CN209155064U - 响应训练设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于响应用户与设备的交互的响应训练设备。响应训练设备配置有包围可压缩主体的表面。响应训练设备还嵌入至少一个传感器,该传感器配置为感应可压缩体的变形并产生感应输出至控制器。响应训练设备还嵌入有控制器,该控制器配置为控制至少一个应答器。此外,响应训练设备嵌入有至少一个应答器,该应答器配置为根据传感器输出给出音频或视觉输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于响应用户与设备的交互的响应训练设备。响应训练设备配置有包围可压缩主体的表面。响应训练设备还嵌入有至少一个压力传感器,该传感器配置为感应可压缩主体的变形并产生响应施加至表面的压力的感应输出至控制器。此外,响应训练设备嵌入控制器,该控制器配置为控制至少一个应答器。此外,响应训练设备嵌入有至少一个应答器,该应答器配置为根据传感器输出给出音频或视觉输出。
背景技术
对许多人来说,训练、运动或康复是一个持续的过程和重复的程序,并且已经开发出范围广泛的设备来协助或加强每个训练阶段的输出。
特别是,已经开发了广泛范围的交互训练设备,指导用户如何执行运动。交互部分通常包括屏幕,该屏幕显示用户必须效仿的范例或反映用户的动作。通过在屏幕上反映用户,用户可调整所执行运动的方式,这样使得正确地执行运动。通过显示范例或动画人物,交互训练设备可通过关于每个训练运动重复执行的数目及其应当执行多快的运动程序指导和引导用户。因此,重点在于指导或引导用户,如果在屏幕上显示范例或显示用户的镜像,交互作用可包括从屏幕向用户的单程对话。因此,这些设备需要连接至训练设备的屏幕,并且为了有意识地使用设备,你不得不专注在屏幕上。
没有外部屏幕的交互设备也已被开发出,其中音乐或光是与用户通信的方式。这组设备可包括指导用户的设备,在运动程序中根据每项运动重复执行的数目及运动应当执行多快指导用户,通过播放有节奏的音乐,用户通过对应此节奏执行运动。该设备可包括以增肌或心血管训练为目标的预定程序,其中从该设备向用户就执行哪项运动、重复率、程序的剩余时间等等提供光、音乐或指令。重点通常在于指导用户并且通信是从机器向用户。这样,设备与用户没有交互。因此,由于从机器向用户单程通信,这些设备不适应用户的能力。
WO0108755公开了一种结合了上述方面的一部分的交互运动设备。WO0108755公开了一种大致平坦的运动垫,其根据预定的运动程序引导用户。如果未正确执行运动,则用户必须再次开始运动,并且必须初始化运动垫。
运动垫包括网格,该网格具有标记区域或目标区域,并且通过使用电容接触传感器的网格来监测用户的表现,以监测用户是否激活了目标区域及激活了哪个目标区域。因此,所公开的运动垫基本上是二元传感器网格,并且其使用是为了根据预定程序确定运动是否执行正确。WO0108755公开的另一个特征是测量在垫子附近的肢体的存在,用于正确进行运动。这通过使用电容接触传感器实现,该传感器具有部分围绕传感器元件的屏幕,这限制了垫子的空间构造。
US 2015/0113731 A1公开了运动垫的另一实例。该垫子引导用户执行某些预定的运动。与WO0108755不同,用户由声音或光引导,即垫子照亮手、脚或其他肢体的下一个位置。该公开的运动垫具有内置传感器。然而,此传感器没有指定,但应理解为接触传感器。因此,对于WO0108755所公开的运动垫应理解为二元传感器网格。
US 2014/0290360还公开了另一种交互运动设备,一种具有内置运动传感器的球。设备关于所检测到的动作与期望如何动作的内置逻辑相对比,与用户交互。该运动设备仅聚焦于动作检测。
