CN116963796A - 具有呼吸运动模拟器的放松设备 - Google Patents
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Abstract
用于模拟活体呼吸的扩张和收缩运动的呼吸运动模拟器(1),包括泵(130)和可充气气囊(12),用于产生类似于呼吸运动的重复运动。模拟器(1)包括横跨气囊(12)定位的盖板(11)以及用于相对于基体(10)线性地引导盖板的盖引导件(14)。盖引导件(14)至少包括第一活动铰链单元和第二活动铰链单元(141,142),第一活动铰链单元和第二活动铰链单元相对于彼此沿非平行方向进行定向,用于约束盖板的旋转运动,其中,每个活动铰链单元(140)包括限定出一组三个平行的枢轴线并且用于使盖板(11)能够进行平移运动的至少三个堆叠的活动铰链(151,152,153),使得盖引导件(14)能够使盖板(11)进行线性运动。
Description
技术领域
本发明涉及一种呼吸运动模拟器,例如呈枕头或玩偶形式的呼吸运动模拟器,该呼吸运动模拟器包括致动器(例如泵和气囊)、盖板和盖引导件。具体地,本发明涉及一种用于使用户放松的放松设备,特别是用于诱导睡眠的放松设备,即所谓的睡眠诱导器,该放松设备包括这样的呼吸运动模拟器。
背景技术
同一申请人的WO2020/162750公开了一种通过模拟呼吸来使用户放松的触觉呼吸模拟器。模拟器由紧贴用户身体的枕头形成。模拟器具有外壳,该外壳被形成柔软外皮的柔软泡沫材料层包围。用户可以通过触摸模拟器(例如通过将手放在模拟器的手垫上)来感测经模拟的呼吸。可充气空气室被定位在外壳的外表面,并被配置成通过可充气空气室的重复充气和放气来模拟呼吸。可充气空气室的这种充气和放气可以由用户通过模拟器的外皮获得。
US4606328公开了一种被布置成模拟自然呼吸运动的玩具动物。玩具动物被放置在婴儿床中,位于儿童的前庭(运动感测)和触觉(触摸)附近,以在睡眠或休息期间安抚儿童。玩具动物具有躯干,该躯干的背部包括坚硬部段。气囊牢固地附接到坚硬部段。坚硬部段形成可扩张气囊的锚固部。已经提到,气囊也被封闭在玩具动物的胸腔中,因此能够模拟活体动物的实际呼吸运动,包括胸腔的自然扩张-收缩。获得了躯干外表面的显著运动。
US2011/0301405公开了一种用于诱导睡眠的设备(睡眠诱导器),包括盖和移动板,该移动板被包括在盖的内部并设置在盖的下方。盖由柔性材料制成,以便于将移动板的运动传递到外部。提供了移动装置,从而使移动板重复地且竖直地移动。移动板的竖直移动可以使位于其上的盖的一部分或整个区域升高。特别地,竖直移动在0.1厘米至5.0厘米的间隙范围内进行。移动装置可以包括与移动板的底表面连接的活塞。可替代地,移动装置可以包括可折叠管,该可折叠管通过供给和排放空气而在移动板下方收缩和扩张。在盖与移动板之间,睡眠诱导器可以包括形成在盖与移动板之间的、能够收缩和扩张的衬垫,以使得能够将移动均匀地传递到安装在移动板上的盖的整个区域。
WO18127262公开了一种用于练习心肺复苏术的训练人体模型。人体模型有躯干部。躯干部包括底板、具有凸部的胸部板、以及具有匹配的凹部的肺部板。凸部和凹部适于引导所述胸部板相对于肺部板的大约5厘米至7厘米的位移。肺部袋被定位在胸部板与肺部板之间。肺部袋通过粘合剂附接到肺部板。由胸部板上的突起形成的凸部穿透肺部板的形成凹部的开口。在躯干部的组装中,凸部和凹部的穿透确保了肺部袋在使用期间的正确定位。沿着胸部板的整个周界设置有柔性侧壁,以将胸部板和底板永久地连接。
已知的呼吸运动模拟器的缺点是,每个呼吸运动模拟器在运作期间都会产生或多或少的运作噪声。在被设计成在安静环境下使用的设备(如放松设备)中,这种可能来自不同可动部件(如泵、气囊和盖引导件)的运作噪声是特别麻烦的。
本发明的总体目的是至少部分消除上述缺点和/或提供可用的替代方案。更具体地,本发明的目的是提供一种在运作中更静音的呼吸运动模拟器。特别地,本发明的目的是提供一种包括这种静音的呼吸运动模拟器的放松设备。
发明内容
根据本发明,该目的通过根据权利要求1所述的呼吸运动模拟器来实现。
在第一方面,根据本发明,提供了一种用于模拟呼吸的扩张和收缩运动的呼吸运动模拟器。
