专利名称：用于调节座位中一支承件位置的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种减少坐座位者肌肉疲劳的症状与出现率的装置与方法，尤其是涉及用于调节座位支承件位置的装置与方法。
不得不在座位上从较长时间的人，会出现疲劳及体内循环紊乱的症状，这些症状总的来说对他们的健康、注意力及行为有负作用。尤其是在乘汽车长途旅行的情况下，这是不符合旅途安全的要求的。事实上是建议人们每过一阵就休息一下并从事体育活动，但这也并非总是做得到的，例如在控制光量的交通线上停车就做不到，且最终不主张在高速干道的停车区把车停在暗处。
久坐不动的人出现肌肉疲劳的首要原因，是肌纤维及其周围组织聚集了乳酸。此外，是由于久坐者姿势逐渐塌陷从而改变了其脊柱的曲度。尽管现有技术已认识到通过调节坐座位者脊柱的曲度来减轻一些背部酸痛，但还未发现并利用那些防止及驱散乳酸聚集的种种好处。在这方面，本发明是供脊柱区的反复运动及微小增量的肌肉组织所用的，以便产生通过肌纤维增加血液循环，以及防止乳酸聚集的这么一种抽吸作用。脊柱与肌肉组织的周期性移位，不一定大得使坐座位者容易察觉。事实上，坐座位者只察觉腰部支承件的微小移动，且这种已被发现是有规则地间断发生的移动，对于防止乳酸在肌肉组织内聚集是尤为有效的，从而是真正在久坐期间消除肌肉疲劳的。
如上所述，有现有技术熟悉的多种座位，试图解决肌肉疲劳及循环紊乱的发生率及有关症状这样的问题。更具体地说，就汽车座位而言，已有人建议用按摩件、可调节高度与曲度的手动或电动弧形件，以及自动或手动的可调式流体充填伸缩软管，来减轻久坐期间的肌肉疲劳。然而，每种这样的解决方案，都不会充分缓减肌肉疲劳，还产生对坐座位者不合意的作用，或有其他一些使坐座位者难以广泛接受的特性。
更具体地说，现有技术所知的振动机构或按摩机构，尽管有某种程度的效用，但目的是在于消除坐座位者感觉到的肌肉疲劳，而不是消除引起肌肉疲劳的乳酸聚集本身。此外，振动机构通常是将振动传送给汽车的其他部位，且产生不受欢迎的次生作用。
现有技术所知的可调节式弧形支承件，通常都是可根据坐座位者的喜好而由其调节位置的机械的或电动的装置。这种用手驱动的系统，不具备本发明所提供的反复且专门受控的定位性能，而这些性能已被发现对减轻或消除乳酸聚集及肌肉疲劳尤为有效。最后，伸缩软管或充气袋类型的构件，还未被证明有足够的疲劳极限经得起座位生产厂家必须在担保期期间所进行的反复调试。
相应地，本发明的目的，是提供一种根据一个特定周期，调节座位内一个支承件的位置，以缓减坐座位者肌内疲劳的装置与方法。
本发明的另一个目的，是提供一种支承件及驱动组件，它具有一个适合于根据预定顺序而有选择地定位该支承件的控制器。
本发明的又一个目的是提供一种驱动组件，它带有的一个控制器周期性地且反复地把支承件位移一段只被坐座位者察觉的增大距离。
本发明还有一个目的，就是提供一种以上述方式调节座位支承件位置的方法。
鉴于上述导言，本发明提供一种汽车座位内的支承件，它包括一个用于根据一个预定周期而自动调节该支承件位置的控制器。更具体地说，本发明的装置，适合于刺激坐座位者的肌内，并包括一个适合于连接座位而相对于座位移动的柔软支承件。所提供的传动装置，用来在整个调节周期中自动地且反复地移动该柔软支承件，调节周期则包括后随有顺第二方向的多次第二增量移动的顺第一方向的多次第一增量移动。每个第一及第二次增量移动，均被一个第一时间间歇分开。本发明的方法，通过增量调节支承件的曲度来缓减坐座位者的肌肉疲劳，且该方法包括把支承件置于第一位置而操作性地贴附坐座位者肌肉这样的步骤，该第一位置则限定着支承件的第一曲度。该方法还包括根据一个调节周期而自动调节支承件曲度这样的另一些步骤，一个调节周期则包括为第一时段保持第一曲度，在第一时段之后增大曲度一个第一量以限定第二曲度，为第二时段保持第二曲度，且在第二时段之后减小支承件曲度一个第二量以限定第三曲度，其中，第一时段与第二时段相等。
