CN104720995A

CN104720995A - 平躺式振动床

Info

Publication number: CN104720995A
Application number: CN201510153280.4A
Authority: CN
Inventors: 江本旋; 罗俊章
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-04-01
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2035-04-01
Also published as: CN104720995B

Abstract

本发明涉及一种平躺式振动床。它包括床体、振动器和控制单元，将一个带有音乐数据和低频振动数据的音频文件送到控制单元,所述低频振动数据是利用音乐数据生成的一个2HZ至60HZ范围内与音乐数据同步的数据；控制单元将音乐数据和低频振动数据分离独立输出,其中音乐数据播放；低频振动数据作为带动振动器振动的信号源，利用使用者的身体振动同步感受音乐；设音频文件的播放时长为T；在T时间内，所述低频振动数据中频率为2HZ至2.9HZ的数据所占的时间不小于30％T。本发明将振动的频率控制在2HZ至60HZ的振动范围尤其是2HZ到2.9HZ的振动范围是身体最好的振动频率范围，将较高频的音乐转化成较低频的数据驱动振动器，使身体能同步感受音律的变化。

Description

平躺式振动床

技术领域

本发明涉及一种平躺式振动床。

背景技术

睡眠对人们而言是至关重要的，而现实生活中，存在很多因素影响人们的睡眠质量，有些人会依靠药物的帮助以提高睡眠的质量，但药物量摄入量过多会影响人们的身体健康，为此，现有技术中出现了一些可帮助睡眠的振动床，但这些振动床结构较为复杂，振动强度和振动频率无法调节，且功能单一，只具有帮助睡眠的功能。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构简单且进一步提高睡眠质量的平躺式振动床。

上述目的是通过如下技术方案来实现的：

一种平躺式振动床，包括床体、驱动床体振动的振动器和用于控制振动器的控制单元，将一个带有音乐数据和低频振动数据的音频文件送到控制单元,所述低频振动数据是利用音乐数据生成的一个2HZ至60HZ范围内与音乐数据同步的数据；控制单元将音乐数据和低频振动数据分离独立输出,其中音乐数据播放而令使用者在睡眠的过程中聆听音乐；低频振动数据作为带动振动器振动的信号源，利用使用者的身体振动同步感受音乐，使耳朵聆听音乐与身体振动感受音乐同步进行；设音频文件的播放时长为T；在T时间内，所述低频振动数据中频率为2HZ至2.9HZ的数据所占的时间不小于30％T。

该技术方案公开的平躺式振动床结构简单，该振动器依据输入的音频文件的低频振动数据产生振动，通过有节奏的、随音乐变化的物理振动来达到调节心率、放松身心的目的，从触觉上听取音乐、吸收音乐，实现音乐治疗，实现音乐帮助睡眠；除了实现帮助睡眠的功能外，还可实现康复训练的功能；经测试及统计分析，将振动的频率控制在2HZ至60HZ的范围内更适合人体健康，更能帮助人们睡眠从而提高睡眠质量；经过上百名试验者的采集数据，普遍感觉健身及康复效果好；如果采用养生的音乐来驱动，身体和心灵都感觉非常舒适，2HZ至60HZ的振动范围尤其是2HZ到2.9HZ的振动范围是身体最好的振动频率范围，将较高频的音乐转化成较低频的数据驱动振动器，使身体能同步感受音律的变化。

以上技术方案可通过以下措施作进一步改进：

该控制单元包括一可输入音频文件的输入单元、一可调用从输入单元输入的音频文件并对所述音频文件进行解码分频处理的处理单元和一功率放大器，所述处理单元对音频文件进行解码分频后获取低频振动数据并传输至功率放大器，所述功率放大器将获取的低频振动数据经过放大后传输至振动器以使振动器将低频振动数据转换为物理振动。

该控制单元还包括还包括一用于输出播放从输入单元输入的音频文件的音乐数据的输出单元，该输出单元包括一耳机插孔。

进一步的，在T时间内，所述低频振动数据中频率为2HZ至2.9HZ的数据所占的时间不小于50％T，经测试及统计分析，将振动的频率控制在2HZ至2.9HZ的范围内更适合人体健康，更能帮助人们睡眠从而提高睡眠质量。

