所述第二位置和所述第三位置間移動的指令。
47.根據(jù)權(quán)利要求35所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其進一步包括一在每一從所述第二位置到所述第三位置的所述運動與每一從所述第三位置到所述第二位置的所述運動之間停頓的指令。
48.一種循環(huán)的腰椎支撐模式，其包括一沿第一方向的6毫米的第一運動；一沿第二方向的12毫米的第二運動；及一沿所述第一方向的12毫米的第三運動。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的循環(huán)的腰椎支撐模式，其中所述第二和第三運動是重復(fù)的。
50.根據(jù)權(quán)利要求48所述的循環(huán)的腰椎支撐模式，其進一步包括在每一所述運動之間的停頓。
51.根據(jù)權(quán)利要求48所述的循環(huán)的腰椎支撐模式，其進一步包括在預(yù)定時間間隔后的取消循環(huán)。
52.一種通過機器可讀儲存媒體儲存的一腰椎支撐運動循環(huán)模式，所述儲存的模式包括第一組二進制值，其以一經(jīng)選擇的所述腰椎支撐的一支撐元件的第一位置初始化一存儲器寄存器；第二組二進制值，其在一存儲器寄存器25中計算并儲存所述腰椎支撐的所述支撐元件的第二位置和第三位置，所述第二位置處于所述第一位置的一個側(cè)面一預(yù)定距離上，且所述第三位置處于所述第一位置的另一側(cè)面一預(yù)定距離上；一第三組二進制值，其將所述存儲器寄存器的所述第一、所述第二和所述第三位置與來自位置傳感器的多個位置指示值相比較；一第四組二進制值，其閉合極性轉(zhuǎn)換開關(guān)來產(chǎn)生一電流35以驅(qū)動所述腰椎支撐的所述支撐元件從所述第一位置到所述第二位置；一第五組二進制值，其維持所述腰椎支撐的所述支撐元件在所述第二位置停留一預(yù)定時間間隔；一第六組二進制值，其反向所述極性轉(zhuǎn)換開關(guān)并產(chǎn)生一第二電流流向，以移動所述腰椎支撐的所述支撐元件從所述第二位置到所述第三位置；及一第七組二進制值，以維持所述10腰椎支撐的所述支撐元件在所述第三位置上停留一預(yù)定時間間隔。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的產(chǎn)品，其進一步包括一第八組二進制值，其在一預(yù)構(gòu)形時間間隔內(nèi)，重復(fù)所述第二位置和所述第三位置間的運動。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的產(chǎn)品，其中所述第二位置和所述第三位置間的距離為至少12毫米。
55.根據(jù)權(quán)利要求52所述的產(chǎn)品，其中所述儲存媒體是構(gòu)形成集成芯片的晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過一重復(fù)運動循環(huán)在一個彎曲度較大的位置與一個彎曲度較小的位置間移動腰椎支撐(10)的設(shè)備與方法。此運動借由從對脊旁肌中將乳酸抽出并借由按摩那些肌肉而減少了肌肉疲勞。
文檔編號B60N2/64GK1592591SQ02823287
公開日2005年3月9日 申請日期2002年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月22日
發(fā)明者R·薛, K·小阪 申請人:L&P產(chǎn)權(quán)管理公司