姿势感知设备

申请号 CN200680055666.0 申请日 2006-06-29 公开(公告)号 CN101600401A 公开(公告)日 2009-12-09
申请人 李·布兰东; 发明人 李·布兰东; 托马斯·杰克逊;
摘要 一种姿势 感知 设备,其包括: 垫片 、 信号 产生系统以及激活器,所述激活器在施加于所述设备的压 力 超过预定压力时激活所述信号产生系统。所述激活器包括: 开关 ,其具有上部;压缩元件,其具有限定于其中的开口,所述压缩元件至少部分围绕所述开关的上部;以及顶盖,其适于将所述压缩元件附着于至少部分围绕所述开关的所述上部的 位置 。
权利要求

1.一种姿势感知设备,包括:
a)垫片
b)信号产生系统,以及
c)激活器,其在施加于所述设备的压超过预定压力时激活所述 信号产生系统,所述激活器包括:
(i)开关,其具有上部,
(ii)压缩元件,其上限定有开口,所述压缩元件至少部分围绕 所述开关的所述上部,以及
(iii)顶盖,其适于将所述压缩元件固定于至少部分围绕所述 开关的所述上部的位置
2.如权利要求1所述的姿势感知设备,其进一步包括下背部组件。
3.如权利要求2所述的姿势感知设备,其中,所述下背部组件可拆 地附着于所述垫片。
4.如权利要求3所述的姿势感知设备,其中,所述下背部组件包括:
(i)基部,其上限定有至少一个开口,所述开关设置在所述开口 中,以及
(ii)垫层,其上限定有至少一个开口,所述开口与所述基部中的 所述开口对齐。
5.如权利要求4所述的姿势感知设备,其中,所述基部包括上升部, 所述开口限定在所述上升部中,并且,所述开关设置在所述开口内并至 少部分地延伸穿过所述基部。
6.如权利要求5所述的姿势感知设备,其中,所述顶盖包括上部元 件和多个臂,每个所述臂具有包括定元件的远端。
7.如权利要求6所述的姿势感知设备,其中,所述开关和所述压缩 元件都具有纵向轴线,所述纵向轴线基本共线。
8.如权利要求7所述的姿势感知设备,其中,所述压缩元件设置在 所述基部和所述顶盖的所述上部元件之间,其中,所述顶盖的每个所述 臂延伸穿过限定在所述基部中的开口,并且,所述顶盖的所述锁定元件 防止所述顶盖从所述基部意外脱离,同时允许所述顶盖相对于所述基部 基本沿所述开关和所述压缩元件的所述纵向轴线的方向运动,从而当超 过所述预定值的压力施加于所述上部元件时允许所述顶盖的所述上部 元件激活所述开关。
9.如权利要求1所述的姿势感知设备,其中,所述压缩元件从包括 弹簧和由可压缩物质构成的盘状物的组中选择。
10.如权利要求1所述的姿势感知设备,其包括多个激活器,其中, 所述垫片具有纵向轴线,并且,所述多个激活器的一部分位于所述纵向 轴线的两侧上的相对位置。
11.如权利要求8所述的姿势感知设备,其包括多个激活器,其中, 所述垫片具有纵向轴线,并且,所述多个激活器的一部分位于所述纵向 轴线的两侧上的相对位置。
12.如权利要求10所述的姿势感知设备,其中,所述信号产生系统 包括多个振动器单元,所述多个振动器单元的一部分在所述纵向轴线的 两侧上的相对位置附着于所述垫片。
13.如权利要求11所述的姿势感知设备,其中,所述信号产生系统 包括多个振动器单元,所述多个振动器单元的一部分在所述纵向轴线的 两侧上的相对位置附着于所述垫片。
14.一种姿势感知设备,其适于接触人类使用者的下背部的一部分, 所述设备包括:
a)基部,其上限定有至少一个开口,
b)垫层,其上限定有至少一个开口,所述开口与所述基部中的所 述开口对齐,
c)信号产生系统,以及
d)激活器,其在施加于所述设备的压力超过预定压力时激活所述 信号产生系统,所述激活器包括:
(i)开关,其具有上部,所述开关设置在限定于所述基部中的 所述开口内,
(ii)压缩元件,其上限定有开口,所述压缩元件至少部分围绕 所述开关的所述上部,以及
(iii)顶盖,其适于将所述压缩元件固定于至少部分围绕所述 开关的所述上部的位置。
15.如权利要求14所述的姿势感知设备,其中,所述基部包括上升 部,所述开口限定在所述上升部中,并且,所述开关设置在所述开口内 并至少部分地延伸穿过所述基部。
16.如权利要求15所述的姿势感知设备,其中,所述顶盖包括上部 元件和多个臂,每个所述臂具有包括锁定元件的远端。
17.如权利要求16所述的姿势感知设备,其中,所述开关和所述压 缩元件都具有纵向轴线,所述纵向轴线基本共线。
