CN102481225B - 空气压差系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空气压差系统的多种实施例以及使用这些系统的方法。空气压差系统可包括舱室，该舱室构造成接纳使用者的下半身的一部分并在使用者的身体上形成空气压差。空气压差系统还可包括使用者密封件，所述使用者密封件将压力舱室密封至使用者的身体。可以调整使用者密封件的高度以适应具有不同身体高度的使用者。

Description

空气压差系统
相关申请的交叉引用
本发明要求于2009年5月15日提交、标题为“DIFFERENTIAL AIRPRESSURE SYSTEMS(空气压差系统)”、序列号为61/178,901的美国临时申请的优先权，该申请整体通过引用结合入本文。
技术领域
本发明总体上涉及空气压差系统以及使用该种系统的方法。
背景技术
已发明出抵消人体上的重力的方法以供治疗性应用以及身体训练。抵消重力影响的一种方法是利用身体吊带将人悬吊以减少地面冲击力。但是，吊带系统可能会引起压力点，所述压力点会带来不适且某些时候甚至导致受伤。另一种抵消重力的方法是将使用者身体的一部分没入基于水的系统并使得由水提供的浮力抵消重力。但是，由这种基于水的系统提供的向上的支承力不均匀地分布在使用者的身体上，支承力随使用者的身体相对于水面的深度而变化。此外，水的粘性阻力会大幅改变使用者的肌肉驱动模式。
发明内容
本文所述的是空气压差系统的多种实施例以及使用该种系统的方法。空气压差系统可包括舱室，该舱室构造成接纳使用者的下半身的一部分并在使用者的身体上形成空气压差。空气压差系统还可包括使用者密封件，所述使用者密封件将压力舱室密封至使用者的身体。可以调整使用者密封件的高度以适应具有不同身体高度的使用者。
在一个范例中，设置有空气压差系统，该空气压差系统包括带有密封界面的正压舱室、附接至舱室且邻接密封界面的高度调节组件、以及附接至高度调节组件的控制面板，所述密封界面构造成接纳使用者的身体的一部分并在使用者的身体和舱室之间形成密封。正压舱室可包括至少一个或多个透明的面板，和/或防滑面板。防滑面板可邻接密封界面。高度调节组件可包括两个可移动末端，所述末端在两个对应的调节柱之内，其中每个可移动末端可包括至少两个辊(滚子，roller)。在一些其它范例中，第一辊可朝向第二辊定向、或正交于第二辊定向、或反向于第二辊定向，而在其它范例中，可包括三个辊，且第一辊在第一表面上，第二辊位于第一表面的对立表面上，第三辊位于第一表面或对立表面的正交表面上。每个可移动末端还可包括至少一个可移动的制动衬片，所述制动衬片可构造成或可不构造成通过倾斜高度调节组件来驱动。高度调节组件可包括锁止机构，可水平地、竖直地、旋转地驱动所述锁止机构、以及通过拉或推从而驱动所述锁止机构。锁止机构可以是构造成锁定使用者密封件的位置的销闩锁止机构。高度调节机构还可包括对重平衡(counterbalancing)系统，所述对重平衡系统构造成至少部分地抵消可移动组件的重量，而在某些范例中，可构造成抵消可移动组件和正压舱室的有效总重量。对重平衡系统可包括位于至少一个调节柱内的重物。空气压差系统还可进一步包括利用密封机构附接至舱室的平台。密封机构可构造成随着舱室内压力的增加而使相对于平台的密封性增加，并可包括泡沫材料元件。
在另一范例中，提供了空气压差系统，该空气压差系统包括压力舱室，以及竖直可调节的悬臂框架，该悬臂框架具有第一可移动结构和第二锁止结构，其中通过压力舱室的充气膨胀来驱动所述第二锁止结构。
在另一范例中，提供了一种调节空气压差系统的方法，该方法包括利用经对重平衡的高度调节组件同时提升控制面板和压力舱室。该方法还可包括将高度调节组件的悬臂制动机构倾斜以使制动机构接合或脱离。在某些范例中，可通过使压力舱室充气膨胀或泄气收缩来机械地执行悬臂制动机构的倾斜。
在又一范例中，提供了一种使用空气压差系统的方法，所述方法包括增大施加至位于压力舱室内的肢体的压力，所述压力舱室可密封地附接至平台，所述方法还包括增加压力舱室和平台的密封性以对应于施加至肢体的压力的增加。
附图说明
参考下文中阐明了例证性范例和附图的详细描述，可更好地理解本文所述的实施例的各种特征和优势，附图中：
图1是示意性示出空气压差系统的一个范例的框图。
图2A是空气压差系统的一个范例的立体图；图2B是图2A所示系统的俯视图；图2C是图2A所示系统的部件分解图。
图3A和图3B分别是压力舱室的一个范例的中板和侧板的示意图。
图4A和图4B示出压力舱室的一个实施例；图4A是压力舱室的正视图；图4B是图4A所示舱室的俯视图。
图5是压力舱室的一个实施例的立体图，该压力舱室附接至空气压差系统的基座。
图6A和图6B分别是处于扩张状态的压力舱室的另一实施例的前部和后部立体简图；图6C是处于收拢状态的压力舱室的前部立体简图。
图7A是压力舱室与空气压差系统的基座之间的附接界面的一个实施例的立体图；图7B是图7A所示附接界面没有压力舱室时的详图；图7C是图7A所示空气压差系统的基座的部件图；图7D是图7A所示舱室的底部边缘的详图。
图8A是用于空气压差系统的高度调节机构的一个实施例的立体图；图8B是图8A所示实施例的部件分解图，且去掉了两个侧柱以示出柱内的部件；图8C是图8A和图8B所示实施例处于锁止构型时的立体图；图8D和图8E分别是图8A所示实施例的正交侧视图和俯视图。
图9A是用于空气压差系统的锁止机构的一个实施例的立体图；图9B是图9A所示实施例的部件分解图；图9C是图9A所示实施例罩装在可移动组件内时的立体图。
图10A和图10B是将已充气膨胀的舱室附接至控制台框架的一部分的方法的一个实施例的示意图。
图11A是空气压差系统的另一范例的立体图；图11B是图11A所示系统去掉了其面板后的立体图。
图12是图11A中可调节组件的高度指示器的后部正视图。
图13是图11A所示系统的可调节组件的立体部件图。
图14是图11A所示系统的后护栏、后部舱室面板和平台的立体简图。
图15是可能作用在调节组件上的力的示意图。
具体实施方式
虽然本文描述和介绍了各实施例，但这些实施例仅作为范例给出。可进行变型、更改和替换而不会背离各实施例。应注意在实施各实施例时可采用本文所述的示范性实施例的多种替代方案。对于本文描述的所有实施例，不必按次序执行方法的各步骤。
空气压差系统
空气压差(DAP)系统利用空气压力的变化为训练和康复系统及程序提供正或负的重量支持。在2006年9月28日提交、标题为“Systems，Methods and Apparatus for Applying Air Pressure on A Portion of theBody of An Individual(用于在人体的一部分上施加空气压力的系统、方法和装置)”、序列号为PCT/US2006/038591的国际专利申请，2008年10月15日提交、标题为“Systems，Methods and Apparatus for CalibratingDifferential Air Pressure Devices(用于校准空气压差设备的系统、方法和装置)”、序列号为PCT/US2008/011807的国际专利申请、以及2008年10月15日提交、标题为“Systems，Methods and Apparatus for DifferentialAir Pressure Devices(用于空气压差设备的系统、方法和装置)”、序列号为PCT/US2008/011832的国际专利申请中描述了DAP系统的多种范例，所有所述申请的整体通过引用结合入本文。
图1示意性示出DAP系统100的一个范例，所述DAP系统包括充分气密的舱室102，所述舱室罩装有可选的锻炼系统112。舱室102包括使用者密封件104，所述使用者密封件构造成接纳使用者101并为使用者下半身106提供充分的气密性密封。压力控制系统103用于引起舱室102内的压力水平(P2)相对于舱室外的环境压力(P1)变化。当位于DAP系统内的使用者密封至舱室102且舱室压力(P2)改变时，使用者101在舱室102内的下半身106和在舱室102外的上半身之间的空气压差(ΔP＝P2-P1)产生竖直力，该竖直力作用在整个密封件104上并且也直接作用在使用者的下半身106上。若舱室压力P2高于环境气压P1，则会有向上的竖直力(Fair)，该竖直力与空气压差(ΔP)及使用者密封件104的横截面积的乘积成比例。向上的力(Fair)可抵消重力，提供了与空气压差(ΔP)成比例的局部体重支持。该重量支持可减少作用在关节处的地面冲击力，和/或减少例如保持姿势、步态、或其它神经肌肉活动所需的肌肉力量。
