專利名稱：用于校準(zhǔn)空氣壓差設(shè)備的系統(tǒng)、方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣壓差設(shè)備。更具體而言，本發(fā)明涉及用于校準(zhǔn)空氣壓差設(shè)備的系 統(tǒng)、方法和裝置。
背景技術(shù)：
重力在身體上產(chǎn)生力。已設(shè)計(jì)抵消這些力的方法以用于治療及體育鍛煉的用途。 一種抵消重力在身體上的作用的方法是將彈性繩索附接在腰部和/或肩部以在個(gè)體上產(chǎn) 生正的或負(fù)的豎直力。其它系統(tǒng)可使用空氣壓差來模擬低重力作用。美國(guó)專利公報(bào)No. 2007/0181121中 描述了校準(zhǔn)涉及與體重相比確定壓力以抵消重力的設(shè)備的一些方法，通過參引的方式將其 全文結(jié)合入本申請(qǐng)中。需要可降低重力在身體上的作用的改進(jìn)的設(shè)備和系統(tǒng)、且特別是可被校準(zhǔn)的改進(jìn) 的設(shè)備和系統(tǒng)，以及用于校準(zhǔn)此類改進(jìn)的設(shè)備和系統(tǒng)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述了用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的方法、裝置和系統(tǒng)。一般而言，空氣壓差系統(tǒng) 包括用于接納用戶身體的至少一部分(例如，身體的下部，包括腿部和臀部)的腔室。特定 變型中的方法、裝置和系統(tǒng)可適合用于個(gè)體的體育鍛煉，例如，作為鍛煉工具以增強(qiáng)體能， 或作為用于康復(fù)或強(qiáng)身健體的理療工具。在一些實(shí)施例中，用于校準(zhǔn)在此所述的空氣壓差 系統(tǒng)的方法可用于預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系統(tǒng)壓力(容置用戶身體部分的腔室中的壓力)之間的相互關(guān)系。如文中所用，數(shù)據(jù)點(diǎn)的上下文中的符號(hào)(x，y)意指對(duì)應(yīng)于該χ值的y值。例如，如 文中所用，(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)是指用戶在該系統(tǒng)壓力處所受的力或負(fù)荷。在一些實(shí)施例中，用于校準(zhǔn)空氣壓差裝置或系統(tǒng)的方法包括調(diào)節(jié)包圍用戶身體 的至少一部分(例如，下部身體)的腔室中的壓力，直到用戶上的體重力達(dá)到目標(biāo)力值為 止；以及在所述目標(biāo)力值處測(cè)量腔室壓力，以生成第一(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)。所述方法包括 使用所述第一(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)與至少一個(gè)其它的(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)，以確定用戶所受 的體重力與腔室中的壓力之間的關(guān)系。所述方法中使用的目標(biāo)力值可為預(yù)設(shè)的力值，或目標(biāo)力值可通過系統(tǒng)為單獨(dú)用戶 確定。當(dāng)為單獨(dú)用戶確定目標(biāo)力值時(shí)，目標(biāo)力值可被系統(tǒng)儲(chǔ)存以由同一單獨(dú)用戶以后使用。在一些變型中，該至少一個(gè)其它的(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)可包括在環(huán)境壓力(即，零 系統(tǒng)壓差)下獲得的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并因此可為數(shù)據(jù)點(diǎn)(0，用戶在環(huán)境壓力下的體重)。描述了用以預(yù)測(cè)隨系統(tǒng)壓力變化的用戶有效體重的裝置。該裝置包括空氣壓差系 統(tǒng)，其包括構(gòu)造成包圍用戶身體的至少一部分(例如，用戶的下部身體)的腔室。與空氣壓 差系統(tǒng)聯(lián)接的處理邏輯配置成調(diào)節(jié)腔室中的壓力直到用戶上的體重力達(dá)到目標(biāo)力值為止， 在該目標(biāo)力值處測(cè)量腔室壓力，從而確定第一(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并且使用該第一(壓力， 力)數(shù)據(jù)點(diǎn)確定用戶所受的、隨腔室壓力變化的體重力。本文描述了用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的方法的其它變型。所述方法包括調(diào)節(jié)空氣壓 差系統(tǒng)的腔室中的壓力，該腔室包圍用戶身體的至少一部分。所述方法包括調(diào)節(jié)腔室中的 壓力并且接收由用戶提供的、隨壓力變化的疼痛指示，以及為用戶構(gòu)建壓力與疼痛之間的 相互關(guān)系。在這些方法的一些變型中，空氣壓差系統(tǒng)包括健身機(jī)，并可利用所述壓力與疼痛 之間的相互關(guān)系來控制所述健身機(jī)的操作。例如，在一些變型中，健身機(jī)可包括跑步機(jī)，并 可利用所述壓力與疼痛之間的相互關(guān)系來控制所述跑步機(jī)的速度和所述跑步機(jī)的傾斜度 中至少一個(gè)。在一些變型中，健身機(jī)可包括踏步機(jī)或固定自行車，并可利用所述壓力與疼痛 之間的相互關(guān)系來控制所述踏步機(jī)或固定自行車的阻力。本文描述了用以預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系統(tǒng)壓力之間關(guān)系的裝置的其它變型。該 裝置包括空氣壓差系統(tǒng)，其又包括構(gòu)造成接納并包圍用戶身體的至少一部分的腔室以及用 戶接口。該裝置還包括與空氣壓差系統(tǒng)聯(lián)接的處理器。處理器配置成調(diào)節(jié)腔室中的壓力， 通過用戶接口從用戶接收疼痛指示，并且為用戶構(gòu)建疼痛與腔室壓力之間的相互關(guān)系。在 該裝置的一些變型中，可利用所述疼痛與腔室壓力之間的相互關(guān)系來控制包括在所述空氣 壓差系統(tǒng)中的健身機(jī)的操作。描述了更多用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的方法，其用于預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系統(tǒng) 壓力之間的相互關(guān)系。所述方法包括通過空氣壓差系統(tǒng)的腔室包圍用戶身體的至少一 部分，其中空氣壓差系統(tǒng)包括配置成感測(cè)位于腔室內(nèi)的用戶身體是否與一表面物理/實(shí) 際(physical)接觸的傳感器。所述方法進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)腔室中的壓力直到達(dá)到離地 (lift-off)壓力為止，其中離地壓力為傳感器檢測(cè)到用戶身體與表面之間的物理接觸的被 分開時(shí)的壓力。所述方法包括使用該離地壓力來校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)。在這些方法的一些變 型中，該離地壓力可用來確定獲得用于用戶的期望有效體重所需的腔室壓力。在特定變型中，離地壓力可用來確定用于用戶的最大安全腔室壓力，以防止在使用期間離地。描述了用于預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系統(tǒng)壓力之間的相互關(guān)系的裝置的更多變型。 在這些變型中，所述裝置包括空氣壓差系統(tǒng)，其包括構(gòu)造成接納并包圍用戶身體的至少一 部分的腔室、以及配置成檢測(cè)位于腔室內(nèi)的用戶身體是否與表面物理地/實(shí)際地接觸的傳 感器。該裝置進(jìn)一步包括與空氣壓差系統(tǒng)聯(lián)接的處理器，其中該處理器配置成給空氣壓差 系統(tǒng)的腔室充氣、并測(cè)量一離地壓力，在所述離地壓力處，傳感器檢測(cè)到用戶身體與所述表 面之間的物理接觸被分開。本文描述了用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的更多方法，其用于預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系 統(tǒng)壓力之間的關(guān)系。所述方法包括使用氣體對(duì)空氣壓差系統(tǒng)中的腔室進(jìn)行加壓，該腔室包 圍用戶身體的至少一部分。所述方法包括使用進(jìn)入和/或離開腔室的氣體的流速來確定腔 室中的壓力。例如，用來控制離開腔室的氣體流速的排氣閥的閥位置和開度尺寸可用來確 定腔室中的壓力。在一些變型中，將氣體抽吸到腔室中的鼓風(fēng)機(jī)所使用的功率(電壓和/ 或電流)可用來確定腔室中的壓力。描述了用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的另外的方法，其用于預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系統(tǒng) 壓力之間關(guān)系。這些方法包括通過測(cè)量將用戶身體支撐在腔室內(nèi)的健身機(jī)的電機(jī)的起動(dòng)功 率(電壓和/或電流)而測(cè)量用戶的有效體重，該用戶的用戶身體的至少一部分被空氣壓 差系統(tǒng)的腔室包圍。所述方法包括將用戶的有效體重與腔室壓力相關(guān)聯(lián)。在一些變型中， 可使用進(jìn)入和/或離開腔室的氣體的流速來確定腔室壓力。


結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí) 施例，并且連同詳細(xì)說明一起以示例而不是限制的方式來解釋本發(fā)明的原理和實(shí)施方案。在附圖中圖1的框圖示意性地示出按照一個(gè)實(shí)施例的可用于鍛煉的空氣壓差系統(tǒng)的一個(gè) 實(shí)例。圖2的框圖示意性地示出按照另一實(shí)施例可用于鍛煉的空氣壓差系統(tǒng)的另一實(shí) 例。圖3的流程圖示意性地示出用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)(例如，如圖1或2所示的空 氣壓差系統(tǒng))的方法的實(shí)例。圖4的流程圖示意性地示出用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)(例如，如圖1或2所示的空 氣壓差系統(tǒng))的方法的另一實(shí)例。圖5的流程圖示意性地示出用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)(例如，如圖1或2所示的空 氣壓差系統(tǒng))的方法的再另一實(shí)例。圖6的流程圖示意性地示出用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)(例如，如圖1或2所示的空 氣壓差系統(tǒng))的方法的又一實(shí)例。圖7的流程圖示意性地示出用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)(例如，如圖1或2所示的空 氣壓差系統(tǒng))的方法的另一實(shí)例。圖8的流程圖示意性地示出用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)(例如，如圖1或2所示的空 氣壓差系統(tǒng))的方法的另一實(shí)例。
圖9提供了空氣壓差系統(tǒng)的實(shí)例的圖示。圖10提供了空氣壓差系統(tǒng)的另一實(shí)例的圖示。
