CN102917679B - 振动装置 - Google Patents

Abstract

一种枢轴式振动装置包括一个振动平台、一个位移组件、一个连接件和一个调整机构，其中，位移组件具有偏心轴，该偏心轴可转动以提供位移力，连接件将位移组件连接到振动平台以将位移传递给振动平台，调整机构以连续的方式对传递给振动平台的位移力的大小进行调整。

Description

振动装置

技术领域

本发明涉及训练和理疗装置领域。更具体的，本发明涉及一种改进的振动训练装置。

背景技术

全身振动，顾名思义，是指与局部应用相对的施加在全身的机械振动。最近，人们已将这种原理以振动训练的方式应用于健身和理疗领域。在振动训练中，使用者可站在振动平台上，或者与振动平台相接触，其肌肉－骨骼系统处于高速振动中，使大面积的肌肉连续接触并放松，因此塑造并增强肌肉。振动训练还在例如增加骨密度、帮助活动和提高组织灌注等方面具有良好的治疗作用。

在设计振动训练机器时要考虑到三个要素，它们是：平台的位移振幅，即两点间的移动距离；振动频率，即每秒振动次数；和G力，即使用者感受到的移动的加速度，其最终决定施加在肌肉上负荷的大小。这些要素密不可分，因此，举个例子，如果一台振动机器的振动平台具有较小移动振幅，则要求具有较高的振动频率以提供与带有具有较大振动幅度的平台的机器所实现的相同的G力。

目前有两种不同类型的振动训练机器，线型和枢轴型。线型振动机器具有一个只在两点间垂直上下运动的振动平台，像是升降机的方式。一些线型机器允许进行位移调整，这样使用者可在通常两种设置中进行选择。这可允许具有“低”设定，此时平台的位移振幅通常为2mm，以及“高”设定，此时振幅通常为4mm。

线型振动，由于其振动幅度相对较小，通常以相对高的频率（25－50Hz）运行以获得有用的工作G力。但是，年纪较大的人使用时可保持小的位移以产生一个小的G力，这样可使机器对于该人群更为安全。因此，线型机器在施加于使用者的G力控制方面具有优势。线型机器的缺点在于其产生的运动在本质上是使用者非常强烈地感受到振动的机械能量传递到头部。这使许多使用者在长时间使用线型机器后由于头痛、颈痛等而感觉到不舒服，并且引发对他们安全的担心。

第二种振动训练机器是枢轴式机器，其中，一个枢轴振动平台绕中心支轴振动，像跷跷板那样的方式。枢轴式机器本身不提供线型机器方式的位移调节，但使用者通过靠近或远离支轴来改变站立位置以此调节位移振幅。这并不能令人完全满意，这是因为当使用者在平台上进行一些练习的时候，使用者与平台的接触点之间需要分开一段距离。例如，在进行上举运动时，使用者的双手大约分开一个肩膀的宽度，并且置于平台的相对端，此时处于最大位移幅度，这可能对使用者来说是过大的。如果采用较小的位移幅度，则可能需要对使用者双手间的距离和练习位置进行更改，这使得练习的效果变差，或者使用者根本无法完成练习。因此，使用者很难在枢轴式训练中控制其受到的G力。

由于枢轴式平台的位移最多能达到约13mm，它们趋于以比线型机器低的频率运行以得到类似的G力输出。而且，由于位移多达13mm，难以生产出适合老年人或体弱者使用的有效的低G力枢轴式机器，这是因为大振动幅度不能被低频率完全抵消并仍然保持有效。使用者确实反应了枢轴式机器在振动传输至头部方面更为舒服，并且研究显示头部区域感受到的振幅大大低于线型机器。

