多功能颈椎智能保健仪的制作方法

本发明专利涉及保健仪器领域，特别是涉及一种机电一体化的多功能颈椎智能保健仪。

背景技术：

长期长时间持续伏案工作很容易导致颈椎劳损性疾病，发病人员众多。现有的处理方法是事后治疗，包括药物、理疗、甚至手术等，但治疗的效果是一时的。因为，他们如果不改变工作方式，依然长期坚持长时间持续伏案工作，则疲劳导致的症状就要产生；而职业白领经常工作强度大、工作专注度高，往往难以自我调整。为此，本专利地研究一种在长期伏案工作中减轻疲劳、自我保健的器械和更好的工作姿势、方式，具有原创性。

通常请医师做专业按摩，但治疗时间和经济成本较高。而做自我按摩保健，但普通的长期伏案工作者缺乏按摩专业技能，也常常难以坚持和稳定，效果一般不佳。

现有技术方案也有采取中频治疗，或颈托物理拉伸，但其功能单一、设备不便移动，仅针对患者的专业医疗，不便用户用于自我保健和日常使用。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种主要用于长期伏案工作者的多功能颈椎智能保健仪，综合实现以下三方面要求：

1，能够减轻持续伏案工作时头部对颈椎、颈部肌肉的压力，改善长期伏案工作者的工作方式、姿势，避免长期伏案工作导致颈椎劳损性疾病或减轻症状；为颈椎病患者坚持伏案工作提供支持。

2，为用户自我做颈椎保健提供一种智能化、自动化的仪器和模式，使用户可以自我按摩、中频治疗、头颈部活动放松。

3，为颈椎劳损患者的专业治疗提供更高效、省力、智能化的仪器。

为实现以上目的，本发明专利的总体方案是：

本发明是一种多功能颈椎智能保健仪，包括底座、左右平移台、前后平移台、旋转台、颚托机构、控制电路板、智能手机、电极贴片；所述的控制电路板安装在底座上，所述的智能手机通过标准数据接口与控制电路板连接，用户通过手机选择运行模式及控制启停；为实现上述三方面要求，本发明提供4种运行模式：颈部减荷工作模式、头颈摇摆放松模式、颈部拉带按摩模式、中频治疗模式；所述的左右平移台滑接在底座上，前后平移台滑接在左右平移台上，旋转台可旋转的安装在前后平移台上，颚托机构安装在旋转台上。

所述的底座包括底座架、万向轮、万向轮立轴；所述的底座架底面凹入，内装万向轮和万向轮立轴，万向轮立轴通过底座架上的圆孔向上穿出，与底座架活动连接；当左右平移台的左右平台座滑移至底座架最侧边，左右平台座下部的斜楔面向下压迫万向轮立轴的球冠形顶端，将万向轮顶出底座架的底面，使底座架的底面脱离桌面，保健仪通过万向轮立轴和万向轮的支撑可在办公桌面移动；当第一步进电机开始转动并推动左右平台座滑向底座架中部，左右平台座下部的斜锲面脱离万向轮立轴顶端后，由于重力作用，保健仪落下，底座架的底平面与办公桌面直接接触，万向轮完全缩进底座架，摩擦力使保健仪不能移动，保持位置固定。

所述的左右平移台包括第一步进电机、第一丝杆、第一丝杆螺母、左右平台座；所述的左右平台座滑接在底座上，第一步进电机安装在底座上且第一步进电机的输出轴与第一丝杆内端连接，第一丝杆中部螺接在第一丝杆螺母上，第一丝杆螺母安装在左右平台座上，第一丝杆通过第一丝杆螺母驱动左右平台座在底座上沿x方向左右平移。

