CN102574003B - 交替振动型运动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交替振动型运动装置,具体是通过插入磁路磁隙的可转驱动线圈的上下变位实现振动板的振动,同时由一对振动发生装置相互交替振动而使双腿交替运动的交替振动型运动装置。包括:底板;驱动信号发生装置,发生相互相位差为180度的第一和第二驱动信号;第一和第二振动装置,具备安装在所述底板并可上下振动的第一和第二振动板,分别根据磁隙驱动方式,根据输入到第一和第二磁隙上配置的第一和第二驱动线圈的所述第一和第二驱动信号,连接于第一和第二驱动线圈的第一和第二振动板交替上下振动。
Description
技术领域
本发明涉及一种交替振动型运动装置,尤其涉及振动板随着插入磁路磁隙的可转驱动线圈上下变位而振动并由一对振动发生装置相互交替振动而使双腿交替运动的交替振动型运动装置。
背景技术
现如今,摄取过多高热量食物、长时间坐在电脑前工作、玩游戏等因素,已成为导致儿童肥胖尤其是腹部肥胖症日益增多的罪魁祸首。成人可以通过饮食调节和适当运动等方法,按需改善肥胖的问题,但至于儿童肥胖,用所述方法恐怕很难达到相应目的。因此,对于既能避免过激运动又能有效进行有氧运动的运动器具的需求不断扩大。
有一种垂直运动器械,既能做有氧运动,又不伤害膝盖关节。作为传统的垂直运动器械,其振动器一般都使用旋转电机。这种旋转式垂直运动器械是按照所设置步骤,只对腹部施加振动而形成有氧运动,而且从医学上比较适用于腹部肥胖患者。
但,这种传统的垂直运动器械在旋转电机的旋转轴上都具备偏心锤,支承板随着偏锤旋转而上下振动,容易造成偏心的问题,导致轴承单面严重磨损,进而导致耐久性下降、噪声过大等结构上的问题。
所述旋转式垂直运动器械频率低于20Hz,则振动强度太弱而降低振动效果,甚至引发左右振动,或者垂直运动不平衡向一侧歪斜等问题而加大对人体关节的损伤。
尤其是,传统的旋转式垂直运动器械一般采用旋转电机而难以正确控制振动板的振动数和提供充分的振动力。
另外,还有一种传统的振动仪或按摩仪是,使用永磁形成扬声器磁路,通过其磁路随音频信号发生振动。这种技术的优势在于用户随音频信号能真实地感受到振动,但没有足够的磁力来驱动板而无法进行有氧运动。
就是说,在有限的大小规格下,利用永磁直流磁场的磁力最高也超不过5000Gauss,因此不适用于旨在有氧运动的振动板驱动机制。
为解决这些难题,本申请者曾经通过专利第651766号,提出了具备双磁铁的磁路及用此形成磁隙模式的扬声器和振动发生装置,其后又通过专利第620147号,提出了利用所述磁隙模式振动发生装置的振动型运动装置。
但,所述振动型运动装置是在双脚同时站到振动器上面之后再向身体施加振动,其特点在于从振动装置发生的振动强烈地传递于身体。强大振动可以提高运动效果,但其振动达到头部则容易引起脑振荡,因此并不适合老弱病人或儿童使用。
就是说,如所述振动装置,使用一个振动板,可以通过增加功率的方法,加大对腹部的冲击,以治疗腹部肥胖,但振动会通过人体的双脚传送至全身,通过腹部、脊椎骨和颈椎乃至头部都会受到过大冲击而容易损伤头部大脑或颈椎。
此外,还有一种跷跷板型运动装置,该装置是以中间的作用点为中心,使两边的踏板形成跷跷板型结构,在双脚站在两边踏板的状态下发生振动,但该踏板的倾斜交替和踏板间距远而为运动伸开双腿时,因髋关节重心偏向左右而有可能导致髋关节变形脱离等问题。
发明内容
要解决的技术问题
本发明是充分考虑这些传统技术存在的问题的基础上进行创造的结果,其目的在于提供一种具有一双振动板,采用交替振动模式驱动双振动板,使振动交替传递于双腿,防止进一步传递到头部而防止对髋关节造成的冲击,并且其振动数便于调节而进一步提高身体运动效果的交替振动型运动装置。
本发明的另一目的在于,提供易于选择和调整左、右振动板振幅(强度)和振动数,进而提高身体运动效果,同时适用于人体某一部位的康复治疗或加强运动的交替振动型运动装置。
技术方案
为实现所述目的,本发明提供一种交替振动型运动装置,其组成包括:
底板;
第一和第二振动装置,分别具备按一定间隔安装在所述底板上的左右侧并可上下振动的第一和第二振动板,通过输入相位差为180度的第一和第二驱动信号,使第一和第二振动板交替上下振动;
控制装置,生成相互相位差为180度的所述第一和第二驱动信号,以便所述第一振动装置和第二振动装置的所述第一和第二振动板交替振动;
