CN109907966A - 自动捶背器 - Google Patents

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陈忠加
牛梦豪
邬晓凡
关会会
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Beijing Forestry University
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Beijing Forestry University
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Abstract

本发明是一种通过机械运动模拟人手锤击来缓解腰背部酸痛的装置；是一种捶背频率、位置可调的自动捶背器。包括上部的捶背装置，竖直移动装置，水平移动装置和控制器。该装置可以放在任何一个可以支撑的平台上，不用背负，解放双手，捶背力度和位置可以通过控制器调控，锤击覆盖范围广，操作方便，具备良好的实用性。

Description

自动捶背器
技术领域：
本发明涉及一种自动捶背器，是一种可调速度和位置的自动捶背器。
背景技术：
随着社会节奏的加快，工作压力的增加，人们生活水平和生活工作环境的改善，腰背部疼痛的发病率正以惊人的速度增长，这可能与人们伏案工作时间延长、活动减少等因素有关，因此非常有必要研发一款可调模式的自主捶背器，缓解不同人群出现的不同部位的腰背部酸痛症。这时我们就需要寻找有效方法缓解酸痛感，按摩疗法不仅没有药物等的副作用，又非常可靠地可以缓解慢性疼痛，还可以缓解与慢性疼痛相关的焦虑和抑郁。然而现在普遍使用的方法是人工按摩或者市场上售卖的背挂式按摩器，人工方式虽然可调整的范围大，但其缺点明显，受体力限制，不容易做到长时间按摩，对于常出现的酸痛症并不能有效缓解；而背挂式按摩器需要穿戴在被按摩人身上；按摩椅价格高昂且占地面积大不适合普通人群购买。能否提供一种不仅无需负重，又可全面覆盖，仿真捶打，价格适中的捶背器是人们期盼已久的想法。
另外，由于个人情况的差别，腰背部肌肉酸痛部位也不尽相同，因此需要一个可以由用户自主控制、调节的装置，来达到最佳的效果，从而最大程度上缓解不同人群的腰背部酸痛症。
有鉴于此，如何能够提供一种自动捶背装置，即无需背挂、增加负担，又可以全面覆盖式地缓解腰背部酸痛症，同时扩大适用人群范围，可以大量生产，尽可能地降低生产成本和管理成本，正是本发明研创动机所在。
发明内容：
针对现有技术方面的缺陷，本发明目的是提供一种自动捶背器，此产品可以人工调节捶背力度以及锤击位置，使使用者能够人为地调整捶背方式，尽可能大程度上缓解腰背部酸痛症。
具体的说，该装置由捶背装置，竖直移动装置，水平移动装置，控制器和底座构成，其特征为捶背装置中的电机(4)通过电机支架(9)固定在电机底座(6)上，凸轮与电机(4)的轴过盈连接，锤柄(3)通过销轴(7)与电机底座(6)铰接，扭簧(8)通过锤柄背面的U型槽与锤柄相连接，锤柄与凸轮曲面相切，竖直移动装置包括竖直滑杆(10)、电机(11)、电机支座(22)、齿轮(12)和齿条(21)，其中电机(11)通过螺栓固定在电机支座(22)上，齿轮(12)与电机(11)伸出的轴紧固连接，同时与固定在竖直滑杆(10)上的齿条(21)啮合，捶背装置通过螺钉与电机支座(22)紧固连接，并随电机支座(22)在竖直滑杆(10)上的滑动而上下移动，水平移动装置包括支架(13)、支架(14)、支架(17)、水平滑杆(18)、齿条(19)、电机支座(20)、电机(15)和与其伸出的轴相连接的齿轮，竖直支架(10)嵌装在电机支座(20)上端的方形孔中，并随电机支座(20)在水平滑杆(18)的滑动而水平移动，装置底部的支架通过螺钉紧固在底座内部，控制器包括控制板(24)、以及对应控制每个电机的开关(23)和旋钮(25)，开关(23)和旋钮(25)分别控制电机的启停和转速。
整个装置包括三个控制器，分别控制三个电机(4)、电机(11)、电机(15)，其中开关(23)控制电机的正转、反转和停止，旋钮(25)控制电机转速快慢。
捶背装置中凸轮升程对应的转角大于三百二十五度，锤柄(3)做锤击运动时，绕销轴(7)往复摆动时速度不同，锤柄向上摆动时与凸轮相切，挤压扭簧(8)使扭簧变形，当到达最高点时脱离凸轮，扭簧恢复形变从而使锤柄快速落下，达到锤击力度增大的效果。锤背装置中锤头(1)和锤柄(2)之间通过弹簧(2)连接，弹簧的变形范围较大，增强了自动捶背器的运动可靠性，防止出现危险。锤头(1)的形状有球形、椭圆形、手掌形等多种形状可以自行选择，适应不同的需求。