需要一种可在大范围G力输出下运行的振动训练机器，并且这种机器克服了至少以上所述缺点中的一些。

发明内容

因此，本发明的目的是克服或减轻至少一个现有技术中的前面提到的缺点，或者至少提供一种有用的或者商业上吸引人的选择方案。

在一种形式中，本发明实现于枢轴式振动装置中，该装置包括：

（a）一个振动平台；

（b）一个位移组件，包括可旋转以提供位移振幅的偏心轴；

（c）一个将位移组件连接到振动平台以将位移传递到振动平台的连接件；

（d）一个调整机构，用于调整传递到振动平台的位移振幅。

在一个实施例中，所述偏心轴具有一个从所述偏心轴的至少一个端面延伸的延长轴。

优选地，所述偏心轴至少部分地被一个套筒所包围并可在所述套筒内旋转。

优选地，所述偏心轴偏心地位于所述套筒内。

所述偏心轴保持在套管内，所述套管与所述套筒固定。

合适地，所述套筒具有一个窗口和至少一个螺旋槽。

优选地，所述延长轴从所述偏心轴的端面上的偏心位置处延伸。

所述偏心轴保持在一个锁定机构内，由此所述锁定机构的旋转使所述偏心轴产生旋转。

合适地，所述锁定机构具有一个从所述套筒的窗口伸出的长形突出部。

优选地，所述调整机构包括一个滑筒（shuttle），所述滑筒部分地将所述套筒包围并适于沿所述套筒移动。

优选地，所述滑筒具有一个狭槽以容纳所述锁定机构的长形突出部。

合适地，所述滑筒还具有至少一个与所述滑筒连接的销，所述销的一端位于所述套筒的至少一个槽内。

优选地，所述至少一个销为两个销钉。

所述滑筒可与一个内核连接，所述内核适于使所述滑筒沿所述套筒移动。

所述滑筒的移动使所述销沿所述螺旋槽运动，因此使得所述滑筒相对于所述套筒旋转，并且所述长形突出部沿所述狭槽运动。

合适地，所述滑筒的旋转使所述锁定机构和连接的偏心轴相对于所述套筒旋转，由此改变了所述延长轴与所述套筒中心点之间的偏心度。

在另一个实施中，所述调整机构包括一个枢转臂，所述枢转臂包括一个枢轴点。

合适地，所述偏心轴与所述枢转臂连接并使所述枢转臂产生位移。

优选地，所述连接件将所述枢转臂与所述振动平台连接。

所述枢轴点的位置相对于所述枢转臂调整。

应当理解的是，改变所述枢转臂上枢轴点的位置对所述枢转臂的位移进行调节，进而控制所述振动平台的振动幅度。

合适地，所述偏心轴与所述枢转臂中的圆盘连接，使所述轴和所述圆盘的中心不同心。

优选地，所述可调枢轴点位于所述枢转臂中的槽内。

所述可调枢轴点可由一个能够沿所述枢转臂中的所述槽的长度移动的辊形成。

合适地，所述可调枢轴点与一个位于转轴上的托架(carrier)连接，所述托架在所述转轴的位置调整使所述可调枢轴点沿所述枢转臂中的槽移动。

在一个普通实施例中，本发明实现于一种枢轴式振动装置中，包括：

（a）一个振动平台；

（b）一个位移组件，包括一个具有延长轴的偏心轴，所述延长轴从所述偏心轴的至少一个端面延伸，所述偏心轴至少部分地被一个套筒包围并在所述套筒内旋转；

（c）一个将所述振动平台连接到所述延长轴的连接件；

其中，所述偏心轴偏心地位于所述套筒内，并且所述延长轴从所述偏心轴端面上的偏心位置延伸。

合适地，所述偏心轴保持于套管内，所述套管与所述套筒固定。

优选地，所述套筒具有一个窗口和至少一个螺旋槽。

所述偏心轴保持在一个锁定机构内，由此所述锁定机构的旋转使所述偏心轴产生旋转。

优选地是，所述锁定机构具有一个从所述套筒的窗口伸出的长形突出部。

合适地，所述套筒具有一个滑筒，所述滑筒部分地将一部分套筒包围。

优选地，所述滑筒适于沿所述套筒的外表面运动。

所述滑筒可具有一个狭槽以容纳所述锁定机构的长形突出部。

优选地，所述滑筒还具有至少一个销，优选两个销，所述销与所述滑筒连接，所述销的一端位于所述套筒的至少一个槽内。

所述滑筒可与一个内核连接，所述内核适于使所述滑筒沿所述套筒移动。

所述内核可由一个位置敏感电机(positionsensitivemotor)沿转轴拉动。

应当理解的是，所述滑筒的移动使所述销沿所述螺旋槽运动，由此使得所述滑筒相对于所述套筒旋转，以及所述长形突出部沿所述狭槽运动。所述滑筒的旋转使所述锁定机构和所连接的偏心轴相对于所述套筒旋转，由此改变了所述延长轴与所述套筒中心点之间的偏心度。

在第二个实施例中，本发明实现于一个振动装置中，所述振动装置包括一个振动平台，一个枢转臂和一个连接件，所述连接件可操作地将所述振动平台与所述枢转臂连接，其中，所述枢转臂具有一个可调枢轴点以提供对所述振动平台的振幅控制。

