智能平衡腰腹鍛煉椅的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種智能平衡腰腹鍛煉椅，包括椅座和用于支承所述椅座的椅座支撐，還設有能夠采集所述椅座相對于所述椅座支撐轉動信息的運動傳感器、中央處理器以及光顯示裝置和/或發聲裝置，所述椅座支撐位于所述椅座的下方，與所述椅座之間采用可轉動的活動聯接方式聯接，所述運動傳感器安裝在所述椅座和/或所述椅座支撐上，所述運動傳感器為下列任意一種或多種：三維重力傳感器、陀螺儀、超聲傳感器和旋轉編碼器。本實用新型不僅可作為座椅，而且還可以用于腰腹鍛煉，通過傳感器獲取椅座轉動信息，由此使用者可以實時、定量地掌握自己的運動情況，并可以通過與智能終端設備聯網獲得更多的分析結果和鍛煉指導，提高鍛煉的科學性和有效性。
【專利說明】智能平衡腰腹鍛煉椅
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種智能平衡腰腹鍛煉椅。
【背景技術】
[0002]椅子通常用作一種家具，包括椅座和用于支承椅座的椅座支撐，所述椅座支撐可以由若干椅腿構成，也可以在一個底盤上設置向上延伸的支撐柱，通過支撐柱固定連接所述的椅座，不允許坐在椅座上的人通過轉動或擺動椅座的方式進行腰腹部活動，不能起到鍛煉作用，更不能對活動量和鍛煉效果進行計量以準確地掌握鍛煉情況。
實用新型內容
[0003]為了克服現有技術的上述缺陷，本實用新型提供了一種智能平衡腰腹鍛煉椅，這種鍛煉椅允許坐在上面的人活動腰腹，在起到鍛煉效果的同時還通過傳感器采集活動信息，為準確掌握鍛煉情況提供了可能。
[0004]本實用新型所采用的技術方案:一種智能平衡腰腹鍛煉椅，包括椅座和用于支承所述椅座的椅座支撐，還設有能夠采集所述椅座相對于所述椅座支撐轉動信息的運動傳感器，所述椅座支撐位于所述椅座的下方，與所述椅座之間采用可轉動的活動聯接方式聯接，所述運動傳感器安裝在所述椅座和/或所述椅座支撐上。
[0005]由于采用可轉動的活動聯接方式實現椅座和椅座支撐之間的連接，由此允許椅座相對于椅座支撐進行一維、二維或三維的轉動，使用者坐在椅座上，就可以通過腰腹動作使椅座相對于椅座支撐的轉動，根據所述活動聯接允許轉動的方式，可以實現上身左右擺動、前后擺動和整體轉動(軸線為垂線)，起到了充分鍛煉腰腹部各肌肉群肌力以及提高腰腹部靈活性的鍛煉效果；由于設置了運動傳感器，可以依據現有技術采集椅座在各個方向上轉動的情況，進而可以通過與相應的計算機等智能電子設備連接，通過這些轉動信息分析并統計出在各個方向上的轉動幅度、頻率和總量等數據，并計算出運動消耗的熱量(卡路里)，這些分析統計數據還可以依據現有技術進行顯示和存儲，以便使用者隨時了解自己的運動情況和有關身體狀況，所述顯示方式可以為定性的，也可以是定量的，還可以采用現有數據處理芯片等進行相應的數據處理，獲得涉及運動量、運動強度、運動方式和該運行方式下肌力和靈活性以及鍛煉所消耗的能量(卡路里)等各方面的數據，并且還可以接入信息網絡或與智能電子設備進行雙向通訊，獲得更多的分析數據和鍛煉指導，有利于使用者了解有關狀況，提高鍛煉的科學性和有效性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是本實用新型一種實施例的結構示意圖；
