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CN105563469B - 一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人 - Google Patents

一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人，包括支架以及安装在支架下方的按摩头罩；所述的支架包括横板、支撑杆、底盘座、前后移动机构、左右移动机构、升降电动推杆、旋转电机和连接头。本发明运动灵活，运动自由度多，和头部接触全面，移动和转动速度均可调节，可供不同年龄段的人群使用，适用性广，从而提高了本发明的按摩作用，避免了现有的头部部位按摩不全面，采用振动棒或者振动电机的振动原理对头部进行振动按摩，振动频率不可调节，不宜长时间使用的问题；且外壳体采用头盔式，容易与人体头部配合，拿取均方便，使用时方便快捷，而且外壳体尺寸可以调节，适用于不同头部大小的人们使用。

Description

一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人
技术领域
本发明涉及医疗保健智能机械领域，具体的说一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人。
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、腿部按摩以及脚部按摩等。
头为十二经络的诸阳经聚会之处，百脉所通，系一身之主宰，对控制和调节人体的生命活动起着极其重要的主导作用。头部按摩对大脑有健脑安神，聪耳明目的作用，按摩同时还改善脑部的血液回流，提高大脑的摄氧量，有益于大脑皮质的功能调节，对益智健脑，增强记忆、缓解疲劳、消除紧张、焦虎，使大脑重新获是充足的精力和体力有益处，头部按摩，还对防止失眠、耳鸣、耳聋、目眩等有较好的辅助治疗作用。由此可见，头部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，目前市场上头部按摩器材也是多种多样，但是仅外观有所改变，本质上并没有多大差异，普遍存在以下缺点：
(1)头部部位按摩不全面，多为小型单点接触头部按摩器材，按摩效果不明显；
(2)多采用振动棒或者振动电机的振动原理对头部进行振动按摩，振动频率不可调节，不宜长时间使用；
(3)头部按摩器材自由度少，按摩时位置以及角度均调节困难，导致了接受头部按摩的人们坐姿需固定不变，长时间处于同一个姿势不利于人体其他部位全方面运动，容易出现人体僵持状态；
(4)目前头部按摩多采用头盔式，容易与头部配合，但是尺寸不能调节，需要购买时确定尺寸，适用性和灵活性差。
鉴于此，本发明提供了一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人。
本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。
一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人，包括支架以及安装在支架下方的按摩头罩；所述的支架包括横板、支撑杆、底盘座、前后移动机构、左右移动机构、升降电动推杆、旋转电机和连接头；所述的横板呈矩形平板状结构，支撑杆顶端与横板后端相连接，支撑杆底端与底盘座相连接，且底盘座呈柱体结构，底盘座材质为铸铁材料，前后移动机构位于横板正下方，左右移动机构安装在前后移动机构下侧，升降电动推杆顶端与左右移动机构相连接，升降电动推杆底端与旋转电机底部相连接，旋转电机主轴与连接头之间通过键相连接，且连接头上设置有内螺纹孔，支架可实现前后移动、左右移动、上下升降和旋转的功能，即三平移一转动共四个自由度的运动，运动灵活，避免了目前头部按摩器材自由度少，按摩时位置以及角度均调节困难，导致了接受头部按摩的人们坐姿需固定不变，长时间处于同一个姿势不利于人体其他部位全方面运动，容易出现人体僵持状态的难题，设计更加偏向舒适化和实用化。
进一步，所述的按摩头罩包括外壳体、内壳体和按摩执行装置；所述的外壳体和内壳体均呈半球状壳体结构，内壳体位于外壳体内部，且内壳体与外壳体之间组成了环形容腔，按摩执行装置依次均匀安装在内壳体与外壳体之间组成的环形容腔内，且按摩执行装置一端与外壳体相连接，按摩执行装置另一端与内壳体相接触；所述的按摩执行装置包括移动平台、四自由度并联机构和按摩头，四自由度并联机构安装在移动平台正前方，按摩头固定在四自由度并联机构上。