在第二实施例的一种形式中，本发明实现于一种振动装置中，包括：

（a）一个振动平台；

（b）一个枢转臂，包括一个枢轴点；

（c）一个与所述枢转臂连接并使其产生位移的位移部件；

（d）一个将所述振动平台连接到所述枢转臂的连接件；

其中，所述枢轴点的位置相对于所述枢转臂可调整。

应当理解的是，改变所述枢转臂上枢轴点的位置对所述枢转臂的位移进行调节，进而控制所述振动平台的振动的幅度。

优选地，所述连接件与所述振动平台和所述枢转臂枢接。

合适地，所述位移部件为一个偏心机构。

所述偏心机构可包括一个由皮带驱动的轴，所述皮带与一台电机连接。

合适地，所述轴与一个圆盘连接，使所述轴和所述圆盘的中心不同心。

所述可调枢轴点可位于所述枢转臂中的槽内。

在一个实施例中，所述可调枢轴点由一个能够沿所述枢转臂中的所述槽的长度移动的辊形成。

优选地，对所述可调枢轴点做机械性改变。

可通过电动系统、液压系统或类似系统对所述可调枢轴点做机械性改变。

优选地，所述可调枢轴点与一个位于转轴上的托架连接，所述托架在所述转轴的位置调整使所述可调枢轴点沿所述枢转臂中的槽移动。

可使用步进电机来控制所述托架在所述转轴上的位置。

所述振动平台将绕一个中心支轴振动。

合适地，所述振动装置为一个枢轴式振动训练装置。

所述连接件可与所述振动平台的一个侧部区域连接，绕所述支轴举起或降下该区域，由此将振动动作传递给所述振动平台。

因此，在第二实施例特别优选的形式中，本发明实现于一种枢轴式振动装置中，包括：

（a）一个适于绕中心设置的支轴进行振动的振动平台；

（b）一个枢转臂，包括一个用于容纳可调枢轴点的槽；

（c）一个与所述枢转臂连接并使其产生位移的偏心位移部件；

（d）一个将所述振动平台的一个侧部区域与所述枢转臂连接的连接件；

其中，相对于所述偏心位移部件移动所述可调枢轴点对所述振动平台侧部的振动幅度进行调节。

通过以下的详细说明，本发明的进一步的特征是显而易见的。

在整个说明书中，除非文中另有要求，术语“包括(comprise)”,包括（comprises）及包括（comprising）其变形应理解为其意指包括一个所述的整数或整数群，但不排除任何其它的整数或整数群。

附图说明

为了更好地理解本发明并将其有效应用于实践中，下面结合附图和实例对优选实施例进行说明，附图中的参考数字是指对应的部件，其中：

图1是振动装置的一个实施例的透视图；

图2是作为图1所示振动装置一部分的位移组件的透视图；

图3是图2所示位移组件中某些元件的透视图；

图4是图1所示振动装置的某些元件的透视图；

图5是图2所示位移组件的摇臂、轴和轭元件的透视图；

图6是振动装置又一实施例的透视图；

图7是图6所示振动装置的内部元件的透视图；

图8A是作为图6所示振动装置一部分的局部偏心轴和锁定机构的透视图；

图8B是作为图6所示振动装置一部分的全部偏心轴和锁定机构的透视图；

图9A是设置在套管内的图8B所示的偏心轴和锁定机构的透视图，所述套管被切除部分以显示出这些元件的设置；

图9B是图9A所示没有切除部分的套管的透视图；

图10是图6所示位移组件的透视图；

图11A是图10所示位移组件处于高振幅设置时的侧视图；

图11B是图11A所示位移组件的透视图；

图12A是图10所示位移组件处于中振幅设置时的侧视图；

图12B是图12A所示位移组件的侧视图；

图13A是图10所示位移组件处于低振幅设置时的侧视图；

图13B是图13A所示位移组件的透视图。

具体实施方式

本发明提供了枢轴式振动训练装置的振动平台的振幅位移调节。

图1所示为振动装置10的一个实施例的透视图。振动装置10包括平台组件20、底座30、电机组件40和位移组件50。

平台组件20包括框架21形式的振动平台，该振动平台的底侧与一个位于中央的横杆22相接触，所述横杆22由两支撑架23所支撑。每个支撑架23的上部都具有一个孔24，用于容纳横杆22的一端并将其固定。支撑架23的下部具有紧固件25，以将支撑架固定到底座30上，可以看到框架21的一个侧端具有穿透框架的接收孔26。

框架21提供了一个用于连接使用者平台（图中未显示）的构架，使用者可站在所述平台上或与平台接触以从振动装置10获得收益。横杆22沿框架21的中心平面延伸并在支撑架23的孔24内自由旋转，这样横杆成为了一个支轴，框架21（及其连接的使用者平台）可绕其摆动或振动，像跷跷板那样的方式。