本发明还包括按摩拉带和插销；所述的第一丝杆螺母呈t形，第一丝杆螺母左右两端各有一个孔，可以将按摩拉带的两端分别穿过这两个孔，由第一丝杆螺母左右往复拉动按摩拉带；第一丝杆螺母通过插销与左右平台座连接，推动左右平移台沿x轴方向移动，拔掉插销，第一丝杆螺母就不会推动左右平移台，保健仪脱离头颈摇摆放松模式。

所述的前后平移台包括第二步进电机、第二丝杆、第二丝杆螺母、前后平台座；所述的前后平台座滑接在左右平移台的左右平台座上，第二步进电机安装在左右平台座上且第二步进电机的输出轴与第二丝杆内端连接，第二丝杆中部螺接在第二丝杆螺母上，第二丝杆螺母安装在前后平台座上，第二丝杆通过第二丝杆螺母驱动前后平台座在左右平台座上沿y方向前后移动。

所述的旋转台包括第三步进电机、齿轮传动机构、旋转座；所述的旋转座可旋转的安装在前后平移台的前后平台座上，第三步进电机安装在前后平移台的前后平台座上，第三步进电机的输出轴通过齿轮传动机构与旋转座连接，驱动旋转座绕z轴旋转。

所述的颚托机构包括左升降杆、前升降杆、右升降杆、颚托、左步进电机、右步进电机、前步进电机；所述的左步进电机、右步进电机、前步进电机皆为丝杆贯穿型步进电机，右升降杆下端连接在右步进电机的丝杆上端、前升降杆下端连接在前步进电机的丝杆上端、左升降杆连接在左步进电机的丝杆上端，都可以分别沿z方向独立升降；所述的颚托底部由金属制成，上表面有软质衬垫，颚托的底部球铰连接在前升降杆顶部的球头上，并支撑在左升降杆、右升降杆顶部；由于左升降杆、前升降杆、右升降杆可以分别升降不同高度从而推动颚托，综合实现绕x轴和y轴复合转动；综合所述的x、y方向平移及绕z轴旋转，颚托相对底座可以实现6自由度的复合运动，使得依托在颚托上的用户头部有可能进行各个方向的动作，充分放松。

所述的控制电路板接受所述智能手机发来的保健仪运行模式种类、各步进电机转角等参数；产生并向第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、左步进电机、右步进电机、前步进电机分配脉冲信号；产生并向所述的电极贴片发出中频脉冲电流，这两个电极贴片可以粘贴在用户颈部进行中频治疗。

采用上述方案，本发明具有以下技术优点：

1，推动颚托实现6自由度运动的机构设计简单、可靠，便于实现。

2，系统的总体设计具有独特优势，即：集多功能、多模式、智能化于一身，方便使用；采用智能手机控制，保健仪功能可以及时地在线升级、扩充；保健仪、智能手机、智能手机app独立开发和综合使用，开发和使用、维护的成本低；改善用户长用户的的伏案工作方式与自我保健、医疗手段相结合，可以增强医疗保健效果。

采用上述方案，本发明可以达到以下效果：

1，用户使用保健仪，能够减轻持续伏案工作时头部对颈椎、颈部肌肉的压力，改善长期伏案工作者的工作方式、姿势，避免长期伏案工作导致颈椎劳损性疾病或减轻症状。不仅降低了长期伏案工作者的工作强度，而且与常规治疗比较，改变病后治疗为病前防范。

2，既可以安排在日常工作中，也可以专门在空闲时间进行，与请医师按摩治疗比较，使用本专利的仪器和方法经济、简便、省时。

3，与自我按摩比较，本专利可以精确模仿专业医师的按摩动作，更专业、高效。

4，与现有理疗专用仪器比较，本专利实现了多功能、多模式、智能化。也可以为医疗场所的颈椎劳损患者的专业医疗所使用，省力、高效、电动化。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明的传动系统图；

