CN101896152A - 用于空气压差设备的系统、方法和装置 - Google Patents

Abstract

本文描述了空气压差系统及用于空气压差系统的构件的各种实施例。该空气压力系统包括用于接纳用户身体的至少一部分的腔室。可改变该腔室中的压力以调节用户身体上的力。本文描述了用于将用户密封在可加压腔室中的各种方法和相关结构。本文还描述了用于改变腔室的形状和/或高度的各种方法和相关结构。本文描述了腔室和用于腔室的支撑结构的各种类型和构造。本文还描述了使用空气压差系统治疗各种症状——包括但不限于肥胖症、心脏病、多发性硬化、脑瘫或唐氏综合征——的各种方法和相关系统。

Description

用于空气压差设备的系统、方法和装置

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2007年10月15日提交的名称为“ADJUSTABLESUPPORT FOR A DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICE”(“用于空气压差设备的可调支撑件”)且序号为60/999,102的相应美国临时专利申请、于2007年10月15日提交的名称为“ADJUSTABLE ORIFICE FORA DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICE”(“用于空气压差设备的可调孔口”)且序号为60/999,101的相应临时专利申请、于2007年10月15日提交的名称为“METHOD FOR DETERMINING UNLOADINGSETTINGS IN A DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICE VIA PAINTITRATION”(“通过疼痛滴定确定空气压差设备中的卸载设置的方法”)且序号为60/999,061的相应临时专利申请、以及于2007年10月15日提交的名称为“MATHOD FOR APPLYING A DIFFERENTIAL AIRPRESSURE DEVICE IN THE FIELD OF PEDIATRICS，OBESITY，ANDCARDIAC DISEASE”(“在儿科、肥胖症和心脏病领域中应用空气压差设备的方法”)且序号为60/999,060的相应临时专利申请的优先权，通过参引的方式将其全文结合入本申请中。本申请还涉及与本申请同时提交的名称为“SYSTEM，METHODS AND APPARATUS FORCALLIBRATING DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICES”(“用于校准空气压差设备的系统、方法和装置”)(代理卷号No.8038.P006)的美国专利申请，通过参引的方式将其全文结合入本申请中。

技术领域

本发明涉及空气压差设备。更具体而言，本发明涉及用于空气压差设备的系统、方法和装置。

背景技术

重力在身体上产生力。已设计抵消这些力的方法以用于治疗及体育锻炼的用途。一种抵消重力在身体上的作用的方法是将弹性绳索附接在腰部和/或肩部以在个体上产生正的或负的竖直力。

其它系统可使用空气压差来模拟低重力作用，例如如美国专利公报No.2007/0181121中所述，通过参引的方式将其全文结合入本申请中。

需要用于治疗和/或体育锻炼用途的改进的空气压差系统。

发明内容

本文描述了空气压差系统的各种实施例。该空气压力系统包括用于接纳用户身体的至少一部分的腔室。可改变该腔室中的压力以调节作用在用户身体上的力。本文描述了用于将用户密封在可加压腔室中的各种方法和有关结构。本文还描述了用于改变该腔室的形状和/或高度的各种方法和有关结构。本文描述了腔室的各种类型和构造。本文还描述了使用空气压差系统治疗各种症状——包括但不限于肥胖症、心脏病、多发性硬化或唐氏综合征——的各种方法和有关系统。

描述了用于将用户的身体的一部分封闭并密封在空气压差系统中的结构。在一些变型中，这些结构包括腔室和联接至该腔室的用户密封件。在这些变型中，用户密封件包括可调开口，其能够接纳用户身体并在其周围密封，从而使得用户身体的至少一部分被密封在该腔室中。在用户身体与腔室之间形成充分气密的接合，从而使得腔室中能维持非零压差。用户密封件中的可调开口能够容纳接纳一定范围的用户身体尺寸。在一些变型中，用户密封件包括多个沿用户密封件的周边周向分布的膨胀狭缝，并且一个或多个膨胀狭缝能由用户选择性地闭合或打开，以调节所述户密封件中的开口的尺寸。

在一些变型中，构造成用于空气压差系统中的用户密封件构造成允许用户相对于空气压差系统的压力腔室旋转其身体。在这些变型中，用户密封件联接至该腔室并且包括能够接纳用户身体并在其周围密封的开口，从而使得用户身体的至少一部分被密封在该腔室中，并且在用户身体与腔室之间形成充分气密的接合，从而使得腔室中能维持非零压差。用户密封件构造成允许用户相对于压力腔室旋转其身体、同时保持用户身体与腔室之间充分气密的接合。在一些变型中，允许用户旋转的用户密封件包括联接至腔室的外结构、包括开口的内结构——该开口可接纳用户身体并在其周围密封，该内结构构造成在用户身体周围密封，其中该内结构构造成与外结构匹配，且该内结构构造成绕外结构的旋转轴线相对于外结构旋转。

本文描述了用户密封件的其它变型。一些用户密封件构造成锚固至用户身体，从而使得当腔室中的压力变化时用户密封件保持沿用户身体的相对稳定的竖直位置。在这些变型中，用户密封件构造成联接至空气压差系统的腔室。用户密封件包括开口，其能够接纳用户身体并在其周围密封，从而使得用户身体的至少一部分被密封在腔室中。在用户身体与腔室之间形成充分气密的接合，从而使得腔室中能维持非零压差。在一些变型中，用户密封件包括锚固至用户身体的身体包裹件。该身体包裹件可包括多个翼片。翼片可包裹在用户的一个或多个身体部分周围并被固定以提供身体包裹件与用户身体之间的夹紧。

本文描述了用户密封件的更多变型。在一些变型中，用户密封件可构造成允许用户沿着空气压差系统中腔室的轴线平移。在这些变型中，用户密封件构造成联接至压差系统的腔室，并且用户密封件包括开口，该开口能够接纳用户身体并在其周围密封，从而使得用户身体的至少一部分被密封在腔室中。在用户身体与腔室之间形成充分气密的接合，从而使得腔室中能维持非零压差。用户密封件构造成允许用户沿腔室的轴线平移其身体，同时保持腔室与用户身体之间充分气密的接合。例如，在一些变型中，用户密封件可包括第一部段——其包括能够接纳用户身体并在其周围密封的开口——以及联接至腔室的第二部段。第一和第二部段可滑动地联接以形成其间的接合。在用户身体与第一部段之间、第一部段与第二部段之间、以及第二部段与腔室之间形成充分气密的接合，从而使得用户身体的至少一部分被密封在腔室中，腔室中可维持非零压差，并且第一部段可相对于第二部段平移，以允许用户沿腔室的轴线平移，同时基本保持腔室中的非零压差。

本文提供了用户密封件另外的变型。在一些变型中，用户密封件包括下部段和上部段，下部段包括能够接纳用户身体并在其周围密封的开口，上部段设置在下部段的上表面上以形成上部段与下部段之间的接合。上部段可联接至腔室。在用户身体与下部段之间、上部段与下部段之间、以及上部段与腔室之间形成充分气密的密封，从而使得用户身体的至少一部分被密封在腔室中，并且腔室中可维持非零压差。

在此描述了用于空气压差系统中的可加压腔室的变型。在一些变型中，可加压腔室包括由柔性材料形成的可充气围框，以及可联接至可充气围框的可调框架。可调框架控制围框在其充气状态下的宽度和高度中的至少一者，以减少充气围框与用户的手臂和/或腿部运动之间的干涉，其中用户的下部身体被密封在可加压腔室中、且其上部身体位于可加压腔室之外。在一些变型中，可调框架包括至少一个被限定轮廓的部段，以接纳用户的手臂和/或腿部运动。在一些变型中，可调框架包括至少一个具有可变长度的伸缩部件，其中该至少一个伸缩部件的长度改变以调节框架的尺寸。

本文描述了用于空气压差系统中的腔室另外的变型。在一些系统中，可加压腔室包括可充气围框和位于围框周围的高度可调框架，其中该高度可调框架能够在摔倒或掉落的情形下中支撑用户身体的重量。该高度可调框架可包括后竖直支撑件和前竖直支撑件。后竖直支撑件和前竖直支撑件中的至少一个可包括高度调节装置以调节框架的高度，其用于接合在后竖直支撑件与前竖直支撑件之间延伸的框架的纵长横向部件。在一些变型中，高度调节装置包括一系列竖直设置的狭槽，并且框架的纵长横向部件接合在高度调节装置的狭槽之一中以调节框架的高度。

本文描述了使用空气压差系统的治疗方法。在一些变型中，治疗方法包括：在空气压差系统的腔室中形成压差，其中该腔室构造成接纳用户身体的至少一部分并通过调节腔室中的压力来调节用户身体上的力，以及响应于为用户确定的与症状有关的度量(metric)来调节腔室中的压力。这些方法进一步包括基于与症状有关的度量与压力调节之间的关系来为用户生成空气压差系统的初始设置。在一些变型中，这些方法包括基于用户的初始设置针对症状生成个性化的治疗方案。这些方法可用于治疗多种健康症状，包括但不限于肥胖症、心脏症状和肌骨症状。

本文描述了治疗方法另外的变型。在一些变型中，所述方法包括：在空气压差系统的腔室中形成压差，其中该腔室构造成接纳用户身体的至少一部分并通过调节腔室中的压力来调节用户身体上的力。所述方法包括基于用户症状估算用于空气压差系统的初始设置。所述方法进一步包括：接收取决于腔室中的压力的由用户体验的疼痛指示，并使用在一个或多个压力级别下的疼痛指示来设定或修改用于症状的疗程。在一些变型中，所述方法可包括直接从用户接收疼痛指示，而在其它变型中，所述方法可包括从一个或多个感测用户生物学参数的传感器接收疼痛指示。所述方法例如可用于治疗急性损伤或慢性损伤。

附图说明

结合在本说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的一个或多个实施例，并且连同详细说明一起以示例而不是限制的方式来解释本发明的原理和实施方案。

在附图中：

图1的框图示意性地示出按照一个实施例的可用于锻炼的空气压差系统的一个实例。

图2的框图示意性地示出按照另一实施例可用于锻炼的空气压差系统的另一实例。

图3示出可调孔口的一个实施例。

图4A-4B示出可调孔口的另一实施例。

图5A-5L示出可调孔口其它实施例，这些孔口在一些变型中可提供与用户身体的锚固。

图6示出用户短裤的一个实施例。

图7A-7J示出旋转密封件的各种实施例。

图8示出空气压差系统的各种运动范围。

图9A-9G示出平移密封件的各种实施例。

图10A-10C示出用以接合用户身体并形成充分气密的密封的机构的各种实施例。

图11示出提供对腔室开口高度的调节并提供对用户的安全支撑的空气压差系统的一个实施例。

图12是空气压差系统的高度可调支撑杆的一个实施例的透视图。

图13是空气压差系统的支撑杆的一个实施例的侧视图。

图14是空气压差系统的支撑杆的一个实施例的俯视图。

图15A是用以将支撑杆固定在空气压差系统上的闩锁机构的一个实施例的图。

图15B是用以将支撑杆固定在空气压差系统上的闩锁机构的另一实施例的图。

图16是联接至空气压差系统的支撑杆的一个实例的透视图。

图17示出用于空气压差系统的高度可调结构的一个实施例。

图18A-18D示出用于空气压差系统中的高度调节结构的锁定机构的其它实施例。

图19A-19B示出用于在空气压差系统中执行高度调节的构架增强壳体的另外的实施例。

图20A-20C示出用于在空气压差系统中实现高度调节的构架增强织物壳体的其它实施例。

图21示出空气压差系统壳体中的高度可调开口的一个实施例。

图22示出空气压差系统壳体中的高度可调开口的另一实施例。

图23A-23B示出联接至用于空气压差系统的高度可调结构的成形结构的各种实施例。

图24A-24D示出用于空气压差系统的高度调节机构的各种实施例。

图25A-25D示出用于空气压差系统的高度调节结构的各种实施例。

图26A-26B示出可调高度的空气压差系统腔室的各种实施例。

图27示出用于空气压差系统围框的用户密封件附件的一个实施例。

图28示出空气压差系统高度调节的一个实施例。

图29示出空气压差系统高度调节的另一实施例。

图30A-30C示出用于至少部分地定位在空气压差系统内的底板或锻炼器械的提升机构的各种实施例。

图31A-31E示出限定和约束空气压差系统中的柔性可充气壳体的轮廓的结构杆的实例。

图32A-32D示出用于限定空气压差系统中的可充气壳体的轮廓的机构的各种实施例。

图33示出用于卸载设备中的壳体的变形最小部分的一个实施例。

图34示出与壳体变形最小部分一起使用的压缩拉伸系统的一个实施例。

图35示出用于约束和成形柔性空气压差系统围框的构架结构的一个实施例。

图36A-36B示出空气压差系统中可压扁气囊成形机构的各种实施例。

图36C示出空气压差系统中的可压扁结构的一个实施例。

图37示出包括限定轮廓的软壳体围框的空气压差系统的一个实施例。

图38示出包括限定轮廓的软壳体围框的空气压差系统的另一实施例。

图39是将空气压差系统应用于治疗肥胖症的程序的一个实施例的流程图。

图40是基于用户疼痛级别来校准空气压差设备的程序的一个实施例的流程图。

图41是可执行一个或多个文中所述的操作的示例性计算机系统的框图。

具体实施方式

本领域技术人员将认识到，以下对本发明的详细描述只是说明性的而不是想要以任何方式进行限制。受益于本公开的内容，本领域技术人员将容易地想到本发明的其它实施例。现将详细参考如附图所示的本发明的实施方案。所有附图以及以下详细描述中将使用相同的参考标记来指代相同或相似的零件。除非以其它方式明确地或通过上下文清楚地指出，所指对象如“一”、“一个”和“该”意味着也包含复数的对象。

为了清楚的目的，并未示出和描述文中所述实施方案的所有常规特征。当然，应该理解的是，在任何此类实际实施方案的开发中，必须作出许多针对实施方案的决定以实现开发人员的特定目标，例如遵照与应用和商业相关的约束，并且这些特定目标将因实施方案而异和因开发人员而异。

按照本发明的一个实施例，可使用各种类型的操作系统(OS)、计算平台、固件、计算机程序、计算机语言和/或通用机器来实现构件、方法步骤和/或数据结构。该方法可作为编程程序在处理电路上运行。处理电路可采用处理器和操作系统的多种组合的形式、或采用单机设备的形式。该程序可实现为由此类硬件、单独的硬件、软件、单独的软件或其任何组合执行的指令。软件可储存在可由机器读取的程序存储设备上。

另外，本领域技术人员将认识到，也可使用通用性较低的设备——诸如硬连线设备、包括现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑设备(CPLD)的现场可编程逻辑设备(FPLD)、专用集成电路(ASIC)等——而不脱离本文公开的发明概念的范围和精神。

空气压差系统

空气压差系统的实例在图1和2中示出。在一些变型中，空气压差系统——例如图1和2所示的系统——通过接纳个体、将他们的下部身体置于一充分气密的腔室内并将腔室压力增加到比室内气压、环境压力高出期望量而执行操作。在特定实施例中，可精确地控制腔室中的压力。作用是将个体模拟为气缸中的活塞，且个体的由重力导致的正常重量被卸载一定的量。通过精确地控制压力，还可精确地控制用户重量的卸载量。例如，对于大多数个体而言，本文所述的系统和方法能通过精确到个体体重的约1％的调节来逐渐地改变用户的有效体重。

如下所述，在一些实施例中，用户密封件的结构由柔软的或柔性材料、坚硬的或刚性材料或其组合形成，从而以充分气密的方式跨接用户与腔室之间的隙口。下面描述实现用户密封件的结构和方法的各种实例。

此外，本文所述的空气压差系统和有关方法可例如动态地(例如，当用户运动而不仅仅是静止站立时)或静态地(例如，当用户静止或相对静止时)适用于各种不同的情形中。在一些实施例中，本文所述的空气压差系统可施加一正压，其中空气压差系统的腔室内部的压力大于周围的环境压力。在其它实施例中，可向压力腔室施加负压，该负压低于周围环境的环境压力。

图1是示意性地示出按照一个实施例向个体101的下部身体106施加压力的系统100的框图。该系统包括腔室102和用于调节或控制(增加或降低)及保持腔室102内的压力的控制器103。控制器103的一个实例是例如如美国专利公报No.2007/0181121中所述的负反馈控制系统，通过参引的方式将其全文结合入本申请中。

腔室102包括沿一轴线——如竖直轴线、水平轴线等——的孔腔104，其用于容纳下部身体106。按照一个实施例，腔室102可包括一柔软(柔性)的或刚性(坚硬)的壳体。

在其中腔室102具有柔软或柔性壳体或具有包括柔软或柔性部分以及坚硬或刚性部分的壳体的变型中，柔软壳体或壳体的柔软部分可被相应地充气或放气。在特定变型中，当柔软壳体或壳体的柔软部分被充气时，腔室102可呈大致半球形或半卵形。图1示出一个实施例，其中腔室102包括球形或卵形的顶部、以及作为腔室102基部108的平直截面。基部108可将个体用户101支撑在任何位置，例如站立或坐下，如直立或正坐。应当认识到，类似系统可构造为使得用户处于水平位置，例如通过使孔腔104顺时针或逆时针旋转约90度。