[0007]圖2是本實用新型另一種實施例的結構示意圖；
[0008]圖3是本實用新型第三種實施例的結構示意圖；
[0009]圖4是本實用新型第四種實施例的結構示意圖；
[0010]圖5是本實用新型第五種實施例的結構示意圖；
[0011]圖6是本實用新型涉及的一種電路框圖；
[0012]圖7是本實用新型在一種應用方式下的通訊系統示意圖。
【具體實施方式】
[0013]參見圖1-5，本實用新型提供了一種智能平衡腰腹鍛煉椅，包括椅座和用于支承所述椅座的椅座支撐，還設有能夠采集所述椅座相對于所述椅座支撐轉動信息的運動傳感器，所述椅座支撐位于所述椅座的下方，與所述椅座之間采用可轉動的活動聯接方式聯接，所述運動傳感器安裝在所述椅座和/或所述椅座支撐上。由此，通過所述的活動聯接實現了人坐在鍛煉椅上進行腰腹肌鍛煉的目的，并增加了鍛煉的趣味性，通過所設置的傳感器，可以測量各個方向上的運動，包括但不限于轉動/擺動方向、幅度、頻率以及時間等信息，為準確記錄和計量鍛煉量提供了可能。
[0014]所述椅座支撐可以采用任意適宜的現有技術，所述活動聯接也可以采用適宜的現有技術，通過相應的運動副或運動副組合實現。
[0015]為結構上的簡潔和實用，所述可轉動的活動聯接方式優選為以下列任意一個或多個方向的軸線為轉軸的轉動聯接方式:相對于所述椅座前后方向延伸的軸線(允許使用者上身帶動椅背左右擺動)、相對于所述椅座左右方向延伸的軸線(允許使用者上身帶動椅背前后擺動)和相對于所述椅座上下方向延伸的軸線(允許使用者連通椅座整體旋轉，旋轉軸為垂直軸)。
[0016]優選地，根據所采用的運動副/運動副組合的特點，所述椅座和椅座支撐之間可以設有復位彈簧，也可以不設有復位彈簧，當設有復位彈簧時，在人體作相應動作時能夠形成一定的阻力，在鍛煉腰腹靈活性的同時可以強化對肌力的鍛煉，以提高鍛煉效果，并且在人停止鍛煉或者離開座椅后，椅座可以在復位彈簧作用下復位。
[0017]本發明提供了如下若干能夠實現所述轉動聯接的實施例，可以根據實際需要選擇其中的任意一種結構:
[0018](I)參見圖1，所述椅座110設有一個從椅座下表面向下延伸的連接部111，所述連接部的下端面上設有下端開口的垂直軸孔，所述椅座支撐120設有向上延伸的支撐軸121，所述支撐軸的上部設有軸頭122，所述軸頭下設有軸肩或軸環，所述軸頭插入所述椅座的連接部的垂直軸孔并與所述垂直軸孔間隙配合，由此允許椅座相對于椅座支撐以垂直線為軸旋轉，所述傳感器131可以采用任意適宜的形式，在圖1所示的實施例中，所述傳感器設置在所述垂直軸孔內，可以采用光電式旋轉編碼器、旋轉變壓器以及其他任意適宜的旋轉編碼器作為所述的傳感器，也可以采用其他任意適宜的能夠采集旋轉、位移、速度、加速度等運動信息的運動傳感器。
[0019]優選地，所述支撐軸可以為彈性桿，并具有適宜的長度，以便在提供足夠的支承力和強度的前提下，通過該彈性桿的彈性形變，允許使用者前后和左右等各方向擺動，由此產生具有三個轉動自有度的轉動聯接效果，并對擺動施加一定的阻力以提高肌力的鍛煉效果，同時在使用者不用力時，依靠彈性桿的彈力使椅座恢復正常位置。
[0020]為了保護也為了美觀，可以在所述支撐軸和連接部外側設置至少能夠將所述支撐軸和連接部的相互連接部分包裹在其中的護套141，所述護套可以采用橡膠等適宜的彈性/半柔性材料制成，以維持基本的形狀并避免對運行的妨礙。