框架21、横杆22和支撑架23均可由具有适当强度和抗变形力的一系列材料制成，其中包括金属和金属合金以及某些塑料和其它聚合物。这些元件的特别优选的制造材料为铁和铁合金。

电机组件40包括电机41，电机由电机安装座42固定到底座30上。电机41可以是任何种类的适于达到驱动本文所述位移机构目的的电机。直流电机为优选，这是因为它们的使用寿命较长且易于控制。

由电机41驱动的位移组件50，驱动并控制框架21进行振动运动，以下将结合图2和图3做详细说明。

图2是作为图1所示振动装置10一部分的位移组件50的透视图，而图3是图2所示位移组件50中某些元件的透视图。

位移组件50的核心是一个枢转臂，在附图所示的实施例中，所述枢转臂采用摇臂51的形式。摇臂51的一端形成一个U形夹52，U形夹接收一个连接件，在如图所示实施例中，该连接件采用轭53的形式。轭53的下部通过第一枢轴连接件54与摇臂51的U形夹52连接，其上部通过第二枢轴连接件55与轭悬挂支架56连接。轭悬挂支架56具有两个轭支架孔57，在使用中，这两个孔与框架21的接收孔26位于一条直线上以使紧固件设置其中将轭悬挂支架56固定到框架21侧部区域的底面。

因此，可以看出，轭53形成了摇臂51与平台组件20之间的连接件，将摇臂51的位移转化成框架绕其支轴即横杆22的振动/摆动。

在摇臂51与U形夹52相对的另一侧端处，摇臂51具有一个容纳可调枢轴点的轨道或凹槽58，在附图所示的实施例中，所述可调枢轴点为枢轴辊59，所述枢轴辊与辊托60连接，所述辊托设置在转轴61和托杆62上并与其螺纹连接，所述转轴和托杆都紧邻并基本平行于槽58。转轴61和托件62设置于辊架63内并固定到位，并为辊托沿转轴61长度移动提供了足够的空间。托杆62防止辊托60转动并确保辊托沿转轴61运动。如图2所示，在辊架63的一端设有转轴驱动器，如实施例所示，该驱动器为步进电机64的形式，允许辊托60沿转轴不断进行位置调整。

应当明白的是，枢轴辊59起到摇臂51枢轴点的作用，因此，枢轴辊59在槽58内所处的位置将决定U形夹52的位移幅度，并且进而决定了轭53的位移幅度。这种运动由轭悬挂支架56传递给框架21，使框架绕其支轴产生运动，并且因此将从水平线产生的位移传递给与使用者接触的平台。

摇臂51插在辊架63与轴承箱65之间，位移部件至少有一部分穿过所述轴承箱，如实施例所示，所述位移部件是轴66的形式。轴66与摇臂51的大致中心部位连接，这一点将结合图5做详细论述。轴承箱65可为轴66提供一个轴颈轴承，或者径向轴承或回转轴承，这样，轴66可在轴承箱65内旋转。可以看出，轴66从轴承箱65的两平坦面延伸。

图3所示与图2基本相同，但未显示出位移组件50的某些元件，以便清楚地显示出剩余元件的相互作用。具体地，轭悬挂支架56、轴承箱65、步进电机64和电机安装座42没有显示。

转轴突出部67穿过辊架63的一个侧壁与步进电机64连接，所述步进电机作用于转轴突出部分67使转轴61转动。步进电机紧固件68也穿过辊架63的这个相同侧壁，将步进电机68固定。

图4是图1所示振动装置的某些元件的透视图。图1中未显示出框架21是为了更好显示一些其他元件。例如，托杆62及其相对于转轴61的位置看起来更加清晰。

从图4所示的视图可看到电机驱动轴43从电机41的一端延伸。电机驱动轴43与轴66的一部分大致处于一条直线上，在使用中，皮带传动机构71在这两个元件之间延伸，并且所述皮带传动机构必要时可以包含其他元件，例如驱动链轮。皮带传动机构71将电机41产生的动作传递给轴66。

图5是图2所示位移组件50的摇臂51、轴66和轭53元件的透视图。图5所示为与图1至3所示摇臂51的另一侧的视图。看到位移部件是轴66和附连盘69的形式，所述轴和附连盘共同构成一个偏心结构，这是因为轴66和圆盘69不在同一个中心。看到圆盘69与摇臂51在摇臂孔70内连接。还可以看到轭53设置在摇臂51的U形夹52端的两臂之内。