18.如权利要求17所述的姿势感知设备,其中,所述压缩元件设置 在所述基部和所述顶盖的所述上部元件之间,其中,所述顶盖的每个所 述臂延伸穿过限定在所述基部中的开口,并且,所述顶盖的所述锁定元 件防止所述顶盖从所述基部意外脱离,同时允许所述顶盖相对于所述基 部基本沿所述开关和所述压缩元件的所述纵向轴线的方向运动,从而当 超过所述预定值的压力施加于所述上部元件时允许所述顶盖的所述上 部元件激活所述开关。
19.如权利要求14所述的姿势感知设备,其中,所述压缩元件从包 括弹簧和由可压缩物质构成的盘状物的组中选择。
20.如权利要求14所述的姿势感知设备,其包括多个激活器,其中, 所述设备具有纵向轴线,并且,所述多个激活器的一部分位于所述纵向 轴线的两侧上的相对位置。
21.如权利要求18所述的姿势感知设备,其包括多个激活器,其中, 所述设备具有纵向轴线,并且,所述多个激活器的一部分位于所述纵向 轴线的两侧上的相对位置。
22.如权利要求20所述的姿势感知设备,其中,所述信号产生装置 包括多个振动器单元,所述多个振动器单元的一部分在所述纵向轴线的 两侧上的相对位置附着于所述垫片。
23.如权利要求21所述的姿势感知设备,其中,所述信号产生系统 包括多个振动器单元,所述多个振动器单元的一部分在所述纵向轴线的 两侧上的相对位置附着于所述垫片。
24.如权利要求12所述的姿势感知设备,其进一步包括控制单元, 所述控制单元包括:
i)激活器,其选择性地激活至少一个振动器单元,以及
ii)显示元件,其在至少一个振动器单元被激活时提供视觉指示。
25.如权利要求24所述的姿势感知设备,其包括:多个激活器,每 个所述激活器选择性地激活所述多个振动器单元中的不同的一个;以及 多个显示元件,每个所述显示元件在所述多个激活器中的不同的一个被 激活时提供视觉指示。
26.如权利要求24所述的姿势感知设备,其中,所述显示元件提供 施加于所述激活器的压力的大小的视觉指示。
27.如权利要求20所述的姿势感知设备,其进一步包括控制单元, 所述控制单元包括:
i)激活器,其选择性地激活至少一个振动器单元,以及
ii)显示元件,其在至少一个激活器被激活时提供视觉指示。
28.一种在日常锻炼中使用的装备的组件,所述组件包括:
a)如权利要求1所述的姿势感知设备,以及
b)具有不同刚度的多个压缩元件。
29.一种在日常锻炼中使用的装备的组件,所述组件包括:
a)如权利要求14所述的姿势感知设备,以及
b)具有不同刚度的多个压缩元件。
30.如权利要求5所述的姿势感知设备,其进一步包括设置在所述 开口内的衬套,贯穿所述衬套限定有螺纹孔口,其中,所述开关包括与 所述螺纹孔口接合的螺纹。
31.如权利要求8所述的姿势感知设备,其进一步包括设置在所述 开口内的衬套,贯穿所述衬套限定有螺纹孔口,其中,所述开关包括与 所述螺纹孔口接合的螺纹。
32.如权利要求15所述的姿势感知设备,其进一步包括设置在所述 开口内的衬套,贯穿所述衬套限定有螺纹孔口,其中,所述开关包括与 所述螺纹孔口接合的螺纹。
33.如权利要求18所述的姿势感知设备,其进一步包括设置在所述 开口内的衬套,贯穿所述衬套限定有螺纹孔口,其中,所述开关包括与 所述螺纹孔口接合的螺纹。
34.如权利要求31或33所述的姿势感知设备,其进一步包括设置 在所述开关和所述顶盖之间的缓冲元件。
35.如权利要求10和11所述的姿势感知设备,其进一步包括大致 位于所述纵向轴线上并处于与使用者的下骶骨相对应的位置上的激活 器。
36.如权利要求1-27和30-34中任一项所述的姿势感知设备,其中, 至少一个激活器响应压力值处于选择范围内的压力。
37.一种姿势感知设备,包括:
a)垫片,
b)信号产生系统,以及
c)重量检测器,其在施加于所述设备的压力超过预定压力时激活 所述信号产生系统。
38.一种强健人的腹部和下背部的方法,包括下列步骤:
使将要接受强健的人的背部接触如权利要求1-27或30-37中任一项 所述的姿势感知设备;
对准所述设备,使得将要接受强健的人的腰部区域与所述设备的激 活器对准;
压紧将要接受强健的人的腰部区域,从而所述激活器激活所述信号 产生系统;并且
在保持将要接受强健的人的腰部区域压紧的同时,压紧以及放松他 的腹部,从而使得所述信号产生系统在所述腹部压紧和收缩的过程中保 持激活。

说明书全文