具體實(shí)施例方式本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，以下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述只是說明性的而不是想要以 任何方式進(jìn)行限制。受益于本公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地想到本發(fā)明的其它實(shí) 施例?，F(xiàn)將詳細(xì)參考如附圖所示的本發(fā)明的實(shí)施方案。所有附圖以及以下詳細(xì)描述中將使 用相同的參考標(biāo)記來指代相同或相似的零件。除非以其它方式明確地或通過上下文清楚地 指出，單數(shù)的所指對(duì)象如“一”、“一個(gè)”和“該”意味著也包含復(fù)數(shù)的對(duì)象。為了清楚的目的，并未示出和描述文中所述實(shí)施方案的所有常規(guī)特征。當(dāng)然，應(yīng)該 理解的是，在任何此類實(shí)際實(shí)施方案的開發(fā)中，必須作出許多針對(duì)實(shí)施方案的決定以實(shí)現(xiàn) 開發(fā)人員的特定目標(biāo)，例如遵照與應(yīng)用和商業(yè)相關(guān)的約束，并且這些特定目標(biāo)將因?qū)嵤┓?案而異和因開發(fā)人員而異。在本文所述的任何變型中，可使用任何合適類型的本文所述、目前公知或以后發(fā) 明的操作系統(tǒng)(OS)、計(jì)算平臺(tái)、固件、計(jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)語言和/或通用機(jī)器實(shí)現(xiàn)任何構(gòu) 件、任何方法步驟和/或任何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。本文所述的方法的變型例如可作為編程程序在處 理電路上運(yùn)行。如果使用，此類處理電路可采用處理器和操作系統(tǒng)的多種組合的形式，或者 可構(gòu)造成單機(jī)設(shè)備。本文所述的方法和程序可實(shí)現(xiàn)為由此類硬件、單獨(dú)的硬件、軟件、單獨(dú) 的軟件或其任何組合執(zhí)行的指令。如果使用，軟件可儲(chǔ)存在可由機(jī)器讀取的程序存儲(chǔ)設(shè)備 上。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，也可使用通用性較低的設(shè)備，諸如硬連線設(shè)備、 包括現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)和復(fù)雜可編程邏輯設(shè)備(CPLD)的現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯設(shè)備 (FPLD)、專用集成電路(ASIC)等，而不脫離本文公開的發(fā)明概念的范圍和精神。在用于使用空氣壓差系統(tǒng)和校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)中的空氣壓力的系統(tǒng)、方法和裝置 的上下文中對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述。在這些方法中，空氣壓差系統(tǒng)包括用于接納并 包圍用戶身體的至少一部分(例如，包括腿部和臀部的用戶下部身體)的腔室。任何本文 所述的用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的方法可包括例如通過使用在校準(zhǔn)程序期間確定的身體重 量與腔室壓力之間關(guān)系進(jìn)行外推和/或內(nèi)插而基于系統(tǒng)壓力預(yù)測(cè)用戶的有效體重。當(dāng)個(gè)體身體的一部分被密封腔室包圍時(shí)，可改變腔室中的壓力以調(diào)節(jié)作用在身體 的被封閉部分上的力，該力又可影響整體地作用在用戶身體上的力。例如，該腔室可被加壓 以減少個(gè)體上的重力。這里，腔室中的壓力可用于使得個(gè)體從正常的重力作用進(jìn)行減重或 卸載。為了控制和/或量化用戶例如在鍛煉或康復(fù)期間受到的力的大小，可對(duì)腔室中的壓 力進(jìn)行校準(zhǔn)。在一些變型中，可相對(duì)于單獨(dú)用戶——例如相對(duì)于單獨(dú)用戶的重量——校準(zhǔn) 腔室。通過精確控制空氣壓差系統(tǒng)的腔室中的壓力，可相應(yīng)精確地控制用戶重量的卸載 量。例如，對(duì)于大多數(shù)個(gè)體而言，本文所述的系統(tǒng)和方法可通過精確到個(gè)體體重的約的 調(diào)節(jié)逐漸地改變用戶的有效體重。在一些實(shí)施例中，用戶密封件采取柔軟或柔性材料、堅(jiān)硬或剛性材料或其 結(jié)合的結(jié)構(gòu)，從而以充分氣密的方式跨接用戶與腔室之間的間隙。美國(guó)專利公報(bào)No. 2007/2007/0181121 和題為 “SYSTEM，METHODS ANDAPPARATUS FOR DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICES'^ “用于空氣壓差設(shè)備的系統(tǒng)、方法和裝置”)(代理卷號(hào)No. 8038. P002) 且與本申請(qǐng)同時(shí)提交的美國(guó)專利申請(qǐng)描述了實(shí)現(xiàn)用戶密封件的結(jié)構(gòu)和方法的各種非限制 性實(shí)例。此外，本文所述的空氣壓差系統(tǒng)和相關(guān)方法可例如動(dòng)態(tài)地(例如，當(dāng)用戶運(yùn)動(dòng)而 不僅是靜止地站立時(shí))或靜態(tài)地(例如，當(dāng)用戶靜止或相對(duì)靜止時(shí))適用于各種不同的情 形中。在一些實(shí)施例中，本文所述的空氣壓差系統(tǒng)可施加一正壓，其中空氣壓差系統(tǒng)的腔室 內(nèi)側(cè)的壓力大于周圍環(huán)境壓力。在其它實(shí)施例中，可對(duì)壓力腔室施加一負(fù)壓，該負(fù)壓低于周 圍環(huán)境的環(huán)境壓力?？赏ㄟ^秤、一個(gè)或多個(gè)稱重傳感器、一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器、和/或一個(gè)或多個(gè)其 它類型的傳感器(其輸出可相對(duì)于負(fù)荷直接或間接地校準(zhǔn)和/或與負(fù)荷直接或間接地關(guān) 聯(lián))來確定用戶身體例如在地平面上施加的重力。在一些變型中可將測(cè)量到的力手動(dòng)輸入 到校準(zhǔn)系統(tǒng)中，或可通過電子裝置(其在一些情形中可通過軟件協(xié)助)自動(dòng)地收集和儲(chǔ)存。用戶可通過在兩個(gè)或多個(gè)(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)處測(cè)量并記錄用戶所受的力或負(fù)荷 與壓力之間的關(guān)系而為個(gè)體創(chuàng)建一壓力與負(fù)荷的關(guān)系曲線。兩個(gè)此類(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn) 確定負(fù)荷與壓力之間的線性關(guān)系。然而，線性關(guān)系可進(jìn)一步精確化/改善，或可通過在多于 兩個(gè)壓力點(diǎn)處測(cè)量并記錄用戶所受的負(fù)荷來確定和精確化非線性關(guān)系。在一些變型中，可 通過擴(kuò)大在其中測(cè)量負(fù)荷的壓力范圍來精確化壓力_負(fù)荷關(guān)系。如果希望，可使用預(yù)設(shè)或預(yù)定的壓力點(diǎn)生成壓力_負(fù)荷曲線。此類預(yù)定的壓力點(diǎn) 可在硬件或軟件中為所有用戶設(shè)定，或可基于某些用戶度量(諸如靜態(tài)重量)通過硬件、 軟件或硬件及軟件的結(jié)合確定。例如，用戶可輸入他在環(huán)境壓力下的體重，因此產(chǎn)生所需 的(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)之一以開始構(gòu)建壓力-負(fù)荷線或曲線。壓力可在壓力腔室內(nèi)離散或 連續(xù)地變化，并且可在一個(gè)或多個(gè)腔室壓力下測(cè)量用戶的重量以收集額外的(多個(gè))負(fù)荷 值，由此建立壓力_負(fù)荷曲線。在一些變型中，可基于各受測(cè)體的測(cè)試數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)和/或調(diào)整 (scale)壓力-負(fù)荷曲線。在美國(guó)專利公報(bào)No. 2007/0181121中描述了校準(zhǔn)系統(tǒng)和相關(guān)方 法的一些非限制性示例——所述校準(zhǔn)系統(tǒng)和相關(guān)方法利用了可在空氣壓差系統(tǒng)的腔室內(nèi) 進(jìn)行連續(xù)的負(fù)荷測(cè)量的秤，通過參引的方式將其全文結(jié)合入本申請(qǐng)中，特別是關(guān)于校準(zhǔn)的 部分。在上文或本文他處所述的任何變型中，壓力-負(fù)荷關(guān)系曲線可用作預(yù)測(cè)算法(例 如以預(yù)測(cè)可使用戶受到一特定力的壓力、或預(yù)測(cè)可使用戶受到一特定程度的卸載——例如 環(huán)境壓力下用戶體重的百分比或相比于環(huán)境壓力下的用戶體重的力偏移量——的壓力)?？諝鈮翰钕到y(tǒng)的實(shí)例在圖1和2中示出。圖1的框圖示意性地示出空氣壓差系統(tǒng) 的一個(gè)實(shí)例。這里，按照一個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)100構(gòu)造成將壓力施加于個(gè)體101的下部身體部 分106。系統(tǒng)100包括腔室102、以及用于調(diào)節(jié)(增加或減小)腔室102內(nèi)的壓力的控制器 103。在一些變型中，控制器103可配置成用于保持腔室102內(nèi)的壓力?？墒褂帽疚乃?、 目前公知或以后開發(fā)的任何合適的控制器或控制器配置來調(diào)節(jié)(增加或減小)腔室內(nèi)的壓 力。如果壓力控制器103配置成保持腔室102內(nèi)的壓力，則在一些變型中可使用負(fù)反饋控 制系統(tǒng)，例如，如美國(guó)專利公報(bào)No. 2007/0181121中所述，通過參引的方式將其全文結(jié)合入 本申請(qǐng)中。
在圖1所示的變型中，腔室102包括用于接納下部身體部分106的孔腔104。雖然 在該特別的實(shí)例中孔腔104是沿豎直軸線定向的，但在其它變型中，可使用其它位置或定 向的孔腔以接納身體部分?？墒褂萌魏魏线m類型的外殼來形成系統(tǒng)100中的腔室102。腔室 102可包括柔軟或柔性外殼或堅(jiān)硬或剛性外殼，或者，外殼包括由柔軟或柔性材料形成的一 個(gè)部分以及由堅(jiān)硬或剛性材料形成的一個(gè)部分。在美國(guó)專利申請(qǐng)No. 2007/0181121和名稱 為 “SYSTEM，METHODS AND APPARATUS FORDIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICES” ( “用于 空氣壓差設(shè)備的系統(tǒng)、方法和裝置”)(代理卷號(hào)No. 8038. P002)并與本申請(qǐng)同時(shí)提交的美 國(guó)專利申請(qǐng)中描述了合適外殼的一些非限制性實(shí)例，通過參引的方式將其全文結(jié)合入本申 請(qǐng)中。在其中腔室102具有柔軟或柔性外殼或者是包括一柔軟或柔性部分以及一堅(jiān)硬 或剛性部分的外殼的變型中，柔軟外殼或外殼的柔軟部分可相應(yīng)地充氣或放氣。在特定變 型中，當(dāng)柔軟外殼或外殼的柔軟部分充氣時(shí)，腔室102可呈大致半球形或半卵形。圖1示出 一個(gè)實(shí)施例，其中腔室102包括球形或卵形的頂部、以及作為腔室102基部108的平直截 面?；?08可將個(gè)體用戶101支承在任何位置，例如站立或坐下，如直立或正坐。應(yīng)當(dāng)認(rèn) 識(shí)到，類似系統(tǒng)可構(gòu)造為使得用戶處于水平位置，例如通過使孔腔104順時(shí)針或逆時(shí)針旋 轉(zhuǎn)約90度。