舱室102可附接至支承舱室102和锻炼器械112的平台或基座108。锻炼器械112可至少部分地或整个地罩装在舱室102内。可采用多种锻炼器械的任一种，例如，跑步机、踏步机、椭圆训练机、平衡板，等等。其它可采用的锻炼器械还包括有座位的设备，例如固定脚踏车或划船机。有座位的设备的重量支持可用于使无法走动的病人(包括但不限于例如在坐骨结节或骶骨区域有压力性溃疡或其它易破损皮肤状况的病人)便于理疗或锻炼。锻炼系统或器械112(例如跑步机)可具有一个或多个调节机构(例如，调节工作负荷、高度、倾角、和/或速度)，所述调节机构可由DAP系统控制台控制或调节，或可单独控制。其它特征件，例如心率传感器，也可单独进行管理或与DAP控制台集成。本领域技术人员应理解图1所示的跑步机并不意在限制，并且可采用其它锻炼器械而不会偏离本文所公开的思想。
舱室102可包括柔性舱室或外壳，并且舱室102可由任何合适的柔性材料制成。柔性材料可包括充分气密的织物或涂有其它材料或被其它材料处理的材料以便阻止或减少气体泄漏。柔性材料也可包括略具渗透性或可渗透的材料以容许一定的空气流动，但是充分气密以允许压力在舱室内部增加。舱室102可具有单件式设计，或可包括多个面板和/或多个板层。在某些变型中，舱室102可包括一个或多个柔性部分以及一个或多个半刚性或刚性部分。可设置刚性部分以增加舱室102的结构整体性和/或控制舱室102的扩张或收拢。刚性部分可具有固定的位置(例如附着至固定的平台或横杆)，或可包括被柔性材料包围的刚性区域、面板、或杆(或其它加固元件)，所述柔性材料随充气膨胀或泄气收缩而改变位置。在下文中更详细地描述了这种面板或材料的范例。在其它范例中，舱室102可包括框架或其它结构，所述框架或其它结构包括一个或多个长细元件，且所述框架或其它结构或者布置在柔性外壳的内部和/或外部，或者集成到外壳材料中。刚性外壳或刚性部分可由任何合适的刚性材料制成，例如，木材、塑料、金属，等等。
舱室102的使用者密封件104可包括椭圆形、圆形、多边形或其它形状并可由柔性材料制成以适应单个使用者101的腰围的不同形状和/或尺寸。使用者密封件104可以是可调节的以适应不同身体尺寸和/或体型的人，或构造成用于特定范围的尺寸或体型。各种使用者密封件设计的非限制性范例包括采用拉链、松紧带、可束紧的元件(例如，拉绳或系带)、高摩擦材料、粘性材料、磁铁、按扣、纽扣、维可牢尼龙搭扣(VELCROTM)和/或粘合剂，并在专利合作条约(PCT)申请号PCT/US2006/038591、PCT/US2008/011807和PCT/US2008/011832中更为详细地描述了各种使用者密封件，所述申请已在前文提及并通过引用结合入本文。在某些范例中，使用者密封件104可包括可拆卸地附接至舱室102的单独的压力结构或材料。例如，使用者密封件可包括腰带或带嵌条的带子或裙子，或一条短裤或长裤。可采用一个或多个上文列举的附接机构充分气密地将这种单独的压力封闭件附接至使用者的身体。密封件104可以是透气的和/或可洗的。在某些实施例中，密封件104可密封到上至使用者的胸部，而在某些变型中密封件104可从使用者的腰部区域延伸上至胸部。
使用者密封件104和/或舱室102可包括多个开口105。开口105可用于改变舱室内或使用者的躯干区域的温度和/或湿度，和/或可构造成对使用者101的腰部或躯干处的压力分布进行控制。例如，布置在使用者躯干前方的开口可防止由于柔性腰部密封件在压力下的膨胀而在使用者的胃部周围形成压力。开口可包括非气密性织物区域，或可在舱室102的壁内形成更大的开口。开口可具有固定的构型(例如固定的有效开口尺寸)或可变的构型(例如可调节的有效开口尺寸或流量)。开口可包括端口或支承结构，所述端口或支承结构可为开口的开放性和/或完整性提供强化。端口或支承结构还可包括阀或闸机构以提供可变的开口构型。这些开口可以是手动可调的或由控制器自动可调的。在某些变型中，可独立地控制具有可变构型的开口。
如前文所述，压力控制系统103可用于控制舱室102内的压力水平。在专利合作条约(PCT)申请号PCT/US2006/038591、PCT/US2008/011807和PCT/US2008/011832中描述了压力控制系统的多种范例，所述申请在前文中通过引用结合入本文。如图1所示，压力控制系统103可包括一个或多个压力传感器120、处理器122、以及压力源114。压力源114可以是泵、鼓风机或可将加压气体引入舱室102的任何类型的设备。在图1所示的特定范例中，压力源114包括压缩机或鼓风机系统126，所述压缩机或鼓风机系统进一步包括用于接受气体(例如空气)的入口124、通向舱室102的出口128。压缩机或鼓风机系统126可包括可变的泵或风扇速度，可调整该速度以控制进入舱室102的气流或压力。在其它范例中，压力控制系统可位于舱室内部，使得系统的入口位于舱室的壁的附近，而系统的出口位于舱室内部。
在某些变型中，DAP系统100还可包括舱室排气系统116。排气系统116可包括入口130、一个或多个压力调节阀132和出口134，所述入口130用于接受来自舱室102的气体或空气。压力调节阀132和其出口134可位于舱室102外部，而入口130可位于舱室102(或基座)的壁内。在其它变型中，压力调节阀和入口可位于舱室内，而出口位于舱室或基座的壁内。阀132可由压力控制系统103控制，并结合对压力源114的控制(例如，减少鼓风机126的流率)和/或代替对压力源114的控制(例如，当压力源是不能调节的压力源时)，以降低舱室102内的压力。阀132还可构造成用作安全机构以便例如在紧急情况或系统故障期间为舱室102排气或减压。在其它变型中，有单独的安全阀(未示出)和压力调节阀。单独的安全阀可构造成具有比压力调节阀更大的开口或更高的流率。
在某些范例中，处理器122可构造成控制压力源114、舱室压力传感器120、锻炼系统112和/或使用者界面系统(例如使用者控制面板)118和/或与上述部件通讯。处理器122和控制系统103的上述部件的每一个之间的通讯可以是单向或双向的。处理器122可接收去向或来自压力源114的多种信号的任一种，例如压力源114的开/关状态和温度、入口124和/或出口128处的气体速度/温度。处理器122还可发送或接收来自控制面板118的信号，包括舱室102内希望的压力、个人的体重待抵消的希望的百分比、用于抵消使用者体重的重量数、和/或疼痛水平。处理器122还可接收来自压力传感器120、对应于舱室102内的压力水平的输入。基于来自任一上述来源的输入，处理器122可发送驱动信号至压力源114(或压力调节阀115)以增加或减少至舱室102的气流，从而将舱室102内的压力调节至希望的水平。在某些变型中，希望的压力水平可以是预设值，而在其它变形中可以是从控制面板118接收的值或从使用者处接收的信息导出的值，例如，通过控制面板118或其它传感器(包括重量传感器、踏步频率传感器、心率传感器、诸如来自具有分析软件的摄像机的步态分析反馈、或地面反作用力传感器等等)从使用者处接收信息。处理器122可发送信号，以基于来自压力传感器120的、舱室102的压力读数和/或来自控制面板118的使用者指令来改变锻炼系统112的一个或多个参数。
控制面板118还可用于启动或执行一个或多个校准程序。在2006年9月28日提交、标题为“用于在一个人的身体的一部分上施加空气压力的系统、方法和装置”的国际专利申请序列号PCT/US2006/038591，2008年10月15日提交、标题为“用于校准空气压差设备的系统、方法和装置”的国际专利申请序列号PCT/US2008/011807，以及国际专利申请序列号PCT/US2008/011832中描述了多种可采用的校准程序的范例，所述申请在前文中通过引用结合入本文。简要地说，在测量使用者的相应重量或地面反作用力的同时，压力控制系统103可向密封至DAP系统100的使用者施加一系列或一定范围的压力(或气流速率)。基于配对的值，压力控制系统可在压力和使用者的相对重量之间生成经校准的相互关系，所述相对重量表达为正常体重或重力的百分比。在某些范例中，压力的系列或范围可以是固定的或预先确定的系列或范围，例如，对于从X毫米汞柱以Z毫米汞柱的增量增至Y毫米汞柱的每一舱室压力，都测量使用者的重量。X可在约为0至约为100或更高的范围内，有时约为0至约为50，而其它时候约为10至约为30。Y可在约为40至约为150或更高的范围内，有时约为50至约为100，而其它时候约为60至约为80。Z可在约为1至约为30或更高的范围内，有时约为5至约为20，而其它时候约为10至约为15。固定的或预先确定的系列或范围可以取决于或不取决于使用者的重量或质量和/或诸如使用者高度或海拔高度的其它因素。在一个特定的范例中，在大气压力下测量使用者的基准重量，然后基于所测的重量确定X、Y和/或Z。在另一范例中，可在一个或多个非大气压力下一次或多次测量使用者的静态地面反作用力，然后在校准程序中逐步提高至确定的Y值。在某些范例中，压力控制系统还可包括核查程序，通过核查程序改变舱室压力以对应于预测的相对体重而同时测量或显示实际体重。在某些其它范例中，在校准程序期间，若一个或多个所测压力或地面反作用力的值跌出安全范围或限制之外，则特定的测量将自动重复一定次数和/或生成系统错误信号。错误信号可使校准程序暂停，并可提供指令以通过控制面板118在继续校准之前执行特定的安全检查。