申请是2003年11月12日提交的美国专利申请No.10/712,581的 部分连续案,而美国专利申请No.10/712,581是2000年4月20日提交 的美国专利申请No.09/553,564的连续案,并且美国专利申请No. 09/553,564现在已授权为美国专利No.6,648,838,而所述美国专利No. 6,648,838是1999年10月11日提交的并已放弃的美国专利申请No. 09/416,160的部分连续案,而所述美国专利申请No.09/416,160是1998 年2月13日提交的美国专利申请No.09/023,038的连续案,并且美国专 利申请No.09/023,038现在已授权为美国专利No.6,019,738,所有上述 文献通过参考的方式在此全部引入。

技术领域

发明涉及用于强健脊柱、腹部和多个平面上的姿势的装置,并且用 于教导中立脊柱。

背景技术

在例如发明人为Verhaeghe的美国专利No.3,582,935、发明人为 Brooks的美国专利No.3,981,032、发明人为Fraser等人的美国专利No. 4,730,625、发明人为Sawhill的美国专利No.5,146,929、发明人为Hsien 的美国专利No.5,279,310以及发明人为Brucker的美国专利No. 5,522,401中描述了用于监测、控制并且校正姿势的装置。但是,这种校 正装置没有具体设计为应用于强健使用者的腹部和脊柱。
2000年2月1日授权的发明人为Brandon的美国专利No.6,019,738 公开了在锻炼疗法中用于强健人的腹部和脊柱的第一种成功的姿势感 知设备,该专利通过参考的方式在此全部引入。所公开的设备包括具有 纵向轴线的垫片、用于产生信号的信号装置以及检测装置,所述检测装 置用于检测施加于垫片的重量(即压)并且当重量超过预定重量时激 活信号装置。信号装置包括多个振动器单元,一部分所述多个振动器单 元在纵向轴线的两侧的相对位置上附着于垫片。姿势感知设备的进一步 的改进公开在2003年11月18日授权的发明人为Brandon等人的美国 专利N0.6,648,838和同时待审的2003年11月12日提交的美国专利申 请No.10/712,581中,这两者的全部公开通过参考的方式在此全部引入。
希望不断地改进在强健人的腹部和脊柱的锻炼疗法中使用的装置。 还希望提供一种在多位(例如坐、躺、站)锻炼中当保持脊柱中立位时 告知用户的装置。

发明内容

根据本发明的一个方面,提供一种设备,其包括:垫片、信号产生 系统和激活器,所述激活器响应压力并且当施加于所述设备的压力超过 预定压力时激活信号产生系统。激活器包括:开关,其具有上部;压缩 元件,其上限定有开口,所述压缩元件至少部分围绕开关的上部;以及 顶盖,其其适于将压缩元件固定于至少部分围绕开关的上部的位置。
根据更加具体的实施方式,所述姿势感知设备进一步包括下背部组 件。所述下背部组件在具体的实施方式中能够可拆地附着于垫片,或者 在其它的具体实施方式中永久性地附着于垫片。在进一步具体的实施方 式中,下背部组件包括:基部,其上限定有至少一个开口,开关设置在 开口中;以及垫层,其上限定有至少一个开口,该开口与基部中的开口 对齐。基部包括上升部,所述上升部中限定有开口,而开关设置在所述 开口中并且延伸穿过基部。顶盖具有上部元件和多个臂,每个所述臂具 有包括定元件的远端。开关和压缩元件具有基本共线的纵向轴线。
根据这些具体的实施方式,压缩元件设置于基部和顶盖的上部元件 之间。顶盖的每个臂延伸穿过限定在基部中的开口,并且,顶盖的锁定 元件防止顶盖从基部意外脱离,同时允许顶盖相对于基部基本沿开关和 压缩元件的纵向轴线的方向运动。这使得在超过预定值的压力施加于顶 盖的上部元件时,顶盖的上部元件接触并且从而激活开关。这进一步允 许移除压缩元件并且使用例如具有不同刚度的压缩元件等另一个压缩 元件来代替它。
本发明的设备的进一步更加具体的实施方式包括多个激活器。在这 些实施方式中,垫片具有纵向轴线并且所述多个激活器的一部分位于纵 向轴线的两侧上的相对位置。
根据附加的具体实施方式,信号产生系统包括多个振动器单元。更 具体地,所述多个振动器单元的一部分在纵向轴线的两侧上的相对位置 附着于垫片(例如,通过结合至下背部组件)。