柔軟殼體或柔軟殼體部分可由任何合適的柔性材料——例如織物(紡織物或無紡 織物)、塑料薄片、皮革(天然或合成)等——制成。在一些變型中，柔軟殼體或柔軟殼體部 分可由可為紡織物或無紡織物的充分氣密的織物制成。在一些情形下，殼體中使用的織物 可稍微透氣，但充分氣密以允許在腔室中建立希望的壓力級(jí)別。當(dāng)腔室被放氣時(shí)，柔軟殼體 或殼體部分可允許下部身體部分106位于孔腔104內(nèi)?？浊?04可呈例如橢圓形或圓形并 包括柔性織物或其它類型的柔性材料，以接納個(gè)體下部身體106的各種腰線形狀?？墒褂酶鞣N技術(shù)調(diào)節(jié)柔軟外殼或外殼部分的高度。在一個(gè)實(shí)例中，可使用帶條在 外殼的頂部上向下拉動(dòng)來改變?nèi)彳浲鈿?例如，由織物制成的外殼)的高度。在另一變型 中，孔腔104可包括圍繞個(gè)體101的腰部或軀干的剛性環(huán)(未示出)。腔室102的高度因此 可通過升高或降低剛性環(huán)來調(diào)節(jié)?？稍O(shè)置一個(gè)或多個(gè)桿(未示出)作為系統(tǒng)100的一部分且其可構(gòu)造成包圍柔性外 殼在個(gè)體101的腰部以下的至少一部分。此類桿可構(gòu)造成沿著腔室的兩側(cè)保持外殼的柔性 部分以限制膨脹，從而保持外殼靠近個(gè)體101的軀干，允許舒適的手臂擺動(dòng)。桿可限制柔 性外殼膨脹成不希望的形狀如球形的能力。桿可具有任何合適的構(gòu)造。例如，在一些變型 中，可沿著兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)平行的桿。在其它變型中，可使用一U形桿，其中該U形桿的基部 可定位于用戶前方。類似地，剛性的殼體或部分剛性的殼體可構(gòu)造成通過如鞍形的限定輪 廓形狀避免當(dāng)個(gè)體101運(yùn)動(dòng)(行走或跑動(dòng))時(shí)個(gè)體101手臂接觸剛性殼體或以其它方式受 到剛性殼體的干涉。用于腔室的高度可調(diào)外殼和可變形狀外殼的另外的實(shí)例在美國(guó)專利 申請(qǐng) No. 2007/0181121 和名稱為 “SYSTEM，METHODS AND APPARATUS FOR DIFFERENTIALAIR PRESSURE DEVICES'^ “用于空氣壓差設(shè)備的系統(tǒng)、方法和裝置”)(代理卷號(hào)No. 8038. P002) 并與本申請(qǐng)同時(shí)提交的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述，通過參引的方式將其全文結(jié)合入本申請(qǐng)中。系統(tǒng)100還可包括后側(cè)進(jìn)入通道(未示出)，以便于進(jìn)入和離開腔室102。在一些 變型中，后側(cè)進(jìn)入通道可包括臺(tái)階。在具有柔軟殼體或柔軟殼體部分的腔室102的變型中，如果存在的話，此類后側(cè)進(jìn)入通道可用作在放氣狀態(tài)中支撐柔軟殼體或柔軟殼體部分的裝 置，從而例如使得更容易將密封件110附接至個(gè)體101。在腔室102的殼體(在例如織物殼 體的柔性殼體的情形下)撕破或(在硬殼體的情形下)裂開的情形下，通道還可用作安全 平臺(tái)。通道也可包括一個(gè)或多個(gè)保持桿，用于個(gè)體101握在其上以支撐個(gè)體或防止個(gè)體掉落。對(duì)于具有硬殼體的腔室102的變型，腔室102可包括允許個(gè)體101進(jìn)入和離開腔 室102的門(未示出)或其它類型的開口。例如可使用這樣的門，其中門可擺動(dòng)打開、向下 擺動(dòng)或滑動(dòng)打開。門可由能夠通過拉鏈、卡扣和/或其它類型的閉合件(例如VelcroTM型 鉤圈搭扣閉合件)以充分氣密的方式閉合的織物、塑料、皮革或其它類型的柔性材料構(gòu)成。 在一些變型中，可通過使腔室102的兩個(gè)半部像蛤殼或駕駛艙(cockpit)那樣分開又回到 一起而形成孔腔104。另外，可基于個(gè)體101的高度調(diào)節(jié)硬殼體的高度。在名稱為“SYSTEM，METHODS AND APPARATUS FORDIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICES^ “用于空氣壓差設(shè)備的系統(tǒng)、方法和裝置”)(代理卷號(hào)No. 8038. P002)并與本申 請(qǐng)同時(shí)提交的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述了用于諸如圖1所示的空氣壓差系統(tǒng)中的可調(diào)外殼的 一些變型，通過參弓I的方式將其全文結(jié)合入本申請(qǐng)中。密封件110在個(gè)體用戶101的軀干或腰線處或附近設(shè)置在用戶下部身體106與孔 腔104之間。按照一個(gè)實(shí)施例，密封件110包括多個(gè)位于個(gè)體101的軀干周圍的開口 /漏 洞以冷卻個(gè)體101和/或更好地控制個(gè)體101軀干周圍的壓力分布。例如，通過個(gè)體101 的胃部定位在前方的漏洞由于柔性腰部密封件在壓力下的充氣膨脹而幫助鼓出。此類有意 設(shè)計(jì)的漏洞可通過縫制非氣密織物或其它材料、或通過在腔室102的(柔軟或硬的)殼體 中形成孔而實(shí)現(xiàn)。密封件110可由大致氣密的材料和/或非氣密材料制成。密封件110可 使用裙子、褲子(短褲)或二者的結(jié)合實(shí)現(xiàn)。按照一個(gè)實(shí)施例，密封件110可包括可分離的密封閉合件。可分離的密封閉合件 的非限制性實(shí)例包括拉鏈、卡扣、Velcro 型鉤圈搭扣閉合件、位于(例如通過拉鏈)附接 至殼體的剛性唇緣上的獨(dú)木舟式附件(kayakattachment)、夾具和可變形的環(huán)。在一些變 型中，密封件110可包括用于錨固至個(gè)體下部身體106的裝置和用于附接至孔腔104的裝 置。用于錨固至用戶身體的裝置可包括例如沿用戶大腿的周向延伸以調(diào)節(jié)至接納不同大 腿尺寸的Velcro 型條帶、以及使密封件保持錨固到髖骨的帶。用于錨固至用戶身體的裝 置的其它實(shí)例可包括密封在用戶身體上并由于高摩擦系數(shù)而保持錨固的高摩擦材料。密 封件110可以是可透氣和可洗的。按照另一實(shí)施例，密封件110可向上密封至個(gè)體胸部，并 且在一些變型中，密封件可從用戶的腰部區(qū)域向上延伸至胸部。在一些變型中，密封件110 可包括裙型密封件。在美國(guó)專利公報(bào)No. 2007/0181121和名稱為“SYSTEM，METHODS AND APPARATUS FOR DIFFERENTIAL AIR PRESSUREDEVICES” ( “用于空氣壓差設(shè)備的系統(tǒng)、方法 和裝置”)(代理卷號(hào)No. 8038. P002)并與本申請(qǐng)同時(shí)提交的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述了密封件 的其它非限制性實(shí)例，通過參引的方式將其全文結(jié)合入本申請(qǐng)中?？蛇x的健身器械112可至少部分地容納在腔室102內(nèi)?？墒褂萌魏魏线m的健身器 械，例如跑步機(jī)、固定自行車、劃船機(jī)、踏步機(jī)、橢圓訓(xùn)練機(jī)、平衡板等。健身器械112例如可 為具有可調(diào)節(jié)的高度、坡度和速度的跑步機(jī)?？苫趥€(gè)體用戶101的尺寸調(diào)節(jié)健身器械的 任何參數(shù)。例如，可調(diào)節(jié)健身器械112的高度、在腔室內(nèi)的位置、座椅位置、手柄位置等以與個(gè)體101的尺寸適配。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，所示的跑步機(jī)并非意圖進(jìn)行限 制，并且可使用其它健身器械而不脫離本文公開的發(fā)明概念。在一些變型中，空氣壓差系統(tǒng)包括不帶有健身器械112的可加壓腔室。在這些變 型中，腔室102可不設(shè)置任何健身器械地使用，例如用作改善彈跳能力、平衡或全身運(yùn)動(dòng)的裝置?？墒褂萌魏魏线m類型的控制器103來調(diào)節(jié)腔室102內(nèi)的壓力。如上所述，控制器 103在一些變型中配置成例如在控制器103構(gòu)造為負(fù)反饋控制系統(tǒng)時(shí)維持腔室102中的壓 力。在特定變型中，控制器103包括進(jìn)氣系統(tǒng)114和排氣系統(tǒng)116。在一些情形下，控制器 103可包括壓力傳感器120、處理器122或控制面板118，或以上兩者或多者的任何組合。在圖1所示的變型中，進(jìn)氣系統(tǒng)114包括用于接收氣體(例如空氣)的輸入口 124、 壓力源126 (泵或鼓風(fēng)機(jī))以及輸出口 128。來自壓力源126的氣流可以是未被調(diào)節(jié)的。壓 力源126可打開或關(guān)閉。按照另一實(shí)施例，壓力源126可包括可變風(fēng)扇速度，可調(diào)節(jié)該風(fēng)扇 速度以控制進(jìn)入腔室102的空氣流。壓力源126將氣體從輸入口 124泵送至輸出口 128。在圖1所示的變型中，排氣系統(tǒng)116包括用于從腔室102接收氣體的輸入口 130、 壓力調(diào)節(jié)閥132和通向環(huán)境壓力的輸出口 134。壓力調(diào)節(jié)閥132控制來自腔室102的排氣 流。輸入口 130為腔室102的輸出口。氣體通過輸出口 134離開腔室102。按照另一實(shí)施 例，安全排氣口(未示出)可連接至腔室102，以允許氣體在壓力增加超過限值——如安全 限值——的情形下(例如在緊急或系統(tǒng)故障情形時(shí))離開腔室102。在一些變型中，如圖1所示的空氣壓差系統(tǒng)包括用戶界面系統(tǒng)，其用于允許個(gè)體 101或操作人員通過處理器122與系統(tǒng)100互動(dòng)?？墒褂萌魏魏线m的用戶界面，例如諸如觸 摸屏的觸摸傳感器、手持按鈕、手持控制盒或聲控用戶界面。在特定變型中，控制面板118 包括用戶界面系統(tǒng)。用戶界面和/或控制面板可采用無線構(gòu)型或硬連線方式與處理器122 接口。在一些變型中，個(gè)體101可使用控制面板118上的觸摸屏界面(未示出)，以例如設(shè) 定腔室102內(nèi)的壓力、和/或控制健身器械的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)——例如健身器械112的速 度、坡度、阻力和/或高度?？刂泼姘?18也可由個(gè)體101用于校準(zhǔn)系統(tǒng)，以修改身體重量 和/或輸入期望的系數(shù)或參數(shù)來確定鍛煉強(qiáng)度。例如，用戶可指定他希望以他身體重量的 一定比例的設(shè)定進(jìn)行鍛煉、或以偏離他身體重量一定磅數(shù)的設(shè)定進(jìn)行鍛煉、或以一定心率 或血壓的設(shè)定進(jìn)行鍛煉、或以一定疼痛級(jí)別的設(shè)定進(jìn)行鍛煉。下面更詳細(xì)地描述校準(zhǔn)程序 的非限制性實(shí)例。在一個(gè)實(shí)施例中，將一可選的壓力傳感器120連接至腔室102以測(cè)量腔室102內(nèi) 的壓力與環(huán)境壓力之間的壓差。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，所示的壓力傳感器120并 非意圖進(jìn)行限制，并可使用其它類型的壓力變換器或壓力測(cè)量傳感器而不脫離本文公開的 發(fā)明概念。壓力傳感器120將其測(cè)量結(jié)果傳送至處理器122。如下文所述，系統(tǒng)100無需包 括壓力傳感器來執(zhí)行校準(zhǔn)程序，如以下在方法和系統(tǒng)的一些變型中所述。在一些變型中，控制器103可配置成使用來自壓力傳感器120的輸入來控制壓力 源126和/或壓力調(diào)節(jié)閥132。處理器122可與用戶界面或控制面板118 (如果存在)通信。 處理器122的算法的實(shí)例為處理器122從控制面板118接收輸入。例如，該輸入可包括期望 的腔室102內(nèi)壓力、期望的個(gè)體體重百分比、偏離用戶體重的重量的大小和/或疼痛級(jí)別。 