空气压差(DAP)系统的另一范例示于图2A至图2C。该DAP系统300包括具有使用者密封件350的压力舱室310、舱室310内的锻炼器械(未示出)、框架320、以及控制台330。DAP系统300还可包括高度调节机构334以改变使用者密封件350的高度，且还可设置锁止机构333以将调节机构334保持在希望的位置。下文更详细地论述了DAP系统300的特征和变型。
压力舱室
图2A和图2B示意性示出带有压力舱室310的、处于扩张状态的DAP系统300。尽管示出的舱室310所具有的表面具有大体平坦的构型，但在使用中，当充气膨胀或加压时即便不是全部也至少有某些表面可能向外鼓起。舱室310可构造成当被加压和/或泄压或收拢时具有特定形状或轮廓。特定的形状或轮廓有助于适应特定的动作或运动，包括舱室310内的运动和/或舱室310外的运动。特定的形状或轮廓也有助于控制外壳在收拢状态的形状以尽量减少松散的织物，否则所述织物会导致绊倒的危险。例如，在图2A中，舱室310相对于其宽度具有更大的长度。舱室的长度和宽度之间的比率可在约1.5∶1至约5∶1或更大的范围内，在某些范例中约2∶1至约4∶1，而在其它范例中在约2.5∶1至约3.5∶1的范围内。拉长的长度可允许使用跑步机，和/或适应与某些训练方案相关的身体动作。例如，拉长的舱室长度可为与跑步和其它形式的离床活动有关的向前伸腿和/或向后踢腿提供增加的空间。在其它变型中，舱室可具有大于长度的宽度，且长度比宽度的比率可与前述的范围相反，或具有不同于矩形的形状或占地面积(footprint)，例如，包括但不限于方形、圆形、椭圆形、水滴形、或多边形机体。参考图5，舱室310还可具有可变的宽度，且舱室310的一个或多个区域具有与舱室310的其它区域不同的宽度。例如，与舱室310的上前部宽度362和/或上后部宽度相比，舱室310可包括减少的上中部宽度360。同样，上前部宽度和上后部宽度可以是类似的，而它们与上中部宽度的比率约为5∶3。在其它范例中，该比率可在约1∶2至约4∶1或更高的范围内，在某些范例中为约1∶1至约3∶1，而在其它范例中为约5∶4至约2∶1。前部、中部和/或后部区域的上部宽度也可小于或大于相同或不同区域的下部宽度366、368、370。上部宽度与下部宽度的比率可在约1∶4至约4∶1的范围内，有时候约1∶2至约1∶2，其它时候约2∶3至约1∶1。确定舱室的轮廓需考虑到在未使用的空间中放置额外部件的容积效率。例如，如图11B所示，可使舱室1118的前端区域1116向下并向外从而让出空间以便在前端区域1116上方放置例如鼓风机1110、阀1112和电子器件1114。可在转角上采用足够的半径而使舱室的轮廓和/或接缝为圆形或弧形以减少织物的应力，或可在应力高的地方为舱室的轮廓和/或接缝加上加固补丁。
重新参考图2A至图2C的DAP系统300，前部和后部区域的上部宽度与下部宽度之比可为约2∶3，而该比率在中央区域可为约2∶5。舱室310的一个或多个区域可包括多种轴向截面形状的任一种，包括但不限于梯形或三角形截面形状。其它形状包括但不限于方形、矩形、椭圆形、多边形、圆形和半圆形(或圆的其它部分或其它形状)，等等。舱室的沿同向轴的两个或多个区域可具有相同或不同的截面形状。具有减少的上中部宽度(或邻接使用者密封件350的其它区域)的舱室310可在舱室310上部或外部提供增加的空间以适应行走期间的手臂摇摆，允许安全扶手更靠近地布置，和/或利用行走辅助物(例如助行器或拐杖)。在其它范例中，舱室的上中部宽度，或舱室的其它区域的宽度，可相对于上述的一个或多个其它区域增加，而在某些特定范例中，舱室可构造成使得便于将手臂或手放在舱室上，或甚至直接抓牢具有一个或多个把手的舱室。
DAP系统的舱室可沿其长度和/或宽度具有固定的或可变的高度，以及沿其上部表面具有可变的构型。舱室的竖直高度可表达为相对于峰值高度或特定结构(例如使用者密封件)的百分比高度。舱室的峰值高度可位于从前部区域至后部区域的任何地方，以及从左至右的任何地方，并还可包括多于一个的峰值高度和/或包括次峰，所述次峰短于峰值高度但具有从次峰处向相反方向向下倾斜的区域。上部表面可包括具有大体水平定向的一个或多个区域和/或具有成角度定向的一个或多个区域，所述成角度定向的区域从前部至后部、从左至右(或与之相反)地向上或向下倾斜。某些构型还可包括大体竖直定向的区域(或实际上向上倾斜或向下倾斜的区域)，所述区域可分隔舱室的两个上部区域。如图2C所示，舱室310可包括前部区域，该前部区域的高度约为使用者密封件350的高度的50％或更少，但在某些变型中，前部区域的高度可为峰值高度的约1％至约100％范围内的任意值，某些时候约5％至80％，其它时候约20％至约50％。高度减少的区域可在舱室内为内部结构(例如跑步机)提供额外的空间，同时在高度减少的区域上方为外部结构提供空间。内部和外部结构可具有固定的位置或可移动的位置。
压力舱室可由多种制造工艺的任一种装配成或形成，例如成型加工和热定形加工外壳，或将多个面板连接成特定的构型。图2A至图2C所示的舱室310包括两个侧板312和中板313，但在其它变型中，可采用更少或更多数量的面板来形成相同或不同的舱室构型。例如，侧板可与中板的一个或多个部分或甚至与另一侧板一体化地制成。如图3A和图3B示意性示出的，这些面板312和313可由薄板状材料切割或制造而成但随后以非平面的构型连接。舱室310的中板313可包括长细薄板材料，该长细薄板材料具有前部边缘371、后部边缘373和两个非直线形、中央收缩的侧部边缘375，使得中板313的前部和后部的宽度大于中部的宽度。侧板312可具有不规则多边形状，包括大体直线水平的下部边缘372、大体直线竖直的前部边缘374，以及大体直线竖直的后部边缘376，同时上部边缘包括大体水平的第一上部边缘378、大体竖直的第二上部边缘380、大体向上倾斜的第三上部边缘382、大体水平的第四上部边缘384，以及大体向下倾斜的第五上部边缘386。从一个边缘至邻接边缘的过渡可以是急转的或渐进的，并可以是成角度的或弧形的。尽管侧板312和中板313的侧部边缘375可以是大体对称或镜像的，但在其它变型中侧板和/或中板的侧部边缘可具有不对称的构型。对外形的某些或所有边缘在大体正交方向(例如前部/后部/上部/下部)上的表征法并不是必须的，而可根据所采用的参考点而变化。因此，在上文的范例中，第二上部边缘380也可表征为前部边缘，而边缘378可表征为前部或上部边缘两者任一。在其它变型中，面板的一个或多个边缘可以是大体弧形的或非直线形的，并可以是大体向上倾斜、向下倾斜、竖直、或水平的，并可包括多个节段。面板可具有有助于折叠的形状，例如有助于折叠图6A和图6B所示的更坚硬的外部区域和更柔软的内部区域，该内部区域类似于蝴蝶或沙漏的形状，但也可以是多种其它合适形状的任一种，所述其它合适形状具有减少的中部尺寸。
两个侧板312的边缘或边缘区域可附接至中板313的侧部边缘375(或侧部边缘区域)，例如，侧板312的前部边缘374附接至中板313的第一边缘374’，等等。中板313的各个边缘可表征为(从前部至后部，或其它参考点)平行的边缘378’和384’，渐缩的边缘374’、380’和382’或外扩的边缘388’。边缘或边缘区域可由多种机构的任一种连接和/或密封，包括但不限于拼接、粘合、热熔及它们的组合。舱室也可由单个面板构成，所述单个面板可折叠或构形并附接至其本身(例如，边缘对边缘，边缘对表面或表面对表面)以形成舱室的一部分或整个舱室。图4A和图4B分别是舱室310在已组装和扩张状态的正交正视前部图，并示意性示出舱室310的轮廓。图4A示意性示出舱室310的较宽基座和较窄的上部表面，所述较宽基座和较窄上部表面可在舱室310的侧板312之间提供如图4B所示的偏移量或间隔401。在某些范例中，上部渐缩的舱室可减少所用的织物或材料的量和/或可在舱室被加压时减少鼓起的程度。
