CN109481256A - 一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置，包括机架、驱动机构、凸轮机构和曲柄滑块机构，曲柄滑块机构上还连接有齿轮齿条机构和摆动导杆机构，所述齿轮齿条机构通过锥齿轮组Ⅰ连接摆动导杆机构，摆动导杆机构连接按摩头，采用简单机械结构的组合，实现对腰背部的多功能按摩，有效放松腰背部肌肉，减少腰背部不适，结构简单、成本低，适用于大众人群。

Description

一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置

技术领域

本发明涉及按摩康健器械技术领域，具体涉及一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置。

背景技术

随着人们健康意识的不断提升，对电动按摩类产品的需求也逐渐增大。现有市面上的电动按摩类产品大致有两类，一类是手持型按摩器械，这类产品虽然价格便宜，使用方便，但是按摩面积较小，按摩功能单一，且通常只能针对局部进行使用，需要手持掌握按摩角度和力度；另一类是按摩椅、按摩床等按摩器械，这类产品能够针对全身进行全面按摩，按摩面积大，但是结构复杂，体积庞大，且价格较高，不便于一般人群进行使用。

目前由于久坐引起的腰背部疾病越来越年轻化，对绝大多数人群来说，需要一种针对腰背部的康健按摩产品，而手持型产品功能单一，使用不便，效果不佳，按摩椅、按摩床等产品又由于体积庞大、结构复杂、成本过高，不适用于大众人群；因此，需要设计一种结构简单、功能多样且成本低的腰背部按摩产品满足市场需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置，巧妙利用多种机械结构的结合，尤其是采用了锥齿轮组合摆动导杆机构，能够对人体腰部进行多方位按摩，有效减缓腰部不适，结构简单、功能多样且成本低，能够有效满足市场需求。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置，包括机架、驱动机构、凸轮机构和曲柄滑块机构，其特征在于，曲柄滑块机构上还连接有齿轮齿条机构和摆动导杆机构，所述齿轮齿条机构通过锥齿轮组Ⅰ连接摆动导杆机构，摆动导杆机构连接按摩头；

机架设置在后方，按摩头设置在前方，所述凸轮机构、驱动机构、曲柄滑块机构、齿轮齿条机构和摆动导杆机构在机架前方从靠近机架至远离机架方向依次设置；

所述机架包括一背板和垂直设置在背板左右边缘的轨道，两轨道相互平行且与背板固定连接，两轨道内分别设置有滑块Ⅰ，滑块Ⅰ能够在轨道中前后滑动；

滑块Ⅰ上从后至前依次设置有凸轮轴、驱动轴、和滑块轴，各轴均与背板平行，每根轴的两端均通过轴承分别支撑在两边的滑块Ⅰ中；所述驱动机构包括电机和驱动轴，电机连接驱动轴，驱动轴通过齿轮分别将动力传递给过渡轴和传动轴；

其中，所述过渡轴平行设置在驱动轴和凸轮轴之间，所述传动轴平行设置在驱动轴和滑块轴之间，过渡轴和传动轴的两端均通过轴承分别支撑在两边的滑块Ⅰ中；

过渡轴通过齿轮将驱动轴的动力传递给凸轮轴，过渡轴上的齿轮直径大于驱动轴上的齿轮直径，所述凸轮机构包括凸轮轴和固定在凸轮轴上的凸轮，凸轮的边缘抵接在背板上，机架固定，每个滑块Ⅰ靠近背板的一端和背板之间设有弹簧，凸轮转动反向驱动滑块Ⅰ在轨道中前后往复滑动；

