CN115554036B - 一种基于软体机械手的腿部按摩轮椅 - Google Patents

一种基于软体机械手的腿部按摩轮椅 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于软体机械手的腿部按摩轮椅，其包括轮椅、按摩装置、气源和控制器。所述按摩装置由连接架(91)、腕关节机构(92)、连接板(93)、气动滑台(94)和软体机械手(95)组成。所述腕关节机构(92)由四个气囊驱动，可实现下压、倾斜和翻转。软体机械手(95)的每个软体单元由两组气囊驱动，实现按摩时软体机械手(95)与腿部完全贴合。本发明可以模拟中医的按压、拍打、推拿、按揉等按摩手法进行腿部按摩，促进腿部血液循环，增加使用者按摩体验感；同时配有两种气源充气装置，适合室内和户外使用。

Description

一种基于软体机械手的腿部按摩轮椅
技术领域
本发明涉及一种轮椅，具体是一种基于软体机械手的腿部按摩轮椅。
背景技术
长期乘坐轮椅的人群，腿部得不到锻炼，易导致腿部肌肉萎缩，中医称“痹病”。开发一款具备促进腿部血液循环、对腿部进行按摩功能的轮椅有望帮助这部分人群。对腿部按摩的仪器及装置较多，如：“一种可对腿部按摩的下肢康复护理用锻炼装置”(CN114949778 A)，公开了一种采用电机振动对腿部按摩的装置；“一种智能下肢康复训练设备”(CN115054450A)，公布了一种利用电机驱动按摩棒转动对腿部按摩的装置；“一种腿部按摩装置”(CN115068293 A)，公开了一种利用一对向内倾斜爪盘转动实现腿部按摩的装置；还有部分专利将按摩装置与轮椅相结合，如发明专利“一种腿部按摩轮椅”(CN109771162 B)，公开了一种利用齿轮传动使按摩板上下左右移动对腿部进行按摩的方案。上述专利中，采用电机驱动按摩装置，使用受限；部分专利利用电机振动进行按摩，缺少对腿部肌肉有效的按摩，难以促进血液循环。部分专利使用固定形状的按摩棒或按摩板相对腿部移动实现腿部按摩，使用者体验感差，且难以对准特定穴位，使用效果受限。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种基于软体机械手的腿部按摩轮椅，实现按摩装置模拟中医的推拿手法进行腿部按摩。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种基于软体机械手的腿部按摩轮椅，包括底座、后背、扶手、前轮、后轮、脚支撑架和操作面板。大腿按摩装置为两套，分别安装在轮椅底座两侧的框架，所述大腿按摩装置，可绕框架，轴线旋转90°；小腿按摩装置，为两套，分别安装在轮椅两侧的脚支撑架上，所述小腿按摩装置可绕脚支撑架轴线旋转90°；所述大腿按摩装置的连接架一端通过套筒与轮椅的框架连接，另一端通过螺纹与气动滑台连接，软体机械手通过螺钉固定在气动滑台的滑块上；软体机械手由腕关节机构和软体组成，软体通过螺钉与腕关节机构的底板连接。所述大腿按摩装置腕关节机构的气囊Ⅰ、气囊Ⅱ、气囊Ⅲ、气囊Ⅳ呈正方形分布，布置在上板和底板之间；所述上板和底板设有导柱贯穿连接，导柱末端设有弹簧；在自然状态下，气囊处于压缩状态，上板和底板上下表面平行；设置气囊在不同的充气状态时，底板呈现下压、倾斜或翻转姿态。所述小腿按摩装置和大腿按摩装置结构相同。小腿按摩装置的连接架一端通过套筒与轮椅的脚支撑架连接。气源的储气囊、电动气泵、无动力气泵和泵体安装在底座下方，所述电动气泵通过软管与储气囊连接，无动力气泵通过软管与储气囊连接，曲轴通过电磁离合器Ⅰ和电磁离合器Ⅱ与轮椅后轮连接，转动轮椅后轮带动活塞在泵体中往复运动。