[0021](2)參見圖2，所述椅座210設有一個從椅座下表面向下延伸出來的連接柱211，所述連接柱的下端為球形柱頭(未畫出)，所述椅座支撐220設有向上延伸的支撐柱221，所述支撐柱的上端面上設有與所述球形柱頭配套的球窩，所述球形柱頭延伸到所述球窩內，由此允許椅座相對于椅座支撐在任意方向上轉動，具有三個轉動自由度，所述連接柱和支撐柱的外面還套有一個緩沖螺旋彈簧242和/或所述連接柱和支撐柱的外面沿圓周分布有若干緩沖彈簧，所述緩沖彈簧的上端與所述椅座連接，下端與所述椅座支撐連接，所述緩沖彈簧構成所述的復位彈簧，以足夠的復位彈力將所述椅座保持在正常位置上，還可以采用其他任意適宜的現有技術輔助或加強緩沖彈簧對椅座正常位置保持和復位力，當使用者在任一方向上轉動或擺動椅座時，所述緩沖彈簧形成阻力，以提高肌力鍛煉效果。
[0022](3)參見圖3，所述椅座310設有從椅座下表面向下延伸出來的連接柱311，所述椅座支撐320設有向上延伸的支撐柱321，所述連接柱和支撐柱通過樞軸343旋轉連接，所述樞軸安裝在所述連接柱上并插入所述支撐柱的樞軸孔，或者所述樞軸安裝在所述支撐柱上并插入所述連接柱的樞軸孔上，或者所述樞軸一端插入所述連接柱的樞軸孔而另一端插入所述支撐柱的樞軸孔，由此允許椅座相對于椅座支撐沿垂直軸旋轉，對于所述樞軸在相應樞軸孔上的插入深度可以采用任意適宜的現有技術進行限位，例如在所述樞軸上設置用于限位的軸肩或軸環，所述樞軸在所述連接柱上或者所述支撐柱上的安裝方式為插接、固定連接或者制成一體的，所述連接柱和支撐柱的外面還套有一個緩沖螺旋彈簧342和/或所述連接柱和支撐柱的外面沿圓周分布有若干緩沖彈簧，所述緩沖彈簧的上端與所述椅座連接，下端與所述椅座支撐連接，所述緩沖彈簧構成所述的復位彈簧。
[0023]進一步地，所述樞軸上可以設有鉸鏈或復合鉸鏈，或者所述樞軸采用具有一定彈力的材料支撐，由此允許所述樞軸位于鉸鏈/復合鉸鏈的上、下兩部分相對轉動，或者依靠樞軸彈性進行擺動，以增加椅座相對于椅座支撐的轉動自由度。
[0024](4)參見圖4，所述椅座410設有從椅座下表面向下延伸出來的上連接塊411，所述連接塊的下端面上設有球窩，所述椅座支撐420設有向上延伸的下連接塊421，所述下連接塊的上端422呈球形，所述球形的下連接塊上端延伸到所述上連接塊的下端面的球窩里，所述上、下連接塊的中央分別設有垂直延伸的上、下中央彈簧孔，所述上、下中央彈簧孔相互連接成一個垂直的中央彈簧孔，所述中央彈簧孔內設有中央彈簧446，所述中央彈簧呈拉伸態，其上端與所述椅座連接，下端與所述椅座支撐連接，所述上、下連接塊的外面還設有若干緩沖彈簧445，所述緩沖彈簧的上端與所述椅座連接，下端與所述椅座支撐連接，所述中央彈簧和緩沖彈簧構成所述的復位彈簧，由此允許所述椅座相對于椅座支撐在任意方向上轉動，并依靠所述中央彈簧和緩沖彈簧的復位彈力將所述椅座保持在正常位置，在使用者用力轉動/擺動時，形成對轉動/擺動的阻力。
[0025](5)參見圖5，所述椅座支撐由底板520和連接在所述底板上的旋轉支撐搖擺球或者彈性支撐搖擺桿546構成，所述旋轉支撐搖擺球由彈性材料制成，其上端連接所述椅座510的下表面，由此通過所述旋轉支撐搖擺球或者彈性支撐搖擺桿的彈性連接，實現所述椅座相對于椅座支撐(底板)在任意方向上的轉動或擺動。