所述振动器包括一可支承于地面上的底座、一通过若干弹性元件支承于底座上的振动架和一设于底座与振动架之间的振动驱动器，振动架与底座之间设有若干直线导向机构，振动驱动器驱动振动架沿直线导向机构上下运动，床体安装在振动架上而跟随振动架运动，所述振动驱动器与功率放大器电连接。

床体包括床架和设于床架上的床垫，床架安装在振动架上；床架设有承托板，承托板支承于振动架上，且承托板固定安装在振动架上，床架通过承托板可平稳地固定安装在振动架，结构简单；振动器有2个，其中一个振动器靠近床体的床头处，另一个振动器靠近床体的床尾处，床体同时安装在2个振动器的振动架上，2个振动器是同步振动的，床体下方布置2个振动器，能够稳定地支撑床体，使床体各处振动均匀；所述振动驱动器包括固定安装在底座上的芯座、缠绕在芯座上部的线圈以及安装在振动架上的定磁体，线圈通电后与定磁体产生磁力作用从而带动振动架沿直线导向机构上下运动。

所述振动驱动器包括固定安装在底座上的芯座、缠绕在芯座上部的线圈以及安装在振动架上的定磁体，线圈通电后与定磁体产生磁力作用从而带动振动架沿直线导向机构上下运动。

所述平躺式振动床还包括一用于控制振动器的振动强度和振动频率的控制台，控制台上设有供使用者操作的控制面板；控制单元设于控制台内，控制单元还包括一主控电路板，输入单元、处理单元和输出单元集成于主控电路板中；功率放大器设于控制台内；控制面板上设有显示屏和若干控制键，所述显示屏和若干控制键与主控电路板电连接，通过控制键调节振动器的振动强度和振动频率的高低以适应不同的人们使用，灵活性强。

所述弹性元件为弹簧，弹簧的一端与底座相连，弹簧的另一端与振动架相连；所述直线导向机构为直线轴承，包括筒体和导向轴，筒体固定安装在底座上，导向轴固定安装在振动架上，导向轴可上下滑动地插入筒体中。

所述底座的底部设有若干支撑脚，有助于振动器及床体的平稳地支承于地面上。

以上各技术措施可择一使用，也可组合使用，只要彼此之间未构成冲突。

本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明公开的平躺式振动床结构简单，该振动器依据输入的音频文件的低频振动数据产生振动，通过有节奏的、随音乐变化的物理振动来达到调节心率、放松身心的目的，从触觉上听取音乐、吸收音乐，实现音乐治疗，实现音乐帮助睡眠；除了实现帮助睡眠的功能外，还可实现康复训练的功能；经测试及统计分析，将振动的频率控制在2HZ至60HZ的范围内更适合人体健康，更能帮助人们睡眠从而提高睡眠质量；经过上百名试验者的采集数据，普遍感觉健身及康复效果好；如果采用养生的音乐来驱动，身体和心灵都感觉非常舒适，2HZ至60HZ的振动范围尤其是2HZ到2.9HZ的振动范围是身体最好的振动频率范围，将较高频的音乐转化成较低频的数据驱动振动器，使身体能同步感受音律的变化。

附图说明

图1和图2为本发明的两个不同角度立体结构示意图；

图3为本发明的立体分解示意图；

图4为本发明的剖视结构示意图；

图5为图4的A部局部放大图；

图6为图4的B部局部放大图；

图7为本发明的振动器的立体结构示意图；

图8为本发明的振动器的剖视结构示意图；

图9为本发明的振动器的立体分解示意图；

图10为本发明的驱动控制原理示意图；

图11是传统音乐的波形的示意图；

图12是本发明对图11的音乐作频率的变换后的波形图。

附图标记：1底座、11支撑脚；2弹性元件；3振动架；4振动驱动器、41芯座、42线圈、43定磁体；5床架、51承托板；6床垫、61床体的床头、62床体的床尾；7控制台、71控制面板、711显示屏、712控制键、72主控制线路板、73输入单元、74处理单元、75功率放大器；8筒体；9导向轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图10所示一种平躺式振动床，包括床体C、驱动床体C振动的振动器D和用于控制振动器的控制单元；