處理器122可配置成使用負(fù)反饋回路、電路或系統(tǒng)操作壓力源126和/或調(diào)節(jié)閥132。在特定變型中，處理器122可通過來自壓力傳感器120的輸入監(jiān)控腔室102內(nèi)的壓力?；趤?自壓力傳感器120的測(cè)量結(jié)果和例如通過控制面板118來自用戶的輸入，處理器122將驅(qū) 動(dòng)信號(hào)輸送至調(diào)節(jié)閥132和/或壓力源126以增加或減少通過腔室102的排氣流量，以便 將腔室102內(nèi)的壓力維持為盡可能接近期望壓力。期望壓力在一些變型中可以是預(yù)設(shè)的， 而在一些變型中可從控制面板118接收或由例如通過控制面板從用戶接收的信息導(dǎo)出。腔 室102內(nèi)的壓力(正壓或負(fù)壓)在個(gè)體101上產(chǎn)生一向上或向下的力，形成較輕或較重的 感覺。在一些變型中，處理器122可與健身器械112通信。處理器122可通過用于健身 器械112的控制面板118接收一個(gè)或多個(gè)輸入?yún)?shù)。例如，健身器械112可包括跑步機(jī)，其 速度和坡度通過處理器122基于感測(cè)到的在腔室102內(nèi)的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。按照一些實(shí)施例，可控制系統(tǒng)100以監(jiān)控和/或保持各種性能參數(shù)，例如以實(shí)現(xiàn)一 恒定的步頻。在一些變型中，處理器122可配置成從一個(gè)或多個(gè)用戶表現(xiàn)參數(shù)傳感器接收 輸入，例如心率、血壓、疼痛級(jí)別、步長(zhǎng)、步調(diào)或步頻、足部沖擊壓力等?？身憫?yīng)一個(gè)或多個(gè)用 戶參數(shù)來調(diào)節(jié)健身器械的該一個(gè)或多個(gè)參數(shù)——例如速度、阻力和/或腔室內(nèi)的壓力。例 如，可將傳感器置于跑步機(jī)上以檢測(cè)用戶足部在跑步機(jī)上的沖擊并與后續(xù)值進(jìn)行比較以測(cè) 量跨步之間的時(shí)間長(zhǎng)度。器械然后可以調(diào)節(jié)壓力、坡度、速度等以保持一定的跨步速度。按照又另一實(shí)施例，系統(tǒng)100可包括聯(lián)接至個(gè)體101的加速度/減速度傳感器，其 感測(cè)用戶是否正在加速或減速。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，存在許多實(shí)現(xiàn)這種傳感器的 方法。處理器122從加速度/減速度傳感器接收測(cè)量結(jié)果，并且可響應(yīng)測(cè)量結(jié)果并結(jié)合腔 室102內(nèi)壓力的增加或降低而輸送信號(hào)以增加或降低跑步機(jī)的速度。處理器122還可包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備(未示出)，諸如儲(chǔ)存可由個(gè)體101或操作人員 通過控制面板118選擇或編程的各種數(shù)據(jù)和/或可運(yùn)行程序的數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備可包 括可用來控制系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)庫(kù)。例如，當(dāng)從一個(gè)或多個(gè)傳感器(包括壓力傳感器、個(gè)體表 現(xiàn)的傳感器、安全傳感器等)接收數(shù)據(jù)時(shí)，處理器122可判定一個(gè)或多個(gè)參數(shù)是否已達(dá)到預(yù) 設(shè)限值或危險(xiǎn)級(jí)別。處理器122然后改變壓力和/或健身器械112的參數(shù)，例如阻力或速 度——如跑步機(jī)的速度。例如，教練可為個(gè)體101設(shè)定最大速度、心率、阻力、步調(diào)、血壓或 疼痛參數(shù)。處理器122將確保參數(shù)不會(huì)被超過。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備還可用來儲(chǔ)存用于不同方案 的歷史表現(xiàn)數(shù)據(jù)和個(gè)人記錄，且系統(tǒng)100可允許個(gè)體101以過去的表現(xiàn)數(shù)據(jù)或個(gè)人記錄為 參考來跑步。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備還可包括各種基于控制面板118選擇的訓(xùn)練程序。處理器122然后 可基于一個(gè)變量、變量的組合或者所有變量將活動(dòng)級(jí)別限制在對(duì)個(gè)體101無害的范圍中。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備還可記下并記錄個(gè)體101的表現(xiàn)和活動(dòng)，并儲(chǔ)存所有的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，從而使得 個(gè)體101、教練、治療專家等不需要為每一次使用空氣壓差系統(tǒng)都執(zhí)行校準(zhǔn)程序。圖2的框圖示意性地示出按照另一實(shí)施例用于向個(gè)體101的下部身體部分106施 加壓力的系統(tǒng)200。該系統(tǒng)200包括腔室102和用于調(diào)節(jié)(增加或減小)腔室102內(nèi)壓力 的控制器202。在一些變型中，控制器202可配置成保持腔室102內(nèi)的壓力?？刂破?02的 一個(gè)實(shí)例為負(fù)反饋控制系統(tǒng)。用于調(diào)節(jié)(以及在一些變型中保持)腔室102內(nèi)壓力的控制器202包括進(jìn)氣系統(tǒng) 204。在一些變型中，控制器包括諸如如圖1所示的用戶界面。在特定變型中，用戶界面可
12作為控制面板118的一部分而被包括在內(nèi)。在一些變型中，控制器202包括壓力傳感器120 和處理器206。在圖2所示的變型中，進(jìn)氣系統(tǒng)204包括用于接收氣體(例如空氣)的輸入口 208、 受調(diào)節(jié)的壓力源210以及輸出口 212。受調(diào)節(jié)的壓力源210將氣體從輸入口 208泵送至輸 出口 212。輸出口 212也是腔室102的輸入口。通過輸出口 212將氣體泵送入和泵送出腔 室102。通過受調(diào)節(jié)的壓力源210調(diào)節(jié)空氣流。受調(diào)節(jié)的壓力源210包括可調(diào)排氣閥，其用 于控制通過輸出口 212的氣流速度。按照一些變型，受調(diào)節(jié)的壓力源可包括具有可調(diào)風(fēng)扇 葉片尺寸或風(fēng)扇速度的泵?？赏ㄟ^改變風(fēng)扇速度或風(fēng)扇葉片尺寸調(diào)節(jié)氣流速度。安全排氣 口(未示出)可連接至腔室102以允許氣體在達(dá)到預(yù)設(shè)限值的情形下(例如在緊急或系統(tǒng) 故障的情形下)離開腔室102。處理器206與控制面板118 (如果存在)和壓力傳感器120通信以控制受調(diào)節(jié)的 壓力源210。處理器122的算法的實(shí)例為處理器206例如通過控制面板118從用戶接收輸 入。例如，該輸入可包括腔室102內(nèi)的期望壓力、個(gè)體的體重、確定個(gè)體在鍛煉期間希望設(shè) 定的體重百分比的因素、用戶希望使用的重量偏離量(用戶重量相比于在環(huán)境壓力下的重 量的偏離)、疼痛限值、心率和/或血壓等。在圖2所示的變型中，處理器206可使用負(fù)壓反 饋回路、電路或系統(tǒng)操作受調(diào)節(jié)的壓力源210。處理器206通過壓力傳感器120監(jiān)控腔室 102內(nèi)的壓力。基于來自壓力傳感器120的測(cè)量結(jié)果和(例如通過控制面板118)來自用戶 的輸入，處理器122將驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸送至受調(diào)節(jié)的壓力源210以增加或減小通過腔室102的 氣流，以便將腔室102內(nèi)的壓力維持為盡可能地接近例如通過控制面板118從用戶接收的 期望壓力。腔室102內(nèi)的壓力(正壓或負(fù)壓)在個(gè)體101上產(chǎn)生向上或向下的力，產(chǎn)生較 輕或較重的感覺。在一些變型中，處理器206可與至少部分容置在腔室102內(nèi)的健身器械112通信。 可使用任何合適的健身器械112，例如如以上結(jié)合圖1所述。在一些變型中，不使用健身器 械。處理器206可例如通過控制面板118從用戶接收用于健身器械112的一個(gè)或多個(gè)輸入 參數(shù)(例如，速度、阻力、步調(diào)、坡度、訓(xùn)練算法等)。例如，健身器械112可包括跑步機(jī)，其速 度和坡度由處理器206基于感測(cè)到的腔室102內(nèi)的壓力來調(diào)節(jié)。處理器206還可包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備(未示出)，諸如儲(chǔ)存可由個(gè)體101或操作人員 通過控制面板118選擇或編程的各種數(shù)據(jù)和/或可運(yùn)行程序的數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備可包 括可用來控制系統(tǒng)200的數(shù)據(jù)庫(kù)。例如，當(dāng)從所有傳感器接收數(shù)據(jù)時(shí)，處理器206可判定一 個(gè)或多個(gè)參數(shù)是否已達(dá)到預(yù)設(shè)限值或危險(xiǎn)級(jí)別。處理器206然后改變壓力和/或健身器械 112的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，例如跑步機(jī)的速度。例如，教練或身體治療專家可為個(gè)體101設(shè)定 最大速度參數(shù)。處理器206可限制該速度使得其不會(huì)被超過。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備可用來儲(chǔ)存用 于不同方案的歷史表現(xiàn)數(shù)據(jù)和/或個(gè)人記錄，且系統(tǒng)200可允許個(gè)體101以過去的表現(xiàn)數(shù) 據(jù)或個(gè)人記錄為參考來鍛煉。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備還可包括各種基于控制面板118選擇的訓(xùn)練程序。處理器206在一 些變型中可基于一個(gè)或多個(gè)變量——例如基于所有變量——將個(gè)體的一個(gè)或多個(gè)活動(dòng)級(jí) 別限制在無害級(jí)別。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備還可記下并記錄個(gè)體101的表現(xiàn)和活動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，用于校準(zhǔn)例如如圖1或2所示的空氣壓差系統(tǒng)的方法包括調(diào) 節(jié)腔室中的壓力、直到用戶所受的力達(dá)到目標(biāo)力值為止；以及測(cè)量達(dá)到該目標(biāo)力值處的壓力以獲得第一(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中該力值為目標(biāo)力值并且該壓力為當(dāng)達(dá)到目標(biāo)力值時(shí) 測(cè)定的腔室壓力。在一些變型中，上述方法可包括使用第一(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)來確定(例 如，通過外推和/或內(nèi)插)用戶所承受的體重力與腔室壓力之間的關(guān)系。此類程序變型的 實(shí)例在圖3中示出。圖3所示的程序變型無需在腔室內(nèi)放置可連續(xù)進(jìn)行負(fù)荷測(cè)量的秤或其它設(shè)備以 便能夠測(cè)量隨壓力變化的用戶重量。