呼吸运动模拟器包括用于产生运动的致动器系统。重复扩张和收缩的运动类似于呼吸运动,活体呼吸,特别是人类的自然呼吸运动。特别地,致动器系统包括用于产生类似于呼吸运动的运动的可充气气囊、以及泵单元,泵单元包括用于向气囊供应流体的泵,其中,泵与气囊流体连通。
呼吸运动模拟器包括盖板。盖板具有外表面,外表面的尺寸被确定成使设备的预定区域(例如放松设备的侧区域)运动。致动器系统连接到盖板,以引起盖板的运动。
呼吸运动模拟器包括用于相对于基体线性地引导盖板的盖引导件。特别地,盖引导件被布置成用于沿垂直于基体的方向引导盖板。盖板连接到盖引导件的上部。盖引导件的下部能够连接到基体。
根据本发明的呼吸运动模拟器的改进之处在于,盖引导件至少包括第一活动铰链单元和第二活动铰链单元,第一活动铰链单元和第二活动铰链单元相对于彼此沿非平行方向进行定向。优选地,第一活动铰链单元和第二活动铰链单元具有相同的配置。特别地,第一活动铰链单元和第二活动铰链单元相对于彼此沿垂直方向进行定向。优选地,第一活动铰链单元和第二活动铰链单元沿着盖板的周界定位。非平行取向为经连接的盖板提供了旋转约束。由于该取向,防止了盖板的旋转运动,同时实现了远离基体的平移运动。
盖引导件的每个活动铰链单元包括至少三个堆叠的活动铰链。活动铰链彼此交叠。第一活动铰链被定位在盖引导件的下部。第二活动铰链被定位在第一活动铰链与第三活动铰链之间,在存在三个活动铰链的情况下,第三活动铰链被定位在盖引导件的上部。每个活动铰链沿纵向方向限定出枢轴线。每个活动铰链单元的活动铰链沿相同方向进行定向。至少三个堆叠的活动铰链限定出一组至少三个彼此平行延伸的枢轴线。堆叠的活动铰链的这种布置使得盖板能够进行平移运动。在平移运动中,第二活动铰链和第三活动铰链能够在盖引导件的下部运动远离第一活动铰链。上部的活动铰链运动远离第一活动铰链。因此,盖引导件向盖板提供了引导,其中,盖板的线性运动被固定。
根据本发明的呼吸运动模拟器可以提供多个好处。
盖引导件的存在仅允许盖板的单个自由度DOF(仅平移运动)的优点在于,在盖板下方传递致动器的运动,使得用户在外侧能感测到。用户在垂直于基体的运动方向上能最佳地感测到所述运动。由盖引导件沿单向方向引导而不是进行全向运动的盖板有助于提高重复运动的灵敏度。
盖引导件是更有利的,因为盖引导件使得能够应用较小的致动器,特别是小的气囊。由于气囊的重复运动通过盖引导件以更有效的方式传递,因此与不具有这种盖引导件的呼吸运动模拟器相比,可以使用相对较小的气囊来获得相同的可感测的呼吸运动。较小的气囊需要较小的流体体积来扩张,因此较小的泵就足够了。较小的部件有助于使设备更紧凑和静音。
活动铰链单元的存在提供了下述优点:即,这些活动铰链单元可以通过注射成型被制造成一体式部件。活动铰链单元的每个活动铰链是由相邻刚性部段之间的柔性部段形成的整体部件。替代对多个零件进行安装以形成铰链,活动铰链的整体形式有利于提供运动自由、旋转运动,而不存在由滑动零件产生的摩擦或声音。在将呼吸运动模拟器应用于用作放松设备的设备中时,在运作中静音的活动铰链的应用是一个主要优点。根据本发明的在降噪方面得到改进的呼吸运动模拟器最适合用于使用户放松的放松设备,因为这种放松设备(例如睡眠诱导器)将在安静的环境(如卧室)中使用。
更具体地,根据本发明的呼吸运动模拟器最适合用于放松监测设备,该放松监测设备的监测需要比更简单的放松设备更高的降躁水平。在放松监测设备中,要监测用户的生理特征(例如心率或呼吸频率)。为了精确监测,放松监测设备应紧贴用户身体。由于非常接近的原因,包括静音的盖引导件的呼吸运动模拟器在放松监测设备的应用中具有特别的优势。
呼吸运动模拟器的致动器系统优选地包括作为致动器的可充气气囊以及作为致动器驱动器的泵单元,这可能有利于将呼吸运动模拟器应用于放松设备中以减少运作噪音和振动。泵单元包括用于向气囊供应流体(特别是空气流)的泵。泵与气囊流体连通。优选地,盖板横跨气囊定位,以覆盖气囊,使得气囊充气产生盖板的运动。盖板能够与气囊一起运动,以传递所引起的运动。
在根据本发明的呼吸运动模拟器的实施例中,盖引导件包括第一活动铰链单元、第二活动铰链单元和第三活动铰链单元。第三活动铰链单元被定向成与第一活动铰链单元平行。优选地,每个活动铰链单元沿着盖板的周界定位。从投影的角度来看,盖板可以具有矩形的外部轮廓,其中,第一活动铰链单元和第三活动铰链单元沿着盖板的长度方向定位。第二活动铰链单元被定位成横向于(特别是垂直于)第一活动铰链单元和第三活动铰链单元。致动器被定位在活动铰链单元之间。该实施例可能有利于获得盖板的鲁棒引导,其中,该引导不易受到盖板可能变形的影响。