轴66和圆盘69的偏心关系意味着当轴66绕其中心轴线旋转时，附连盘69会在摇臂孔70内旋转，将轴66的旋转动作转化成摇臂51的往复运动。

现参考附图对振动装置10的运行进行详细说明。启动电机41会使电机驱动轴43发生旋转，电机驱动轴通过皮带传动71或其它类似的技术人员所熟知的机构使轴66旋转。轴66的中心和圆盘69的中心的偏心使摇臂51产生循环位移。

摇臂51绕由设置在摇臂51的槽58内的枢轴辊59建立的枢轴点移动。枢轴辊59的精确设置将决定摇臂51的U形夹52运动的幅度。例如，在图2和图3中，枢轴辊59位于槽58中距离摇臂51的U形夹52端最远处，这将导致U形夹52的位移幅度小于枢轴辊59位于槽58中距离摇臂51的U形夹52端最近处时的位移幅度。通过控制枢轴辊59在这两极端之间的运动不断调整位移幅度。

启动步进电机64会使转轴突出部67旋转，进而使转轴61旋转。根据旋转是否为顺时针方向或逆时针方向，将使得辊托60沿转轴61靠近或远离辊架63的步进电机64端进行运动。如刚描述的，当辊托60沿转轴61运动时，它带着适于沿摇臂51的槽58移动或滚动的枢轴辊59运动，于是对摇臂51的位移进行调节。

对摇臂51的U形夹52端的任何位移调整经由轭53通过轭悬挂支架56与框架21侧部区域的连接会立即转化成轭53的移动振幅，使框架21绕其由横杆22提供的支轴点进行振幅像跷跷板那样的运动。这使得使用者可站立的平台进行同样的运动，所述平台直接设置在框架21上。

图6是根据本发明振动装置100的一个优选实施例的透视图，图7是振动装置100的内部元件的透视图。平台组件110包括一个平坦的振动平台111，使用者可站在所述振动平台上。翼板112设置在振动平台110相对的两端。

侧板113沿振动装置100的长边在翼板112之间延伸并与振动平台111的底侧连接。在图7中，振动平台111已被去除以便更容易地观察内部元件，而且可以看到设置在中央的横杆114。横杆114起到支轴的作用，振动平台111绕其进行像跷跷板运动那样的振动。横杆114通过支架115与振动装置100的主体连接。

连杆116形式的连接件在其上部通过紧固件117与每个侧板113连接，而其下部与延长轴142连接，对于所述延长轴将结合图8A做进一步说明。连杆116的作用是将每个延长轴142的位移振幅转化为振动平台111的振动动作或摆动动作。

提供了一个驱动组件120，其包括电机120，所述电机可为如上述振动装置10的设计。提供飞轮122用于弄平（smoothout）相关皮带运动中的高处（highs）和低处(lows)。提供标准电气元件123和124，伴随电机121并提供必要的电力调整等。例如，它们可以是环形变压器124和动力装置123。电机121驱动传动带125，所述传动带与电机在轴126处接触。如图6所示，皮带125具有蛇形轨迹，这样允许它与许多元件接触并将动作传递给这些元件，在下文中将对这些元件进行说明。

从图7可以看到，电机121、飞轮122和其他元件固定在振动装置100的底座130上。与飞轮122相邻的是位移组件140，它能够对振动平台111的摆动进行振幅调整。其余的附图和说明将对元件和位移组件140的运行描述。

图8A是作为位移组件140一部分的局部偏心轴和锁定机构的透视图。提供了一个偏心轴141，其具有延长轴142。偏心轴141位于锁定机构143（如传动止动器（drivedog））内，所述锁定机构本身具有一个长形突出部144。锁定机构143具有中空内部145，带有锁或钥匙146，所述锁或钥匙会配合在偏心轴141内的往复空间内（未示出），并且将偏心轴141固定。

图8B实质上显示了与图8A所示相同的元件，但又一个偏心轴141设置在了锁定机构143内，因此可以认为所述锁定机构容纳两个半个偏心轴并将它们锁定，形成一个延长的偏心轴141。可以看到偏心轴141的端面141a，显示出延长轴142在端面141a内的偏心设置。偏心轴141和延长轴142的横截面为圆形。在图8B中，看到四个套管147绕偏心轴141延伸，每个半个轴上有两个套管，所述套管可由铜或类似的材料制成。偏心轴141在套管147内自由旋转，而且重要的是，偏心轴在套管147主体内偏心设置。