在某些实施例中，舱室或舱室的面板可构造成具有预先确定的折叠线或折叠区域，所述折叠线或折叠区域可便于舱室沿其折叠或泄气收缩至预先确定的形状。例如，舱室可具有波纹管状的构型，该构型使舱室倾向于沿着具有交替的向内和向外定向的褶皱而收拢至预先确定的构型。预先确定的折叠线包括但不限于例如舱室的柔性和刚性区域之间的交界面、沿面板的折痕、或相邻面板的大体成角度的边缘之间的面板区域。在某些变型中，折叠线可以是由热定形或机械压缩形成的折痕或褶皱。在其它变型中，折叠线可由刻痕构成或是具有减小的厚度的线条或区域。折叠线还可沿加厚的区域、刚性区域、脊突或其它类型的突出部分设置。可通过将相同或不同面板材料的细条拼接或粘接至舱室而形成其它折叠线，而在其它变型中，仅拼接或涂敷可固化或可硬化材料(例如粘合剂)就可足以控制折叠。在其它变型中，可通过沿舱室附接或嵌入一个或多个长细元件(例如，由镍钛诺(NITINOLTM)制成的杆或踏板)而形成折叠线。长细元件可具有多种特征中的任一种，并可以是例如线性或非线性的、有延展性的、弹性的、刚性的、半刚性或柔性的。舱室或面板可包括预制的沟槽或凹口以便于长细元件的插入和/或拆卸，且在某些变型中，可允许为不同类型的用途或使用者而重新构型舱室。在某些实施例中，折叠线可包括在两个面板之间一个或多个机械铰链机构(例如活动铰链)，所述机械铰链机构或者附接至舱室的表面或者插入舱室的凹处。舱室的每一折叠线可具有相同或不同类型的折叠机制。也可通过附接至舱室的弹性张力元件或带子来影响舱室收拢成预先确定的样子。
如图4A和图4B所示，舱室310的中板313可包括一个或多个折叠线391、393和395，所述折叠线可有助于舱室泄气收缩或收拢成预先确定的形状或构型。在某些范例中，通过减少可能会绊到或妨碍使用者的突出褶皱或表面不平整，预先确定的形状可便于使用者与系统之间的进入和/或分隔。折叠线393可构造成(例如，由于侧板的形状而具有大于约180度的内角)将中板313的相邻外表面折叠成彼此抵靠。这种构型可相应地促使最近的折叠线391和395折叠，从而使它们的相邻内表面互相抵靠地折叠。舱室的前部区域内的预先确定的折叠线391、393和395可使得后部舱室相应地变平。
如图5所示，中板313的正面和背面边缘373和375以及侧板的下部边缘372附接至系统平台或基座321，而不是附接至柔性面板或材料，但在其它变型中，可设置下部面板。侧板312可由与舱室310的中板313相同或不同的材料制成，而在某些变型中，侧板还可包括不同材料。在某些变型中，拉伸或柔性属性(或任何其它材料属性)可以是各向异性的。例如，舱室310的中板313可由拉伸性较差的材料制成以限制舱室在横向方向(即沿图5中的X轴)的扩张。侧板312可由更具拉伸性的材料制成，所述更具拉伸性的材料可或不可使作用在舱室310的拉伸性较差部分上的张力重新分布。侧板312可包括相对更具柔性的材料，所述相对更具柔性的材料可促成中板313在泄气收缩或收拢时形成预先确定的折叠样式。舱室310可由任何合适的柔性材料制成，例如，织物(纺织品或非纺织品)、聚合物薄板(例如，聚氨酯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙(Nylon)、迈拉(Mylar)，等)、皮革(天然或人造的)，等等。该材料可为不透明、半透明或透明的。在某些实施例中，中板313的外表面可涂有防滑材料或涂层，和/或可包括脊突或其它表面纹理以在使用者踏到收缩的舱室310上时防滑。
图6A至图6C示出包括多个面板的压力舱室610的一个范例，所述多个面板具有不同材料特征。此处，侧板612和中板613还包括大体气密而透明的窗口630、632、634、636和638。使用者密封件650还可包括一个或透明或半透明的区域。在某些范例中，透明材料可允许医疗服务提供者或其他观察者查看使用者的动作(例如步态分析)，或在扩张和/或收拢状态时通过允许查看舱室的容纳物来改善系统的安全性。窗口还可允许使用者查看他的或她的下肢，这可改善步态的稳定性和/或平衡性。侧板612的侧窗630还可在前部和后部包括非直线形、内凹的边缘640和642。在某些范例中，内凹边缘640和642可便于侧板612沿折叠线647的折叠。如图6C所示，侧窗630的向外折叠而不是向内折叠也可通过在预收拢/加压状态下侧窗630外凸而促成。在某些范例中，通过促使侧窗630在收拢构型中向外折叠，可使邻近使用者密封件650的舱室材料较少，使用者可能在进入系统时绊到或踏上所述舱室材料。这可允许上后部区域644处于更平坦的方向且横跨从中板613的后部边缘677至使用者密封件650的区域。在某些变型中，可在后部窗口636和638之间水平附接杆或其它长细元件648(如图6B所示)以便于沿折叠线649的折叠。长细元件648可附接至内表面或外表面，和/或部分或全部地嵌入面板材料自身内部。在某些范例中，杆或长细元件可具有显著的重量，使得在舱室的泄压时，杆的重量和其沿舱室的倾斜表面的位置可便于舱室向内折叠。在上后部区域644上可设置防滑材料层646，所述防滑层可促使安全进入和退出舱室610。防滑层还可被加固或由足够坚硬的材料制成以协助舱室的轮廓成形从而辅助折叠并防止在泄气收缩处起皱，由此降低绊到的风险。在其它范例中，内凹或向内成角度的边缘可位于更靠下或更靠上处，并还可位于沿窗口(或面板)的其它边缘处或可位于沿一个边缘找到多个位置处。在其它变型中，一个或多个边缘可包括外凸或向外成角度的边缘，所述外凸或向外成角度的边缘可便于在相反方向上的折叠。
DAP系统可包括附接机构从而充分气密地将压力舱室连接和/或密封至系统的基座以维持舱室内部的加压。在图7A至图7D中示出附接机构的一个范例。侧板768的下部边缘和中板770的后下部边缘可包括一个或多个密封结构，所述密封结构沿着对应的沿基座700的凹口或沟槽结合和密封。密封结构可包括多种结构的任一种或各结构的组合，这些结构的横断面尺寸大于沿凹口或沟槽760的开口或狭缝762，包括但不限于倒T形结构、凸缘等等。可选地，舱室还可利用焊接、粘接剂、钩环紧固件或本领域技术人员已知的其它合适的附接方法附接至基座。
如图7D所示，密封结构可包括管状结构780，通过将面板770背面抵靠其自身地折叠并粘接或附接而构成所述管状结构。在其它变型中，管状结构可由多种工艺的任一种构成，包括但不限于模压成型等等。面板770可向内折叠(如图7D所示)或向外折叠(如图14中的可供选择实施例所示)，或可包括可在不同方向折叠的突出部。密封结构可包括与面板770的其余部分相同或不同的材料(或加固结构，如果有的话)，且可具有或不具有不同的厚度。
管状结构780可坐置在沟槽760内，从而使管状结构780的横断面宽度防止脱出沟槽760。在某些范例中，可将加固元件(例如杆或其它长细元件)插入管状结构780中以进一步防止脱出，而在其它变型中，仅管状构型中的面板材料的刚度就足够了。在其它的构型中，面板材料的下部边缘可与凸缘或其它结构附接或一体化地制成以防止脱出。在其它范例中，沿面板的边缘无需特定的密封结构，取而代之的是，基座可包括夹紧结构，所述夹紧结构可提供摩擦界面以保持和密封面板。
在图7A至图7C所示的特定实施例中，系统基座700可包括具有内保持框架730和外保持框架750的层面710，这些保持框架构造成附接至舱室面板768和770的密封结构。具体地，内和外保持框架730和750共同形成了具有狭缝762的长细凹口或沟槽760。内和/或外保持框架730和750可分别包括凸缘或横向突出部731和751以阻止脱出。在某些范例中凸缘731和751的一个或两者都包括衬垫732以增加框架730和750的密封特性。衬垫732可包括多种合适材料的任一种(例如，橡胶、塑料聚合物，等等)。为了将管状结构780(或舱室面板的其它密封结构)定位在沟槽760内，可将外保持框架750的一个或多个部分拆卸或至少与内保持框架730隔开以允许放置管状结构780。然后外保持框架750可再附接或紧固至内框架730。可利用多种夹具或紧固件(例如螺栓或螺钉)的任一种来连接框架730和750。在某些范例中，内和外框架可一体化地制成，从而可通过使管状结构780的一端穿入或滑入沟槽760的一端直至管状结构780坐置而将管状结构780插入框架。在其它范例中，密封结构可具有渐缩的截面形状，所述渐缩截面形状可直接插入狭缝并当完全插入时锁止在沟槽中。在其它范例中，外保持框架750可包括铰链或其它可被移走或拉开的部件以便于接近。铰链在任一特定结构中可以是不偏置的，或可以是受弹簧作用的以维持关闭或开启位置，并且铰链还可包括锁止机构以将铰链维持在关闭位置从而保持密封结构。
