CN106038253B

CN106038253B - 一种按摩智能机器人专用四自由度脚底按摩装置

Info

Publication number: CN106038253B
Application number: CN201610463266.9A
Authority: CN
Inventors: 梅文娟; 王瑞芳; 张怡
Original assignee: First Affiliated Hospital of Henan University of Science and Technology
Current assignee: First Affiliated Hospital of Henan University of Science and Technology
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2018-03-23
Anticipated expiration: 2036-06-23
Also published as: CN106038253A

Abstract

本发明涉及一种按摩智能机器人专用四自由度脚底按摩装置，包括定平台、动平台、第一支链、第二支链、末端执行器和驱动装置，动平台位于定平台正上方，第一支链和第二支链的数量均为二，第一支链和第二支链均位于定平台和动平台之间，第一支链和第二支链的两端均分别与定平台和动平台相连接，且第一支链和第二支链的水平安装角度为90度，末端执行器位于动平台正上方，驱动装置位于定平台和动平台之间，且驱动装置与定平台上端面相固定。本发明同时具有两种不同的按摩频率，可同时适合年轻人群和中老年人群使用，适用范围性广，同时与脚底接触全面，按摩无死角，按摩效果明显。

Description

一种按摩智能机器人专用四自由度脚底按摩装置

技术领域

本发明涉及医疗保健智能机械领域，具体的说一种按摩智能机器人专用四自由度脚底按摩装置。

背景技术

按摩是以中医的脏腑、经络学说为理论基础，并结合西医的解剖和病理诊断，而用手法或器械来回摩擦、揉捏或敲打人体体表的特定部位以调节机体生理、病理状况，达到理疗目的的方法，从性质上来说，它是一种物理的治疗方法，按摩的治疗上，可分为保健按摩、运动按摩和医疗按摩；从部位上来说，按摩可分为头部按摩、颈部按摩、腰部按摩、背部按摩、臀部按摩、腿部按摩以及脚部按摩等。

当人们站立、跑步或者乘坐时间过长时都会出现双脚酸痛或者麻木的现象，有时工作之余趴着休息的时候或者夜间睡觉的时候也会出现偶尔脚部抽筋的情况，以上情况的发生都给人们带来一定身心健康的影响，因为人体脚部是穴位和血液流通集中比较多的人体部位，因此，时刻保持人体脚部血液流通对身体健康是有很大益处的，从而脚部按摩越来越受到大家的热爱；脚部按摩可调动人体的内部潜能，增强机体的抗病能力，特别对某些慢性病有一定疗效，促进血液循环之顺畅，疏通人体能源循环管道之障碍，促进器官部位功能之正常与各器官系统间的协调，增进内分泌之平衡，缓和趋於紧张之系统，排泄体内毒素杂物，维护健康。加强新陈代谢功能，保持青春活力；而且可以刺激细胞活力，防止老化，恢复退化的器官机能，预防生病。由此可见，脚底按摩对人们身体健康以及平时的医疗保健都起着重要的作用，但是，目前脚底按摩相关器材存在与脚底接触面积不完全，很多只能对脚底很小一块部位进行按摩，按摩效果不明显。鉴于以上情况，本发明提供了一种按摩智能机器人专用四自由度脚底按摩装置。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种按摩智能机器人专用四自由度脚底按摩装置。

本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。

一种按摩智能机器人专用四自由度脚底按摩装置，包括定平台、动平台、第一支链、第二支链、末端执行器和驱动装置；所述的定平台和动平台均为圆盘状结构，且动平台位于定平台正上方；所述的第一支链和第二支链的数量均为二，第一支链和第二支链均位于定平台和动平台之间，第一支链和第二支链的两端均分别与定平台和动平台相连接，且第一支链和第二支链的水平安装角度为90度；所述的末端执行器位于动平台正上方；所述的驱动装置位于定平台和动平台之间，且驱动装置与定平台上端面相固定。

进一步，所述的第一支链包括第一耳座、虎克铰、第一电动推杆、第一球铰链、第一连接柱和第一振动弹簧；所述的第一耳座固定在定平台上端面上，第一耳座与第一电动推杆下端之间采用虎克铰进行连接，第一电动推杆上端与第一球铰链相连接，第一球铰链通过第一连接柱固定在动平台的下端面上，第一振动弹簧绕套在第一电动推杆上；通过虎克铰可进行两个方向的转动，通过第一球铰链可进行三个方向的转动，通过第一电动推杆可进行上下移动，第一支链采用-UPS并联机构的形式，且通过第一振动弹簧增加了第一支链运动时的抖动性，提高了本发明对脚底按摩时的按摩效果。

