一种凸轮式便携腰椎按摩仪及其按摩方法与流程

本发明属于腰部按摩技术领域，具体涉及一种凸轮式便携腰椎按摩仪及其按摩方法。

背景技术：

当今社会，大多数人无法保持良好的睡姿、坐姿和走姿，这就了导致人们的脊柱容易疲劳。脊柱疲劳会进一步引发身体不适。现有技术中，缓解这些不适的办法，是进行按摩。按摩方法主要是两种：一是靠人工来对人体脊柱上的穴位进行按摩，以起到缓解身体疲劳或局部疼痛的作用；二是通过牵引式按摩床和部位性按摩器等装置进行按摩。

人工按摩的方式可以达到良好的缓解疲劳的效果，但人工成本较高，且按摩者持续按摩容易疲劳。机械按摩虽然免去高昂的人工成本，但现有的按摩装置自动化程度不高，需要使用者自己进行操作或他人进行辅助，大大降低了体验效果。此外，许多按摩装置的尺寸较大，不便于随身携带。尺寸较小的按摩装置功能又过于简单，不能起到良好的按摩效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种凸轮式便携腰椎按摩仪及其按摩方法。

本发明一种凸轮式便携腰椎按摩仪，包括缠腰带、透气包、机架、按摩机构和驱动机构。所述的机架、按摩机构及驱动机构均设置在透气包内。两条缠腰带的内端均固定在透气包上。所述的机架包括安装板、连接架和两根导轨。两根导轨均与安装板通过连接架固定。

所述的按摩机构包括按捏手爪、手爪进退板、电动推杆、连接块、推腰组件和旋按组件。所述的推腰组件包括推腰凹块、推腰顶块、推腰滑杆、偏心轮和震动电机。所述推腰凹块的工作侧面呈两端高、中间低的圆弧形。推腰凹块的工作侧面上设置有按摩块组。所述的按摩块组由多个按摩块组成。推腰凹块上与工作侧面相对的侧面固定有两个震动电机。两个震动电机的输出轴与两个偏心轮分别偏心固定。推腰凹块上与工作侧面相对的侧面两端与两根推腰滑杆的一端分别固定。两根推腰滑杆的另一端与两个推腰顶块的内侧面分别固定。两根推腰滑杆与开设在安装板上的两个推腰方形孔分别构成滑动副。推腰顶块的外侧面呈圆弧形。推腰凹块的工作侧面正中位置开设有放置通槽。

所述的按捏手爪包括限位块、手爪滑杆、按捏块、弹簧和滚子。所述手爪滑杆的一端与限位块固定，另一端支承有滚子。两个按捏块的内端均与限位块构成转动副。两个按捏块呈V字形设置。两个按捏块的中部均通过弹簧与限位块连接。按捏手爪共有四个。四个按捏手爪内的手爪滑杆与手爪进退板上开设的四个按捏方形孔分别构成滑动副。手爪进退板与安装板中部开设的让位通槽构成滑动副。四个按捏手爪沿安装板的宽度方向依次排列设置。安装板远离推腰凹块的侧面上固定有两个电动推杆。两个电动推杆的推出杆均朝向远离安装板的方向，并与连接块固定。两个连接块均与固定手爪进退板固定。四个按捏手爪均穿过推腰凹块上的放置通槽。

所述的旋按组件包括扭簧、按摩杆、转轴、摇杆、连杆和滑块。所述的转轴与安装板构成转动副。转轴上套置有扭簧。扭簧的一端与转轴固定，另一端与安装板固定。转轴的外端与按摩杆的一端固定。按摩杆的另一端固定有旋按凸块。转轴的内端与摇杆的一端固定。摇杆的另一端与连杆的一端铰接。连杆的另一端与滑块铰接。滑块与安装板构成滑动副。滑块的下边缘处固定有延伸板。所述的旋按组件共有两个。四个按捏手爪均设置在两个旋按组件之间。