所述第一和第二振动装置,其组成分别包括:
垂直振动部,在所述底板上具备可上下振动的振动板,利用磁隙驱动方式,根据输入磁隙上装配的驱动线圈的所述驱动信号,使连接于驱动线圈的振动板上下振动;
多个导向装置,其两端分别连接于所述底板和所述振动板,引导所述振动板垂直运动;
多个振动吸收装置,所述振动板按垂直方向运动时,限制振动板运动范围的同时吸收振动板下降时产生的冲击力。
所述控制装置包括:
控制部,根据用户对操作部的输入设定,发生相应的控制信号;
信号发生器,发生具有根据所述控制信号设定的振荡频率的正弦波驱动信号;
增幅部,对所述正弦波驱动信号实施增幅而发生相互相位差为180度的第一和第二驱动信号,并输送至所述第一振动装置和第二振动装置的第一、第二垂直振动部。
所述增幅部其组成可以包括:
前置增幅器,预备增幅根据所述控制部的控制信号在信号发生器发生的驱动信号,以相同的第一和第二功率输出;
逆变器,从所述前置增幅器的第一和第二功率中,将第二功率逆变输出;
第一功率放大器,对所述前置增幅器的第一功率实施增幅,以驱动所述第一垂直振动部;
第二功率放大器,对所述逆变器的第二功率实施增幅,以驱动所述第二垂直振动部。
尤其,所述增幅部其组成也可以包括:
前置增幅器,将所述信号发生器发生的驱动信号预备增幅而输出;
功率放大器,对所述前置增幅器的功率实施增幅而发生相同的第一和第二功率,然后将第一和第二功率中的某一个直接输入到第一振动装置和第二振动装置的第一和第二垂直振动部中的某一个;
逆变器,将所述第一和第二功率中的其余一个逆变,使相互之间相位差位180度,再输入到未施加功率的其余垂直振动部。
所述增幅部还可以包括:
前置增幅器,对所述信号发生器发生的驱动信号预备增幅输出;
功率放大器,对所述前置增幅器的功率实施增幅,输入到所述第一振动装置和第二振动装置的第一和第二垂直振动部;
相位变换装置,变换对所述功率放大器的功率,使相互之间的相位差达到180度,输入到第一和第二垂直振动部。
所述控制装置可再优选包括:
振动数设置旋钮,选择所述信号发生器的振荡频率,以设置振动板的振动数;
一对振幅设置旋钮,通过对所述增幅部的第一和第二功率选择性地实施调整,选择性地设定第一和第二振动板的振幅。
所述多个导向装置其组成可优选包括:
导向轴承,分别安装在所述底板;
导杆,安装在所述振动板,与所述导向轴承结合。
另外,所述下部及上部磁铁的各N极应相对配置,可优选使用多个钕分割片。
所述垂直振动部其组成可以包括:
上部及下部磁铁,隔既定距离装配使相互磁极相对,并发生非交变磁场;
第一磁轭,由从所述下部磁铁的下部面向上部磁铁的上部面延长的环形循环线路部和从下部磁铁的下侧内周部按一定间隔向上侧垂直延长的延长部成为一体;
第二磁轭,连接所述下部和上部磁铁之间,同时其内周面和第一磁轭的延长部外周面之间形成磁隙;
驱动线圈,输入所述驱动信号时发生交变磁场,装配于所述磁隙,与从所述下部和上部磁铁发生的非交变磁场产生相互作用而上下变位;
圆筒形线轴,所述驱动线圈缠绕在圆筒部。
所述垂直振动部应优选具备磁路,其磁路包含永磁或磁铁。
所述运动装置应再优选包括:
构架,其下端一侧安装有所述底板;
显示部,安装在所述构架的上端,与所述控制装置连接,显示运动装置的动作状态;
所述控制装置应再优选包括:
操作部,对所述垂直振动部的驱动控制信号进行设置。
所述运动装置可再包括:
荷重传感器,其安装于所述振动板,将荷重检测信号传输至所述控制部;
优选的是,所述控制部通过所述荷重传感器,感知所述振动板上的物体荷重,以适合感知的荷重的振动数和振幅驱动所述垂直振动部。
本发明的另一特点在于,其组成包括:
底板;
驱动信号发生装置,发生第一和第二驱动信号,其相互相位差为180度;
第一和第二振动装置,具备按一定间隔分别安装在所述底板的左右侧并可上下振动的第一和第二振动板,分别根据磁隙驱动方式,通过输入装配于第一及第二磁隙的第一和第二驱动线圈的具有180度相位差的所述第一和第二驱动信号,连接于第一和第二驱动线圈的第一和第二振动板交替上下振动。
所述驱动信号发生装置可以包括:
控制部,根据用户对操作部的输入设定,发生控制信号;
信号发生器,发生具备根据所述控制信号而设置的振荡频率的正弦波驱动信号;
增幅部,增幅所述正弦波驱动信号的同时发生相互相位差为180度的第一和第二驱动信号,输入到所述第一振动装置和第二振动装置的第一、第二驱动线圈。
所述增幅部其组成应优选包括:
前置增幅器,将根据所述控制部的控制信号在信号发生器发生的正弦波驱动信号实施预备增幅,以相同的第一和第二功率输出;
逆变器,对所述前置增幅器的第一第二功率中,对第二功率实施逆变输出;
第一功率放大器,对所述前置增幅器的第一功率实施增幅,以驱动所述第一垂直振动部的第一驱动线圈;
第二功率放大器,对所述逆变器的第二功率实施逆变,以驱动所述第二垂直振动部的第二驱动线圈。
本发明的又另一特点在于,提供一种交替振动型运动装置,其组成包括:
底板;
驱动信号发生装置,发生相同的第一和第二驱动信号;
相位变更装置,逆变所述第二驱动信号,发生与第一驱动信号具有180度相位差的第三驱动信号;
第一和第二振动装置,具备相隔分别安装于所述底板左右侧并可上下振动的第一和第二振动板,分别根据磁隙驱动方式,通过输入于第一和第二磁隙上装配的第一和第二驱动线圈的具有180度相位差的所述第一驱动信号和第三驱动信号,连接于第一和第二驱线圈的第一和第二振动板交替上下振动。
所述驱动信号发生装置其组成应优选包括:
控制部,根据用户在操作部输入的设定发生相应的控制信号;
信号发生器,发生具有根据所述控制信号设定的振荡频率的正弦波驱动信号;
增幅部,对所述正弦波驱动信号实施增幅;
所述相位变更装置由逆变器构成,该逆变器逆变所述第二驱动信号,而发生与第一驱动信号之间相位差为180度的第三驱动信号。
有益效果
如上所述,本发明是一种在利用垂直运动的运动装置发生垂直振动的装置,利用磁铁和驱动线圈形成磁隙(magnetic gap)方式的无触点振动发生装置,运行中较少发生冲击而减少所用器具产生的噪声,同时减少人体关节所受冲击。
而且本发明的一对振动板采用的是交替振动方式,振动会通过用户的双脚相互交替传递而使人体吸收冲击,从而预防强烈冲击传递到头部而对人体头部或劲椎等部位造成损伤。
另外,本发明是通过双脚的交替运动来实现运动,放双脚的振动板在水平面上振动,由此预防对髋关节造成过大压力。
附图说明
图1是说明本发明的交替振动型运动装置外观的侧面图。
图2是本发明的正面图。
图3是说明本发明中振动发生装置结构的分割截面图。
图4是说明本发明中振动发生装置结构的平面图。
图5是本发明振动发生装置的装配后截面图。
图6是说明本发明垂直振动部具体结构的分离截面图。
图7是说明本发明交替振动型运动装置所用控制系统结构的概略方图。
图8或者图10是说明本发明分别使用的增幅部的优选实施例的方图。
图11是表示弹簧和导杆的结合结构的截面图。
图12是本发明声波振动型运动椅使用的依照第二实施例的电磁铁型振动发生装置的截面图。
图13是本发明声波振动型运动椅使用的依照第三实施例的永久磁铁型垂直振动部截面图。
图14是本发明声波振动型运动椅使用的依照第四实施例的永久磁铁型垂直振动部截面图。
具体实施方式
下面参考优选实施例的附图图示,对本发明进一步详细进行说明。
附图,图1是概略表示本发明的交替振动型运动装置外观的侧面图;图2是本发明的正面图;图3是表示本发明中振动发生装置结构的分解截面图;图4是表示本发明中振动发生装置结构的平面图;图5是本发明的振动发生装置装配后截面图;图6是表示本发明垂直振动的具体结构的分割截面图。
本发明的交替振动型运动装置如图1和图2所示,是在‘L’字型构架(10)的下端安装一对交替振动的一对振动发生装置(20a,20b)而形成。
所述构架(10)的上端为运动中稳定使用安装有朝正面方向凸出的手柄(11),上部面装有用于显示运动状态的显示部(12)。
在所述结构中,显示部(12)、手柄(11)等不是实现本发明目的所需的必须的结构因素,可以根据不同用途进行变形或者决定安装与否。
所述一对振动发生装置(20a,20b)如图3或图6所示,在一个底板(21)上相隔分别形成垂直振动部(30)和振动板(22)。
所述各个垂直振动部(30)如图6所示,利用F型磁铁(32b)和P型磁铁(32a)形成第一和第二磁路,在包括F型磁铁(32b)在内的第一磁路的磁隙形成的磁轭(31)的对面均匀分布磁力线,利用包括PP型磁铁(32a)在内的环型第二磁路防止所述磁隙(33)部分漏磁,在第一磁路上形成的磁隙(33)上插入用于上下驱动的卷上驱动线圈(34)的线轴(39)。
提供所述第一和第二磁路磁力的F型磁铁(32b)和P型磁铁(32a)是采用磁束密度达既有铁素体磁性材料11.5倍以上的钕(Nd)磁性材料,成型为盘型分割片之后利用直接磁化方式强磁化的磁铁。