传动轴通过锥齿轮组Ⅱ将动力垂直传递给曲柄滑块机构的曲柄Ⅰ，曲柄滑块机构的滑块Ⅱ套在滑块轴上，曲柄Ⅰ带动滑块Ⅱ沿滑块轴左右滑动；

所述滑块Ⅱ上转动设有双联齿轮，包括一小直齿轮和一小锥齿轮A，双联齿轮轴水平设置且与滑块轴垂直，小直齿轮下方啮合齿条，齿条的两端固定在滑块Ⅰ上且与滑块轴平行，小直齿轮和齿条构成齿轮齿条机构，滑块Ⅱ的滑动带动双联齿轮的小直齿轮在齿条上滚动，齿轮齿条机构通过锥齿轮组Ⅰ将动力传递给摆动导杆机构，所述锥齿轮组Ⅰ包括转动设置在滑块Ⅱ上且分别在上下两侧与小锥齿轮A啮合的小锥齿轮B和小锥齿轮C；

所述摆动导杆机构包括曲柄Ⅱ、滑块Ⅲ和导杆，曲柄Ⅱ一端固定连接在小锥齿轮B或C的轴上，另一端铰接滑块Ⅲ，导杆是由相互垂直的杆Ⅰ和杆Ⅱ组成的“L”型导杆，杆Ⅰ的一端铰接在滑块Ⅱ上，杆Ⅰ的另一端和杆Ⅱ的一端垂直连接，杆Ⅱ的另一端连接按摩头，滑块Ⅲ滑动设置在杆Ⅰ上，锥齿轮组Ⅰ带动曲柄Ⅱ转动，通过所述摆动导杆机构带动按摩头做往复摆动，所述摆动导杆机构同时随滑块Ⅱ左右滑动并随滑块Ⅰ前后往复运动，实现对人体腰背部的多方位按摩。

所述滑块Ⅱ穿设在滑块轴上，并且滑块Ⅱ的上、下部分分别向前方延伸，使滑块形成侧立的“凹”形结构，所述双联齿轮转动设置在滑块Ⅱ上并被凹陷部分包围，小锥齿轮B和小锥齿轮C的分别转动设置在滑块Ⅱ的上、下延伸部分，所述摆动导杆机构的导杆分别铰接在滑块Ⅱ的上、下延伸部分上。

所述锥齿轮组Ⅱ包括相互啮合的锥齿轮A和锥齿轮B，锥齿轮A套设在传动轴上，锥齿轮B的轴与锥齿轮A所在的传动轴垂直，曲柄Ⅰ固连在锥齿轮B的轴上，曲柄Ⅱ和滑块Ⅱ之间通过连杆连接，连杆的一端与曲柄Ⅱ铰接，另一端与滑块Ⅱ铰接。

所述曲柄滑块机构至少为两组，各组曲柄滑块机构共用一个曲柄Ⅰ，每个滑块Ⅱ与各自的连杆铰接，所述连杆的另一端共同和曲柄Ⅰ铰接在一起。

所述按摩头包括基板和滚动设置在基板上的滚动体，所述基板为中间窄、上下两头宽的变形矩形面板结构，至少在面板的四个边角处设有所述滚动体，滚动体外层包覆弹性材料，在摩擦力的作用下滚动体能够发生滚动，摆动导杆机构的末端连接在变形矩形面板的背部中央。

所述基板上设有凸起的圆柱体，所述滚动体滚动设置在圆柱体的顶部。

有益效果：

1、本发明为一种针对腰背部进行放松和锻炼的康健装置，采用凸轮机构、曲柄滑块机构、锥齿轮组及摆动导杆机构等简单机械结构的组合，实现对腰背部的多功能按摩，有效放松腰背部肌肉，减少腰背部不适，方便在椅子的靠背处进行使用，结构简单、成本低，适用于大众人群。

2、本发明中在曲柄滑块机构的滑块上设置齿轮齿条机构，将滑块的直线滑动转换为齿轮的转动，并采用锥齿轮组将齿轮转动的动力一分为二输出给摆动导杆机构，由多个摆动导杆机构带动多个按摩头进行曲线往复摆动，同时摆动导杆机构还跟随曲柄滑块机构左右滑动，曲柄滑块机构跟随凸轮机构前后运动，实现按摩头对人体腰背部的多重按摩。

3、本发明在驱动轴和凸轮轴之间设置过渡轴，将驱动轴输出的动力减速后传递给凸轮轴，起到减速作用的同时，利用过渡轴上较大的齿轮直径，有效避免凸轮转动与邻近轴发生的干涉。