相反地，可在腔室內(nèi)感測(cè)諸如用戶體重的力，并可確定 該力在達(dá)到預(yù)設(shè)的力級(jí)別時(shí)的壓力。例如，系統(tǒng)可包括用戶在其上施加體重力的平臺(tái)或表 面?？蓽y(cè)量當(dāng)用戶體重達(dá)到目標(biāo)力值(即，在一些變型中可預(yù)先確定的已知重量)時(shí)的壓 力，以生成第一(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中力為所述目標(biāo)力值、而壓力為在目標(biāo)力值處測(cè)得的 腔室壓差。可通過任何合適的機(jī)構(gòu)或設(shè)置——例如通過使用簡(jiǎn)單的天平或平衡重構(gòu)型—— 來完成作用在用戶上的力與目標(biāo)力值或已知重量之間的比較。第一(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)然 后可結(jié)合至少另一個(gè)(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)使用，以生成系統(tǒng)的壓力-負(fù)荷曲線。在一些變型 中，用戶在環(huán)境壓力下的體重可用作為額外的(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)之一。可通過當(dāng)用戶在 壓力腔室中的體重達(dá)到一個(gè)或多個(gè)其它目標(biāo)力值時(shí)測(cè)量一個(gè)或多個(gè)額外壓力來獲得一個(gè) 或多個(gè)額外的(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)。在一些變型中，例如可針對(duì)空氣壓差系統(tǒng)的所有用戶 預(yù)設(shè)校準(zhǔn)程序中所使用的目標(biāo)力值中的至少一個(gè)。在其它變型中，可通過系統(tǒng)為特定個(gè)體 確定或選擇一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)力值。例如，系統(tǒng)可基于一來自用戶的、指示較高正常體重的輸 入選擇一較大的目標(biāo)力值，并基于一來自用戶的、指示較低正常體重的輸入選擇一較小的 目標(biāo)力值。如此采集的(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)可用來生成壓力-負(fù)荷曲線。在一些變型中， 可基于各受測(cè)體的測(cè)試數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)和/或調(diào)整壓力_負(fù)荷曲線。例如，可通過在壓力腔室中 配備有秤或負(fù)荷傳感器的空氣壓差系統(tǒng)以及聯(lián)接至腔室的壓力傳感器獲得針對(duì)一組受測(cè) 體的壓力-負(fù)荷數(shù)據(jù)點(diǎn)。現(xiàn)參照?qǐng)D3，此類校準(zhǔn)程序如此地開始處理邏輯調(diào)節(jié)繞用戶身體的至少一部分 密封的壓力腔室中的壓力，直到達(dá)到一初始力或負(fù)荷目標(biāo)值，并測(cè)量當(dāng)達(dá)到該力或負(fù)荷目 標(biāo)值時(shí)的壓力(或可與壓力相關(guān)的參數(shù)，諸如排氣閥位置或壓力源所消耗的功率，如文中 所述)(程序框302)。該程序可由處理邏輯執(zhí)行，該邏輯可包括硬件(電路、專用邏輯等)、 軟件(諸如在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?qū)Ｓ闷餍瞪线\(yùn)行的軟件)或硬件及軟件二者的結(jié)合。在一 些變型中，處理邏輯位于圖1的處理器122或圖2的處理器208中。系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)的 力或負(fù)荷可為施加在系統(tǒng)的表面或其它感測(cè)位置上的力。力施加在其上的表面可相對(duì)于系 統(tǒng)處于任何定向上。在一些變型中，可通過位于系統(tǒng)基部的表面上的用戶的體重獲得用戶所受的力的 測(cè)量結(jié)果。在一些變型中，從上表面——如吊掛的負(fù)荷測(cè)量設(shè)備——獲得力的測(cè)量結(jié)果。例 如，圖9提供了包括吊掛負(fù)荷測(cè)量設(shè)備901的空氣壓差系統(tǒng)900的一個(gè)變型的圖示。這里， 設(shè)備901包括附接至用戶904的一個(gè)或多個(gè)力傳感器902 (例如，一個(gè)或多個(gè)彈簧、拉力計(jì) 等)，該用戶身體的至少一部分被封閉在空氣壓差系統(tǒng)900的腔室906中。P1 (腔室內(nèi)的壓 力)與P2(腔室外的壓力)之間的差值改變用戶904所受到的力?？稍黾忧皇?06內(nèi)的壓 力P1，直到用戶所受到的力達(dá)到目標(biāo)力F1為止，如通過一個(gè)或多個(gè)傳感器902所感測(cè)的。如 上所述，初始負(fù)荷值可為在環(huán)境壓力下測(cè)得和輸入系統(tǒng)中的用戶全重。數(shù)據(jù)的輸入可由用 戶完成，或當(dāng)腔室中不存在壓差(即，為環(huán)境壓力)時(shí)由系統(tǒng)測(cè)得。
然后設(shè)定第二目標(biāo)力值并在感測(cè)到的力(例如，用戶的體重)達(dá)到目標(biāo)力值時(shí)記 錄相應(yīng)的系統(tǒng)壓力(或可與壓力相關(guān)的參數(shù)，諸如排氣閥位置或壓力源所消耗的功率，如 文中所述)(程序框304)。步驟304可按需要重復(fù)多次。在一些變型中，可在硬件和/或軟 件中設(shè)定針對(duì)所有用戶的(多個(gè))目標(biāo)力值。在特定變型中，基于用戶度量(諸如在環(huán)境 壓力下的靜態(tài)全重)通過硬件、軟件或硬件和軟件的結(jié)合確定預(yù)定的目標(biāo)力值。例如，力目 標(biāo)可基于在環(huán)境壓力下的用戶靜態(tài)重量百分比而建立。在一些變型中，通過處理邏輯改變 圖1或圖2的系統(tǒng)中的壓力，直到用戶身體在系統(tǒng)表面上施加的力/負(fù)荷有效地等于、剛好 大于或剛好小于預(yù)設(shè)力值為止。然后可使用兩個(gè)或多個(gè)(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算相互關(guān)系(程序框306) (S卩，生 成負(fù)荷-壓力曲線)。在一些變型中，壓力_負(fù)荷曲線可基于各受測(cè)體的測(cè)試數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)和/ 或調(diào)整。在一些實(shí)施例中，相互關(guān)系允許系統(tǒng)建立一預(yù)測(cè)的壓力-負(fù)荷關(guān)系曲線，以通過調(diào) 節(jié)腔室中的壓力來調(diào)節(jié)用戶在腔室中的有效體重。在一些變型中，處理邏輯返回程序框302以重復(fù)感測(cè)和校準(zhǔn)程序300。在一些變型 中，處理邏輯可在完成程序框304后返回程序框302，以在計(jì)算壓力和體重的相互關(guān)系(程 序框306)之前采集更多的(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)?？蛇x地，可針對(duì)若干其它目標(biāo)力值重復(fù) 校準(zhǔn)程序，以形成額外的壓力值——例如壓力值的較寬或較窄的范圍，或形成力與壓力之 間更為精確的相互關(guān)系。例如，在特定情形中，由于系統(tǒng)在較低體重下的非線性，可能希望 多個(gè)(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)。由于力被用作控制變量、而壓力被調(diào)節(jié)到使得測(cè)得的力與目標(biāo)力值一致，所以圖3 的程序可推廣至其中目標(biāo)負(fù)荷值(其可以是預(yù)設(shè)的)通過彈簧、可變形彈性材料或如本文 所述、本領(lǐng)域中公知或以后開發(fā)的其它公知的力作用方案測(cè)量的系統(tǒng)和方法。如前文所述，調(diào)節(jié)壓力直到感測(cè)到的力達(dá)到一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)力值并測(cè)量與該一個(gè) 或多個(gè)目標(biāo)力值相關(guān)的壓力(或可與壓力相關(guān)的參數(shù)，諸如排氣閥位置或壓力源所消耗的 功率，如文中所述)的系統(tǒng)和方法的變型在特定情形中可以是有利的。例如，此類系統(tǒng)和方 法可使用一無需量化力的力感測(cè)裝置，例如，其可以不必讀取連續(xù)的力值。相反，此類系統(tǒng) 僅需要可以例如通過天平、彈簧、平衡重、彈性體等相對(duì)于目標(biāo)力值來進(jìn)行力的測(cè)量。結(jié)果 可為這樣一種系統(tǒng)其電氣和/或機(jī)械復(fù)雜性減少，從而增加了系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)減少了 系統(tǒng)成本。圖4是示意性地示出用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)(例如，如圖1或2所示的系統(tǒng))的 方法的另一實(shí)例的流程圖400。該程序可由處理邏輯執(zhí)行，該邏輯可包括硬件(電路、專用 邏輯等)、軟件(諸如在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?qū)Ｓ闷餍瞪线\(yùn)行的軟件)或硬件及軟件二者的結(jié) 合。在一些實(shí)施例中，處理邏輯位于圖1的處理器122或圖2的處理器208中。參照?qǐng)D4，程序如此地開始用戶在隨后用來感測(cè)或測(cè)量負(fù)荷的彈簧或柔性表面 上施加一力/負(fù)荷(程序框402)。柔性表面或彈簧可用來感測(cè)或測(cè)量在環(huán)境壓力或系統(tǒng)壓 力下的力/負(fù)荷。在一個(gè)實(shí)施例中，在板變形時(shí)測(cè)量力，該板例如可包括兩個(gè)平臺(tái)，其中平 臺(tái)由彈簧或類似于彈簧的材料分開。其中測(cè)量變形量以指示所施加的用戶負(fù)荷或與所施加的用戶負(fù)荷相關(guān)聯(lián)的任何 系統(tǒng)或方法應(yīng)當(dāng)被視為落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一些變型中，當(dāng)彈簧變形時(shí)(例如，當(dāng)用戶 例如通過站在平臺(tái)上而在彈簧上施加力時(shí))，可測(cè)量彈簧的變形量并且將其與所施加的用戶負(fù)荷相關(guān)聯(lián)。在一些變形中，可沿彈簧的變形軸線放置一個(gè)或多個(gè)傳感器——例如一個(gè) 或多個(gè)電容計(jì)或電容傳感器——以獲得變形量的測(cè)量結(jié)果，然后可通過已知的彈簧柔度和 傳感器的輸出(如指示兩個(gè)板之間的距離的電容)與力相關(guān)聯(lián)。可使用任何合適類型的用 以感測(cè)變形量的傳感器，例如，位移傳感器、光學(xué)傳感器或霍爾效應(yīng)磁性傳感器。應(yīng)當(dāng)注意的是，在圖4所述和所示的方法變型中，可通過合適的傳感器以連續(xù)的 方式定量地測(cè)量變形量，或可相對(duì)于一參考值地感測(cè)或測(cè)量變形量；例如，彈簧可被預(yù)設(shè)成 卸載一已知的力值，并且當(dāng)實(shí)現(xiàn)力的這種減少程度時(shí)開關(guān)(例如，二進(jìn)制開關(guān))可提醒處理 器。在一些變型中，可從一定大小的變形量知道一定的加載程度，因?yàn)閭鞲衅骺赏ㄟ^傳感器 與其聯(lián)接的彈簧或板的柔度預(yù)設(shè)為相關(guān)聯(lián)的已知負(fù)荷值。在另一實(shí)例中，可設(shè)定兩個(gè)開關(guān)， 并且壓力可變化到第一開關(guān)被觸發(fā)為止，并且可調(diào)節(jié)壓力直到另一開關(guān)被觸發(fā)為止。