因此，观察图8B端部，端面141可见，应当理解的是，上述元件联合形成第二偏心机构（位于套管147内的偏心轴141）内的第一偏心机构（位于端面141a内的延长轴142）。延长轴142固定到偏心轴141或是偏心轴141的延续，因此偏心轴141的旋转会产生延长轴142位移的垂直振幅。

图9A和图9B是设置在扭转轴或套筒148内的图8B所示偏心轴141和锁定机构的透视图。套筒148将偏心轴141的大部分长度包围，并且具有一个阶梯下降部分149，该阶梯下降部分会接收轴承，套筒148可在所述轴承内旋转。套筒148还具有一个或多个绕套筒148一端的一部分延伸的长形切除部分或槽150，以及另外一个切除部分或窗口151，锁定机构143位于所述切除部分或窗口中。窗口151的长形特性允许锁定机构143的长形突出部144进行超过约180°角的上下方式的运动。

从图9A中最为清楚地看到，套管147在套筒148的中空内部中间隙配合并由弹簧销或类似的紧固装置固定。这种设置意味着套筒148和套管147在振动装置100启动时将一起旋转，而偏心轴141可在所述套筒和套管内自由旋转。

图10是位移组件140的透视图。与图8和图9相比，显示了位移组件140的更多元件。再一次，显而易见的是，延长轴142在端面141a内偏心设置，正如偏心轴141在套管147和套筒148内偏心设置。套筒148位于轴承151内，所述轴承设置在套筒的两端。销152固定在壳体或滑筒153内，所述销的下部位于套筒148的槽150内，所述销适于在槽150内运动。滑筒153将套筒148的大部分包围并能沿其长度方向在轴承151之间移动。

滑筒153具有一个长形切除部分或狭槽154，锁定机构143的长形突出部144位于所述长形切除部分或狭槽内并能在其内部进行移动。相邻销152的是一个位移部件或内核(yolk)155，所述内核将滑筒153的一端包围并且设置在轴承156上，所述轴承位于内核与滑筒153之间。在轴承156与滑筒153之间设置某种形式的简单密封或夹子以将内核155有效固定到其表面，但允许滑筒153在内核155内做相对运动。这就意味着当内核155向前或向后移动时，滑筒153会与其一起移动。内核155的下部与螺纹转轴157固定，所述螺纹转轴从步进电机158或类似的具有位置识别能力的直流电机延伸。

应当理解的是，启动步进电机158向前拉动内核155本身将使内核155对滑筒153施加一个位移压力。这将迫使附连的销152沿槽或多个槽150移动，并且由于槽150的螺旋性，还会迫使滑筒153在轴承156内相对于下层的套筒148旋转。这种旋转被传递给长形突出部144，所述长形突出部沿狭槽154的长度方向运动，并且由于偏心轴141被锁定于锁定机构143内，相关旋转的相同角度被传递给偏心轴141。因为偏心轴141能够在套管147内旋转，进而在套筒148内旋转，这种相对运动导致延长轴142相对于套管147中心和套筒148的位置发生改变，这种改变被转化成连杆116位移振幅的改变，进而转化成振动平台111位移振幅的改变。图11至图13更好地显示出了由此引起的这种动作和振幅范围的改变。

图11A是图10所示位移组件140处于高振幅设置时的侧视图，而图11B是同一个组件的透视图。内核155位于转轴157距离步进电机158最远的一端上，这意味着滑筒153也同样位于套筒148的一端上，此时销152设置在槽150的起始部位。这也使得长形突出部144此时处于图10所示的位置。图11B清楚地显示出上述元件在布置上是如何使延长轴142相对于套管147中心和套筒148处于最大偏心位置的。

事实上，所有元件，如偏心轴141、锁定机构143、套筒148和滑筒153因电机121和传动皮带125而发生旋转。这意味着延长轴142发生偏心移动导致它从低位置处到高位置的垂直位移，在低位置处，如图11B所示，它相对来说更靠近连接有步进电机的底座130，在高位置处，它位于靠近振动平台111的位置。如图11B所示，由于延长轴142接近套筒148的外部或由套筒148主体形成的圆周，这些高低位置之间的距离最大，并且可在15mm左右。