4、本发明的按摩头采用特殊形状的基板结合滚动体，按摩头一方面在各机构的作用下能够前后、左右以及曲线摆动的对人体按摩，另一方面，按摩头上的滚动体可随按摩头移动发生滚动，按摩面积大，功能多样。

附图说明

图1 为本发明整体结构图；

图2 为本发明整体结构俯视方向的视图；

图3 为本发明曲柄滑块机构的结构图；

图4 为本发明包含齿轮齿条机构的局部结构图；

图5 为本发明双联齿轮的结构图；

图6 为本发明摆动导杆机构的结构图；

图7为本发明摆动导杆机构的平面视图；

图8 为本发明滑块Ⅱ的结构图；

附图标记： 1机架， 2背板，3轨道，4滑块Ⅰ，5凸轮轴，6驱动轴，7滑块轴，8过渡轴，9传动轴，10凸轮，11弹簧，12锥齿轮组Ⅱ，1201锥齿轮A，1202锥齿轮B，13滑块Ⅱ，14曲柄Ⅰ，15双联齿轮，1501小直齿轮，1502小锥齿轮A，16齿条，17锥齿轮组Ⅰ，1701小锥齿轮B，1702小锥齿轮C，18曲柄Ⅱ，19滑块Ⅲ，20导杆，2001杆Ⅰ，2002杆Ⅱ，21按摩头，2101基板，2102滚动体，2103圆柱体，22连杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

本发明为一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置，包括机架、驱动机构、凸轮机构和曲柄滑块机构，曲柄滑块机构上还连接有齿轮齿条机构和摆动导杆机构，所述齿轮齿条机构通过锥齿轮组Ⅰ连接摆动导杆机构，摆动导杆机构连接按摩头。

如图1-2所示，机架1设置在后方，按摩头21设置在前方，所述凸轮机构、驱动机构、曲柄滑块机构、齿轮齿条机构和摆动导杆机构在机架1前方从靠近机架至远离机架方向依次设置。

具体地，所述机架1包括一背板2和垂直设置在背板2左右边缘的轨道3，两轨道3相互平行且与背板2固定连接，两轨道3内分别设置有滑块Ⅰ4，滑块Ⅰ4能够在轨道3中前后滑动。

滑块Ⅰ4上从后至前依次设置有凸轮轴5、驱动轴6、和滑块轴7，各轴均与背板2平行，每根轴的两端均通过轴承分别支撑在两边的滑块Ⅰ4中；所述驱动机构包括电机和驱动轴6，电机连接驱动轴6，驱动轴6通过齿轮分别将动力传递给过渡轴8和传动轴9。

其中，所述过渡轴8平行设置在驱动轴6和凸轮轴5之间，所述传动轴9平行设置在驱动轴6和滑块轴7之间，过渡轴8和传动轴9的两端均通过轴承分别支撑在两边的滑块Ⅰ4中。

过渡轴8通过齿轮将驱动轴6的动力传递给凸轮轴5，过渡轴8上的齿轮直径大于驱动轴6上的齿轮直径，目的是为了防止驱动轴6直接与凸轮轴5连接时，凸轮10转动与驱动轴6发生干涉，过渡轴8上的齿轮直径较大， 一方面起到减速作用，一方面拉大凸轮10与过渡轴8之间的间距，避免凸轮10转动时发生干涉。所述凸轮10机构包括凸轮轴5和固定在凸轮轴5上的凸轮10，凸轮10的边缘抵接在背板2上，机架1固定，每个滑块Ⅰ4靠近背板2的一端和背板2之间设有弹簧11，凸轮10转动反向驱动滑块Ⅰ4在轨道3中滑动，弹簧11使得凸轮10转动过程中滑块Ⅰ既能远离背板2滑动，又能在弹簧11作用下复位，如此，随着凸轮10转动，两个滑块Ⅰ在轨道3中进行前后往复运动。