进一步，所述的第二支链包括第二耳座、转动销、第二电动推杆、第二球铰链、第二连接柱和第二振动弹簧；所述的第二耳座固定在定平台上端面上，第二耳座与第二电动推杆下端之间采用转动销进行连接，第二电动推杆上端与第二球铰链相连接，第二球铰链通过第二连接柱固定在动平台的下端面上，第二振动弹簧绕套在第二电动推杆上；通过转动销可进行一个方向的转动，通过第二球铰链可进行三个方向的转动，通过第二电动推杆可进行上下移动，第二支链采用-RPS并联机构的形式，且通过第二振动弹簧增加了第二支链运动时的抖动性，提高了本发明对脚底按摩时的按摩效果。

进一步，所述的驱动装置包括升降基座、电动转台、伸缩杆、固定盘、驱动弹簧和固定台，伸缩杆、固定盘、驱动弹簧和固定台的数量均为四；所述的升降基座下端固定在定平台上端面中心位置处，电动转台安装在升降基座上端，伸缩杆分别对称布置在电动转台外围，伸缩杆一端与电动转台外侧壁相连接，伸缩杆另一端与固定盘相连接，驱动弹簧一端固定在固定盘上，驱动弹簧另一端与固定台相连接，固定台分别固定在第一电动推杆和第二电动推杆的外侧壁上；驱动装置可进行上下升降、圆周转动和周向伸缩的功能，在空间内可进行两平移一转动共三个自由度方向的运动，且通过驱动弹簧增加了整个驱动装置运动时的振动性，提高了本发明的按摩效果，驱动装置作为本发明的辅助驱动源，通过驱动装置可快速带动末端执行器进行无规则的抖动，可对脚底进行快速振动按摩，按摩频率高，按摩效果明显，比较适合年轻群体使用。

进一步，所述的末端执行器包括环形导轨、按摩球和外罩；所述的环形导轨与动平台上端面相紧贴，环形导轨的圆环直径沿动平台的中心由内向外依次扩大，且环形导轨的横截断面呈飞镖盘状结构，环形导轨内侧壁上设置有环形卡槽，按摩球均匀布置在环形导轨上，按摩球外表面上对称设置有卡块，卡块安装在环形导轨内侧壁上的环形卡槽内，外罩位于按摩球正上方，且外罩与环形导轨外侧壁之间采用螺纹配合的方式进行连接，外罩上端面均匀开设有凹孔，外罩材质为无机纤维棉柔性材料；按摩球在第一支链和第二支链的运动下或者在驱动装置的抖动下均能够实现在环形导轨上的圆周转动，且末端执行器与人体脚底接触面积充分，按摩效果明显，按摩舒适度高。

工作时，本发明通过定平台、动平台、第一支链和第二支链组成了四自由度对称并联机构，且其采用-UPS--RPS的并联机构形式，其能实现沿X轴和Z轴移动以及绕X轴和绕Y轴的转动共四个自由度方向的运动，且四个自由度均独立，通过四个自由度也可以协调工作，使末端执行器的轨迹沿预定空间的曲线运动，即完成了脚底按摩的工作，且按摩时与脚底接触面广，按摩不留死角，按摩效果明显；同时，四自由度对称并联机构控制相对简单、运动位置精准、结构紧凑等特点，通过第一电动推杆和第二电动推杆位移的变化，从而改变第一支链和第二支链的长度，进而实现动平台的位置和姿态的改变，通过定平台、动平台、第一支链和第二支链组成了四自由度对称并联机构作为本发明的主要运动源，使得末端执行器运动平稳，运动灵活，可对人体脚底进行低速按摩，按摩频率低，特别适合中老年人使用。驱动装置可进行上下升降、圆周转动和周向伸缩的功能，在空间内可进行两平移一转动共三个自由度方向的运动，且通过驱动弹簧增加了整个驱动装置运动时的振动性，提高了本发明的按摩效果，驱动装置作为本发明的辅助驱动源，通过驱动装置可快速带动末端执行器进行无规则的抖动，可对脚底进行快速振动按摩，按摩频率高，按摩效果明显，比较适合年轻群体使用。因此，本发明可同时适合年轻人群和中老年人群使用，适用范围性广，同时与脚底接触全面，按摩无死角，按摩效果明显。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明同时具有两种不同的按摩频率，可同时适合年轻人群和中老年人群使用，适用范围性广，同时与脚底接触全面，按摩无死角，按摩效果明显。