本发明的设备的某些前述实施方式包括垫片,所述垫片附着有下背 部组件。下背部组件也能够独立于垫片使用。因此,根据本发明的另一 方面,提供一种姿势感知设备,其适于接触人类使用者的下背部的一部 分。所述设备包括:基部,其上限定有至少一个开口;垫层,其上限定 有至少一个开口,该开口与基部中的开口对齐;信号产生系统;以及激 活器,其在施加于设备的压力超过预定压力时激活信号产生系统。激活 器包括:开关,其具有上部,开关设置在限定于基部中的开口内;压缩 元件,其上限定有开口,压缩元件至少部分围绕开关的上部;以及顶盖, 其适于将压缩元件固定于至少部分围绕开关的上部的位置。在具体的实 施方式中,顶盖是可以移除的,从而允许压缩元件的替换。
通过下面的详细说明,对于本领域内的普通技术人员来说,本发明 的其它特征和优点将变得更加显而易见。然而,应当理解,尽管指明为 本发明的优选实施方式,但是这里的详细说明和具体的示例是通过说明 的方式而不是限制的方式给出的。在不脱离本发明的精神的情况下能够 在本发明的范围内做出各种改变和改型,而且本发明包括所有的这些改 型。
附图说明
通过参照附图,本发明将更加容易理解,其中:
图1a-1b分别是采用可拆头枕和腰垫的第一实施方式的俯视图和分 解侧视图,其中振动器单元和压力传感器设置在模型中所示的腰部单元 中;
图2a-2c是图1a-1b中的实施方式所采用的可拆头枕的俯视图、侧 视图和端视图;
图3是图1a-1b中的腰垫的剖面图,其中示出了腰垫中的压力传感 器和振动器单元的位置;
图4a-4c是具有分开的压力传感器、振动器单元和控制开关的头枕 的可替换实施方式的俯视图、剖视图和侧视图;
图5是包括脊柱后凸用楔的可替换实施方式的侧视分解图;
图6a-6b是示出了用作压力传感器的机械开关的示意图,分别示出 了激活和停止激活状态;
图7是具有光生信号产生系统和外部电源供给的压力传感器的示意 图;
图8是可替换实施方式的示意图,其中顺次采用了两个压力传感器, 一个位于头枕,另一个位于腰垫;
图9是本发明的设备的另一个实施方式的部分分解的左侧透视图, 其包括可分离的头部/颈部和下背部组件;
图10a-10b是分别示出了针对矮个使用者和高个使用者时头部/颈部 组件相对于下背部组件的置位的俯视图;
图11-13分别是图9的头部/颈部组件的右侧立体图、仰视图和分解 图;
图14是图9的下背部组件的实施方式的左侧立体图;
图15是图14的下背部组件的分解立体图;
图16是图14的下背部组件的一部分的穿过开关/力调整系统的截面 图,所述开关/力调整系统包括开关和力调整环;
图17是开关/力调整系统的可替换实施方式的截面图,所述开关/力 调整系统包括开关、顶盖和弹簧
图18是图17的顶盖的立体图;
图19是示出了图17的弹簧和顶盖相对于下背部组件的基部的设置 的立体图;
图20是用于本发明的设备的实施方式的控制单元的示意图;
图21是示出了使用电视屏向使用者提供视觉信号的示意图;以及
图22是示出了开关/力调整系统的可替换实施方式立体图,其中, 开关固定在衬套内。
在附图的多个视图中,相似的标号指示相似的部件。

具体实施方式

本发明提供用于强健脊柱和腹部的装置和方法,并且用于教导使用 者姿势感知从而保持并且强健中立脊柱。“中立脊柱”用来表示生物力学 校正脊柱位置,在该位置,肌肉保持平衡,而且脊柱最佳地吸收力且既 不处于极限弯曲也不处于极限伸展。例如,健康使用者典型的弯曲偏斜 /伸展偏斜分别是大约30°和大约15°;其它使用者可能具有更大或更小 的弯曲偏斜/伸展偏斜。脊柱中立位随着使用者的姿势变化而变化;例 如,脊柱后凸的使用者的脊柱中立位与具有正常姿势的使用者的脊柱中 立位不同。
现在参照附图,在图1-3中,本发明的设备10的第一实施方式包括 优选地由防滑材料构成的卧垫12,其带有腰垫14和头部支撑16。
腰垫14优选地与卧垫12为一体,即腰垫14由卧垫12的一部分构 成。激活器18设置在腰垫14中,所述激活器18检测施加于腰垫14的 表面20的重量并且随后激活信号产生系统22。激活器18能够包括例如 一个或多个机械开关、一个或多个压力传感器或本领域内的普通技术人 员已知的用于检测施加于表面的重量的其它装置。
激活器18连接于一个或多个信号产生系统22。当压力(例如重量) 施加于所选择的激活器18,即当激活器响应(即检测到)施加于卧垫 12的表面20的重量时,激活信号产生系统22。一旦激活,信号产生系 统22就产生能够被使用本发明设备的人觉察到的信号。