另一组训练设备是响应训练设备或具有生物反馈的运动装备。这些设备返回由用户输入产生的设备响应,并且包含运动装备例如响应加速的球、响应用户施加的力的棍棒或球拍、压力响应的拳击球或响应用户通过手或球拍施加撞击的球。这种反馈或响应通常呈现为数字,提交所测量的数据用于统计目的。然而,这些设备还包括返回声音的设备,用户识别该声音作为例如对施加的撞击的衡量,便于作为对用户输入一个响应。因此,以数值输出应答的该设备是非常适于统计目的及用于随后训练阶段的评估。然而,对于正在使用的目的,这并非很适当,因为用户必须在训练阶段期间关联到数值数据并保持关注于此。对于返回声音响应的设备,用户接收他/她与设备交互的即时响应并可立即调整设备的使用。然而,与之前提及的设备相反,这些设备不引导或指导用户在剩余的训练阶段中怎样继续进行或进一步进行。一个实例可为US4883271A中公开的体育冲击测量仪器。该仪器包括适用于接受冲击的可变形弹性支架和用于测量和表示描述冲击特性的值的装置。该仪器包括外部视觉装置,用于显示冲击特性,并且特别适用于测量由运动员完成的击打,由此高强度使用,其中指示冲击水平的响应是很重要的。
通常,大多数响应训练设备开发用于具有基本正常功能的用户或已经训练过的人员,因此,这些设备的使用需要一定的运动水平和体格。US2014/0221137A1公开了响应训练设备的另一个实例。该训练设备设计成美式足球,包括各种传感器装置,用于测量设备的使用,特别是转动。该设备还包括压力传感器,特别用于测量足球设备的充气水平,以便能够根据美式足球的规则调整压力。响应通常作为光学响应,特别是发光装置以便足球的投掷者得到使用的即时响应。
在不同类别中,找到了响应拳击玩具。US2005/0212762 A1公开了这样一种玩具,其对用户的拳击或打击以音频响应做出应答。传感器是开关型或压电型但是用作开关型传感器。该玩具没有训练效果,旨在发泄挫折或攻击。
实用新型目的
目的是克服现有技术的一个或多个之前所述的缺点。一个目的是获得响应康复设备,以供具有最低移动性和/或体格水平的使用。另一个目的是获得配置用于适合身体和/或认知康复的感官刺激的响应康复设备。
实用新型内容
一个目的通过用于响应用户与设备的交互的响应训练设备实现。响应训练设备配置有包围可压缩主体的表面。响应训练设备还嵌有至少一个传感器,该传感器配置为感应可压缩主体的变形并产生感应输出至控制器。此外,响应训练设备嵌入控制器,该控制器配置为控制至少一个应答器。此外,响应训练设备嵌入至少一个应答器,该应答器配置为根据传感器输出给出音频或视觉输出。
可压缩主体指的是当向设备施加临时的力时,设备可能变形,并且当释放该力时,设备返回到施加力之前的形状或形式的事实/现象。
变形也可以是压缩。感应到的变形可由用户交互引起。在下文中,使用用户交互的意义是指可压缩主体发生变形。
变形可以指任何程度的变形。
该实施例的一个效果在于该响应训练设备可作为不连接到其他装置的单个训练设备,并且因此使用时不需要将附加设备连接至该设备。对于不需要安装附加设备的事实,这是有利的,这节省了用于附加设备的空间和节省了附加设备的费用。此外,用户不需要如何安装附加设备的专门知识。另一个优点在于训练设备可以不受位置约束使用。位置可以是室内和室外。
该实施例的另一个效果在于,在使用期间,由于来自设备的音频或视觉输出,用户可将他/她的焦点限制在装备上。这对于在使用设备期间,降低由于用户改变注视的焦点而失去平衡的风险是有利的。这对于作为这种设备的用户的目标群体的一部分的老年用户和虚弱的用户和该设备的用户可能是尤其有意义的。音频或视觉输出对于另一潜在用户群体也是有利的,该另一潜在用户群体包括视觉或听力受损的人员或甚至盲人或聋人。
通常,该实施例呈现了家用的简单训练设备,其在使用中是直观的,使得设备可在没有监督和没有持续指导下使用。该实施例呈现了一种可能令人对连续训练和康复感兴趣的设备,其优点在于为广泛的用户区段易于使用该训练设备。简单的设备也可在更多的专业关系中令人感兴趣,例如对于教练、培训师、物理治疗师或其他人员,在这些专业关系中客户可以自己使用训练设备,优点在于客户可以在没有监督和没有持续指导下使用训练设备。