(2)本发明通过定平台、动平台、第一支链和第二支链组成了四自由度对称并联机构，且其采用-UPS--RPS的并联机构形式，其能实现沿X轴和Z轴移动以及绕X轴和绕Y轴的转动共四个自由度方向的运动，且四个自由度均独立，通过四个自由度也可以协调工作，使末端执行器的轨迹沿预定空间的曲线运动，使得末端执行器运动平稳，运动灵活，可对人体脚底进行低速按摩。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明去除外罩后的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1和图2所示，一种按摩智能机器人专用四自由度脚底按摩装置，包括定平台1、动平台2、第一支链3、第二支链4、末端执行器5和驱动装置6；所述的定平台1和动平台2均为圆盘状结构，且动平台位于定平台1正上方；所述的第一支链3和第二支链4的数量均为二，第一支链3和第二支链4均位于定平台1和动平台2之间，第一支链3和第二支链4的两端均分别与定平台1和动平台2相连接，且第一支链3和第二支链4的水平安装角度为90度；所述的末端执行器5位于动平台2正上方；所述的驱动装置6位于定平台1和动平台2之间，且驱动装置6与定平台1上端面相固定。

如图1和图2所示，所述的第一支链3包括第一耳座31、虎克铰32、第一电动推杆33、第一球铰链34、第一连接柱35和第一振动弹簧36；所述的第一耳座31固定在定平台1上端面上，第一耳座31与第一电动推杆33下端之间采用虎克铰32进行连接，第一电动推杆33上端与第一球铰链34相连接，第一球铰链34通过第一连接柱35固定在动平台的下端面上，第一振动弹簧36绕套在第一电动推杆33上；通过虎克铰32可进行两个方向的转动，通过第一球铰链34可进行三个方向的转动，通过第一电动推杆33可进行上下移动，第一支链3采用-UPS并联机构的形式，且通过第一振动弹簧36增加了第一支链3运动时的抖动性，提高了本发明对脚底按摩时的按摩效果。

如图1和图2所示，所述的第二支链4包括第二耳座41、转动销42、第二电动推杆43、第二球铰链44、第二连接柱45和第二振动弹簧46；所述的第二耳座41固定在定平台1上端面上，第二耳座41与第二电动推杆43下端之间采用转动销42进行连接，第二电动推杆43上端与第二球铰链44相连接，第二球铰链44通过第二连接柱45固定在动平台2的下端面上，第二振动弹簧46绕套在第二电动推杆43上；通过转动销42可进行一个方向的转动，通过第二球铰链44可进行三个方向的转动，通过第二电动推杆43可进行上下移动，第二支链4采用-RPS并联机构的形式，且通过第二振动弹簧46增加了第二支链4运动时的抖动性，提高了本发明对脚底按摩时的按摩效果。

如图1和图2所示，所述的驱动装置6包括升降基座61、电动转台62、伸缩杆63、固定盘64、驱动弹簧65和固定台66，伸缩杆63、固定盘64、驱动弹簧65和固定台66的数量均为四；所述的升降基座61下端固定在定平台1上端面中心位置处，电动转台62安装在升降基座61上端，伸缩杆63分别对称布置在电动转台62外围，伸缩杆63一端与电动转台62外侧壁相连接，伸缩杆63另一端与固定盘64相连接，驱动弹簧65一端固定在固定盘64上，驱动弹簧65另一端与固定台66相连接，固定台66分别固定在第一电动推杆33和第二电动推杆43的外侧壁上；驱动装置6可进行上下升降、圆周转动和周向伸缩的功能，在空间内可进行两平移一转动共三个自由度方向的运动，且通过驱动弹簧65增加了整个驱动装置6运动时的振动性，提高了本发明的按摩效果，驱动装置6作为本发明的辅助驱动源，通过驱动装置6可快速带动末端执行器5进行无规则的抖动，可对脚底进行快速振动按摩，按摩频率高，按摩效果明显，比较适合年轻群体使用。

如图1和图2所示，所述的末端执行器5包括环形导轨51、按摩球52和外罩53；所述的环形导轨51与动平台2上端面相紧贴，环形导轨51的圆环直径沿动平台2的中心由内向外依次扩大，且环形导轨51的横截断面呈飞镖盘状结构，环形导轨51内侧壁上设置有环形卡槽，按摩球52均匀布置在环形导轨51上，按摩球52外表面上对称设置有卡块，卡块安装在环形导轨51内侧壁上的环形卡槽内，外罩53位于按摩球52正上方，且外罩53与环形导轨51外侧壁之间采用螺纹配合的方式进行连接，外罩53上端面均匀开设有凹孔，外罩53材质为无机纤维棉柔性材料；按摩球52在第一支链3和第二支链4的运动下或者在驱动装置6的抖动下均能够实现在环形导轨51上的圆周转动，且末端执行器5与人体脚底接触面积充分，按摩效果明显，按摩舒适度高。