进一步，所述的移动平台包括底板、移动滑轨、滑块、限位弹簧和锁紧柱，且移动滑轨和滑块的数量均为四，限位弹簧数量为十六；所述的移动滑轨沿底板的纵向中心轴线分别对称布置，移动滑轨两端分别设置有挡板，滑块安装在移动滑轨上，限位弹簧位于滑块与移动滑轨的挡板之间，且限位弹簧一端通过锁紧柱与移动滑轨的挡板相连接，限位弹簧另一端通过锁紧柱与滑块相连接；通过移动平台可带动四自由度并联机构的上下移动，且通过限位弹簧增加了头部按摩时的振动性，提升了本发明的头部按摩效果。
进一步，所述的四自由度并联机构包括定平台、虎克铰、电动推杆、球铰链和动平台，且定平台、虎克铰、电动推杆和球铰链的数量均为四；所述的定平台呈阶梯状结构，电动推杆底端通过虎克铰与定平台相连接，电动推杆顶端通过球铰链与动平台相连接，动平台呈不完全环形结构；四自由度并联机构采用4-UPS形式的并联机构，可实现一平移三转动共四个自由度方向的运动，运动效果好，运动自由度多，和头部接触全面，移动和转动速度均可调节，可供不同年龄段的人群使用，适用性广，从而提高了本发明的按摩作用，避免了现有的头部部位按摩不全面，采用振动棒或者振动电机的振动原理对头部进行振动按摩，振动频率不可调节，不宜长时间使用的问题。
进一步，所述的前后移动机构包括前后电动滑轨和前后滑块，且前后电动滑轨和前后滑块的数量均为二，前后电动滑轨沿横板的纵向中心轴线分别对称布置，前后滑块安装在前后电动滑轨上，前后电动滑轨的横截断面呈工字型。
进一步，所述的左右移动机构包括两根左右电动滑轨和滑座，左右电动滑轨沿横板的横向中心轴线分别对称布置，左右电动滑轨两端分别安装在前后滑块上，滑座上端面的前后两端分别设置有左右滑块，左右滑块安装在左右电动滑轨上，左右电动滑轨的横截断面也呈工字型。
进一步，所述的外壳体由一级环壳、二级球壳、三级顶壳和调节扣组成；所述的二级球壳位于一级环壳和三级顶壳之间，一级环壳上端与二级球壳下端之间通过调节扣进行连接，二级球壳上端与三级顶壳下端之间通过调节扣相连接，三级顶壳上端中心位置处设置有与连接头上内螺纹孔相配合的螺柱；外壳体采用头盔式，容易与人体头部配合，拿取均方便，使用时方便快捷，而且外壳体尺寸可以调节，适用于不同头部大小的人们使用。
进一步，所述的内壳体下端外侧沿其周向方向设置有环形密封圈，内壳体为双层结构，内壳体外侧为橡胶材料制成橡胶层，内壳体内侧为海绵材料制成海绵层，且橡胶层和海绵层之间通过强力胶水进行粘合，海绵层与人体头部接触，使得按摩时更加舒适。
进一步，所述的按摩头呈弧形状结构，按摩头前端面上均匀设置有按摩触角，且按摩触角材质为柔性材料，按摩触角为球体状结构。
进一步，所述的移动滑轨的挡板内侧面和滑块的端面上均开设有安装螺纹孔，锁紧柱一端设置有锁紧扣，锁紧柱另一端设置有与安装螺纹孔相配合的外螺纹，采用螺纹配合的方式更加便于锁紧柱的安装和拆卸。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的支架可实现前后移动、左右移动、上下升降和旋转的功能，即三平移一转动共四个自由度的运动，运动灵活，避免了目前头部按摩器材自由度少，按摩时位置以及角度均调节困难，导致了接受头部按摩的人们坐姿需固定不变，长时间处于同一个姿势不利于人体其他部位全方面运动，容易出现人体僵持状态的难题，设计更加偏向舒适化和实用化。
(2)本发明的按摩执行装置采用4-UPS形式的并联机构，可实现一平移三转动共四个自由度方向的运动，运动效果好，运动自由度多，和头部接触全面，移动和转动速度均可调节，可供不同年龄段的人群使用，适用性广，从而提高了本发明的按摩作用，避免了现有的头部部位按摩不全面，采用振动棒或者振动电机的振动原理对头部进行振动按摩，振动频率不可调节，不宜长时间使用的问题。
(3)本发明的外壳体采用头盔式，容易与人体头部配合，拿取均方便，使用时方便快捷，而且外壳体尺寸可以调节，适用于不同头部大小的人们使用。
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是本发明支架的立体结构示意图；
图3是本发明按摩头罩的立体结构示意图；
图4是本发明按摩头罩局部剖视时的立体结构示意图；
图5是本发明一级环壳与按摩执行装置配合时的立体结构示意图；
图6是本发明按摩执行装置的立体结构示意图。