响应训练设备中的术语响应是指该训练设备对检测到的动作作出反应并以输出作出应答。输出可以是新模式或支持模式(supporting mode)的建议。作为实例,新模式可以包括探测到的动作的节奏的改变,或者用户执行的动作的强度的改变。作为实例,支持模式可以包括支持用户的节奏和强度的响应。然而,响应训练也可以对未发生的动作做出反应或响应。
动作可以是可压缩主体的变形。
音频或视觉响应是作为声音或光或声音和光的信号响应给出的响应。音频响应或声音响应可以是单个声音、声音组合、音乐章节或一首音乐。视觉响应或光响应可能是微光、闪光或不同颜色的光。音频或视觉响应可以包括上述单个实例或这些实例的组合,并且决不限于上述实例。
应答器可以包括多个应答器,并且可以包括一个或多个扬声器、一个或多个指示灯或两者的组合,用于音频或视觉响应。
训练设备的目标群体可以包括范围广泛的用户,其中包括非常虚弱的人、老年人、残疾人、肌肉骨骼系统受限制的人以及没有任何肌肉问题的人。该设备可用于康复,常规训练以维持肌肉和状况水平或改善肌肉和状况水平。
训练设备还可以用于认知训练或大脑训练,其中身体活动可以是训练的一部分。
响应训练设备是开发为直观使用,对技术、电子、软件或其他技术知识具有最低的知识要求。
在一个实施例中,响应训练设备中包括的控制器可以配置为生成第一音频或视觉输出,并根据传感器输出生成第二视听输出。
一个效果在于,响应设备可以对未发生的动作给出第一音频或视觉输出。这对于提醒用户可能是时候进行常规训练了或指示用户安排训练课程是有利的。
另一个效果在于,响应设备可以提供与正在进行的训练不一致的第一音频或视觉输出。这样的优点在于,可以指示用户改变训练模式或指示用户所需的训练阶段已完成。这样的另一个优点在于,可以警告用户使用该设备过度,这可能例如包括强度太高的通知。这在康复期间可能是一个问题,因此该优点可以降低过度肌肉负荷的风险,过度肌肉负荷可能导致在肌肉、关节和/或肌腱的康复中进一步受伤或受挫折。
在响应式训练设备的一个实施例中,至少一个传感器是压力传感器,该压力传感器配置为,生成感应输出以响应施加到表面的压力。
该实施例的一个效果在于,训练设备可以设置为最低限度,以响应来自用户施加的压力。这对于将训练设备用于范围广泛的运动是有利的。通常用于维持或改善肌肉和/或状况水平的运动包括向设备施加某种形式的压力。运动可以例如包括:站立运动,其中用户简单地通过踩踏设备来施加压力;坐姿运动,其中用户改变身体对设备的压力;挤压运动,通过该运动,用户用例如他的/她的手指、手、手臂、腿、通过在设备上滚动或其他方式挤压设备。
在响应训练设备的一个实施例中,压力传感器配置有两个或更多个传感器区域,该传感器区域配置为,生成感应区域输出以响应压力施加在表面的何处。
该实施例的一个效果在于,训练设备可以检测压力施加在哪个区域或哪些区域。这对于进行平衡运动或用于进行右手和左手训练是有利的,其中设备可以根据施加在例如设备的右手侧的压力强度与施加在设备的左手侧的压力强度相比较作出响应。压力是单位面积的力的测量值(P=F/A),因此使用传感器区域的另一个优点在于,可以更好地确定用户对设备执行的实际作用力。
在一个实施例中,至少一个传感器是电容传感器。
在另一个实施例中,至少一个电容传感器包括电容电极,该电容电极被配置为嵌入可压缩主体的电屏蔽体。
可以在该设备中使用的电容传感器是屏蔽电容传感器,其包括二端子器件,该二端子器件包含由介电材料分开的两个导体。该传感器通过测量两个导体之间的电容工作。如果介电材料和两个导体之间的距离保持恒定,电容也保持恒定。通过在两个导体之间引入距离变化,电容改变。
因此导体之间的介电材料的压缩导致由于距离减小的电容变化,此外,压缩还可以改变介电材料的介电性能,且由此,两个方面(contribution)都可能促成电容的变化,这两个方面可能引向不同方向。因此,电容的变化是距离和材料性能变化的结果,因此,是施加到设备的压力的测量值。