[0026]對于任意轉動聯接的實施方式，根據實際需要，均可以采用任意適宜的限位結構限制在任意轉動方向上的最大轉動角度，以對使用者進行必要的安全保護。優選地，所述限位結構應具有一定彈性，以避免限位時的沖擊給使用者造成損傷。
[0027]所述傳感器及本實用新型涉及的其他各種電子元件/裝置可以采用任意適宜的現有技術，其安裝方式依據所采用的傳感器或相應電子元件/裝置所需的安裝要求，可以固定安裝在所述椅座或椅座支撐的適宜位置上，對于包括固定件和活動件兩部分的傳感器，可以一部分安裝在椅座和椅座支撐上，另一部分與對應的椅座支撐或椅座連接。
[0028]現有技術下傳感器的功能較多，許多傳感器可以獨立顯示有關數據，并可以人工輸入數據，在一定條件下進行報警，由此可以根據使用者的需要通過人工輸入的方式進行設定，并在滿足報警條件時自動報警(例如達到設定的鍛煉時間)。
[0029]通常，所述傳感器可以為能夠檢測運動角度、軌跡、速度、加速度和/或幅度的傳感器，所述傳感器的數量為一個或多個。當需要檢測多種信號時，可以采用同一種傳感器同時檢測多種信號，也可以采用多種不同的傳感器。
[0030]參見圖6-7，優選地，所述椅座和/或椅座支撐上還可以安裝有中央處理器(CPU)，所述中央處理器與所述傳感器通訊連接，所述傳感器和所述中央處理器之間設有用于將傳感器信號轉換為能夠被中央處理器處理的信號形式的傳感信號采集電路。由此可以將所述傳感器采集到的傳感信號通過相應的數據采集電路接入中央處理器，通過中央處理器計算運動量、運動強度和消耗的卡路里等，所述中央處理器可以采用現有技術下任意適宜的具有相應數據處理功能的數據處理芯片/裝置，也可以采用能夠裝載相應軟件的數據處理芯片/裝置，依靠本實用新型的硬件架構，在現有技術下的相應軟件或其他任意適宜的軟件支持下進行相應的數據處理。
[0031 ] 優選地，所述椅座和/或椅座支撐上還可以安裝有光顯示裝置和/或發聲裝置，這些顯示和發聲裝置可以依據傳感器采集的信號進行相應的顯示和報警，也可以啟動內存的音樂或訓練音頻輔助訓練。由于現有技術下光顯示裝置和/或發聲裝置的功能很多，許多裝置允許人工輸入數據并根據人工輸入的數據獨立進行視頻和音頻的播放、顯示或報警。
[0032]優選地，所述中央處理器與所述光顯示裝置和發聲裝置通訊連接，由此可以通過中央處理器控制所述光顯示裝置和發聲裝置的工作。
[0033]優選地，所述光顯示裝置可以為下列任意一種或多種光顯示裝置:單色LED燈/單色LED燈組合、多色LED燈/多色LED燈組合和液晶顯示器，所述發聲裝置可以為下列任意一種或多種發聲裝置:蜂鳴器發聲裝置、喇叭發聲裝置和音樂播放裝置。由此可以實現通過液晶顯示器等光顯示裝置實時顯示運動次數及其他相關數據，通過蜂鳴器或者喇叭等發聲裝置進行運動計劃提醒和計劃完成提醒等若干功能。
[0034]例如，可以在所述椅座和/或椅座支撐上安裝一個或多個LED燈，在運動過程中顯示出不同的顏色。還可以在椅座和/或椅座支撐上安裝和使用蜂鳴器進行鍛煉計劃的提醒和鍛煉完成的提醒，在鍛煉過程中還可以配合智能電視或者平板上的應用程序進行姿勢的調整，進行鍛煉計劃的管理功能。
[0035]優選地，所述中央處理器還連接有有線通訊傳輸模塊和/或無線通訊傳輸模塊。
[0036]優選地，所述中央處理器通過所述有線通訊傳輸模塊和/或無線通訊傳輸模塊與外部的智能電子設備和/或信息網絡通訊連接。