柔软壳体或柔软壳体部分可由任何合适的柔性材料——例如织物(纺织物或无纺织物)、塑料薄片、皮革(天然或合成)等——制成。在一些变型中，柔软壳体或柔软壳体部分可由可为纺织物或无纺织物的充分气密的织物制成。在一些情形下，壳体中使用的织物可稍微透气，但充分气密以允许在腔室中建立希望的压力级别。当腔室被放气时，柔软壳体或壳体部分可允许下部身体部分106位于孔腔104内。孔腔104可呈例如椭圆形或圆形并包括柔性织物或其它类型的柔性材料，以接纳个体下部身体106的各种腰线形状。柔性柔软壳体的高度可以改变，并且在各种实施例中例如通过使用条带在顶面上向下拉来限制该高度。在一些变型中，孔腔104可包括围绕个体101的腰部或躯干的刚性环(未示出)。腔室102的高度因此可通过升高或降低刚性环来调节。

一个或多个杆(未示出)可设置为系统100的一部分，并可构造成围绕柔性壳体的位于个体101腰部以下的至少一部分。此类杆可构造成沿腔室的侧边保持壳体的柔性部分以限制膨胀，从而保持壳体靠近个体101的躯干，以允许舒适的手臂摆动。(多个)杆可限制柔性壳体膨胀成如球形的不希望形状的能力。(多而)杆可具有任何合适的构造。例如，在一些变型中，可沿两侧设置两个平行的杆。在其它变型中，可使用一U形杆，其中该U形杆的基部可定位于用户前方。类似地，刚性的壳体或部分刚性的壳体可构造成通过如鞍形的特定轮廓形状避免当个体101运动(行走或跑动)时个体101手臂接触刚性壳体或以其它方式受到刚性壳体的干涉。

系统100还可包括后侧进入通道(未示出)，以便于进入和离开腔室102。在一些变型中，后侧进入通道可包括台阶。在具有柔软壳体或柔软壳体部分的腔室102的变型中，如果存在的话，此类后侧进入通道可用作支撑处于放气状态的柔软壳体或柔软壳体部分的装置，从而例如使得更容易将密封件110附接至个体101。在腔室102的壳体(在例如织物壳体的柔性壳体的情形下)撕破或(在硬壳体的情形下)裂开的情形下，通道还可用作安全平台。通道也可包括一个或多个保持杆，用于个体101握在其上以支撑个体或防止个体掉落。

对于具有硬壳体的腔室102的变型，腔室102可包括允许个体101进入和离开腔室102的门(未示出)或其它类型的开口。例如可使用这样的门，其中门可摆动打开、向下摆动或滑动打开。门可由能够通过拉链、卡扣和/或其它类型的闭合件(例如Velcro^TM型钩圈搭扣闭合件)以充分气密的方式闭合的织物、塑料、皮革或其它类型的柔性材料构成。在一些变型中，可通过使腔室102的两个半部像蛤壳或驾驶舱(cockpit)那样分开又回到一起而形成孔腔104。另外，可基于个体101的高度调节硬壳体的高度。

用户密封件110在个体101的躯干或腰线处或附近设置在下部身体106与孔腔104之间。按照一个实施例，密封件110包括多个位于个体101的躯干周围的开口/漏洞以冷却个体101并更好地控制个体101躯干周围的压力分布。例如，通过个体101的胃部定位在前方的漏洞由于柔性腰部密封件在压力下的充气膨胀而帮助鼓出。此类有意设计的漏洞可通过缝制非气密织物或通过在腔室102的壳体或织物中形成孔而实现。密封件110可由基本气密的材料和/或非气密的织物制成。可通过任何适于固定到用户身体上的装置——例如裙子、裤子、如下文更详细地描述的其它装置或技术、或其任何组合——实现密封件110。

按照一个实施例，密封件110可包括可分离的密封闭合件。可分离的密封闭合件的非限制性实例包括拉链、卡扣、Velcro^TM型钩圈搭扣闭合件、位于(例如通过拉链)附接至壳体的刚性唇缘上的独木舟式附件(kayakattachment)、夹具和可变形的环。在一些变型中，密封件110可包括用于锚固至个体下部身体106的装置和用于附接至孔腔104的装置。用于锚固至用户身体的装置可包括例如沿用户大腿的周向延伸以调节至接纳不同大腿尺寸的Velcro^TM型条带、以及使密封件保持锚固到髋骨的带。用于锚固至用户身体的装置的其它实例可包括密封在用户身体上并由于高摩擦系数而保持锚固的高摩擦材料。密封件110可以是可透气和可洗的。按照另一实施例，密封件110可向上密封至个体胸部，并且在一些实施例中，密封件可从用户的腰部区域向上延伸至胸部。在一些变型中，密封件110可包括裙型密封件。文中详细描述了密封件另外的非限制性实例。

可选的健身器械112可至少部分地容纳在腔室102内。可使用任何合适的健身器械，例如跑步机、固定自行车、划船机、踏步机、椭圆训练机、平衡板等。健身器械112例如可为具有可调节的高度、坡度和速度的跑步机。可基于个体用户101的尺寸调节健身器械的任何参数。例如，可调节健身器械112的高度、在腔室内的位置、座椅位置、手柄位置等以与个体101的尺寸适配。本领域普通技术人员应该理解的是，所示的跑步机并非意图进行限制，并且可使用其它健身器械而不脱离本文公开的发明概念。

在一些变型中，空气压差系统包括不带有健身器械112的可加压腔室。在这些变型中，腔室102可不设置任何健身器械地使用，例如用作改善弹跳能力、平衡或全身运动的装置。

可使用任何合适类型的控制器103来调节腔室102内的压力。如上所述，控制器103在一些变型中配置成例如在控制器103构造为负反馈控制系统时维持腔室102中的压力。在特定变型中，控制器103包括进气系统114和排气系统116。在一些情形下，控制器103可包括压力传感器120、处理器122或控制面板118，或以上两者或多者的任何组合。

在图1所示的变型中，进气系统114包括用于接收气体(例如空气)的输入口124、压力源126(泵或鼓风机)以及输出口128。来自压力源126的气流可以是未被调节的。压力源126可打开或关闭。按照另一实施例，压力源126可包括可变风扇速度，可调节该风扇速度以控制进入腔室102的空气流。压力源126将气体从输入口124泵送至输出口128。

在图1所示的变型中，排气系统116包括用于从腔室102接收气体的输入口130、压力调节阀132和通向环境压力的输出口134。压力调节阀132控制来自腔室102的排气流。输入口130为腔室102的输出口。气体通过输出口134离开腔室102。按照另一实施例，安全排气口(未示出)可连接至腔室102，以允许气体在压力增加超过限值——如安全限值——的情形下(例如在紧急或系统故障情形时)离开腔室102。

在一些变型中，如图1所示的空气压差系统包括用户界面系统，其用于允许个体101或操作人员通过处理器122与系统100互动。可使用任何合适的用户界面，例如诸如触摸屏的触摸传感器、手持按钮、手持控制盒或声控用户界面。在特定变型中，控制面板118包括用户界面系统。用户界面和/或控制面板可采用无线构型或硬连线方式与处理器122接口。在一些变型中，个体101可使用控制面板118上的触摸屏界面(未示出)，以例如设定腔室102内的压力、和/或控制健身器械的一个或多个参数——例如健身器械112的速度、坡度、阻力和/或高度。控制面板118也可由个体101用于校准系统，以修改身体重量和/或输入期望的系数或参数来确定锻炼强度。例如，用户可指定他希望以他身体重量的一定比例的设定进行锻炼、或以偏离他身体重量一定磅数的设定进行锻炼、或以一定心率或血压的设定进行锻炼、或以一定疼痛级别的设定进行锻炼。在名称为“SYSTEM，METHOD AND APPARATUS FOR CALIBRATING DIFFERENTIALAIR PRESSURE DEVICES”(“用于校准空气压差设备的系统、方法和装置”)(代理卷号No.8038.P006)且与本申请同时提交的美国专利申请中描述了校准程序的非限制性实例，通过参引的方式将其全文结合入本申请中。

在一个实施例中，将一可选的压力传感器120连接至腔室102以测量腔室102内的压力与环境压力之间的压差。本领域技术人员应该理解的是，所示的压力传感器120并非意图进行限制，并可使用其它类型的压力变换器或压力测量传感器而不脱离本文公开的发明概念。压力传感器120将其测量结果传送至处理器122。系统100无需包括压力传感器来实现校准，例如如名称为“SYSTEM，METHOD AND APPARATUS FORCALIBRATING DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICES”(“用于校准空气压差设备的系统、方法和装置”)(代理卷号No.8038.P006)且与本申请同时提交的美国专利申请中所述，通过参引的方式将其全文结合入本申请中。

在一些变型中，控制器103可配置成使用来自压力传感器120的输入来控制压力源126和/或压力调节阀132。处理器122可与用户界面或控制面板118(如果存在)通信。处理器122的算法的实例为处理器122从控制面板118接收输入。例如，该输入可包括期望的腔室102内压力、期望的个体体重百分比、偏离用户体重的重量的大小和/或疼痛级别。处理器122可配置成使用负反馈回路、电路或系统操作压力源126和/或调节阀132。在特定变型中，处理器122可通过来自压力传感器120的输入监控腔室102内的压力。基于来自压力传感器120的测量结果和例如通过控制面板118来自用户的输入，处理器122将驱动信号输送至调节阀132和/或压力源126以增加或减少通过腔室102的排气流量，以便将腔室102内的压力维持为尽可能接近期望压力。期望压力在一些变型中可以是预设的，而在一些变型中可从控制面板118接收或由例如通过控制面板从用户接收的信息导出。腔室102内的压力(正压或负压)在个体101上产生一向上或向下的力，形成较轻或较重的感觉。

在一些变型中，处理器122可与健身器械112通信。处理器122可通过用于健身器械112的控制面板118接收一个或多个输入参数。例如，健身器械112可包括跑步机，其速度和坡度通过处理器122基于在腔室102内感测到的压力进行调节。

按照一些实施例，可控制系统100以监控和/或保持各种性能参数，例如以实现一恒定的步频。在一些变型中，处理器122可配置成从一个或多个用户表现参数传感器接收输入，例如心率、血压、疼痛级别、步长、步调或步频、足部冲击压力等。可响应一个或多个用户参数来调节健身器械的该一个或多个参数——例如速度、阻力和/或腔室内的压力。例如，可将传感器置于跑步机上以检测用户足部在跑步机上的冲击并与后续值进行比较以测量跨步之间的时间长度。器械然后可以调节压力、坡度、速度等以保持一定的跨步速度。

按照又另一实施例，系统100可包括联接至个体101的加速度/减速度传感器，其感测用户是否加速或减速。本领域技术人员应该认识到，存在许多实现这种传感器的方法。处理器122从加速度/减速度传感器接收测量结果，并且可响应测量结果并结合腔室102内压力的增加或降低而输送信号以增加或降低跑步机的速度。

处理器122还可包括数据存储设备(未示出)，诸如储存可由个体101或操作人员通过控制面板118选择或编程的各种数据和/或可运行程序的数据库。数据存储设备可包括可用来控制系统100的数据库。例如，当从一个或多个传感器(包括压力传感器、个体表现的传感器、安全传感器等)接收数据时，处理器122可判定一个或多个参数是否已达到预设限值或危险级别。处理器122然后改变压力和/或健身器械112的参数，例如阻力或速度——如跑步机的速度。例如，教练可为个体101设定最大速度、心率、阻力、步调、血压或疼痛参数。处理器122将确保参数不会被超过。数据存储设备还可用来储存用于不同方案的历史表现数据和个人记录，且系统100可允许个体101以过去的表现数据或个人记录为参考来跑步。

数据存储设备还可包括各种基于控制面板118选择的训练程序。处理器122然后可基于一个变量、变量的组合(例如允许的最大用户心率)将活动级别限制在对个体101无害的范围中。数据存储设备还可记下并记录个体101的表现和活动，并储存所有的校准数据，从而使得个体101、教练、治疗专家等不需要为每一次使用空气压差系统都执行校准程序。

图2的框图示意性地示出按照另一实施例用于向个体101的下部身体部分106施加压力的系统200。该系统200包括腔室102和用于调节(增加或减小)腔室102内压力的控制器202。在一些变型中，控制器202可配置成保持腔室102内的压力。控制器202的一个实例为负反馈控制系统。

用于调节(以及在一些变型中保持)腔室102内压力的控制器202包括进气系统204。在一些变型中，控制器包括诸如如图1所述的用户界面。在特定变型中，用户界面可作为控制面板118的一部分而被包括在内。在一些变型中，控制器202包括压力传感器120和处理器206。

在图2所示的变型中，进气系统204包括用于接收气体(例如空气)的输入口208、受调节的压力源210以及输出口212。受调节的压力源210将气体从输入口208泵送至输出口212。通过受调节的压力源210调节空气流。受调节的压力源210可包括可调排气阀，其用于控制通过输出口212的气流速度。按照一些变型，受调节的压力源可包括具有可调风扇叶片尺寸或风扇速度的泵。可通过改变风扇速度或风扇叶片尺寸调节气流速度。安全排气口(未示出)可连接至腔室102以允许气体在达到预设限值的情形下(例如在紧急或系统故障的情形下)离开腔室102。

处理器206与控制面板118(如果存在)和压力传感器120通信以控制受调节的压力源210。处理器122的算法的实例为处理器206例如通过控制面板118从用户接收输入。例如，该输入可包括腔室102内的期望压力、个体的体重、确定个体在锻炼期间希望设定的体重百分比的因素、用户希望使用的重量偏离量(用户重量相比于在环境压力下的重量的偏离)、疼痛限值、心率和/或血压等。在图2所示的变型中，处理器206可使用负压反馈回路、电路或系统操作受调节的压力源210。处理器206通过压力传感器120监控腔室102内的压力。基于来自压力传感器120的测量结果和(例如通过控制面板118)来自用户的输入，处理器122将驱动信号输送至受调节的压力源210以增加或减小通过腔室102的气流，以便将腔室102内的压力维持为尽可能地接近例如通过控制面板118从用户接收的期望压力。腔室102内的压力(正压或负压)在个体101上产生向上或向下的力，产生较轻或较重的感觉。

在一些变型中，处理器206可与至少部分容置在腔室102内的健身器械112通信。可使用任何合适的健身器械112，例如如以上结合图1所述。在一些变型中，不使用健身器械。处理器206可例如通过控制面板118从用户接收用于健身器械112的一个或多个输入参数(例如，速度、阻力、步调、坡度、训练算法等)。例如，健身器械112可包括跑步机，其速度和坡度由处理器206基于感测到的腔室102内的压力来调节。

处理器206还可包括数据存储设备(未示出)，诸如储存可由个体101或操作人员通过控制面板118选择或编程的各种数据和/或可运行程序的数据库。数据存储设备可包括可用来控制系统200的数据库。例如，当从所有传感器接收数据时，处理器206可判定一个或多个参数是否已达到预设限值或危险级别。处理器206然后改变压力和/或健身器械112的一个或多个参数，例如跑步机的速度。例如，教练或身体治疗专家可为个体101设定最大速度参数。处理器206可限制该速度使得其不会被超过。数据存储设备可用来储存用于不同方案的历史表现数据和/或个人记录，且系统200可允许个体101以过去的表现数据或个人记录为参考来跑步。

数据存储设备还可包括各种基于控制面板118选择的训练程序。处理器206在一些变型中可基于一个或多个变量——如用于用户的最大心率——将个体的一个或多个活动级别限制在无害级别。数据存储设备还可记下并记录个体101的表现和活动。

用于空气压差系统的用户密封件

如上所述，用户密封件设置在用户与空气压差系统的腔室之间，以允许腔室维持一非零的空气压差(即，维持腔室中的压力不同于环境压力)。功能性的用户密封件形成与用户身体的充分气密的接合和与压力腔室充分气密的接合，以维持期望的非零空气压差。进一步地，用户密封件内的任何中间接合也必须充分气密以便维持期望的非零压差。在各种实施例中，用户密封件可采用任何合适的技术或附接方案——例如通过使用充分气密的弹性材料、弹性带、束带、粘合剂、摩擦和/或紧密物理接触(例如可模制或限定轮廓以符合用户身体形状的密封件)——来形成用户身体与密封件本身之间充分气密的接合。如文中所述，即使当用户移动(例如，上下、旋转或前后)时、对于用户可能穿着的大量衣服类型、并且甚至当用户出汗时等，也可将用户密封件锚固至用户以形成并保持充分气密的接合。

如果使用粘合剂来将用户密封件锚固至用户(单独地或结合另一锚固机构)，则可使用任何合适的粘合剂类型，并且可使用任何合适的粘合剂供给(delivery)。例如，可使用胶带、喷射型粘合剂、溶剂型胶水和/或固化环氧树脂。

为了接纳尽可能多的用户，希望空气压差系统包括的用户密封件可接纳一定范围的不同身体尺寸和身体形状。如下所述，带有用户密封件的系统——其包括腔室中的用于接纳用户身体的可调孔口、不需要多个离散的孔口尺寸和形状等——可有助于改善空气压差系统。此外，腔室中适用于许多用户的单个可调孔口密封件可加速用户进入和离开系统、和/或可减少使用空气压差系统所需的步骤和/或专用附件的数量。另外，下文提供了用户密封件的多种变型，其包括将用户密封件锚固至用户身体以在用户与腔室之间形成密封的有效装置。

在一些实施例中，可在用户身体与用户密封件的可变形材料之间增设一独立的插入件以收集汗水或其它身体物质，使得后来的用户可在清洁卫生的环境中锻炼。可将这种插入件应用于任何文中所述的可调孔口用户密封件。