在根据本发明的呼吸运动模拟器的实施例中,盖引导件和/或盖板通过注射成型来制造。盖引导件的上部能够通过卡扣连接而连接到盖板,以获得盖板和盖引导件的子组件。优选地,盖引导件和盖板整体形成为一件式部件。整体成形的盖板和盖引导件有利于在运作中提供呼吸运动模拟器的降噪。
在根据本发明的呼吸运动模拟器的实施例中,盖板的外部形状被成形为对应于人的手掌。盖板适于以符合人体工程学的方式接纳人手,以直观地使用包括呼吸运动模拟器的设备。
在根据本发明的呼吸运动模拟器的实施例中,盖板包括推动主体。推动主体适于与致动器接合。推动主体形成突起,突起延伸远离盖板的内表面。推动主体提供与致动器接合的预定位置。推动主体增加了盖板在接合位置的刚性。因此,推动主体有助于呼吸运动模拟器的正常运作。优选地,推动主体是由多个壁部分形成的中空主体。壁部分可以具有使得能够通过注射成型来制造推动主体的壁厚。推动主体和盖板可以通过注射成型而一体成型。可替代地,推动主体可以是被组装到盖板内侧的单独部件。推动主体能够通过至少一个推动主体连接器(特别是推动主体卡扣连接器)连接到盖板。
在根据本发明的呼吸运动模拟器的实施例中,盖板能由可拉伸的材料层覆盖。所述层是可拉伸的,以使得盖板能够相对于基体运动。特别地,可拉伸的层是泡沫层。可拉伸的层使盖板相对于基体偏置。可拉伸的层包围盖板并将盖板附接到基体,以提供相对于基体的预张力。
在根据本发明的呼吸运动模拟器的实施例中,可拉伸的层是至少部分镂空的层。所述层具有镂空区域,这有助于盖板相对于基体进行较轻的运动,这能有利地减少泵的要求。有利地,镂空区域可以防止泡沫层破裂。优选地,镂空区域相对于盖板侧向地定位。所述层的镂空区域包括至少一个切口。切口局部地增加了层的挠性。切口能够由多个孔口形成。优选地,切口包括至少一个细长凹槽。细长凹槽可能被定向成垂直于盖板的线性运动。细长凹槽沿与活动铰链单元的活动铰链基本上平行的方向延伸,这有助于增加沿运动方向的稳定性。
在呼吸运动模拟器的实施例中,可充气气囊是可渗透气囊,使得在充气之后,气囊由于例如由可拉伸的层提供的盖板上的预张力而放气。不需要主动吸气来给气囊放气。有利地,可渗透气囊能够实现简单的泵单元配置。
考虑到根据本发明的静音运作的呼吸运动模拟器在特定应用中的巨大益处,本发明还涉及一种放松设备,特别是睡眠诱导器,用于通过提供呼吸运动模拟来影响用户的放松,其中,放松设备包括根据本发明的呼吸运动模拟器。特别地,本发明涉及一种放松监测设备,放松监测设备包括根据本发明的呼吸运动模拟器。放松监测设备是一种先进的放松设备,用于通过基于监测到的生理特征的输入提供呼吸运动模拟来影响用户的放松。放松监测设备包括至少一个传感器,用于对用户的放松进行监测。控制单元被配置成基于接收到的来自至少一个传感器的传感器信号来调整由呼吸运动模拟器提供的呼吸运动的模拟。在使用中,放松监测设备紧贴用户的身体,其中,呼吸运动模拟器的静音运作是特别有利的。除了其他可设想的器具(例如设置有根据本发明的呼吸运动模拟器的人体模型)之外,在这些用于使人放松的放松设备中,根据本发明的呼吸运动模拟器的静音运作实际上意味着相当大的益处。
在根据本发明的放松设备的实施例中,呼吸运动模拟器的基体由外壳形成,其中,泵单元被容纳在外壳的内部空间内,并且其中,盖引导件能够连接或连接到外壳的外表面。优选地,气囊以装配在盖板与外壳之间的形式进行定位。盖引导件和盖板能够形成横跨气囊安装的子组件。特别地,呼吸运动模拟器的气囊例如通过胶合附接到外壳的外表面。
在根据本发明的放松设备的实施例中,呼吸运动模拟器的盖板沿设备的长度方向(特别是从头部到尾部)延伸约为设备总长度的至少30%的距离。有利地,盖引导件和/或盖板的上述改进特征使得能够应用长度至少为8厘米的相对较大的盖板。
此外,本发明涉及一种用于提供呼吸运动模拟的方法,其中,使用根据本发明的呼吸运动模拟器。