[0037]優選地，所述智能電子設備為下列任意一種或多種智能電子設備:平板電腦、智能電視、智能機頂盒、智能手機、智能影音播放器和計算機。
[0038]由此，可以通過設置無線或者有線傳輸模塊將相關信息發送到智能電視機或者智能平板等智能電子設備來監控鍛煉過程和鍛煉姿態，所述智能電子設備可以設置相應的應用程序，以便監視、引導和協助使用者的運動，使用者可以根據自身的情況進行相應的運動設計或運動規劃，由此更方便、更有效和更科學地控制鍛煉強度和時間，調整鍛煉姿態和鍛煉方式，最大程度的實現科學健身，健康健身。
[0039]例如，可以通過無線或者有線的方式與智能電視或者智能平板等智能電子設備的健康管理軟件進行實時同步，上述運動數據的計算可以由中央處理器完成，也可以通過外部的智能電子設備完成并反饋給中央處理器，所述中央處理器可以依據現有技術設有存儲器，以便將有關數據進行本地存儲，以方便操作和使用。
[0040]通常，所述中央處理器通過所述無線通訊傳輸模塊與所述智能電子設備和/或信息網絡之間的通訊連接方式可以為:NFC、無線射頻、藍牙和WIFI或采用其他任意適宜的通訊方式。
[0041 ] 通常，所述椅座和/或椅座支撐上還安裝有為各用電部分供電的電源，所述電源為不可充電電池或可充電電池，所述可充電電池連接有充電電路，所述充電電路設有用于連接外部電源的充電接口，所述中央處理器連接有相應的電源管理電路。
【權利要求】
1.一種智能平衡腰腹鍛煉椅，包括椅座和用于支承所述椅座的椅座支撐，所述椅座支撐位于所述椅座的下方，與所述椅座之間采用可轉動的活動聯接方式聯接，其特征在于還設有能夠采集所述椅座相對于所述椅座支撐轉動信息的運動傳感器，所述運動傳感器安裝在所述椅座和/或所述椅座支撐上。
2.如權利要求1所述的智能平衡腰腹鍛煉椅，其特征在于所述可轉動的活動聯接方式為以下列任意一個或多個方向的軸線為轉軸的轉動聯接方式:相對于所述椅座前后方向延伸的軸線、相對于所述椅座左右方向延伸的軸線和相對于所述椅座上下方向延伸的軸線。
3.如權利要求2所述的智能平衡腰腹鍛煉椅，其特征在于所述椅座和椅座支撐之間還設有復位彈簧或者不設有復位彈簧。
4.如權利要求3所述的智能平衡腰腹鍛煉椅，其特征在于所述轉動聯接方式采用下列任意一種結構: (1)所述椅座設有一個從椅座下表面向下延伸的連接部，所述連接部的下端面上設有下端開口的垂直軸孔，所述椅座支撐設有向上延伸的支撐軸，所述支撐軸的上部設有軸頭，所述軸頭下設有軸肩或軸環，所述軸頭插入所述椅座的連接部的垂直軸孔并與所述垂直軸孔間隙配合； (2)所述椅座設有一個從椅座下表面向下延伸出來的連接柱，所述連接柱的下端為球形柱頭，所述椅座支撐設有向上延伸的支撐柱，所述支撐柱的上端面上設有與所述球形柱頭配套的球窩，所述球形柱頭延伸到所述球窩內，所述連接柱和支撐柱的外面還套有一個緩沖螺旋彈簧和/或所述連接柱和支撐柱的外面沿圓周分布有若干緩沖彈簧，所述緩沖彈簧的上端與所述椅座連接，下端與所述椅座支撐連接，所述緩沖彈簧構成所述的復位彈黃; (3)所述椅座設有從椅座下表面向下延伸出來的連接柱，所述椅座支撐設有向上延伸的支撐柱，所述連接柱和支撐柱通過樞軸旋轉連接，所述樞軸安裝在所述連接柱上并插入所述支撐柱的樞軸孔，或者所述樞軸安裝在所述支撐柱上并插入所述連接柱的樞軸