密封件孔口尺寸确定

可采用各种技术和结构来形成具有可接纳一定范围的用户的可调孔口的用户密封件。文中描述了具有可调孔口的用户密封件的非限制性示例。进一步地，诸如当将密封件模制或定形至用户身体时，可采用各种技术和结构来将密封件锚固至用户，例如弹性材料、弹性带、束带、粘合剂、摩擦和/或紧密物理接触。

图3示出用于诸如图1和图2所示的空气压差系统的包括可调孔口的密封件300的一个实施例。如图3所示，在一些变型中，可调孔口密封件300包括周向裙部302，其允许用户竖直运动且形状为上下倒置的裙子(例如，倒置的火山)。可调孔口密封件300(包括裙部302)可例如通过缝针、粘合剂、磁体、拉链、卡扣、按钮、Velcro^TM型闭合件或文中所述或另外公知的任何其它装置附接至空气压差系统的壳体304。因此，包括密封件300的空气压差系统的用户进入中心开口，并将裙部302向上拉到他或她的躯干。在一个实施例中，可调孔口密封件300中包括衬垫插入件(未示出)或其它容易更换的内部材料，例如以避免从一个用户到下一用户的细菌积聚。

在一些变型中，可将一条或多条拉绳(系带)或其它捆束机构(例如棘齿)沿周向定位在用户密封件中用于用户的开口的周围。如果使用的话，拉绳或系带可以是弹性或非弹性的。捆束机构允许开口的尺寸变化以接纳一定范围的用户尺寸。进一步地，该一条或多条拉绳或其它捆束机构的功能是当捆束时将用户密封件压靠在用户身体上，从而将密封件锚固至身体而形成充分气密的接合，以维持腔室中的期望压差。该一条或多条拉绳或其它捆束机构能以任何合适的方式设置以捆束用户密封件，从而迫使密封件抵接用户身体。例如，一条或多条拉绳可绕圆形或椭圆形用户密封件的至少一部分周向穿设以实现捆束。在特定变型中，两条或多条拉绳可绕圆形或椭圆形用户密封件的至少一部分周向穿设，例如从而使得所述两条或多条拉绳以大致同心的方式设置。在特定情形下，多条拉绳可相对彼此竖直设置并绕密封件的至少一部分周向穿设，从而使得该多条拉绳竖直地沿用户躯干提供密封件与用户的锚固。备选地或另外地，可将一条或多条拉绳穿过用户密封件中的隙口，其中所述隙口允许用户密封件打开以接纳用户的进入或离开。该一条或多条拉绳可被捆束以闭合隙口，从而在空气压差系统操作之前将用户密封在腔室中。

例如，如图3所示，裙部302包括一条或多条拉绳，诸如拉绳306₁至拉绳306_N。该一条或多条拉绳能使个子较小的用户在需要时系紧裙部302。拉绳306_1...N进一步将可调孔口裙部302锚固至身体，以防止裙部在图1和图2的空气压差系统被加压时倒转。

图4A和4B示出包括可调裙部400的可调孔口密封件的另外的实施例，其中裙部由诸如氯丁橡胶、橡胶等的柔性材料制成并附接至空气压差系统的壳体406。在一个实施例中，为了使裙部400的周长更小(例如，使孔口裙部400从图4A所示的构造过渡至图4B所示的构造)，可调孔口中包括一系列褶皱部，诸如褶皱部402₁至402_N。在一个实施例中，褶皱部401_1...N可为织物或其它柔性材料的区段，其可使用由弹性材料制成的拉链、卡扣、按钮或Velcro^TM型闭合件系紧，包括紧固搭扣、拉绳或其它合适的闭合件。如果不使用皱褶部，则褶皱部之间可设置有另外的柔性材料(例如织物层)以保持裙部织物层和空气密封件的连续性。

如图4A和4B所示，通过闭合一个或多个褶皱部402_1...N以形成闭合的褶皱部410_1...N，在用户的腰部404周围，裙部400的周长缩小。反之，为了张开孔口裙部400的周向，可打开一个或多个闭合的褶皱部410_1...N。此外，由于可使用图4A-4B所示的可调孔口变型实现任意的闭合的和打开的褶皱部分布，所以孔口可调以配合空气压差系统中宽范围的身体尺寸和形状。

图5A示出利用拉绳或带的可调孔口密封件500的另一实施例。在图5A所示的具体实施例中，单条拉绳502绕可调孔口密封件500的至少一部分周向穿设。密封件500可包括弹性材料条带506，该条带又连接至空气压差机的柔性壳体504。当被捆束时，拉绳收拢弹性材料506而在用户躯干周围形成充分气密的密封。在另一实施例中，采用多条拉绳，例如如图3所示。在一些变型中，多条拉绳环绕在孔口周围并且可单独地系紧。多条拉绳可提供这样的优点，即在沿大致竖直方向(即，在大致正交于孔口所限定的平面的方向上)的多个位置处沿用户身体将孔口围框固定至用户身体。此外，一条拉绳(例如，上拉绳)可固定开口的最大直径或周长，而(多条)下拉绳可提供绕用户身体的密封件的柔性材料的密封压力。多条拉绳还可用来将密封件(例如，密封件的织物)锚固至身体。如上所述，带和拉绳仅仅是一个实例并且不应当限制用于空气压差系统中具有可调孔口的密封件的固定装置的类型。

图5B示出利用一条或多条系带512来调节开口尺寸的另一可调孔口密封件510。系带512像腰带一样将密封件的织物或其它柔性材料拉在孔口周围。在一个实施例中，系带可仅沿着开口的竖直面的一部分设置。在一个实施例中，开口由诸如氯丁橡胶的充分气密和柔性的材料构成。此外，可将额外的柔性材料514设置在系带512之间以保持系带512上充分气密的密封。在一个实施例中，多组系带可在开口周边周围分布在超过一个位置处。

图5C示出利用一个或多个可膨胀囊522的可调孔口密封件520的另一实施例。在一个实施例中，当囊522膨胀以对用户526形成密封时，该一个或多个可膨胀囊522减小开口的孔口周长。囊可由诸如橡胶、氯丁橡胶的可膨胀材料或其它柔性气密材料制成。在一个实施例中，囊固定在附接至空气压差系统腔室的围框上或壳体上的坚硬外表面528上。如果存在的话，坚硬外表面528当囊522膨胀时限制囊522的向外膨胀，迫使囊绕用户的周向朝用户526向内膨胀。囊可填充有诸如空气、其它形式的气体、液体(例如水)、凝胶体的物质或其它合适的物质以使囊522膨胀。当膨胀时，囊522抵接在以充分气密方式附接至用户526的成形面524上，从而有效地锁定用户并形成密封。应当注意的是，密封件520可允许坚硬外表面528与该一个或多个囊522之间的相对旋转，和/或一个或多个囊522与成形面524之间的相对旋转，和/或成形面524与用户526之间的相对旋转。例如，在一个实施例中，面524可包括低摩擦的支承涂层、利用轴承或利用润滑来改善当密封在孔口中时用户526的旋转性能。在一些变型中，第二密封翼片(未示出)可设置在面524与(多个)可膨胀囊522之间，以增强该界面的密封性能。由于具有初始未填充的囊522，用户526可调节他在开口中的旋转位置。然后可填充囊522以与用户526适配。囊522由限位件528支撑，该限位件528保持囊522的位置并限制囊的向外膨胀。在一个实施例中，手动填充和调节囊522。在另一实施例中，使用硬件、软件或二者的组合填充和调节囊522。在任一情形下，可将囊填充至与密封性能和用户舒适性相应的级别。

在一些变型中，可在腔室的围框和/或在用户所穿着的附件(例如短裤)上设置一个或多个可膨胀囊。图5D示出了一系统的截面图，其中坚硬的支撑面534和一个或多个可膨胀囊532设置在用户536、用户所穿的衣服等上。囊532抵接可附接至空气压差系统围框的刚性外表面538地膨胀，以将用户536密封在空气压差系统中。与上述图5C相似，(多个)可膨胀囊532可相对于支撑面534和/或相对于外密封面538旋转。

在一个实施例中，包括可调孔口的密封件由与中国指套(Chinesefinger trap)相似的织物构成，以紧密地配合不同尺寸的个体，如图5E所示。中国指套是当伸展时径向压缩的织物圆筒体。当用户插入如图5E所示的可调孔口密封件并且密封件轴向延伸(例如，从轴向压缩的构型540延伸至轴向伸展的构型542)时，可形成与用户的紧密配合。

在如图5E所示的织物可调孔口密封件的一些变型中，织物构造成使得它将紧密地配合在具有各种尺寸的用户的周围，同时还容易释放。在各种实施例中，织物可为网眼织物或密实织物，并且可由任何合适的材料如天然或合成纺织品构成。在一些变型中，织物包括NYLON^TM聚合物。此外，在一些变型中，织物可包括低孔隙或无孔隙的覆层——如橡胶皮氯丁橡胶——以有助于密封和用户舒适性。

在如图5F所示的可调孔口密封件的另一实施例中，可伸展带546可用来调节密封件的孔口的尺寸或形状。通过使带546伸展并允许用户将他自己插入密封件的孔口中以进入腔室、并接着释放带以与用户身体靠近并配合，用户可被可靠地密封在腔室中。

如图5F所示的可调孔口密封件中可使用任何合适的可伸展带。在一个实施例中，可伸展带546利用允许孔口周边伸长和收缩的弹性带材料。在一些变型中，带546的伸展可通过用户将他的身体挤入由可伸展带包围的孔口中来完成。在一些变型中，可伸展带可包括可充气的内管状腔室548或其它当充气时径向向外膨胀并且当释放(放气)时迫使带546向内压靠用户的机械装置。在特定变型中，可伸展带546可包括一个或多个衬有弹性带的可变形结构。可变形结构例如可由与泡沫相似的材料或其它跨接用户与弹性带之间的间隙的柔顺材料形成。当弹性带释放时，可变形材料挤压用户身体的周围，形成充分气密的密封。

包括可伸展带的可调孔口密封件的再另一实例在图5G中示出。这里，可伸展带550包括附接至弹簧(未示出)上的可变形部段552。在一些变型中，可变形件被制成为与用户的人体模型一致以形成密封。弹簧(未示出)可被压缩并保持以打开孔口便于用户进入，然后被释放以形成密封。可变形部段552可包括多个可分离的、由可变形材料形成的部件，可为整体结构(例如实心环)，或可包括结合在一起以形成单件的多个部件。在一些变型中，可变形部段552可以是空心的，并且弹簧(未示出)可设置在可变形部段552的空腔内。

可使用其它构造和类型的可变形结构来调节压力腔室中的开口的尺寸。在一个实施例中，可将可变形的结构或形状恢复材料固定在开口的全部或部分周边上，并且用户可以使泡沫变形以进入腔室。一旦用户处于腔室中，可变形的形状恢复结构——如泡沫——将试图抵接而用户恢复为它的正常形状，从而形成密封。在一些变型中，可变形材料可永久变形，且针对用户身体定制的模制插入件可在使用前附接至腔室并且随后当用户进入机械时在用户周围压到一起。图5H示出可变形材料554的实例，其在用户身体556周围压到一起以跨接腔室围框的开口并在用户周围形成基本气密的密封。在一个实施例中，可变形材料一旦从用户身体释放就可恢复其形状或形式(例如记忆材料、泡沫、凝胶体等)。在另一实施例中，可变形材料是可分离的，并且针对用户身体模制。在一些实施例中，可变形材料如泡沫或凝胶体的隔板(compartment)可用于与如图5H所示相同或相似的目的。

在图5I所示的一个实施例中，可变形材料558设置在铰接元件560之间的楔状空间中。铰接元件560在一些变型中可为楔形物，但在其它变型中可具有非楔形形状。通过使用所示铰链张开楔状空间，可变形材料558可被向外拖(远离用户)(例如，从位置562₁拖至位置562_N)，形成用于用户进入的较大孔口。通过压缩元件560之间的楔形空间，材料向内(朝用户)变形(例如，从562₁至562_N)以形成抵接用户身体的环状密封，从而形成充分气密的密封。在一些实施例中，铰接元件560的压缩程度可由例如连接至空气压差系统的处理器控制。在一些实施例中，铰接元件560可被锁定在多个可选位置的一个中——所述位置与可变形材料密封用户身体所需的膨胀量对应。在这些实施例中，可使用任何合适的锁定元件或锁定机构——如销、夹具、棘齿或本文所述或另外公知的其它锁定机构——锁定铰接元件。此外，在一些变型中，可将独立的插入件(未示出)设置在用户身体周围以形成一平滑表面，以用于可变形材料的抵接压紧。如果存在的话，此类插入件可形成与用户身体的充分气密的密封，并且可足够坚硬以承受来自可变形材料的压缩。

在一个实施例中，如图5J所示，可调孔口密封件564可如此地被制成为是可调节的：通过将密封件构造成包括可变光阑、该可变光阑形成与用户的充分气密。在一些变型中，用来形成可调孔口密封件的隔板可包括若干坚硬材料件或可由若干坚硬材料件制成——诸如部件566，其旋转打开和闭合以形成可变尺寸的孔口。该坚硬材料可为塑料、金属或其它在压力下不会明显变形的能胜任的结构材料。在一个实施例中，隔板使用一个或多个锁定机构以将隔板保持于打开、闭合位置或固定在中间位置。可使用任何合适的锁定技术或锁定设备，包括销、夹具、杆或本文所述或其它方式公知的任何其它合适的锁定机构。在一些变型中，可将较柔软的过渡材料(诸如橡胶、织物或皮革)加至可变光阑566构件的端部以形成可变光阑与用户身体之间较为柔软的界面，从而提高舒适性和/或改善密封的质量。例如，在一些变型中，可变光阑可构造成可从大约12”的直径开口张开至大约22”的直径开口以接纳广泛的用户身体类型。

图5K示出利用一个或多个袋572来抵接用户地密封的可调孔口密封件570的另一实施例。在一些变型中，袋572可填充以颗粒，并且可设置在用户周围并附接至可加压的围框上。在一个实施例中，一个或多个袋572中的颗粒可用来通过向一个或多个袋施加真空而形成密封。当从袋除去空气时，颗粒形成与用户身体贴合的坚硬表面。颗粒可由任何合适的材料构成，例如，诸如Styrofoam^TM泡沫聚苯乙烯的塑料、玻璃或其它坚硬材料。此外，颗粒的尺寸足够小，使得它们当被置于真空下时形成具有限定轮廓的坚硬密封件。施加至容纳有颗粒的袋的真空应当充分的强，以使得它即使在承受来自腔室的压力时也可牵拉颗粒以形成舒适、坚硬的密封件。在一个实施例中，可将较柔软的材料574设置在用户身体与真空袋装的颗粒之间，以提高使用期间的舒适性和/或增强用户与真空袋装颗粒之间的密封。该真空可由外部源如由用户致动的电机、抽吸泵或其它合适的用于在袋或多个袋中抽真空的装置供给。在一些变型中，空气压差机的一个或多个构件可构造成供给真空，例如，用来对腔室加压的鼓风机可构成泵。

图5L示出利用一个或多个凸轮580的可调孔口密封件578的另一实施例。在此变型中，利用一个或多个凸轮580来形成抵接用户582的密封件。凸轮580是成形件，其固有的重心使其向下指向。它们的几何形状可以许多不同的方式形成，但其形状在一端处绕一轴线的路径长度大于其形状的另外部分。如果它们设置为一环形结构，则导致当它们向下指向时所形成的孔的直径比当它们指向孔中间时要大。当用户进入开口时，凸轮或者从其枢转点沿它们最长的轴线落下、或者已经向下指向。当凸轮580通过压力被向上推时，用户升高，或通过使用杆等被向上推时，凸轮被向上推动，使得开口的周长缩短，形成抵接用户的密封。在一个实施例中，凸轮具有将其保持于稳定朝向中的锁定机构。此外，可将基本气密的材料(未示出)设置在凸轮之间以保持对用户充分气密的密封。在一个实施例中，凸轮580被向内偏置，使得用户582在插入其身体时向下并向外推动凸轮580。凸轮580上的偏压力致使其在跨接凸轮580的大致气密的材料上形成初始压力，并因此对用户身体形成初始密封。当包围用户的腔室内的空气压力增加时，可提高凸轮580上的压力并因此改善密封。

在一些变型中，可对用户所穿的短裤增设文中所述的一些合适实施例的囊，以在使用空气压差系统期间增加腹股沟的舒适性。如果存在的话，该囊可使用弹性材料制成。带有囊586的用户短裤582的一个实施例在图6中示出。在一个实施例中，短裤可由允许压力变化的多孔材料构成，从而减小该区域周围的压力。这在低压力下对于男性用户来说尤其重要。

旋转的孔口密封

利用用于美容、保健或健康目的的空气压差技术的现有技术设备在用户可相对于压力腔室移动的方面受到限制。具有高于或低于外部空气的压力的腔室允许用户完成各种能够增强体质的活动。目前，用户——其位于这些器械之一中——可能希望通过允许相对于围框静态地(即，在活动之前或之后)或动态地(即，在活动期间)旋转他们的身体来增加他们的运动范围。有利于旋转运动的用户密封件有利地用于空气压差技术的许多应用。动态调节允许用户可以在处于腔室内的期间具有更大的运动范围，并允许他们改变在腔室中的位置而不必离开腔室或改变腔室的设置。旋转调节的能力将允许用户进行正常的前向运动、侧向运动以及后向运动而不必调节底板或下方移动表面的方向或角度。虽然不需要，但进一步结合有横向运动能力还可改善加压腔室内用户的体验和运动范围。在一个实施例中，可通过自动化、传感器、软件和/或硬件协助所述的旋转运动能力和横向运动能力中的一者或二者。

