技术领域
本发明涉及治疗设备的领域，并且更特定来说，涉及用于按摩和塑造肌肉的锻炼和健身球的领域。
背景技术
已经发现将振动装备作为健身或治疗方案的一部分可用于提供增强关节稳定性并改善整体神经肌肉控制的益处。例如，振动哑铃可用于此目的。振动哑铃的构造限制此类设备的实用性，因为必须使用互连两个端部重物的筒形杆来牢固地抓握该设备。此类设备也并不以足够的力振动以提供振动的所期望益处。振动辊用于治疗按摩；然而，辊通常在身体的相对大区域内传播振动，并且并不允许振动效果集中在较小区域中以将治疗效果集中在特定肌肉或肌筋膜结缔组织。
发明内容
需要一种振动锻炼设备，其具有容易抓握和握持的构造并且提供具有足够强度的振动以致使振动从用户的手传送到用户的臂部和肩部。还需要一种还可以用作治疗按摩设备的设备。
本文中公开的实施例的一个方面是一种具有第一和第二半球的健身球，该第一和第二半球可连接以形成完整球体。第一半球支撑马达，该马达在共用驱动轴的相对端部处具有一对可旋转偏心物块。第二半球支撑可充电电池组、电子电路系统和指示器LED。该电子电路控制电池组的充电并且还选择性地将来自电池组的功率提供到马达以控制马达的旋转速度，从而使偏心物块旋转。旋转的偏心物块引起从马达传送到这两个半球的振动。振动频率由马达的旋转速度控制。半球具有外壳，该外壳具有容易抓握以使振动传送到用户的手的构造。该球实质上关于赤道平面平衡。
本文中公开的实施例的另一方面是便携式振动生成装置。该装置包括第一半球形壳体和第二半球形壳体。第一半球形壳体具有外表面和内表面。第一半球形壳体的内表面包括至少一个马达支撑结构。第二半球形壳体具有外表面和内表面。第二半球形壳体的内表面包括至少一个电池支撑结构和至少一个电路板支撑结构。第二半球形壳体可在赤道平面处机械地联接到第一半球形壳体以形成球形球。马达定位在第一半球形壳体的马达支撑结构上并且固定到马达支撑结构，以抑制马达相对于马达支撑结构的移动。马达包括具有第一端部和第二端部的轴。第一偏心物块固定到该轴的第一端部；并且第二偏心物块固定到该轴的第二端部。电池组件固定到第二半球形壳体的电池支撑结构。电路板组件固定到第二半球形壳体的电路板支撑结构。电路板组件电连接到电池组件以从电池组件接收电能。电路板组件生成马达驱动信号。该振动生成装置还包括至少第一电连接器和至少第二电连接器。当第一半球形壳体联接到第二半球形壳体时，第一和第二电连接器可接合。这些连接器将来自电路板组件的马达驱动信号传送到马达。在某些实施例中，马达定位在第一半球形壳体中；并且电池组件和电路板组件定位在第二半球形壳体中，以使该球形球的重心靠近赤道平面。在某些实施例中，该振动生成装置包括定位在第一半球形壳体上的第一外壳和定位在第二半球形壳体上的第二外壳。在某些实施例中，第一半球形壳体和第一外壳包括互锁特征的相应图案，当第一外壳定位在第一半球形壳体上时，所述互锁特征抑制第一外壳相对于第一半球形壳体的移动；并且第二半球形壳体和第二外壳包括互锁特征的相应图案，当第二外壳定位在第二半球形壳体上时，所述互锁特征抑制第二外壳相对于第二半球形壳体的移动。在某些实施例中，该便携式振动生成装置还包括可手动致动的开关。电路板组件响应于该开关的致动为马达选择操作模式。电路板组件在第一操作模式中以第一旋转速度选择性地驱动马达，以致使偏心物块以第一频率产生振动。电路板组件在第二操作模式中以第二旋转速度选择性地驱动马达，以致使偏心物块以第二频率产生振动。在某些实施例中，电路板组件在第三操作模式中以第三旋转速度选择性地驱动马达，以致使偏心物块以第三频率产生振动。在某些实施例中，第一半球形壳体和第二半球形壳体包括配合对准特征，所述配合对准特征接合以致使第一半球形壳体和第二半球形壳体在相应配合表面处相互对准；第一半球形壳体包括第一连接器支撑件，该第一连接器支撑件将第一电连接器定位在第一半球形壳体中的相应固定已知位置中；第二半球形壳体包括第二连接器支撑件，该第二连接器支撑件将第二电连接器定位在第二半球形壳体中的相应固定已知位置中；并且第一连接器支撑件和第二连接器支撑件相互对准，以便当配合对准特征接合时，第一电连接器接合第二电连接器以使马达和电路板组件电互连。在某些实施例中，第一半球形壳体包括电源适配器插孔，该电源适配器插孔被构造成选择性地接纳来自电能源的电源适配器插头；第一半球形壳体包括电连接到该电源适配器插孔的第三电连接器；第二半球形壳体包括电连接到电路板组件的第四电连接器；第一半球形壳体包括第三连接器支撑件，该第三连接器支撑件将第三电连接器定位在第一半球形壳体中的相应固定已知位置中；并且第二半球形壳体包括第四连接器支撑件，该第四连接器支撑件将第四电连接器定位在第二半球形壳体中的相应固定已知位置中。第三连接器支撑件和第四连接器支撑件相互对准，以便当配合对准特征接合时，第四电连接器接合第三电连接器以使电源适配器插孔和电路板组件电互连。
本文中公开的实施例的另一方面是一种振动球。该振动球包括第一半球形壳体，该第一半球形壳体容纳包括具有第一端部和第二端部的轴的电马达。该电马达具有功率输入端。第一偏心物块固定到该轴的第一端部。第二偏心物块固定到该轴的第二端部。第一电连接器电连接到电马达的功率输入端。该振动球还包括第二半球形壳体，该第二半球形壳体容纳电池以及控制电路组件，该控制电路组件从电池接收功率并且在马达控制输出端上生成马达控制信号。第二半球形壳体进一步容纳电连接到马达控制电路以接收马达控制输出端上的马达控制信号的第二电连接器。第二电连接器被配置成与第一电连接器配合。该振动球还包括用于将第一半球形壳体机械互连到第二半球形壳体的多个紧固件。第一连接器当第一半球形壳体连接到第二半球形壳体时接合第二连接器，以将马达控制电路的马达控制输出端电连接到电马达的功率输入端。
在某些实施例中，第一半球形壳体包括多个对准特征；并且第二半球形壳体包括对应多个配合对准特征。当第一和第二半球形壳体附接时，这两个半球形壳体的对准特征接合。对准特征的对准导致第一连接器与第二连接器对准。在某些实施例中，第一半球形壳体包括可连接到功率源的电源适配器插孔；并且包括电连接到该电源适配器插孔的第三电连接器。在此类实施例中，第二半球形壳体包括电连接到控制电路组件的第四电连接器。第四电连接器被配置成与第三电连接器配合。控制电路组件响应于经由第三和第四电连接器从电源适配器插孔接收的功率，以选择性地给电池充电。在某些实施例中，第二半球形壳体还包括电连接到控制电路组件的多个发光二极管。每一发光二极管由控制电路组件选择性地激活，以指示振动球的状态。在某些实施例中，第一外壳定位在第一半球形壳体上，并且第二外壳定位在第二半球形壳体上。在某些此类实施例中，第一半球形壳体和第一外壳包括互锁特征的相应图案，当第一外壳定位在第一半球形壳体上时，所述互锁特征抑制第一外壳相对于第一半球形壳体的移动。类似地，第二半球形壳体和第二外壳包括互锁特征的相应图案，当第二外壳定位在第二半球形壳体上时，所述互锁特征抑制第二外壳相对于第二内壳的移动。
本文中公开的实施例的另一方面是一种用于构造振动球的方法。该方法包括将电马达固定在第一半球形壳体中。该电马达包括具有从马达的相应第一和第二端部延伸的第一和第二端部部分的轴。该轴的每一端部部分具有固定到其的相应偏心物块。该电马达电连接到第一电连接器。该方法还包括将控制电路组件和电池固定在第二半球形壳体中。控制电路组件电连接以从电池接收功率。控制电路组件被配置成向第二电连接器提供马达控制信号。第二电连接器被配置成选择性地与第一电连接器配合。该方法还包括将第二半球形壳体固定到第一半球形壳体，其中第二电连接器与第一电连接器配合，从而将马达和控制电路组件电互连。
附图说明
下文结合附图详细地描述本公开的前述方面和其他方面，其中：
图1示出振动健身球的顶部透视图，该视图显示该球的顶部处的控制按钮，并且进一步显示控制按钮周围的多个指示器发光二极管(LED)；
图2示出图1的振动健身球的底部透视图，该视图显示该球的下端处的电源适配器端口；
图3A示出图1的振动健身球的前部正视图；
图3B示出图1的振动健身球的右侧正视图；
图3C示出图1的振动健身球的顶部平面图；
图3D示出图1的振动健身球的底部平面图；
图4示出图1的健身球的分解图，其在左侧上显示下部半球的部件，并且在右侧上显示上部半球的部件；
图5示出图4的第一和第二筒状插孔的放大透视图；
图6示出图4的第一和第二筒状插头的放大透视图；
图7示出图4的电路板组件和开关激活器的放大透视图；
图8示出图1的健身球的下部内壳的内部的顶部透视图，其显示互连和安装结构；
图9示出图8的下部内壳的外表面的底部透视图；
图10示出图8和图9的下部内壳的顶部平面图；
图11示出图1的健身球的上部内壳的内部的底部透视图，其显示互连和安装结构；
图12示出图11的上部内壳的外表面的顶部透视图；
图13示出图11和图12的上部内壳的底部平面图；
图14示出从马达的第一端部观察的马达和马达轴的每一端部处的偏心物块的透视图；