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，一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人，包括支架1以及安装在支架下方的按摩头罩2；所述的支架1包括横板11、支撑杆12、底盘座13、前后移动机构14、左右移动机构15、升降电动推杆16、旋转电机17和连接头18；所述的横板11呈矩形平板状结构，支撑杆12顶端与横板11后端相连接，支撑杆12底端与底盘座13相连接，且底盘座13呈柱体结构，底盘座13材质为铸铁材料，前后移动机构14位于横板11正下方，左右移动机构15安装在前后移动机构14下侧，升降电动推杆16顶端与左右移动机构15相连接，升降电动推杆16底端与旋转电机17底部相连接，旋转电机17主轴与连接头18之间通过键相连接，且连接头18上设置有内螺纹孔，支架1可实现前后移动、左右移动、上下升降和旋转的功能，即三平移一转动共四个自由度的运动，运动灵活，避免了目前头部按摩器材自由度少，按摩时位置以及角度均调节困难，导致了接受头部按摩的人们坐姿需固定不变，长时间处于同一个姿势不利于人体其他部位全方面运动，容易出现人体僵持状态的难题，设计更加偏向舒适化和实用化。
如图3和图4所示，所述的按摩头罩2包括外壳体21、内壳体22和按摩执行装置23；所述的外壳体21和内壳体22均呈半球状壳体结构，内壳体22位于外壳体21内部，且内壳体22与外壳体21之间组成了环形容腔，按摩执行装置23依次均匀安装在内壳体22与外壳体21之间组成的环形容腔内，且按摩执行装置23一端与外壳体21相连接，按摩执行装置23另一端与内壳体22相接触；所述的按摩执行装置23包括移动平台231、四自由度并联机构232和按摩头233，四自由度并联机构232安装在移动平台231正前方，按摩头233固定在四自由度并联机构232上。
如图5和图6所示，所述的移动平台231包括底板2311、移动滑轨2312、滑块2313、限位弹簧2314和锁紧柱2315，且移动滑轨2312和滑块2313的数量均为四，限位弹簧2314数量为十六；所述的移动滑轨2312沿底板2311的纵向中心轴线分别对称布置，移动滑轨2312两端分别设置有挡板，滑块2313安装在移动滑轨2312上，限位弹簧2314位于滑块2313与移动滑轨2312的挡板之间，且限位弹簧2314一端通过锁紧柱2315与移动滑轨2312的挡板相连接，限位弹簧2314另一端通过锁紧柱2315与滑块2313相连接；通过移动平台231可带动四自由度并联机构232的上下移动，且通过限位弹簧2314增加了头部按摩时的振动性，提升了本发明的头部按摩效果。
如图5和图6所示，所述的四自由度并联机构232包括定平台2321、虎克铰2322、电动推杆2323、球铰链2324和动平台2325，且定平台2321、虎克铰2322、电动推杆2323和球铰链2324的数量均为四；所述的定平台2321呈阶梯状结构，电动推杆2323底端通过虎克铰2322与定平台2321相连接，电动推杆2323顶端通过球铰链2324与动平台2325相连接，动平台2325呈不完全环形结构；四自由度并联机构232采用4-UPS形式的并联机构，可实现一平移三转动共四个自由度方向的运动，运动效果好，运动自由度多，和头部接触全面，移动和转动速度均可调节，可供不同年龄段的人群使用，适用性广，从而提高了本发明的按摩作用，避免了现有的头部部位按摩不全面，采用振动棒或者振动电机的振动原理对头部进行振动按摩，振动频率不可调节，不宜长时间使用的问题。
如图2所示，所述的前后移动机构14包括前后电动滑轨141和前后滑块142，且前后电动滑轨141和前后滑142的数量均为二，前后电动滑轨141沿横板11的纵向中心轴线分别对称布置，前后滑块142安装在前后电动滑轨141上，前后电动滑轨141的横截断面呈工字型。
如图2所示，所述的左右移动机构15包括两根左右电动滑轨151和滑座152，左右电动滑轨151沿横板11的横向中心轴线分别对称布置，左右电动滑轨151两端分别安装在前后滑块142上，滑座152上端面的前后两端分别设置有左右滑块，左右滑块安装在左右电动滑轨151上，左右电动滑轨151的横截断面也呈工字型。
如图3和图4所示，所述的外壳体21由一级环壳211、二级球壳212、三级顶壳213和调节扣214组成；所述的二级球壳212位于一级环壳211和三级顶壳213之间，一级环壳211上端与二级球壳212下端之间通过调节扣214进行连接，二级球壳212上端与三级顶壳213下端之间通过调节扣214相连接，三级顶壳213上端中心位置处设置有与连接头18上内螺纹孔相配合的螺柱；外壳体21采用头盔式，容易与人体头部配合，拿取均方便，使用时方便快捷，而且外壳体21尺寸可以调节，适用于不同头部大小的人们使用。
如图4所示，所述的内壳体22下端外侧沿其周向方向设置有环形密封圈，内壳体22为双层结构，内壳体22外侧为橡胶材料制成橡胶层，内壳体22内侧为海绵材料制成海绵层，且橡胶层和海绵层之间通过强力胶水进行粘合，海绵层与人体头部接触，使得按摩时更加舒适。
如图6所示，所述的按摩头233呈弧形状结构，按摩头233前端面上均匀设置有按摩触角且按摩触角材质为柔性材料，按摩触角为球体状结构。