在一个实施例中，通过使用轴承来制造旋转密封件以允许绕空气压差系统中密封件的旋转运动。在一个实施例中，腔室内用户的相对旋转运动通过在用户与围框之间设置轴承来实现。图7A示出用于空气压差系统中的用户密封件的、结合有滚针轴承的轴承围框的一个实施例。对于图7A所示的具体示例而言，轴承围框700具有外管状部段704和设置成与外管状部段704成同心关系的内部段702。内部段702的外表面与同心设置的外管状部段704的内表面之间的间隔公差使得外部段704的尺寸比内部段702大，以刚好能够接纳插入在这些表面之间的多个周向分布的滚针轴承706。轴承围框700能够绕用户密封件定位。当用户旋转并且试图过度地偏离腔室中孔口的中心时，滚针轴承抵抗这种运动但滚针轴承(辊子)允许旋转。用户因此保持与围框大致同心但可自由旋转。在一些实施例中，可使用第二密封件(未示出)——诸如片状密封件或本文所述或另外公知的其它密封措施——来密封滚针轴承的两个同心表面之间的间隙。

用户相对于围框的旋转也能够通过在材料层之间使用滚珠轴承来实现。图7B和7C示出用于压力腔室中的、位于材料层710A和710B之间的、带有轴承712的密封件708的一个实施例的截面图。用于材料层之间的滚珠轴承的简化实例为一转盘轴承(lazy Susan bearing)。转盘轴承包括同心环，同心环通过允许两个同心环相对于彼此旋转的多个滚珠轴承连接。内环可通过另一介质(例如，织物或橡胶)连接至或接触用户，而外环可通过第二介质连接至围框。轴承本身可与腔室分离但可使用本文所述或另外公知的方法附接至腔室。在一个实施例中，可在轴承的同心环的表面上设置片状密封件714或其它公知密封措施，以密封轴承之间的间隙。在一个实施例中，当片状密封件移至轴承的顶面而非底面时，可对负压腔室使用相似构造。在一个实施例中，旋转密封件708采用了流体轴承。这里，通过插入一层气体或液体，能够形成用于改善运动的轴承。这种轴承的外表面将被密封以防止流体泄漏。

图7D示出带有一件或多件重叠材料的旋转密封件720的另一实施例，该重叠材料被示出为是重叠材料722和724，其性能允许它们相对于彼此旋转。在图7D中，多种材料722和724构造成是重叠的，以在压力腔室与外侧之间形成密封，同时允许用户旋转。重叠可以是两种材料之间的重叠，如图7D所示，或是在多于两种材料之间的重叠。重叠可形成在两件之间或多件之间。在一个实施例中，通过材料722和724的两个表面之间足够低的摩擦系数(例如位于两个表面之间的辊子或轴承、或允许两种分离的材料之间的相对运动的其它公知方法)实现材料之间的相对旋转运动。在一个实施例中，诸如旋转密封件720的旋转密封件可包括一个或多个止挡件、轨道或引导面以允许特定的旋转运动范围。在一个实施例中，该旋转密封概念可适合通过腔室内的负压操作，例如通过将附接至用户的密封件部分置于腔室的顶面上以使得腔室内的真空将两个表面拉在一起而不是将它们推开来操作。

在不同的实施例中，旋转密封件可通过不同的几何形状构成，如图7E-7I所示。在一个实施例中，密封材料以不同的几何形状构成，由此利用不同变量——如环境、压力、腔室成形、用户运动、可制造性和成本——的优点。这些其它几何形状的一些实例是锥形、抛物线、半球，或挂钩/锁定机构。

图7E示出由可相对于彼此旋转的重叠锥体732和734形成的密封件730的一个实施例的剖视图。重叠锥体只是可提供旋转的重叠密封件的一种形式。

图7F示出可用来将两个部件738和740固定在一起以在腔室开口的周向形成密封的锁定钩机构736的一个实施例。如图所示，第一部件738具有配合在第二部件740上的钩状截面形状。第二部件740可包括管或棒(例如塑料管或棒)，其可为框架的一部分或为框架的延伸部。管或棒被缝合在柔性壳体围框741的缝边中。锁定钩第一部件如图所示被置于第二柱形部件上，从而在第一部件738与第二部件740之间形成密封，该密封允许两个部件738和740之间由于两个部件738或740表面之间的低摩擦系数或由于有利于两个部件的相对运动的任何其它技术而相对旋转。由于密封通过简单地将锁定钩第一部件738钩在第二部件上形成，所以旋转密封件的这种变型允许较快地将用户密封在腔室中。

图7G示出可变形的插入件744A-744B的一个实施例。可变形的插入件744A-744B构造成落入孔口内或保留在可加压腔室的顶面上并定位在腔室孔口的上方。可变形的插入件可由坚硬但可变形的材料——如塑料、如氯丁橡胶的柔性材料、坚硬材料与柔性材料的组合——构成。图7G示出跨接以柔性的充分气密材料的可变形构架744A的一个示例性实施例。构架744A可以变形为形状744B，其具有较小的外尺寸，并在释放时弹回到744A以实现较大的外尺寸。跨接腔室中的隙口的材料可充分气密并必须密封腔室和用户二者。这种变形允许插入可加压腔室的开口中，且随后的膨胀提供重叠以对围框形成密封。

图7H示出可变形的插入件746的另一实施例。如图7H所示，插入件的刚性部分748A是定位于以锥形设置构造的柔性材料的基部的外环748B。较硬的外环可如图所示向内弯曲而实现构型750，以通过可加压腔室762的开口落下。一旦通过腔室的开口落下，插入件随后就可采取膨胀构型760。在一个实施例中，较硬的外环748B可成形有一钩形形状，以使得其与腔室762的内表面匹配，从而改善与腔室762的锁定并且防止插入件在压力增加时与腔室分离并离开腔室。在一个实施例中，可使用磁体或其它吸引装置，以通过将密封件的环和/或柔性部分吸至腔室内或外侧而增强在较低压力操作期间的密封。在其它实施例中，可使用搭扣、条带或其它紧固装置来将环固定至腔室712的外部，例如以在用户通过腔室孔口掉落或开始掉落时为用户提供支撑。在负压系统构造中，可变形的插入件(类似于图7H所示的插入件746)可保留在压力腔室的顶部刚性表面上，从而防止可变形的插入件在真空作用下通过开口吸入；由此，可变形的插入件实际上起到以上述类似方式罩住腔室的作用。这可允许用户容易地进入腔室并仍然提供保持其中的压力并允许用户旋转的用户密封件。

图7I-1示出旋转密封件766的另一实施例。在该特别的实例中，旋转密封件包括两个分离的部件，即上部件768和下部件770，其当接合时形成键槽774以及可插入键槽774中的配合“键”772，配合“键”772插入键槽774中，从而允许部件768和770中的一者可相对于另一者旋转，同时将用户锚固在孔口中以保持腔室中的压力。在所示的实施例中，包括键槽774的一个半部的上部件768下降到包括键槽774的另一半部的下部件770的上方。当两个部件连接时，沿密封件的周向形成一圆形通道。将键772(例如，圆形键)插入狭缝中，将部件锁定在一起。为了旋转密封件，用户可连接至上部件或下部件，围框连接至上部件和下部件中的另一者。当用户试图旋转时，圆形键允许一个部件相对于另一者的运动而不会破坏接合或密封。该密封件构成为允许其旋转。在一个实施例中，可将第二密封件——例如翼片(未示出)——设置在形成旋转密封件766的两个半部之间以在旋转期间保持足够紧密的密封。

在图7I-2所示的旋转密封件的另一实施例中，密封件用户侧上的织物环被插入一狭缝中，该狭缝沿着附接至空气压差系统的围框顶部的硬沟槽的周向延伸。然后键被推动通过织物环，使织物环在狭缝内膨胀，这防止环离开狭缝。类似地，在其它变型中，当环不由织物制成、而是由变形并且密封围框上的硬腔室的材料制成时，也可形成密封。

包括“键”旋转和锁定机构的旋转密封件的另一实施例是在用户腰部周围形成坚硬的周向空腔，诸如上述图5C所示。可膨胀材料——其可为可充气环——设置在腔室周边附近，使得当可膨胀材料膨胀时，其填充用户周围的空腔部分。该可膨胀“囊”与用户周围的空腔形成机械干涉，其又使得当腔室内的压力增加或减少时形成密封。空腔与可膨胀材料之间可包括第二密封件以增强这两部分之间的密封。可膨胀“囊”然后起到“键”的作用。可膨胀材料可设置在腔室或用户上。上文在图5D中示出了包括可膨胀囊(其保留在密封件用户侧上)的可膨胀材料的一个实例。在该实施例中，周向空腔位于围框中的开口的周向上。用户将他自己插入开口中并使设置在用户密封件周向上的材料膨胀，一直到可膨胀的材料(例如，囊或腔室)填充空腔的一部分为止，因而将用户密封件固定至腔室。

如文中所述，旋转的用户密封件可单独使用或可与其它公知密封措施一起使用以形成旋转的压力密封件，诸如图7J所示的片状密封件。

图7J示出按照一个实施例的可调孔口旋转密封件780的截面图。在该特别的实施例中，外壁环788内置在诸如以上图1和图2所述的空气压差系统的壳体壁782中或与其联接。在所示的实施例中，环786在外壁环788的U形沟槽内侧滑动。在一些变型中，可调孔口旋转密封件780进一步包括位于环786的下侧和顶部上的片状密封件784。在一个实施例中，在压力(正压或负压)下，片状密封件784能实现可调孔口旋转密封件780的充分气密的密封，但当通过例如图3和4A-4B的倒置孔口裙部附接至孔口时允许用户在孔口中旋转。

如图7J的截面图所示，当通过内环786密封的腔室被加压时，壳体壁782形成的腔室内的压力将吸引或推动内环786抵接外壁环788的表面以形成气密密封。本领域普通技术人员将认识到存在其它形成旋转环的方式。在一个实施例中，内环786和外环788可由塑料、金属或其它足够坚硬的材料制成。片状密封件784可由任何橡胶、织物或其它合适的密封材料制成。

平移的孔口密封

在特定情形中，可能希望能实现用户相对于空气压差系统基部的平移运动。例如，通过给空气压差系统增加一个或多个平移元件，用户可体验更多的运动选项，其能够使空气压差技术的应用范围更宽并且可能更为有用。空气压差体验的目的是提供对个体的体重的卸载、同时尽可能小地限制自然的身体运动。因而，允许用户沿一个或多个轴线平移是在锻炼期间获得更大自由度以及总体而言更为自然的体验的一种措施。如文中所采用的，腔室的纵向轴线是指相对于用户而言，用户沿前、后方向移动。

可通过多种方式实现空气压差系统中的平移运动。可考虑两种宽的类别：不连续的平移以及动态平移。不连续的平移系统是指其中用户可改变平移位置，但停止锻炼以改变位置。动态平移系统是指其中用户能够“在运动中”调节位置(即无需停止锻炼)。下述实现平移的方法可在不连续的构型或动态构型中构成。其它运动方法——诸如旋转运动——可与平移运动结合以改善用户体验和自然身体运动的自由度，如图8所示。

图9A示出轨道系统的一个实例，其用以实现空气压差系统密封件中例如沿着腔室的纵向轴线的平移运动。轨道902可连接至密封件的一侧或多侧(用户侧或腔室侧)。材料906——其可为坚硬材料或柔软材料——设置在用户身体(未示出)与(多个)轨道902之间。材料906可通过摩擦、带、条带或文中所述或另外公知的任何其它附接至身体的方法附接至用户。材料906也可以如此地附接至轨道，以允许材料沿着(多个)轨道的长度平移。由于两个表面之间的合适的低摩擦界面的滑移运动、通过轮子或脚轮实现的滚动运动、或其它允许材料相对于彼此平移的公知方法，可以进行这种平移。柔性且充分气密的材料904设置在用户与轨道902的每一端之间，使得当用户身体的位置相对于(多个)轨道的一端改变时，柔性材料904在一侧伸展而在另一侧上收缩，以保持沿轨道长度的封闭开口，从而保持空气密封。当用户沿例如向前的方向平移时，轮子或脚轮也受迫沿该方向运动，从而移动密封件。密封件可在壳体与所有移动部分之间沿可移动开口的周边设置。此类密封件可由片状密封件或文中所述或另外公知的其它形式的密封件构成。

在一个实施例中，轨道概念可同时应用于多于一个的方向上，其中一个轨道系统在另一轨道内滑动，例如与激光切割机相似。对于本实施例而言，适用上述用于在平移期间保持充分气密顶面的相同原理。平移运动可通过用户身体诱发，或通过电机或其它致动器协助，或者为人工操作或协助操作的结合。例如，协助性的致动系统可感测用户运动并作出反应，以协助用户以适当的速度在该方向上平移密封件开口。

图9B示出伸缩部件的一个实例，其用以实现在空气压差系统密封件中例如沿腔室纵向轴线的平移运动。在一个实施例中，一个或多个伸缩部件相互配合在内部并可以滑进和滑出，从而允许平移运动。在一个实施例中，伸缩件或部件在密封件中的运动通过包括低摩擦材料、或通过使用轴承、流体轴承、磁力和/或润滑来协助，以协助伸缩运动。图9B示出位于用户身体一侧上的伸缩部件912。另一组伸缩部件912可设置在用户身体的相对侧上。中心部分918附接至用户身体以及一个或多个伸缩部件912上，使得中心部分918与伸缩部件912一起平移。充分气密的柔性材料914可在中心部分平移时伸展和收缩(例如可折叠的柔性材料、或可拉伸的弹性材料)，同时保持密封件中充分的整体性。伸缩部件可如此地结合，使得能够在多个方向上伸缩。在一些变型中，伸缩运动——例如多方向伸缩运动——可通过如本文所述的致动系统920协助。

图9C示出带有重叠材料或结构924和926的平移密封件922的另一实施例。用于密封件的重叠材料几何形状的其它非限制性实例在图7D、9D和9E中示出。在各种实施例中，用来形成平移密封件的这些重叠材料可形成为各种几何形状以允许不同的运动范围。图9C示出多个重叠板924和926的一个实施例。板924和926在一些变型中可具有刚性的边界和柔性的中心，或在其它变型中可以是完全刚性的。在一个实施例中，密封件922还可包括设置在板924和926的重叠边缘上的翼片或其它密封措施，以在压力作用下并且在运动期间保持充分气密的密封。在一个实施例中，可另外地采用磁体或其它吸引装置以例如在低压状态下将滑动部分和腔室紧密地保持在一起。

用于重叠材料或结构的几何形状的非限制性示例包括矩形、圆形、卵形等。图9E示出重叠板902₁至902_N(其可以是如图所示的圆形或也可以不是圆形)的一个实施例。重叠板902₁至902_N可允许同时沿所有方向的平移运动。翼片或其它密封措施可设置于重叠板902₁至902_N的周边以在运动期间保持腔室内的压力。在一些变型中，可设有一个或多个止挡件或限位件、或轨道或边界，以限制通过密封件附接至用户的部件移动过多而在重叠件之间形成间隙。在另一实施例中，重叠件的位置——例如如图9E所示——可结合腔室负压而反转以在真空状态下形成密封件。

任何这些用以形成平移密封的重叠措施都能够使用轴承、流体轴承、磁力或润滑以协助密封或运动。此外，重叠材料可以是坚硬的、柔性的，或二者的结合。例如，平移密封件可使用可变形的成角度构型形成，例如上文结合图7H所示和描述的。当未变形时，成角度构型可类似于壳体的内侧轮廓，并且具有当插入壳体中时在壳体与成角度构型之间存在机械干涉的足够大的尺寸。成角度构型可由任何合适的材料形成或包括任何合适的材料，例如如氯丁橡胶的柔性织物、或可为可变形的塑料或其它柔性材料。成角度构型可在基部周围具有唇缘，其可与壳体围框上的唇缘匹配以当在腔室内施加压力时协助将两个部件(成角度构型和壳体围框)锁定在一起。形成成角度构型的材料可借助于其柔性性和气密性形成密封，或者，成角度构型的周边与围框的壳体之间可设置翼片或其它密封机构。成角度构型的中心孔可构造成通过文中所述或另外公知的方法密封至用户身体。成角度构型的变形可允许容易和简单地将用户身体联接至围框，这可提前锻炼的时间并且有利于例如在紧急情形下与腔室分离。将成角度构型吸引或联接至壳体的磁体或其它装置可用来协助在低压操作下形成密封。此类系统可构造成允许两个相当低摩擦表面之间的旋转或通过相同装置实现平移。

图9F示出利用类似于波纹管的折叠材料的平移密封件的另一实施例。在图9F所示的实例中，两个独立的波纹管932设置在用户身体的两侧上并通过用户(未示出)可插入其中的中间部分938以及气密密封件连接，其中气密密封件通过例如裙部或文中所述或另外公知的其它密封件形成。类似于本文所述的轨道系统沿着开口的长度设置，并在用户于运动期间平移时波纹管932和中间部分938沿轨道系统平移。当用户平移时，一个波纹管收缩934而另一波纹管展开936，从而保持开口在运动期间的完全覆盖并保持沿周向的充分气密的密封。波纹管中可使用一个或多个部段。当使用更多部段时，材料高度由于每个部分需覆盖的距离较短而变低，因而对用户的阻碍更小。在一个实施例中，密封措施如片状密封件或其它公知密封措施可沿轨道的周边设置以保持腔室内充分气密的环境。