电介质材料可以对用户施加的力施加反作用力。在测量中应考虑该反作用力。另外,介电材料的感应能力是材料的介电常数和感应场内的材料质量的函数,这也可由于介电材料的压缩改变。在测量中还应考虑这些变化。
使用电容传感器的一个效果在于,传感器可能是很柔韧的,其可能具有这样的优点:当使用该设备时用户不能感觉到传感器。另一个效果在于,传感器可以构造成具有各种形状,这对于将传感器轻易改装至适合设备设计是有利的。
应用电容电极作为电屏蔽体嵌入可压缩主体的另一个效果可能在于,不会探测到在紧邻训练设备处没有引起可压缩主体形变的身体或物品。因此,仅当力施加在响应训练设备上时才感应动作。在人经过该设备的情况下,或者如果在紧邻设备处有无意识的动作的情况下,这可能是有利的,因为这些情况将不会被记录为执行运动。因此,只有造成形变的用户交互,即对设备施加力被记录,具有的优点在于,实现了该设备自身作为训练设备的有意识使用。
在该响应训练设备的一个实施例中,至少一个电容传感器包括至少一个电容传感器层,该电容传感器层配置为具有两个或多个传感器区域。
如之前所述,该实施例的一个效果在于,训练设备可以探测压力实施在哪个区域或哪些区域。这对于进行平衡运动或用于进行右手和左手训练是有利的,其中设备可以根据施加在例如设备的右手侧的压力强度与施加在设备的左手侧的压力强度相比较作出响应。
使用至少一个电容传感器的实施例,其中传感器包括一个电容电极,该电容电极配置为嵌入可压缩主体的电屏蔽体,并且该传感器包括具有两个或多个传感器区域的电容传感器层,该实施例的另一个效果在于,一个电容传感器既可用作压力传感器又可用作位置传感器。这个实施例,其中传感器包括电容传感器层,该电容传感器层配置具有两个或多个传感器区域,其优点在于只需要在设备中嵌入一个传感器。
在一个方面,电容传感器可以包括至少一个由导电织物构成的电容传感器电极。
在另一个方面,电容传感器可包括至少一个电容传感器电极,其通过至少一个缝合或编织成材料的导电线配置。
在另一个方面,电容传感器可包括至少一个电容传感器电极,其通过导电喷涂材料的表面配置。
在另一个方面,电容传感器可包括至少一个电容传感器电极,其通过嵌入设备的至少一个无屏蔽的电引线配置。
这些方面的一个效果在于,传感器可以作为该设备的一部分工作。这对于将传感器轻易改装至适合设备设计是有利的。另一优势在于传感器可改装至设备的各个设计,此外,传感器可以被缝合、编织、组装或喷涂在设备上,作为设备的完整生产过程中的程序操作中的一个附加的简易程序操作。而且,这一个额外的简单程序操作可能不需要生产人员的任何专业技术知识。此外,例如将导电线缝合进材料从而构成一个电容传感器电极的行为可以并入工作程序中,因为产品的其他部件也包括缝制程序,因此,单个人可处理一种产品在生产中所需的多个行为。
另一个效果在于,传感器是使用简单的方式如线、织物或喷剂制成。对于事实上不需要特定的电子设备,且由此该设备的生产不依赖于传感器的分包商,这是有利的。另一优势在于,使用简单的方式如线、织物或喷剂相对于预制电子传感器可降低成本。
在一个实施例中,响应训练设备包括至少一个加速度计形式的附加传感器。
该实施例的一个效果在于,响应训练设备可用于探测设备的移动。当使用该装置进行协调运动时,这可能是一个优点。使用加速度计扩大了训练设备的使用,以探测设备是否被提升、旋转、抛出、掉落、摆动或用于涉及其他动作的运动。
在一个实施例中,响应训练设备成形为枕头、球或垫子。
该实施例的效果在于,该设备可能根据众所周知的训练设备成形,具有易于用户使用设备的优势。另一个优点在于,该设备可以用于进行用户已经从其他训练设备中已知的运动。此外,众所周知的枕头、垫子和球的形式可能有利于自然使用设备,并因此直观地使用该设备。
枕头的形式可包括例如立方体形式、圆柱形式,三角形形状或形状类似于座位的设备。枕头的形式决不限于这些实例。
球可以是用于自由体操的大球、用于投掷或举升的小球,或其间的任何大小的球。
垫子可以是全身大小,以在横卧运动期间用于支撑,较小的垫子用于靠墙使用,或者更小的脚部大小的垫子用于站立运动,或其间任意大小。