传动轴9通过锥齿轮组Ⅱ12将动力垂直传递给曲柄滑块机构的曲柄Ⅰ14，曲柄滑块机构的滑块Ⅱ13套在滑块轴7上，曲柄Ⅰ14带动滑块Ⅱ13沿滑块轴7左右滑动。

所述曲柄滑块机构至少为两组，如图3所示，各组曲柄滑块机构共用一个曲柄Ⅰ14，每个滑块Ⅱ13与各自的连杆22铰接，所述连杆22的另一端共同和曲柄Ⅰ14铰接在一起。

所述锥齿轮组Ⅱ12包括相互啮合的锥齿轮A1201和锥齿轮B1202，锥齿轮A套设在传动轴9上，锥齿轮B的轴与锥齿轮A所在的传动轴9垂直，通过锥齿轮组Ⅱ12将驱动轴6的动力垂直传递，曲柄Ⅰ14固连在锥齿轮B的轴上，曲柄Ⅰ14和滑块Ⅱ13之间通过连杆22连接，连杆22的一端与曲柄Ⅰ14铰接，另一端与滑块Ⅱ13铰接。

所述滑块Ⅱ13上转动设有双联齿轮15，如图1及图4-5所示，所述双联齿轮包括一小直齿轮1501和一小锥齿轮A1502，双联齿轮15的轴水平设置且与滑块轴7垂直，小直齿轮1501下方啮合齿条16，齿条16的两端固定在滑块Ⅰ4上且与滑块轴7平行，小直齿轮1501和齿条16构成齿轮齿条机构，滑块Ⅱ13的滑动带动双联齿轮15的小直齿轮1501在齿条16上滚动，将直线运动转化为转动，齿轮齿条机构通过锥齿轮组Ⅰ17将动力传递给摆动导杆机构，所述锥齿轮组Ⅰ17包括转动设置在滑块Ⅱ13上且分别在上、下两侧与小锥齿轮A1502啮合的小锥齿轮B1701和小锥齿轮C1702，通过锥齿轮组Ⅰ17，将小直齿轮1501输出的动力一分为二，继而传递给后续的摆动导杆机构。

如图1-2及图4、6-7所示，所述摆动导杆机构包括曲柄Ⅱ18、滑块Ⅲ19和导杆20，曲柄Ⅱ18一端固定连接在小锥齿轮B或C的轴上，另一端铰接滑块Ⅲ19，导杆20是由相互垂直的杆Ⅰ2001和杆Ⅱ2002组成的“L”型导杆，杆Ⅰ2001的一端铰接在滑块Ⅱ13上，杆Ⅰ2001的另一端和杆Ⅱ2002的一端垂直连接，杆Ⅱ2002的另一端连接按摩头21，滑块Ⅲ19滑动设置在杆Ⅰ2001上，锥齿轮组Ⅰ17带动曲柄Ⅱ18转动，通过所述摆动导杆机构带动按摩头21做往复摆动，所述摆动导杆机构同时随滑块Ⅱ13左右滑动并随滑块Ⅰ4前后往复运动，实现对人体腰背部的多方位按摩。

如图1-4及图8所示，所述滑块Ⅱ13穿设在滑块轴7上，并且滑块Ⅱ的上、下部分分别向前方延伸，使滑块形成侧立的“凹”形结构，所述双联齿轮15转动设置在滑块Ⅱ13上并被凹陷部分包围，小锥齿轮B1701和小锥齿轮C1702分别转动设置在滑块Ⅱ13的上、下延伸部分，摆动导杆机构的导杆20分别铰接在滑块Ⅱ13的上、下延伸部分上。滑块Ⅱ13设计为这样特殊的形状，能够将双联齿轮15及摆动导杆机构巧妙的设置在滑块Ⅱ上，节省空间且结构简洁。