在空气压差系统的各种实施例中，平移运动可发生在一个或多个平面中。这在于其中执行需要大量竖直运动如跳跃、蹲坐、协助引体向上的锻炼的空气压力腔室中是有利的。允许竖直平移的一种方式是使用额外的材料来形成有时可在活塞/气缸构造中见到的柔性滚动膜。图9G所示的截面图中示出可允许竖直平移的用户密封件940的一个实施例。柔性翼片942挤在活塞或用户身体的周边附近以在用户周边附近形成一滚动膜。当用户身体上下平移时，柔性材料展开以允许运动并且当用户身体切换方向时向反方向回滚。壳体的外开口可通过文中所述或另外公知的任何装置预设或调节。通过限制开口的外尺寸，由滚动隔膜上的压力形成的力被最小化，因为作用的表面积很小并且隔膜的材料硬度可防止隔膜膨胀，并可防止隔膜取决于作用在腔室内的是正压或负压而在腔室内侧或外侧形成大气球。隔膜可通过任何文中所述或另外公知的装置附接至用户。在一个实施例中，这种构造允许相对于腔室的竖直平移。

在一个实施例中，这些平移密封件和相关措施可单独使用或与如文中所述或另外公知的其它密封特征或密封措施一起使用以形成平移的压力密封。第二密封件的实例为片状密封件。此外，这些平移密封件和利用平移密封件的方法可单独使用或结合任何其它本文所述的概念使用。

固定锚固密封件

如文中所述，空气压差技术——也涉及压力腔室中的用户——的有效性部分地取决于用户可如何密封在压力腔室中。用户进、出腔室的能力也可决定用户经历的愉悦程度。

在一个实施例中，用户可通过使用粘合剂连接至加压腔室。将粘合剂涂布至用户或用户的衣物上将允许简单地形成密封。可使用一层或多层胶带将人员附接至腔室开口，形成快速密封。基于溶剂的胶水变干也可将用户附接至腔室。

在一个实施例中，利用图4A和4B的褶形或拉链式倒置裙部来使用户能够快速确定其周围密封件的尺寸。倒置裙部在一些变型中可由坚硬但可变形的材料、柔性的可变形材料、或坚硬但可变形材料与柔性的可变形材料的组合形成。柔性的可变形材料允许裙部的各部分在需要时折叠。这些折痕可使倒置裙部附接并密封至身体。通过附接拉链或其它允许折叠或展开倒置裙部的闭合机构，用户可选择裙部哪些部分需系紧以及哪些部分不需要。另外，在一些变型中，高摩擦材料或粘合剂(例如，喷雾式粘合剂或胶带)可设置在倒置裙部的内表面上以增强与用户的保持并有助于防止用户密封件在压力作用下与用户身体分离。

仅在用户腰部周围接触身体的多种密封措施的一方面是：当在较高压力作用下时它们可能“爆裂”或在运动期间在用户身体上向上移。密封件变形或倒置成它不再能够保持压力的形式。一种解决该问题的方式是通过互相吸引的竖直重叠表面将用户密封至腔室。这允许用户可落入开口中，但然后被密封至腔室。

抵抗如上所述的“爆裂”的用户密封件可通过任何合适的方法实现——包括使用高摩擦或“粘性”的表面、Velcro^TM型围框、通过范德华力的材料的相互作用、或者磁力，以将密封件的一部分粘附至用户、用户的衣物或密封件的另一部分、或腔室的一部分。两个表面可自行相互作用或可被协助以形成用户密封件。例如，可使用拉绳或其它系带将两种高摩擦材料拉在一起以将用户固定在空气压差系统中。拉绳可限制开口的外径——其中倒置裙部将需要经过该开口吹出，并且如果抵接用户身体系紧则将不存在发生倒置的空间。可使用除拉绳外的其它方法来帮助机械干涉——诸如棒或其它键槽——以将各密封材料的顶部互相锁定而使得“粘性”表面不必也经受竖直力，其中竖直力为导致“爆裂”情形的力。

图10A示出用于空气压差系统的密封机构的一个实施例，其中密封翼片1001附接至腔室并与附接至用户的匹配翼片1002接触，并且该匹配通过使用拉绳1003来辅助、并为通过使用拉绳1003来限制的竖直力。(例如，图5B示出绑带式密封附接的一个实施例)。在特定变型中，拉绳1003通过防止密封材料互相剥离来帮助确保多层用户密封件的整体性。

在一个实施例中，折叠模式(例如，与尿布相似)也是一种将用户锚固至压力腔室的方式。图10B和图10C示出用于空气压差系统的折叠材料密封机构的实施例。通过在如图10B所示的身体友好模式1020中或在如图10C所示的可选身体友好模式1030中形成一系列切口，具有不同身体尺寸和形状的用户可将他们自己密封在加压腔室中。身体友好模式可缠绕在用户周围并通过任何合适的密封技术或附接装置固定，例如胶带、粘合剂、夹具、Velcro^TM型围框、卡扣、钮扣或任何其它合适的附接装置。身体友好模式1020和1030的顶面1022——其当缠绕时在接近腰部高度处包围用户身体——通过文中所述或另外公知的方法或结构附接至压力腔室。

用于空气压差系统的可调高度和支撑杆

在空气压差系统中，希望系统接纳范围尽可能广的用户。这种接纳最具挑战性的方面之一为以高效、有效和用户友好的方式调节包围个体腰部的开口的高度，同时保持壳体在腔室加压所致的负荷作用下的结构整体性。具有固定高度的腔室仅可由窄范围的用户操作。如果壳体优化为位于例如6’4”用户的髂嵴处，则开口将位于5’0”用户胃部的上方并不能够有效地使用设备。

对于舒适的用户体验而言，高度调节过程应当简单、快速和直观地执行，并且必须允许在宽范围的高度上调节。进一步地，机构应当容易操作并且调节所需的力很小，由此其可以由老年或身体虚弱的个体操作。

如果高度调节方案保证在降压或过压的情形下为用户提供支撑则是又一益处。使织物可在条带锚固至基部或底板时充气可以是保持腔室高度的一种有效手段，但在一些变型中如果例如织物撕裂或条带裂开则可能提供不了足够的安全性，或例如腔室袋可能撕裂或用户可能掉落。

图11示出诸如以上图1和图2所说明的空气压差系统1100的一个实施例。在该特定变型中，空气压差系统1100包括支撑杆1104。在一个实施例中，开口1106的高度可调并在用户摔倒、掉落的情形下或在系统1100发生放气的情形下为用户1102提供支撑。在一个实施例中，高度调节和支撑通过单独的机构实现。两个方面——即支撑和高度调节——对于安全地例如防止掉落和有效地用于各种高度用户的产品而言是有益的。

系统1100中的支撑杆1104和高度调节1110为将支撑和高度调节特征二者结合在单个机构或系统中的系统的一个实施例。然而，空气压差系统的其它实施例可仅包括这些特征之一。在图11所示的实施例中，例如，提供了舒适、安全、易调节和适应性高的系统。

在一些变型中，锁定机构——诸如锁定杆1108——和高度调节杆1110能够实现支撑杆1104的角度调节，其在一些情形下是重要的——例如当系统1100构造成使得用户1102在坡度上跑步时。在支撑杆不具有可调角度的系统中，当用户在陡峭的坡度上跑步时，用户可能碰撞孔口的边缘。个子高的人员可存在相同问题，不论坡度如何。因此，支撑杆1104相对于空气压差系统的高度和角度的可调性增加了可成功使用所述类型系统的用户范围并且还增加了系统的使用范围。

在一个实施例中，安全杆1104以安全杆已被调节的角度锁定在锁定杆1108中。锁定杆1108的锁定机构确保如果用户1102即将绊倒或掉落，则用户1102可安全地将他们自己支撑在支撑杆1104上。

图12提供空气压差系统的高度可调支撑杆1104——如图11的杆1104——的一个实施例的透视图。高度可调杆1104可由用户自由地移动，并且可自由浮动或附接至框架结构、同时保持可调。在一个实施例中，可调支撑杆1104通过如图11所示的袋1100的套管1112附接至空气压差系统袋。图11中的杆1104的构造——其中杆1104与系统1100中其它结构构件分离——允许不但可在竖直位置而且可在倾斜方向上自由地调节杆1104。

在一些变型中，系统1100中的支撑杆1104的高度调节通过将支撑杆1104构造在一定倾斜角度处位于高度调节狭槽1110中来执行。在一个实施例中，存在多个高度调节狭槽(例如，2、3、4、5、6或甚至更多个)1110，其由足够牢固的材料构成，使得用户1102如果掉落并靠在安全杆1104上时，高度调节狭槽1110将不会弯曲或断裂并至少可在短时间内支撑用户的全部身体重量。

图13是空气压差系统的支撑杆1104的一个实施例的侧视图。如图13所示，支撑杆1104的轮廓限定成为接纳用户1102在空气压差系统1100中全速奔跑、跑步、慢跑或行走。在一个实施例中，支撑杆1104的轮廓与鞍的轮廓相似。如图13所示，支撑杆1104在用户1102的臀部处或附近下倾以便接纳用户的手臂摆动，但在前部和后部充分升高以接纳踢腿和高抬膝动作。

图14是空气压差系统的支撑杆1104的一个实施例的俯视图。在一个实施例中，支撑杆1104的周边形状控制用户配合在其中的空气压差系统的壳体(例如，硬壳体或软壳体)的周边形状。在一些实施例中，支撑杆1104的形状构造成除本文所述的支撑杆的任一其它功能之外还控制壳体的形状。在采用硬壳体而不是软壳体(例如织物壳体)的实施例中，最接近用户界面的硬壳体的顶部可由于上述原因而具有与鞍相似的形状。

在一个实施例中，支撑杆1104在用于系统1100中时固定地定位。支撑杆1104通过锁定杆1108固定在位。在一些变型中，锁定杆1108向下摆动并且一旦支撑杆1104已被设于某一位置便锁定在位。在特定变型中，可利用自动闭锁机构。然而，如图11所示，支撑杆1104可置于锁定杆1108上的一个位置中，使得锁定杆1108闭锁机构的闭合将支撑杆1104固定在位。在一些变型中，支撑杆1104被闭锁到空气压差设备1100的框架前部。然而这种闭锁仍可构造成即使在闭锁时也允许支撑杆1104绕一个轴线旋转。

图15A是用以将支撑杆1104固定在空气压差系统1100中的闭锁机构的一个变型的图。如图15A中通过箭头所示，闭锁机构可从打开位置1500过渡为闭合位置1502以在空气压差系统1100中将支撑杆1104固定在位。

图15B是用以将支撑杆1104固定在空气压差系统1100中的闭锁机构的另一变型的图。在图15B所示的变型中，闭锁机构包括一个或多个加载凸轮1512A——例如一列加载凸轮1512A，每个加载凸轮对应于支撑杆1104的一个可选位置。如图所示，当弹簧加载凸轮处于位置1512B时杆1104锁定在位。

图16是联接到空气压差系统1100上的支撑杆1104的透视图。

用于空气压差系统的高度可调结构1700的另一实例在图17中示出。这里，结构1700包括位于系统前部和后部中的一系列水平狭槽1704_1...N。如图所示，支撑杆1702在位于系统前部和后部中的水平狭槽之间延伸。在一个实施例中，支撑杆1702刚好在壳体开口的下方附着至壳体(例如，织物壳体)，从而将壳体开口提升至用户选择的适当高度。这种调节方案允许用户容易和方便地将他自己附接至壳体(例如，织物壳体)以进行加压。当用户希望在设备中于上坡或下坡中锻炼时，杆1702允许改变角度。杆可在水平狭槽中锁定在位，或可选地，狭槽可形成为使得杆在压力作用下被锁定在位，并在其它时候松开。

在一些变型中，杆可插入狭槽中并被推向狭槽的后部，如图18A所示。当压力充气时，杆1802被提升到切口或凹槽1804中，部分1806钩住杆并防止杆在前/后加载作用下移动，如图18B所示。在腔室中压力降低后，杆可向下回落1808并被用户拉出，如图18C所示。如图18A-18C所示的这种切口设计由于需要较少的用户操作同时在使用期间保持安全锁定而是有利的。狭槽设计的可选变型——诸如1810和1812——在图18D中示出。如图18A-18D所示的切口设计的另外功能是杆1802可在意外或突然减压的情形下或在用户摔倒或掉落的情形下至少暂时性地支撑用户。这种安全特征对于体弱用户——如老年患者或神经肌肉失调的用户——来说是重要的。由于杆上存在竖直负荷，所以杆被迫压在位并且水平力将不能移出杆。如图17和18所示的高度调节狭槽的狭槽数量以及狭槽之间的距离可确定高度调节范围以及用系统可接纳的用户范围。在特定变型中，可采用某种方式标记高度调节狭槽。这种标记可包括在一水平狭槽位置处记录用户高度，或简单地为编号方案1、2、3等，以指示一任意设定而不是绝对高度值(诸如5’0、5’4”、5’6”等)。

在一些变型中，高度调节狭槽可包括凸块、突出体或其它机械障碍物，例如如图18D所示，使得为将杆锁定在位，杆必须被推动经过该突出体或障碍物，和/或可设置第二锁定棒或杆，其在高度调节杆插入狭槽后被置于合适的位置。在一个实例中，利用闭锁件的弹性特征使杆经凸块或障碍物楔入，以例如类似于门锁机构地弹性地打开及将杆在凹槽中锁定在位。

在本文所述的系统中，安全杆以及它们的支撑机构和锁定结构可以经受高的竖直力以支撑由于压力引起的很大的力以及当用户掉落在高度调节杆上并使用它进行支撑时的动态负荷。供参考，竖直负荷约为袋在杆上的表面积乘以腔室中的压力。一个估算是由于压力引起的竖直负荷为24”×36”×21b/sqin＝～1700lbs。

空气压差系统中高度调节的另外的实施例在图19A和19B中示出。这里，空气压差系统1900包括用于织物壳体的可充气构架1902。该构架1902可包括多个连接的可充气管，其被缝合在或以其它方式附接至腔室1906的内侧或外侧。当充气时，腔室1906形成半坚硬结构，其将围框织物拉成近似于当在压力作用下将呈现的形状。当构架1902充气时，用于用户的开口将处于这样一个竖直高度：在该高度处，除构架之外，用户还可将如本文所述的用户密封件附接至腔室并准备整个腔室的加压。当主体织物壳体撕裂或撕开且压力降低时，充气的构架形状也可提供一些额外的支撑力。围框的竖直高度限值可通过固定在外部框架上的刚性杆调节——该外部框架将提供一支撑结构，或者可通过将围框的顶部和构架可调地捆扎至设备的基部或捆扎至腔室上或腔室外侧的使条带处于拉紧状态的某一其它位置来进行限制。在一个实施例中，构架1902中的压力和用于主围框1904的压力通过两个独立的压力源1908提供。

在图19B所示的另一实施例中，通过阀1928(例如闸阀)——该阀1928构造成在将空气输送至主腔室1926之前将空气输送至构架1922——可通过单个压力源1924来对构架1922和腔室1926二者进行充气。在一些变型中，一旦在构架1922中达到期望压力，阀1928就可允许气流进入腔室1926中。在一个实施例中，空气压力输送的切换可通过传感器(未示出)控制，该传感器在构架中的压力足够时输送信号至控制器。在另一实施例中，从构架1922至腔室1926的空气压力供应的切换可通过在将空气转向至腔室之前等待最小的构架充气时间来实现。在任何变型中，从构架转向主腔室的切换可被自动激活(例如，在已达到构架中的希望压力后或在最小等待时间已过去后)，或通过用户激活型开关手动地激活，或通过任何合适的切换方案激活。

图20A示出用于空气压差系统的可充气构架支撑型织物壳体的一个实施例。在该特定变型中，可充气构架2002可被缝合在织物壳体2004的内侧上并可由一旦在织物构架内形成一定压力就将空气渗入腔室内的略微带孔的材料构成。

在图20B和20C所示的不同实施例中，可充气构架可由气密材料缝合而成并分别设置在织物围框2020腔室内侧(如图20B所示)或织物围框2030腔室外侧(如图20C所示)。在一些变型中，形成一个或多个孔，以连接从构架至腔室内侧的空气回路，使得在用户操作期间一旦可充气构架中形成期望的压力级别，空气就通往腔室内部。该方法不需要阀(例如，闸阀)来将空气从构架输送至腔室。

图21示出空气压差系统的高度可调开口的一个实施例。这里，对于系统变型2100而言，用于用户的开口的高度通过刚性的高度调节结构2102调节，该调节结构类似于传统起重设备在一个或多个引导支柱上上下平移。例如，该结构可在齿条-齿轮上滑动、滚动、移动，或通过本文所述或以它方式公知的其它方法平移。在特定情形下，高度调节结构可从邻近腔室安置的单个引导支柱悬伸，或可上下跨接若干引导支柱。在一些变型中，一旦到达希望位置，高度调节结构2102就可锁定在位。这种锁定可通过销、磁体、夹具或文中所述或另外公知的其它锁定机构完成。单悬壁结构的一个实例在图24D中示出，而多引导支柱系统的一个实例在图24C中示出。