响应训练设备的形式不限于上述提及的实例。
本实用新型主要是为了已描述的广义上的训练目的而开发的。然而,本实用新型还可以结合心理治疗,用于智力体力游戏、用作玩具或用作其他此处没有提及的目的。
在响应训练设备的一个实施例中,压力传感器探测所施加压力的至少强度、重复率、节奏或其组合的特性。
作为实例,重复率可以包括施加压力的重复次数,强度可以包括施加压力的强度、施加压力的持续时间或这些的组合,节奏可以包括施加压力的模式。
在响应训练设备的一个方面,感应输出是根据一组压力特性进行分类,该组压力特性映射到一组响应特性,输出为音频或视觉响应。
在响应训练设备的另一方面,感应输出还根据一组动作特性进行分类,该组动作特性映射到该组响应特性。
该实施例的效果在于,探测到设备的使用并且可以相应地进行分类。这对于设备的进一步使用可能是有利的,因为设备的使用应该适合于用户并且使得来自设备的响应源于用户的能力。此外,响应可以映射到用户的输入以激励或指示用户使用设备继续训练。
在一个方面,响应训练设备在使用时以视听信号进行响应,视听信号配置有音频或视觉全域,响应于使用的压力特性、使用的动作特性或其组合。
音频或视觉全域可以例如包括一类音乐、表达情绪的灯光模式、心理状态、来自自然的类似风景或呈现给用户的其他风景、或声音或灯光的全域或者这些的组合。来自自然的风景例如可以是鸟鸣、日出或波涛。例如,心理状态可以是放松,冥想或活跃。
音频或视觉全域形式的响应的效果可以是,设备适应用户在音乐和灯光中的偏好,具有的优点在于,使用全域激发用户使用设备并继续使用它。
音乐可以用于刺激感官或重新创建记忆,因此为设备选择特定的音乐全域在设备的使用中给出了使用的另一个方面。
声音全域也可能是特定乐器的声音。这样的一个效果可能在于,如上所述,设备适应用户在音乐中的偏好。另一个效果可能在于,多个设备可以同时使用并且彼此邻近,其优点是单个设备是可区分的,并这样因此可以使用单个设备。如果多人一起训练,这可能是有意义的。
在一个方面,响应训练设备可以包括近场通信单元。一种效果可能在于,当多个设备同时使用并且彼此邻近时,它们可以一起通信。对于将单个设备的声音调整为彼此可区分的或相反,这可能是有利的。或者,可以调整单个设备的声音,使得设备形成音乐合奏。
在一个实施例中,响应训练设备可以配置有至少三个附加传感器,附加传感器的形式为加速度计、回转仪和罗盘。该实施例的效果在于,可以确定设备的位置,从而实现设备的位移可以是用户交互。
本实用新型的目的可以通过一种执行将传感器装置实施到配置有表面的物品中的行为获得配置有表面的响应训练设备的方法来实现,该训练装置包括至少一个压力传感器,该传感器配置为感应可压缩主体的变形并且产生响应施加至表面的压力的感应输出至控制器。训练设备还包括控制器,该控制器配置为控制至少一个应答器。响应训练设备还包括至少一个应答器,其配置为根据传感器输出给出音频或视觉输出。训练设备通过音频或视觉响应来激励用户。
该实施例的效果和优点包括已经描述的效果和优点。然而,另一个效果在于可以使用现有的训练设备来实现本实用新型。这对于根据本实用新型调整用户自己的设备或者根据本实用新型将用户熟知的设备适配于响应训练设备是有利的。因此,与现有技术相比,通过根据施加的压力,施加的动作或两者的组合产生音频或视觉响应,现有设备可以适于在本实用新型的范围内。
在本实用新型的一个方面,可以通过无线数据传输到控制器来改变音频或视觉全域。
在一个方面,可压缩主体包括弹性和动态材料,其对弱压力和重压力都做出反应。
在一个方面,可压缩主体包括弹性和动态材料,其不会因连续使用而塌陷或发生材料疲劳。
在一个方面,响应训练设备不包括控制面板、按钮或插座。
在一个方面,响应训练设备包括一个或多个可再充电的电源单元,并且该设备可以经由扩展坞进行充电,该扩展坞通过设备的表面或覆盖物上的导电织物连接,经由太阳能板、经由磁性连接或经由可包含在设备表面或包含在设备中的其他方式充电。