通過 知道觸發(fā)每個(gè)開關(guān)所需的力的差和每個(gè)開關(guān)被觸發(fā)時(shí)的壓力，可獲得合適的壓力-負(fù)荷曲 線或相互關(guān)系。在特定變型中，系統(tǒng)可包含多個(gè)此類觸發(fā)開關(guān)。在一些變型中，在環(huán)境壓力/全重時(shí)獲得的(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶或系統(tǒng) 輸入，并結(jié)合另一(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)——其通過測(cè)量用戶的板或彈簧在單一壓力下在腔 室中的變形量而獲得——以用來構(gòu)建一簡(jiǎn)單的線性壓力-負(fù)荷關(guān)系。在一些變型中，可使 用多個(gè)傳感器來測(cè)量板、彈簧或柔性表面的變形量，并且記錄來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)以更 精確地構(gòu)建力/負(fù)荷與壓力的關(guān)系曲線。在獲得第一數(shù)據(jù)點(diǎn)后，腔室中的壓力可變化至達(dá)到目標(biāo)力值(程序框404)。在該 特別的變型中，目標(biāo)力值的形式為基于系統(tǒng)柔度的已知變形量。一旦實(shí)現(xiàn)目標(biāo)變形量，就 測(cè)量壓力值(或可與壓力相聯(lián)系的值，諸如排氣閥設(shè)置或壓力源所消耗的功率，如文中所 述)。在一些變型中可多次重復(fù)該程序以獲得多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。程序的重復(fù)可在程序框404之 后進(jìn)行，如圖4中使用虛線所示，或在程序框406后進(jìn)行。建立通過變形量測(cè)量的體重力與腔室壓力之間的相互關(guān)系(程序框406)。在一個(gè) 實(shí)施例中，相互關(guān)系允許系統(tǒng)形成一預(yù)測(cè)性的壓力-負(fù)荷曲線，以通過調(diào)節(jié)腔室中的壓力 來調(diào)節(jié)用戶在腔室中的有效體重。在特定變型中，可在多個(gè)壓力處獲得板或彈簧或其它柔 性表面的多個(gè)變形量測(cè)量結(jié)果，以生成多個(gè)(負(fù)荷，壓力)數(shù)據(jù)點(diǎn)，其又可導(dǎo)致更精確的線 性或非線性的壓力_負(fù)荷曲線。在一些變型中，可基于各受測(cè)體的測(cè)試數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)和/或調(diào) 整壓力-負(fù)荷曲線。圖5是示意性地示出用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)(例如，如圖1或2所示的系統(tǒng))的 方法的另一實(shí)例的流程圖500。該程序可由處理邏輯執(zhí)行，該邏輯可包括硬件(電路、專用 邏輯等)、軟件(諸如在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?qū)Ｓ闷餍瞪线\(yùn)行的軟件)或二者的結(jié)合。在一個(gè) 實(shí)施例中，處理邏輯位于圖1的處理器122或圖2的處理器206中。參照?qǐng)D5，程序如此地開始處理邏輯接收指示系統(tǒng)處于零壓差(環(huán)境壓力)的數(shù) 據(jù)(程序框502)。在一個(gè)實(shí)施例中，例如可通過控制面板118、秤和/或與系統(tǒng)聯(lián)接的開關(guān) (例如，當(dāng)重量在開關(guān)上向下迫壓時(shí)能以期望精度進(jìn)行檢測(cè)的壓敏開關(guān))從用戶接收該數(shù) 據(jù)，或如果系統(tǒng)的壓力源關(guān)閉并因此知道系統(tǒng)中沒有作用壓力等。然后可在系統(tǒng)中調(diào)節(jié)壓力直到秤或開關(guān)上未檢測(cè)到用戶體重為止(程序框504)。 在一個(gè)實(shí)施例中，腔室中的離地壓力對(duì)應(yīng)于用戶與測(cè)量表面完全分開時(shí)的壓力，或用戶在 測(cè)量表面上施加足夠低的力，以使得當(dāng)假設(shè)該壓力測(cè)量值對(duì)應(yīng)于有效零用戶重量時(shí)可獲得合理的精度。任何合適的傳感器或傳感器類型(如光學(xué)傳感器、霍爾效應(yīng)磁性傳感器、阻力 傳感器、電容傳感器等)可用來檢測(cè)用戶何時(shí)在測(cè)量表面——如重量傳感器、位移傳感器或 其它類型的傳感器——上不施加可檢測(cè)到的力，以檢測(cè)用戶與系統(tǒng)表面之間的分離。在另 一實(shí)施例中，例如通過控制面板或手持式用戶控制接口從用戶接收數(shù)據(jù)，以發(fā)送信號(hào)提醒 處理邏輯用戶已離開該表面(例如，用戶按壓按鈕以停止壓力增加)。然后建立壓力與力(其可表達(dá)為用戶體重的百分比)之間的相互關(guān)系(程序框 506)。如結(jié)合文中所述的其它實(shí)施例所述，相互關(guān)系允許系統(tǒng)建立一預(yù)測(cè)性的壓力_負(fù)荷 曲線，以通過調(diào)節(jié)腔室中的壓力來調(diào)節(jié)用戶在腔室中的有效體重?？杉僭O(shè)該曲線為具有兩 個(gè)(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)的直線——其中這兩個(gè)(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)用作壓力和負(fù)荷的截 止點(diǎn)，或可假設(shè)該曲線具有非線性關(guān)系。在一些變型中，可基于各受測(cè)體的測(cè)試數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)和 /或調(diào)整壓力-負(fù)荷曲線。如參照?qǐng)D5所述，所使用的第一(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)可為零壓差和在環(huán)境壓力下 測(cè)得的100%有效體重，而第二(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)可為感測(cè)到0%有效體重值時(shí)的全壓 測(cè)量結(jié)果。可給處理邏輯提供至少兩個(gè)(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)以構(gòu)建壓力-負(fù)荷關(guān)系(例如， 在提供兩個(gè)壓力_負(fù)荷數(shù)據(jù)點(diǎn)的情況下為直線)。邏輯然后可例如相對(duì)于環(huán)境壓力下的用 戶體重校準(zhǔn)系統(tǒng)，諸如環(huán)境壓力體重的百分比，或相對(duì)于環(huán)境壓力用戶體重的偏量。例如， 用戶可輸入他的體重以估算絕對(duì)有效體重而不僅僅是有效百分比體重，并且系統(tǒng)可以絕對(duì) 重量為單位操作，而不僅是以相對(duì)體重(例如百分比體重)為單位。圖6是示意性地示出用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)(例如，如圖1或2所示的系統(tǒng))的 方法的另一實(shí)例的流程圖600。該程序可由處理邏輯執(zhí)行，該邏輯可包括硬件(電路、專用 邏輯等)、軟件(諸如在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?qū)Ｓ脵C(jī)器上運(yùn)行的軟件)或二者的結(jié)合。在一個(gè) 實(shí)施例中，處理邏輯位于圖1的處理器122或圖2的處理器206中。參照?qǐng)D6，程序如此地開始處理邏輯接收指示在環(huán)境壓力下的用戶體重的數(shù)據(jù) (程序框602)。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)用戶踏在與處理邏輯聯(lián)接的秤上時(shí)從控制面板等接收 重量。在另一實(shí)施例中，重量作為在零系統(tǒng)壓力時(shí)的已知體重簡(jiǎn)單地由用戶輸入。在另一 實(shí)施例中，程序從步驟604開始，并且需要至少重復(fù)一次程序框604和606以采集形成用于 用戶的壓力-所加負(fù)荷曲線所需的至少兩個(gè)(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)。相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)已知重量的物體測(cè)量用戶施加在系統(tǒng)表面上的力(程序框 604)。處理邏輯然后調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力直到用戶所施加的力等于該已知重量為止(程序框 606)。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)壓力直到用戶所施加的力在某一合理的誤差范圍內(nèi)等于該物 體的已知重量。處理邏輯可選地多次重復(fù)程序框604和606。在圖6所示的實(shí)施例中，通過稱量系統(tǒng)的形式實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。此類稱量系統(tǒng)的實(shí)例可 為用戶站在其上的梁，該梁在一位于用戶與已知重量物體之間的點(diǎn)處樞轉(zhuǎn)。然后卸載用戶 (例如，調(diào)節(jié)壓力)直到用戶與該物體施加的力或扭矩抵消。此時(shí)，通過考慮樞轉(zhuǎn)點(diǎn)的相對(duì) 距離與梁的質(zhì)量，知道用戶與所稱量物體的重量比率。稱量系統(tǒng)的實(shí)例在圖10中示出。這 里，空氣壓差系統(tǒng)1000包括腔室1002，用戶1004的身體的至少一部分被腔室1002包圍。 空氣壓差系統(tǒng)1000包括稱量系統(tǒng)1010。稱量系統(tǒng)1010包括支撐用戶1004的平臺(tái)1012。 平臺(tái)1012聯(lián)接至梁1016的一端1014。具有已知彈簧系數(shù)ks的彈簧1024將梁1016的與
17端部1014(其支撐用戶)相對(duì)的一端1020連接至地面或其它基準(zhǔn)點(diǎn)。梁1016在樞轉(zhuǎn)點(diǎn) 1022處平衡于樞轉(zhuǎn)體1018上。將一個(gè)或多個(gè)傳感器1026放置在梁1016上。(多個(gè))傳 感器1026可為任何合適類型的傳感器(例如，傾斜度傳感器、扭矩傳感器等)。當(dāng)用戶在梁 1016的端部1014上施加力時(shí)，梁在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)1022樞轉(zhuǎn)，致使彈簧1024壓縮或伸長(zhǎng)?？烧{(diào)節(jié) 腔室1002中的壓力P1，直到用戶施加在梁1016上的力使得梁抵消由彈簧1024產(chǎn)生的力。 在特定變型中，可改變彈簧1024的彈簧常數(shù)ks，可改變梁1016的長(zhǎng)度，以及可改變樞轉(zhuǎn)點(diǎn) 1022沿梁1016的位置。可使用具有已知重量的多個(gè)物體測(cè)量用戶的重量，并結(jié)合所儲(chǔ)存的 相關(guān)壓力值，以建立用于該個(gè)體的壓力-負(fù)荷曲線。此外，如文中所述，用戶也可輸入其在 零系統(tǒng)壓力時(shí)的正常體重，作為形成預(yù)測(cè)曲線時(shí)所使用的一個(gè)有效(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)。在一些變型中，可通過用戶與壓力相關(guān)的疼痛級(jí)別校準(zhǔn)例如如圖1或圖2所示的 空氣壓差系統(tǒng)。代替與壓力相關(guān)地校準(zhǔn)有效體重地、或除與壓力相關(guān)地校準(zhǔn)有效體重之外 還執(zhí)行此類利用疼痛的校準(zhǔn)。圖7是示意性地示出用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的方法的實(shí)例的 流程圖700，該方法利用用戶與壓力相關(guān)的疼痛級(jí)別。