优先地，所述软体机械手由四个软体组成，两个软体一组，呈对称分布；软体机械手在张开状态下呈虎口形，闭合状态下呈纺锤形。
优先地，所述软体的第一气囊和第二气囊呈波浪形，第一气囊和第二气囊分别由7个腔室组成；软体一侧设置凹槽，弹性片镶嵌在软体凹槽中；所述软体内侧表面设置多个接触点。
优先地，所述弹性片的材质为纤维增强的聚碳酸酯、尼龙或聚醚醚酮材料，其形状为流线形。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该发明通过软体机械手模拟中医的按压、拍打、推拿、按揉等按摩手法进行腿部按摩，促进腿部血液循环，增加使用者按摩体验感；同时配有两种气源充气装置，适合室内和户外使用。
附图说明
图1是基于软体机械手的腿部按摩轮椅结构示意图；
图2是基于软体机械手的腿部按摩轮椅后视图；
图3是按摩装置的结构示意图；
图4是软体机械手结构示意图；
图5是腕关节机构气囊的分布示意图；
图6是软体部件的结构示意图；
图7是软体部件的左视图；
图8是软体部件的A-A截面剖视图。
在上述附图中，1-底座，2-后背，3-扶手，4-前轮，5-后轮，6-脚支撑架，7-气源，71-电动气泵，72-无动力气泵，73-活塞，74-活塞连杆，75-曲轴，761-电磁离合器Ⅰ，762-电磁离合器Ⅱ，77-控制器，78-储气囊，79-泵体，8-小腿按摩装置，9-大腿按摩装置，91-连接架，92-腕关节机构，921-上板，922-气囊，9221-气囊Ⅰ，9222-气囊Ⅱ，9223-气囊Ⅲ，9224-气囊Ⅳ，923-底板，924-弹簧，925-弹性挡圈，926-导柱，93-连接板，94-气动滑台，941-滑块，95-软体机械手，96-软体，961-弹性片，962-软体凹槽，963-第一气囊，964-第二气囊，965-接触点，10-操作面板，11-框架。
具体实施
实施例
以下描述用于描述本发明具体内容以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
参见图1～图8，本发明的实施例为一种基于软体机械手的腿部按摩轮椅，包括轮椅的底座1、后背2、扶手3、前轮4、后轮5、脚支撑架6、气源7、小腿按摩装置8、大腿按摩装置9和操作面板10。所述的大腿按摩装置9为两套，安装于轮椅底座1的两侧框架11，可绕框架11轴线旋转90°。所述的小腿按摩装置8为两套，安装于轮椅两侧脚支撑架6，可绕脚支撑架6轴线旋转90°。所述小腿按摩装置8和大腿按摩装置9的结构相同。
所述结构相同的小腿按摩装置8和大腿按摩装置9包括连接架91、腕关节机构92、连接板93、气动滑台94和软体机械手95。所述连接架91一端通过套筒与轮椅的框架11连接，另一端通过螺纹与气动滑台94连接。软体机械手95通过螺钉固定在气动滑台94的滑块941上；软体机械手95由腕关节机构92和软体96组成，软体96通过螺钉与腕关节机构92的底板(923)连接。
所述腕关节机构92由上板921、气囊Ⅰ9221、气囊Ⅱ9222、气囊Ⅲ9223、气囊Ⅳ9224、底板923、弹簧924、弹性挡圈925和导柱926组成。气囊Ⅰ9221、气囊Ⅱ9222、气囊Ⅲ9223、气囊Ⅳ9224分布呈正方形，布置在上板921和底板923之间；上板921和底板923设有导柱926贯穿连接；导柱926末端设有弹簧924；在自然状态下，气囊922处于压缩状态，上板921和底板923上下表面平行；设置气囊922不同充气状态，底板923呈下压、倾斜和翻转姿态。
所述小腿按摩装置8和大腿按摩装置9结构相同。小腿按摩装置8的连接架91一端通过套筒与轮椅的脚支撑架6连接。
所述软体机械手95由四个软体96组成，两个软体96一组，呈对称分布。软体机械手95在张开状态下呈虎口形，闭合状态下呈纺锤形。