将一个带有音乐数据和低频振动数据的音频文件送到控制单元,所述低频振动数据是利用音乐数据生成的一个2HZ至60HZ范围内与音乐数据同步的数据；

控制单元将音乐数据和低频振动数据分离独立输出,其中音乐数据播放而令使用者在睡眠的过程中聆听音乐；低频振动数据作为带动振动器D振动的信号源，利用使用者的身体振动同步感受音乐，使耳朵聆听音乐与身体振动感受音乐同步进行；

设音频文件的播放时长为T；在T时间内，所述低频振动数据中频率为2HZ至2.9HZ的数据所占的时间不小于30％T。进一步地，在T时间内，所述低频振动数据中频率为2HZ至2.9HZ的数据所占的时间不小于50％T。或者是，在T时间内，所述低频振动数据中频率为2HZ至2.9HZ的数据所占的时间不小于70％T。

目前，利用音乐来治疗疾病和养生已经悄然兴起，在我国的一些医院开始试验(例如广东省中医院)，在国际上音乐治疗治病已经开展得比较好，例如用音乐来治疗失眠症等，申请人自己也有多年的音乐疗法的实践，并很好地验证：“声波是能量，又是信息。善良美好的声波自然蕴涵着善良美好的能量和信息。把善良美好的能量和信息传送给人，当然会对人的身心产生好的作用了。”的道理，所以构思出一种音乐驱动的振动健身器，但考虑到人的听觉音频范围是20HZ至20000HZ，若果直接用音频来驱动振动健身器，导致震动频率太快，反而不利于健康，身体无法感知音乐，反而达不到好的治疗效果。

该控制单元包括一可输入音频文件的输入单元73、一可调用从输入单元73输入的音频文件并对所述音频文件进行解码分频处理的处理单元74和一功率放大器75，所述处理单元74对音频文件进行解码分频后获取低频振动数据并传输至功率放大器75，所述功率放大器75将获取的低频振动数据经过放大后传输至振动器D以使振动器D将低频振动数据转换为物理振动。

该控制单元还包括还包括一用于输出播放从输入单元73输入的音频文件的音乐数据的输出单元76，该输出单元76包括一耳机插孔。

所述振动器D包括一可支承于地面上的底座1、一通过若干弹性元件2支承于底座1上的振动架3和一设于底座1与振动架3之间的振动驱动器4，振动架3与底座1之间设有若干直线导向机构，振动驱动器4驱动振动架3沿直线导向机构上下运动，床体C安装在振动架3上而跟随振动架3运动，所述振动驱动器4与功率放大器75电连接。

床体C包括床架5和设于床架5上的床垫6，床架5安装在振动架3上；

床架5设有承托板51，承托板51支承于振动架3上，且承托板51固定安装在振动架3上；

振动器D有2个，其中一个振动器D靠近床体的床头61处，另一个振动器D靠近床体的床尾62处，床体D同时安装在2个振动器的振动架3上，2个振动器D是同步振动的。

所述振动驱动器4包括固定安装在底座1上的芯座41、缠绕在芯座41上部的线圈42以及安装在振动架3上的定磁体43，线圈42通电后与定磁体(43)产生磁力作用从而带动振动架3沿直线导向机构上下运动。

所述平躺式振动床还包括一用于控制振动器D的振动强度和振动频率的控制台7，控制台7上设有供使用者操作的控制面板71；

控制单元设于控制台7内，控制单元还包括一主控电路板72，输入单元73、处理单元74和输出单元76集成于主控电路板72中；

功率放大器75设于控制台7内；

控制面板71上设有显示屏711和若干控制键712，所述显示屏711和若干控制键712与主控电路板72电连接。

所述弹性元件2为弹簧，弹簧的一端与底座1相连，弹簧的另一端与振动架3相连；

所述直线导向机构为直线轴承，包括筒体8和导向轴9，筒体8固定安装在底座1上，导向轴9固定安装在振动架3上，导向轴9可上下滑动地插入筒体8中。

所述底座1的底部设有若干支撑脚11。

显示屏711可以显示当前的振动强度和振动频率，控制键712用于选择不同的振动强度和振动频率。本实施例中，控制台7是与床体C分离设置的，当然控制台7也可以与床体C一体设置，例如控制台7设于床体C上。具体地：若干控制键至少包括模式切换键，该模式切换键具有至少三种模式可供选择，该三种模式包括“MANUAL”手动模式、“AUTO”自动模式以及“TONE”音频模式，其中：