图15示出从图14中的视图旋转以显示马达的第二端部的马达和偏心物块的透视图；
图16示出下部内壳的顶部透视图，其中马达安装在支撑结构上并且筒状插孔定位在插孔支撑件中；
图17示出其中安装有部件的上部内壳的底部透视图，其中印刷电路板、指示器LED和开关致动器被电池组件遮住；
图18示出上部内壳和下部内壳组装在一起以在上部和下部外壳的安装之前形成完整的健身球；
图19示出图18的已组装的上部和下部内壳，其中上部内壳显示为透明以显示电池组件、电路板组件、指示器LED和开关致动器；
图20示出下部外壳在安装到下部内罩上之前的上部透视图；
图21示出图20的下部外壳的下部透视图；
图22示出上部外壳在安装到上部内罩上之前的下部透视图；
图23示出图20的上部外壳的上部透视图；
图24示出振动健身球由用户抓握以将振动传送到用户的手、臂部和肩部以对用户的身体的上肢形成外围扰动；
图25示出振动健身球定位在用户的身体的第一部分与地垫之间以将振动压力施加到用户的身体的第一部分；
图26示出振动健身球定位在用户的身体的第二部分与地垫之间以将振动压力施加到用户的身体的第二部分；
图27示出振动健身球定位在用户的背部与墙壁之间以在用户相对于墙壁垂直移动时将振动压力施加到用户的背部上的各个位置；并且
图28示出用于控制图1-图23的健身球的操作的电子电路的示意图。
具体实施方式
在图1中的顶部透视图中和图2中的底部透视图中示出球形健身球100。该球包括下部（第一）半球110和上部（第二）半球112。下部半球和上部半球沿着赤道平面114联接。下部半球的离赤道平面最远的部分在本文中称为健身球的下部极点116。上部半球的离赤道平面最远的部分在本文中称为健身球的上部极点118。
健身球100的外部特征示出在图3A中的前部正视图中、图3B中的侧面正视图中、图3C中的顶部平面图中和图3D中的底部平面图中。在所示出实施例中，健身球具有大约5英寸的直径，并且在该球的上部极点118处和下部极点116处稍微变平。在替代实施例中，直径可以变化。例如，在其他实施例中，直径可以在3英寸至6英寸的范围内。
图4示出健身球（球体）100的部件的分解图。如在图4中在左侧上所示，下部半球110包括刚性半球形下部内壳120和挠性下部外壳122。
下部半球110还包括电源适配器插孔组件130，其定位为穿过在球体的下部极点116处在下部内壳120中的开口（通孔）132（参见图9）。
下部半球110还包括第一筒状插孔140和第二筒状插孔142。这两个筒状插孔显示在图5中的放大图中。每一筒状插孔具有相应完整的接线尾线144，其在图4和图5中以及其他图中截断显示。来自筒状插孔的导体根据下文参考图28所述的电气示意图在其他部件之中布线并且按常规方式连接。例如，第一筒状插孔电连接到电源适配器插孔组件130。应了解，本文中所述的筒状插孔可与筒状插头（下文所述）互换。
下部半球110还包括具有筒形轮廓的电马达150。第一偏心物块152和第二偏心物块154在共用马达轴156上在马达的相对端部处联接到马达。马达定位在下部内壳120中，其中第一下部弓形衬套160和第二下部弓形衬套162定位在马达与下部内壳的结构之间。马达通过第一弓形条170和第二弓形条172固定到下部内壳。这些弓形条通过多个螺钉174（例如，四个螺钉）紧固到下部内壳。相应第一弓形上部衬套180和相应第二弓形上部衬套182定位在条与马达之间。在所示出实施例中，上部和下部衬套中的每一者包括可压缩橡胶或另一合适弹性体材料。当马达固定到下部内壳时，这些衬套被压缩以保证马达固定地附接到下部内壳，以使马达并不相对于下部内壳移动。马达还包括连接到第二筒状插孔142的两个电源线190，如图28中的示意图中所示。
如在图4中在右侧上所示，上部半球112包括刚性半球形上部内壳200和挠性上部外壳202。上部半球还包括开关致动器204。在组装上部半球时，该开关致动器插入穿过在上部极点118处的上部内壳的中心孔206。
上部半球112还包括第一筒状插头210和第二筒状插头212。这些筒状插头显示在图6中的放大图中。每一筒状插头具有相应完整接线尾线214，其在图4和图6中以及其他图中截断显示。来自筒状插头的导体根据下文参考图28所述的电气示意图在其他部件之中布线并且按常规方式连接到电路板组件（下文所述）。当上部半球如下文所述联接到下部半球110时，第一筒状插头接合第一筒状插孔140以将电源适配器插孔组件130电连接到电路板组件；并且第二筒状插头接合第二筒状插孔142以将电马达150电连接到电路板组件。
上部半球112还包括电路板组件220。如在图5中的放大图中所示，该电路板组件包括圆形印刷电路板(PCB) 222。按钮开关224安装到PCB的中心并且与开关致动器204对准。在组装上部半球时，开关致动器机械地联接到按钮开关以在致动器手动接合时选择性地致动按钮开关。LED支撑环230安装到PCB并且在该PCB上居中。多个发光二极管(LED) 240A-H（例如，八个LED）安装在该支撑环上并且电连接到该PCB。这些LED围绕支撑环的中心并且因此围绕PCB的中心等距隔开（例如，以45度间隔有角度地间隔开）。这八个LED与上部内壳200中的对应多个通孔250对准。这些通孔围绕中心孔206。电路板组件通过多个螺钉252（例如，三个螺钉）固定到上部内壳。这些螺钉接合对应多个PCB支撑立柱254中的孔256（图13）。当PCB固定到上部内壳时，每一LED延伸穿过这些通孔中的相应一者。在所示出实施例中，LED 240A在被激活时发射红光；LED 240B-E在被激活时发射绿光；并且LED 240F-H在被激活时发射蓝光。还可以使用额外或更少的LED以及不同的颜色指示。上部内壳中的中心孔由接纳开关致动器204的圆形脊结构258围绕（图13）。
上部半球112还包括电池组件260，电池组件260包括容纳在电池隔室基部264与电池隔室盖板266之间的电池单元组262。两个导体268从电池单元组延伸并且按常规方式电连接到印刷电路板222。电池隔室基部和电池隔室盖板扣合在一起。电池组件通过多个螺钉270（例如，四个螺钉）固定到上部内壳。这些螺钉接合对应多个电池支撑立柱272中的孔274（图13）。
在所示出实施例中，电池组件260的电池单元组262包括三个电池单元（未显示），这些电池单元串联电连接。例如，在一个实施例中，每一电池单元包括3.7伏锂离子电池，以使该电池组提供11.1伏的标称输出电压。此类电池组可从许多来源购得并且通常被标识为12伏电池组。在一个实施例中，该电池组具有大约2,600毫安时(imAh)的存储容量。
在所示出实施例中，下部内壳120和上部内壳200使用市售的ABS材料或其他合适刚性塑料材料形成。例如，该塑料材料注入模制以产生半球形外部形状，并且产生在图8和图10中针对下部内壳所示并且在图11和图13中针对上部内壳所示的内部支撑结构。下部外壳122和上部外壳202使用市售热塑性弹性体(TPE)形成，该市售热塑性弹性体提供纹理化柔软抓握聚合物外皮，以使健身球容易被用户抓握。在某些实施例中，外壳被着色并且被设计成提供令人愉悦的美学外观。
如图8中所示，下部内壳120具有下部配合表面300。该下部配合表面限定下部内壳的下部基准平面。如图11中所示，上部内壳200具有上部配合表面310。该上部配合表面限定上部内壳的上部基准平面。当这两个半球接合以形成球体时，这两个配合表面在该球体的赤道平面114（图1和图2）处会合，以使该赤道平面和这两个基准平面重合或几乎重合。
下部内壳120的下部配合表面300包括圆形外周边320。在所示出实施例中，该外周边具有大约2.42英寸的半径。下部内壳的配合表面具有圆形内周边322，该圆形内周边322具有大约2.29英寸的半径。周向凹槽324大致在外周边与内周边中间（例如，从外周边径向向内大约0.043英寸）形成在配合表面中。该凹槽具有到配合表面中的大约0.047英寸的深度，并且具有大约0.047英寸的径向宽度。下部内壳具有从圆形内周边延伸的大致半球形内表面326。虽然为大致半球形，但是下部内壳的内表面具有变化的内直径，以鉴于下部内壳的外表面的不同高度维持大致恒定壳厚度。下文描述不同的外表面高度。多个支撑结构（也在下文描述）从下部内壳的内表面向上延伸。
上部内壳200的上部配合表面310具有圆形外周边340和圆形内周边342。该外周边具有大约2.42英寸的半径；并且该内周边具有大约2.32英寸的半径。周向脊344在距外周边径向向内大约0.047英寸的位置处从配合表面延伸。该脊具有大约0.047英寸的高度，并且具有大约0.039英寸的径向宽度。配合表面从脊向内周边向内廷伸大约0.12英寸。上部内壳具有从圆形内周边延伸的半球形内表面346。虽然为大致半球形，但是上部内壳的内表面具有变化的内直径以鉴于上部内壳的外表面的不同高度维持大致恒定壳厚度。下文描述不同的外表面高度。多个支撑结构（下文描述）从上部内壳的内表面向下延伸。