如图6所示，所述的移动滑轨2312的挡板内侧面和滑块2313的端面上均开设有安装螺纹孔，锁紧柱2315一端设置有锁紧扣，锁紧柱2315另一端设置有与安装螺纹孔相配合的外螺纹，采用螺纹配合的方式更加便于锁紧柱2315的安装和拆卸。
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 (7)

1.一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人，其特征在于：包括支架以及安装在支架下方的按摩头罩；其中：
所述的支架包括横板、支撑杆、底盘座、前后移动机构、左右移动机构、升降电动推杆、旋转电机和连接头；所述的横板呈矩形平板状结构，支撑杆顶端与横板后端相连接，支撑杆底端与底盘座相连接，且底盘座呈柱体结构，底盘座材质为铸铁材料，前后移动机构位于横板正下方，左右移动机构安装在前后移动机构下侧，升降电动推杆顶端与左右移动机构相连接，升降电动推杆底端与旋转电机底部相连接，旋转电机主轴与连接头之间通过键相连接，且连接头上设置有内螺纹孔；
所述的按摩头罩包括外壳体、内壳体和按摩执行装置；所述的外壳体和内壳体均呈半球状壳体结构，内壳体位于外壳体内部，且内壳体与外壳体之间组成了环形容腔，按摩执行装置依次均匀安装在内壳体与外壳体之间组成的环形容腔内，且按摩执行装置一端与外壳体相连接，按摩执行装置另一端与内壳体相接触；所述的按摩执行装置包括移动平台、四自由度并联机构和按摩头，四自由度并联机构安装在移动平台正前方，按摩头固定在四自由度并联机构上；
所述的移动平台包括底板、移动滑轨、滑块、限位弹簧和锁紧柱，且移动滑轨和滑块的数量均为四，限位弹簧数量为十六；所述的移动滑轨沿底板的纵向中心轴线分别对称布置，移动滑轨两端分别设置有挡板，滑块安装在移动滑轨上，限位弹簧位于滑块与移动滑轨的挡板之间，且限位弹簧一端通过锁紧柱与移动滑轨的挡板相连接，限位弹簧另一端通过锁紧柱与滑块相连接；
所述的四自由度并联机构包括定平台、虎克铰、电动推杆、球铰链和动平台，且定平台、虎克铰、电动推杆和球铰链的数量均为四；所述的定平台呈阶梯状结构，电动推杆底端通过虎克铰与定平台相连接，电动推杆顶端通过球铰链与动平台相连接，动平台呈不完全环形结构。
2.根据权利要求1所述的一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人，其特征在于：所述的前后移动机构包括前后电动滑轨和前后滑块，且前后电动滑轨和前后滑块的数量均为二，前后电动滑轨沿横板的纵向中心轴线分别对称布置，前后滑块安装在前后电动滑轨上，前后电动滑轨的横截断面呈工字型。
3.根据权利要求1所述的一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人，其特征在于：所述的左右移动机构包括两根左右电动滑轨和滑座，左右电动滑轨沿横板的横向中心轴线分别对称布置，左右电动滑轨两端分别安装在前后滑块上，滑座上端面的前后两端分别设置有左右滑块，左右滑块安装在左右电动滑轨上，左右电动滑轨的横截断面也呈工字型。
4.根据权利要求1所述的一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人，其特征在于：所述的外壳体由一级环壳、二级球壳、三级顶壳和调节扣组成；所述的二级球壳位于一级环壳和三级顶壳之间，一级环壳上端与二级球壳下端之间通过调节扣进行连接，二级球壳上端与三级顶壳下端之间通过调节扣相连接，三级顶壳上端中心位置处设置有与连接头上内螺纹孔相配合的螺柱。
5.根据权利要求1所述的一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人，其特征在于：所述的内壳体下端外侧沿其周向方向设置有环形密封圈，内壳体为双层结构，内壳体外侧为橡胶材料制成橡胶层，内壳体内侧为海绵材料制成海绵层，且橡胶层和海绵层之间通过强力胶水进行粘合。
6.根据权利要求1所述的一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人，其特征在于：所述的按摩头呈弧形状结构，按摩头前端面上均匀设置有按摩触角，且按摩触角材质为柔性材料，按摩触角为球体状结构。
7.根据权利要求1所述的一种可调式六自由度人体头部按摩保健机器人，其特征在于：所述的移动滑轨的挡板内侧面和滑块的端面上均开设有安装螺纹孔，锁紧柱一端设置有锁紧扣，锁紧柱另一端设置有与安装螺纹孔相配合的外螺纹。
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