层面710可具有单独的层面支承件720，但在其它变型中内保持框架可进一步构造成支承该层面710。包括内和外保持框架730和750的框架组件还可包括框架加固条740，所述框架加固条可抑制框架730和750的振动或扭转。在图7C所示的范例中，加固条740位于内和外保持框架730和750之间，但在其它变型中可位于内框架之内和/或外框架之外。在其它变型中，加固条可利用多种紧固件或连接结构的任一种来互相连接，或可一体化地构成单个加固结构，例如模压件，且还可与内和/或外保持框架一体化地制成。层面710包括矩形构型或任何其它形状，例如三角形、方形、圆形、椭圆形、多边形和它们的组合，层面支承件、内保持框架、加固条和外保持框架也可如此。图14示意性地示出DAP系统1100的另一范例，在该范例中舱室面板1120与模压成型的单件式保持框架元件1122连接。单件式保持框架元件1122包括构造有狭缝1126的沟槽1124，所述狭缝1126构造成保持面板1120的管状褶皱1128。为进一步增加面板至框架元件1122的连接和/或密封，在管状褶皱1128内部放置一个或多个杆1130(或其它长细结构)以阻止面板1120因与沟槽1124和狭缝1126的机械干涉而脱出。也可在沟槽1124内布置泡沫材料元件1132。泡沫材料元件1132可以是开孔泡沫或闭孔泡沫，且可具有预切割的形状或能够以流动的形式注入沟槽1124。泡沫材料元件1132可粘附或可不粘附至管状褶皱1128和/或沟槽1124的表面。在泡沫材料具有粘性的变型中，泡沫薄膜可包括具有粘合性能的聚合物，或者泡沫材料、沟槽和/或褶皱可涂有一层粘合剂。泡沫材料性质可以改变，且在某些变型中可包括可压缩的弹性泡沫材料，所述可压缩的弹性泡沫材料可将管状褶皱1128和/或杆1130向上推抵靠狭缝1126，以进一步增加面板1120和框架元件1122的密封。可在生产地或在使用地的装配期间将泡沫材料插入沟槽1124。在某些变型中，在泡沫材料元件1132和管状褶皱1128定位在沟槽1124内之后将杆1130插入。在插入杆的同时压缩泡沫材料元件1132，由此增加舱室至基座的起作用的密封。
如图14中进一步所示，框架元件1122还可构造成支承DAP系统1100的层面1134。在此，框架元件1122包括内部横档结构1136以支承层面1134。同样如图14所示，框架元件1122可包括空心结构，所述空心结构具有一个或多个模压成型的腔1138和1140，所述腔可减少框架元件的重量和成本。在其它范例中，单件式框架元件可具有实心结构。
如前文所述，在某些变型中，可在管状结构780内滑入或放置杆或其它保持结构。保持结构可具有多种轴向截面形状的任一种。在某些范例中，保持结构可具有水滴的形状或其它与保持框架730和750的沟槽760和开口762互补的形状。在其它的变型中，可将可固化的材料注入管状结构并硬化该材料以阻止脱离，并还可进一步将舱室密封至基座。保持结构还可包括柔性缆索，所述柔性缆索可绕内保持框架束紧或拉紧。当舱室泄气收缩时，由于重力和/或舱室面板和/或高度调节机构的重量，管状结构可从狭缝脱离并加速空气泄漏出舱室。
高度调节系统
重新参考图2A，为改善和/或保持舱室310和使用者之间的密封，使用者密封件350可由密封件框架341支承。密封件框架341可构造成在使用者密封件350周围附接至舱室310(或直接附接至使用者密封件350)以阻止会导致空气泄漏的扭曲和/或变形。在图2A所示的范例中，密封件框架341包括从上部附接至使用者密封件350的环件或封闭结构。在其它范例中，密封件框架可包括开式构型，或具有可拆分节段的闭式构型。尽管密封件框架341(或至少密封件框架341的侧部347和后部349部分)可构造成在水平面上的定向，但在其它范例中，密封件框架可定向在成角度的平面内，或具有非平面构型。密封件框架341还可以是高度可调的，这可便于在特定的身体高度或身体区域处使用使用者密封件350，但还可提供限定或阻停结构以阻止舱室的竖直移位，包括阻止较矮的患者使用系统。在国际专利申请序列号PCT/US2008/011832中描述了用于密封件框架的高度调节机构的多种范例，所述申请在前文中通过引用结合入本文。在图2A中，密封件框架341附接至高度调节条352，所述高度调节条相应地由两个调节侧柱354可移动地支承。在其它变型中，密封件框架可直接与调节柱交会而不使用高度调节条。密封件框架相对于高度调节条352和/或调节柱354的构型和定向可改变。在图2A所示的特定范例中，高度调节条352和高度调节柱354在密封件框架前部。并且，前部密封件框架支杆356相对于侧部密封件框架支杆358向中央定向。密封件框架341和高度调节条352之间的中前部连接可使跑步或其它活动期间因手的摇摆而受伤或改变步态的风险降低。此外，密封件框架341还可与高度调节条352具有下部联系，从而使前部密封件框架支杆356在从前至后的方向上具有向下倾斜的定向。该种向下倾斜的定向可在舱室310前部和使用者密封件350上部提供一些额外的空间，所述额外空间可在某些活动期间，包括牵涉到高踏步姿态的活动(例如疾速跑或特定的高踏步姿态的异常状态)期间减少干涉。但是在其它变型中，密封件框架可相对于高度调节条大体具有相同的竖直位置或更高的竖直位置，并可从更侧边处或大体与侧部密封件框架支杆平齐地附接至高度调节条。例如，图13示出包括高度调节条1152的高度调节组件1150的变型，所述高度调节条1152附接至大体位于单个平面内的密封件框架1154。密封件框架1154沿高度调节条1152的下部附接至调节条1152，这允许利用高度调节条1152在前部支承使用者密封件(未示出)的连接。密封件框架1154包括U形构型，但在其它范例中，密封件框架可以是Q形的或任何其它形状。在本特定变型中，控制台框架1156附接至密封件框架1154而不是直接附接至调节条1152，但在其它变型中，可直接附接至控制台框架1156。可设置一个或多个支承结构1158以支承密封件或控制台框架1154和1156。在此，支承结构1158以一定角度位于密封件和控制台框架1154和1156之间以起到重新分配力的作用，但可包括一个或多个镂空部1160以便于抓握和移动调节组件1150。
重新参考图2A，可将除了密封件框架341之外的其它结构(例如控制台框架331)也附接至高度调节条352，这可以以单一的高度调节来便于对控制台显示器和控制机构的方便访问。如图2A所示，包括高度调节条352和密封件框架341的调节组件330还可包括控制台框架331，所述控制台框架331可用于附接系统300的控制和可视化显示器。本特定范例允许对密封件框架341以及控制台框架331的部件的同时调节，可基于使用者的高度来调节上述两者。
图8A至图8E进一步示出图2A所示DAP系统的高度调节机构的结构。高度调节机构800包括一对大体平行、竖直定向的侧柱810、具有两个辊组件830的可移动组件870，所述两个辊组件的每一个都至少部分地罩装在侧柱810内。可移动组件870还包括框架880和附接至辊组件830的框架支承条835，所述框架支承条可移动地与两个侧柱810交会。如图8A所示，框架880还包括控制台部分881、密封件框架部分882和成角度的中间部分883。控制台部分881和密封件框架部分882之间的角度可以在约45度至约180度之间的范围内，有时候为约90度至约135度，其它时候为约110度至约135度。框架880的控制台部分881可构造成接纳控制台托盘871，所述控制台托盘可用于附接和/或支承控制台面板/显示器(未示出)。框架880的成角度的中间部分883连接控制台部分881和密封件框架部分882。尽管框架880可构造成在抓握或操作它的任何部分的同时允许高度调节，但在某些实施例中，框架880的中间部分883可构造成把手以提升或降低可移动组件870。成角度的中间部分883可提供一个或多个抓握区域，所述抓握区域可包括一个或多个例如凸缘或脊突，和/或所述抓握区域由高摩擦材料诸如橡胶或聚苯乙烯-聚丁二烯范围嵌段共聚物(例如由Kraton Polymers，LLC(休斯顿，德克萨斯州)生产的KRATON聚合物)制成。框架880的中间部分883可附接至可移动组件870的调节条835，所述调节条相应地在其两端处附接至两个辊组件830。在某些实施例中，框架880的中间部分883可由附加条885加固，所述附加条可增加框架880和框架支承条835之间的接触表面的面积并由此增强框架880的结构整体性。
高度调节机构还可包括提升机构以至少部分地抵消调节组件的负荷，从而使具有减轻的重量效果的框架的控制台部分被移动。在某些变型中，提升机构可提供大于可移动组件的负荷的抵消力，所述抵消力可将可移动组件870偏置至更高位置。提升机构可包括弹簧或气动震动元件，所述弹簧或气动震动元件在组件上施加竖直向上的力。可将提升力直接施加至组件，或利用滑轮系统间接施加。
在其它变型中，系统可包括对重平衡系统，所述对重平衡系统可降低因无意中松开可移动组件而突然掉落的风险。可在系统的侧柱内设置可移动的重物并利用带滑轮的缆索或带子将可移动的重物附接至可移动组件。每个平衡重量可重约可移动组件重量的一半，所述平衡重量可将力减少至克服惯性和/或摩擦阻力所需的量从而降低或升高可移动组件。在某些实施例中，总平衡重量可略小于可移动组件的重量，从而使解锁的可移动组件被偏置而下降直至它被锁止或达到DAP系统的基座。在某些变型中，可移动组件的偏置下降运动可由摩擦阻力限制，所述摩擦阻力由辊组件或用于限制可移动组件的运动的其它类型的机构提供。这种设计可能要求使用者在可移动组件上施加力以克服可移动组件和平衡重量之间的质量差，从而升高可移动组件。在其它的实施例中，平衡重量可略大于可移动组件的重量，由此使解锁的可移动组件受偏置而上升，直至它被锁止或可移动组件的上升运动被该特定实施例中的辊组件限制。在该实施例中，使用者可能需要施加额外的力至可移动组件以降低它的位置。在另外的实施例中，复合滑轮组件可用于轻于可移动组件的平衡重量和/或用于完全抵消可移动组件的重量。