竖直移动装置中电机支座(22)通过U型槽与竖直滑杆(10)作滑动连接，并随齿轮(12)与齿条(21)啮合运动而移动，捶背装置通过螺钉与电机支座(22)固连，共同在竖直滑杆上上下移动。竖直移动装置中的竖直滑杆(10)的下端是嵌装在电机支座(20)上端的方形孔中，形成紧固连接。
水平移动装置的电机(15)驱动与其相连接的齿轮(未标出)在齿条(19)上运动时，电机支座(20)随齿轮在水平滑杆(18)上平移，同时带动竖直移动装置和捶背装置随电机支座(20)共同平移。
该装置的捶背频率可以设定，通过调节电机转速选择适宜的捶背频率。
该装置的捶背位置可以设定，通过电机控制齿轮在齿条上移动，即可以固定在某一特点位置，又可以让锤击点一直移动。
该装置使用电机驱动凸轮和齿轮，通过凸轮和扭簧配合达到仿人手捶打效果，通过齿轮和齿条的啮合实现上下和左右的移动。
该装置除上述手动控制模式外，也可实现自动控制，通过控制器，实现水平、上下移动的速度控制和方向，以及实现锤击频率的控制。
本发明的优点在于不仅可以在放松的状态下享受自动捶背的服务，而且可以在不影响工作的前提下起到缓解腰背部酸痛的效果，；不需要背挂在身上，减轻负担，利用机器捶背，解放了双手，适用人群范围增大，具有实际缓解腰背部酸痛的功能。
附图说明
图1为捶背装置示意图
图2为捶背装置部分零件示意图
图3为凸轮正视图
图4为控制装置示意图
图5为自动捶背器整体外形示意图
图号说明
1-锤头、2-弹簧、3-锤柄、4-电机、5-凸轮、6-电机底座、7-销轴、8-扭簧、9-电机支架、10-竖直滑杆、11-电机、12-齿轮、13-支架、14-支架、15-电机、16-底座、17-支架、18-水平滑杆、19-齿条、20-电机支座、21-齿条、22-电机支座、23-开关、24-控制板、25-旋钮。
具体实施方式
具体的说，该装置由捶背装置，竖直移动装置，水平移动装置，控制器和底座构成，其特征为捶背装置中的电机(4)通过电机支架(9)固定在电机底座(6)上，凸轮与电机(4)的轴过盈连接，锤柄(3)通过销轴(7)与电机底座(6)铰接，扭簧(8)通过锤柄背面的U型槽与锤柄相连接，锤柄与凸轮曲面相切，竖直移动装置包括竖直滑杆(10)、电机(11)、电机支座(22)、齿轮(12)和齿条(21)，其中电机(11)通过螺栓固定在电机支座(22)上，齿轮(12)与电机(11)伸出的轴紧固连接，同时与固定在竖直滑杆(10)上的齿条(21)啮合，捶背装置通过螺钉与电机支座(22)紧固连接，并随电机支座(22)在竖直滑杆(10)上的滑动而上下移动，水平移动装置包括支架(13)、支架(14)、支架(17)、水平滑杆(18)、齿条(19)、电机支座(20)、电机(15)和与其伸出的轴相连接的齿轮，竖直支架(10)嵌装在电机支座(20)上端的方形孔中，并随电机支座(20)在水平滑杆(18)的滑动而水平移动，装置底部的支架通过螺钉紧固在底座内部，控制器包括控制板(24)、开关(23)和旋钮(25)，开关(23)和旋钮(25)，分别控制电机的启停和转速。
整个装置包括三个控制器，分别控制三个电机(4)、电机(11)、电机(15)，其中开关(23)控制电机的正转、反转和停止，旋钮(25)控制电机转速快慢。
捶背装置中凸轮升程对应的转角大于325度，锤柄(3)做锤击运动时，绕销轴(7)往复摆动时速度不同，锤柄向上摆动时与凸轮相切，挤压扭簧(8)使扭簧变形，当到达最高点时脱离凸轮，扭簧恢复形变从而使锤柄快速落下，达到锤击力度增大的效果。锤背装置中锤头(1)和锤柄(2)之间通过弹簧(2)连接，弹簧的变形范围较大，增强了自动捶背器的运动可靠性及捶头和背部的贴合性，防止出现危险。锤头(1)的形状有球形、椭圆形、手掌形等多种形状可以自行选择，适应不同的需求。
竖直移动装置中电机支座(22)通过U型槽与竖直滑杆(10)作滑动连接，并随齿轮(12)与齿条(21)啮合运动而移动，捶背装置通过螺钉与电机支座(22)固连，共同在竖直滑杆上上下移动。竖直移动装置中的竖直滑杆(10)的下端是嵌装在电机支座(20)上端的方形孔中，形成紧固连接。
水平移动装置的电机(15)驱动与其相连接的齿轮(未标出)在齿条(19)上运动时，电机支座(20)随齿轮在水平滑杆(18)上平移，同时带动竖直移动装置和捶背装置随电机支座(20)共同平移。
该装置的捶背频率可以设定，通过调节电机转速选择适宜的捶背频率。
该装置的捶背位置可以设定，通过电机控制齿轮在齿条上移动，即可以固定在某一特点位置，又可以让锤击点一直移动。
该装置使用电机驱动凸轮和齿轮，通过凸轮和扭簧配合达到仿人手捶打效果，通过齿轮和齿条的啮合实现上下和左右的移动。
该装置除上述手动控制模式外，也可实现自动控制，通过控制器，实现水平、上下移动的速度控制和方向，以及实现锤击频率的控制。

