CN1226026C - 按摩器 - Google Patents

Abstract

一种按摩器，通过按摩器实现近似由人手按摩的感觉。按揉球被可摇动地支撑，并根据传动驱动用马达的旋转、使按揉球摇动而进行捶敲。此时，对马达，例如施加具有0.02～1秒的接通时间和0.1～1秒的断开时间的脉冲状电压来控制其启动的时间和停止的时间，进行间歇工作。

Description

按摩器

技术领域

本发明涉及一种驱动按摩头并对人体施以治疗的按摩器。

背景技术

对人体的物理性刺激种类分为抚、揉、压、振、拉、敲6种。这些刺激传递到皮表、皮下柔软部分，在那里的受容器进行感知，直接对末梢环境给予影响，缓和筋骨的紧张。另外，根据体表与内脏的反射，间接促进生理全体机能恢复，使自然治愈力、持久性维持机能得以提高。为此，对人体抚摩等的各种刺激能够谋求健康、医疗性的效果。

这样的刺激，以前以手技疗法即所谓按摩进行，但近年来，开发了能作出具有同样效果的机械性动作的单元。

在按摩里的敲即捶敲法中，运用有拳打法、切打法、合拳法等。在拳打法中，用轻握拳的小指侧敲的手法，用力握拳强敲、轻握拳弱敲能够调整其强度。另外，在切打法中，伸开所有手指，以小指侧面迅速敏捷捶敲，能够给予细微的振动。再有合拳法，将左右手合拳后伸直，打开指间捶敲，能够给予弹性的力。

以机械实现各种的方法已被发明，目前将长此以来的捶敲法设置于椅式按摩器。

对于以前的按摩器的捶敲控制，有下面的方式。一个是设置捶敲专用头，以专用的控制电路进行驱动。另外是使用为按揉用而设置的按摩头(按揉球)，进行连续捶敲驱动。

但是，因捶敲专用头方式的单元是专用头，所以体感接近用手进行的按摩，存在有在机构动作、空打时的机械音变高的缺点。由于进而添加捶敲用头、另外途径的控制电路等捶敲专用机构，机构整体变得复杂，而且也提高了成本。

另外，使用设有按揉用的按摩头进行捶敲动作时，是以增加简单的捶敲动作用机构和简单的程序来实现的，由于施与连续振动状的刺激，所以使用感觉上也存在远不如按摩感觉的问题。

进而，由于越接近以人手按摩的捶敲法当中的拳打法、合掌法等感觉，则对按摩器的评价越高，所以谋求该捶敲感觉也尽量靠近用手时的感觉，但是难于实现。

本发明正是为解决有关以前的技术问题，其目的是通过按摩器实现更为接近人手按摩的感觉。

发明内容

为达到上述目的，本发明的特征为，一种按摩器，包括：按摩头，支撑所述按摩头的臂，旋转自由地支撑所述臂的轴，具有与所述轴平行设置的偏心部件的捶敲轴，连接所述偏心部件和所述臂的连接环，旋转驱动所述捶敲轴的马达，将所述马达的旋转驱动力传递到所述捶敲轴，经由所述连接环通过所述偏心部件的偏心旋转运动使所述按摩头的所述臂沿所述轴旋转摇动，使所述按摩头进行捶敲动作，其特征在于：还具有对所述马达施加反复在一定时间启动和停止的脉冲状驱动信号，使所述按摩头间歇地进行捶敲工作的驱动电路。

即，有效地使用安装在按摩器上作为按揉、伸展背肌用的按摩头、该控制机构和控制电路，以简便的方法来实现接近手按摩感觉的捶敲动作。具体地说，就是对于具有当施加一定电压的连续值时、按摩头便进行连续的振动的结构的装置，把所施加的电压设定为脉冲状，并在规定的接通·断开时间反复进行，使电机间歇工作，以此，使按摩头进行舒适的捶敲动作。