如图1和图7所示，摆动导杆机构的末端连接按摩头21，所述按摩头21包括基板2101和滚动设置在基板2101上的滚动体2102，所述基板2101为中间窄、上下两头宽的变形矩形面板结构，至少在面板的四个边角处设有所述滚动体2102，滚动体2102外层包覆弹性材料，在摩擦力的作用下滚动体2102能够发生滚动，摆动导杆机构的末端连接在变形矩形面板的背部中央，所述基板2101上设有凸起的圆柱体2103，所述滚动体2102滚动设置在圆柱体2103的顶部。当按摩头21接触人体受到压力时，滚动体2102能够在摩擦力作用下发生滚动，基板2101最好采用非刚性材质制成，这样，特殊形状的按摩头21基板2101在受到压力较大时，两头会背向人体发生弯曲变形，减缓一部分的压力，防止按摩作用力过大造成的不适，此时由于滚动体2102设置在圆柱体2103顶部，因此，即便基板2101发生了轻微的形变，滚动体2102仍能够保持与人体背部接触起到按摩作用。当随着按摩头21的运动作用力变小时，基板2101还能恢复原状。

本发明的腰背康健装置能够安装到现有坐椅上或做成独立的腰部靠垫进行使用，使用时，启动电机，驱动轴6的动力通过过渡轴8传递给凸轮轴5，凸轮轴5转动，由于凸轮10边缘抵接背板2，使用时背板2位置固定不动，反向驱动滑块Ⅰ4在左右两侧轨道3中随凸轮10转动而前后往复滑动，滑块Ⅰ4的前后滑动带动其他设在滑块Ⅰ上的机构一起前后运动，驱动轴6还通过传动轴9将动力传递给曲柄滑块机构，使得滑块Ⅱ13沿滑块轴7左右往复滑动，滑块Ⅱ13滑动时，双联齿轮15的小直齿轮1501在齿条16上滚动，锥齿轮组Ⅰ17和双联齿轮15的小锥齿轮A啮合，将其输出的动力一分为二，传递给两个摆动导杆机构，使得摆动导杆机构发生往复摆动，由于整个系统通过一个电机带动，以上所有的机构的运动同时发生，最终都输出给按摩头21，使得按摩头21在这些机构的作用下对人体腰背部进行按摩，由于按摩头21的特殊设计，按摩头21做全局运动的时候，按摩头21上的滚动体2102也发生滚动，使得按摩体验更佳，效果更好。

本发明的腰背康健装置，结构简单，能够独立做成腰背靠垫，放置在座椅上使用，还可以组装到椅子靠背上，作为靠背的一部分，使用方便，各部件仅采用简单机械结构的组合，避免采用过于精密和昂贵的部件，结构本身装配简单，组装方便，便可达到全方位对腰背部进行放松的目的，成本低，功能多样，非常适合学生及办公人群使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置，包括机架、驱动机构、凸轮机构和曲柄滑块机构，其特征在于，曲柄滑块机构上还连接有齿轮齿条机构和摆动导杆机构，所述齿轮齿条机构通过锥齿轮组Ⅰ连接摆动导杆机构，摆动导杆机构连接按摩头；

机架设置在后方，按摩头设置在前方，所述凸轮机构、驱动机构、曲柄滑块机构、齿轮齿条机构和摆动导杆机构在机架前方从靠近机架至远离机架方向依次设置；

所述机架包括一背板和垂直设置在背板左右边缘的轨道，两轨道相互平行且与背板固定连接，两轨道内分别设置有滑块Ⅰ，滑块Ⅰ能够在轨道中前后滑动；

滑块Ⅰ上从后至前依次设置有凸轮轴、驱动轴、和滑块轴，各轴均与背板平行，每根轴的两端均通过轴承分别支撑在两边的滑块Ⅰ中；所述驱动机构包括电机和驱动轴，电机连接驱动轴，驱动轴通过齿轮分别将动力传递给过渡轴和传动轴；

其中，所述过渡轴平行设置在驱动轴和凸轮轴之间，所述传动轴平行设置在驱动轴和滑块轴之间，过渡轴和传动轴的两端均通过轴承分别支撑在两边的滑块Ⅰ中；

过渡轴通过齿轮将驱动轴的动力传递给凸轮轴，过渡轴上的齿轮直径大于驱动轴上的齿轮直径，所述凸轮机构包括凸轮轴和固定在凸轮轴上的凸轮，凸轮的边缘抵接在背板上，机架固定，每个滑块Ⅰ靠近背板的一端和背板之间设有弹簧，凸轮转动反向驱动滑块Ⅰ在轨道中前后往复滑动；