所述软体96由弹性片961、第一气囊963、第二气囊964和接触点965组成，第一气囊963和第二气囊964呈波浪形，第一气囊963和第二气囊964分别由7个腔室组成；软体96一侧设置有凹槽962，弹性片961镶嵌在软体凹槽962中；软体96内侧表面设置由多个接触点965。
所述弹性片961材质为纤维增强的聚碳酸酯、尼龙或聚醚醚酮材料，形状为流线形。
所述气源7包含储气囊78、电动气泵71和无动力气泵72。储气囊78安装在底座1下方；电动气泵71安装底座1下方，通过软管与储气囊78连接。所述无动力气泵72由电磁离合器Ⅰ761、电磁离合器Ⅱ762、曲轴75、活塞73和泵体79组成，泵体79固定在轮椅底座1下方。所述无动力气泵72通过软管与储气囊78连接。所述曲轴75通过电磁离合器Ⅰ761和电磁离合器Ⅱ762与轮椅后轮5连接，带动活塞73在泵体79中往复运动。
本发明在户内与户外条件下均可使用，主要依靠储气囊内的气体为整机提供动力来源。储存气体的气源有两种：当使用者处在户内环境时，使用者启动电动气泵直接为储气囊进行充气操作；当处在户外时，使用者在依靠轮椅行进过程中，由后轮带动曲轴沿后轮轴线旋转，通过套在曲轴上的活塞连杆带动气缸内的活塞进行往复运动完成充气操作。
具体操作过程：开始前，使用者翻转连接架将大腿按摩装置和小腿按摩装置调整到合适的按摩部位。气动滑台控制下方的软体机械手在滑台上往复运动，腕关节机构中气囊不同组合方式充放气，带动软体机械手下压、翻转和倾斜。软体气囊内充气，驱动机械手闭合，夹紧使用者腿部。调节软体气囊内压力，调整机械手的夹持力度。通过操作面板选择按摩流程，机械手对使用者的腿部进行按压、拍打、推拿、按揉按摩，促进腿部血液循环。
按摩功能1：按压按摩
使用者将按摩装置调整到合适位置，选择按压按摩。腕关节机构中四个气囊同时充气，推动软体机械手向下压；软体机械手分别向大腿和小腿施加压力，然后，释放气囊气体，依靠弹簧恢复到初始高度，软体机械手对腿部完成一次按压。气动滑台推动软体机械手移动，更换按压位置，四个气囊同时充气放气，再次完成一次按压，如此循环，分别对大腿和小腿进行按压按摩。
按摩功能2：拍打按摩
使用者将按摩装置调整到合适位置，选择拍打按摩。四个软体中气囊同时充气，推动软体机械手闭合；软体机械手分别向大腿和小腿施加拍打动作，然后，释放气囊气体，依靠弹性片恢复到初始状态，软体机械手对腿部完成一次拍打。气动滑台推动软体机械手移动，更换拍打位置，四个软体中气囊同时充气放气，再次完成一次拍打，如此循环，分别对大腿和小腿进行拍打按摩。
按摩功能3：推拿按摩
使用者将按摩装置调整到合适位置，选择推拿按摩。四个软体中气囊同时充气，推动软体机械手闭合，使软体机械手夹住腿部；然后，腕关节机构中气囊Ⅰ充气，使软体机械手绕y轴倾斜；然后，气囊Ⅰ放气，气囊Ⅲ充气，使软体机械手绕y轴反向倾斜，如此循环充气放气三次，软体机械手分别向大腿和小腿施加推拿动作，然后，释放四个软体中气囊气体，依靠弹性片恢复到初始状态，软体机械手对腿部完成一次推拿。气动滑台推动软体机械手移动，更换推拿位置，再次完成一次推拿动作，如此循环，分别对大腿和小腿进行推拿按摩。
按摩功能4：按揉按摩
使用者将按摩装置调整到合适位置，选择按揉按摩。四个软体中气囊同时充气，推动软体机械手闭合，使软体机械手夹住大腿和小腿；气动滑台向前移动一定距离，腕关节机构中四个气囊同时充气，使软体机械手向下移动；然后，气动滑台反向移动一定距离，腕关节机构中四个气囊同时放气，使软体机械手恢复初始高度，滑台前后移动和软体机械手上下移动合成软体机械手末端椭圆轨迹，如此循环三次，软体机械手向腿部施加按揉动作，然后，释放四个软体中气囊气体，依靠弹性片恢复到初始状态，软体机械手对腿部完成一次按揉。气动滑台推动软体机械手移动，更换按揉位置，再次完成一次按揉动作，如此循环，分别对大腿和小腿进行按揉按摩。