当上部半球112与下部半球110配合时，上部内壳200的配合表面310的周向脊344与下部内壳120的周向凹槽324接合，以在上部内壳与下部内壳之间提供贴紧摩擦配合。
下部内壳120包括多个半筒形接合支撑件360（例如，4个支撑件），其围绕下部配合表面300的外周边320均匀隔开（例如，这些支撑件大约90度间隔开）。每一接合支撑件具有从支撑件的外端径向地向内延伸的相应通孔362（在图8的视图中仅显示两个）。每一接合支撑件的外部面364从下部内壳的配合表面的外周边凹入小距离（例如，大约0.04英寸），以容纳自攻丝螺钉366（在图8的视图中仅显示两个）的头部的厚度的至少一部分。每一接合支撑件的内端从配合表面的内周边322向内延伸短距离，以形成加强肋368的上部部分。每一接合支撑件被定位成使得该接合支撑件的相应通孔的中心位于下部配合表面的下部基准平面中（例如，在下部半球110和上部半球112的接合处的赤道平面114中）。该通孔被尺寸设定成接纳螺钉的螺纹并为螺钉的螺纹提供空隙。
如图11中所示，上部内壳200包括多个接合肋370（例如，4个肋），其围绕上部内壳的上部配合表面310的内周边342均匀隔开（例如，90度间隔开）。每一接合肋的上部筒形部分372包括通孔374（在图11的视图中仅显示两个），所述通孔具有被尺寸设定成接纳并接合螺钉366的螺纹的直径（图8）。每一接合肋的外表面376从上部配合表面的内周边342向内凹入。相应的半筒形凹口378接近于每一肋形成在上部配合表面中。当下部半球110和上部半球112接合时，接合肋的凹入表面和半筒形凹口为下部内壳120的接合支撑件360中的相应一者提供空隙。在所示出实施例中，每一接合肋包括布置在外部的腔体380。该腔体减小接合肋中模制材料的厚度以有助于注入模制过程。
当两个半球110, 112接合时，下部内壳120的每一通孔362与上部内壳200的通孔374中的相应一者对准。螺钉366中的相应一者定位为穿过下部内壳的每一通孔并且与上部内壳的对应对准通孔的内表面接合。
如在图8中进一步所示，多个半筒形通风开口400（例如，十二个开口，其中仅标记两个开口）形成在下部内壳120的下部配合表面300中。这些半筒形开口中的三者在相邻通孔362之间定位在下部配合表面的每一90度节段中。如图11中所示，对应多个半筒形通风开口402（例如，十二个开口，其中仅标记两个开口）形成在上部内壳200的上部配合表面310中。这些半筒形开口中的三者在相邻通孔374之间定位在上部配合表面的每一90度节段中。这些通风开口距相邻开口或者距相邻通孔以实质上相等角度定位。例如，在所示出实施例中，这些半筒形开口间隔开大约22.5度。当下部半球110和上部半球112接合以形成完整球体时，来自这两个半球的半筒形通风开口对准以在赤道平面114处形成进入到完整球体的内部中的筒形通风开口。这些通风开口实现由马达150和电子器件产生的热从球体的内部的释放。
如在图8中进一步所示，下部内壳120包括围绕下部内壳的内表面326按矩形图案隔开的四个筒形下部对准立柱420。每一下部对准立柱从内表面朝向由下部内壳的下部配合表面300限定的下部基准平面延伸。这些下部对准立柱垂直于下部基准平面。每一下部对准立柱为中空以形成六边形内表面422。在每一对准立柱的相应上部（暴露）端处，每一对准立柱的内表面在相对扁平面之间具有大约5毫米的内直径。每一对准立柱的内表面在对准立柱与下部内壳的内表面相交的相应下端处渐缩放到较小内直径。
如图11中所示，上部内壳200包括围绕上部内壳的内表面346按矩形图案隔开的四个筒形上部对准立柱430。每一上部对准立柱从内表面朝向由上部内壳的上部配合表面310限定的上部基准平面延伸。上部对准立柱垂直于上部基准平面，并且延伸超过上部基准平面大约6毫米。每一上部对准立柱具有筒形外表面432，其具有稍微小于下部对准立柱420的内表面422的内直径的外直径。每一上部对准立柱靠近立柱与上部内壳的内表面相交的位置向外渐缩放到较大直径。当下部半球110和上部半球112接合时，每一上部对准立柱的延伸部分滑入对应中空下部对准立柱中，以使每一上部对准立柱的相应外表面接合下部对准立柱的相应内表面。这些对准立柱的接合进一步保证这两个半球被合适地对准。
如在图10中进一步所示，下部半球的下部内壳120包括接近于孔132定位的两个电源适配器支撑件500。每一支撑件包括相应圆形孔502，其接纳螺钉（未显示）以将电源适配器插孔组件130（图4）固定到下部内壳，其中适配器插孔的接合面与下部内壳的外表面大致齐平。
下部内壳120还包括第一插孔支撑件510和第二插孔支撑件512，其从下部内壳的内表面326延伸并且朝向由下部配合表面300限定的下部基准平面延伸。每一插孔支撑件包括大致筒形内孔520，其被尺寸设定成接纳第一筒状插孔140和第二筒状插孔142中的相应一者的筒形本体（图4和图5）。每一插孔支撑件包括垂直狭槽522，其提供空隙以允许相应筒状插孔的完整接线尾线144从内孔离开。如图5中所示，每一筒状插孔具有置于筒形插孔支撑件的上端532上的肩部530。筒形插孔支撑件的高度结合筒状插孔的肩部的厚度选择，以便当插孔的筒形件被完全插入到筒形插头支撑件的孔中时，肩部的暴露外表面534与下部内壳的下部配合表面300大致共面。
如图11中所示，上部内壳200还包括第一插头支撑件540和第二插头支撑件542，其从上部内壳的内表面346延伸并且朝向由上部配合表面310限定的上部基准平面延伸。每一插头支撑件包括大致筒形内孔550，其被尺寸设定成接纳第一筒状插头210和第二筒状插头212中的相应一者的筒形本体（图4和图6）。每一插头支撑件包括垂直狭槽552，其提供空隙以允许相应筒状插头的完整接线尾线从内孔离开。如图6中所示，每一筒状插头具有置于筒形插头支撑件的下端562上的肩部560。筒形插头支撑件的高度结合筒状插头的肩部的厚度选择，以便当插头的筒形件被完全插入到筒形插头支撑件的孔中时，肩部的暴露外表面564与上部内壳的上部配合表面大致共面。上部内壳中的插头支撑件和下部内壳中的插孔支撑件定位在相应壳中，以便当两个半球110, 112通过使上部对准立柱430与下部对准立柱420接合而对准时，上部半球的筒状插头接合下部半球的筒状插孔140, 142以电连接这两个半球。
电马达150更详细地显示在图14和图15中。在所示出实施例中，马达包括可从中国深圳的深圳顺鼎马达有限公司购得的型号No.YXN2924D009DC电马达。该马达具有大约23毫米的筒形外直径，并且具有大约105毫米的整体轴长度。
马达150置于图8和图10中所示的马达支撑框架600中。该马达支撑框架从下部内壳120的内表面326延伸。该支撑框架包括第一内部肋602和第二内部肋604。在所示出实施例中，每一内部肋是复合肋，其中两个间隔开的肋壁与横肋互连，以提供较厚肋的强度但在较薄部件内有助于注入模制过程。每一内部肋具有大致符合马达的外周边的弓形上表面606。第一和第二下部弓形衬套160, 162中的相应一者在马达的外周边与上表面之间定位在每一内部肋的弓形上表面上。
支撑框架600还包括第一端部肋610和第二端部肋612。每一端部肋包括具有相应弓形部分616的相应上表面614。第一端部肋的弓形部分与第一马达轴承620的靠近马达150的第一端部的外周边一致（图14）。第二端部肋的弓形部分与第二马达轴承622的靠近马达的第二端部的外周边一致（图15）。第一端部肋的上表面包括两个半球形缺口630。每一缺口在马达的第一端部上接纳相应突出部632。突出部与缺口的接合抑制马达本体相对于支撑框架的旋转。第二端部肋的上表面包括一对水平部分634，其在马达机壳的第二端部上为一对螺钉636的头部提供空隙，如图15中所示。这些螺钉是马达的结构的一部分。
马达150经由第一和第二弓形安装条170, 172以及四个螺钉174固定到支撑框架600（图4）。每一螺钉靠近第一内部肋602和第二内部肋604的每一端部接合支撑框架中的相应内孔650。如上所述，第一和第二上部弓形衬套180, 182中的相应一者定位在马达的外周边与每一安装条之间。当马达如图20中所示固定到支撑框架时，下部弓形衬套160, 162和上部弓形衬套180, 182抵靠马达的外周边压缩以将马达牢固地固定在支撑框架与安装条之间。因此，马达的振动（下文所述）被直接传送到下部内壳120，而不允许马达与下部内壳之间的相对移动。如上所述，下部内壳与上部内壳200之间的牢固互连保证马达的振动被传送到振动球100的下部半球110和上部半球112两者。
如上所述，马达150包括轴156。该轴具有延伸穿过第一马达轴承620的第一端部部分660，并且具有延伸穿过第二马达轴承622的第二端部部分662。在所示出实施例中，该轴具有大约5.8毫米的半径。第一偏心物块152固定到该轴的第一端部部分。第二偏心物块154固定到该轴的第二端部部分。