在一个方面,响应训练设备包括清洁的表面或覆盖物。
在一个方面,响应训练设备包括防滑表面或覆盖物。
附图说明
图1示出了响应式训练设备,其具有用户交互,如施加压力。
图2示出了具有第一和第二音频或视觉响应的响应训练设备的响应。
图3以枕头的形式示出了本实用新型。
图4示出了包括电容传感器层的电容传感器的顶部剖视图。
图5示出了嵌入在响应训练设备中的电容传感器的侧剖视图。5A:单部件电容传感器, 5B:两部件电容传感器。
图6示出了嵌入球形响应训练设备中的电容传感器的剖视图。
图7示出了嵌入球形响应训练设备中的气压传感器的剖视图。
图8示出了使用中的设备的响应,其中响应由用户压力输入产生。
图9示出了使用中的设备的响应,其中响应由用户压力输入和用户动作输入生成。
具体实施方式
图1示出了具有用户交互20的响应训练设备10。用户交互20可以是用户施加到设备10 的压力。这里,压力示为用手施加到设备10的表面60。由于施加的压力,设备10的可压缩主体70被压缩。嵌入在设备10中的传感器100探测用户交互20并生成传感器输出200。控制器270接收传感器输出200。控制器270控制给出音频或视觉输出22的应答器90。
图2示出了如何生成响应训练设备10的响应,该响应包含第一音频或视觉响应24和第二音频或视觉响应26。第一音频或视觉响应24由控制器270生成,没有传感器输出200且没有用户交互20。控制器270控制540应答器90输出530音频或视频信号,对于该实施例,该信号是第一音频或视觉输出24。第一音频或视觉输出24可以警示或激励用户使用训练设备10。然后,用户可以与设备交互20并向设备10施加510压力或动作。该交互由传感器100探测520,传感器100生成传感器输出200。发送传感器输出200到控制器270,控制器270 控制应答器90输出530音频或视觉信号,对于该实施例,该信号是第二音频或视觉输出26。
该图可以示出设备10的若干工作模式,其中设备10设置为通过第一音频或视觉响应24 警示、指示或激励用户。例如,工作模式可以是警示用户开始训练程序。另一实例可以是设备10的工作模式设置为激发用户改变正在进行的训练的模式。
图3示出了形成为枕头30的响应训练设备10。设备10配置有表面60,该表面60包围嵌有应答器90的可压缩主体70,并且该表面60配置有连接点260。连接点260可以用于例如,通过将设备10连接到扩展坞,用于对设备10进行再充电。使用连接点的另一实例可以是加载或改变设备10的音频或视觉全域28。所示的应答器90可以包括多个应答器90并且可以包括用于音频或视觉响应22的一个或多个扬声器92、一个或多个指示灯94或两者的组合。
图4示出了可以嵌入在响应训练设备10中的电容传感器110的顶部剖视图。传感器110 包括两个导电体,其配置为电容传感器层114和电屏蔽体118。在所示实施例中,电屏蔽体还构成设备10的表面60。电容传感器层114配置有多个电容电极116,其可以是编织或缝合到非导电织物上的导电线166。电容电极116将传感器分成多个传感器区域120。可以在任意电容电极116之间测量电容130,优选地在电屏蔽体118和电容传感器层114中包括的电容电极116之间测量。电容传感器110还包括电容传感器芯片112。
由于设备的可压缩主体70,当外部压力施加到设备10时,电容电极116之间的距离改变,电容电极116包括构成电屏蔽体118的电极。由于电极116之间的弹性材料72的距离和材料密度改变,电极116之间的电容130改变。电容130的变化可以由电容传感器芯片112 记录。传感器区域120有助于这种可能性:产生感应区域输出210以响应施加到设备10的压力位置在何处。
图5示出了嵌入在响应训练设备10中的电容传感器110的侧面剖视图。所示实施例的表面60包括覆盖物80。