在多个引导支柱上上下平移的高度调节杆的一个实例在图22中示出。这里，系统2200包括构造成在引导支柱2202上上下平移的高度调节杆2201。一旦达到希望高度，高度调节杆2201就被锁定并联接至引导支柱2202。可选地，可平衡高度调节杆2201，从而为可能虚弱或体弱并不能提升重物的用户最小化提升力。可选地，高度调节杆2201可被机动化以在引导支柱2202上上下移动。在特定变型中，可使用任何合适的锁定机构——诸如销、接合齿条的小齿轮等——来保持期望的高度调节位置。

在空气压差系统的一些变型中，围框可联接至高度调节结构，以使得高度调节结构的调节同时调节了围框的高度，或反之亦然。高度调节结构的高度可通过任何文中所述或另外公知的方法调节。图23A示出其中围框联接至高度调节结构(例如，其中高度调节结构被缝合在围框的套管中)的系统的一个实施例。在其它变型中，围框可通过其它合适的技术——例如粘合剂、夹具、紧固件等——联接至高度调节结构。

在另一实施例中，高度调节结构可与围框分离，使得用户可首先调节高度调节结构的高度并然后将围框附接至该结构。图23B示出一个实施例，其中在用户调节高度之后，高度调节结构通过一个或多个可逆附接装置——例如钩、卡扣、Velcro^TM型围框条带、夹具等——联接至围框。

在一个实施例中，为了减少提升高度调节结构所需的提升力，并且如果织物围框联接至高度调节结构则也减少提升围框所需的提升力，高度调节结构可通过配重平衡或例如通过电机、电机和皮带系统等机电地提升。其它提升系统可包括进给丝秆、举升器、绞盘、手摇曲柄、剪叉式升降机(手动或自动)、液压技术或其它有利于减少或消除用户提升该结构所需的力的机械或机电装置。图24A示出机动高度调节结构2400的一个实施例，其包括通过电机驱动的皮带2402，其中该皮带在引导支柱2406上上下驱动高度调节杆2404。

图24B示出供空气压差系统使用的高度调节机构的一个实施例，其利用了进给丝秆系统。

图24C示出供空气压差系统使用的高度调节机构的一个实施例，其利用了平衡式双引导支柱系统。

如本文所述的任何高度调节系统和提升系统还可包括锁定机构，从而一旦设定期望高度就固定高度调节结构的位置。这种锁定可使用销或其它机械干涉装置、蜗轮或进给丝秆或其它不会反向驱动的传动装置、强电磁体、束缚至主系统结构的一部分的束带或如悬臂系统中一样使用摩擦来实现。在本发明的范围内可考虑其它机械锁定装置。

图24D示出供空气压差系统使用的高度调节机构的一个实施例，其采用了利用摩擦来锁定高度的悬臂式提升系统。在所示实施例中，高度调节结构2400的重心2422位于引导支柱2424的左侧。重力在高度调节结构2420的重心2422处施加一向下的力。该向下的力形成一绕引导支柱2424的力矩，试图逆时针旋转该结构。该力矩在该结构与引导支柱的接触点与引导支柱表面之间产生法向力。这些法向力在引导支柱2424的表面与接触部件2426之间产生摩擦力。力矩越高，法向力就越大，并且该结构为沿着引导支柱竖直平移所必须克服的阻力就越大。只要引导支柱与接触部件之间的摩擦力大于其它外合力——诸如由于高度调节结构上的重力所形成的力，高度调节结构就不会沿着引导支柱位移。

调节用于容纳用户身体的腔室开口高度的另一系统和相关方法可包括结合地使用壳体的一个或多个坚硬部分与壳体的一个或多个柔软或柔性部分。在此类系统变型中，壳体的柔软部分可膨胀或被压缩以允许竖直调节。围框的柔然部分可沿坚硬壳体的竖直方向停留在任何位置处，并且甚至可将坚硬壳体分为两个或多个部分。图25A示出高度可调结构2500的一个实施例，其包括位于坚硬壳体部分2504下方的柔软壳体部分2502。柔软壳体部分2502可被压扁或膨胀以对上侧的坚硬壳体部分2504进行高度调节。此类方法可结合锁定机构——如铰链接头、夹具或条带或文中所述或另外公知的其它锁定装置或方法——使用。

图25B示出高度可调结构2510的一个实施例，其包括在坚硬壳体部分2514下方竖直设置地定位的多个柔软壳体部分，诸如柔软壳体部分2512₁至2512_N。在一个实施例中，柔软壳体部分2512₁至2512_N可选择性地充气，或以变化的压力充气，以将硬壳体提升至不同高度。

如果空气压差系统包括包含一个或多个柔软部分和一个或多个坚硬或刚性部分的混合壳体，则坚硬壳体部分可通自动控制移动或通过用户提升壳体而移动。在一个实施例中，坚硬壳体部分可被平衡以使得可更容易地由用户提升。一旦实现适当高度，坚硬壳体部分的位置就可进一步锁定在位。如文中所述或另外公知的任何提升或锁定装置也可用于坚硬壳体部分。坚硬壳体部分的高度在使用期间可保持锁定，以使得当压力改变时壳体沿竖直方向保持固定。

图25C示出位于空气压差系统中坚硬壳体部分顶部上的柔软壳体部分的另一实施例。在希望更大的以用户为中心变形的能力的情形中，认为上部柔软壳体部分2522是有利的。柔软壳体部分2522可通过例如拉链分离或分成为一个或多个部分，以允许用户通过开口简单地进出。当柔软壳体部分2522可与腔室2524分离时，柔软壳体部分2522可诸如通过用户密封件联接至用户，从而实质上成为用户密封件在腔室外的延伸部，并然后一旦用户处于适当位置就通过文中所述或另外公知的方法密封至腔室。此类可分离的柔软壳体部分例如可为系于腔室唇缘上的独木舟型束带、在上部柔软壳体顶部周边附近固定至围框的夹紧杆、或文中所述或另外公知的将柔软壳体夹紧至腔室的其它装置。然后可执行如下所述的进一步的高度调节或柔软壳体的轮廓限定，例如，使用一个或多个条带将较柔软的上部壳体部分固定至下坚硬壳体部分，并且所述条带是可调节的。以下更详细地说明包括一个或多个坚硬壳体部分和一个或多个柔软壳体部分的壳体的另外的构造和变型。

图25D示出包括多个相互叠置的可充气环的高度可调结构2530的一个实施例。在一个实施例中，为了调节结构2530的高度，环2532₁至2532_N中的一个或多个填充有物质(诸如空气、其它气体或液体)而其它的环2532₁至2532_N则是空的，从而当环被充气时递增地增加腔室的高度。在一些变型中，通过任意选择初始高度并且控制器(未示出)控制一个或多个阀以使适当的(多个)环充气，用户可控制哪些环被充气。在另一实施例中，用户可具有选择一个或多个环进行充气的能力。例如通过规定环充气的顺序、通过规定特定环充气的压力等，可使用其它用于给环充气的方法。

图26A示出空气压差系统2600中的高度可调腔室2602的一个实施例。在该特别的实施例中，腔室2602的高度可通过可相对于用户上下平移的可调杆2604调节。在一个实施例中，杆2604可沿竖直方向锁定在不同位置处。杆2604可附接至柔软壳体围框，或围框可在杆的高度得以调之节后被附接至杆2604。可调杆2604可连接成一个环或形成回路的其它几何形状，例如平行于底板并位于用户身体周围，使得可调杆可在压力作用下锁定并固定在环形构造中，因为并不要求可调杆2604定向在竖直几何形状中。在一个实施例中，可调杆可铰接或枢转于系统2600基部附近的点2606处，使得可调杆2604除沿一轴线平移以外还可向内倾斜，以提供用于腔室宽度调节和壳体轮廓的另一的重要自由度。角度调节或竖直调节的结合允许用于杆的高度和宽度的宽的位置范围。

图26B示出包括锁定结构的空气压差系统的一个实施例。在该特别的实施例中，一旦已实现期望几何形状(例如，已通过可调竖直杆2654实现指定高度)就可将空气压差系统结构2650锁定在位。锁定机构可包括一个或多个夹具、销、磁体，或文中所述或另外公知的其它锁定装置。为方便起见，锁定机构可包括简单的手闸型调节装置2652，其中用户按压按钮或压下杠杆以释放所有销或其它锁定结构，并且当用户释放按钮或杠杆时，锁定机构重新接合且结构保持其形状。在其它变型中，可利用其它锁定机构来固定空气压差系统结构的位置，并且所示的手闸并不用于限制锁定装置的类型。锁定机构方便用户操作位于结构2650的(多个)轨道2656上的杠杆，将轨道拉至方便的位置并释放杠杆。这种类型的高度调节装置可获得偏离中心的结构位置，其可潜在地协助一些用户克服一些构造中不正常的步态力学。可选地，(例如，当此类横杆还没有如本文所述处于适当的位置并被连接时)锁定或接合杆可设置成横向接合所述结构的两个相对侧。结合有横向锁定杆可起到门机构的作用，用户将在进入和调节侧杆之后摆动关闭该门机构并且固定该门机构。

图27示出用于空气压差系统围框的用户密封附件2702的一个实施例。将用户附接至围框的难点在于围框的重量可使得难以同时将围框保持在用户身体附近并将用户附接至围框。因此，有益的是通过一个免持接合机构将用户2704连接至腔室2706并形成气密密封，直到腔室内的空气压力可以支撑围框的重量。在一个实施例中，可通过设置磁体——通过该磁体将用户密封件附接至围框——实现将围框的开口升高至用户高度并在充气期间保持围框高度。用户可穿戴磁性带(未示出)，或穿戴包括磁体2702的特别的带折边的短裤。另外，磁体可设置在围框(例如织物围框)上，从而通过磁性吸引形成密封以使得腔室的充气可以支撑围框。例如，可使用锚固至基部或其它结构的条带系统来限制高度。

在另一实施例中，当用户密封件的一部分与围框的配合部分配合时，可激活用户所穿戴的卡合机构。这种概念的实例是一围绕用户的环——其以同心方式与围框上的环配合、以及定位在用户密封件或围框件上的闩锁件(例如，旋转闩锁件)，使得用户可握持围框并将用户密封件部分配合在围框部分内，并使用他们的手激活闩锁件以将两个部件固定在一起。其它锁定机构也可用于空气压差系统中。

调节高度的另一种方法可为连杆系统，其包括一个或多个平移或旋转部件，这些部件可被锁定以形成高度调节结构的上表面并在压力作用下保持形状。图28示出通过两个竖直部件进行高度调节的连杆系统以及相关方法的一个实施例。这里，用于高度调节的连杆系统2800包括两个竖直支撑件2810和2812，一个定位在设备前面且一个定位在设备后面。连杆系统2800可包括沿用户侧向定位的一对中间杆2814，并且两个连接杆2802A将每个中间杆2814连接至前竖直支撑件2810和后竖直支撑件2812。在一个实施例中，这些连接杆2802A可以伸缩。当连接杆2802A伸缩以伸长或缩短(例如缩短至虚线所示的位置2802B)时，中间杆2814可上下移动，并且在一些情形中甚至前后移动。连杆系统2800可锁定并且具有按钮或杠杆机构2804，所述机构允许设备自由移动，并在释放时将连杆锁定在位。在一个实施例中，结构的集合形状——且更具体而言为中间杆2814的几何形状——可构造成使得连杆系统2800的形状有利于手臂自由地运动或最小化对用户身体的影响。

图29中示出连杆系统的另一实施例。该系统示出包括四个杆2902的连杆系统2900，其形成用户配合在其中的中间部分2904。连杆系统2900构造成竖直地上下移动同时保持大致平行于地面的朝向。此类系统在一些情形中可以是有利的，因为它不需要伸缩杆或接头。

如文中已说明的，可使用条带来调节附接至用户的腔室开口的竖直位置。也可使用绳索或缆绳来限制开口的竖直位置。此类带有绳索或条带的系统可单独调节或可通过滑轮和布线(线路)连接，从而使得可拉动单个缆绳、条带或绳索来同时均匀地调节所有的缆绳或条带，以保持水平顶面。这种调节装置的位置可通过结、缆绳夹、凸轮锁等锁定。许多此类锁定机构在游艇或船中可见。在一些变型中，如果用于腔室的竖直高度调节系统在围框撕裂或压力失效的情形下本身不提供用户支撑，则可为用户提供例如与挽具(harness)类似的第二竖直支撑系统。

在一些情形中有利的是通过坚硬壳体——例如通过不必踏在折叠织物上等——改善进出的容易性。坚硬壳体空气压差系统还可允许进行高度调节以接纳不同身高的用户。此外，有利的是保持坚硬壳体的结构整体性，并且作为替代地升高底板、锻炼平台跑步机或其它锻炼设备的高度，而不是改变壳体本身开口的高度。在这些变型中，壳体可具有最大期望尺寸，且身材较小的用户将被升高至与壳体的上表面相接。

图30A-30C示出坚硬壳体空气压差系统中的高度可调跑步机，然而，可采用任何锻炼设备(例如，踏步机、椭圆训练机、自行车、划船机等)。此外，甚至可在硬壳体系统中使用高度可调简单平台、平衡平台或小的踏步机。图30A示出包括提升和枢转机构的提升机构3000的一个实施例。在该特别的实施例中，使用例如调节竖直高度的两个进给丝秆或线性致动器在跑步机的中心处执行提升操作。可通过枢转电机执行倾斜(即，跑步机3008的定向3004₁至3004_N之间的调节)，该枢转电机旋转跑步机以倾斜或下倾并且具有机械或机电的制动器。

图30B示出用于空气压差系统的提升机构3010的另一实施例。这里，提升机构3010包括两个线性致动器3012A和3012B。跑步机3014(或其它锻炼器械或平台)连接至剪叉提升型机构3016。两个致动器3012A和3012B的长度控制将控制跑步机3014表面的坡度和高度。在一个实施例中，可控制致动器使得跑步机根据用户高度倾斜或无倾斜地竖直移位。在一个实施例中，用户可在控制器中输入他们的高度并且控制器可在该特定起始高度附近调节控制算法。致动器可连接在铰接或球形接头处，以在它们长度延伸时旋转并相对于结构的一部分移动另一部分。该系统可提供简便操作，精度要求较低，并且利用最少的框架和致动器。

图30C示出用于空气压差系统的提升机构3020的另一实施例。在图30C的实施例中，提升机构3020包括四个进给丝秆或线性致动器3022，其中各丝杆或致动器附接至跑步机3024(或其它健身器械或健身平台)的拐角。在另一实施例中，丝杆或致动器附接至底板(未示出)。在一些变型中，进给丝秆或致动器3022可同时或独立地控制以形成跑步机任意方式的倾斜，即前/后、左/右、和高度倾斜。通过倾斜表面，可变调节能实现各种不同锻炼的用户性能。在一其中需要执行侧向倾斜的实施例中，可在每个转角上设置球形接头。

提升跑步机或其它健身器械的另一实施例(未示出)可包括在跑步机(或其它健身器械或健身平台)的前后各放置一个气囊，并控制各气囊内的压力。用来加压气囊的空气甚至可在经过气囊之后被输送到腔室内。气囊可被限制或制成为与波纹管相似，使得充气主要产生竖直运动。波纹管中压力的量可确定波纹管的竖直位置。当波纹管膨胀时，压力将下降并且负荷减少，直到达到平衡为止。然后增加的压力将升高高度，而压力的减小将降低高度。

如文中所述，健身器械(例如，跑步机、踏步机、椭圆机、自行车等)可用于空气压差系统中。此外，可针对不同的用户调节空气压差系统，可调节健身器械以提供各种锻炼环境，并且空气压差系统围框、开口和结构可采用许多不同的方式构成。因此，宽范围的调节和系统构造提供了迄今为止未在空气压差系统中实现的各种锻炼、治疗和/或医学处理环境。

用于空气压差系统的袋成形

当用户如本文所述地在其接近腰部的身体部分处被包围在空气压差系统腔室中时，可能发生的是用户身体的一部分在健身期间将碰撞腔室壳体。然而，在一些情形中，用户可能希望没有这种运动限制地进行健身或运动。许多不同身体形状和尺寸的用户将使用相同的物理设备的事实进一步加剧了运动限制的问题。例如，为了配合到内部，胖个体将需要宽的壳体开口和上表面。如果不加处理的话，该相同的表面当由小个子人员使用时将导致小个子人员的手臂和手由于通过臀部摆动手臂的习惯性运动而接触上表面。

此外，围框的轮廓应当是长的，以允许用户在跑动期间可向后伸展他们的腿、以及在步态周期的向前迈步期间抬高膝盖。这形成一长形设备，其必须同时保持为窄的以防止干涉手臂摆动。当用户在跑动期间接触壳体时，此类接触可使用户失去平衡或导致撞击围框区域的损伤。为了增强系统的安全性，可能希望限定壳体形状的轮廓以尽可能避免与用户身体的接触。

如文中所述，空气压差系统壳体的轮廓可限定成允许身体的四肢在用户活动期间的自由运动。此外，空气压差系统制造成可调的以接纳不同尺寸的个体，以使用单个空气压差系统设备并接纳各种不同的身体类型。