附图说明

图1是表示关于本发明实施例的按摩器概略构成的立体图。

图2是关于本发明的实施例的按摩器整体的侧视图。

图3是按摩单元的主视图。

图4是按摩单元的右侧视图。

图5是按摩单元的后视图。

图6是按摩单元的正面一侧的立体图。

图7是按摩单元的背面一侧立体图。

图8是按摩部的主视图。

图9是按摩部的后视图。

图10是从按摩部背面上方看的立体图。

图11是从按摩部正面右方看的立体图。

图12是从按摩部正面左方看的立体图。

图13是从按摩部背面下方看的立体图。

图14是表示按揉机构的构成图。

图15是表示按揉机构的构成图。

图16是捶敲机构的构成图。

图17是向捶敲机构施加通常电压的波形图。

图18是以从前的方式使捶敲用马达工作时人感到压力的波形图。

图19是用人手捶敲时对人的刺激波形图。

图20是根据在本发明的驱动中施加电压的波形的一个例子。

图21是根据本发明的捶敲刺激的测定波形图。

图22是向捶敲用马达施加脉冲波形的方块电路图的一个例子。

图23是向捶敲用马达施加脉冲波形的方块电路图的其它例子。

图24是用于变化捶敲强度的控制电路的一个例子。

具体实施方式

以下参照附图，首先说明使用将按摩器主要作为按揉、伸展背部肌肉用而设置的按摩头，进行捶敲时的机械、电器的原理。

图1表示按摩器10的概略构成的立体图(在图1中省略了靠背部100a的套及垫子)。图2是同一按摩器10的整体侧剖面图，表示连同外形在内的靠背部100a的内部结构。

按摩器10，在自由后倾的椅子100靠背部100a中组装有带按摩头的按摩单元110。通过由按摩单元110向套着罩的靠背部100a表面侧突出设置的按摩头201a～d，对人体进行按摩。按揉球由沿背肌方向在上方配置的左右一对按揉球201a、201b(第1按摩头)和在其下方配置的左右一对按揉球201c、201d(第2按摩头)构成。

按摩单元110，由沿靠背部100a、其开口对向设置的截面为コ字形的一对导轨(导向单元)101R、101L支撑。设置在两侧的后述的升降齿轮310以及升降辊311与设置在导轨101R、101L内侧的齿条咬合，通过旋转驱动升降齿轮310，按摩单元110沿导轨101R、101L上下移动。

图3是按摩单元110的主视图，图4是该图的右侧视图，图5是后视图，图6是该图的正面一侧的立体图，图7是背面一侧视的立体图。

按摩单元110的前面，由板状的基座部件111覆罩。基座部件111的上端部弯向背面侧的同时，在中央部设置有使按揉球201a～d突出的近似矩形的开口部1111。另外，为不与齿轮等发生干涉，在基座部件111上设置有缺口部1112以及开口部1113。

(按摩单元的概略构成)

图8是安装在基座部件111的按摩部200的主视图，图9是后视图，图10是从背面上方看的立体图，图11是从正面右方看的立体图，图12是正面左方看的立体图，图13是从背面下方看的立体图。

4个按揉球201a～d，能自由转动地被轴支在略呈V字形的按揉球臂202R、202L的前端部。按揉球臂202R、202L的基础部被固定在臂支撑部件203R、203L上。在按揉轴205的左右两侧，分别相对于其轴方向倾斜固定着圆筒状的倾斜套管207R、207L，倾斜套管207R、207L对轴方向的倾斜设定成左右对称。在倾斜套管207R、207L的外周，通过沿其表面转动的轴承，自由转动地嵌合着轴承罩2031R、2031L。臂支撑部件203R、203L被固定在轴承罩2031R、203 1L的侧面。轴承罩2031R、2031L，具有嵌合在倾斜套管207的外周上的基部20311R、20311L和向周围方向突出设置的连接环承受部20312R、20312L。形成球状的连接环209R、209L的一端与连接环承受部20312R、20312L嵌合，并且连接环209R、209L被支撑着沿球面自由摇动。

在按揉轴205上方设置有与按揉轴205平行的捶敲轴206。在对应捶敲轴206左右两侧的倾斜套管207的位置上，固定着径方向偏心的筒状的偏心套管208、208。左右的偏心套管208，相对于捶敲轴206按相互逆方向偏心进行安装。轴承罩2081R、2081L通过沿周面转动的轴承嵌合在偏心套管208的外周面上。