在第二方面,根据本发明,提供了一种用于模拟呼吸的扩张和收缩运动的呼吸运动模拟器。呼吸运动模拟器包括致动器系统,例如具有泵单元的可充气气囊或具有电动连杆机构的活塞组件。呼吸运动模拟器被配置成用于产生重复扩张和收缩的运动。重复运动类似于呼吸运动,特别是人类的自然呼吸运动。
呼吸运动模拟器包括盖板。盖板横跨致动器定位,用于产生致动器系统的运动。盖板能够通过致动器进行运动。
呼吸运动模拟器包括用于相对于基体引导盖板的盖引导件。特别地,盖引导件被布置成用于沿远离基体的方向引导盖板。盖板连接到盖引导件的上部。盖引导件的下部能够连接到基体。
根据本发明第二方面的呼吸运动模拟器的改进在于,盖引导件至少包括第一活动铰链单元。第一活动铰链单元包括至少一个活动铰链。优选地,第一活动铰链单元沿着盖板的周界定位。活动铰链使得盖板能够相对于基体旋转。活动铰链具有枢轴线,枢轴线沿基本上平行于由基体形成的假想平面的纵向方向延伸。因此,盖板被引导而往复于基体枢转。
根据本发明的第二方面,包括活动铰链的盖引导件在降低设备的运作噪声方面提供了改进。特别地,这在像睡眠诱导器这样的设备中是一个优点,该设备将在安静的环境中使用,从而使用户放松。
与EP2243129B1和EP1671299B1中公开的引导件相比,通过减少单独部件的数量,根据本发明的第二方面的盖板的引导得到了改进。与包括多个部件(例如枢转轴和枢转轴承)的枢轴不同,活动铰链可以通过注射成型形成为一件式部件。活动铰链有利于减少设备部件的数量。活动铰链能减少运作噪音和摩擦。另一个好处在于,活动铰链可能有助于延长模拟器的使用寿命,因为活动铰链可能比由多个部件形成的枢轴更不易受到机械磨损。
在根据呼吸运动模拟器的第二方面的实施例中,盖板的外部形状被成形为对应于人的手掌。盖板适于接纳人手。因此,呼吸运动模拟器被配置为放松设备(特别是睡眠诱导器)的单元。
在根据呼吸运动模拟器的第二方面的实施例中,盖引导件可以包括第一活动铰链单元和第二活动铰链单元,第一活动铰链单元和第二活动铰链单元沿着盖板的外周界彼此相对地定位。盖板包括第一盖板部分和第二盖板部分,第一盖板部分通过第一活动铰链连接到基体,第二盖板部分通过第二活动铰链连接到基体。第一盖板部分和第二盖板部分能够相对于彼此运动。第一盖板部分和第二盖板部分能够在运作期间彼此枢转或偏转。特别地,第一盖板部分和第二盖板部分能够相对于彼此滑动。盖板可以包括拉伸部分,拉伸部分位于第一盖板部分与第二盖板部分之间,以在运作期间实现偏转。
在实施例中,呼吸运动模拟器的致动器系统包括泵单元。泵单元包括用于向气囊或气缸供应流体(特别是空气流)的泵。
附图说明
将参考附图更详细地解释本发明。附图示出了根据本发明的实践性实施例,这些实践性实施例不会解释成限制本发明的范围。除了所示出的实施例之外,还可考虑特定特征,且可以在更广泛的上下文中考虑特定特征作为界定特征,不仅对于所示出的实施例,而且对于落入所附权利要求的范围内的所有实施例的公共特征,均可这样考虑。在附图中:
图1示意性地示出了用户躺在床上同时搂抱且握住根据本发明的包括呼吸运动模拟器的放松设备;
图2示出了图1的放松设备的外壳的纵向剖视图;
图3示出了图1中的不具有垫子的放松设备的透视图,示出了位于外壳外侧的呼吸运动模拟器;
图4示出了图3的放松设备的分解图;
图5示意性地示出了包括气囊的呼吸运动模拟器,该气囊位于由盖引导件引导的盖板的下方;
图6示出了图5的盖引导件的运动方案;
图7至图9以多个视图示出了盖板和盖引导件的子组件;
图10和图11分别示出了如图7至图9所示的子组件的透视图和仰视图,该子组件包括与呼吸运动模拟器的气囊接合的推动主体;
图12和图13分别示出了如图2和图3所示的放松设备的透视图和剖视图,该放松设备设置有封闭垫子,该封闭垫子由设置有至少一个切口的泡沫层形成。
在以下附图中使用相同的附图标记或替代前缀来表示相同或相似的特征。
具体实施方式
图1示出了在床上放松的人P。人侧躺着,且手臂放在放松设备上。放松设备被配置成通过提供触觉刺激来提供连续的刺激,以影响用户的呼吸节奏。触觉刺激类似于呼吸运动。放松设备被布置成模拟呼吸运动,以影响用户的放松。放松设备可以例如用作睡眠诱导器,以帮助用户入睡。
在此,放松设备是放松监测设备100,在该放松监测设备中,生成的触觉刺激由控制单元基于监测到的用户的生理特征(例如呼吸频率或心率)来调整。