本发明使用磁力强大的已磁化的钕磁铁,不需使用间接磁化方式的高价磁化设备,可以利用价格低廉的直接磁化设备而节省设备投资成本,同时磁化时间也采用直接磁化方式,因此可快速形成。
装配磁铁也使用多个分割片形成的,用粘贴剂固定在磁轭(31),因此在装配一个环形磁铁时,不会出现吸住其它部件的问题,或者装配相同极性的磁铁时,不会因强互斥力而影响装配。
尤其是,所述磁铁(32a、32b)可以先用环状铁素体或者其它磁性体进行装配之后再用磁化磁铁。
所述第一磁路是由F型磁铁(32b);装配于F型磁铁(32)下部,从磁轭(31)外侧部内周部隔一定间隔以磁极片形态向上侧延长的延长部;装配于F型磁铁(32b)上部,在上述磁极片型延长部和对面之间形成磁隙(33)的磁轭(31)内侧部形成。第二磁路是由上述磁轭(31)的内侧部;在上述磁轭(31)内侧部的上部面以与F型磁铁(32b)同一极性(例如,S极)装配的P条型磁铁(32a);从该P型磁铁(32a)上端向F型磁铁(32b)下端延长的环型循环线路部形成。
所述环形循环线路与所述延长部的成为一体成为磁轭(31)的外侧部。所述磁轭(31)的内侧部从形成磁隙(33)的相对面向F型磁铁(32b)的上部面和P型磁铁(32a)的下部面分别按扇形状分支对称延长而形成磁力线的磁束。
其结果,所述第一和第二磁路是在磁轭(31)内侧部的上部和下部分别配置同一规格和同一极性的P型及F型磁铁(32a、32b)形成对称结构,因此从磁轭(31)外侧部的延长部发生的磁力线不偏向于磁轭(31)内侧部的上部和下部中任何一侧,而是经过磁轭(31)内侧部归还成为F型和P型磁铁(32a、32b)。结果是,在磁轭(31)的相对面磁力线均衡地分布而改善振动系的扇形应答性(线圈的线性)。
而且形成S极的磁轭(31)内侧部被形成N极的磁轭(31)外侧部和P形及F形磁铁(32a、32b)围住而使漏磁现象受到控制,增强对振动系的驱动力而增加磁效。
在上述第一磁路(M1)的磁隙(33)上缠绕成圈插入的线轴(39)是通过接头(26)连接于振动板(22)。
而且在上述磁轭(31)的内侧部中心装配由垂直轴承构成的线轴导(35),将与所述线轴导(35)结合的线轴导杆(27)的一端与所述接头(26)的一端通过所述线轴(39)中心部(38)一起固定在线轴(39)上。
另一方面,上述磁轭(31)的内侧部插入了热传导率卓越的如用AI材料制作的排热管(36)等,以便所述驱动线圈(34)、P型磁铁及F型磁铁(32a、32b)以及磁轭(31)产生的热量通过风冷散热方式快速排放到外部。因此所述线轴导(35)最终被安装在所述排热管(36)的中心部位。
上述排热管(36)除了排热功能之外,对所述线轴导(35)也有着支承作用,可以使从形成N极的磁轭(31)的外侧部延长部向内侧线轴导(35)延伸的磁力最小化,导引磁力线向磁隙(33)侧集中。
上述线轴(39)是采用塑料注塑成型工艺,线轴导杆(27)上端部结合的中心部(38)部分较厚,驱动线圈(34)被卷线的圆筒部分是因考虑到磁隙(33)的间隔而制作得较薄,卷驱动线圈(34)的部分可以采用凹槽形态。其驱动线圈(34)可以以多层结构形成,以增加额定功率。
上述线轴(39)的材料可以采用AI或者黄铜以及金融材料,也可以采用薄膜实现小型化。
如上所述,本发明具有线轴导(35),因此即使较大功率施加于驱动线圈(34)而使振动板(22)出现上下较大振动,也不会造成向左、右偏离的问题,依然按垂直方向产生直线运动。
本发明中上述磁隙(33)的相对面可以再延长一些,完全盖住所述驱动线圈(34)振动的范围,以便磁力有效到达插进磁隙(33)而上下振动的驱动线圈(34)。
将如上所述构成的垂直振动部(30)分别设置在上述底板(21)和一对振动板(22)之间,为提升上述振动板(22)垂直运动性,将由垂直轴承构成的多个导子(23)装配在上述垂直振动部(30)周边的底板(21)上,与上述导子(23)结合的导杆(24)则固定在上述振动板(22)的下部面。
而且为减轻通过上述振动板(22)施加的冲击,使多个弹簧(25)分散使其对称,其各两端固定在各底板(21)的上侧面和振动板(22)的下侧面。所述多个弹簧(25)如图11所示,其所设定位置便于围住多个导子(23),以便缩小振动发生装置的总体大小。
所述接头(26)是在振动板(22)和上述线轴(39)之间起到连接作用,将从线轴(39)上发生的上下振动传递到所述振动板(22),随之须具备以下条件。