图3是本发明的控制电路图；

具体发明方式

1，保健仪结构

如图1所示，本发明是一种多功能颈椎智能保健仪，包括底座1、左右平移台2、前后平移台3、旋转台4、颚托机构5、控制电路板6、智能手机7、电极贴片8。所述的左右平移台2滑接在底座1上，前后平移台3滑接在左右平移台2上，旋转台4可旋转的安装在前后平移台3上，颚托机构5安装在旋转台4上。所述的智能手机7通过标准数据接口和数据连接线与控制电路板6连接。

如图2所示，所述的底座1包括底座架11、万向轮12、万向轮立轴13；所述的底座架11底面凹入，内装万向轮12和万向轮立轴13，万向轮立轴13通过底座架11上的圆孔向上穿出，与底座架11活动连接；当左右平移台２的左右平台座24滑移至底座架11最侧边（即初始状态控制位），左右平台座24下部的斜楔面向下压迫万向轮立轴13的球冠形顶端，将万向轮12顶出底座架11的底面，使底座架11的底面脱离桌面，保健仪通过万向轮立轴13和万向轮12的支撑可在办公桌面移动。

当第一步进电机21开始转动并推动左右平台座24滑向底座架11中部，左右平台座24下部的斜锲面脱离万向轮立轴13顶端后，由于重力作用，保健仪落下，底座架11的底平面与办公桌面直接接触，万向轮11完全缩进底座架11，摩擦力使保健仪不能移动，脱离初始状态；程序控制左右平台座24的往复移动行程，使它在到达最边侧的初始状态控制位之前折返，避免其斜楔面下压万向轮立轴13，可以持续保证底座架11底面与办公桌面直接接触，保健仪位置固定，便于保健仪安全运行头颈摇摆放松模式、中频治疗模式、颈部拉带按摩模式。

如图1、图2所示，所述的左右平移台2包括第一步进电机21、第一丝杆22、第一丝杆螺母23、左右平台座24；所述的左右平台座24滑接在底座1上，第一步进电机21安装在底座1上且第一步进电机21的输出轴与第一丝杆22内端连接，第一丝杆22中部螺接在第一丝杆螺母23上，第一丝杆螺母23安装在左右平台座24上，第一丝杆22通过第一丝杆螺母23驱动左右平台座24在底座1上沿x方向左右平移。

为了按摩需要，本发明还包括插销25和按摩拉带26。所述的第一丝杆螺母23呈t形，第一丝杆螺母23左右两端各有一个孔，可以将按摩拉带26的两端分别穿过这两个孔，由第一丝杆螺母23左右往复拉动按摩拉带26；第一丝杆螺母23通过插销25与左右平台座24连接，拔掉插销25，第一丝杆螺母23就不会推动左右平移台2沿x轴方向移动，保健仪脱离头颈摇摆放松模式。

所述的前后平移台3包括第二步进电机31、第二丝杆32、第二丝杆螺母33、前后平台座34；所述的前后平台座34滑接在左右平台座24上，第二步进电机31安装在左右平移台2的左右平台座24上且第二步进电机31的输出轴与第二丝杆32内端连接，第二丝杆32中部螺接在第二丝杆螺母33上，第二丝杆螺母33安装在前后平台座34上，第二丝杆32通过第二丝杆螺母33驱动前后平台座34在左右平台座24上沿y方向前后移动。

所述的旋转台4包括第三步进电机41、齿轮传动机构42、旋转座43；驱动旋转台4绕z轴旋转；所述的旋转座43可旋转的安装在前后平移台3的前后平台座34上，第三步进电机41安装在前后平移台3的前后平台座34上，第三步进电机41的输出轴通过齿轮传动机构42与旋转座43连接，驱动旋转座43绕z轴旋转。