在此,放松设备被成形为手枕。在所示的睡姿中,人的手位于放松监测设备100的手垫处。手垫被配置成用于接纳用户的手。在此,手垫由手枕的凹入部分形成。凹入部分的尺寸对应于人的手掌。凹入部分的宽度基本上等于人手宽度。
手垫以这样的方式定位,即,人可以直观地将放松监测设备100引到人的身体附近,这提高了监测到的特征的准确性,并增加了对所提供的刺激的感知。如图所示,人P和放松监测设备100被定位在所谓的搂抱布置中。
放松监测设备100的外侧具有垫子170。垫子170提供柔软外皮。垫子形成用于人体部位BP(在此是小臂和手)的缓冲支撑件。如图2进一步示出的,垫子170包括枕头套171,该枕头套围绕泡沫本体172放置。枕头套由纺织材料制成,纺织材料与皮肤舒适接触,且在需要时可取下进行清洁。
图2示出了放松监测设备100的俯视图,其中,垫子170由虚线表示。放松监测设备100具有用于容纳部件的外壳101。外壳101包括外壳层,该外壳层界定出用于容纳部件(如电池组190、泵单元13、控制单元等)的内部空间109。
外壳101由塑料制成。外壳101通过注射成型来制造。外壳101由外壳层103形成,该外壳层形成外壳的坚硬外侧。如图3所示,外壳层103具有上半部和下半部。外壳层103包括上壳部104和下壳部105,上壳部和下壳部的外部轮廓彼此配合以包围内部空间109。
在此,外壳101的外壳层103决定放松监测设备的外部形状。垫子170完全包围外壳层103。外壳层103被配置成被垫子170的泡沫本体171覆盖。泡沫本体形成层。泡沫本体171具有基本上不变的厚度。
放松监测设备100包括用于监测用户的生理特征的至少一个传感器。该设备可以包括温度传感器和/或加速度计,作为用于测量振动以推断心脏和/或呼吸数据的传感器。
特别地,如图13所示,至少一个传感器可以包括呼吸传感器160,用于测量与传感器接触的气态介质的至少一个特征。呼吸传感器160被定位在设备100的外部形状的头部HP。至少一个空气通道161被定位在头部HP处,使得空气流能够沿着呼吸传感器流动。呼吸传感器160可以是CO2传感器,用于测量用户呼出的空气流中的CO2浓度。
放松监测设备100还包括控制单元180。在此,控制单元180被容纳在外壳101中。控制单元180连接到至少一个传感器160,用于接收来自至少一个传感器160的传感器信号。控制单元180包括印刷电路板。传感器160(在此是加速度计)被定位在印刷电路板上。放松监测设备100由控制单元180基于接收到的来自至少一个传感器160的传感器信号来控制。
在此,控制单元180与控制面板181电连接。控制面板181被定位在设备的外侧。控制面板可以包括通/断开关、显示器、LED等。
此外,放松监测设备100可以包括扬声器182。在此,扬声器被定位在设备的尾部TP。
放松设备(在此,放松设备包括至少一个传感器160并被配置为用于基于至少一个监测到的生理参数提供放松刺激的放松监测设备100)包括根据本发明的呼吸运动模拟器1。
如图2的剖视图以及图3、图4的透视图所示,呼吸运动模拟器1连接到形成基体10的外壳101。外壳101具有用于接纳呼吸运动模拟器1的外壳凹口102。
如图2所示,放松监测设备100的外壳101可以被认为沿着长度方向基本上具有两个半部。设备具有形成头部HP的一个半部,该头部HP的外直径大于形成尾部TP的另一半部的外直径。
呼吸运动模拟器1被定位在放松监测设备100的头部HP中。在纵向方向上,呼吸运动模拟器1基本上横跨整个头部HP延伸。呼吸运动模拟器1在放松监测设备100的大约一半长度上延伸。与WO2020/162750中公开的放松监测设备相比,在此,在运作期间使设备的更大的外部区域运动。
呼吸运动模拟器1包括致动器系统,该致动器系统在此由泵单元13形成,该泵单元流体地连接到可充气气囊12。由可充气气囊12形成的致动器被布置成用于产生重复运动。重复运动的频率类似于活体呼吸运动。
如图4的分解图所示,可充气气囊12具有位于外壳101外部的气囊主体120。气囊主体被定位成与外壳101的外表面邻接接合。在此,气囊主体120通过胶合而附接到外壳101的外表面。可充气气囊12被配置成通过气囊12的重复充气(扩张)和放气(收缩)来模拟呼吸运动。用户可以在放松监测设备100的外部通过垫子170来感测气囊12的充气和放气。