专业人员研习下述说明及附图，就会明白本发明的其他目的、性能及优点，在这些附图中
图1是符合本发明的支承件及定位组件的前视图；图2是图1所示支承件的侧视图；图3是符合本发明的定位组件的控制组件略示图；图4是符合本发明另一实施例的定位组件的控制组件略示图；以及图5显示由本发明提供的推荐脉冲链。
本发明涉及一种根据预定顺序而调节座位中一个支承件位置的装置与方法。一般说来，该支承件的调节，是由一个按预定型式把电脉冲链传送给电机的组件控制的，以便在只被坐座位者察觉的微小间歇中自动地且周期性地调节该支承件的位置。此处所公开及所要求的特定调节顺序，已被证明对减轻坐座位者背部的肌肉疲劳尤为有效。更具体地说，本发明提供的周期性调节，是通过释放聚集于坐止肌肉内的乳酸而恢复肌肉强度的。其结果，本发明就真正消除了通常是长时间坐在座位上所出现的肌肉疲劳。
本发明的下述说明，实质上仅是一个示例，且无意仅限于此附有权利要求的发明所含范围。另外，尽管本发明被说成用于座位的腰部区域，但说明书却意在充分地告知专业人员在各种各样的环境下制造及应用此处所述及所提要求的装置及方法。
如图1所示，图中的腰部支架10，包括一个具有与上部16及下部18相互连接的本体14的柔软弹性支承件12。一个定位组件20连接着支承件12，以便有选择地使上部16相对于下部18位移，从而将本体14弯曲成图2那样。在推荐实施例中，定位组件20包括一台被连接的电机22，以便驱动一个致动组件24，该致动组件包括一条例如分别被附件26与28连接着支承件12的上部与下部16与18的电缆25。尽管此处说明的本发明实施例，是专利适用于在加拿大安大略省的埃托比扣克(Etobicoke，Ontario)有经营点的Schukraof North America Ltd.生产的二向或四向电动腰部支架的，但专业人员都会明白，只要不超出随附权利要求的正常范围，就可将各种各样的支承件及致动组件用于本发明。例如，支承件可包括连接着压力调节器的可充气膜片。
图2中的支承件12，显示为在本体14的每个均限定着一个顶点27的各个不同曲度中可定位。如下文所述，顶点27可通过有选择地分别加大与减小本体14的曲度，使其顺着箭头30所指的第一方向朝坐座位者移位，以及顺着例如与箭头30相反的第二方向离开坐座位者而移位。
图3概略显示本发明的一个实施例，其中，定位组件20适于根据预定调节周期改变支承件12的曲度。在此实施例中，定位组件20与支承件12及电源32相互连接。如图所示，定位组件20包括一个联接器34例如前述的致动器24，它机械地连接着电机22与支承件12，以及一个电连接着电机22与电源32的控制组件36。如下文会更详细说明的那样，组件36适合于将一条电脉冲链与电机22联通，以便根据预定调节周期有选择地驱动电机22并位移支承件12。一条推荐脉冲链50的曲线图显示于图5中，并将在下文详细说明。以下对组件36的各个部件及操作所做的说明，总体上表明该组件的功能及操作。然而，专业人员都会明白，业界所知的各种各样的等效部件可替代下文所述部件，且/或各个部件之间的关系也可以变更，从而使组件36将相同的或等效的一条电脉冲链与电机22联通。
继续参照图3，所示的一个组件36实施例，包括一个起动器38、一个电流调节器40以及一个安置于电源32与电机22之间的极性开关42。起动器38显示为一个可在防止电流从电源32向电流调节器40流动的断开位置与电流和电流调节器40联通的闭合位置之间定位的开关。在此推荐实施例中，起动器38与一个输入端39(见图4)联通，该输入端可由坐座位者控制而有选择地启动与终止脉冲链50(见图5)与电机22的通联并因此启动与终止预定调节周期的进行。