如图8D所示，每一侧柱810可包括对重平衡隔室812和辊隔室814。滑轮816绕轴销891可旋转地装配在对重平衡隔室812的顶部。滑轮带或缆索892串在滑轮816上且一端连接至位于对重平衡隔室812内的平衡重量890。平衡重量890构造成大体竖直地(或在柱的其它方向上)在柱810的对重平衡隔室812内移动。缆索892的另一端装配在平衡重量缆索支架843上，所述支架位于辊组件830的顶部。
如图8A至8D所示，辊组件830可包括基板831、前辊834、后辊832和两个侧辊836和838。除了便于高度调节机构的竖直运动之外，侧辊836和838可构造成减少或消除调节机构滚动的程度，而前辊和后辊832和834可减少颠簸和/或偏转，这可降低发生故障的风险。在某些变型中，可将辊直接装配在框架支承条835上，而无需基板831。前辊834位于基板831的顶端部分，靠近基板831的后部边缘833。前辊834位于基板831的底端部分并靠近基板831的前部边缘835。上部侧辊836和下部侧辊838装配在基板831的顶部远端角落和底部近端角落。同样装配在基板831的顶部远端角落和底部近端角落的是两个衬片结构840和841，所述衬片结构可进一步校正辊组件830在辊隔室814内的运动。
辊组件的各辊可与辊隔室的平坦表面交会，但在如图8A至图8D所示的实施例中，可在辊隔室内设置一个或多个轨道结构以增强辊组件的对齐。轨道结构可与辊隔室的表面一体化地制成，或可由单独的结构组成。例如，参考图8A至图8D，侧柱810的辊隔室814可包括前轨道结构817和后轨道结构818，前辊834和后辊832分别可移动地安置在所述前后轨道结构内。这些或其它轨道结构可减少辊组件830在水平方向的移位。在某些实施例中，一个或多个辊可构造成具有增加的摩擦旋转阻力，所述摩擦旋转阻力可减少可移动组件突然下降的风险。在其它变型中，轨道隔室814可包括轨道或狭缝以容纳辊组件830的侧辊836和838。在某些实施例中，轨道隔室814和滑轮隔室812两者的内表面都可涂有一层或多层润滑剂或低摩擦材料。同样，在其它实施例中，不设置辊，而高度调节机构的机件包括可滑动的衬片，所述衬片涂有或覆盖有低摩擦材料和/或低磨损材料。在其它变型中，可用齿轮齿条结构取代辊和轨道结构。
在某些变型中，DAP系统的可移动组件相对于侧柱主要表现为竖直运动，但在其它范例中，可移动组件可包括悬臂系统，所述悬臂系统提供某些角运动或枢转运动，所述运动可用于根据角位置接合和/或脱离可移动组件的一个或多个结构。例如在某些变型中，当位于密封件框架的环件内的使用者向上拉动可移动组件时，可移动组件可向前倾斜并允许辊结构自由转动以举起可移动组件。当可移动组件被向下推动或处于其基本构型时，可移动组件相对向后的倾斜可使一个或多个阻力或制动衬片接合至一个或多个辊上，这可减缓或控制下降的速率。在其它范例中，阻力衬片可接合辊隔室的表面以阻止可移动组件的向下/向上运动。
例如，图8A和图8D示出衬片840和841，所述衬片分别绕侧辊836和838的轴安装在板831的上前部区域和下后部区域内。衬片840和841可构造成可松开地接合柱810的邻接的壁860以阻止或减缓可移动组件870的运动。在本特定范例中，衬片840和841构造成绕侧辊836和838的轴旋转，但是在其它范例中，衬片可具有独立的旋转轴。
衬片840和841的接合发生在可移动组件870由锁止销852锁止在适当位置时(下文将更详细地描述)以及当可移动组件向前倾斜(在图8D中为逆时针方向)时。向前的倾斜推动衬片840和841抵靠辊轨道814的内表面，由此减缓或甚至防止可移动组件870的突然掉落。在某些变型中，衬片可构造成利用重力、弹簧机构或其它施力元件偏置至接合或脱离位置。衬片840和841可由任何合适的材料(例如金属、橡胶或塑料)制成。
在另一变型中，悬臂机构可由附接至高度调节组件的舱室的充气膨胀或泄气收缩来驱动。参考图15，其示意性地示出图11A所示的DAP系统1100的高度调节机构1150，当舱室1170泄压时，对重平衡系统1172构造成平衡高度调节组件1150的重量和舱室1170作用在高度调节组件1150上的有效重量(该有效重量可小于舱室1170的实际重量)。这允许缓减高度调节组件1150随同所附接的舱室1170运动。此外，由于高度调节组件1150的质心(Cm)在对重平衡系统1172的接头1174后面，因此对重平衡力Fc起到顺时针方向转动高度调节组件1150的作用，由此，高度调节组件1150的轮子1176抵靠着调节柱1182的壁1178、1180施加力(Fw)。由此，可无需克服重力并具有减少的摩擦力地调节高度调节组件1150，所述摩擦力来自接合至柱1182的壁1178、1180的轮子。
当舱室1170充气膨胀时，高度调节组件1152如果还未锁定，则会开始升起直至其锁止销1184接合下一个锁止口(未示出)。一旦被锁定，则充气膨胀的舱室将继续推动密封件框架1154并使其绕锁止销1184向上(或在图15中逆时针)旋转。该运动使得高度调节组件1152的轮子1176从调节柱1182的壁1178、1180脱离，同时也以衬片力(Fp)将负载衬片1186接合至壁。衬片力Fp可在锁止销1184无意中脱离时起到制动力的作用，由此阻止高度调节组件1152的突然向上运动。当完成对系统的使用且舱室1170被泄压时，衬片1186脱离且轮子1176重新接合柱1182的壁1178和1180以便于高度调节组件1152的向下移位从而允许使用者退出系统1100。
在其它范例中，衬片可构造成维持可移动组件的对齐而不是制动，并可涂有或覆盖有低摩擦和/或低磨损材料。在其它范例中，衬片可安装在与侧辊轴分离的板上，或构造成滑动或平移而不是旋转或枢转。在其它范例中，调节组件的运动以及锁止机构的激活和松开可以是机动化的，这在下文中进行论述。可通过控制面板或例如设置在调节条上的一个或多个控制机构来执行对机动化运动的控制
锁止机构
DAP系统还可包括锁止机构，所述锁止机构可构造成调节和/或锁止高度调节机构的位置。在某些实施例中，锁止机构还包括使用者在使用系统时可访问的控制界面。控制界面可包括驱动器(例如，按钮、杠杆、旋钮或开关，等等)。在其它实施例中，控制界面可集成进入控制面板，在所述控制面板处使用者可控制和调节系统的其它参数(例如，舱室内的压力水平、锻炼器械的参数，等等)。
重新参考图2A，锁止机构333的界面可包括从狭缝344伸出的可移动杠杆345，所述狭缝位于可移动组件330的调节条352内。杠杆345可包括锁止位置和解锁位置，所述锁止位置限制了可移动组件330的运动，所述解锁位置允许可移动组件330运动。锁止机构333还可构造成或被加固成利用杠杆345而无需抓握和操纵其它可移动组件330的而同样允许可移动组件330的运动。在某些实施例中，弹簧或其它施力机构可将闩锁手柄345偏置至锁止位置，以防止无意中解锁可移动组件330。在图2A所示的实施例中，杠杆345的运动构造成水平地发生，但在其它范例中，可构造成水平地移动或某些其它运动(例如旋转)。在其它变型中，可采用其它类型的锁止驱动器，例如旋钮、滑动装置或按钮。在某些情况下，水平的运动可减少无意中解锁的风险，因为与特定活动(例如跑步机活动)相关的可能无意中将锁止机构333敲入解锁状态的动作可能通常不涉及水平运动。在其它实施例中，锁止机构可利用多种不同的运动(例如旋转和拉，或推和拉)以使锁止机构脱离，这也可减少无意中解锁的风险。这可通过相对于曲柄联动机构的角运动和线性传动来调整它的几何形状来实现。此外，舱室的形状可凸入该区域内并物理地防止杠杆在压力下被解锁。在某些范例中，可增加锁止传感器以在销完全脱离之前探测到杠杆的解锁。传感器可具有多种合适的结构中的任一种，包括例如具有电极接触机构、按钮操作机构或磁场机构的传感器。
可采用的锁止机构的一个范例包括销-闩锁止机构，在所述销闩锁止机构中一个控制闩的旋转运动可驱动两个锁止销的线性运动，由此锁止或解锁可移动组件的当前位置。如图8B所示，辊组件830的基板831可包括至少一个开口837，所述开口设计成接纳销-闩锁止机构850的末端销852。末端销852可延伸通过开口837并与在侧柱810上的侧凹口或开口813接合，由此将辊组件830和可移动组件870锁止至柱810。在某些范例中，侧开口813可由盖子保护以避免无意中使锁止销852推出和脱离。锁止销852还可包括刻痕或沟槽，所述刻痕或沟槽与开口813形成机械互配合以进一步阻止无意中脱离。在某些实施例中，可绕开口837安装管状载销架839以引导末端销852和支承末端销852并阻止销的变形或弯曲。载销架839可由任何合适的材料制成，例如橡胶或金属。在某些变型中，锁止销852的末端可为锥形以减少将锁止销852对齐至锁止口837的精确度。