所述的颚托机构5包括右升降杆51、前升降杆52、左升降杆53、颚托54、右步进电机55、前步进电机56、左步进电机57；所述的左步进电机57、右步进电机55、前步进电机56皆为丝杆贯穿型步进电机，右升降杆51下端连接在右步进电机55的丝杆上端、前升降杆52下端连接在前步进电机56的丝杆上端、左升降杆53连接在左步进电机57的丝杆上端，都可以分别沿z方向独立升降；所述的颚托54底部由金属制成，上表面有软质衬垫，颚托54的底部球铰连接在前升降杆52顶部的球头上，并支撑在右升降杆51、左升降杆53顶部；由于左升降杆53、前升降杆52、右升降杆51可以分别升降不同高度从而推动颚托54转动，综合所述的x、y方向平移及绕z轴旋转，颚托54相对底座1可以实现6自由度的复合运动。

如图3所示，所述控制电路板6接受所述智能手机7发来的保健仪运行模式种类、各步进电机转角等参数；产生并向第一步进电机21、第二步进电机31、第三步进电机41、左步进电机57、右步进电机55、前步进电机56分配脉冲信号；产生并向两个电极贴片8发出中频脉冲电流，电极贴片8可以粘贴在用户颈椎部进行中频治疗。

2、保健仪的运动控制与操作

如图3所示，所述的控制电路板6接受智能手机7发来的保健仪运行模式种类及第一步进电机21转角、第二步进电机31转角、第三步进电机41转角、左步进电机57转角、右步进电机55转角、前步进电机56转角等参数信号；控制电路板6产生并向各步进电机分配脉冲信号，控制各步进电机转角；最终驱动各活动部件运动。

用户通过智能手机7，用手动或语音控制实现保健仪运行的模式选择及启停操作。

3，保健仪头颈摇摆放松模式

保健仪放在办公桌面上，用户坐在办公桌前，将下巴放在颚托54上，操作智能手机7，选择头颈摇摆放松模式，输入或采用默认的摇摆幅度参数，智能手机7上的手机app查询、计算存储的头部摇摆轨迹数据，求出各步进电机转角，发送控制电路板6，驱动各步进电机，使颚托实现所要求的颚托空间运动轨迹，用户摆颈放松休息。

4，颈部减荷工作模式

当用户选择颈部减荷工作模式时，保健仪处于初始状态，六个步进电机都停止，左右平移台2位于底座1最侧边，保健仪通过万向轮12与办公桌面接触，可自由移动。用户下巴依托保健仪颚托轻松伏案工作，根据需要可以在桌面范围移动。

5，颈部拉带按摩模式

所述的底座1上的第一步进电机21驱动第一丝杆22旋转，使第一丝杆螺母23左右移动；第一丝杆螺母23呈t形，左右两端有两个孔，将按摩拉带26的两端分别穿过这两个孔，由第一丝杆螺母23左右往复拉动按摩拉带26；所述按摩带由编织物构成，内部包裹按摩药材（如实施案例中使用：透骨草、伸筋草、红花、艾叶、五加皮、千年健等），在用户颈部往复移动摩擦，实现颈部拉带按摩模式。拔掉插销25，第一丝杆螺母23就不能推动左右平移台2沿x轴方向移动，保健仪脱离头颈摇摆放松模式。

6，中频治疗模式

如图3所示，保健仪中的控制电路板6接到智能手机发来的中频治疗模式指令后，产生中频脉冲电流并向两个电极贴片8发出，用户将电极贴片8粘贴在用户颈椎部进行中频治疗。

综上，本发明提出用五个沿三坐标轴方向的平移与一个绕坐标轴的旋转推动颚托实现6自由度运动的机构设计简单、可靠，便于实现。此外，本发明的总体设计具有独特优势，即：集多功能、多模式、智能化于一身，方便使用；采用智能手机控制，保健仪功能可以及时地在线升级、扩充；保健仪、智能手机、智能手机app独立开发和综合使用，开发和使用、维护的成本低；改善用户长用户的的伏案工作方式与自我保健、医疗手段相结合，可以增强医疗保健效果。

本发明的重点是：本专利最应该保护的技术点是系统的总体设计方案。

对于本领域的一般技术人员，依据本发明专利的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明专利的限制。