在所示出实施例中，每一偏心物块152, 154形成为具有筒形形状的弓形部分。例如，在所示出实施例中，该筒形形状具有大约21毫米的半径，并且具有大约11毫米的厚度。每一物块由具有筒形形状的150度节段670形成。每一物块包括具有大约7.5毫米的外半径并且具有大约5.8毫米的内半径的中心套环672，以向马达轴156提供紧密配合。每一物块被压入配合到马达轴的相应端部部分上并且通过将该物块点焊到轴或者通过在物块的套环中使用固定螺钉（未显示）而固定到轴。在所示出实施例中，每一偏心物块包括不锈钢，并且具有大约36-40克的重量（质量）。如图示出，这两个物块优选地相对于彼此对准，以使由物块的旋转而引起的偏心力相对于轴在相同径向方向上。
如上所述，马达150的电源线190电连接到第二筒状插孔142的完整接线尾线（图16）。当两个半球110, 112互连时，第二筒状插头212将第二筒状插孔连接到电路板组件220以向马达提供功率。如下文参考图28中的电路图所述，电路板组件的印刷电路板222上的部件响应于按钮开关224的操作来控制马达的操作。该按钮开关响应于开关致动器204的手动操纵而选择性地闭合，以激活和停用电路。开关在电路活动时的进一步闭合为健身球100选择操作模式（例如，振动频率）。在所示出实施例中，健身球具有三种操作模式，并且选择性地产生对应于每一操作模式的振动频率。印刷电路板上的电子电路控制由LED 240A-H提供的指示，如下文所述。这些LED指示包括开启-关闭指示、电池状态和所选定的操作模式。LED还在健身球连接到电源适配器并且电池正充电时发出指示。
如图16中所示，马达150靠近球形健身球100的中心定位。安装螺钉174（图4）未显示在图16中。马达偏移一段短距离进入到下部内壳120中，以至少部分地补偿上部内壳200中电池组件260的质量（图17）。虽然马达和偏心物块比电池组件和电路板组件220重，但是马达的重心相对于赤道平面114的力矩臂比上部内壳中的部件的重心相对于该赤道平面的力矩臂短。因此，该球形球的整体重心靠近于赤道平面，以使该球形球实质上沿着下部极点116与上部极点118之间的轴线（未显示）平衡。如图16和图17中所示，这些部件实质上沿着另外两个正交轴线在相应半球内居中。因此，不管当球被用户握住时球的取向如何，该球形球的可感知平衡是类似的。
两个偏心物块152, 154围绕靠近于赤道平面114的轴线（例如，马达轴156）旋转。偏心物块的旋转致使马达振动。该振动经由马达支撑框架600联接到下部壳。当上部外壳和下部外壳如图18中所示互连时，下部内壳和上部内壳的牢固互连使振动联接到上部内壳。因此，在整个球结构中引发振动。由于大致居中的物块和振动轴线的位置，健身球100在所有取向上提供类似振动效果。
除了为马达150、为电池组件260和为其他内部部件提供支撑以外，用于两个内壳120, 200的内部结构包括额外加强肋，其使得这两个壳在互连时支撑相当大的重量（例如，多达大约300磅）。
图19示出图18的已组装的下部内壳120和上部内壳200，其中上部内壳用虚线表示以表示透明并且从而显示电池组件260、电路板组件220（包括印刷电路板222和LED支撑环230）以及开关致动器204在上部内壳内的位置关系。
如图9中所示，下部内壳120的外表面700接近于对应于下部配合表面300的下部基准平面包括具有凸起材料的赤道环702。多个锥形凸起表面节段704从赤道环朝向下部极点116延伸。这些锥形凸起表面节段远离下部极点一选定距离终止在相应端部706处。这些锥形凸起表面节段由交错的未凸起表面节段710成角度间隔开。在所示出实施例中，外表面包括各自具有大约22.5度的角宽度的八个凸起表面节段和八个未凸起表面节段。这些未凸起表面节段在外表面围绕下部极点的扁平部分712处会合。用于电源适配器插孔组件130的开口132（图4）实质上定位在扁平表面部分的中间中。如上文简要论述，下部内壳的内表面326具有变化直径，以使下部内壳在外表面与内表面之间的厚度在凸起和未凸起表面节段下方大致相同。
如图9和图10中所示，上部内壳200的外表面720接近于由上部内壳的上部配合表面310限定的上部基准平面包括具有凸起材料的赤道环722。多个锥形凸起表面节段724从赤道环朝向上部极点118延伸。这些锥形凸起表面节段远离上部极点一选定距离终止在相应上端726处。用于LED的通孔250靠近相应上端延伸穿过锥形凸起表面节段。这些锥形凸起表面节段由交错的未凸起表面节段730成角度间隔开。外表面围绕上部极点的部分732也是未凸起的。凸起环形环734在上部极点处定位在中心孔206周围。在所示出实施例中，该凸起环形环具有大约16毫米的外直径和大约10.1毫米的内直径。在所示出实施例中，外表面包括各自具有大约22.5度的角宽度的八个凸起表面节段和八个未凸起表面节段。如上文简要论述，上部内壳的内表面346具有变化直径，以使上部内壳在外表面与内表面之间的厚度在凸起和未凸起表面节段下方大致相同。
如图20和图21中所示，在所示出实施例中，下部外壳122为大致半球形。下部外壳的弹性体材料在半球的基部周围延伸，以接近于基部表面752形成材料的赤道带750。当下部外壳附接到下部内壳时，该基部表面与下部内壳120的下部配合表面300大致共面。该下部外壳具有多个锥形开放区域754，在该处，弹性体材料被去除，因此形成与开放区域交错的未去除材料的锥形节段756。在所示出实施例中，八个开放区域和八个锥形节段形成在该半球周围。所去除材料的量和剩余材料的量在面积上类似，以使每一开放区域和每一段围绕球体具有大约22.5度的相应角宽度。未去除材料的节段在从材料的赤道带移位的相应端部处互连，以在该壳体的外部表面上在下部极性凹入表面762周围形成材料的下部极性环760。在所示出实施例中，该下部极性凹口具有大约35毫米的直径。该下部极性凹口被尺寸设定成接纳圆形信息标签（未显示）。该下部极性凹口围绕下部极性开口764，该下部极性开口具有大约8毫米的直径。
下部外壳122具有球形内表面770（图20），其包括未去除材料的多个锥形节段756中的每一者的内表面772。这些锥形节段的内表面具有被选择成与下部内壳120的外表面700的曲率大致相同的球面曲率，以使下部外壳贴紧配合在下部内壳上。下部外壳的八个锥形节段的内表面并不延伸到该壳体的基部表面752。因此，赤道带750的内表面774相对于锥形节段的内表面凹入（当从下部外壳的内部观察时，向外移位）。下部外壳的锥形节段的内表面被尺寸设定成使得，当下部外壳定位在下部内壳120上时，下部外壳的锥形节段的内表面贴紧配合到下部内壳的外表面700的未凸起表面节段710中（图9）。下部内壳的凸起表面节段704部分地延伸到下部外壳的开放区域754中。因此，下部外壳和下部内壳互锁，以使下部外壳无法相对于下部内壳旋转。下部外壳通过合适粘合剂材料固定到下部内壳。
下部外壳122包括形成到基部表面752中的具有第一直径的第一多个半圆形缺口（例如，四个缺口）780和具有第二直径的第二多个半圆形缺口（例如，十二个缺口）782。当下部外壳附接到下部内壳120时，第一多个缺口与通孔362对准以为螺钉366提供空隙。第二多个缺口与下部内壳的通风开口400对准。
如图22和图23中所示，在所示出实施例中，上部外壳202为大致半球形，其中弹性体材料在该半球的基部周围延伸，以接近于基部表面802形成材料的赤道带800。当上部外壳附接到上部内壳时，该基部表面与上部内壳200的上部配合表面310大致共面。该上部外壳具有多个锥形开放区域804，在该处，弹性体材料被去除，因此形成与开放区域交错的未去除材料的锥形节段806。在所示出实施例中，八个开放区域和八个锥形节段形成在半球周围。所去除材料的量和剩余材料的量在面积上类似，以使每一开放区域和每一段围绕球体具有大约22.5度的相应角宽度。未去除材料的节段在从材料的赤道带移位的相应端部处互连，以在上部极性孔812周围形成材料的上部极性环810。在所示出实施例中，该上部极性孔具有大约16毫米的直径。该上部极性孔被尺寸设定成对应于上部内壳200的凸起环形环734的外直径。
上部外壳202具有球形内表面830，其包括未去除材料的多个锥形节段806中的每一者的内表面832。这些锥形节段的内表面具有被选择成与上部内壳200的外表面720的曲率大致相同的球面曲率（图12），以使上部外壳贴紧配合在上部内壳上。上部外壳的八个锥形节段的内表面并不延伸到基部表面802。因此，赤道带800的内表面834相对于锥形节段的内表面凹入（当从上部外壳的内部观察时，向外移位）。上部外壳的锥形节段的内表面被尺寸设定成使得当上部外壳定位在上部内壳上时，上部外壳的锥形节段的内表面贴紧地配合到上部内壳的外表面的未凸起表面节段730中（图12）。上部内壳的锥形凸起表面节段724部分地延伸到上部外壳的开放区域804中。上部外壳与上部内壳互锁，以使上部外壳无法相对于上部内壳旋转。上部外壳通过合适粘合剂材料固定到上部内壳。当上部外壳定位在上部内壳上时，上部内壳的凸起表面节段的上端中的通孔250通过上部外壳的开放区域暴露。