如图9A和图9B所示，销-闩锁止机构900可包括驱动曲柄902、两个销-闩杆906和908以及两个锁止销910和912，在所述驱动曲柄上附接有杠杆把手904，所述两个锁止销的每一个都枢转地连接至每个销-闩杆906和908的末端。驱动曲柄902和杆906及908都可枢转地紧固至板914，所述板914安装在底部安装锁916上。在板914上有两个对称布置的狭缝(仅一个狭缝918示于图9B中)，所述狭缝为杆的直线式运动提供行程空间。在该特定实施例中，当驱动曲柄902逆时针旋转时(驱动曲柄902的运动范围由前狭缝901限制，所述前狭缝位于可移动组件905的前托盘903内，如图9C所示)，两个销-闩杆906和908从动地向外延伸，这相应地向外推动两个锁止销以接合侧柱上的侧开口(例如图8A中的813)，由此将可移动组件905的当前位置锁定。当驱动曲柄902顺时针旋转并移回其解锁位置时，曲柄902的旋转运动将销-闩杆906和908向内拉回，由此使锁止销910和912从侧开口脱离并使可移动组件905解锁。
在某些实施例中，锁止机构还可包括保持机构，所述保持机构可用于将驱动曲柄902偏置至其锁止位置。在某些实施例中，包括弹簧固定件和弹簧保持件的弹簧组件可用于偏置驱动曲柄902，所述弹簧固定件和弹簧保持件的每一个都附接至弹簧的一端。图9A示出该种弹簧组件的一个实施例。如该图所示，弹簧保持销922枢转地附接至驱动曲柄902。弹簧固定销924可接合图8A所示的可移动组件870的框架支承条835，由此将弹簧的一端(未示出)固定至固定的位置。当杠杆904位于其锁止位置时，固定销924和保持销922之间的距离可大于当球状物904位于其解锁位置时所述两个销之间的位置，当杠杆904位于前狭缝901的右端(即其锁止位置)时弹簧承受势能。受力弹簧可在驱动曲柄902上施加逆时针的保持力，由此将驱动曲柄902偏置至其锁止位置。在某些情况下，为了解锁可移动组件905，使用者可能需要在驱动曲柄902上施加外部顺时针旋转力以克服来自受力弹簧的偏置力。由此，可减少或避免可移动组件的无意中解锁。可通过调整固定销924的位置来调节由弹簧(或其它偏置元件)提供的偏置力。如图9C所示，可移动组件905的前托盘903可包括多于一个的固定销保持件907和909。例如，若固定销924放置在最左边的销保持件909内，则相较于固定销924放置在开口917内的情况，保持弹簧将更大程度地受力，由此在驱动曲柄902上施加更大的保持力。应注意无需将弹簧固定销附接至控制台前托盘903。在某些实施例中，弹簧固定销可附接至另一结构，例如辊组件的板831。弹簧固定销924和弹簧保持销922的相对位置(例如，在本特定实施例中固定销924布置在保持销922的左边)可以改变。例如，若采用具有不同几何构型的曲柄，则锁止机构包括的锁止和解锁位置可以相反于图9A至图9C所示的当前实施例的锁止和解锁位置(例如，使用者可相应地将控制曲柄902逆时针旋转以解锁)。在这种情况下，弹簧固定销924可布置在弹簧保持销922的右边以使弹簧将控制曲柄902偏置至其锁止位置。本领域技术人员应理解，可采用多种联动机构中的任一种，例如用于银行金库和船上的舷门的锁止轮机构。同样，杠杆的运动方向可构造成多种方向和运动中的任一种，线性和非线性、竖直和水平皆可。
销-闩锁止机构可包括众多特征件以便于将锁止销接合至一对侧开口。例如，将两个可枢转移动的末端锁止销910和912设置至两个销-闩杆906和908上可减少销-闩系统的可扭转性，因而增强系统的灵活性和可操纵性。在某些实施例中，末端销910和912可由与销-闩杆906和908相同的材料制成。在其它实施例中，可枢转的末端销910和912可由比杆906和908更具弹性的材料制成，由此使所述末端销更易操纵。结果，该种末端销更易于接合侧柱上的侧开口。在某些实施例中，可采用销盖(例如图7B中的管状结构839)以引导末端销的直线式运动，所述销盖可进一步便于末端销910和912接合至侧开口。在某些实施例中，两个杆906和908的末端部分903和905可包括弹性材料以进一步减少锁止机构的可扭转性。在某些情况下，当锁止销910和912未能接合一对侧开口时，使用者可能会尝试锁止可移动组件。使用者的这种操作可能会导致销-闩杆906和908内的应力和/或应变。在某些实施例中，末端部分903和905可包括能有助于减少这种应力或应变的弧形构型(例如“S”形)，因为当末端销910和912未能接合时，所述弧形构型为所述末端销提供了回撤的空间。
为便于将可移动组件设定和锁止在希望的高度，DAP系统可在系统上设置标记以指导或建议基于使用者的高度的位置。例如在图12中，DAP系统1100的高度调节组件1150包括可移动的指示器指针或开口1190，所述指示器指针或开口位于侧柱1182的上面。侧柱1182包括一系列标记1192(例如以英尺/英寸或厘米标记的高度)，所述标记可用作调节可移动组件1150的指导。标记1192可印刷在侧柱1182上或设置为沿着柱1182的液晶(LCD)或发光二极管(LED)显示。在其它变型中，出于隐私，可将使用者的高度输入控制面板(未示出)，基于所输入的使用者高度可从一列信号灯中选择性地点亮一个或多个信号灯以标示可移动组件1150的建议位置。在其它变型中，控制面板和/或可移动组件可向使用者提供听觉、视觉或触觉信号，所述信号例如示出正确的定位，或例如示出向上或向下移动组件的操作方法。
将舱室附接至可移动组件
如前文所述，可同时调节使用者密封件和可移动组件的高度。实现该特征的一个方法是将DAP系统的舱室的一部分附接至可移动组件的一部分，从而可通过可移动组件的竖直运动来调节使用者密封件的高度。这种设计可通过允许使用者在单个步骤中调节控制面板和使用者密封件的高度而简化高度调节操作。此外，限制压力舱室和框架之间的相对运动可使使用者密封件稳定抵靠着使用者的身体，这相应地有助于保持使用者和舱室之间的密封。框架880可通过多种方式附接至舱室。作为一个范例，框架880的近端部分882可整个地或部分地由一个或多个织物环件覆盖，所述织物环件可进一步由粘合剂或维可牢尼龙搭扣(VELCROTM)类型的紧固件和/或例如拉链附接至使用者密封件周围的舱室材料。在其它实施例中，若框架880由金属制成，则舱室顶部区域可包括一个或多个磁铁，所述磁铁可吸引框架880。
图10A和图10B示意性示出另一附接机构，所述附接机构用于可充气膨胀的舱室1006附接至框架1004的近端环件1002。如图10B所示，用于附接至可充气膨胀舱室1006的一部分的张紧环件1008可绕长细杆1010设置，所述长细杆1010容纳在长细的、开槽的保持通道1012内，所述保持通道1012固定地安装在环件1002的一部分之下。杆1010的直径可大于纵向狭槽的宽度，从而使杆可在保持通道1012内移动但即便舱室1006被张紧时也可能不能从狭槽拆除杆。开槽的保持通道1012可包括或可不包括与杆1010相同的长度。在某些变型中，可采用多个张紧环件以将舱室附接至控制台框架1004。张紧环件可以是或可以不是由与可充气膨胀的舱室相同的材料制成。张紧环件可由粘合剂、维可牢尼龙搭扣(VELCROTM)类型的紧固件、紧固搭扣、纽扣或其它类型的合适的附接方法来附接至舱室。在某些范例中，舱室至使用者框架的附接便于舱室连同可移动组件的上升和/或下降，但也可在使用者密封件的区域内保持舱室的几何形状，这可减少空气漏出密封件的频率和/或量级。
在某些变型中，密封件框架和舱室可构造成使得密封件框架保持在使用者密封件的下部，这可为使用者的手臂摆动或其它类型的上半身运动提供空间。在其它变型中，使用者密封件可与控制台框架的近端环件基本平齐，从而当使用者在跑步或移动使用者的下半身(例如腿或臀部)时使用者的下半身不会碰撞控制台框架。在某些实施例中，由使用者密封件在控制台框架环件上方形成的突出结构可包括圆柱形的构型，而在其它实施例中，若使用者密封件由一块可拉伸的封盖构成，则该种结构可包括圆锥台形的构型。可移动组件的近端环件的尺寸可大于舱室内的使用者密封件(例如见图2B)，而在其它实施例中，近端环件可以较小。在某些实施例中，近端环件的内表面和使用者密封件的外部边缘之间的平均距离可以在约0厘米至约20厘米或更大的范围内，其它时候为约2厘米至约10厘米，而其它时候约1厘米至约5厘米。
框架组件
框架组件包括多种结构以支承和/或稳定DAP系统的其它结构。例如，框架组件可包括平台或基座以附接充气膨胀的舱室，以及限制充气膨胀舱室的形状的条、支架或杆。框架组件还可用于使高度调节机构稳定，利用多种框架结构以抑制振动或稳定其它在使用期间由DAP系统或使用者产生或作用在DAP系统或使用者身上的应力。在图2A至图2C所示的范例中，DAP系统300包括带有基座321的框架组件320、侧栏杆322、前横条323和前竖条324。框架组件330的某些部分也可将舱室保持或限制成预先确定的形状。例如，当舱室310充气膨胀时，舱室310在系统300的前端的扩张受前支架324的侧条325、L形条326和前条327限制。舱室310的侧部扩张可受后栏杆322限制。后栏杆322可在锻炼期间和/或在舱室310内压力变化的情况下为使用者提供支持，所述压力变化可能会导致使用者暂时失去身体平衡。在某些实施例中，可将压力源放置在两个L形条326上或安装至两个L形条。在一个范例中，压力源可以是鼓风机。压力源也可放置在其它位置。例如，它可放置在紧邻DAP系统的地面上以减少压力源可能导致的振动。