泵单元13是致动器驱动器,该泵单元被配置成对可充气气囊12进行充气。泵单元13包括位于外壳101内部的泵。在此,泵是隔膜泵。泵具有与可充气气囊12的气囊入口流体连通的泵出口。
优选地,可充气气囊主体120由可渗透材料(例如多孔材料)制成,使得气囊主体120自动放气,而不需要空气抽吸装置。有利地,这可减少所需部件的数量。
呼吸运动模拟器1还包括盖板11。盖板11横跨可充气气囊12定位。盖板11完全覆盖下方的气囊12。在此,盖板11具有凸出的形状。盖板11被成形为对应于人的手掌的内部形状。人手能以符合人体工程学的方式放置在盖板上。
盖板11的形状与外壳101的形状对准。盖板11的形状与放松监测设备100的形状相结合。
如图2所示,盖板11沿着设备100的长度方向延伸设备100的总长度的至少30%、特别是至少40%、更特别是至少50%的距离。有利地,运动盖板11产生设备100的相对较大的外表面区域的运动,以被用户感测到。
盖引导件14连接到盖板11。盖板11连接到盖引导件14的上部。盖引导件14具有附接到基体10的底部。
盖引导件14被布置成用于相对于由外壳101形成的基体10引导盖板11。由于盖引导件14的配置,盖板11仅能以一个自由度(degree of freedom,DOF)运动,该自由度是平移。盖引导件14仅允许盖板进行线性运动。
如图5和图6中示意性地示出的,盖引导件14包括一组活动铰链单元140。提供了第一活动铰链单元141、第二活动铰链单元142和第三活动铰链单元143。每个活动铰链单元140是通过注射成型而形成的整体部件。活动铰链单元沿着盖引导件14的周界定位。气囊12被定位在活动铰链单元之间。
每个活动铰链单元具有相同的配置。每个活动铰链单元14包括第一活动铰链151、第二活动铰链152和第三活动铰链153。
活动铰链本身是众所周知的机械设计部件。活动铰链沿着纵向方向延伸,从而在两个刚性部件之间形成枢轴线。活动铰链由位于两个刚性部段159之间的线性延伸的柔性部段158形成。柔性部段158限定出枢轴线150。
在活动铰链单元140中,活动铰链151、152、153彼此平行地延伸。三个活动铰链的枢轴线彼此平行。三个活动铰链彼此堆叠。第一活动铰链151被定位在活动铰链单元的底部。第一活动铰链151连接到基体10。第三活动铰链153被定位在活动铰链单元的顶部并连接到盖板11。第二活动铰链152被定位在第一活动铰链151与第三活动铰链153之间。第二活动铰链152将第一活动铰链和第三活动铰链互连。可以设想在顶部活动铰链与底部活动铰链之间包括一个以上的活动铰链的实施例。
因此,在考虑由盖引导件14提供的自由度DOF时,每个单独的活动铰链单元14自身使得能够相对于基体10处的最低活动铰链进行旋转和平移。沿非平行方向定向的至少两个活动铰链单元140的组合约束了旋转的自由度,并且仅允许盖板11进行平移。在此,将三个活动铰链单元140进行组合以约束五个自由度,从而允许盖板11以一个运动自由度进行平移。
图7至图9以多个视图示出了盖板11和盖引导件14的子组件。盖板11通过注射成型来制造。盖板11具有凹入的外表面111。盖板具有基本上不变的壁厚。盖引导件14具有沿着盖板11的周界定位的第一活动铰链单元141、第二活动铰链单元142和第三活动铰链单元143。在此,子组件以可安装到基体上的折叠配置示出。
盖引导件14具有适于将组件组装到基体10的下部。
图10和图11更详细地示出了子组件,其中,活动铰链单元以展开配置示出。子组件能以这种展开配置通过注射成型整体地制造。在成型后,活动铰链单元可以枢转以获得如图7至图9所示的折叠配置。
优选地,如此处所示,通过注射成型单独地制造每个活动铰链单元141、142、143,然后联接到盖板11。盖板11可以包括位于内表面112的联接构件113,活动铰链单元可以包括位于上部149的互补联接构件144,用于将活动铰链单元联接到盖板11。在此,联接构件113是由突起形成的卡扣连接器,活动铰链单元包括互补孔口,以将活动铰链单元卡扣到卡扣连接器上。
如图所示,每个活动铰链单元具有适于将子组件连接到基体10的底部148。底部148包括多个卡扣连接器,以将子组件连接到基体。