即,所述接头(26)是传递垂直运动,适合采用如柱子等结构,而且从水平方向应足够容纳以上述线轴导(35)之间间隔旋转和移动变位。此间隔小于1mm,因此配置不引发屈曲现象的最小面积的柱子传递力量,从而满足上述条件。
采用上述单纯结构的接头(26),节省成本之外,还可以避免产生噪声,加强耐久性。材质可优选采用弹簧等弹性体。所述屈曲是指薄型垂直材料受压而产生的纵弯曲现象。
另外,图7是用于本发明交替振动型运动装置的调节装置结构的概略说明图,图8或图10是本发明中使用的增幅部的优选实施例说明图。
所述一双振动发生装置(20a、20b)是如图7所示,可以安装在振动板(22)上,并装配可测定人体荷重的荷重传感器(16)和检测人体或者其它物体接近与否的物体传感器中的某一个即接近传感器(17),其测定结果传送至控制部(19)。所述控制部(19)可以使用微处理器(CPU)处理信号,也可以按需由内置系统控制程序的第一存储器和内置第二存储器用于暂存信号处理中数据的微控制器构成。
所述控制部(19)连接于在上述构架(10)上端、配置于显示部(12)旁边的操作部(15),该操作部(15)包含:用于设置振动发生装置(20a、20b)的动作即系统自动模式或者手动模式的模式设置旋钮(15a)、用于设置振动板振动数的振动数设置旋钮(15b)、用于设置振动板振动幅度(强度)的振动幅度设置旋钮(15c)、用于设置动作时间的设置时间旋钮(15d)。另外,上述控制部连接于内置依用户荷重合理配置振动数和振幅的数据和系统控制程序的存储器还有上述振动发生装置(20a、20b)的振动条件,如根据人体的荷重适当控制振动数和振幅的数据和系统控制程序所在存储器(18)也连接于上述控制部(19)。
所述操作部(15)是为根据人体的身体特征适当选择左、右振动板(22)的振动数和振幅,振动数设置旋钮(15b)和振幅设置旋钮(15c)可优选地分为左侧振动板用振动数设置旋钮和振动幅度设置旋钮,以及右侧振动板用振动数设置旋钮和振动幅度设置旋钮。
因此当用户操作所述操作部(15),将所述控制部(19)设置为自动模式时,可以通过所述荷重传感器检测用户的荷重,利用存储于所述存储器(18)中的数据算出与荷重相应的最佳振动数和振幅,用于控制施加于所述垂直振动部(30)驱动线圈(34)的驱动信号。但,模式设置旋钮(15a)被设置为手动模式,则控制部(19)是按照用户设置的振动数和振幅发生控制信号而设定信号发生器(50)的振动数,并调节增幅部(40)的功率大小而设定振幅。
所述控制部(19)是通过所述接近传感器(17)检测用户使用与否,如果用户在使用所述振动发生装置(20a,20b)的途中下去,则立即停止所述垂直振动部(30)的动作。
此时,所述一对振动发生装置(20a、20b)是随着对所述控制部(19)的控制,由增幅部(40)来驱动,而所述增幅部(40)接到从信号发生器(50)发生的正弦波信号后再增幅,使一对振动发生装置(20a、20b)的各构件即第一垂直振动部(30a)和第二垂直振动部(30b)分别交替振动。
所述控制部(19)设置为手动模式,则用户利用操作部(15)设定振动数和振幅(即强度)之后,控制部(19)会将控制信号输入到信号发生器(50),对信号发生器(50)发生的正弦波信号的振荡频率,调节后述的功率放大器(42a、42b、47)的输出功率或者输入功率强度。
所述增幅部(40)如图8或者图10所示,其实施例也可以多样化。
即,所述增幅部(40)的第一实施例如图8所示,可以由:按照上述控制部(19)的控制信号,对从信号发生器(50)发生的驱动信号实施增幅而发生两个第一和第二功率的前置增幅器(41);逆变上述功率放大器(41)的第一和第二功率中的某一个即第二输出,使其与第一功率之间的相位差达到180度的逆变器(invertor)(43);对所述前置增幅器(41)的第一功率实施增幅,以驱动上述第一垂直振动部(30a)(即第一驱动线圈(34a))的第一功率放大器(42a);对所述逆变器(43)的第二功率实施增幅,以驱动上述第二垂直振动部(30b)(即第二驱动线圈(34b))的第二功率放大器(42b)构成。
如上所述构成的本发明涉及的增幅部(40)的第一实施例是,通过第一功率放大器(42a)和第二功率放大器(42)增幅的各驱动信号的相位差逆变输出,从而实现上述第一垂直振动部(30a)和上述第二垂直振动部(30b)的相互交替振动。
