張立偉　肖瀟　謝永強(qiáng)

摘要：文章提出了一種基于按摩椅機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)部分的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路，通過(guò)機(jī)構(gòu)的曲軸傳動(dòng)系統(tǒng)、腰部偏心輪系統(tǒng)以及肩部的仿真人手系統(tǒng)等三大傳動(dòng)系統(tǒng)以針對(duì)人體不同部位進(jìn)行同步按摩，滿(mǎn)足了人們對(duì)于按摩椅的各項(xiàng)需求。該按摩椅機(jī)械部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、使用方便、性?xún)r(jià)比高，具有較高的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：按摩椅；機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；同步按摩；曲軸傳動(dòng)系統(tǒng)；偏心輪系統(tǒng)；模擬人手系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TS665文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）24-0018-02

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，隨之而來(lái)的工作壓力也在不斷加大，使得人們對(duì)自身健康愈加關(guān)注，長(zhǎng)期久坐會(huì)引起背部疼痛僵硬，按摩椅作為一種消除疲勞的保健醫(yī)療器械越來(lái)越受到消費(fèi)者的歡迎，尤其是自動(dòng)按摩椅的出現(xiàn)，大大提高了其使用的舒適性，這對(duì)其內(nèi)部機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。通過(guò)市場(chǎng)的調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)雖然目前市場(chǎng)上有許多按摩設(shè)備，但他們不是性能單一就是價(jià)格昂貴，比如一臺(tái)榮康按摩設(shè)備需要一萬(wàn)多塊?；诖吮痉桨竿ㄟ^(guò)對(duì)當(dāng)前使用的按摩椅機(jī)械部分進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)與改進(jìn)集成，研究出了一種基于按摩椅機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)部分的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路。

1按摩椅總體設(shè)計(jì)思路

根據(jù)對(duì)市場(chǎng)按摩椅調(diào)查結(jié)果的研究，采用創(chuàng)新與優(yōu)化設(shè)計(jì)后，我們提出了一種基于按摩椅機(jī)械部分創(chuàng)新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括以曲軸實(shí)現(xiàn)多種動(dòng)力同步傳動(dòng)的曲軸傳動(dòng)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)腰部三維立體按摩的偏心輪系統(tǒng)與實(shí)現(xiàn)肩部揉捏的模擬人手系統(tǒng)等三種創(chuàng)新思路，圖1所示的為按摩椅的外觀(guān)三位模型及關(guān)鍵部位圖示。針對(duì)市場(chǎng)的按摩椅調(diào)查研究，采用創(chuàng)新與優(yōu)化設(shè)計(jì)完成了按摩椅的機(jī)械傳動(dòng)部分的實(shí)現(xiàn)，該按摩椅功能特點(diǎn)主要體現(xiàn)在頸部、肩部、背部、腰部等部位動(dòng)力傳動(dòng)與按摩機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。通過(guò)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器以及其他輔助結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)最終帶動(dòng)曲軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸主要分為兩路動(dòng)力傳遞，一路是通過(guò)本身的中間凸起部分帶動(dòng)肩部仿真人手系統(tǒng)做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)；另外一路主要通過(guò)與錐齒輪以及蝸輪蝸桿實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞方向的改變，帶動(dòng)頭部、背部與腰部斜偏心輪系做循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。按摩椅的其他部分，諸如傳動(dòng)系統(tǒng)控制原理以及電動(dòng)機(jī)等電路元件的安裝可以根據(jù)使用者的需要進(jìn)行常規(guī)選取，其工作原理設(shè)計(jì)流程圖如圖2所示。