上部外壳202包括形成到基部表面802中的具有第一直径的第一多个半圆形缺口（例如，四个缺口）840和具有第二直径的第二多个半圆形缺口（例如，十二个缺口）842。当上部外壳附接到上部内壳200时，第一多个缺口与通孔374对准（图11）以为螺钉366提供空隙（图8）。第二多个缺口与上部内壳的通风开口402对准（图8）。
由于壳体与内壳的互锁，故当健身球100被扭转时，粘合剂材料不必经受剪切力。外壳的未去除材料的纹理化表面提供抓握表面。这两个壳体的去除（开放）部分的边缘提供额外抓握特征。当球振动时，该纹理化抓握表面和材料的边缘致使健身球容易被握持。
在所示出实施例中，下部外壳122和上部外壳202并入市售的热塑性弹性体(TPE)，其提供纹理化柔软抓握聚合物外皮，以使健身球容易被用户抓握。如上文简要提及，外壳被着色并且被设计成提供令人愉悦的美学外观。例如，外壳的锥形开放区域754, 804暴露内壳120, 200的下伏外表面。这些壳体的外表面的暗色（例如，黑色）与外壳的明亮颜色形成对比。
如上文简要论述，印刷电路板222上的按钮开关224闭合选定次数，以接通电源并致使马达150以对应于三个振动频率的三个旋转速度中的一者旋转。在一个实施例中，当电池单元组262中的电池单元被完全充电时，这三个振动频率被选择成大约45 Hz、68 Hz和92 Hz，分别对应于马达以大约2,700 RPM、4,080 RPM和5,520 RPM的旋转。这些旋转速度通过调节施加到马达的脉冲调制电压而产生。在一个测试中，振动健身球产生具有如下幅度的振动：在45 Hz下为大约7.0 g、在68 Hz下为大约14.1 g并且在92 Hz下为大约25.5 g。该测试进一步显示，在沿着上部极点118与下部极点116之间的极性轴线测量时并且在沿着正交于该极性轴线的轴线测量时，振动幅度类似，因此表明，振动健身球的刚性内壳使振动大致均匀分布在该球的外表面上。旋转速度和所产生的振动频率可以随着电池单元组中电池单元的电荷电平变化。在进一步实施例中，可以选择其他振动频率。此外，其他实施例可以允许选择多于三个振动频率。
当振动健身球100被用户握持时（例如如图24中所示），外部表面上的振动经由外壳122, 202传送到用户的手、臂部和肩部。该振动对用户的身体的上肢形成外围扰动。这些扰动对用户的肩部的盂肱关节和肩胛胸廓关节的稳定器的肌梭造成增加的神经驱动。由振动导致的增加的神经驱动会增强关节稳定性和整体神经肌肉控制，这可能减少受伤、优化性能并加快恢复过程。
振动健身球100还可以用于其他按摩功能，诸如向用户的身体的各个肌肉施用振动按摩。健身球的尺寸和形状允许该球容易抓握在一只手中并且施用到用户的身体的选定部分或施用到另一人的身体。例如，旋转对称的半球形形状允许用户抓握健身球，而不考虑取向。健身球的相对小的外直径（例如，大约5英寸）允许该球定位（例如）在用户的颈部的基部以按摩斜方肌的上部部分。由于ABS结构，该健身球具有足够结构强度，以使其可以经受多达300磅的力。因此，例如，用户可以将球定位在地板或垫上（例如如图25和图26中所示），并且躺在该球上以按摩斜方肌的中间和下部部分并且按摩下背部的肌肉。该球还可以定位在用户的背部与墙壁之间，例如如图27中所示。用户相对于球升高和降低他的或她的身体，以将该球以可移动方式定位在背部上的从颈部到下背部的各个位置处。如图25、图26和图27中示出那样使用振动健身球会具有胜于常规筒形泡沫辊的优点，其通常用于肌筋膜释放并且用于使肌肉和软组织放松。由于筒形形状，辊抵靠用户的身体具有相对大的接触面积并且无法将压力和振动施加到身体的明确限定的区域。已经使用垒球、网球和长曲棍球来精确定位目标区域，并且更深地透入区域（例如梨状肌、阔筋膜张肌(TFL)、斜方肌、臀大肌和腿后肌）中的组织。振动健身球通过减少用户感到的疼痛来提供额外益处，因为振动分散疼痛感受器和神经的注意力，从而允许用户将压力更深地施加到软组织中以用于更有效治疗。
图28示出控制图1-23中所示的健身球100的操作的电子电路900的示意图。所属领域的技术人员将了解，健身球的操作可以由借助部件的不同组合实现的其他电路控制。在该示意图中，对应于图1-23中所述部件的部件用对应元件符号标识。电子部件（例如，电阻器、电容器、晶体管等等）按常规方式用字母数字名称标识（例如，Rn用于电阻器、Cn用于电容器、Qn用于晶体管、Un用于集成电路等等）。
电路900由控制单元U1控制，控制单元U1可以借助微控制器实现、借助定制专用集成电路(ASIC)实现或者借助其他定制电路系统实现。在所示出实施例中，该控制单元是带有闪速程序存储器的14引脚可编程微控制器，诸如例如，可从Microchip Technology公司购得的PIC16(L)F1824微控制器。这些设备的功能和操作是众所周知的并且不在本文中描述，除了关于图28中的电路的功能和操作的应用以外。
控制单元U1包括功率输入(VCC)引脚和接地(GND)引脚。该控制单元还包括十二个输入/输出引脚。每一引脚可编程以提供如在由Microchip Technology公司在2015年1月27日出版的“具有XLP技术的14/20引脚闪速微控制器(14/20-Pin Flash Microcontrollers with XLP Technology)”中充分描述的选定功能。在所示出实施例中，控制单元U1的引脚如在以下段落中所描述那样编程。
控制单元U1的KEY引脚被配置为数字输入引脚。控制单元U1感测KEY引脚上逻辑高信号（例如，+5伏）或逻辑低信号（例如，0伏（接地））的存在，并且响应于该引脚上的逻辑电平实施选定操作。如下文更详细描述的，该KEY输入引脚连接到开关224。
控制单元U1的CHRIN引脚被配置为数字输入引脚。控制单元U1感测CHRIN引脚上的逻辑电平以确定充电电压源是否经由电源适配器插孔组件130连接到电路900。
控制单元U1的LED1驱动引脚、LED2驱动引脚、LED3驱动引脚和LED4驱动引脚被配置为数字输出引脚。每一驱动引脚可以生成高的（例如，+5伏）输出信号作为电流源、可以生成低的（例如，接地）输出信号以吸收电流，或者可以是三态的，因此该驱动引脚并不提供电流并且并不吸收电流。
控制单元U1的PWM1引脚被配置为数字输出引脚。如下文所述，控制单元U1在PWM1引脚上生成脉冲以控制电池单元组262的充电。
控制单元U1的VBAT引脚被配置为模拟输入引脚。VBAT引脚接收响应于电池单元组262的电压的模拟电压。
控制单元U1的ICHR引脚被配置为模拟输入引脚。ICHR引脚接收响应于当电池单元组262正充电时流过该电池单元组的电流的量值的模拟电压。
控制单元U1的SHORT引脚被配置为数字输出引脚。SHORT引脚由控制单元U1控制以产生选择性地修改从电池单元组262的负端子到接地点的电流路径的信号。
控制单元U1的PWM2引脚被配置为数字输出引脚。如下文所述，控制单元U1在PWM2引脚上生成脉冲以控制马达150的旋转速度。
控制单元U1的IMOTO引脚被配置为模拟输入引脚。IMIOTO引脚接收响应于流过马达150的电流的模拟电压。
控制单元U1包括内部闪速存储器（未显示），其被编程为对在输入引脚上接收的信号的改变作出响应并且在输出引脚生成信号以控制电路900的功能，如在以下段落中所述。
电路900的第一部分充当电荷输入电路。该电荷输入电路包括以可去除方式接纳来自常规电源适配器（未显示）的插头（未显示）的电源适配器插孔组件130。在所示出实施例中，该电源适配器相对于接地引脚向电压引脚提供16.8伏DC。如上所述，该电源适配器插孔组件经由第一筒状插孔140和第一筒状插头210电联接到印刷电路板222上的电路。
电源适配器插孔组件130的电压引脚电连接到第一功率肖特基整流二极管D1的阳极并且电连接到电阻器R1的第一端子。电阻器R1的第二端子连接到电阻器R2的第一端子并且在第一节点N1处连接到齐纳二极管D6的阴极。电阻器R2的第二端子和该齐纳二极管的阳极连接到共用接地点。电阻器R1和电阻器R2充当分压器，以在第一节点N1处提供大约1/3的输入电压。该齐纳二极管将第一节点N1处的电压进一步限制为大约5.2伏。
第一节点N1处的电压通过电阻器R4提供到控制单元U1的CHRIN输入引脚。连接在CHRIN输入引脚与共用接地点之间的小滤波电容器C3降低CHRIN输入引脚上的电压上的噪声。当CHRIN输入引脚上的电压为高（大约5.2伏）时，控制单元U1检测到AC/DC适配器连接到电源适配器插孔组件130并且正向电路900提供输入电压。控制单元对输入电压的存在作出响应以操作电路的电池充电部分，如下文所述。