在某些更特定的实施方式中,激活器18响应处于期望范围内的压 力(例如重量)。因此,当施加的压力小于期望范围的最小值时,激活 器18不被激活,而当施加的压力大于期望范围的最大值时,激活器18 停止激活。在这种实施方式中,激活器18响应的压力范围能够通过任 何传统的方式确定(例如通过电子元件、软件、机械开关或其它装置等)。
示例性的信号产生系统22包括但不限制于:用于产生振动信号的 装置,例如机械振动器;用于产生听觉信号的装置,例如电子音频发生 器;用于产生视觉信号的装置,例如灯泡或发光二极管(LED);类似 物以及这些装置的组合。信号产生系统22能够附于设备10或处于其内 部,例如处于腰垫14内,或者安置在外部。激活器18和信号产生系统 22连接在一起,例如作为电路的一部分,或者通过例如小功率无线电发 射器等装置。任何用于使激活器18能够激活信号产生系统22的装置、 元件或设备都被认为包括在本发明的范围内。
任选地,腰垫14能够容纳一个或多个设置在激活器18上方的前凸 嵌入物14a用于支撑具有过度脊柱前凸或其它过度弯曲或伸展偏斜的使 用者。示例性的嵌入物包括但不限制于:机械嵌入物、充气的或其它可 膨胀嵌入物等等。腰垫14还能够任选地包括开关(未示出)用于禁止 信号产生系统22,从而允许在不产生信号的情况下使用设备。
头部支撑16包括头部/颈部基座24和颈胸支撑26。宽度可以任选 地调整的颈部支撑28设置在头部支撑16上并位于头部/颈部基座24和 颈胸支撑26之间。如图1b所示,头部支撑16通过附接装置30(例如 维可牢尼龙搭扣固件、搭扣等钩/环装置)可拆地附着于卧垫12,从 而允许头部支撑16可选择地置位,还允许在需要时独立使用头部支撑 16。在可替换实施方式中,头部支撑16能够永久地附着于卧垫12。
在优选的实施方式中,头部支撑16设置有多个手持部32。手持部 32能够通过例如在基座24中切割开口形成,或者能够独立形成并附着 于基座24。
如果需要,卧垫表面20能够设置图形34,例如人骨盆和下部骨干 的典型形状,以便于使用者相对于卧垫表面定向。显示出TLC压力点 和激活器18的位置也利于帮助使用者相对于设备10适当地定向。
在图3所示的优选实施方式中,信号产生系统22包括两个沿衬垫 12的纵向轴线38的两侧设置在腰垫14内的振动器36。振动器36连接 于激活器18并且在激活器18响应施加于卧垫12的表面20的压力(例 如使用者身体的重量)时振动器36被激活。
图6a-b所示的激活器18的示例包括:电源40,其可以是电池,例 如,该电池设置在腰部支撑14内或设置在设备10内、设备10上或设 备10外部的其它位置,或者其可以是通过插头供电的A/C电源;机械 开关42,其通过具有预选弹簧常数的弹簧提供能量;以及一对触点44, 其与例如振动器等信号产生系统22形成回路。在图6a中,例如使用者 的身体重量(由向下箭头表示)等重量超过弹簧力并且使机械开关42 闭合,从而使回路闭合并且激活信号产生系统22。因此,当使用者保持 与激活器18接触时,回路保持闭合并且信号产生系统22保持激活。当 信号产生系统包括振动器单元46(如图6a-b所示)时,使用者感知施 加于其背部的振动信号;在可替换实施方式中,当信号产生系统22包 括音频发生器、灯泡或LED时,使用者能够听到和/或看到信号产生系 统22产生的信号。无论如何,当使用者的背部与激活器18接触并且施 加了足够的向下的力引起开关42闭合时,使用者被告知。
激活器18的可替换实施方式包括代替机械开关的压力传感器和相 关电路。这种伴随电路很容易由本领域的普通技术人员制造,以便响应 施加于压力传感器的预定压力而产生输出信号。该输出信号进而激活信 号产生系统22。
图7示出了本发明的设备的另一个实施方式,其中采用的是压力传 感器48而不是机械开关。信号产生系统包括灯泡50。电能通过插头52 由外部A/C电源供给。
任选地,脊柱后凸用楔54插入于头部支撑16和卧垫12之间,用 以适应处于头部向前位置的使用者。
图4a-c示出了头部支撑116的可替换实施方式,其包括设置在头部 /颈部基座124内的激活器118以及一个或多个信号产生系统122。如图 所示,信号产生系统包括多个设置在颈部支撑128内的振动器。当使用 者的头部脱离与激活器118的接触时,激活器118激活信号产生系统122 (例如振动器)。例如,在激活器118包括机械开关的情况下,当使用 者的头部与所述开关接触时,所述开关处于打开位置,而不像上述激活 器18一样处于闭合位置。在激活器118包括压力传感器的情况下,当 检测到的压力低于预定平时伴随电路产生信号,而不是超过预定水平 时产生信号。