传动轴通过锥齿轮组Ⅱ将动力垂直传递给曲柄滑块机构的曲柄Ⅰ，曲柄滑块机构的滑块Ⅱ套在滑块轴上，曲柄Ⅰ带动滑块Ⅱ沿滑块轴左右滑动；

所述滑块Ⅱ上转动设有双联齿轮，所述双联齿轮包括一小直齿轮和一小锥齿轮A，双联齿轮轴水平设置且与滑块轴垂直，小直齿轮下方啮合齿条，齿条的两端固定在滑块Ⅰ上且与滑块轴平行，小直齿轮和齿条构成齿轮齿条机构，滑块Ⅱ的滑动带动双联齿轮的小直齿轮在齿条上滚动，齿轮齿条机构通过锥齿轮组Ⅰ将动力传递给摆动导杆机构，所述锥齿轮组Ⅰ包括转动设置在滑块Ⅱ上且分别在上下两侧与小锥齿轮A啮合的小锥齿轮B和小锥齿轮C；

所述摆动导杆机构包括曲柄Ⅱ、滑块Ⅲ和导杆，曲柄Ⅱ一端固定连接在小锥齿轮B或C的轴上，另一端铰接滑块Ⅲ，导杆是由相互垂直的杆Ⅰ和杆Ⅱ组成的“L”型导杆，杆Ⅰ的一端铰接在滑块Ⅱ上，杆Ⅰ的另一端和杆Ⅱ的一端垂直连接，杆Ⅱ的另一端连接按摩头，滑块Ⅲ滑动设置在杆Ⅰ上，锥齿轮组Ⅰ带动曲柄Ⅱ转动，通过所述摆动导杆机构带动按摩头做往复摆动，所述摆动导杆机构同时随滑块Ⅱ左右滑动并随滑块Ⅰ前后往复运动，实现对人体腰背部的多方位按摩。

2.如权利要求1所述的一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置，其特征在于：所述滑块Ⅱ穿设在滑块轴上，并且滑块Ⅱ的上、下部分分别向前方延伸，使滑块形成侧立的“凹”形结构，所述双联齿轮转动设置在滑块Ⅱ上并被凹陷部分包围，小锥齿轮B和小锥齿轮C的分别转动设置在滑块Ⅱ的上、下延伸部分，所述摆动导杆机构的导杆分别铰接在滑块Ⅱ的上、下延伸部分上。

3.如权利要求1所述的一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置，其特征在于：所述锥齿轮组Ⅱ包括相互啮合的锥齿轮A和锥齿轮B，锥齿轮A套设在传动轴上，锥齿轮B的轴与锥齿轮A所在的传动轴垂直，曲柄Ⅰ固连在锥齿轮B的轴上，曲柄Ⅱ和滑块Ⅱ之间通过连杆连接，连杆的一端与曲柄Ⅱ铰接，另一端与滑块Ⅱ铰接。

4.如权利要求3所述的一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置，其特征在于：所述曲柄滑块机构至少为两组，各组曲柄滑块机构共用一个曲柄Ⅰ，每个滑块Ⅱ与各自的连杆铰接，所述连杆的另一端共同和曲柄Ⅱ铰接在一起。

5.如权利要求1所述的一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置，其特征在于：所述按摩头包括基板和滚动设置在基板上的滚动体，所述基板为中间窄、上下两头宽的变形矩形面板结构，至少在面板的四个边角处设有所述滚动体，滚动体外层包覆弹性材料，在摩擦力的作用下滚动体能够发生滚动，摆动导杆机构的末端连接在变形矩形面板的背部中央。

6.如权利要求5所述的一种包含锥齿轮和摆动导杆机构的腰背康健装置，其特征在于：所述基板上设有凸起的圆柱体，所述滚动体滚动设置在圆柱体的顶部。