肖特基整流二极管D1的阴极向第二节点N2提供DC电压的源，以操作电路900并且给电池单元组262充电。在所示出实施例中，二极管D1是可从台湾新台北市的Unisonic Technologies有限公司并且从其他来源购得的SK24二极管。二极管D1具有0.5伏的最大正向电压降。因此，节点N2处的电压为大约16.1伏。二极管D1进一步操作以抑制从节点N2到电阻器R1的第一端子的反向电流流动。如下文所述，当AC/DC适配器不存在并且电池单元组正向电路提供操作电压时，反向偏压的二极管D1防止电池供应的电压在控制单元U1的CHRIN输入引脚上引起高输入信号。
节点N2连接到齐纳二极管D5的阴极。齐纳二极管D5的阳极连接到电压调节器U2的输入(Vin)引脚。在所示出实施例中，齐纳二极管D5具有大约3伏的齐纳电压，使得电压调节器的输入引脚上的电压为大约13.1伏。输入引脚与共用接地点之间的小滤波电容器C13降低提供到输入引脚的电压上的噪声。在所示出实施例中，当输入电压具有在大约7-20伏的范围内的量值时，电压调节器U2在输出引脚(Vout)上提供大约5伏。在所示出实施例中，电压调节器是来自台湾台北的Holtek Semiconductor公司的市售HT7550电压调节器。还可以使用来自其他来源的其他调节器。
来自电压调节器U2的经调节5伏输出电压作为电源电压提供到控制单元U1的VCC输入端。滤波电容器C3和滤波电容器C4降低经调节输出电压上的噪声。该经调节输出电压还提供到电阻器R6的第一端子。电阻器R6的第二端子在第三节点N3处提供到按钮开关224的第一端子。该按钮开关的第二端子连接到共用接地点。在所示出实施例中，该按钮开关是瞬时触点开关，并且触点通常打开。第三节点N3连接到控制单元U1的KEY输入引脚。电阻器R6充当上拉电阻器以致使第三节点N3和KEY输入引脚维持在到控制单元的VCC输入的电源电压的量值，除非按钮开关被激活以使瞬时触点闭合。因此，当按钮开关不活动时，控制单元U1将KEY输入引脚处的值检测为逻辑高信号。当按钮开关被激活以使触点闭合时，第三节点N3接地以致使第三节点N3上的电压切换到大约零伏。控制单元U1将KEY输入引脚处的值检测为低逻辑电平。控制单元U1响应于KEY输入引脚处于低逻辑电平而选择性地激活下文所述功能。
节点N2上的输入电压还提供到功率MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）Q1的源极(S)端子。功率MOSFET Q1具有漏极(D)端子和栅极(G)端子。在所示出实施例中，MOSFET Q1是P沟道增强型场效应晶体管，其中当栅极端子上的电压相对于源极端子足够负时，电流从源极端子流到漏极端子，以致使漏源导通电阻为低（例如，在20毫欧与30毫欧之间）。例如，在所示出实施例中，MOSFET Q1是来自加利福尼亚州山景城的Stanson Technology公司的市售STP4435 MOSFET，或来自另一来源的类似设备。当栅源电压为至少-4.5伏（即，栅极电压比源极电压低至少4.5伏（更负））时，MOSFET Q1导通以使得电流能够从源极流到漏极。
MOSFET Q1的栅极端子通过上拉电阻器R3偏压到高电压电平，该上拉电阻器R3具有连接到栅极端子的第一端子并具有连接到节点N2的第二端子。二极管D3的阳极连接到MOSFET Q1的栅极端子，并且二极管D3的阴极连接到MOSFET Q1的源极端子。二极管D3防止MOSFET Q1的栅极端子上的电压超过源极端子上的电压多于一个二极管正向电压降（例如，大约0.7伏）。电阻器R3也是下文所述的脉冲生成电路的一部分。
栅极端子连接到电容器C2的第一端子。电容器C2的第二端子连接到电阻器R5的第一端子。电阻器R5的第二端子在第四节点N4处连接到齐纳二极管D7的阴极。齐纳二极管D7的阳极连接到共用接地点。第四节点N4连接到控制单元U1的PWM1输出。在所示出实施例中，该齐纳二极管具有大约5.2伏的齐纳电压；电阻器R3具有大约22,000欧的电阻；电容器C2具有大约10,000皮法的电容；并且电阻器R5具有大约47欧的电阻。
电容器C2和电阻器R3充当由控制单元U1的PWM1输出激活的负脉冲生成器电路。PWM1输出的不活动电平很高（例如，大约5伏）。当PWM1输出为高时，电容器C2充电到大约11.1伏（例如，16.1伏-5伏）。MOSFET Q1的栅极上的电压在此时间期间为大约16.1伏。每当PWM1输出从高电平切换到低电平（例如，0伏）时，节点N4上的电压便从大约5伏快速减小到大约0伏。由于电容器两端的电压无法瞬时改变，因此在电阻器R3两端最初形成5伏的电压降，这导致MOSFET Q1的栅极上的电压降低大约5.2伏至大约10.9伏。该较低电压导致栅源电压为大约-5伏。此负电压足以致使MOSFET Q1从源极导电至漏极。应注意，电阻器R5的电阻显著小于电阻器R3的电阻，以使电阻器R5两端的电压降不是一个因素。
电容器C2通过电阻器R3和电阻器R5充电，直到电容器两端的电压达到16.1伏，这导致施加到MOSFET Q1的负栅源电压的量值从大约5伏减小到大约0伏。漏源电阻随着栅源电压的量值减小而增加，以使源漏电流减小并且当栅源电压的量值在2.5伏与2伏之间的范围内时被切断。当该电压的量值继续减小时，该电流仍被切断。MOSFET Q1的传导性的持续时间因此取决于电容器C2和电阻器R3的时间常数。电阻器R5对时间常数的影响不大。当控制单元U1的PWM1输出切换回到高电平时，电容器C2两端的电压无法瞬时改变，并且MOSFET Q1的栅极上的电压将相对于源极电压增加到正值。二极管D3防止栅极电压超过源极电压多于0.7伏。电容器C2通过二极管D3和电阻器R5从16.1伏快速放电到11.1伏。
齐纳二极管D7防止控制单元U1的PWM1输出引脚上的电压在电容器C3的充电和放电期间的任何时候超过5.2伏。
MOSFET Q1的漏极连接到电感器L1的第一端子，在所示出实施例中，电感器L1是33微亨电感器。该漏极还连接到肖特基（Schottky）势垒整流器D4的阴极，该肖特基势垒整流器D4具有连接到共用接地点的阳极。电感器L1的第二端子连接到第五节点N5。电容器C9、电容器C10和电容器C12的相应第一端子连接到节点N5。电容器C9、C10和C12的相应第二端子连接到共用接地点。在所示出实施例中，电容器C9和C12是具有大约22微法的电容的极化滤波电容器。电容器C10是具有大约100,000皮法（0.1微法）的电容的非极化滤波电容器。
节点N5还连接到电池单元组262的正端子。该电池单元组的负端子连接到电阻器R19的第一端子。电阻器R19的第二端子连接到共用接地点。在所示出实施例中，电阻器R19具有大约0.1欧（100毫欧）的电阻。在其它实施例中，电阻器R19可以实现为两个并联电阻器（每一者具有大约0.2欧的电阻），以减少由单个电阻器消耗的功率。下文描述连接到节点N5并且连接到电池单元组的负端子的其他部件。
MOSFET Q1、二极管D4、电感器L1、电容器C9、C10和C12以及电阻器R19被配置成充当降压开关电源。如上文所述，当MOSFET Q1导通时，每当PWM1信号从高电平切换到低电平时，该MOSFET便将电流从源极传导到漏极达选定持续时间。来自该MOSFET的漏极的电流通过电感器L1到达节点N5，以给电容器C9、C10和C12充电。当该MOSFET断开时，无电流从MOSFET的漏极提供；然而，电流继续经由充当“续流”二极管的二极管D4流过电感器L1。因此，当该MOSFET断开时，电流继续给电容器充电达该时间的至少一部分。在电容器两端形成的电压被施加到电池单元组262的端子以给该电池单元组充电。可用于给电池充电的电流的总量由该MOSFET导通和断开的速率确定。因此，电池充电电流通过修改控制单元U1的PWM1输出来调节。
当AC/DC适配器（未显示）附接到电源适配器组件130以向电路900提供DC输入电压时，控制单元U1的CHRIN输入引脚处的电压电平为高。控制单元U1对CHRIN输入上的高输入电平作出响应以在PWM1输出引脚上生成脉冲。控制PWM1输出引脚上的脉冲的宽度，以控制电池单元组262充电的速率。控制单元通过经由电压感测电路监测节点N5与共用接地点之间的电压来监测电池两端的电压。该电压感测电路包括电阻器R8，该电阻器R8具有连接到节点N5的第一端子并具有在节点N6处连接到电阻器R9的第一端子的第二端子。电阻器R9的第二端子连接到共用接地点。在所示出实施例中，电阻器R8具有大约160,000欧的电阻，并且电阻器R9具有大约20,000欧的电阻，以使节点N6处的电压为节点N5上的电压的大约11.1％，其对应于电池单元组的电压。
节点N6连接到控制单元U1的VBAT输入端。如上所述，VBAT输入端被配置为模拟输入并且联接到内部模数(A/D)转换器。该A/D转换器将模拟输入转换为数字值，该数字值由控制单元监测以确定节点N6处的瞬时电压并且因此确定电池单元组262的电压。控制单元被编程为当电池电压达到所选定的预定电平时中断充电操作。控制单元还可以被编程为当电池电压接近所选定的预定电平时逐渐减小充电速率。