另一方面,所述增幅部(40)的第二实施例如图9所示,其组成包括:对上述信号发生器(50)发生的驱动信号实施一次增幅输出的前置增幅器(46);对所述前置增幅器(46)的输出功率实施增幅而获取的第一功率,施加到上述第一垂直振动部(30a)(即,第一驱动线圈(34a))的功率放大器(47);逆变第一功率,使其与上述第一功率之间相位差达到180度而获取的第二功率施加于上述第二垂直振动部(30b)(即,第二驱动线圈(34b))的逆变器(invertor)(43)。
而且第二实施例是将前置增幅器(47)的第一功率和逆变器(43)的第二功率,以相反极性分别施加到所述第一垂直振动部(30a)和所述第二垂直振动部(30b),从而实现所述第一垂直振动部(30a)和所述第二垂直振动部(30)的交替振动。
另一方面,所述增幅部(40)的第三实施例是如图10所示,其组成包括:对所述信号发生器(50)发生的驱动信号实施预备增幅输出的前置增幅器器(46);对所述前置增幅器(46)的输出功率实施增幅后施加到上述第一和第二垂直振动(30a、30b)(即,第一和第二驱动线圈(34a、34b))的功率放大器(47)。
第三实施例是随后将功率放大器(47)的(+)和(-)输出端子,通过第一和第二连接线路(48a、48b)连接到第一垂直振动部(30a)的第一驱动线圈(34a)的(+)及(-)输入端子,对于第二垂直振动部(30b)是,将与功率放大器(47)的(+)和(-)输出端子连接的第一和第二连接线路(48a、48b)的极性相反地设置,并连接到第二垂直振动部(30b)的第二驱动线圈(34b)的(-)和(+)输入端子。
随之在第三实施例是,对于第一和第二振动部(30a、30b),向第一和第二振动部(30a)和所述第二垂直振动部(30b)的相反极性分别施加,从而实现所述第一垂直振动部(30a)和所述第二垂直振动部(30b)的交替振动。
所述第一和第二连接线路(48a、48b)是,与所述第一和第二实施例的逆变器(43)相同,可以起到相位变换装置(48)的作用,即,将施加于所述第一垂直振动部(30a)和所述垂直振动部(30b)中的某一个的功率放大器(47)的第一功率,转换成相位差为180度的第二功率。
在这里,由上述信号发生器(50)发生的上述驱动信号是,从原则上应以正弦波输出。
就是说,如果驱动上述垂直振动部(30)的驱动信号由方波形成,则振动板(22)会转瞬间地上升和下降而对人体造成伤害,因此驱动信号优选以正弦波形成,使上升和下降缓慢进行。
另外,本发明涉及的交替运动型运动装置包括一对振动发生装置(20a、20b),其装置又分别具备垂直振动部(30)和振动板(22)。因此对于第一功率放大器(42a)和第二功率放大器(42b)的输出强度,可以分别实施选择性地调节而施加到第一和第二垂直振动部(30a、30b)。
就是说,利用可变电阻(45a、45),用户可以选择功率放大器的输出强度,并输入到第一功率放大器(42a)和第二功率放大器(42b)。而且可以利用已知方法,如调节功率放大器(42a、42b)的放大率的方法来调节功率放大器的输出强度。
一般而言,一条腿比另一条稍短一点的用户或者小儿麻痹残疾人等,如果第一和第二振动发生装置(20a、20b)按同一强度实施交替振动,则长腿着地的振动发生装置的垂直振动部(30),即施加于振动板(22)的振动力会大于短腿着地的振动板(22)而有损于用户的腰部即脊柱。
但,本发明是用户可以选择调节第一和第二功率放大器(42a、42b)的输出强度,根据自己的身体状况,将长腿着地的振动发生装置的强度调得相对较弱。
另一方面,如果是双腿中的一条腿或脊柱矫正,需要进行康复或强化运动而使用本发明的交替振动型运动装置,则用户可以利用操作部(15)选择性地调节第一和第二功率放大器(42a、42b)的输出强度,以加强治疗效果之外,还应调整信号发生器(50)的振荡频率,设定振动板(22)的振动数,从而达到治疗目的。
如上所述,图3或图6中图示的第一实施例是,利用永磁铁的磁路实现振动发生装置,但本发明是如下所述,可以应用电磁铁的振动发生装置。
图12是本发明的交替振动型运动装置使用的第二实施例涉及的电磁铁型振动发生装置的截面图。
所述第二实施例的电磁铁型振动发生装置是使用电磁铁型作为垂直振动部(60)之外,其余元件则与上述第一实施例的振动发生装置相一致,因此使用相同的构件编号,其说明则省略。
所述电磁铁型垂直振动部(60)的结构是,在利用电磁铁(63)的磁路上形成的磁隙(G)上插入缠绕驱动线圈(34)的线轴,以驱动振动板(22)上下驱动。