子组件还包括推动主体155。在此,推动主体155是块状的。推动主体155可以通过注射成型来制造。推动主体155是包括多个薄壁部分的中空主体。推动主体155包括至少一个推动主体连接器,以将推动主体155连接到盖板11的内表面112。在此,推动主体155通过至少一个卡扣连接器联接到盖板,特别是通过沿着推动主体155的外周界的多个卡扣连接器联接到盖板。
图12和图13示出了如图2和图3所示的放松监测设备100,该放松监测设备包括包围外壳101的垫子170的泡沫本体172。泡沫本体172具有镂空区域,该镂空区域在此包括至少一个切口173。在此,切口由第一细长凹槽173.1和第二细长凹槽173.2形成。细长凹槽173在设备的头部HP与尾部TP之间沿纵向方向延伸。
第一细长凹槽173.1位于放松设备的侧向侧。第二细长凹槽173.2位于放松设备的底侧。如图12中的箭头和虚线所示,呼吸运动模拟器1位于放松设备的顶侧,在泡沫材料层的下方。泡沫材料层使盖板11和盖引导件14的子组件偏置。泡沫材料层提供预张力。在运作时,在呼吸运动模拟器处,泡沫材料层上下运动,这沿着泡沫本体172的横截面周界产生了泡沫材料的拉伸。所提供的切口173有助于使得泡沫材料能够拉伸,并且可以防止泡沫本体172破裂。
因此,本发明提供了一种用于模拟活体呼吸的扩张和收缩运动的呼吸运动模拟器,该呼吸运动模拟器包括用于产生类似于呼吸运动的重复运动的泵和可充气气囊。模拟器包括横跨气囊定位的盖板、以及用于相对于基体线性地引导盖板的盖引导件。盖引导件至少包括第一活动铰链单元和第二活动铰链单元,第一活动铰链单元和第二活动铰链单元相对于彼此沿非平行方向进行定向,以向盖板提供旋转约束,其中,每个活动铰链单元包括限定出一组三个平行的枢轴线并且用于使得盖板能够进行平移运动的至少三个堆叠的活动铰链,使得盖引导件能够使盖板进行线性运动。
尽管已经详细描述了本发明,但是对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的如下要求保护的范围的情况下,可以进行各种改变和修改。旨在将所有这些改变和修改涵盖在本公开和权利要求的范围内。
附图标记:
P人;用户
BP身体部位 150枢轴线
155推动主体
1呼吸运动模拟器;可充气空气室;气袋 158柔性部段
159 刚性部段
10 基体
100 放松监测设备
11 盖板 HP 头部
111 外表面 TP 尾部
112 内表面
113 联接构件 101 外壳
102 外壳凹口
12致动器;气囊 103外壳层
120 气囊主体 104 上壳部
105 下壳部
13致动器驱动器;泵单元 109内部空间
14 盖引导件 160 传感器
140 活动铰链单元 161 空气通道
141 第一活动铰链单元
142 第二活动铰链单元 170 垫子
143 第三活动铰链单元 171 枕头套
144 联接构件 172 泡沫本体
148下部 173切口;细长凹槽
149 上部
180 控制单元
15 活动铰链 181 控制面板
151 第一活动铰链 182 扬声器
152 第二活动铰链
153第三活动铰链 190电池组
Claims (20)
1.呼吸运动模拟器(1),用于模拟呼吸的扩张和收缩运动,所述呼吸运动模拟器包括:
-致动器系统,所述致动器系统包括致动器(12)和致动器驱动器(13),所述致动器系统用于产生类似于呼吸运动的运动;
-盖板(11),所述盖板横跨所述致动器(12)定位以覆盖所述致动器,使得所述盖板能够与所述致动器一起运动;
-盖引导件(14),所述盖引导件用于相对于基体(10)线性地引导所述盖板,其中,所述盖板(11)连接到所述盖引导件(14)的上部,并且其中,所述盖引导件(14)的下部能够连接到所述基体(10),其特征在于,所述盖引导件(14)至少包括第一活动铰链单元(141)和第二活动铰链单元(142),所述第一活动铰链单元和所述第二活动铰链单元相对于彼此沿非平行方向进行定向,用于约束所述盖板(11)的旋转运动,其中,每个活动铰链单元包括限定出一组至少三个平行的枢轴线并且用于使所述盖板(11)能够进行平移运动的至少三个堆叠的活动铰链(151,152,153),使得所述盖引导件(14)能够使所述盖板(11)进行线性运动。