“MANUAL”手动模式，用户可进行手动设置振动器的振动强度和振动频率的高低，主控电路板根据用户手动设置的振动强度和振动频率的高低控制振动器振动，即此时，振动器D以用户设定的某一固定振动频率值进行振动；

“AUTO”自动模式，包括若干种下级模式，各下级模式的振动频率为一预设的振动频率的固定值，例如，该预设的振动频率的固定值为为30HZ、35HZ、25HZ、21HZ等等,各下级模式的振动强度均可在低强度“L0”、中强度“HL”以及高强度“HI”中手动选择，其中低强度“L0”、中强度“HL”以及高强度“HI”均为一预设的振动强度的固定值，该预设的振动强度的固定值可以是5～120之间的一数值，且三者振动强度的大小存在如下关系:低强度“L0”<中强度“HL”<高强度“HI”，主控电路板根据各下级模式的振动频率及用户选择的各下级模式的振动强度控制振动器振动；

“TONE”音频模式，处理单元调用从输入单元输入的音频文件并对该音频文件进行解码分频后将低频振动数据传输至功率放大器，该功率放大器将获取的低频振动数据经过放大后传输至振动驱动器，振动驱动器将接收的低频振动数据转换为物理振动。

按下模式切换键使“MANUAL”手动模式、“AUTO”自动模式、“TONE”音频模式依次切换。

若干控制键还包括：

开关键，控制控制台开机或者关机，开机时显示屏显示，关机时，显示屏关闭；

强度“+”键，在“MANUAL”手动模式和“AUTO”自动模式下有效，其中，在“MANUAL”手动模式下按此键一次，振动强度在原来设定的基础上加5，步幅为5，振动强度调节范围为5～120，如果设定已为最大值，再按此键无效；在“AUTO”自动模式下按此键一次，振动强度从低强度“L0”到中强度“HL”到高强度“HI”切换，如果设定已为高强度“HI”，再按此键无效；

强度“-”键，在“MANUAL”手动模式和“AUTO”自动模式下有效，其中，在“MANUAL”手动模式下按此键一次，振动强度在原来设定的基础上减5，步幅为5，振动强度调节范围为5～120，如果设定已为最小值，再按此键无效；在“AUTO”自动模式下按此键一次，振动强度从高强度“HI”到中强度“HL”到低强度“L0”切换，如果设定已为强度“L0”，再按此键无效；

频率“+”键，在“MANUAL”手动模式下有效，按此键一次，振动频率在原来设定的基础上加0.1Hz，步幅为0.1Hz，频率调节范围为2～60Hz，如果设定已为最大值，按此键无效；经测试及统计分析，振动的频率在2～2.9Hz的范围内更适合人体健康；

频率“-”键，在“MANUAL”手动模式下有效，按此键一次，振动频率在原来设定的基础上减0.1Hz，步幅为0.1Hz，频率调节范围为2～60Hz，如果设定已为最小值，按此键无效；经测试及统计分析，振动的频率在2～2.9Hz的范围内更适合人体健康；

运行/停止键，控制振动器开始运行或者停止运行，振动器开始运行时，显示在显示屏上的运行时间开始倒数；振动器停止运行，运行时间复位；

时间键，其中，在“MANUAL”手动模式下，按下“运行/停止键”，振动器开始运行时，运行时间开始倒数，当小于某一时间后，按下时间键一次，增加1分钟运行时间；

前一首键，在TONE”音频模式下，按此键一次，处理单元调用向前一首音频文件；

后一首键，在TONE”音频模式下，按此键一次，处理单元调用向后一首音频文件。

如图10所示，控制台7内设有主控电路板72，主控电路板72上设有一可输入音频文件的输入单元73和一可调用从输入单元73输入的音频文件并对该音频文件进行解码分频处理的处理单元74；