工作时，本发明通过定平台1、动平台2、第一支链3和第二支链4组成了四自由度对称并联机构，且其采用-UPS--RPS的并联机构形式，其能实现沿X轴和Z轴移动以及绕X轴和绕Y轴的转动共四个自由度方向的运动，且四个自由度均独立，通过四个自由度也可以协调工作，使末端执行器5的轨迹沿预定空间的曲线运动，即完成了脚底按摩的工作，且按摩时与脚底接触面广，按摩不留死角，按摩效果明显；同时，四自由度对称并联机构控制相对简单、运动位置精准、结构紧凑等特点，通过第一电动推杆33和第二电动推杆43位移的变化，从而改变第一支链3和第二支链4的长度，进而实现动平台的位置和姿态的改变，通过定平台1、动平台2、第一支链3和第二支链4组成了四自由度对称并联机构作为本发明的主要运动源，使得末端执行器5运动平稳，运动灵活，可对人体脚底进行低速按摩，按摩频率低，特别适合中老年人使用。驱动装置6可进行上下升降、圆周转动和周向伸缩的功能，在空间内可进行两平移一转动共三个自由度方向的运动，且通过驱动弹簧65增加了整个驱动装置6运动时的振动性，提高了本发明的按摩效果，驱动装置6作为本发明的辅助驱动源，通过驱动装置6可快速带动末端执行器5进行无规则的抖动，可对脚底进行快速振动按摩，按摩频率高，按摩效果明显，比较适合年轻群体使用。因此，本发明6可同时适合年轻人群和中老年人群使用，适用范围性广，同时与脚底接触全面，按摩无死角，按摩效果明显。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种按摩智能机器人专用四自由度脚底按摩装置，其特征在于：包括定平台、动平台、第一支链、第二支链、末端执行器和驱动装置；所述的定平台和动平台均为圆盘状结构，且动平台位于定平台正上方；所述的第一支链和第二支链的数量均为二，第一支链和第二支链均位于定平台和动平台之间，第一支链和第二支链的两端均分别与定平台和动平台相连接，且第一支链和第二支链的水平安装角度为90度；所述的末端执行器位于动平台正上方；所述的驱动装置位于定平台和动平台之间，且驱动装置与定平台上端面相固定；其中：

所述的第一支链包括第一耳座、虎克铰、第一电动推杆、第一球铰链、第一连接柱和第一振动弹簧；所述的第一耳座固定在定平台上端面上，第一耳座与第一电动推杆下端之间采用虎克铰进行连接，第一电动推杆上端与第一球铰链相连接，第一球铰链通过第一连接柱固定在动平台的下端面上，第一振动弹簧绕套在第一电动推杆上；

所述的末端执行器包括环形导轨、按摩球和外罩；所述的环形导轨与动平台上端面相紧贴，环形导轨的圆环直径沿动平台的中心由内向外依次扩大，且环形导轨的横截断面呈飞镖盘状结构，环形导轨内侧壁上设置有环形卡槽，按摩球均匀布置在环形导轨上，按摩球外表面上对称设置有卡块，卡块安装在环形导轨内侧壁上的环形卡槽内，外罩位于按摩球正上方，且外罩与环形导轨外侧壁之间采用螺纹配合的方式进行连接，外罩上端面均匀开设有凹孔，外罩材质为无机纤维棉柔性材料。

2.根据权利要求1所述的一种按摩智能机器人专用四自由度脚底按摩装置，其特征在于：所述的第二支链包括第二耳座、转动销、第二电动推杆、第二球铰链、第二连接柱和第二振动弹簧；所述的第二耳座固定在定平台上端面上，第二耳座与第二电动推杆下端之间采用转动销进行连接，第二电动推杆上端与第二球铰链相连接，第二球铰链通过第二连接柱固定在动平台的下端面上，第二振动弹簧绕套在第二电动推杆上。

3.根据权利要求1所述的一种按摩智能机器人专用四自由度脚底按摩装置，其特征在于：所述的驱动装置包括升降基座、电动转台、伸缩杆、固定盘、驱动弹簧和固定台，伸缩杆、固定盘、驱动弹簧和固定台的数量均为四；所述的升降基座下端固定在定平台上端面中心位置处，电动转台安装在升降基座上端，伸缩杆分别对称布置在电动转台外围，伸缩杆一端与电动转台外侧壁相连接，伸缩杆另一端与固定盘相连接，驱动弹簧一端固定在固定盘上，驱动弹簧另一端与固定台相连接，固定台分别固定在第一电动推杆和第二电动推杆的外侧壁上。