在推荐实施例中，输入端39包括一个连接着座位外面表面的腰部开关(未显示)。该腰部开关可由坐座位者控制，以便通过改变支承件12的曲度而调节腰支架的位置。按照业界所知方式，输入端39及起动器38的构造形式，使得快速启动腰部开关，就会由于闭合起动器38而启动上文所述的由电流调节器40所提供的调节周期。专业人员都会明白，各种各样的等效启动结构，例如记忆开关，只要不超出随附权利要求所限定的本发明的范围，均可采用。
电流调节器40的功能，是有选择地例如通过一条定时电路将一条电流的各个脉冲与极性开关42联通。尽管起动器38处于其闭合位置，但电流调节器40却在第一时间间隔44期间防止电流向极性开关42流动，而在第二时间间隔46期间将一个电脉冲与开关42联通，因此就限定一个循环脉冲段44(见图5)。各个循环脉冲段提供了通过极性开关42而联通着电机22的一条断续电流，从而如下文所述限定着脉冲链50。
与通过起动器38的输入端39启动控制顺序而开始的一条水平时间轴线有关的脉冲链50的一个完整周期，如图5所示。所示的脉冲链50，包括在预定调节周期中持续反复的第一脉冲区52及其后续的第二脉冲区54。第一脉冲区52包括多个循环的第一脉冲段56，这些脉冲段的每一个均由一个被以电路缺失为特征的第一间歇期60所分隔的第一脉冲58构成。相似地，第二脉冲区54包括多个一一均由一个第二脉冲64及一个第二间歇期66构成的循环的第二脉冲段62。第一与第二脉冲区52与54之间的转换，分别由极性开关42与开关控制器68控制。
极性开关42是一种业界通常所知的开关，它适于有选择地逆转组件36与电机22之间的电连接，从而顺第一与第二方向循环进行电机22的移动。如图4所示另一组件36实施例概略显示的那样，极性开关42与开关控制器68联通。开关控制器68有选择地把极性开关42移到限定着组件36与电机22之间第一极性连接的第一位置，又移到限定着第二极性连接的第二位置，这样反复移来移去。如上文均已述及，由电流调节器40产生的各个脉冲，通过第一极性连接而联通电机22，以限定循环的第一脉冲段56及第一脉冲区52。相似地，第二极性连接把电流调节器40产生的各个脉冲联通电机22而成为循环的脉冲段62从而限定第二脉冲区48。电机22与组件36耦合，从而第一脉冲区52顺第一方向驱动电机22，并通过机械附件34而顺箭头30所指方向移动支承件12。同样地，第二脉冲区54使电机22把支承件12的顶点27移动得与箭头30反向。应当明白，各种各样的业界所知电-机械的或软件执行的极性开关，均可用于本发明，只要不超出随附权利要求的正常范围就行。
如前所述，电流调节器40的构造形式，使电流在第一时间间歇44中联通极性开关42，并在第二时间间歇46中防止电流流动。在推荐实施例中，第一时间间歇44的延续范围约为1.0至1.5秒，而第二时间间歇46的延续范围约为5秒至约25秒。推荐的时段是，第一时间间歇为1.1秒，第二时间间歇为15秒。有了这样的安排，1.1秒的电脉冲会每过15秒就联通电机22，从而改变支承件的曲度。
专业人员会明白，由1.1秒的脉冲所提供的增量曲度调节，依赖于许多变量，这些变量包括电机22的构造形式、支承件的坚固性、支承件与坐座位者之间的填塞量，以及坐座位者施于支承件上的负荷。把这些变量考虑在内，对于支承件的推荐曲度调节量度，就是仅可被坐座位者察觉的量度，即处于感觉的边际，然而又足以将坐座位者的肌肉刺激得最贴近支承件，或微微修正坐座位者的姿势。特意推荐的顶点27每个增量移动的量度，尽管应用时要取决于上述各个变量，但其范围是约6毫米至约10毫米。坐座位者肌肉及脊柱的这种周期性的然而又是最小的移动，通常足以产生一种增加血液循环并消散通常在久坐期间所发生的乳酸聚集这样一种抽吸作用。
应当明白，最好是不仅专门控制每次支承件曲度调节的量度与频率，而且专门控制由组件36所提供的支承件12的整个移动范围。更具体地说，尽管还要依据于各种变量例如支承件的坚固性及支承件与坐座位者之间的填塞量来定，但推荐的顶点移动的整个范围，是在约36毫米至约40毫米之内。与上述增量调节的量度相一致，该移动范围通常划分为约4次至约6次分开的启动，以便限制坐座位者对调节的感觉，并分别限定第一脉冲区与第二脉冲区52与54的延续。