该输入单元73可以包括一USB接口，通过USB接口接入音频文件，该处理单元74可以包括一分频器。

具体地，人们具有至少一种手动模式和一种音频模式可供选择；手动模式的时候，人们可以控制键712来选择振动器的不同的振动强度和振动频率；音频模式的时候，振动器的振动强度和振动频率则是根据人们所选择的音频文件

(即输入单元73所输入的音频文件)自动调整。

音乐数据的频率f1与低频振动数据的频率f2形成一个函数关系f1＝F(f2),音乐数据的频率f1与低频振动数据的频率f2形成一个比例函数关系f1＝Kf2，K是一个比例系数,音乐数据的振幅与低频振动数据的振幅相同。

计算机发声原理：声音有三个特性：响度、音调、音色。响度，这个非常好理解。就是我们感觉到的声音的大小。具体点说就是由“振幅”决定，振幅越大响度越大。一般计量响度的单位是分贝，dB。音调，这个就是声音的高低，由“频率”决定，频率越高音调越高。频率单位是赫兹，符号Hz。音色，在生活当中，我们会发现各种物品发出的声音的特点是不一样的，如二胡和笛子。声音的特性就是音色。而决定声音的音色是由于物体本身的材料、结构,如图11所示,假设我们将音色不考虑进去,图中是一个三维度的坐标,时间T分别与频率f和振幅A在各自的二维坐标形成不同的波形，假设在音乐的时间段顺序插入i个时间点，每个时间点对应一个数组{fi,Ai},当时间点i足够多，时，就可以数字化地表达出频率f和振幅A在各自的二维坐标形成不同的波形，从而表达音乐。见如下的数组表达：

当然，如果加入音色的数据，我们可以增加一列数据Ci来表示，见如下数组：{fi,Ai，Ci}

现在我们假设我们撇开音色不讲，只讲音乐的频率与振幅的关系，如图12所示，它是对图11的频率进行变换，振幅保持不变，假设该音乐的频率f1至fi范围内的最高频率是800HZ，最低频率是150HZ，那么将该音乐的频率变换后的范围必须在2HZ—60HZ范围，所以得到一个比例系数K＝20，该音乐的频率经过缩小1/20后的最高频率是40HZ，最低频率是7.5HZ，其数组表示如下：

该数组中第1列、第2列是原来音乐的频率数据，第3列、第4列是频率进行变换后的数据，即低频振动数据，在音乐编辑的专业术语来讲第1列、第2列是一个轨道的数据，第3列、第4列是另一个轨道的数据。

音乐数据的频率f1与低频振动数据的频率f2形成一个函数关系f1＝F(f2)不一定用比例系数K的转换方法，还可以使其它方法。

另外，有可能一首音乐有多个轨道数据，例如：歌唱者的音乐数据、伴奏小提琴的音乐数据、伴奏钢琴的音乐数据，见如下数组：

其中第1列f1i和第2列A1i是表示歌唱者的音乐数据形成一个轨道，第3列f2i和第4列A2i是伴奏小提琴的音乐数据形成第二轨道，第5列f3i和第6列A3i是伴奏钢琴的音乐数据形成第三轨道，我们可以参考任何一个轨道利用一上得方法来进行频率变换，得到低频振动数据，见如下数组：

其中第7列f4i和第8列A4i是低频振动数据形成第三轨道，用来驱动电磁振动器2振动的信号源。

音频文件中的音乐数据可以是带数字化的伴奏歌曲、数字化的纯音乐件、数字化的养生音乐文件,音乐数据和低频振动数据的格式可以使MP3、WMA、WVA、MP3PRO或者ASF,音乐数据和低频振动数据位于音频文件的不同轨道。音乐数据可以设置多个轨道，一个轨道是歌者的原唱声音数据，另一个轨道是伴奏乐器的声音数据，还有一个轨道是低频振动数据。