与偏心套管208的外周嵌合的基部20811R、20811L一起具有向圆周方向突出设置的连接承受部20812R、20812L。与轴承罩2031R、2031L的一端相连接的连接环209R、209L的另一端，沿捶敲轴206的轴方向自由摇动地被支撑在连接承受部20812R、20812L上。

按揉轴205以及捶敲轴206，以夹住按揉球臂202R、202L的两侧的方式，可自由旋转地由轴承由板状的按摩轴支撑托架204R、204L支撑。按摩轴支撑托架204R、204L固定在基座部件111上。

图14以及图15表示按揉机构的构成。都是从基座部件111的背面看的图，为便于说明适当地省略了部件进行图示。

由按揉用马达210驱动按揉轴205。按揉用马达210固定在按揉·升降用马达支撑部件112上。按揉·升降用马达支撑部件112是弯曲成M字形的板状部件，跨过并覆罩按揉轴205以及捶敲轴206的背面一侧，将端部固定在基座部件111的背面一侧。

在按揉用马达210的驱动轴210a上安装有按揉用小皮带轮211。卷挂在按揉用小皮带轮211的外周上无接头的按揉用皮带213，同样地卷挂在安装在蜗杆214的轴上的按揉用大皮带轮212的外周上。按揉用蜗杆214与按揉用蜗轮215捏合。按揉用蜗轮215同心地固定在轴205上。按揉用蜗杆214以及按揉用蜗轮215，可旋转地被收容在安装在按摩轴支撑托架204R的按揉用齿轮箱218内。

从而，按揉用马达210的驱动力，经按揉用小皮带轮211→按揉用皮带213→按揉用大皮带轮212→按揉用蜗杆214→按揉用蜗轮215而减速传动，旋转驱动按揉轴205。

(捶敲机构)

下面说明使用该机构进行捶敲时的方法。图16以及图17是表示捶敲机构的构成图。捶敲轴206通过捶敲用马达220驱动。捶敲用马达220通过支撑部件113a、113b固定在基座部件111的背面一侧(参照图5)。

捶敲用小皮带轮221被安装在捶敲用马达220的驱动轴上。卷挂在捶敲用小皮带轮221外周上的无接头捶敲用皮带223同样也卷挂在捶敲用大皮带轮222的外周上。捶敲用大皮带轮222同心地固定在捶敲轴206外周上。

从而，捶敲用马达220的驱动力，经捶敲用小皮带轮221→捶敲用皮带223→捶敲用大皮带轮222而减速传动，旋转驱动捶敲轴206。虽在此省略详述，但附有升降用装置和前后位置调整装置。

(捶敲动作)

在进行捶敲动作时，停止按揉轴205的旋转，使捶敲轴206旋转。这时，为使按揉球臂202R、202L几乎与按揉轴205垂直相交、并使按揉球对背部保持近似呈正交状态(按揉原点位置)来控制倾斜套管207的旋转方向位置。按揉原点检测板216以及按揉位置指示板217同心地固定在按揉轴205的端部。按揉原点检测板216是在外周缘上一处设有开口的圆板状的部件，在面对基座部件111背面的位置，通过以夹住按揉原点检测板216所配置的按揉原点光电传感器能够检测原点位置。

由于连接环49，通过伴随捶敲轴206的旋转进行偏心旋转的偏心套管208被自由旋转地支撑，所以通过使捶敲轴206旋转，捶敲轴206的轴心与嵌合在连接环端部的连接环承受部20312R、20312L之间的距离发生变化。由于按揉球臂202R、202L被支撑为可绕按揉轴205自由转动，所以驱动捶敲用马达220并以适当的速度使捶敲轴206旋转，这样，按揉球臂202R、202L绕按揉轴205摇动，实现捶敲动作。

这时，捶敲用马达如图17所示，当连续施加一定值的电压时，通过按揉球臂202R、202L绕按揉轴205摇动的所谓机械构造，人体感到的压力变化近似如图18所示的正弦波。即，捶敲的压力逐渐上升后再逐渐下降，并反复进行。图18是实际测定以按揉球作用在人体(对象物)上压力的情况，横轴表示时间(每刻度的间隔为100ms/s。)，纵轴表示压力。