图12A是图10所示位移组件处于中振幅设置时的侧视图，而图12B是同一组件的透视图。相对于图11A和图11B，步进电机158在图12A和图12B中已被启动，这使得沿螺纹转轴157拉动内核155处于靠近步进电机158的位置。因此，滑筒153与内核155一起被拉动，处于套筒148的中心部位。在这个运动过程中，销152应沿螺旋槽150运动，因而使与所述销固定的滑筒153产生旋转。销152的位置发生明显的改变，从处于图11A所示的邻近套筒148顶部和底部的垂直相对的位置变为处于其大约宽度一半并且水平相对的位置。由于长形突出部144处于狭槽154内，滑筒153的移动将影响锁定机构143的类似（like）位移。锁定机构143的旋转已使得延长轴142处于比图11B所示更为靠近由套管147和套筒148形成的圆形的中心的位置，也就是说，减少了延长轴142的偏心度。因此，当偏心轴141旋转时，延长轴142的高低位置之间的距离小于图11B中的距离。这就导致了连杆116的垂直位移更小，因而振动平台111的摆动振幅更小。在这种情况下，振幅位移可约为8.5mm。

图13A是图10所示位移组件处于低振幅设置时的侧视图，而图13B是同一组件的透视图。步进电机158已相对于图12A和图12B所示的状态被进一步启动，因而沿转轴157进一步拉动内核155，更加靠近步进电机158。这使得滑筒153到达对面的那个轴承151，开始紧靠并覆盖套筒148的相关的一端。每个销152都沿槽150的整个长度行进，从其起始位置垂直行进了180°而结束。长形突出部144走过了狭槽154的整个长度，走过的距离为80mm左右。因此产生的延长轴142位置变化可从图13B清楚地看到，显然，此时它非常靠近由套管147和套筒148形成的圆形的中心。这就意味着它的偏心度与图11A和图11B所示相比极大的减小了，因此，它的高低位置之间的距离也变小了。如前所述，由此得到了振动平台111的更低振幅设定，例如，可以是例如约2mm。

因此，可通过控制步进电机158使滑筒153向前或向后移动。这可以通过提供一个与步进电机电气连接的选择器面板来轻松实现，所述选择面板易于使用者操作。滑筒153沿套筒148的移动使偏心轴141和相关的延长轴142产生旋转，由此以连续的方式改变延长轴142的偏心度，进而改变延长轴的振幅位移。由于连杆116的一端与延长轴142连接，另一端与侧板113连接，延长轴142的这种运动被转化成振动平台111绕作为支轴的横杆114进行的类跷跷板运动或振动。

尽管在细节上有所不同，应当理解的是，振动装置10和100的两个实施例的基本构造是相同的，即采用位移机构，如步进电机和相关的内核155或辊托60来实现一个或多个元件的位置改变，进而改变将它们与振动平台连接的连接件的位移。

因此，应当理解的是，本发明提供了对于由振动平台上一个点源的运动范围定义的振动平台振动幅度的控制。如果包括如上所述振动装置的枢轴式振动训练机器的使用者希望改变他们在上面进行锻炼的振动平台的振动幅度，他们只需按下按钮，启动步进电机，电机会如上所述引起一系列改变，增加或减少振动幅度。这提供了对振幅在最小值与最大值之间的连续控制，而不是像线型振动机器通常提供的仅在两种不同数值之间做选择。

本发明在改善枢轴式机器的G力输出控制方面令使用者实际获益，使枢轴式振动训练机器具有较以往更为广泛的用途。

已经证实激活肌肉伸张反射和引起肌肉收缩的最佳振动频率是约30Hz。虽然我们不想被任何特定理论所束缚，但人们认为，由于肌肉伸张反射需要大约35－50毫秒完成，肌肉只能接受每秒20－30次的振动。因此，高于大约30Hz的频率能够被骨骼组织所接受，可以取得增加骨密度的直观益处，这对于老年人特别重要。本发明能够在从大约5到大约35Hz的频率处运行。

此前，枢轴式振动机器并不特别适合这种用途，因为其本身固有的大位移振幅与30Hz以上频率的组合会使使用者感受到的G力过大，甚至会引起伤害。

本发明提供这个问题的解决方案，因为在需要高频率时可减小振动幅度，由此保持相对低幅度的G力。本发明可与软件结合使用，软件计算出振动幅度与频率之间的关系，以确保G力始终保持在安全范围内。例如，如果使用者增大振动幅度至最大值，在达到过大的G力之前，软件会自动降低振动频率以提供G力控制。

本发明使使用者继续享受枢轴式振动训练的众所周知益处，但去除了有关对振动幅度缺乏控制进而对G力输出缺乏控制的缺点。

在上述一些个别部分中提及的本发明的各种特征和实施例在适当时候经必要修正后应用于其它部分。因此，在一个部分中所描述的特征可与在其它部分中所描述的特征在适当时候结合。