所述电磁铁(63)是利用绝缘材料(无图示),在金属底板(21)中央安装的磁轭(61)上缠绕输入直流电源(DC)的线圈(62),向由磁轭(61)形成的磁路持续输入直流磁束而使驱动线圈(34)按照弗莱明左手法则导出上下动作。
形成磁路的磁轭(61)是由位于底板(21)中央的圆形底板(61a)、从底板(61a)的中央向上凸出并缠绕电磁铁用线圈(61)的杆状中心杆(61b)、从底板(61a)的端部向上延长至中心杆(61b)高度的圆桶状外侧延长部(61c)、从外侧延长部(61c)向内侧弯曲两段并延长而与中心杆(61b)上端之间形成磁轭(G)的磁隙形成部(61d)形成。
所述磁轭从结构上,在中心杆(61b)和外侧延长部(61c)之间形成的空间结构,足以缠绕电磁铁线圈(62)而构成强力电磁铁。而且在磁轭(61)的磁隙形成部(61d)形成得较长,充分盖住驱动线圈(34)的振动范围,以便磁力有效到达插进磁隙(G)而上下振动的驱动线圈(34)。
磁轭(61)的中心杆(61b)上缠绕的电磁铁用线圈(62)是,在设定线圈的缠绕方向和电流方向时,使中心杆(61b)的上端部形成N极,磁隙形成部(61d)形成S极。
随之,当极性定期变化的正弦波驱动信号输入到驱动线圈(34)时,由驱动线圈(34)的交流性旋转磁场和磁隙(G)内直流磁场相互产生作用,按照弗莱明左侧法侧,缠绕于线轴上的驱动线圈(34)在磁隙(G)内上下振动而使振动板(22)随之上下振动。
下面描述如上构成的本发明即电磁铁型振动发生装置所具有的作用。
首先是,电磁铁用线圈(62)输入DC电源,线圈(62)励磁,使磁轭(61)形成电磁铁而在中心杆(61b)的上端部形成N极,与此对应的磁隙形成部则形成S极。随之,在通过电磁铁(63)的磁轭(61)形成的磁路中,中心杆(61b)上端和磁隙形成部(61d)之间会形成磁隙(G)。
此时,用户设定操作部(15)的振动数,则与所选频率相应的正弦波信号会从信号发生器(50)发生而输入到增幅部(40)。
在所述增幅部(40),如上图7和图8或者9,经过预备增幅和功率增幅,发生相互相位差为180度的第一和第二功率,并输入至第一垂直振动部(30a)和上述第二垂直振动部(30b)的第一、第二驱动线圈(34a、34b)而使第一垂直振动部(30a)和上述第二垂直振动部(30b)相互交替振动。
本发明涉及的电磁铁型垂直振动部(60)是,随着正弦波驱动信号的极性逆变,振动板(22)会随导子(23)上下垂直运动,因此,用户可以设定正弦波驱动信号频率,从而准确控制垂直运动次数。
所述第一和第二实施例的振动发生装置是,在实施例中,每一个振动板(22)都使用一个垂直振动部(30,60),但实际上可以用一个以上组合起来使用。
而且在所述第一实施例中,垂直振动部(30)如图3或图6所示,从其结构上利用F型磁铁(32b)和P型磁铁(32a)形成第一和第二磁路,在包括F型磁铁(32b)在内的形成第一磁路磁隙(33)的磁轭(31)的相对面均匀地分布磁力线,并利用包括P型磁铁(32a)在内的环形第二磁路,防止上述磁隙(33)部分漏磁。
但是,关于垂直振动部(30)漏磁,如果没有严格规定,则如图13所示的第三实施例的垂直振动部进行变换。
就是说,第三实施例的垂直振动部(30a)是在磁路省略掉包括P型磁铁(32a)在内的环形第二磁路,而是包括F型磁铁(32b),只有由形成磁隙(33)的第一磁路构成。
即所述第一磁路是从结构上由F型磁铁(32b)、配置于F型磁铁(32b)下部并从磁轭(31)外侧部的内周部按一定间隔以磁极片形态向上延长的延长部、配置于F型磁铁(32b)上部并在与上述磁极片形延长部的相对面之间形成磁隙(33)的磁轭(31)内侧部构成。
在所述第一磁路上形成的磁隙(33)则插入缠绕驱动线圈(34)的线轴(39),以驱动振动板(22)上下振动。
而且本发明中如图14所示还可以使用具有P型磁路的第四实施例中的永磁型垂直振动部(70)。
其结构如图14所示,在磁轭(71)内部装有一个磁铁(73),在磁铁(73)上部安装顶板(72)的磁路磁隙(G)上装配缠绕驱动线圈(34)的线轴(39)。
所述永磁型垂直振动部(70)的结构是,连接于线轴(39)的振动板(22)和驱动线圈(34)通过从固定磁路发生的非交变(直流)磁束与可上下流动的驱动线圈(34)发生的交变(交流)旋转磁束随弗莱明左手法则产生反应产生的吸引及斥力上下振动而与垂直振动驱动信号相对应。