孔上，或者所述樞軸一端插入所述連接柱的樞軸孔而另一端插入所述支撐柱的樞軸孔，所述樞軸在所述連接柱上或者所述支撐柱上的安裝方式為插接、固定連接或者制成一體的，所述連接柱和支撐柱的外面還套有一個緩沖螺旋彈簧和/或所述連接柱和支撐柱的外面沿圓周分布有若干緩沖彈簧，所述緩沖彈簧的上端與所述椅座連接，下端與所述椅座支撐連接，所述緩沖彈簧構成所述的復位彈簧； (4)所述椅座設有從椅座下表面向下延伸出來的上連接塊，所述連接塊的下端面上設有球窩，所述椅座支撐設有向上延伸的下連接塊，所述下連接塊的上端呈球形，所述球形的下連接塊上端延伸到所述上連接塊的下端面的球窩里，所述上、下連接塊的中央分別設有垂直延伸的上、下中央彈簧孔，所述上、下中央彈簧孔相互連接成一個垂直的中央彈簧孔，所述中央彈簧孔內設有中央彈簧，所述中央彈簧呈拉伸態，其上端與所述椅座連接，下端與所述椅座支撐連接，所述上、下連接塊的外面還設有若干緩沖彈簧，所述緩沖彈簧的上端與所述椅座連接，下端與所述椅座支撐連接，所述中央彈簧和緩沖彈簧構成所述的復位彈黃; (5)所述椅座支撐由底板和連接在所述底板上的旋轉支撐搖擺球構成，所述旋轉支撐搖擺球由彈性材料制成，其上端連接所述椅座的下表面。
5.如權利要求1、2、3或4所述的智能平衡腰腹鍛煉椅，其特征在于所述椅座和/或椅座支撐上還安裝有中央處理器，所述中央處理器與所述傳感器通訊連接，所述傳感器和所述中央處理器之間設有用于將傳感器信號轉換為能夠被中央處理器處理的信號形式的傳感信號采集電路，所述傳感器為能夠檢測運動角度、軌跡、速度、加速度和/或幅度的傳感器，所述傳感器的數量為一個或多個。
6.如權利要求5所述的智能平衡腰腹鍛煉椅，其特征在于所述椅座和/或椅座支撐上還安裝有光顯示裝置和/或發聲裝置。
7.如權利要求6所述的智能平衡腰腹鍛煉椅，其特征在于所述中央處理器與所述光顯示裝置和發聲裝置通訊連接，所述光顯示裝置為下列任意一種或多種光顯示裝置:單色LED燈/單色LED燈組合、多色LED燈/多色LED燈組合和液晶顯示器，所述發聲裝置為下列任意一種或多種發聲裝置:蜂鳴器發聲裝置、喇叭發聲裝置和音樂播放裝置。
8.如權利要求7所述的智能平衡腰腹鍛煉椅，其特征在于所述中央處理器還連接有有線通訊傳輸模塊和/或無線通訊傳輸模塊。
9.如權利要求8所述的智能平衡腰腹鍛煉椅，其特征在于所述中央處理器通過所述有線通訊傳輸模塊和/或無線通訊傳輸模塊與外部的智能電子設備和/或信息網絡通訊連接。
10.如權利要求9所述的智能平衡腰腹鍛煉椅，其特征在于所述智能電子設備為下列任意一種或多種智能電子設備:平板電腦、智能電視、智能機頂盒、智能手機、智能影音播放器和計算機，所述中央處理器通過所述無線通訊傳輸模塊與所述智能電子設備和/或信息網絡之間的通訊連接方式為:NFC、無線射頻、藍牙和WIFI，所述椅座和/或椅座支撐上還安裝有為各用電部分供電的電源，所述電源為不可充電電池或可充電電池，所述可充電電池連接有充電電路，所述充電電路設有用于連接外部電源的充電接口，所述中央處理器連接有相應的電源管理電路。
【文檔編號】A63B22/18GK203915926SQ201420311426
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】王帥, 劉忠英 申請人:中關澤生（北京）科技有限公司