电阻器R19充当电流传感器以使得控制单元U1能够在电池正充电时监测流过电池单元组262的电流。该充电电流流过电阻器R19。电阻器R19的电阻足够小（例如，100毫欧），以使电阻器并不显著降低充电电压。该充电电流导致小电压在电阻器R19两端形成（例如，在1安培的充电电流下，100毫伏）。在电阻器R19两端形成的电压与流过电阻器的电流成比例，并且从而与正给电池单元组充电的电流成比例。该电压作为输入经由电阻器R7提供到控制单元U1的ICHR输入端。在所示出实施例中，电阻器R7具有大约10,000欧的电阻，其显著大于感测电阻器R19，以使电阻器R7并不影响在该感测电阻器两端形成的电压。具有（例如）0.01微法的电容的滤波电容器C7连接在ICHR输入端与共用接地点之间以降低信号上的噪声。ICHR输入端被配置为模拟输入并且联接到内部模数(A/D)转换器。该A/D转换器将模拟输入转换为数字值，该数字值由控制单元监测以确定流过感测电阻器R19的瞬时电流，并且因此确定通过电池单元组的充电电流。该控制单元被编程为当充电电流为0或处于接近于0的预定电平时中断充电操作。该控制单元还可以被编程为在充电电流超过预定最大量时中断充电操作，这可以指示电池单元组的潜在故障。
电流感测电阻器R19可以被第二MOSFET Q2选择性地绕过。在所示出实施例中，第二MOSFET Q2是N沟道增强型功率场效应晶体管，诸如例如，来自加利福尼亚州山景城的Stanson Technology公司的市售ST2300 MOSFET，或来自另一来源的类似设备。MOSFET Q2的源极(S)连接到共用接地点。漏极(D)连接到电阻器R19的第一端子。栅极(G)连接到控制单元U1的SHORT输出引脚。该栅极还连接到电阻器R10的第一端子。电阻器R10的第二端子连接到接地参考点。在所示出实施例中，电阻器R10具有大约10,000欧的电阻。当SHORT输出端上的信号不活动（例如，低、接地或浮动）时，MOSFET Q2断开。如果SHORT输出引脚正浮动，则电阻器R10保证栅极电压为低。当SHORT引脚上的信号被激活到高电平时，MOSFET Q2导通以有效地在感测电阻器R19两端施加漏源电阻(RDS)。大约48毫欧的低漏源电阻降低来自电池单元组262的负端子的接地路径中的电压降。例如，除了当控制单元U1正监测通过电池单元组的充电电流以外，SHORT引脚上的信号被激活，以在充电过程期间减少接地路径中的功率损失时。
降压开关电源中的MOSFET Q1包括内部旁路二极管，其在漏极(D)端子处与阳极连接并在源极(S)端子处与阴极连接。当MOSFET Q1断开时，该旁路二极管允许电流从漏极流到源极（即，在当MOSFET Q1导通时电流流动的相反方向上）。当无外部电源适配器连接到第一电源适配器插孔组件130时，该内部旁路二极管提供用于向电压调节器U2提供输入电压的路径。特定来说，来自电池单元组262的正端子的电流经由节点N5和电感器L1联接到MOSFET Q1的漏极端子。该电流通过旁路二极管到达源极端子，并且因此到达节点N2。节点N2处的电压因此是一个低于电池电压的正向二极管压降（大约0.8至1.0伏）。此电压经由齐纳二极管D5提供到电压调节器U2的输入端(Vin)。因此，当电源适配器未连接时，该电池单元组为电路900的电子部件提供操作电压。
电马达150由控制单元U1的PWM2输出引脚上的信号控制。PWM2被选择性地激活以便以被选择成以上文所述三个选定旋转速率中的一者驱动马达的频率和占空比来提供高电平输出信号。在替代实施例中，可以提供额外旋转速率。PWM2输出引脚连接到电阻器R11的第一端子。电阻器R11的第二端子连接到第三MOSFET Q3的栅极(G)并且连接到电阻器R14的第一端子。电阻器R14的第二端子连接到接地参考点。电阻器R11具有大约12欧的电阻。电阻器R14具有大约10,000欧的电阻。电阻器R11和电阻器R14充当分压器，其中电压施加到MOSFET Q3的栅极；然而，由于电阻器R14比电阻器R11的电阻大三个数量级，因此PWM2输出引脚上的实质上所有电压都有效地施加到MOSFET Q3的栅极。因此，当PWM2输出引脚具有大约5伏的活动信号时，MOSFET Q2导通并且具有小于大约20毫欧的漏源导通电阻RDS(ON)。
MOSFET Q3的源极(S)连接到电阻器R15的第一端子。电阻器R15的第二端子连接到接地参考点。MOSFET Q3的源极和电阻器R15的第一端子连接到电阻器R13的第一端子。电阻器R13的第二端子连接到控制单元U1的IMOTO输入引脚。在所示出实施例中，电阻器R15具有大约50毫欧的电阻；并且电阻器R13具有大约10,000欧的电阻。当电流正从源极流到接地参考点时，在电阻器R15两端形成与该电流成比例的电压。电阻器R13将所形成电压联接到IMOTO输入引脚。控制单元U1内的内部A/D转换器将该电压转换为数字值，以便使得控制单元能够监测流过电阻器R15的电流。
马达150经由第二筒状插头212和第二筒状插孔142连接到电路900。马达的第一端子连接到节点N5。因此，马达连接到电池单元组262的正端子。马达的第二端子连接到MOSFET Q3的漏极(D)。当MOSFET Q3由施加到栅极(G)的PWM2信号导通时，电流从电池单元组的正端子流到节点N5并且流到马达的第一端子。该电流从马达的第二端子通过MOSFET Q3并且通过电阻器R15返回到接地参考点。该电流通过电阻器R19（或者通过电阻器R19和MOSFET Q2的并联组合）返回到电池单元组的负端子。
由于返回电流从马达150到电池单元组262的唯一路径是通过MOSFET Q3，因此电流仅在MOSFET Q3导通时流过马达。MOSFET Q3的栅极(G)由控制单元U1的PWM2输出控制，以改变施加到马达的脉冲的宽度以便改变施加到马达的平均电压。例如，可以控制来自PWM2输出的信号，以提供第一脉冲宽度（例如，三分之一的占空比）从而产生第一平均电压以便以第一（低）旋转速度操作马达；可以控制其以提供第二脉冲宽度（例如，三分之二的占空比），从而产生第二（较高）平均电压以便以第二（中等）旋转速度操作马达；并且可以控制其以提供第三脉冲宽度（例如，处于或接近于单位占空比），从而以产生第三（最高）平均电压以便以第三（高）旋转速度操作马达。如上所述，马达的每一旋转速度对应于由偏心物块152, 154导致的振动频率。因此，该球的振动频率由控制单元U1的PWM2输出控制。
电路900还包括续流二极管D5，其具有连接到节点N5（例如，连接到马达150的第一端子）的阴极和连接到马达的第二端子的阳极。因此，二极管D5连接在马达的端子两端。当马达由流过MOSFET Q3的电流开启时，二极管D5不起作用，因为二极管D5被反向偏压。当MOSFET Q3断开时，允许流过马达的电感绕组的电流通过二极管D5消耗。电容器C10和电阻器R16串联连接在二极管D5的阳极和阴极两端。电容器C10和电阻器R16抑制马达端子两端的噪声。在所示出实施例中，二极管D5是可从中国南京的Sangdest Microelectronics公司购得的SK34肖特基整流器，或来自其他来源的类似设备；电容器C10是0.01微法电容器；并且电阻器R16是12欧电阻器。
电路900的操作的状态经由八个发光二极管(LED) 240A-H显示给用户。这些LED在上文结合例如图7描述。这些LED在图28中标识为第一LED E1，对应于LED 240A；第二LED E2，对应于LED 240B；第三LED E3，对应于LED 240C；第四LED E4，对应于LED 240D；第五LED E5，对应于LED 240E；第六LED E6，对应于LED 240F；第七LED E7，对应于LED 240G；以及第八LED E8，对应于LED 240H。如上所述，LED E1是红色LED；LED E2、E3、E4和E5是绿色LED；并且LED E6、E7和E8是蓝色LED。
来自控制单元C1的LED1输入/输出引脚连接到电阻器R17的第一端子。电阻器R17的第二端子连接到LED E1的阳极、LED E2的阴极、连接到LED E3的阳极并且连接到LED E4的阴极。
LED2输入/输出引脚连接到LED E1的阴极、连接到LED E2的阳极、连接到LED E7的阳极并且连接到LED E8的阴极。
LED3输入/输出引脚连接到LED E3的阴极、连接到LED E4的阳极、连接到LED E5的阳极并且连接到LED E6的阴极。
LED4输入/输出引脚连接到电阻器R18的第一端子。电阻器R18的第二端子连接到LED E5的阴极、连接到LED E6的阳极、连接到LED E7的阴极并且连接到LED E8的阳极。
在所示出实施例中，电阻器R17和电阻器R18中的每一者具有大约470欧的相应电阻，以便在如下文所述激活时大约9毫安的电流流过这些LED中的选定一者。