图31A示出结构杆的一个实施例的侧视图，结构杆限定和限制空气压差系统中的柔性可充气壳体的轮廓。图31B示出该结构杆的俯视图。空气压差系统3100包括限定和限制柔性可充气壳体3104的轮廓的结构杆3102。杆3102绕用户3106的腰部以一定形状形成，使得杆保持壳体3104的织物在用户侧上处于低位并且是窄的，以允许手臂和手的自由运动3108。在一个实施例中，杆构造成在设计成用于行走或慢跑的系统中提供舒适性。

图31C示出限定和限制空气压差系统中柔性可充气壳体的轮廓的结构杆3132的另一实施例的侧视图。图31D示出图31C的结构杆3132的俯视图。在图31C和31D所示的实施例中，杆3132的轮廓也可限定为在前部和后部以角度3114α上升，以接纳在较快的奔跑速度中常见的抬膝运动3110和/或踢腿运动3130。可将这种较复杂的形状描述为鞍形。在一个实施例中，壳体3134中使用的结构材料具有相当大的强度和刚度，以便不会在壳体被加压时变形以及壳体不会意图形成球形以减少壁应力。在图31D所示的结构杆的俯视图中，结构杆3132可在前部和后部处以角度

倾斜。在一个实施例中，角度3112与进行健身的跑步者或人员的平均手臂摆动角度一致。在一个实施例中，可通过一系列伸缩和铰接的管件调节角度α和

图31E示出具有可调角度和可调轮廓的结构杆3140的一个实施例。在该特别的实施例中，杆3146的宽度可通过允许长度改变同时保持其结构完整性的伸缩杆或其它滑动机构调节。也可利用其它的构造或调节机构。

如图31C所示，结构杆3102的前部和后部可远高于杆3102的侧部，该侧部相对于前部和后部而言位于用户3106身体的较低位置处以接纳手臂和手的运动。杆前部和后部的高度允许膝盖在奔跑步态的向前部分中的运动自由度、而后部的高度允许踢腿而不接触结构，这在长跑运动员中是普遍可见的运动。杆3102的低的侧向部分保证个体的手臂摆动。

以上关于壳体高度调节、旋转密封、平移密封、壳体轮廓调节等所述的特征均旨在确保为普通的健身提供尽可能自然的体验。如果用户必须调节其手臂摆动或位置，则这可能使得他们的步态不正常并导致不舒适。相对于行走或慢跑情形，步态不正常和手臂摆动调节问题在全速奔跑情形可能加剧，但对接触壳体感到不舒服或不自然的用户将可能无法感到完全自然。上述实施例可与由织物构成的腔室或混合型壳体使用，该混合型壳体包括柔性(例如，织物)顶部和作为下部的变形最小的坚硬材料。

在一个实施例中，支撑杆如此地附接至腔室：由杆限定轮廓的腔室织物受限制而不能移动通过杆，从而将织物的顶部形状固定在杆上。为了由不同高度的用户使用，允许杆下方的织物压扁或膨胀并且变形以接纳不同高度的用户。杆可通过锁定或闩锁机构固定在一竖直位置以保持适当的高度，从而与正在健身的个体匹配，如图11所示。杆的高度在一些变型中可在行走或奔跑运动期间被动态地控制，以在步态周期期间都保持相对于身体的位置。

在一个实施例中，限定轮廓的杆的概念可与变形最小的壳体围框结合。图32A示出用于空气压差系统的限定轮廓的顶部结构的一个实施例。在该特别的实施例中，系统3200包括围框3208。围框的顶部3202模制或成型以提供包括一在用户的臀部处是窄的并且是低的轮廓的基本形状，或更复杂的鞍形，例如如通过图31A-31E中的杆所产生的形状。变形最小顶部壳体部分3202可为变形最小围框的一部分，或者可为围绕用户3204腰部的腔室的顶部、并且以基本气密的方式附接至腔室的下织物部分3208。在一个实施例中，允许变形最小上部3202的竖直调节、同时保持在运动期间可能由用户接触的壳体的形状。该上部3202可由任何结构坚固的材料——如塑料或玻璃纤维——形成。在一个实施例中，由于如果上部不是完全刚性壳体的一部分则用户必须提升上部，所以利用轻质材料。在一个实施例中，高度调节可由条带3206提供，然而，可利用文中所述的高度调节的其它形式来调节和固定上部3202的高度。

图32B示出变形最小壳体围框的另一实施例的顶部的俯视图。在该特别的实施例中，空气压差系统的壳体完全由变形最小的材料制成并具有限定轮廓的顶部3211。如通过铰链(未示出)所示，壳体的顶部3211可为门或蛤壳式附接件的一部分以允许用户进入壳体中而无需爬进单元中。在该实施例中，锁定机构3212——例如销或扣环——用来保持结构整体性并防止蛤壳或门半体在压力下变形或分离。

图32C和32D示出用于空气压差系统的腔室(壳体)的最小变形顶部的另一实施例。在一个实施例中，最小变形顶部3222也可被用于附接至壳体的织物部分。在该特别的实施例中，用户可选择顶部3222并将所选顶部3222连接至织物壳体3224A的一部分，或在周围结构被固定在腔室中后连接至所述周围结构。随后，用户可允许放气的壳体3224A充气以在该最小变形壳体顶部3222下方形成充气壳体3224B，并在某些情形下在顶部3222的边缘周围鼓泡。与上文所述相似的，壳体顶部3222的限定轮廓构造能实现用户运动的自由度。

图33示出用于传统卸载装置中的壳体的最小变形部分的一个实施例。在一个实施例中，卸载系统为挽具系统，其中提升缆绳或部件3302附接至最小变形限定轮廓壳体3304的边缘，从而在用户3306周围留出没有缆绳或其它结构部件的区域(他们可能与这些缆绳或结构部件接触)。图34示出与壳体的最小变形部分一起使用的压缩和拉伸系统的一个实施例，与上文图33所述类似。

在一个实施例中，可利用诸如内构架或外构架的结构来约束空气压差系统的织物围框。图35示出用于约束和成形织物空气压差系统围框的构架结构3500的一个实施例。在该特别的实施例中，当壳体3504充气时，构架3502将壳体3504约束为构架3504的形状。在一个实施例中，外构架或内构架3502由连接的轻质结构支撑部件构成以形成围框的基本壳体形状。这些部件例如可被焊接在一起、如ABS管联接器中一样通过管接头连接、或通过套筒连接。如文中所述，内构架是被视为是在壳体围框内侧的结构，而外构架被视为是位于围框外侧。

如上所述，构架设计类似于最小变形的壳体，但减少了重量和制造成本，并且通过包括起到门的作用的杆3506来控制用户进出腔室而可进出腔室。在一个实施例中，杆3506被布置成约束织物3504壳体向外膨胀并干涉手臂摆动。在一个实施例中，构架3502的上部和前部及后部的轮廓限定成提供与上述类似的形状，以允许用户肢体在使用期间的运动自由度。示例性结构可为网格穹顶。在一个实施例中，构架3502可竖直调节，并且构架3502的一些部分可用作扶手。

图36A和36B示出用于约束和成形空气压差系统袋的另一实施例。在一个实施例中，为了确保袋3602A沿用户侧向保持为窄但仍允许袋的长度以及前部和后部中的高度，一个或多个嵌套撑条或一个或多个嵌套的变形最小的环——诸如环3604₁至3604_N——围绕壳体，例如与日式灯笼类似。围绕柔性(例如，织物)袋的一系列变形最小的环允许构型3602A中的撑条或环之间的织物在袋被放气时压扁形成构型3602B。

在一个实施例中，环3604₁至3604_N接近同心地成形以允许袋3602有序地放气，而不是自由地变扁。以这种方式构造环可进一步帮助控制织物在放气状态3602B下的形状以使贮藏更为整齐，而且用户容易在放气的袋上行走而不会在皱折或折叠处绊倒。

在一个实施例中，代替嵌套的环，可利用一个或多个嵌套的刚性结构，如图36C中所示。塑料或其它刚性材料部段3682₁至3682_N可展开以互相干涉并形成金字塔式结构3684。当展开时，嵌套的刚性结构3682₁……3682_N互相接触并且竖直延伸而形成腔室3686。刚性件在一些变型中可具有设置在各个层之间的密封件(未示出)，以在腔室3686内形成充分气密的环境。

图37示出空气压差系统中的限定轮廓软围框的另一实施例。在该特别的实施例中，一个或多个变形最小的壳体部分——例如壳体部分3702₁至3702_N——附接至围框3704以使得在充气时围框的形状与(多个)变形最小的壳体部分的形状一致。在一些变型中，可存在定位在围框3704上的多个各种尺寸的壳体部分。壳体部分可通过任何适当的附接技术或装置固定至围框，例如作为非限制性实例缝合成袋或胶粘至围框。壳体部分在一些情形中向围框3704提供局部刚性和结构，而没有形成用户腔室的整个刚硬壳体的体积或重量。

图38示出空气压差系统中的限定轮廓的软壳体围框的又另一实施例。在该特别的实施例中，条带3810和限定轮廓的杆3812可固定在围框3802的一部分上，使得当条带被向下捆束时，条带限制柔性(例如，织物)围框的一部分在压力作用下膨胀。在一个实施例中，此类条带(除所示位置以外)可被布置在多个位置上并且在健身期间可位于围框的任何由用户占据的部分(不同于所示部分)上。在一个实施例中，条带3810可被永久附接至空气压差系统围框。在另一实施例中，可被固定在空气压差系统围框的独立部分上——例如固定在用户密封件上，并且可被固定至围框的主体部分以使围框完整。

如上所述，硬壳体和软壳体空气压差系统外壳的表面可被限定轮廓。这种轮廓限定在健身或治疗期间允许尽可能自然的宽范围的运动自由度。此外，如上所述，用户、教练或治疗专家可通过观察程序在使用期间容易地调节轮廓，并且限定轮廓表面的高度也可通过文中所述或另外公知的任何方法调节。可选地，上述限定轮廓的方法可与任何文中公开的其它发明相结合以除其它之外还改善运动自由度和/或用户人体工程学。

空气压差系统应用

如上所述，描述了可针对不同高度和身体尺寸的用户进行调节的空气压差系统。此外，描述了支撑系统和机构，其使空气压差系统可在不同角度、速度等下操作，同时用户是舒适和安全的，而且允许宽范围的用户运动。下面描述空气压差系统——如任何文中(例如，结合图1或图2)所述的系统——的应用和用途的实施例。

当前，肥胖使得人们变得卧床不起。当某个人日渐变胖时，此人可能无法支撑他自身的重量，或其力量可能无法支撑长时间的行走或慢跑。此外，这种人的关节可能由于作用在关节上的过大的重量而无法承受行走或其它运动的应力。结果，肥胖人锻炼得较少，并且继续向下循环。对于肥胖人可行的一个选择是在游泳池中锻炼。然而，经常地，肥胖人进入游泳池很麻烦，并且在一些情形下可能需要举升器或其它笨重的装置来实际进入水中。还存在一些不适合的人溺水的风险。由于卡路里消耗速度，行走和慢跑是比水上锻炼或手摇自行车更好的用于减轻体重的锻炼形式。没有用于肥胖人的实用的挽束系统，因为这些系统可由于条带必须支撑的重量而是很不舒服的，并且条带可能切入皮肤中。条带还将需要相当长的设置时间和多人的帮助以将此人送入器械中。

空气压差系统的一些实施例——其可构造(或专门地设计)成用于广泛的人群——可允许比水上锻炼或挽束系统简单得多的出入，并且空气压力可提供相当大的重量支撑。虽然下文将空气压差系统的应用描述为用于治疗肥胖症，但其它疾病——例如影响人的运动系统(例如，多发性硬化、脑瘫或唐氏综合症)或人的运动耐力(例如，心脏病)的症状——也可利用下述技术。

图39是应用空气压差系统来治疗症状——如肥胖、心脏病、多发性硬化、脑瘫或唐氏综合症——的程序3900的一个实施例的流程图。该程序通过处理逻辑来执行，其可包括硬件(电路、专用逻辑电路等)、软件(诸如在通用计算机系统或专用器械上运行)或二者的结合。在一个实施例中，处理器处理逻辑位于图1的处理器122或图2的处理器208中。

现参照图39，程序通过生成用于用户的初始设置的处理逻辑(程序框3902)开始。在一个实施例中，初始设置用于肥胖症用户，尽管其它疾病或症状也可如文中所述进行治疗。该初始用户设置可基于诊断值，例如心率、感觉劳累、疼痛、医生的推荐、治疗专家的治疗计划等。该初始设置可进一步基于体能教练、营养学家或其它健康专业人士所选择的设置。初始设置有许多选择和来源。

处理逻辑然后基于用于用户的初始设置形成治疗计划(程序框3904)。对治肥胖症的计划可包括通过调节腔室中的压力、调节跑步机的坡度、在训练中包括费力和不费力的活动区间等或上述的任意结合而渐进地并系统地增加训练的费力程度。另外，处理逻辑可在整个时间段内或逐段地跟踪用户进度，以监控用户的重量减轻或身体状况。进一步地，治疗计划可由处理逻辑、用户、旁观者、健康专业人士等调节以不断提高治疗计划的效果。通过使用文中所述空气压差系统和方法精确地控制用户锻炼所克服的力，用于减重并伴随着肌肉力量和心肺适能(cardiovascular fitness)改善的精确控制和可量化的计划可允许积极的减重治疗计划。进一步地，对于肥胖症用户而言，空气压差系统可在一定程度上自动地调节。例如，治疗计划可设计为使得用户在他体重的一定比例下进行锻炼，因此当用户重量减轻时，腔室中的压力可自动下降，以保持用户在他新的、更低的体重的相同比例下进行锻炼。这一点是重要的，因为重量减轻对用户如何锻炼的影响极大。例如，这允许系统在治疗肥胖症方面更为有效。该系统可包括随着重量下降及用户体重的改变而定期地重新校准。通过将之延伸，记录在多次训练时的校准结果，可获得用户的重量减轻。重量减轻然后可影响其它训练参量如速度、坡度等。这些参量的组合可给出关于用户进度的具体反馈并且对训练调节提出建议，以帮助用户更快地减轻重量、重获灵活性、提高心肺适能等。结果，通过空气压差系统为患有肥胖症的人提供了持续和安全的训练。

通过疼痛滴定校准空气压差系统

疼痛是一种有用的训练度量，特别是对于伤口复原的人而言。在一个实施例中，在卸载设备——如文中所述的空气压差系统——中利用疼痛滴定来记录、调节和计划训练。通过允许医生为患者建立一持续的训练计划、以及储存和提供用于评估患者的康复过程或伤害的硬分析数据是有益的。此外，空气压差系统的使用也可允许用户更快地开始和完成训练，因为他们的疼痛可被精确和立刻地控制，而无需依靠医生或其它健康专业人士。

如以下所述，可使用任意标准从旋钮、数字输入、图形输入、一系列提问或其它用于从用户接收输入的分段度量方法测量或估算疼痛值。可由用户提供的任何上述疼痛级别输入可用来评估用户在训练或治疗期的一个或多个时刻感觉到的疼痛级别，以及调节与训练相关的参量(即，保持恒定的疼痛级别)。

此外，用户疼痛级别输入可用来在训练或治疗期对训练进行调节。这允许基于用户输入来对(当前和未来的)训练进行调节。在一些实施例中，从用户输入的疼痛级别可用来创建一个或多个方案，这些方案又基于用户的疼痛级别来创建一训练或一系列的训练。与训练设置相对应的一个或多个方案的创建可允许用户、医生和其他健康专业人士从通过单个用户设定的不同训练或通过多个用户的被标准化为一般疼痛度量的训练获得一致的康复度量。此外，通过储存或另外地输出疼痛度量，用户可监控他的进度如何，并且医生或其他健康专业人士可监控其患者的进度如何，并且在一些情形下可将其患者的进度与来自具有类似创伤或症状的人群的康复统计结果进行对比。这种类型的用于单个个体或人群的数据收集可实现训练的进一步改善以帮助康复过程。

训练可设计用于新创伤的恢复、或用于处理慢性损伤或症状。设计用于增进能力及康复临时损伤的训练一般不同于为慢性损伤提供的训练方法。例如，用于增加作用在从应力骨折恢复的人员上的负荷的方案不同于用以协助患关节炎的人员训练的方案，因为健康专业人士可预期一定的康复速度以实现急性应力骨折损伤的完全康复，相反地，对于慢性损伤或变性症状则会是较慢的进度、停滞的表现或甚至下降的表现。

在一些实施例中，疼痛输入和/或疼痛级别读数可用来预测康复速度。这种关联可允许用户或医生预测哪些活动最适合进行或在恢复周期中特定时段限制活动。疼痛输入及与疼痛输入相关的预测康复速度可用来预测患者何时可以恢复正常或安全地使用受伤的身体部分(例如，使用之前由于损伤而不允许的身体部分)。这种能力例如在受伤的运动员试图决定他们何时能继续比赛的情形下可以是有用的。除运动员之外，该能力具有其它用途。例如，疼痛输入及与疼痛输入相关的预测康复速度可被应用于工伤和用户恢复工作的能力和/或时间。在运动员或工人决定是否恢复他们的正常活动或健康专业人士对治疗进程做决定的情形下，在一些情形中可通过空气压差系统获得的系统性疼痛数据提供用于作出此类决定的更为量化的基础。