2基于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)按摩椅總體設(shè)計(jì)方案

2.1曲軸傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多種動(dòng)力傳遞

如圖3所示為系統(tǒng)核心傳動(dòng)部分即曲軸傳動(dòng)系統(tǒng)。背部按摩系統(tǒng)有一個(gè)電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器將動(dòng)力傳遞給曲軸。曲軸連接的按摩機(jī)構(gòu)分為頸部、肩部、背部和腰部按摩機(jī)構(gòu)，頸部通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)頸部按摩頭對(duì)頸部按摩；肩部與曲軸彎曲凸起部分連接，實(shí)現(xiàn)肩部按摩機(jī)構(gòu)對(duì)肩部揉捏功能；背部按摩是通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩根橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)橫軸上的橢圓輪對(duì)背部實(shí)現(xiàn)敲打功能；腰部按摩也是通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，這根軸上由兩個(gè)橢圓輪和兩個(gè)偏心圓輪組成，橢圓輪是對(duì)腰后部實(shí)現(xiàn)輕微敲打功能，偏心圓輪是對(duì)腰部?jī)蓚?cè)的按摩。曲軸系統(tǒng)的使用在對(duì)身體起到不同部位同步全面按摩的同時(shí)，也起到了簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的作用。當(dāng)然由于按摩椅機(jī)械部分采用單軸動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，使得按摩椅不能單獨(dú)使用某一部分的按摩功能，因此方案中的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)主要針對(duì)需要經(jīng)常性用于全身按摩的場(chǎng)合，相比現(xiàn)有按摩椅的復(fù)雜結(jié)構(gòu)具有更大的使用價(jià)值。

2.2偏心輪系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)腰部三維立體按摩

如圖4所示的腰部偏心輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，其中偏心圓輪是針對(duì)腰部的按摩機(jī)構(gòu)。偏心圓輪是兩個(gè)對(duì)稱(chēng)圓餅在橫軸上呈非90?且偏心安放，當(dāng)曲軸通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心圓輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中人的腰部處于轉(zhuǎn)輪中的位置不斷改變，偏心輪將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為對(duì)腰部左右擠壓運(yùn)動(dòng)，且對(duì)腰部的擠壓力不斷周期性變化，同時(shí)可以通過(guò)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)對(duì)按壓力大小的控制，通過(guò)腰部?jī)蓚?cè)的對(duì)稱(chēng)偏心輪前后、左右和上下全方位的運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)三維立體的按壓按摩效果，有效地緩解肌肉疲勞。

2.3模擬人手系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)肩部的揉捏

如圖5所示，肩部采用彎曲軸帶動(dòng)桿件前后運(yùn)動(dòng)，該處兩個(gè)按摩桿件之間安裝有彈簧（圖中未標(biāo)出），當(dāng)連接在上面的桿件向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)按摩機(jī)構(gòu)在空心柱的阻擋下互相靠近，此時(shí)彈簧被壓縮；當(dāng)連接桿件向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)按摩桿件由于彈簧的作用而張開(kāi)，按摩機(jī)構(gòu)的前后運(yùn)動(dòng)、上下張合運(yùn)動(dòng)就形成了類(lèi)似于人手的揉捏靈活運(yùn)動(dòng)，同時(shí)按摩桿件上各點(diǎn)由于旋轉(zhuǎn)造成的線(xiàn)速度不同，使得各點(diǎn)產(chǎn)生周期性變動(dòng)的擠壓力。

3結(jié)語(yǔ)

本方案提出的設(shè)計(jì)思路主要針對(duì)人體的幾個(gè)關(guān)鍵部位進(jìn)行有效按摩，產(chǎn)品多個(gè)部分的設(shè)計(jì)達(dá)到健康、休閑和娛樂(lè)于一體的功能，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等特點(diǎn)。

本方案主要有以下創(chuàng)新點(diǎn)：頸肩部采用的按摩機(jī)構(gòu)能夠仿真手一樣自由靈活地進(jìn)行揉捏按摩，即按摩機(jī)構(gòu)的構(gòu)件能夠?qū)崿F(xiàn)上下、前后運(yùn)動(dòng)；腰部、腿部和腳部按摩部位的斜置安裝的偏心輪能夠?qū)崿F(xiàn)前后、左右和上下全方位的運(yùn)動(dòng)，使人體實(shí)現(xiàn)三維方向的按摩，以滿(mǎn)足人的不同需求。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張立偉（1988-），男，黑龍江肇東人，武漢科技大學(xué)學(xué)生，研究方向：機(jī)械工程及自動(dòng)化；肖瀟（1991-），男，湖北天門(mén)人，武漢科技大學(xué)學(xué)生， 研究方向：機(jī)械工程及自動(dòng)化；謝永強(qiáng)（1990-），男（蒙古族），內(nèi)蒙古赤峰人，武漢科技大學(xué)學(xué)生， 研究方向：機(jī)械工程及自動(dòng)化。

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