另一方面，作为按摩方法之一，用人手捶敲时的刺激波形如图19所示的脉冲状。即，当手触到对象的同时压力急速上升，瞬时持续该高状态后，将手离开的同时压力急剧下降，它以一定的周期进行重复。虽然这是给人的最爽快的刺激，但是与由上述方法产生的正弦波类似的刺激波形有很大不同。图19是实际测定以人手作用在人体(对象物)上压力的情况，横轴表示时间(每刻度的间隔为100ms/s。)，纵轴表示压力。

所以在本发明中，向捶敲用马达不是施加连续的一定值的电压，而给予脉冲状电压。例如是反复的频率为2.5Hz、占空比为20％左右的脉冲电压(图20)。当对捶敲用马达施加该脉冲电压时，经所述机构部分传递力，最终按揉球进行动作对人体施与压力。在测定此时的压力时，如图2 1所示，恰好近似人手按摩的波形。即，在施加脉冲电压的同时，增加急速上升的力，在该最高值的压力持续约100毫秒后急剧下降。它以每秒2.5次为周期进行反复，与手按摩时的捶敲有相同的刺激。它在感觉上恰好近似用手咚咚捶敲的情况。图20的横轴表示时间(每刻度的间隔是100ms/s。)，纵轴表示电压，图21的横轴表示时间(每刻度的间隔是100ms/s。)，丛轴表示压力。

实际上，以从前的方法和本发明的方法对许多人的测试，如表1所示，比起对从前的捶敲动作表示疼痛和不适的人是大多数来说，对本发明的捶敲动作全体人员回答舒适，在体感上呈现出明显的差距，具有突出的效果。

表1

	感到疼痛的比例	感到舒服的比例
			以前的方法	91％	9％
本发明的方法	0％	100％

而且，在对捶敲用马达施加脉冲电压驱动时，其周期和占空比是重要的因素，对得到接近用人手咚咚捶敲的体感，如表2所示，适用在周期数为1～10Hz，占空比约2～85％的脉冲电压。

表2

项目	时间
		捶敲马达启动时间例	0.02秒～1秒
捶敲马达停止时间例	0.1秒～1秒

(捶敲用马达的驱动方法1)

在本发明中，使用所述的以前的捶敲用马达和驱动机构，向捶敲用马达施加脉冲电压，在图22中表示该驱动电路。对于以一定周期反复产生脉冲电压，有已知的脉冲控制法、PWM(脉冲变幅)和相位控制方式等。

下面根据图22，说明产生任意的控制脉冲、将电力增幅并使捶敲用马达220旋转的脉冲控制法的一个例子。在此，设定部11，具有能对为产生任意的频率和占空比的脉冲进行必要设定的开关11a、11b、11c。计算部12，由根据设定部11的设定能够计算出必要的控制输出的微型计算机等构成。电力控制部13，是接受计算部12的输出、产生为使捶敲用马达220旋转的电力控制信号的单元。在此，出示的是以2个晶体管13a、13b和1个FET(场效应晶体管)13c等构成的例子。电源部14，将商用电源15进行整流，并向捶敲用马达220所必要的电力。

为向马达220施加在图20中所出示的脉冲，首先操作设定部11的开关类，并设定频率和占空比。例如反复频率是2.5Hz，占空比是20％等。将该设定输入到计算部12，计算后向电力控制部13输出。在电源部14经过整流的电压被施加给捶敲用马达220，在电力控制部13的晶体管13a、13b和FET13c，随着向计算部12输出使电源开·关，给予捶敲用马达220脉冲电压。