如果需要,能够采用三路开关130连接到激活器118和振动器。开 关130允许使用者选择性地启用或禁用激活器118并且允许分别控制振 动器的激活。因此,在一个位置上,激活器118被启用,以便如上文针 对激活器18和信号产生系统22的描述那样激活振动器。在第二位置上, 激活器118被禁用,振动器被停止激活。在第三位置上,激活器被禁用, 振动器被激活,从而在使用本发明的设备进行运动练习的间歇,允许使 用者选择性放松以及选择伸展。
头部支撑116的前述实施方式中的激活器118能够与设置在例如腰 部支撑14内的激活器18串联,如图8所示。在这一实施方式中,仅当 激活器118和激活器18都分别受到例如使用者的头部和身体的重量等 压力的作用时,信号产生系统22(以及任选地设置在头部支撑116内的 振动器)才被激活。
本发明的设备提供的信号(振动、听觉、视觉等)允许使用者通过 消除动量增强被锻炼的肌肉的强度。在使用中,信号告知使用者其胸腰 区域充分地压紧激活器18,从而保证正确肌肉用途的隔离。因此,使用 者的用于腰骶协调和强健的本体感受敏锐度增强。
本发明的设备优选地用于例如地板或锻炼凳等水平表面上。如果需 要,卧垫12能够设置有一个或多个例如钩或夹具等附接装置,从而使 得所述设备能够附着于例如等垂直表面。所述设备还能够用于例如座 椅等表面。
本发明的设备提供的信号在使用者锻炼时构成了对使用者的反馈, 从而使用者能够使动量最小化并且使强度最大化。为了在仰卧位置使用 本发明的设备开始锻炼,使用者的第三腰椎(L3)(典型地位于使用者 的腰线或脐部附近)与腰垫14对准,而头部/颈部支撑16安置于使用 者颈部下方舒适的位置。如果需要,头部/颈部支撑16的位置调整为与 使用者相适应。在使用中,下背部压紧到腰垫14中,直到信号产生系 统22产生信号。通过拉紧相关的肌肉,能够等量地保持恒定张力
头部/颈部支撑116的可替换实施方式的使用使得使用者能够避免 颈部张紧。如果使用者在腹部训练过程中抬起头部导致颈部张紧,那么 头部的抬起将通过信号产生系统122向使用者发出信号,信号产生系统 122例如是对颈部的振动、蜂鸣器产生的听觉信号或任何其它需要的信 号产生系统。然后使用者能够降低其头部从而接触头部/颈部支撑116。
根据本发明的设备的进一步的具体实施方式200示于图9-16中。设 备200包括卧垫202、下背部组件204和头部/颈部组件206。下背部组 件204和头部/颈部组件206都能够通过例如维可牢尼龙搭扣带或其它 紧固件可拆地固定于卧垫202。在具体的实施方式中,下背部组件204 可以永久性地或可拆地固定于卧垫202上的预定位置,而头部/颈部组 件206与下背部组件204相隔可选的距离可拆地固定于卧垫202。因此, 如图10a-b所示,所述设备能够调整从而适应身高不同的使用者,其中, 为了适应矮个使用者,头部/颈部组件206移近中垫205从而以更加接 近下背部组件204的方式固定于卧垫202(见图10a),或者更加远离中 垫205和下背部组件204用以适应高个使用者(见图10b)。
本发明的设备的前述实施方式200(以及前述实施方式10)能使用 的头部/颈部组件206的具体实施方式示于图11-13。头部/颈部组件206 包括颈部辊210和安装在颈部板214上的头部传感器垫212(覆盖头部 开关234)。在具体实施方式中,颈部辊210和头部传感器垫212由例如 聚酯或其它泡沫等弹性材料制成,或者在可替换实施方式中包括弹性 内部材料和由皮、布、乙烯基或其它的合适覆盖材料制成的外层。颈部 振动器232、更具体地如图所示的成对的颈部振动器单元通过达挡 240固定在颈部辊210的下方。颈部辊210的对准元件227容置于限定 在颈部板214中的开孔226内。
手持部216沿颈部板214的侧边214a-b限定。向下开口凹部218 形成于颈部板214的下表面214d并且在使用者握住手持部216时安放 使用者的手指,在具体的实施方式中,例如此处所示的向下开口凹部218 延伸超过颈部板214的上表面214c。上背部垫220也固定于颈部板214。 上背部振动器242设置在空腔228内并且夹在颈部板214和上背部垫 220之间。