在这方面，开关调节器68(见图3)适合于按预定位移量度或预定时段改变开关42的位置，从而逆转组件36与电机22之间连接的极性。例如，最好组件36包括一些用于限定由调节周期所提供的最大及最小曲度移位的末端止动件(未显示)。在业界熟悉的许多选择中，末端止动件可包括防止电机或起动器移动得超出最大值或最小值的机械止动件、有相似性能的由软件执行的止动件、用于把位移仅限于某一特定极的固定数目脉冲段的记数器，或用于限制某一特定极产生脉冲的时段的记数器。当然，其他等效的定时装置或计量装置也可采用，只要不超出随附权利要求限定的范围就行。
在推荐的末端止动件构造形式中，开关控制器68包括一个被构造来一到达相关的机械的或软件执行的末端止动件之一就检测电机22失速的失速传感器70。在推荐实施例中，失速传感器70是一个与极性开关42联通且适合于在检测到的电流超过一个预定值时就启动开关42的电流计。预期电机的各项尺寸规格，是为0.7至3.0安培之间的正常运行电流设置的，而最佳正常运行电流为1.25安培。在这种构造形式中，电机22的制动电流，是如图5中电流尖峰脉冲72所标示的6.5至7安培。由末端止动件限制的电机22、致动器24或支承件13的全行程，最好划分为由脉冲58与64联通电机22而限定的4至6次启动。然而，如上所述，由每个脉冲58与64以及一个循环脉冲区52与54之内的脉冲段56与62的总数所提供的调节量值，可以修改，以便提供合乎要求的支承件曲度调节量值。
专业人员都会明白，起动器38适合于保持在闭合位置上，使电流调节器40与极性开关42持续地产生脉冲链50并将其与电机22联通，直至操作者取消调节周期。预期这种取消可通过手动干预或自动干预而发生。例如，在推荐实施例中，经由输入端39而手工启动腰部开关，就断开起动器38，从而取消调节周期。相似地，当汽车点火装置关掉时，调节周期可在一个固定时段之后取消，或可以业界所知的其他任何方式取消。应当明白，调节周期可由坐座位者在任何时候重新启动，例如以上述方式通过输入端39而重新启动。
除了自动的支承件调节特性之外，图4所示组件36的实施例，包括一个与电机22及存储器76联通的位置指示器74。位置指示器74以业界通常所知的方式适合于刚一通过起动器38及输入端39启动调节周期时，就在存储器76中记录电机22、致动器24或支承件12的位置。在此实施例中，组件36包括一个控制器78，它适合于从存储器76中检索启动位置并在调节周期刚一取消时就使电机22、致动器24或支承件12返回到启动位置。相应地，所示控制器78联通着电源32、极性开关42及存储器76，从而控制器78可以有选择地给极性开关42定位，并联通一个适当持续的电脉冲，以便使电机22或其他元件返回启动位置。专业人员都会明白，业界所知的各种各样的位置指示构造例如转换器，均可用于本发明，只要不超出随附权利要求的范围就行。
如上所述，本发明提供一种根据预定周期而调节座位中支承件的位置所用的装置及方法，以便缓减坐座位者的肌肉疲劳。坐座位者实际上察觉不到其微小增量的支承件反复移动，产生了一种通过肌纤维增加血液循环和防止肌肉里乳酸聚集的抽吸作用。乳酸的消散，减小或解除了通常出现于久坐期间的肌肉疲劳。尽管此处所说明及所要求的对支承件调节的推荐定时，业已证明尤为适合在本装置及方法中缓减肌肉疲劳，但专业人员都会明白，也可采用其他时间间歇与调节量值，只要不超出随附权利要求所限定的本发明的正常范围就行。
专业人员结合下列各项权利要求研习了上述说明及附图的好处之后，就会明白本发明的其他各种优点。
权利要求