該程序可由處理邏輯執(zhí)行，該邏輯可 包括硬件(電路、專用邏輯等)、軟件(諸如在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?qū)Ｓ闷餍瞪线\(yùn)行的軟件) 或二者的結(jié)合。在一個(gè)實(shí)施例中，處理邏輯位于圖1的處理器122或圖2的處理器206中。參照?qǐng)D7，程序如此地開始處理邏輯調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力(程序框702)。在一個(gè)實(shí)施例 中，將袋的系統(tǒng)壓力增加至一預(yù)定的初始或閾值級(jí)別，然后如下所述地根據(jù)用戶疼痛進(jìn)行 調(diào)節(jié)。在另一實(shí)施例中，從零系統(tǒng)壓力而不是從預(yù)定的初始或閾值級(jí)別開始增加系統(tǒng)壓力。接收指示用戶的當(dāng)前疼痛級(jí)別的數(shù)據(jù)(程序框704)。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)袋中的 壓力增加時(shí)，用戶可輸入他們感覺到的疼痛度。響應(yīng)系統(tǒng)提供的提示(例如，通過按壓數(shù)字 鍵盤上的數(shù)字、語音或任何類型的觸摸傳感器，或使用任何其它已知的用戶輸入方法)，用 戶可回答問題、轉(zhuǎn)動(dòng)控制面板118上的儀表盤、按壓控制面板118的按鈕，以確定疼痛的閾 值或級(jí)別(例如，用戶可選擇一按鈕以指示在疼痛量表上的級(jí)別，該疼痛量表例如可為從0 至10的疼痛量表，其中0指示無痛、10指示無法忍受的疼痛)。在一個(gè)實(shí)施例中，可靜態(tài)地 或動(dòng)態(tài)地——即意味著用戶可靜止地站立或運(yùn)動(dòng)——進(jìn)行這種疼痛測(cè)量?？芍貜?fù)程序700 中的步驟702和704，直到確定疼痛量表上指示的疼痛級(jí)別和/或最大疼痛閾值適合用戶為 止。如果過于疼痛，則可通過任何來自用戶的信號(hào)暫停該程序。然后將壓力與指示與壓力相關(guān)的用戶疼痛級(jí)別的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)(程序框706)。在一 個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)將壓力與疼痛相關(guān)聯(lián)，以使得系統(tǒng)能夠自動(dòng)地調(diào)節(jié)壓力以允許用戶基于 舒適級(jí)別地移動(dòng)。此外，該關(guān)聯(lián)可使例如如圖1或圖2所示的壓差系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)一個(gè)或多 個(gè)訓(xùn)練度量，諸如跑步機(jī)的速度、傾斜度、阻力、壓力調(diào)節(jié)、壓力級(jí)別等，以基于已知的用戶 疼痛容忍限度來調(diào)節(jié)訓(xùn)練。在諸如結(jié)合圖1或圖2描述的空氣壓差系統(tǒng)的特定變型中，可通過控制氣流進(jìn)入 和/或離開壓力腔室——即使用進(jìn)氣閥控制進(jìn)入壓力腔室的流量、使用排氣閥控制離開壓 力腔室的流量、或兩者的結(jié)合——來控制腔室中的壓力。因此，可通過獲知進(jìn)入和/或離開 腔室的氣流如何地影響壓力來確定腔室中的壓力而無需直接的壓力測(cè)量。在諸如結(jié)合圖1或圖2所述的空氣壓差系統(tǒng)的特定變型中，可確定用戶在壓力腔 室中受到的負(fù)荷而無需測(cè)量個(gè)體體重。例如，在壓力腔室接納諸如跑步機(jī)的主動(dòng)鍛煉系統(tǒng) 的情況下，可使用電機(jī)中的起動(dòng)功率而不是通過用戶輸入或與空氣壓差系統(tǒng)聯(lián)接的秤來確定有效用戶體重。在不具有任何負(fù)荷的情況下，電機(jī)消耗一定量的功率以起動(dòng)鍛煉系統(tǒng)。當(dāng) 用戶諸如通過站在跑步機(jī)的帶上或通過將他們的腳放在自行車上而妨礙電機(jī)的起動(dòng)時(shí)，起 動(dòng)系統(tǒng)所消耗的功率量增加。因此，可利用一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)源而不是測(cè)得的腔室壓力來校準(zhǔn)系統(tǒng)以確定用戶負(fù) 荷。例如，通過控制進(jìn)氣、排氣流或其某種結(jié)合，可發(fā)現(xiàn)壓力與該源的消耗之間的相互關(guān)系。 壓力源(例如，鼓風(fēng)機(jī))所消耗的功率(電壓或電流)可與腔室中的壓力關(guān)聯(lián)。在一些變 型中，排氣閥的位置可與腔室壓力相關(guān)。在一些變型中，操作健身機(jī)(諸如跑步機(jī)、橢圓訓(xùn) 練機(jī)或踏步機(jī))所需的起動(dòng)功率(電壓和/或電流)可與用戶施加的負(fù)荷(其結(jié)合了用戶 的體重)相關(guān)聯(lián)。來自系統(tǒng)構(gòu)件或設(shè)備的此類數(shù)據(jù)——其不是腔室中的壓力或用戶體重的 直接或間接測(cè)量、而是可與壓力或負(fù)荷相聯(lián)系——可用來生成一組(壓力，負(fù)荷)數(shù)據(jù)點(diǎn)， 由此校準(zhǔn)壓差系統(tǒng)?？墒褂眠@些系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)而不是適當(dāng)?shù)膲毫蜇?fù)荷來生成校準(zhǔn)曲線。 例如，可校準(zhǔn)腔室壓力與操作健身機(jī)所需的起動(dòng)功率之間的關(guān)系，或者可校準(zhǔn)腔室中的負(fù) 荷(例如，用戶環(huán)境壓力體重的百分比)與排氣閥位置或傳送至壓力源的功率之間的關(guān)系。 在一些變型中，可校準(zhǔn)操作健身機(jī)所需的起動(dòng)功率與閥位置或傳送至壓力源的功率之間的 關(guān)系。圖8是示意性地示出用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)(例如，如圖1或2所示的系統(tǒng))的 方法的實(shí)例的流程圖800。該程序可由處理邏輯執(zhí)行，該邏輯可包括硬件(電路、專用邏輯 等)、軟件(諸如在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?qū)Ｓ闷餍瞪线\(yùn)行的軟件)或硬件及軟件二者的結(jié)合。 在一些實(shí)施例中，處理邏輯位于圖1的處理器122或圖2的處理器206中。如上所述，在一些變型中，用來校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)備可為健身機(jī)的電機(jī) (諸如跑步機(jī)電機(jī)、橢圓訓(xùn)練機(jī)電機(jī)或踏步機(jī)電機(jī))、控制從腔室排出的空氣的排氣閥位 置、或輸入鼓風(fēng)機(jī)控制功率(電壓或電流)等。當(dāng)調(diào)節(jié)設(shè)備時(shí)，直接或間接地適當(dāng)?shù)乇O(jiān)控壓 力或負(fù)荷。如上所述，腔室壓力可為系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)——例如排氣閥位置或壓力源(鼓風(fēng)機(jī)) 所消耗的功率一的已知函數(shù)。例如，腔室壓力可自動(dòng)地或手動(dòng)地與排氣閥位置或壓力源 所消耗的功率相關(guān)聯(lián)。此類相互關(guān)系例如可在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段或初始設(shè)置階段確立。進(jìn)一步 地，負(fù)荷可為系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)一例如健身機(jī)的起動(dòng)功率一的已知函數(shù)。例如，在系統(tǒng)設(shè)計(jì) 期間或在初始設(shè)置階段，健身機(jī)的起動(dòng)功率可被自動(dòng)或手動(dòng)地監(jiān)控以隨用戶所施加的負(fù)荷 變化。如果腔室壓力或負(fù)荷與系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)是自動(dòng)完成的，則處理邏輯可控制 系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的調(diào)節(jié)并且作為響應(yīng)監(jiān)控壓力腔室或用戶施加的負(fù)荷。在一些變型中，不一定需要確定設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)與壓力或負(fù)荷之間的連續(xù)關(guān)系。例 如，知道設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)與壓力或負(fù)荷之間在單個(gè)點(diǎn)處的相互關(guān)系可能是足夠的，例如，可針 對(duì)單個(gè)腔室壓力確定排氣閥位置或壓力源的功率消耗?？稍趩蝹€(gè)用戶負(fù)荷值處確定健身機(jī) 的起動(dòng)功率。一旦獲知系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)處與壓力或負(fù)荷之間的相互關(guān)聯(lián)，就可使 用該系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)來校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)。此類程序的一個(gè)實(shí)例在圖8中以流程圖的形式示 出。這里，程序如此地開始調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，其中已經(jīng)將該設(shè)備的參數(shù)與壓力 或負(fù)荷相關(guān)聯(lián)(程序框802)。在圖8所示的變型中，可調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)直到它達(dá)到與已知壓 力或負(fù)荷值相對(duì)應(yīng)的值為止(程序框804)?？蓮囊阎氖鼙O(jiān)控值確定壓力、負(fù)荷或關(guān)聯(lián)量的用戶數(shù)據(jù)(程序框806)。程序步驟804和806可按需重復(fù)多次，如通過虛線所示。通過處理邏輯在不同級(jí)別的施加負(fù)荷處監(jiān)控起動(dòng)能量、功率、電壓、安培數(shù)、慣性、 扭矩或任何其結(jié)合，處理邏輯可確定用戶有效體重的變化、同時(shí)調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)設(shè)備。 例如，使用圖8所示方法的空氣壓差系統(tǒng)可設(shè)定初始目標(biāo)起動(dòng)電流值并且調(diào)節(jié)腔室壓力直 到達(dá)到目標(biāo)值為止。系統(tǒng)可重復(fù)該程序多次，每次都儲(chǔ)存壓力和目標(biāo)值二者。系統(tǒng)然后可 使用起動(dòng)電流與負(fù)荷之間的已知的相互關(guān)系、結(jié)合測(cè)得的壓力來為用戶創(chuàng)建一壓力-有效 體重曲線。應(yīng)當(dāng)清楚的是，起動(dòng)電流只是一個(gè)例子，并且在以上例如結(jié)合圖8所述的方法中 可使用其它設(shè)備參數(shù)。在另一實(shí)施例中，其中系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)為系統(tǒng)排氣，可為系統(tǒng)預(yù)先校準(zhǔn)排氣閥位置 與腔室壓力之間的關(guān)系。系統(tǒng)可確定排氣閥的一個(gè)或多個(gè)開度尺寸、或一個(gè)或多個(gè)閥位置， 以調(diào)節(jié)腔室中的壓力，從而達(dá)到一個(gè)或多個(gè)預(yù)設(shè)負(fù)荷。