所述永磁垂直振动部(70)磁铁(73)也可以优选使用钕磁材料,由此构成的振动发生装置应含有两个以上的垂直振动部(70),以获得预设的垂直振动力。
本发明是按照用户设定的振动数即频率准确发生相应的垂直运动,而且驱动线圈与连接而频率低于20Hz的状态下,仍可产生较大磁力。在其外周,缠绕驱动线圈的线轴插进电磁铁或永磁磁路的磁隙而充分提供垂直运动力。
另外,所述信号发生器的驱动信号是以0.1Hz~20kHz分布的频率形成,如果是为减肥使用,其优选驱动频率为3~50Hz;原来不能活动的身体为康复而使用,以0.1Hz~25Hz频率驱动;毛细血管扩张症是以20KHz驱动;长期运动,应按照长期共振频率驱动。
但,如上所述,使用目的在于身体康复或者毛细血管扩张症,则应调节增幅部(40)的输出大小,使其振幅相对地小于以减肥为目的的振幅。
依照本发明,减肥运动为目的的3~50Hz频带低频驱动信号和欣赏音乐为目的的30~20,000Hz频带音频信号是可以选择其中的某一个,或者同时双重输入均可。
工业中的应用可行性
本发明适用于交替振动型运动装置,采用交替振动方式,驱动一对振动板,向双腿交替传递振动,从而防止振动传递到头部同时有损于髋关节。
Claims (5)
1.一种交替振动型运动装置,其特征在于,包括:
底板;
第一和第二振动装置,第一振动装置具备第一振动板,第二振动装置具备第二振动板,第一和第二振动板按一定间隔安装在所述底板上的左右侧并可上下振动,通过输入相位差为180度的第一和第二驱动信号,使第一和第二振动板交替上下振动;
控制装置,生成相互相位差为180度的所述第一和第二驱动信号,以便所述第一振动装置和第二振动装置的所述第一和第二振动板交替振动;
所述第一和第二振动装置分别包括:
垂直振动部,利用磁隙驱动方式,根据输入磁隙上装配的驱动线圈的所述驱动信号,使连接于驱动线圈的振动板上下振动;
多个导向装置,其两端分别连接于所述底板和所述振动板,引导所述振动板垂直运动;
多个振动吸收装置,所述振动板按垂直方向运动时,限制振动板运动范围的同时吸收振动板下降时产生的冲击力;
所述控制装置包括:
控制部,根据用户对操作部的输入设定,发生相应的控制信号;
信号发生器,发生具有根据所述控制信号设定的振荡频率的正弦波驱动信号;
增幅部,对所述正弦波驱动信号实施增幅而发生相互相位差为180度的第一和第二驱动信号,并输送至所述第一振动装置和第二振动装置的第一、第二垂直振动部;
所述增幅部包括:
前置增幅器,预备增幅根据所述控制部的控制信号在信号发生器发生的驱动信号,以相同的第一和第二功率输出;
逆变器,从所述前置增幅器的第一和第二功率中,将第二功率逆变输出;
第一功率放大器,对所述前置增幅器的第一功率实施增幅,以驱动所述第一垂直振动部;
第二功率放大器,对所述逆变器的第二功率实施增幅,以驱动所述第二垂直振动部。
2.根据权利要求1所述的交替振动型运动装置,其特征在于,上述控制装置再包括:
振动数设置旋钮,选择所述信号发生器的振荡频率,以设置振动板的振动数;
一对振幅设置旋钮,通过对所述增幅部的第一和第二功率选择性地实施调整,选择性地设定第一和第二振动板的振幅。
3.根据权利要求1所述的交替振动型运动装置,其特征在于,所述垂直振动部包括:
上部及下部磁铁,隔既定距离装配使相互磁极相对,并发生非交变磁场;
第一磁轭,由从所述下部磁铁的下部面向上部磁铁的上部面延长的环形循环线路部和从下部磁铁的下侧内周部按一定间隔向上侧垂直延长的延长部成为一体;
第二磁轭,连接所述下部和上部磁铁之间,同时其内周面和第一磁轭的延长部外周面之间形成磁隙;
驱动线圈,输入所述驱动信号时发生交变磁场,装配于所述磁隙,与从所述下部和上部磁铁发生的非交变磁场产生相互作用而上下变位;
圆筒形线轴,所述驱动线圈缠绕在圆筒部。
4.根据权利要求1所述的交替振动型运动装置,其特征在于:所述垂直振动部具备永磁或者含电磁铁的磁路。
5.根据权利要求1所述的交替振动型运动装置,其特征在于,再包括:
荷重传感器,其安装于所述振动板,将荷重检测信号传输至所述控制部;
所述控制部通过所述荷重传感器,感知所述振动板上的物体荷重,以适合感知的荷重的振动数和振幅驱动所述垂直振动部。
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GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20141105 Termination date: 20170825 |