仅这些LED中的选定一者通过如下激活输入/输出引脚LED1、LED2、LED3、LED4中的信号中的两者而在任何时候被激活。如上所述，这四个输入/输出引脚中的每一者可以切换到低（例如，接地）状态或者切换到高（例如，大约5伏）状态或者切换到三态。当引脚切换到三态状态时，该引脚并不提供电流并且并不吸收电流。这四个输入/输出引脚中的每一者维持在其相应三态状态中，除非根据以下描述特别激活。
当LED1输入/输出引脚切换到活动高态时，第一LED E1或第三LED E3导通。如果LED2输入/输出引脚切换到低态，则LED E1导通。如果LED3输入/输出引脚切换到低态，则LED E3导通。
当LED2输入/输出引脚切换到活动高态时，第二LED E2或第七LED E4导通。如果LED1输入/输出引脚切换到低态，则LED E2导通。如果LED4输入/输出引脚切换到低态，则LED E7导通。
当LED3输入/输出引脚切换到活动高态时，第四LED E4或第五LED E5导通。如果LED1输入/输出引脚切换到低态，则LED E4导通。如果LED4输入/输出引脚切换到低态，则LED E5导通。
当LED4输入/输出引脚切换到活动高态时，第六LED E6或第八LED E8导通。如果LED3输入/输出引脚切换到低态，则LED E3导通。如果LED2输入/输出引脚切换到低态，则LED E8导通。
虽然应同时导通这些LED中的仅一者，但是控制单元U1可以按快速序列激活这些LED以提供多个LED被激活的外观。例如，四个绿色LED E2、E3、E4、E5可以各自以不重叠的25％占空比激活以提供四个LED同时亮起的外观。
控制单元U1监测CHRIN输入引脚的电平，以确定外部电源适配器是否正向电源适配器插孔组件130提供电压（CHRIN引脚上的信号为高）或该外部电源适配器是否断开或关闭（CHRIN引脚上的信号为低）。如果CHRIN输入电平为低，则控制单元并不实施下文所述的充电操作。
当控制单元U1确定CHRIN输入电平时，控制单元感测VBAT输入端引脚上的信号的电压电平和ICHR引脚上的电压电平以确定充电电路系统的状态。如果VBAT输入端上的电平处于或高于对应于所期望电池电压的电平，则控制单元关闭充电操作。如果VBAT引脚上的电平低于对应于所期望电池电压的电平，则控制单元确定ICHR引脚上的电压电平是否超过最大电平以验证充电电流不是太高。如果充电电流超过最大电平，则控制单元关闭充电操作。
如果VBAT输入端引脚上的电平和ICHR输入端引脚上的电平都是可接受的，则控制单元开启内部脉冲生成器以在PWM1输出引脚上提供脉冲输出信号以如上所述操作降压开关电源。在一个实施例中，该脉冲输出信号可以维持在恒定占空比，直到实现所期望电池电压。在其它实施例中，脉冲输出信号的占空比可以根据所感测电池电压电平与所期望电池电压电平之间的差变化，以使充电速率在电池单元组262的电压接近所期望电池电压时降低。如果所感测充电电流超过最大电平，则充电过程中断。
如果充电过程在所感测输入中的一者超过相应最大电平时中断，则该充电过程可以在两个所感测输入再次低于相应最大电平时重新开始。
在所示出实施例中，在充电过程期间，控制单元C1激活LED1、LED2、LED3和LED4输出引脚上的信号，以按每分钟重复大约20次的红色-绿色-绿色-绿色-绿色序列按顺序地激活E1、E2、E3、E4和E5 LED以指示电池单元组262正被充电。当该充电过程完成时，五个LED被同时全部激活（例如，通过向五个LED中的每一者施用不重叠20％占空比）以指示充电过程完成。
如果充电适配器从电源适配器插孔组件130去除并且电路900被操作成驱动马达150以便从而致使电池单元组262放电，则控制单元监测VBAT输入端引脚上的电压电平并且激活E1、E2、E3、E4和E5 LED中的选定者以指示充电状态。例如，当电池电压的量值在最高电压范围内时，可以激活这五个LED。当电压在第二（次高）量值范围内时，仅可以激活四个LED（例如，LED E1、E2、E3和E4）。当电压在第三量值范围内时，仅可以激活三个LED（例如，LED E1、E2和E3）。当电压在第四量值范围内时，仅可以激活两个LED（例如，LED E1和E2）。在电压低于第四量值范围的情况下，仅红色LED E1被激活以向用户指示系统应连接到充电适配器。
控制单元U1响应于常开按钮开关224的激活。当该按钮开关被激活时，使KEY输入引脚上的信号为低（接地参考点）电平，直到该按钮开关被释放。控制单元监测按钮的激活的持续时间。如果KEY输入引脚上的低信号电平在返回到高电平之前持续至少大约三秒，则控制单元确定切换电路900的功率状态。如果电源先前关闭，则接通电源。如果电源先前开启，则断开电源。然而，注意，当电源断开时，控制单元进入低功耗睡眠模式，使得KEY输入信号继续被监测。当KEY输入信号被再次激活时，控制单元“唤醒”并且重新开始操作。
如果电源已经开启（例如，控制单元U1唤醒），则按钮开关224小于大约3秒的激活致使控制单元控制马达150的操作。例如，如果马达未运转，则控制单元对开关的第一次激活作出响应，以便以第一占空比激活PWM2输出线路上的脉冲信号，从而致使马达以第一旋转速度操作并且因此以第一频率产生振动。控制单元对开关的第二次激活作出响应，以便以第二占空比激活PWM2输出线路上的脉冲信号，从而致使马达以第二旋转速度操作并且因此以第二频率产生振动。控制单元对开关的第三次激活作出响应，以便以第三占空比激活PWM2输出线路上的脉冲信号，从而致使马达以第三旋转速度操作并且因此以第三频率产生振动。控制单元对开关的第四次激活作出响应，以中断在PWM2输出线路上发送脉冲从而致使马达停止旋转。按钮开关的进一步短暂激活使马达按顺序通过三个旋转速度和关闭状态。开关在任何时候达至少三秒的激活将关闭马达并且致使控制单元进入睡眠状态。
当马达150被激活时，控制单元C1监测IMOTO输入引脚上的电平以确定流过该马达的电流的量值。如果所感测电平超过对应于不安全电流电平的电平，则控制单元中断在PWM2输出引脚上输出脉冲信号。
控制单元U1控制蓝色LED E6、E7和E8以指示对应于选定振动频率的选定旋转速度。例如，蓝色LED中仅一者（例如，LED E6）被激活以指示马达150正以最低速度/频率水平旋转。这些蓝色LED中的两者（例如，LED E6和LED E7）被激活以指示马达正以中等水平操作。所有三个LED E6、E7、E8都被激活以指示马达正以高水平旋转。当所有三个蓝色LED在电池单元组262完全充电时被激活时，八个LED全部以不重叠的12.5％占空比激活以提供八个LED全部同时亮起的外观。
虽然上文根据被同时激活的LED的数量以变化的占空比进行描述，但是在某些实施例中，每一LED始终以12.5％占空比激活，以使每一LED的亮度水平恒定，而不管该LED单独地还是结合一个或多个其他LED被激活。
如在图28中进一步所示，振动健身球100可以由到智能电话或的蓝牙接口其他蓝牙兼容接口（未显示）控制。例如，一个实施例，电子电路900包括蓝牙收发器模块920，其具有联接到控制器U1的KEY输入端的至少一个输出端O。该蓝牙收发器模块的输出端与按钮开关224并行操作，以选择性地将KEY输入端拉到接地以向控制器提供命令信号。虽然为图28中显示蓝牙收发器的输出端与KEY输入端之间的直接连接，但是该蓝牙收发器的输出端可以被缓冲（例如，使用类似于MOSFET Q2的MOSFET）以减少输出端上的电流吸收需求。
如在图28中进一步示出，蓝牙收发器920具有分别连接到控制器U1的LED1、LED2、LED3和LED4输出端的多个输入端I1、I2、I3和I4。控制器可以选择性地激活四个输出端中的一者或多者，以将数据应用到蓝牙收发器的输入端以便与智能电话或其他蓝牙兼容接口通信。例如，当LED E1 -E8中的一者被激活时，来自控制器的输出端的组合经由蓝牙收发器传送到智能电话或其他蓝牙兼容接口以将振动健身球100的当前状态中继到用户，即使该球定位在其中LED无法被用户容易观察的位置中也如此。如上所述，LED1、LED2、LED3和LED4输出端的八个高低组合控制这八个LED。因此，四个输出端的四个额外组合（例如，LED1高/LED4低；LED2高/LED3低；LED3高/LED2低以及LED4高/LED1低）可用于将额外信息从控制器传送到智能电话或其他蓝牙兼容接口。例如，在上电时，控制器可以起始蓝牙配对协议以使得振动健身球能够与新的智能电话或其他设备配对。
当振动健身球100与智能电话或其他蓝牙兼容设备一起操作时，该智能电话或其他设备可以编程有应用程序或其他程序以向振动健身球传输一系列命令，以便根据所期望健身或治疗例程选择性地增加和减小振动速率。因此，当该应用程序控制健身球的振动时，用户可以专注于他的或她的关于健身或治疗例程的身体动作。
由于可以在不背离本发明的范围的情况下在以上构造中作出各种改变，因此所有包含在以上描述中或显示在附图中的内容应旨在被解释为说明性的、而非限制性的。