由于可確定壓力-負(fù)荷曲線并且可 將其用作排氣閥位置和有效體重的預(yù)測(cè)函數(shù)，所以消除了對(duì)壓力傳感器的需要。在又一實(shí)施例中，其中控制為系統(tǒng)輸入鼓風(fēng)機(jī)控制電壓或電流，可通過處理邏輯 改變通向鼓風(fēng)機(jī)的電壓或電流，以獲得將調(diào)節(jié)腔室中的壓力調(diào)節(jié)到一個(gè)或多個(gè)預(yù)設(shè)負(fù)荷的 電壓或電流。因此，能以類似的方式將鼓風(fēng)機(jī)所消耗的電壓或電流校準(zhǔn)為有效體重曲線。這 里，再一次地，校準(zhǔn)程序利用進(jìn)入系統(tǒng)壓力腔室的氣流來控制壓力，并利用鼓風(fēng)機(jī)功率消耗 與壓力之間的已知系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，但是無需直接測(cè)量壓力。雖然已示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例和應(yīng)用，但受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù) 人員清楚，在不脫離本文所述的發(fā)明概念的前提下，比以上所述多得多的改型是可能的。例 如，本發(fā)明可用于容納身體的任何部分，諸如上部身體、軀干區(qū)等。因此，除所附權(quán)利要求的 精神以外，本發(fā)明不受限制。此外，文中所述的系統(tǒng)、設(shè)備和方法的實(shí)施例可單獨(dú)或結(jié)合地 實(shí)施。許多不同的結(jié)合對(duì)受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。應(yīng)當(dāng)理解的是，文中所述的任何概念可結(jié)合或合并在一起以形成有用的發(fā)明。例 如，可實(shí)施文中所述的校準(zhǔn)和感測(cè)方法的任何結(jié)合以實(shí)現(xiàn)一執(zhí)行校準(zhǔn)的系統(tǒng)。為了簡(jiǎn)短，并 且為了避免使上述單獨(dú)的概念模糊，未列出文中所述發(fā)明的所有組合，但組合應(yīng)當(dāng)落在本 專利的范圍內(nèi)。另外，應(yīng)當(dāng)理解的是，描述了加壓腔室的系統(tǒng)可構(gòu)造成包括正壓構(gòu)型和負(fù)壓 構(gòu)型二者。正壓與負(fù)壓構(gòu)型可需要本發(fā)明的不同構(gòu)型，但來自文中明確地描述的此類改型 應(yīng)當(dāng)被視為落在本專利的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的方法，其用于預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系統(tǒng)壓力之間的關(guān)系，所述方法包括調(diào)節(jié)包圍用戶身體一部分的腔室內(nèi)的壓力，直到用戶身體上的體重力達(dá)到目標(biāo)力值為止；在所述目標(biāo)力值處測(cè)量腔室壓力，以生成第一(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)；以及使用所述第一(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)與至少一個(gè)其它的(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)，以確定用戶所受的體重力與腔室中的壓力之間的關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述目標(biāo)力值為預(yù)設(shè)的力值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，用于確定所述關(guān)系的所述至少一個(gè)其它的(壓力， 力)數(shù)據(jù)點(diǎn)中的一個(gè)為在環(huán)境壓力下測(cè)得的用戶體重。
4.一種用以預(yù)測(cè)隨系統(tǒng)壓力變化的用戶有效體重的裝置，所述裝置包括 空氣壓差系統(tǒng)，其包括構(gòu)造成接納并包圍用戶身體的至少一部分的腔室；以及 與所述空氣壓差系統(tǒng)聯(lián)接的處理邏輯，其中，所述處理邏輯配置成調(diào)節(jié)所述腔室中的壓力直到用戶上的體重力達(dá)到目標(biāo)力 值為止，在所述目標(biāo)力值處測(cè)量腔室壓力以確定第一(壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并使用所述第一 (壓力，力)數(shù)據(jù)點(diǎn)確定用戶所受的、隨腔室壓力變化的體重力。
5.一種校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的方法，所述方法包括調(diào)節(jié)空氣壓差系統(tǒng)的腔室中的壓力，所述腔室包圍用戶身體的至少一部分； 接收由用戶提供的、隨壓力變化的疼痛指示；以及 為用戶構(gòu)建壓力與疼痛之間的相互關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，所述空氣壓差系統(tǒng)包括健身機(jī)，并利用所述壓力與疼 痛之間的相互關(guān)系來控制所述健身機(jī)的操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，所述健身機(jī)包括跑步機(jī)，并利用所述壓力與疼痛之間 的相互關(guān)系來控制所述跑步機(jī)的速度和所述跑步機(jī)的傾斜度中至少一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，所述健身機(jī)包括踏步機(jī)，并利用所述壓力與疼痛之間 的相互關(guān)系來控制所述踏步機(jī)的阻力。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，所述健身機(jī)包括固定自行車，并利用所述壓力與疼痛 之間的相互關(guān)系來控制所述固定自行車的阻力。
10.一種用于預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系統(tǒng)壓力之間的相互關(guān)系的裝置，所述裝置包括空氣壓差系統(tǒng)，其包括用戶接口和構(gòu)造成接納并包圍用戶身體的至少一部分的腔室；以及與所述空氣壓差系統(tǒng)聯(lián)接的處理器，所述處理器配置成調(diào)節(jié)所述腔室中的壓力、通過 所述用戶接口從用戶接收疼痛指示、并為用戶構(gòu)建疼痛與腔室壓力之間的相互關(guān)系。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其中，利用所述疼痛與腔室壓力之間的相互關(guān)系來控制 包括在所述空氣壓差系統(tǒng)中的健身機(jī)的操作。
12.—種校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的方法，其用于預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系統(tǒng)壓力之間的相 互關(guān)系，所述方法包括通過空氣壓差系統(tǒng)的腔室包圍用戶身體的至少一部分，其中所述空氣壓差系統(tǒng)包括傳感器，所述傳感器配置成感測(cè)位于所述腔室內(nèi)的用戶身體是否與表面物理地/實(shí)際地接 觸；調(diào)節(jié)所述腔室中的壓力直到達(dá)到離地壓力為止，所述離地壓力為所述傳感器檢測(cè)到用 戶身體與所述表面之間的物理接觸被分開時(shí)的壓力；以及 使用所述離地壓力來校準(zhǔn)所述腔室中的壓力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，所述離地壓力能夠用來確定獲得用于用戶的期望 有效體重所需的腔室壓力。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，所述離地壓力用來確定用于用戶的最大安全腔室 壓力，以防止在使用期間離地。
15.一種用以預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系統(tǒng)壓力之間的相互關(guān)系的裝置，所述裝置包括空氣壓差系統(tǒng)，其包括用以接納并包圍用戶身體的至少一部分的腔室、以及配置成檢 測(cè)位于所述腔室內(nèi)的用戶身體是否與表面物理地/實(shí)際地接觸的傳感器；以及與所述空氣壓差系統(tǒng)聯(lián)接的處理器，所述處理器配置成給所述空氣壓差系統(tǒng)的腔室充 氣、并測(cè)量一離地壓力，在所述離地壓力處，所述傳感器檢測(cè)到用戶身體與所述表面之間的 物理接觸被分開。
16.一種校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的方法，其用于預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系統(tǒng)壓力之間的相 互關(guān)系，所述方法包括通過氣體對(duì)空氣壓差系統(tǒng)中的腔室進(jìn)行加壓，所述腔室包圍用戶身體的至少一部分；以及通過進(jìn)入和/或離開所述腔室的氣體的流速來確定所述腔室中的壓力。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，包括通過排氣閥位置或開度來確定所述腔室中的壓力。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，包括通過由將氣體泵送到所述腔室中的鼓風(fēng)機(jī)所消耗的 電壓和/或電流來確定所述腔室中的壓力。
19.一種校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的方法，其用于預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系統(tǒng)壓力之間的相 互關(guān)系，所述方法包括通過測(cè)量將用戶的身體支撐在空氣壓差系統(tǒng)的腔室內(nèi)的健身機(jī)的電機(jī)的起動(dòng)電流和/ 或電壓來測(cè)量用戶的有效體重，所述用戶的身體的至少一部分由所述腔室包圍；以及 使用戶的有效體重與所述腔室中的壓力相互關(guān)聯(lián)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，包括通過進(jìn)入和/或離開所述腔室的氣體的流速來測(cè)量 所述腔室中的壓力。
全文摘要
描述了用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的方法、裝置和系統(tǒng)。這些方法、裝置和系統(tǒng)可適合用于個(gè)體的體育鍛煉，例如，作為鍛煉工具以增強(qiáng)體能，或作為用于康復(fù)或強(qiáng)身健體的理療工具。空氣壓差系統(tǒng)包括用于接納用戶身體的至少一部分的腔室。在一個(gè)實(shí)施例中，描述了一種用于校準(zhǔn)空氣壓差系統(tǒng)的方法，其用于預(yù)測(cè)用戶的有效體重與系統(tǒng)壓力之間的相互關(guān)系。在特定變型中，這些方法、裝置和系統(tǒng)可包括調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的壓力直至達(dá)到一個(gè)或多個(gè)力值為止。本文所述的方法可包括確定體重力與壓力之間的關(guān)系，允許用戶設(shè)定壓力或與壓力相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)期望的有效體重。
文檔編號(hào)A61H1/02GK101896151SQ200880120605
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月15日
發(fā)明者D·F·施萬特, E·利烏, F·摩爾, M·A·舒哈特, R·T·惠倫, S·T·惠倫 申請(qǐng)人:奧爾特格公司