Claims (9)

1.一种自动捶背器，由捶背装置，竖直移动装置，水平移动装置，控制器和底座构成，其特征为捶背装置中的电机(4)通过电机支架(9)固定在电机底座(6)上，凸轮与电机(4)的轴固定连接，锤柄(3)通过销轴(7)与电机底座(6)铰接，扭簧(8)通过锤柄背面的U型槽与锤柄相连接，锤柄与凸轮曲面相切，竖直移动装置包括竖直滑杆(10)、电机(11)、电机支座(22)、齿轮(12)和齿条(21)，其中电机(11)通过螺栓固定在电机支座(22)上，齿轮(12)与电机(11)伸出的轴紧固连接，同时与固定在竖直滑杆(10)上的齿条(21)啮合，捶背装置通过螺钉与电机支座(22)紧固连接，并随电机支座(22)在竖直滑杆(10)上的滑动而上下移动，水平移动装置包括支架(13)、支架(14)、支架(17)、水平滑杆(18)、齿条(19)、电机支座(20)、电机(15)和与其伸出的轴相连接的齿轮，竖直支架(10)固定在电机支座(20)上端的方形孔中，并可随电机支座(20)在水平滑杆(18)上滑动，装置底部的支架通过螺钉紧固在底座内部，控制器包括控制板(24)、开关(23)和旋钮(25)，开关(23)和旋钮(25)，分别控制电机的启停和转速。
2.根据权利要求1所述的自动捶背器，其特征在于整个装置包括三个控制器，分别控制电机(4)、电机(11)、电机(15)，其中开关(23)控制电机的正转、反转和停止，旋钮(25)控制电机转速快慢。
3.根据权利要求1所述的自动捶背器，其特征在于锤头(1)和锤柄(2)之间是通过弹簧(2)连接，增强自动捶背器的运动可靠性。
4.根据权利要求3所述的自动捶背器，其特征在于锤头(1)的形状有球形、椭圆形、手掌形等多种形状。
5.根据权利要求1所述的自动捶背器，其特征在于捶背装置中的锤柄(3)做锤击运动时，绕销轴(7)往复摆动时速度不同，锤柄向上摆动时与凸轮相切，挤压扭簧(8)使扭簧变形，当到达最高点时脱离凸轮，扭簧恢复形变从而使锤柄快速落下。
6.根据权利要求5所述的自动捶背器，其特征在于凸轮升程对应的转角大于325度。
7.根据权利要求1所述的自动捶背器，其特征在于电机支座(22)通过U型槽与竖直滑杆(10)作滑动连接，并随齿轮(12)与齿条(21)啮合运动而移动，捶背装置通过螺钉与电机支座(22)固连，共同在竖直滑杆上上下移动。
8.根据权利要求1所述的自动捶背器，其特征在于底部的电机(15)驱动与其相连接的齿轮(未标出)在齿条(19)上运动时，电机支座(20)随齿轮在水平滑杆(18)上平移，同时带动竖直移动装置和捶背装置随电机支座(20)共同平移。
9.根据权利要求8所述的自动捶背器，其特征在于竖直移动装置中的竖直滑杆(10)的下端是嵌装在电机支座(20)上端的方形孔中，形成紧固连接。
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