在整个说明书中，本发明的优选实施例已对目的做了说明，任何一个实施例或特征的特定集合并不限制本发明。因此，本领域技术人员应理解，在不偏离本发明范围的情况下，可以根据实时公布对用于举例的具体实施例进行各种更改和改变。

Claims (28)

1.一种枢轴式振动装置，包括：

（a）振动平台；

（b）位移组件，包括可旋转以提供位移振幅的偏心轴；

（c）将所述位移组件连接到所述振动平台以将位移传递到所述振动平台的连接件；

（d）调整机构，用于调整传递到所述振动平台的位移振幅，其中所述偏心轴至少部分地被套筒所包围并在所述套筒内可旋转，以及所述偏心轴偏心地位于所述套筒内。

2.根据权利要求1所述的振动装置，其中，所述偏心轴具有一个从所述偏心轴的至少一个端面延伸的延长轴。

3.根据权利要求1或2所述的振动装置，其中，所述偏心轴穿过一个或多个套管，所述套管与所述套筒固定。

4.根据权利要求1或2所述的振动装置，其中，所述套筒具有窗口及至少一个螺旋槽。

5.根据权利要求2所述的振动装置，其中，所述延长轴从所述偏心轴的端面上的偏心位置处延伸。

6.根据前述权利要求1或2所述的振动装置，其中，所述偏心轴保持在锁定机构内，由此所述锁定机构的旋转使所述偏心轴旋转。

7.根据权利要求6所述的振动装置，其中，所述锁定机构具有从所述套筒的窗口伸出的长形突出部。

8.根据权利要求1或2所述的振动装置，其中，所述调整机构包括滑筒，所述滑筒部分地将所述套筒包围并适于沿所述套筒移动。

9.根据权利要求8所述的振动装置，其中，所述滑筒具有一个狭槽以容纳所述锁定机构的长形突出部。

10.根据权利要求9所述的振动装置，其中，所述滑筒还具有至少一个与所述滑筒连接的销，所述销的一端位于所述套筒的至少一个螺旋槽内。

11.根据权利要求8所述的振动装置，其中，所述滑筒与一个内核连接，所述内核适于使所述滑筒沿所述套筒移动。

12.根据权利要求11所述的振动装置，其中，所述内核由一个位置敏感电机沿一转轴拉动。

13.根据权利要求10所述的振动装置，其中，所述滑筒的移动使所述至少一个销沿所述至少一个螺旋槽运动，由此使得所述滑筒相对于所述套筒旋转，并且所述长形突出部沿所述狭槽运动。

14.根据权利要求13所述的振动装置，其中，所述滑筒的旋转使所述锁定机构和连接的偏心轴相对于所述套筒旋转，由此改变了所述延长轴与所述套筒中心点之间的偏心度。

15.根据权利要求2所述的振动装置，其中，所述连接件将所述振动平台与所述延长轴连接。

16.根据权利要求15所述的振动装置，其中，所述连接件为连杆。

17.根据权利要求1所述的振动装置，其中，所述调整机构包括枢转臂，所述枢转臂包括枢轴点。

18.根据权利要求17所述的振动装置，其中，所述偏心轴与所述枢转臂连接并使所述枢转臂产生位移。

19.根据权利要求18所述的振动装置，其中，所述连接件将所述枢转臂与所述振动平台连接。

20.根据权利要求17所述的振动装置，其中，所述枢轴点的位置相对于所述枢转臂是可调整的。

21.根据权利要求17所述的振动装置，其中，改变所述枢转臂上枢轴点的位置对所述枢转臂的位移进行调节，由此控制所述振动平台的振动幅度。

22.根据权利要求19所述的振动装置，其中，所述连接件与所述振动平台和所述枢转臂枢接。

23.根据权利要求17所述的振动装置，其中，所述偏心轴与所述枢转臂中的圆盘连接，这样所述轴和所述圆盘的中心不同心。

24.根据权利要求20所述的振动装置，其中，所述可调枢轴点位于所述枢转臂中的槽内。

25.根据权利要求24所述的振动装置，其中，所述可调枢轴点由能够沿所述枢转臂中的所述槽的长度移动的辊形成。

26.根据权利要求24所述的振动装置，其中，所述可调枢轴点与位于转轴上的托架连接，并且所述托架在所述转轴上的位置调整使所述可调枢轴点沿所述枢转臂中的所述槽移动。

27.根据权利要求26所述的振动装置，其中，使用步进电机来控制所述托架在所述转轴上的位置。

28.根据权利要求19所述的振动装置，其中，所述连接件与所述振动平台的一个侧部区域连接，绕所述支轴举起或降下该区域，由此将振动动作给予所述振动平台。