在该方式中，以调整设定部12也能够实现PWM。

下面，对切断一部分交流波形并设定为脉冲状、增幅电力并使马达旋转的相位控制法的一个例子进行说明。在图23中表示的是通过相位控制法、驱动捶敲用马达时的电路的例子。在设定部11，设定以商用电源15的波形由零位交叉开始相位控制、在任意位置结束的相位控制，或者由任意位置开始，在零位交叉结束相位控制的设定，以及进行相当于脉冲幅的相位角的设定。计算部12，由根据设定部11的设定、计算必要的控制输出并能够输出的微型计算机等构成。电力控制部14，是接受计算部12的输出、并为产生使捶敲用马达220旋转的电力控制信号的单元。在此，出示了由1个三端双向开关16a、与该三端双向开关16a的控制端子连接的同时通过光耦合器与发光二极管16c绝缘的两端开关元件16b等构成的例子。电源部14，由商用电源15向捶敲用马达220供给所必要的电力。为向捶敲用马达220施加指定脉冲，首先操作设定部11的开关类，设定对于商用电源15的脉冲启动位置以及相位角。例如反复频率为50Hz、占空比为20％等。该设定被输入到计算部12中，计算后输出到电力控制部16。电源部14的电压施加于捶敲用马达220，但是在电力控制部16的三端双向开关16a和两端开关元件16b，随着计算部12的输出，使电流接通·断开，在捶敲用马达220切断商用电源15的一部分正弦波，给予成为脉冲状的电压。

以上的构成、使用元件或方式等只是一个例子，主要是以脉冲或与其相类似的波形，把将能够进行自由可变设定的频率、占空比、脉冲数、脉冲宽度以及脉冲间隔等波形进行电力增幅，并可施加在捶敲用马达上。

(捶敲用马达的驱动方法2)

上述主要是控制单位时间的捶敲次数的方法，虽然根据捶敲次数的增减可以有捶敲强度变化那样的感觉，下面，对直接控制捶敲强度的方法进行说明。

其一，如图24所示，在上述的驱动方法1中所示的脉冲信号A中加入脉冲信号B，并改变脉冲信号B的宽度。为此，产生比脉冲信号A频率高的正弦波或脉冲信号B，并制作出可得到脉冲信号A的理论积的输出脉冲信号。然后变化正弦波或脉冲信号B的占空比，以输出脉冲信号驱动捶敲用马达220。以这种PWM法的一种方法为手段，如果改变脉冲信号B的占空比，则随这个比与马达相关的电压有效值发生变化，实际上能够得到使电压改变的相同效果。即，能改变捶敲强度。

另外，作为其他方法，也可以通过微型计算机的计算功能，作出应该施加在捶敲用马达220上的脉冲波形。

并且，即使改变应该施加捶敲用马达220的脉冲电压，也能够对应它而改变捶敲用马达的旋转，从而改变捶敲的强度。

无论怎样，通过以脉冲调节脉冲或改变电压，改变其有效值并施加在捶敲用马达220上，从而改变捶敲强度的。

(发明效果)

若根据本发明的方法，仍旧使用以前的按摩器的功能，以简单的方法便可得到近似用手进行捶敲的效果。

Claims (6)

1.一种按摩器，包括：按摩头，支撑所述按摩头的臂，旋转自由地支撑所述臂的轴，具有与所述轴平行设置的偏心部件的捶敲轴，连接所述偏心部件和所述臂的连接环，旋转驱动所述捶敲轴的马达，将所述马达的旋转驱动力传递到所述捶敲轴，经由所述连接环通过所述偏心部件的偏心旋转运动使所述按摩头的所述臂沿所述轴旋转摇动，使所述按摩头进行捶敲动作，其特征在于：还具有对所述马达施加反复在一定时间启动和停止的脉冲状驱动信号，使所述按摩头间歇地进行捶敲工作的驱动电路。

2.根据权利要求1所述的按摩器，其特征在于：

所述驱动电路使对所述马达施加的脉冲状驱动信号中的脉冲频率、占空比、脉冲数、脉冲宽度、脉冲间隔当中的至少一个以上进行变化，从而使按摩头的捶敲次数改变。

3.根据权利要求2所述的按摩器，其特征在于：

所述驱动电路设定对所述马达施加的脉冲状驱动信号中的脉冲频率为1-10Hz。

4、根据权利要求2所述的按摩器，其特征在于：

所述驱动电路设定对所述马达施加的脉冲状驱动信号中的占空比为2-85％。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的按摩器，其特征在于：

所述驱动电路对所述马达施加作为所述脉冲状驱动信号的电压，使该电压变化从而改变按摩头的捶敲强度。

6.根据权利要求5所述的按摩器，其特征在于：

所述驱动电路对于向所述马达施加作为脉冲状驱动信号的电压进行PWM控制，通过改变该电压的脉冲宽度而改变有效电压，从而改变按摩头的捶敲强度。

Images