2.根据权利要求1所述的呼吸运动模拟器(1),其中,所述盖引导件(14)包括第一活动铰链单元、第二活动铰链单元和第三活动铰链单元(141,142,143),其中,所述第三活动铰链单元(143)被定向成与所述第一活动铰链单元(141)平行。
3.根据权利要求1或2所述的呼吸运动模拟器(1),其中,所述第二活动铰链单元(142)被定向成垂直于所述第一活动铰链单元(141)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸运动模拟器(1),其中,活动铰链单元沿所述盖板(11)的周界进行定位,并且其中,所述致动器(12)被定位在所述活动铰链单元之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸运动模拟器(1),其中,所述盖引导件(14)和所述盖板(11)整体形成为一件式部件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸运动模拟器(1),其中,所述盖板(11)的外部形状被成形为对应于人的手掌。
7.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸运动模拟器(1),其中,所述盖板(11)包括与所述致动器(12)接合的推动主体(155),所述推动主体形成突起,所述突起延伸远离所述盖板(11)的内侧。
8.根据权利要求7所述的呼吸运动模拟器(1),其中,所述推动主体(155)是由多个壁部分形成的中空主体,每个壁部分具有使得能够通过注射成型来制造所述推动主体的壁厚。
9.根据权利要求7或8所述的呼吸运动模拟器(1),其中,所述推动主体(155)是被组装到所述盖板的内侧(112)的单独部件。
10.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸运动模拟器(1),其中,可拉伸的层、特别是泡沫层包围所述盖板(11),用于使所述盖板(11)相对于所述基体(10)偏置。
11.根据权利要求10所述的呼吸运动模拟器(1),其中,所述可拉伸的层包括镂空区域,所述镂空区域有助于所述盖板(11)相对于所述基体(10)进行运动。
12.根据权利要求11所述的呼吸运动模拟器(1),其中,所述镂空区域由细长切口形成,所述细长切口被定向成基本上垂直于所述线性运动。
13.根据权利要求10或11所述的呼吸运动模拟器(1),其中,所述镂空区域相对于所述盖板(11)侧向地定位。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的呼吸运动模拟器(1),其中,所述致动器是可充气气囊(12),特别是可渗透气囊,使得在充气之后,气囊由于盖板上的预张力而放气。
15.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸运动模拟器(1),其中,所述呼吸运动模拟器是放松设备、特别是睡眠诱导设备、更特别是放松监测设备的单元。
16.放松设备(100),用于通过提供呼吸运动模拟来影响用户的放松,所述放松设备包括根据前述权利要求中任一项所述的呼吸运动模拟器(1)。
17.根据权利要求16所述的放松设备(100),其中,用于连接所述呼吸运动模拟器(1)的基体(10)由外壳(101)形成,其中,所述致动器驱动器、特别是泵单元(13)被容纳在所述外壳的内部空间(109)内,并且其中,所述盖引导件(14)能够连接或连接到所述外壳(101)的外表面。
18.根据权利要求17所述的放松设备(100),其中,所述放松设备是放松监测设备,所述放松监测设备包括至少一个传感器(160),用于对用户的放松进行监测,其中,控制单元(180)被配置成基于接收到的来自所述至少一个传感器(160)的传感器信号来调整由所述呼吸运动模拟器(1)提供的呼吸运动的模拟。
19.根据权利要求17或18所述的放松设备(100),其中,所述呼吸运动模拟器(1)的盖板(11)沿设备的长度方向、特别是从头部(HP)到尾部(TP)延伸约为所述设备的总长度的至少30%的距离。
20.用于提供呼吸运动的模拟的方法,其中,使用根据权利要求1至15中任一项所述的呼吸运动模拟器(1)。
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