1.用于刺激坐座位者肌肉的一种装置，包括一个适合于连接座位而相对于座位移动的柔软支承件；以及在整个调节周期中自动地且反复地移动上述柔软支承件的传动装置，该调节周期包括多次顺第一方向的第一增量移动及后随的多次顺第二方向的第二增量移动，每次上述第一及第二增量移动由第一时间间歇分开。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述第一时间间歇在约5秒至约25秒范围内。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述第一时间间歇约为15秒。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述第一时间间歇为5秒。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述传动装置包括一台电机及一个控制器，该电机与上述支承件连接，该控制器与该电机连接并可电连接电源，该电机适合于当配置了一条第一极性的电流时就顺着上述第一方向移动上述支承件，且当配置了一条第二极性的电流时就顺着上述第二方向移动上述支承件。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于上述控制器适合于自动地将一条电脉冲链与上述电机联通，从而该电机在整个调节周期中移动上述支承件，该电脉冲链包括一个第一脉冲区与一个第二脉冲区，该第一脉冲区包括具有后随一个电流脉冲的间歇周期的多个第一脉冲段，该第二脉冲区包括具有后随一个电流脉冲的间歇周期的多个第二脉冲段，上述控制器还包括极性开关装置，用来当该控制器联通上述第一脉冲段与上述电机时，提供该控制器与该电机之间的第一极性连接，且当该控制器联通上述第二脉冲段与上述电机时，提供该控制器与该电机之间的第二极性连接。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于每个上述电流脉冲，发生于不大于1秒及不大于约1.5秒的一个间歇期间。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于每个上述电流脉冲，发生于约1.1秒的一个间歇期间。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述传动装置适合于弯曲上述支承件从而形成一个有顶点的曲度，每次上述第一增量移动增大上述曲度并顺着上述第一方向移动上述顶点，每次上述第二增量移动减小上述曲度并顺着上述第二方向移动上述顶点。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于上述顶点的每次第一及第二增量移动，不超过约10毫米。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于上述顶点的每次第一及第二增量移动，在约6毫米至约10毫米范围内。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于上述调节周期，包括4至6次第一增量移动以及4至6次第二增量移动。
13.一种用于根据一个调节周期而顺第一方向及第二方向自动地移动座位中一个支承件的装置，该装置包括具有顺第一方向及第二方向可移动的输出端的一个驱动组件，该输出端适合于连接座位中的一个支承件；以及可连接电源，且适合于自动联通一条电流脉冲链与上述传动装置，以便根据调节周期而顺上述第一及上述第二方向移动上述输出端的这样一个控制器，该控制器包括可为了产生上述脉冲链而与电源联通的整流装置，以及用于在上述整流装置与上述传动装置之间自动建立第一极性连接及第二极性连接的开关装置，该开关装置通过上述第一极性及第二极性的连接而从上述整流装置将上述电脉冲链与上述传动装置联通，从而该传动装置根据上述调节周期而顺着上述第一方向及上述第二方向移动上述输出端。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于上述传动装置包括一些输入终端，上述控制器还包括一些输出终端，且上述开关装置与该输出终端联通以便根据上述调节周期而以上述第一极性及第二极性的连接之一自动地使上述输出终端与上述输入终端连接。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于上述开关装置包括一个与上述控制器联通的失速传感器。