图5A示出了单部件电容传感器140。单部件电容传感器140包括大致位于设备10的上部和下部之间的中间处的电容电极116,对于该实施例,该电容电极116也位于电屏蔽体118 的上部和下部之间的中间处,该电屏蔽体118包括另一个电容电极116。设备10中间的电容电极116可以包括传感器区域120勾勒出的电容传感器层114,如图4中的顶部剖视图所示。如前面所述结合图4,由于设备10的可压缩主体70,当外部压力施加到设备10时,电容电极116之间的电容130改变。两个应答器90和控制器270嵌入在训练设备10中,以生成由施加的压力产生的音频或视觉响应22。此外,加速度计104嵌入在设备中。
图5B示出了两部件电容传感器142。该传感器包括嵌入可压缩主体70中的两个电容传感器电极,可压缩主体70由电屏蔽体118围绕,电屏蔽体118构成另一个电容电极116。这里,两个电容传感器电极嵌入可压缩主体70中,大致上彼此平行放置,其中一个放置在设备 10的中间上方,另一个放置在设备10的中间下方。因此,设备10留有内核可用于嵌入应答器90、控制器270和加速度计104。嵌入可压缩主体70中的两个电容传感器电极可以是电容传感器层114,其配置有图4中的顶部剖视图中所示的轮廓。
图6A中示出了构造为球40的响应训练设备10。该图示出了球形训练设备10,40的剖面图,其包括电容传感器110和加速度计104。电容传感器110包括在内层中和外层中沿着球的圆周大致上等距离间隔的环形电容电极116。电极116可以是薄环形电容电极,配置为电容传感器层114的较宽的带状电极或球形电容传感器层114。传感器层114可以进一步用传感器区域120勾勒成类似图4所示的电容传感器层。此外,如图6B和6C所示,一层中的电容电极116可包括多个薄环形电容电极或较宽的带状电极,这些电极彼此以不同的角度或距离放置。
两个电容电极层114由可压缩主体隔开,并且如前面结合图4所述,层114之间或包括在各个层114中的整个传感器区域120之间的电容130,可以由于施加至球形设备10,40表面 60的压力而改变。控制器240可以嵌入包含在电容传感器内层的球40的中心,。球的中心可包括不可压缩的流体或可压缩的流体。如果可压缩流体嵌入球的中心,则应考虑包括在设备 10中的两种可压缩材料的可压缩程度,以实现电容的充分变化,以便确定施加的压力。
所示实施例的表面60包括覆盖物80。
图7示出了构造为球40的响应训练设备10。该图示出了设备10的剖视图。所示实施例包括空气压力传感器106和嵌入具有表面60的球中的加速度计104。球包括空气170的中心,其也构成可压缩主体70。提供阀42以使球40膨胀。此外,两个应答器90和控制器嵌入球中以产生音频或视觉响应。
图8示出了使用500中的响应训练设备10的响应,由于用户交互20的压力输入而产生该响应。用户通过向设备10施加510压力与设备10交互。通过压力传感器102探测520施加的压力并且感应输出200根据一组压力特性420进行分类。压力特性420映射到一组响应特性430。该组响应特性430映射到特定的音频或者视觉全域28,其被输出530作为音频或视觉响应22。该组压力特性420可以包括诸如所施加压力的强度402、重复率404和节奏406 的信息。
图9示出了使用500中的响应训练设备10的响应,由于用户交互20引起的压力输入和动作输入产生该响应。用户通过向设备10施加510压力和动作与设备10交互。由压力传感器102探测520施加510的压力,并且由加速度计104探测520施加510的动作。根据一组压力特性420和一组动作特性410将传感器输出200进行分类。特性410,420映射到一组响应特性430。该组响应特性430映射到特定的音频或视觉全域28,其被输出530作为音频或视觉响应22。该组压力和运动特性410,420可以包括例如所施加压力的强度402、重复率404 和节奏406的信息。
Claims (16)
1.一种用于响应用户与设备的交互(20)的响应康复设备(10),配置有包围可压缩主体(70)的表面(60),其特征在于,所述响应康复设备(10)还嵌有:
-至少一个压力传感器(102),配置为感知可压缩主体(70)的变形以响应施加到表面(60)的压力并且所述压力传感器(102)是电容传感器(110)并配置为产生响应施加至表面(60)的压力的定量的传感器输出(200)至
-控制器(270),该控制器(270)配置为控制(540)
-至少一个应答器(90),所述应答器(90)配置为根据传感器输出(200)给出音频或视觉输出(22)。
2.根据权利要求1所述的响应康复设备(10),其特征在于,所述压力传感器(102)配置为产生定量的传感器输出(200)以响应连续施加至表面(60)的压力。
3.根据前述权利要求1所述的响应康复设备(10),其特征在于,所述压力传感器(102)配置有两个或多个传感器区域(120),所述传感器区域(120)配置为产生感应区域输出(210)以响应压力施加在表面(60)的何处。
4.根据权利要求1所述的响应康复设备(10),其特征在于,所述压力传感器(102)配置为产生定量的传感器输出(200)以响应连续施加至表面(60)的压力,并配置有两个或多个传感器区域(120),所述传感器区域配置为产生感应区域输出(210)以响应压力施加在表面(60)的何处。
5.根据权利要求1所述的响应康复设备(10),其特征在于,所述电容传感器(110)包括电容电极(116),所述电容电极(116)配置为嵌入所述可压缩主体(70)的电屏蔽体(118)。
6.根据权利要求3或4所述的响应康复设备(10),其特征在于,电容传感器(110)包括配置有两个或多个传感器区域(120)的至少一个电容传感器层(114)。
7.根据权利要求1所述的响应康复设备(10),其特征在于,所述电容传感器(110)包括由导电织物(164)配置的至少一个电容传感器电极(116)。
8.根据权利要求1所述的响应康复设备(10),其特征在于,所述电容传感器(110)包括至少一个电容传感器电极(116),所述电容传感器电极由至少一个缝合或编织成入材料的导电线(166)构成。
9.根据权利要求1所述的响应康复设备(10),其特征在于,所述电容传感器(110)包括至少一个电容传感器电极(116),电容传感器电极(116)通过导电喷涂材料(162)的表面进行配置。
10.根据权利要求1所述的响应康复设备(10),包括至少一个附加传感器(100),所述附加传感器(100)是加速度计。
11.根据权利要求1所述的响应康复设备(10),其特征在于,所述设备成形为枕头(30)、球(40)或垫子(50)。
12.根据权利要求1所述的响应康复设备(10),其特征在于,所述压力传感器(102)探测所施加压力的至少强度(402)、重复率(404)、节奏(406)或其组合的压力特性(420)。
13.根据前述权利要求1-5和7-12中任一项所述的响应康复设备(10),其特征在于,所述传感器输出(200)根据一组压力特性(420)进行分类,所述一组压力特性(420)映射到一组响应特性(430),所述一组响应特性(430)输出(530)为音频或视觉响应(22)。
14.根据权利要求13所述的响应康复设备(10),其特征在于,所述传感器输出(200)还根据一组动作特性(410)进行分类,所述一组动作特性(410)映射到所述一组响应特性(430)。
15.根据权利要求12或14中任一项所述的响应康复设备(10),其特征在于,在使用时,康复设备(10)用配置有音频或视觉全域(28)的视听信号(22),对使用的压力特性(420)、使用的动作特性(410)或其组合做出响应。
16.根据权利要求10所述的响应康复设备(10),配置有至少两个附加传感器(100),以回转仪和罗盘形式。
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GR01 | Patent grant | ||
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