例如维可牢尼龙搭扣带等固定装置222附着于颈部板214的下表面 214d,使得头部/颈部组件206能够可拆地附着于主垫202。
在进一步具体的实施方式中,电池组221通过电池盖238和维可牢 尼龙搭扣带230固定于颈部板214,并且电池组221向所述上背部振动 器242和颈部振动器232提供电能,并且在另外具体实施方式中向蜂鸣 器224提供电能。可替换地,电池组能够固定于下背部组件204或位于 其内部。如果需要,可以采用多个电池组。
翻到图14-16,下背部组件204包括外部垫244,所述外部垫244在 具体的实施方式中可以由例如聚氨酯或其它泡沫材料等弹性材料制成, 或者在可替换实施方式中,所述外部垫244包括弹性内层材料和外层, 所述外层由皮、布、乙烯基或其它合适的包覆材料制成,或者由诸如通 过注塑模制方法制造的蒙皮聚氨酯泡沫之类的蒙皮泡沫材料制成。外部 垫244既可以直接地也可以通过附加的中间缓冲层264(见图16)固定 于用作刚性支撑的壳体246。在具体的实施方式中,外部垫244的上表 面包括多个定位棱252,所述定位棱252向使用者提供增强的敏感度, 并且让使用者能够更容易地将自己适当地安放在下背部组件204上。
下背部振动器262、更具体地如图15所示的成对的振动器设置在外 部垫244和壳体246之间的空腔263中。振动器262通过开关/力调整系 统(在下文中描述)激活。在具体的实施方式中,振动器262能够通过 与上述头部/颈部组件206中所使用的类似的电池组供电。可替换地, 振动器262能够通过壁装插座、汽车点烟器插头、外部电池或电池组、 或者通过系统电源连接256由任意其它的需要的外部电源供电。
根据本发明的开关/力调整系统的第一实施方式示于图15-16中。在 这种实施方式中,开关248设置在开关座258中,在具体的实施方式中, 所述开关座258与壳体246一体地形成,而在可替换的具体实施方式中, 所述开关座258是固定于壳体246的单独元件。力调整环250围绕并且 接合开关248的上部249,所述力调整环250进而套入外部垫244中限 定的开口260内并且自该开口260向上突出。
在具体的实施方式中,力调整环250由弹性材料构成,所述弹性材 料较硬并且弹性小于构成垫244的材料。通过改变力调整环250的刚度, 能够选择性地控制关闭开关248从而激活振动器262所需的压力的大 小。例如,使用者能够顺序地采用刚度逐渐增大的力调整环250,从而 逐渐增大使用者的背部必须施加到开关/力调整系统上用以激活振动器 262的压力。
如图所示,下背部组件204中采用开关248和力调整环250。在其 它的具体实施方式中,开关248和力调整环250还用于头部/颈部组件 206中用以激活振动器232和/或振动器242。
根据本发明的开关/力调整系统的第二实施方式示于图17-19中。在 这一实施方式中,开关248的上部249被压缩元件270包围,所述压缩 元件270如图所示为弹簧。开关248和压缩元件270都具有纵向轴线, 并且当压缩元件270围绕开关248设置时,它们的轴线基本共线。包括 上部元件274和多个臂276(图17-18中所示为两个)的顶盖272设置 在压缩元件270的上方,使得上部元件274与压缩元件270的顶部接触, 同时臂276至少部分包住压缩元件270。臂276的远端278包括锁定元 件280,所述锁定元件280通过槽口282接合开关座258。开关座258 内设置有足够的空间用以允许臂276沿基本平行于开关248的纵向轴线 的方向运动。顶盖272套入限定在外部垫244中的开口260内并且自所 述开口260向上突出。顶盖272的锁定元件280防止顶盖272意外脱离, 同时允许移除顶盖(即通过彼此相对地挤压臂276)以便移除和/或替换 压缩元件270。
在使用中,施加于顶盖272的压力导致顶盖向下的位移,使得顶盖 与开关248接触。压缩元件270的刚度决定了关闭开关248从而激活振 动器262所需的压力的量。因此使用者能够顺序地采用例如刚性逐渐增 大的弹簧等压缩元件270,以便逐渐增大使用者的背部必须施加在开关/ 力调整系统上用于激活振动器262的压力。
振动器262通过开关248激活。在使用至少一对振动器262的更具 体实施方式中,每个振动器由使用者分开地并且独立地操作。在其它的 具体实施方式中,振动器能够配置为串联地而不是独立地工作。