此外，在一些变型中，疼痛输入/读数可用作诊断工具以确定损伤源。医生经常使用手动刺激来确定疼痛部位。该系统可允许用户以受控的方式改变训练中的参数并且得出用于恢复训练的方案，并且从用户得到的疼痛输入可为医生或其他健康专业人士提供更具体的症状描述。疼痛输入可进一步用来评估损伤的范围。损伤范围可在手动刺激期间通过疼痛估算或通过扫描(X射线、MRI、CAT等)估算。构造成从用户接收疼痛输入的空气压差系统可允许用户改变训练常数——诸如但不限于速度、坡度和有效体重——以确定伤口上可承受的负荷。该系统可记录对于一组给定的功能系统常数的进度和不同疼痛级别，以及基于在多个调节状态处的疼痛级别来形成一方案。可选地，这些数据可被输出至医生或其他健康专业人士以创建一新的单独方案或调节系统生成的方案。

在一些实施例中，可将用户疼痛输入提供给空气压差系统的传感器——例如测量用户的生物学参数如肿胀、血压、肌肉力量、组织应变、血流量、大脑活动等或其任意结合的传感器。这些另外的传感器可以但不必直接连接至用户。在这些构型中，代替来自用户的直接疼痛读数或与之结合地，系统可利用其它与疼痛相关的外界因素来对训练进行控制和修改。传感器可为但不限于机械或电气传感器。

疼痛输入、训练确定、损伤评估、和/或校准可单独地或互相结合地进行，并且在硬件、软件或硬件及软件二者中进行。软件可设在器械本身上或外部计算机或评估中心上。数据可通过存储设备从器械传送或在例如无线网络的网络上传输。

由于不同症状可能需要用于空气压差系统的不同程序和设置，所以系统是可校准的。在一些变型中，可基于症状、用户的个人因素、疾病等进行系统校准。例如，其膝盖患有前十字韧带撕裂(ACL)的人员的空气压差系统初始设置可能不需要与患肥胖症的人或患唐氏综合症的儿童相同。

图40是用于基于用户疼痛级别校准空气压差设备的程序4000的一个实施例的流程图。该程序通过处理逻辑来执行，处理逻辑可包括硬件(电路、专用逻辑电路等)、软件(诸如在通用计算机系统或专用器械上运行)或硬件及软件二者的结合。在一个实施例中，处理器处理逻辑位于图1的处理器122或图2的处理器208中。

参照图40，在程序开始时，处理逻辑基于用户症状估算用户的初始设置(程序框4002)。在一个实施例中，关于多大压力(例如，运动体重的减轻)的有根据的推测可提供初始设置。在一些情形中，对于给定的症状，使得估算的选择是稳妥的。例如，对于患有前十字韧带撕裂(ACL)的用户而言，处理逻辑可规定空气压差系统应当配置为用户体重的30％，而在儿科的情形中处理逻辑可规定为是用户体重的50％。

处理逻辑然后根据初始设置操作空气压差系统(程序框4004)。

处理逻辑可进一步接收用户疼痛级别的指示(程序框4006)。在各种实施例中，用户可操作用户界面(其可位于控制面板118上)，例如按压按钮、转动标度盘、说话、触摸屏幕或其它触摸传感器等，以表明他们是疼痛的或指示他们正在经历的疼痛的级别。在一个实施例中，处理逻辑可从任何用户致动的标度盘接收与用户的疼痛相对应的数据。例如，空气压差系统的控制面板118可包括分别对应于零压力和全压力的0至100的标度盘、和/或用于指示疼痛级别的0-10的刻度。该标度盘将控制压力设定点，因此在用户接触把手的第一时间可设为80(即，意味着全部压力的80％，不是全部体重的80％)，并且此后可进行基于疼痛级别的系统调节。在未来的治疗中，压力标度盘和/或疼痛标度盘的位置可通过处理逻辑调节。

基于接收到的指示用户疼痛的数据，调节系统中的空气压力以增加重量(程序框4008)或减少重量(程序框4010)。在一些变型中，如果收到指示用户感到疼痛或感到一定级别的疼痛的数据，则通过增加腔室压力来逐渐地减少用户所经历的重量，直到收到指示不再感到疼痛或疼痛在期望范围内的数据为止。此外，如果用户指示未感到疼痛，则可通过降低腔室压力来增加用户所承受的体重，直到用户开始感到他的伤口疼痛为止。然后通过压力来调节用户所承受的体重，使得用户所指示的疼痛和/或如上所述的通过一个或多个传感器所指示的疼痛低于已知阈值(程序框4012)。在该方法的一些变型中，调节压力，使得每次调节致使体重百分比减少几个百分点。

处理逻辑储存指示该点——例如用户开始感到疼痛或一定量的疼痛的压力——的数据(程序框4014)。作为结果，储存的数据点(例如，所施加的指示有效体重的压力)随后可被处理逻辑用作用户下一次治疗时的参照来开始、增加或降低腔室压力。此外，可储存数据并随时间推移进行跟踪以提供治疗的相对进度。

在不同的实施例中，用户疼痛读数可出现在卸载期之前、期间或之后。由于可根据所使用的方案在任何时间处或几乎任何时间处获得疼痛读数，所以系统不但有机会校准用户在预期疼痛级别进行训练，而且有机会在训练期间动态地修改校准和/或在任何点进行训练。疼痛输入可包括静态或动态的力——其包括但不限于地面反作用力、重量、脚冲击力、扭矩或这些力的结合。此外，基于这些力或扭矩的校准可允许医生(或其他健康专业人士)或系统更直接地针对具体损伤来设计训练。一些损伤相比于直接的地面力更易于受身体部分上的扭矩的影响，反之亦然。

疼痛滴定在医学上用来治疗多种疾病。上述程序和系统可实现精确调节以及对用户重量卸载的准确和可重复的控制。此外，提供了一种有效的方法，其用于措施和疼痛的定量考虑和校准(其通常不可量化，或在实践中未被量化)。此外，所述设置可被储存和跟踪，以进一步改善治疗程序以及预测和限定未来的治疗、未来的设备设置等。例如，如果患有踝关节损伤的用户第一次训练仅可进行45分钟，但第二次训练可进行50分钟，则可预设定未来的初始设置(例如，55分钟的训练)并测量进度。

在文中所述的实施例的一些变型中，因为使用诸如用户的疼痛阈值的参量来校准系统，所以可能不需要知道或测量作为压力的函数的初始特定体重或体重的百分比。

示例性计算机系统

图41是可执行一个或多个文中所述操作的示例性计算机系统的框图。参照图41，计算机系统4100可包括示例性客户端或服务器计算机系统。计算机系统4100包括用于传达信息的通信机构或总线4111、以及用于处理信息的与总线4111联接的处理器4112。处理器4112在一些变型中可为微处理器，但不局限于微处理器。

系统4100进一步包括随机存取存储器(RAM)，或用于储存将由处理器4112执行的信息和指示的、联接至总线4111的其它动态存储设备4104(称为主存储器)。主存储器4104也可用于在处理器4112执行指示期间储存临时变量或其它中间信息。

计算机系统4100还包括用于储存处理器4112的静态信息和指令的、联接至总线4111的只读存储器(ROM)和/或其它静态存储设备4106，以及数据存储设备4107(诸如磁盘或光盘及其相应的盘驱动器)。数据存储设备4107联接至总线4111以储存信息和指令。

计算机系统4100可进一步联接至显示设备4121——诸如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)，其联接至总线4111以向计算机用户显示信息。字母数字输入设备4122——其包括字母数字和其它键——也可联接至总线4111以向处理器41112传送信息和命令选择。另一用户输入设备为光标控制器4123——诸如鼠标、跟踪球、跟踪板、指示笔或光标方向键，其联接至总线4111以向处理器4112传送方向信息和命令选择，并控制显示器4121上的光标运动。

可联接至总线4111的另一设备为硬拷贝设备4124，其可用于在诸如纸、胶片的介质或相似类型的介质上标记信息。可联接至总线4111的另一设备是有线/无线通信权能4125以与电话或手持式掌上设备通信。

注意，本发明中可使用系统4100和相关硬件的任何或所有构件。然而，可理解的是，计算机系统的其它构型可包括一些或所有这些设备。系统4100的特定变型可包括未在图41中示出的外围设备或构件，例如配置成接收不同类型的用户输入(如听觉输入)的构件、或诸如触摸屏的触摸传感器。

特定实施例可以是可包括储存在机器可读介质上的指令的计算机程序产品。这些指令可用来编程一通用或专用处理器以执行上述的操作。机器可读介质包括任何用于储存或传输可由机器(例如，计算机)读取的一定形式的信息(例如，软件、应用程序)的机构。机器可读介质可包括但不限于：磁性存储介质(例如，软盘)；光学存储介质(例如，CD-ROM)；磁光存储介质；只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；可擦除可编程存储器(例如，EPROM和EEPROM)；闪存；电、光、声或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)；或其它类型的适于储存电子指令的介质。

另外，一些实施例可在分布式计算环境中实施，其中机器可读介质储存在多于一个的计算机上或由多于一个的计算执行。另外，可在连接计算机系统的通信介质上拉动或推动在计算机系统之间传送的信息。

文中所述的数字处理设备可包括一个或多个通用处理设备，诸如微处理器或中央处理单元、控制器等。可选地，数字处理设备可包括一个或多个专用处理设备，诸如数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。在可选实施例中，例如，数字处理设备可为网络处理器，其具有包括中心单元和多个微引擎的多个处理器。另外，数字处理设备可包括(多个)通用处理设备和(多个)专用处理设备的任何结合。

虽然以特定次序描述了文中方法的操作，但各方法的操作次序可改变，从而使得可以相反的顺序执行特定操作或使得可至少部分地与其它操作同时执行特定操作。在另一实施例中，不同的操作的指令或子操作可采用间歇和/或交替的方式。

虽然已示出和描述了本发明的实施例和应用，但受益于本公开内容的本领域技术人员清楚，在不脱离本文所述的发明概念的前提下，比以上所述多得多的改型是可能的。例如，本发明可用于容纳身体的任何部分，诸如上部身体、躯干区等。因此，除所附权利要求的精神以外，本发明不受限制。此外，文中所述的系统、设备和方法的实施例可单独或结合地实施。许多不同的结合对受益于本公开内容的本领域技术人员而言是显而易见的。

应当理解的是，文中所述的任何概念可结合或合并在一起以形成有用的发明。例如，可调孔口可与限定轮廓的壳体结合以提供用于接纳用户或各种身体类型并保持自然跑步体验的有效装置。为了简短，并且为了避免使上述单独的概念模糊，未列出文中所述发明的所有组合，但组合应当落在本专利的范围内。另外，应当理解的是，描述了加压腔室的系统可构造成包括正压构型和负压构型二者。正压与负压构型可需要本发明的不同构型，但来自文中明确地描述的此类改型应当被视为落在本专利的范围内。

Claims (20)

1.一种用于将用户身体的一部分包围并密封在空气压差系统中的结构，所述结构包括：

腔室；以及

联接至所述腔室的用户密封件，所述用户密封件包括一可调的开口，所述开口能够接纳用户身体并绕用户身体密封，从而使得用户身体的至少一部分被密封在所述腔室中，

其中，在用户身体与所述腔室之间形成充分气密的接合，从而使得所述腔室中能维持非零压差，并且所述可调开口能够接纳一定范围的用户身体尺寸。

2.根据权利要求1的结构，其中，所述用户密封件包括多个沿用户密封件的周边周向分布的膨胀狭缝，并且一个或多个所述膨胀狭缝能由用户选择性地闭合或打开，以调节所述户密封件中的所述开口的尺寸。

3.一种构造成用于压差系统中的用户密封件，其中：

所述用户密封件构造成联接至压差系统的腔室；并且

所述用户密封件包括一开口，所述开口能够接纳用户身体并绕用户身体密封，从而使得用户身体的至少一部分被密封在所述腔室中，

其中，在用户身体与所述腔室之间形成充分气密的接合，从而使得所述腔室中能维持非零压差，并且所述用户密封件构造成允许用户相对于所述腔室旋转其身体、同时保持所述腔室与用户身体之间的充分气密的接合。

4.根据权利要求3的用户密封件，包括：

联接至所述腔室的外结构；以及

内结构，其包括能够接纳用户身体并绕用户身体密封的开口，

其中，所述内结构构造成与所述外结构匹配，并且所述内结构构造成相对于所述外结构绕该外结构的旋转轴线旋转。

5.一种构造成用于压差系统中的用户密封件，其中：

所述用户密封件构造成联接至压差系统的腔室；并且

所述用户密封件包括一开口，所述开口能够接纳用户身体并绕用户身体密封，从而使得用户身体的至少一部分被密封在所述腔室中，

其中，在用户身体与所述腔室之间形成充分气密的接合，从而使得所述腔室中能维持非零压差，并且所述用户密封件构造成锚固至用户身体，从而使得当所述腔室中的压力变化时所述用户密封件沿用户身体保持一相对稳定的竖直位置。

6.根据权利要求5的用户密封件，包括锚固至用户身体的身体包裹件，所述身体包裹件包括多个柔性翼片，其中，所述多个柔性翼片包裹在用户的一个或多个身体部分周围并被固定，以提供所述身体包裹件与用户身体之间的夹紧。

7.一种构造成用于压差系统中的用户密封件，其中：

所述用户密封件构造成联接至压差系统的腔室；并且

所述用户密封件包括一开口，所述开口能够接纳用户身体并绕用户身体密封，从而使得用户身体的至少一部分被密封在所述腔室中，

其中，在用户身体与所述腔室之间形成充分气密的接合，从而使得所述腔室中能维持非零压差，并且所述用户密封件构造成允许用户沿所述腔室的轴线平移其身体、同时保持所述腔室与用户身体之间的充分气密的接合。

8.根据权利要求7的用户密封件，包括：

第一部段，其包括能够接纳用户身体并绕用户身体密封的开口；以及

第二部段，其联接至所述腔室，其中，所述第一部段和第二部段以可滑动的方式联接而形成其间的接合，

其中，在用户身体与所述第一部段之间、所述第一部段与所述第二部段之间、以及所述第二部段与所述腔室之间形成充分气密的接合，从而使得用户身体的至少一部分被密封在所述腔室中，所述腔室中能维持非零压差，并且所述第一部段能相对于所述第二部段平移以允许用户沿所述腔室的轴线平移、同时基本保持所述腔室中的非零压差。

9.一种构造成用于空气压差系统中的用户密封件，所述用户密封件包括：

下部段，其包括能够接纳用户身体并绕用户身体密封的开口；以及

上部段，其设置在所述下部段的上表面上，以在所述上部段与所述下部段之间形成接合，所述上部段联接至所述腔室，

其中，在用户身体与所述下部段之间、所述上部段与所述下部段之间、以及所述上部段与所述腔室之间形成充分气密的接合，从而使得用户身体的至少一部分被密封在所述腔室中、并且所述腔室中能维持非零压差。

10.一种用于空气压差系统的可加压腔室，所述腔室包括：

由柔性材料形成的可充气围框；以及

可调框架，其能够联接至所述可充气围框，

其中，所述可调框架控制所述围框在其充气状态下的宽度和高度中的至少一者，以减少充气围框与用户的手臂和/或腿部运动之间的干涉，其中用户的下部身体被密封在所述可加压腔室中、且其上部身体位于所述可加压腔室之外。

11.根据权利要求10的可加压腔室，其中，所述可调框架包括至少一个被限定轮廓的部段，以接纳用户的手臂和/或腿部运动。

12.根据权利要求10的可加压腔室，其中，所述可调框架包括至少一个具有可变长度的伸缩部件，其中改变所述至少一个伸缩部件的长度以调节所述框架的尺寸。

13.一种用于空气压差系统的腔室，所述腔室包括：

可充气围框；

位于所述围框周围的高度可调框架，所述高度可调框架能够在摔倒或掉落的情形下支撑用户身体的重量，

其中，所述高度可调框架包括后竖直支撑件和前竖直支撑件，并且所述后竖直支撑件和所述前竖直支撑件中的至少一个包括用于接合框架的纵长横向部件的高度调节装置以调节所述框架的高度，所述纵长横向部件在所述后竖直支撑件与所述前竖直支撑件之间延伸。

14.根据权利要求13的腔室，其中，所述高度调节装置包括一系列竖直设置的狭槽，并且所述框架的纵长横向部件接合在所述高度调节装置的狭槽中以调节所述框架的高度。

15.一种治疗方法，包括：

在空气压差系统的腔室中形成压差，所述腔室构造成接纳用户身体的至少一部分并通过调节所述腔室中的压力而调节作用在用户身体上的力；

响应于为用户确定的与症状相关的度量来调节所述腔室中的压力；

基于所述与症状相关的度量与压力调节之间的关系为用户生成用于所述空气压差系统的初始设置；以及

针对用户基于所述初始设置生成用于所述症状的个性化治疗方案。

16.根据权利要求15的方法，其用于治疗肥胖症。

17.一种治疗方法，包括：

在空气压差系统的腔室中形成压差，所述腔室构造成接纳用户身体的至少一部分并通过调节所述腔室中的压力而调节作用在用户身体上的力；

基于用户的症状估算用于所述空气压差系统的初始设置；

接收取决于所述腔室中的压力的用户所体验的疼痛指示；以及

使用在一个或多个压力级别下的疼痛指示来设定或修改用于所述症状的疗程。

18.根据权利要求17的方法，其用于治疗慢性损伤。

19.根据权利要求17的方法，其中从用户直接接收所述疼痛指示。

20.根据权利要求17的方法，其中从一个或多个感测用户生物学参数的传感器接收所述疼痛指示。

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