框架组件320可通过本领域技术人员已知的任何合适的方法装配在一起。非限制性范例包括支架、螺栓、螺钉或铆钉。在某些实施例中，框架组件320可包括其它部件或零件以作为对上述部件的增补或替代。例如，可采用额外的条或支架以在使用者运动时稳定系统300。
在其它范例中，可将一个或多个其它结构附接至框架组件以便于特定类型的锻炼或训练。例如，调节机构还可包括助行器或拐杖机构，从而模拟、协助或协调上半身的与助行器或拐杖的使用相关联的举起和放置动作。在某些范例中，助行器或拐杖机构可包含传感器，所述传感器可与跑步机或DAP系统所采用的其它锻炼器械同步。在其它范例中，舱室的一个或多个面板可以可密封地开启，以允许接近身体的被封闭的部分。同样，在其它范例中，舱室和/或框架组件可包括保护带或背带以提供非气动性的身体支持。
如前文所述，在图2A至图2C所示实施例中的舱室310的扩张可受DAP系统300的框架组件320的若干条、杆和/或支架限制。在该特定实施例中，两个平行的高度调节机构344也可通过限制舱室的侧部扩张而便于确定充气膨胀的舱室的形状。如图2A所示，充气舱室310在使用者密封件350周围的竖向扩张可受可移动组件330的控制台框架331限制。当使用者定位在充气膨胀的舱室310内同时使用系统300时，可移动组件330的密封件框架341可恰好布置在使用者的腰围处或腰围上方。如由图2B最佳地示出，可移动组件330的密封件框架341可与舱室310的顶部区域313具有近似相等的宽度，但可略宽于使用者密封件350。结果，当舱室310充气膨胀时，控制台框架的布置可允许使用者密封件350升高但压住密封件350周围的鼓起的舱室材料。这种设计可防止或减少使用者密封件350周围的鼓起的舱室材料与使用者的上半身的运动相干涉的风险，并允许使用者自由而舒适地摆动手臂。如下文将更详细地论述的，舱室310的顶部区域313可附接至控制台框架331的一部分，由此允许随可移动组件330的高度而调节使用者密封件350的高度。
除了已在此描述的结构之外，可采用另外的结构来限制舱室310的扩张以使舱室的轮廓成为特定的构型。例如，在高度调节机构334和后栏杆322之间可加入X形的交叉条以使在基板的侧部上鼓起的舱室材料变平。在某些实施例中，舱室310可包括一个或多个刚性部分或其它类型的一体化的支承结构，所述支承结构可便于将充气膨胀的舱室保持为特定的构型或形状。
如前文所述，DAP系统还可包括附接至框架组件或系统的其它结构的一个或多个面板或端盖。例如，图11中的DAP系统1100包括侧柱面板1102，所述侧柱面板可附接至侧柱1104以保护锁止机构的锁止口(例如，图8A中的柱810的开口813)不会由于外部撞击而无意中脱离，或当锁止机构接合时无意中挤压外罩或在裸露的锁止口和裸露的锁止销之间的其它物体。侧框架面板1106和前部面板1108可以可拆卸地附接至框架1110。这些面板1106和1108可保护使用者免受系统1100的机械和电气部件伤害，也可保护系统部件免受损害。
使用上述实施例
本文描述的是装备有高度调节机构的DAP系统的多种实施例，所述高度调节机构允许使用者以轻松而用户友好的方式调节使用者密封件的高度。此外，DAP系统还包括锁止机构，所述锁止机构构造成同样方便地与高度调节机构协同使用。在某些实施例中，使用者能够用一只手完成调节步骤和锁止步骤。如在一个实施例中，在使用者完成了使用如图3A所示DAP系统的阶段后，使用者可首先停下锻炼器械，然后指示处理器停止加压或在压力舱室内部维持升高的压力水平。这可通过使用者界面系统(例如控制面板)来完成。使用者可从使用者的身体上松开使用者密封件，然后通过将闩球旋转至其解锁位置(例如，在本特定实施例中逆时针旋转)来解锁可移动组件。由于本实施例中采用了对重平衡系统，因此无需使用者施加大的力来降低可移动组件。结果，使用者可用操作闩球的手来压下控制台框架以降低可移动组件。可移动组件的下降压迫了舱室顶部区域，因此使舱室泄气收缩。如上文详细论述的，具有多个折叠线的舱室可以预先确定的方式泄气收缩并便于使用者轻松走出舱室。一旦舱室完全泄气收缩，使用者即可走出舱室。被自身重力偏置的可移动组件可停留在已折叠的舱室的顶部。
DAP系统的下个使用者可首先步入位于舱室的顶部区域内的控制台框架和使用者密封件的开口内，并将使用者密封件放在使用者的腰周围。然后使用者可通过使用者界面系统与DAP系统处理器通讯以启动舱室的充气膨胀。一旦充气膨胀开始，使用者可将可移动组件提升到一个位置，在该位置处使用者感到使用者密封件的高度合适。如前文所述，由于本实施例中的对重平衡设计，使用者可仅需施加较小的力以提升可移动组件。结果，使用者可用一只手来完成控制台组件的提升和锁止。在使用者锁定了可移动组件的位置后，使用者可开始使用锻炼器械。
尽管已结合特定的范例来说明本文的实施例，但各种另外的实施例和对所说明范例的改动都认为是在本发明的范围之内。因此，上述说明的任何部分都不应理解为对于下文的权利要求书中所阐述的本发明的范围进行限制。对于上文所述的所有实施例，各方法的各步骤无需按顺序执行。因此，本发明不受除了所附权利要求之外的其它限制。

Claims (17)

1.一种空气压差系统，所述空气压差系统包括：
具有密封界面的正压舱室，所述密封界面构造成接纳使用者的身体的一部分并在使用者的身体和所述舱室之间形成密封件；
至少部分地包围所述密封界面的密封件框架；
附接至所述密封件框架且邻近所述密封界面的高度调节组件，所述高度调节组件包括具有辊组件的可移动组件，所述辊组件的辊可移动地安置在轨道结构内；以及
附接至所述高度调节组件的控制台框架，其中，所述高度调节组件构成造基于使用者的高度来调节密封件框架和控制台框架；以及
其中，所述正压舱室的一部分附接至所述可移动组件的一部分，从而同时调节所述可移动组件和所述密封件的高度并帮助保持使用者与正压舱室之间的密封。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述正压舱室包括至少一个透明的面板。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述正压舱室包括多个透明的面板。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述正压舱室包括防滑面板。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述防滑面板邻近所述密封界面。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述高度调节组件包括被水平驱动的锁止机构从而相对于使用者的身体将所述密封界面固定在一位置处。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述高度调节组件包括两个可移动末端，所述两个可移动末端位于两个相应的调节柱内。
8.根据权利要求7所述的系统，其中每个所述可移动末端包括至少两个滚子。
9.根据权利要求8所述的系统，还包括第一滚子，所述第一滚子相对于第二滚子正交地定向。
10.根据权利要求7所述的系统，其中每个所述可移动末端包括至少一个可移动制动衬片。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，可通过倾斜所述密封件框架来驱动至少一个所述可移动制动衬片。
12.根据权利要求7所述的系统，其中所述高度调节组件还包括对重平衡系统，所述对重平衡系统构造成至少部分地抵消所述可移动组件的重量。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述对重平衡系统包括位于至少一个所述调节柱处的重物。
14.根据权利要求1所述的系统，还包括附接至所述正压舱室的平台以及位于所述平台的周边与所述正压舱室之间的密封机构。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述密封机构构造成随着所述舱室内压力的增加而使相对于所述平台的密封力增加。
16.根据权利要求14所述的系统，其中所述密封机构还包括泡沫材料元件。
17.根据权利要求1所述的系统，还包括销闩锁止机构，所述销闩锁止机构构造成锁定使用者密封件的当前位置。
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