Claims

1.一种平躺式振动床，包括床体(C)、驱动床体(C)振动的振动器(D)和用于控制振动器的控制单元，其特征在于：

控制单元将音乐数据和低频振动数据分离独立输出,其中音乐数据播放而令使用者在睡眠的过程中聆听音乐；低频振动数据作为带动振动器(D)振动的信号源，利用使用者的身体振动同步感受音乐，使耳朵聆听音乐与身体振动感受音乐同步进行；

设音频文件的播放时长为T；

在T时间内，所述低频振动数据中频率为2HZ至2.9HZ的数据所占的时间不小于30％T。

2.根据权利要求1所述的平躺式振动床，其特征在于：

该控制单元包括一可输入音频文件的输入单元(73)、一可调用从输入单元(73)输入的音频文件并对所述音频文件进行解码分频处理的处理单元(74)和一功率放大器(75)，所述处理单元(74)对音频文件进行解码分频后获取低频振动数据并传输至功率放大器(75)，所述功率放大器(75)将获取的低频振动数据经过放大后传输至振动器(D)以使振动器(D)将低频振动数据转换为物理振动。

3.根据权利要求2所述的平躺式振动床，其特征在于：

该控制单元还包括还包括一用于输出播放从输入单元(73)输入的音频文件的音乐数据的输出单元(76)，该输出单元(76)包括一耳机插孔。

4.根据权利要求1所述的平躺式振动床，其特征在于：

在T时间内，所述低频振动数据中频率为2HZ至2.9HZ的数据所占的时间不小于50％T。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的平躺式振动床，其特征在于：

所述振动器(D)包括一可支承于地面上的底座(1)、一通过若干弹性元件(2)支承于底座(1)上的振动架(3)和一设于底座(1)与振动架(3)之间的振动驱动器(4)，振动架(3)与底座(1)之间设有若干直线导向机构，振动驱动器(4)驱动振动架(3)沿直线导向机构上下运动，床体(C)安装在振动架(3)上而跟随振动架(3)运动，所述振动驱动器(4)与功率放大器(75)电连接。

6.根据权利要求5所述的平躺式振动床，其特征在于：

床体(C)包括床架(5)和设于床架(5)上的床垫(6)，床架(5)安装在振动架(3)上；

床架(5)设有承托板(51)，承托板(51)支承于振动架(3)上，且承托板(51)固定安装在振动架(3)上；

振动器(D)有2个，其中一个振动器(D)靠近床体的床头(61)处，另一个振动器(D)靠近床体的床尾(62)处，床体(D)同时安装在2个振动器的振动架(3)上，2个振动器(D)是同步振动的。

7.根据权利要求6所述的平躺式振动床，其特征在于：

所述振动驱动器(4)包括固定安装在底座(1)上的芯座(41)、缠绕在芯座(41)上部的线圈(42)以及安装在振动架(3)上的定磁体(43)，线圈(42)通电后与定磁体(43)产生磁力作用从而带动振动架(3)沿直线导向机构上下运动。

8.根据权利要求3所述的平躺式振动床，其特征在于：

所述平躺式振动床还包括一用于控制振动器(D)的振动强度和振动频率的控制台(7)，控制台(7)上设有供使用者操作的控制面板(71)；

控制单元设于控制台(7)内，控制单元还包括一主控电路板(72)，输入单元(73)、处理单元(74)和输出单元(76)集成于主控电路板(72)中；

功率放大器(75)设于控制台(7)内；

控制面板(71)上设有显示屏(711)和若干控制键(712)，所述显示屏(711)和若干控制键(712)与主控电路板(72)电连接。

9.根据权利要求5所述的平躺式振动床，其特征在于：

所述弹性元件(2)为弹簧，弹簧的一端与底座(1)相连，弹簧的另一端与振动架(3)相连；

所述直线导向机构为直线轴承，包括筒体(8)和导向轴(9)，筒体(8)固定安装在底座(1)上，导向轴(9)固定安装在振动架(3)上，导向轴(9)可上下滑动地插入筒体(8)中。

10.根据权利要求5所述的平躺式振动床，其特征在于：所述底座(1)的底部设有若干支撑脚(11)。