16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于上述整流装置，可定位于该整流装置产生上述脉冲链的第一位置上及该整流器不产生上述脉冲链的第二位置上，该装置还包括用于将上述整流装置置于一个上述第一位置上以便启动上述调节周期及置于第二位置上以便取消该调节周期这样的启动装置。
17.根据权利要求13所述的装置，其特征在于上述控制器还包括一个位置指示器和一个存储器，该位置指示器与上述传动装置及上述存储器联通，上述驱动组件在上述调节周期被启动时就限定着启动位置，上述位置指示器适合于在上述调节周期被启动时就把上述启动位置联通上述存储器，该存储器存储上述启动位置，上述控制器适合于从上述存储器检索启动位置，并在上述调节周期被取消时将上述驱动组件返回到上述启动位置。
18.一种汽车座位，包括一个构架；与上述构架连接的一个有弹性的柔软支承件；以及在整个调节周期中自动地且反复地移动上述柔软支承件的传动装置，该调节周期包括顺第一方向的多次第一增量移动及后随的顺第二方向的多次第二增量移动，每次上述第一及第二增量移动被一个第一时间间歇分开。
19.根据权利要求18所述的汽车座位，其特征在于上述构架包括一个底部及一个背部，上述支承件在一个位置上与上述背部连接以便装紧为坐座位者的腰部区域。
20.根据权利要求18所述的汽车座位，其特征在于上述支承件包括一个与上部及下部互相连接的本体，该本体适合于当上述上部与下部彼此朝着刚一相互位移时就弯曲。
21.用于靠有增量地调节一个支承件的曲度而缓减坐座位者肌肉疲劳的一种方法，该方法包括下列步骤把支承件置于第一位置且操作性地与坐座位者的肌肉贴附，该第一位置限定第一曲度；根据调节周期自动地调节上述支承件的曲度，该调节周期包括为第一时段保持上述第一曲度，在上述第一时段之后增大该支承件曲度一个第一量以限定第二曲度，为第二时段保持上述第三曲度，在上述第二时段之后减小该支承件曲度一个第二量以限定第二曲度，其中，上述第一时段与上述第二时段相等。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于自动调节上述支承件的曲度这个步骤，包括将一条电脉冲链与连接着上述支承件的驱动组件联通，该驱动组件适合于根据调节周期回应该脉冲链而调节该支承件的曲度。
全文摘要
本发明的装置刺激坐座位者的肌肉。本发明包括适合于连接座位而相对于其移动的一个柔软支承件(12),以及在整个调节周期中自动地且反复地移动柔软支承件(12)的传动装置(24)。调节周期包括顺第一方向的多次第一增量移动(56)及后随的顺第二方向的多次第二增量移动(62)。每次第一及第二增量移动(56,62)被一个第一时间间歇分开。本发明的方法,通过有增量地调节支承件曲度而缓减坐座位者的肌肉疲劳,且该方法通常包括将支承件置于操作性地与坐座位者肌肉贴附的第一位置上的一些步骤,而第一位置则限定着支承件的第一曲度。该方法还包括根据调节周期自动调节支承件的曲度,该调节周期包括为第一时段保持第一曲度,在第一时段之后增大第一曲度一个第一量以限定第二曲度,为第二时段保持第二曲度,且在第二时段之后减小支承件曲度一个第二量以限定第三曲度,其中的第一时段与第二时段相等。
文档编号A47C9/00GK1250415SQ98803453
公开日2000年4月12日 申请日期1998年2月27日 优先权日1997年3月17日
发明者约瑟夫·本森 申请人:舒克拉北美有限公司