在具体的实施方式中,一个或多个振动器262还能够通过控制单元 290(例如图20所示的手持装置)手动激活,所述控制单元290通过电 缆254与振动器262通讯。在图20中,手持装置290的具体实施方式 包括:电源开关292,其用于向振动器262提供电能;激活开关294a 和294b,它们分别用于独立激活颈部振动器232和下背部振动器262; 以及成对的指示器296a和296b,例如发光标记条,它们分别与下背部 组件204的左侧和右侧上的开关248通讯(或者可替换地,配置为用于 成对振动器的串联操作)。手持装置290使得用户能够激活颈部和/或下 背部振动器而无需必须首先按压开关248,从而允许本发明的设备既用 作锻炼装置又用作放松和伸展装置。而且,当本发明的装置用于强健使 用者的下背部时,指示器296a-b在使用者的下背部肌肉施加足够的压 力以压缩开关248时发出视觉提醒。
在更具体的实施方式中,下背部组件204中结合的开关/力调整系统 包括一个或多个测量元件用于量化使用者的下背部施加在开关/力调整 系统上的压力的大小。在这种实施方式中,成对的指示器296a-b可以 包括视觉地指示压力大小的显示元件。这种实施方式帮助使用者调整使 用者的下背部的各侧施加的压力,以便在各侧上施加相等的压力进而让 使用本设备实现的强健锻炼最优化。可替换地,如上所述,系统能够配 置为用于串联操作,其中使用者背部的两侧不是被独立监测的。
在具体的实施方式中,头部/颈部组件206和下背部组件204共同使 用,全部附接于卧垫202。在可替换实施方式中,头部/颈部组件206和 下背部组件204能够分开使用,既可以附接于卧垫202也可以单独使用。 更具体地,下背部组件204能够用作单独的装置安置在地板、锻炼设备、 汽车座椅或其它表面上。
前述实施方式采用振动器单元作为信号产生系统。例如视觉或听觉 信号产生单元等其它的信号产生系统也能够与振动器单元共同使用或 者代替振动器单元使用。例如,如图21所示,与下背部组件204中结 合的开关/力调整系统通讯的无线发射器300向健身俱乐部或其它位置 的电视屏302发送限定压力的大小的信息。接着电视屏302向使用者显 示信息。
图22示出了另一个可替换的实施方式,其向开关248提供附加支 撑和保护。在该实施方式中,衬套310安装在开关座258内并且固定于 开关座258。在具体的实施方式中,衬套310包括金属、金属合金、陶 瓷或其它的硬质材料,更具体地,衬套310包括的材料的硬度大于形成 开关座258的材料。轴向穿过衬套310限定有螺纹孔口312,并且螺纹 孔口312接合开关248的外表面上形成的相应螺纹314。根据更加具体 的实施方式,一对衬套310支撑开关248,其中第一衬套固定于开关座 258而第二衬套固定于壳体246并且与第一衬套和开关248同轴。
利用衬套310的实施方式向开关248提供附加的支撑,并且还能够 根据需要、特别是在组件的制造过程中调整开关248的轴向位置。
在进一步具体的实施方式中,缓冲元件320设置在开关248的上部 249和顶盖272之间。例如,缓冲元件320可以包括泡沫材料或别的弹 性材料,并且避免开关248由于接触顶盖272而受到过度磨损和其它可 能的损坏。
在进一步具体的实施方式中,本发明的装置可以在对应于使用者的 下骶骨的位置结合附加的激活器320。在非常具体的实施方式中,附加 的激活器320激活一个或多个如此处所述的附加信号产生系统(例如振 动的、听觉的、视觉的等)。这种实施方式提供附加的反馈从而使得使 用者能够在锻炼时保持需要的脊柱中立位。
附加的实施方式使得信息能够传递到任何需要的显示元件,例如计 算机显示器、膝上电脑、PDA等等。这种信息能够通过电缆连接、无 线发射器或任何其它需要的传输方式传递。通过这些方式传递的信息还 能够被进一步处理和存储。
本发明的实施方式因此提供了用于改进本体感受敏锐度和腰骶协 调的反馈。
特别为本发明的设备设计的渐进日常锻炼将允许使用者从短的(例 如4分钟)训练系列开始并且以自己的速度进步。当使用者使用本发明 的设备重新训练神经肌肉系统时,将会产生对强健的“中立脊柱”的精确 姿势定位。
本发明在此示为自成体系的设备。但是,本发明也能够结合到别的物 体中,包括但不限制于如下物体:锻炼设备(例如倾斜划船机)、锻炼凳、 座椅、床等。本发明还能够单独制造并且随后附着于别的物体。
QQ群二维码
意见反馈