按摩功能5：组合模式按摩
使用者将按摩装置调整到合适位置，选择组合模式按摩。按照中医按摩流程，对使用者腿部进行按压、拍打、推拿、按揉循环按摩，促进腿部血液循环。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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陈述的只是本发明的原理，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的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种基于软体机械手的腿部按摩轮椅，包括底座(1)、后背(2)、扶手(3)、前轮(4)、后轮(5)、脚支撑架(6)和操作面板(10)，其特征在于：大腿按摩装置(9)为两套，分别安装在轮椅底座(1)两侧的框架(11)上，所述大腿按摩装置(9)可绕框架(11)轴线旋转90°；小腿按摩装置(8)为两套，分别安装在轮椅两侧的脚支撑架(6)上；所述小腿按摩装置(8)可绕脚支撑架(6)轴线旋转90°；
所述大腿按摩装置(9)的连接架(91)一端通过套筒与轮椅的框架(11)连接，另一端通过螺纹与气动滑台(94)连接，软体机械手(95)通过螺钉固定在气动滑台(94)的滑块(941)上；软体机械手(95)由腕关节机构(92)和软体(96)组成，软体(96)通过螺钉与腕关节机构(92)的底板(923)连接；
所述大腿按摩装置(9)腕关节机构(92)的气囊Ⅰ(9221)、气囊Ⅱ(9222)、气囊Ⅲ(9223)、气囊Ⅳ(9224)呈正方形分布，布置在上板(921)和底板(923)之间；所述上板(921)和底板(923)设有导柱(926)贯穿连接；导柱(926)末端设有弹簧(924)；在自然状态下，气囊(922)处于压缩状态，上板(921)和底板(923)上下表面平行；设置气囊(922)在不同的充气状态时，底板(923)呈现下压、倾斜或翻转姿态；
所述小腿按摩装置(8)和大腿按摩装置(9)结构相同，小腿按摩装置(8)的连接架(91)一端通过套筒与轮椅的脚支撑架(6)连接；
气源(7)的储气囊(78)、电动气泵(71)、无动力气泵(72)和泵体(79)安装在底座(1)下方，所述电动气泵(71)通过软管与储气囊(78)连接，无动力气泵(72)通过软管与储气囊(78)连接，曲轴(75)通过电磁离合器Ⅰ(761)和电磁离合器Ⅱ(762)与轮椅后轮(5)连接，转动带动活塞(73)在泵体(79)中往复运动。
2.根据权利要求1所述的基于软体机械手的腿部按摩轮椅，其特征在于：所述软体机械手(95)由四个软体(96)组成，两个软体(96)一组，呈对称分布；软体机械手(95)在张开状态下呈虎口形，闭合状态下呈纺锤形。
3.根据权利要求1所述的基于软体机械手的腿部按摩轮椅，其特征在于：所述软体(96)的第一气囊(963)和第二气囊(964)呈波浪形，第一气囊(963)和第二气囊(964)分别由7个腔室组成；软体(96)一侧设置凹槽(962)，弹性片(961)镶嵌在软体凹槽(962)中；所述软体(96)内侧表面设置多个接触点(965)。
4.根据权利要求3所述的基于软体机械手的腿部按摩轮椅，其特征在于：所述弹性片(961)的材质为纤维增强的聚碳酸酯、尼龙或聚醚醚酮材料，其形状为流线形。
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