所述的驱动机构包括按捏凸轮、推腰凸轮、按捏丝杆、推腰丝杆、带轮、驱动电机、传动带、固定架和推板。所述的按捏凸轮及推腰凸轮均为移动凸轮。按捏丝杆支承在其中一根导轨上。推腰丝杆支承在另一根导轨上。推腰丝杆的一端与驱动电机的输出轴固定。驱动电机与机架固定。推腰丝杆及按捏丝杆上均固定有带轮。两个带轮通过传动带连接。

所述的按捏凸轮设置在两根导轨之间，并与两根导轨构成滑动副。按捏凸轮的工作轮廓呈外凸状，由依次相连的上倾线段、上顶圆弧和下倾线段组成。按捏凸轮与按捏架固定。固定在按捏架上的按捏螺母与按捏丝杆构成螺旋副。所述的按捏凸轮与手爪滑杆位置对应。

所述的推腰凸轮的工作轮廓呈外凸状，由依次相连的第一斜线段、外凸圆弧和第二斜线段组成。推腰凸轮共有两个。两个推腰凸轮与两根导轨分别构成滑动副。两个推腰凸轮均与推腰架固定。固定在推腰架上的推腰螺母与推腰丝杆构成螺旋副。两个推腰凸轮与两个推腰顶块的位置分别对应。两个推腰凸轮与两个固定架分别固定。两个固定架与两块推板分别固定。两块推板与两个滑块分别位置对应。

进一步地，所述按捏凸轮上的上倾线段及下倾线段均与按捏丝杆的轴线成60°夹角设置。按捏凸轮上的从动件行程为a，a＝16mm。所述推腰凸轮上的第一斜线段与推腰丝杆的轴线成45°角。推腰凸轮上的第二斜线段与推腰丝杆的轴线成30°角。推腰凸轮上的从动件行程为b，b＝20mm。按捏凸轮的上倾线段远离上顶圆弧那端的端点与推腰凸轮的第一斜线段远离外凸圆弧那端的端点齐平设置。推腰滑杆位于推腰凹块平行于长度方向的对称面上。

进一步地，所述手爪滑杆、手爪进退板所构成的滑动副及手爪进退板、安装板所构成的滑动副的滑动方向均与安装板的厚度方向平行。四个限位块靠近手爪进退板的侧面上均固定有磁铁。手爪进退板靠近限位块的侧面上固定有铁合金。

进一步地，还包括太阳能板和按钮板。所述的太阳能板固定在透气包的外侧面。所述的透气包上设置有充电接口。所述的按钮板安装在其中一条缠腰带上。所述的按钮板上设置有启停按钮。

进一步地，两条缠腰带的外端均设置有魔术贴。其中一条缠腰带上的魔术贴为刺面魔术贴，另一条缠腰带上的魔术贴为毛面魔术贴。

进一步地，所述的按摩块呈半球形，且材料采用橡胶。两个旋按组件内的按摩杆均位于推腰凹块上的放置通槽内。两根按摩杆旋转至与安装板的长度方向平行的状态下，两个旋按凸块的间距小于两个按捏块外端端点的间距；所述按摩杆的中部安装有红外线发射器。两个旋按组件在推腰凹块长度方向上对中设置。

进一步地，所述的推腰丝杆及按捏丝杆均为往复丝杆。固定在按捏丝杆上的带轮位于按捏丝杆没有螺纹的部分。固定在推腰丝杆上的带轮位于推腰丝杆没有螺纹的部分。

进一步地，两块推板在垂直于导轨轴线的一个平面上的投影与两个滑块上的延伸板在该平面上的投影分别有重叠。

该凸轮式便携腰椎按摩仪的按摩方法具体如下：

步骤一、使用者将缠腰带缠绕到腰间，且使得推腰凹块抵住使用者背部的腰间。驱动电机转动，推腰丝杆及按捏丝杆均转动。

步骤二、按捏螺母及推腰螺母均正向滑动，按捏凸轮依次经过各个按捏手爪。按捏凸轮经过按捏手爪的过程中，按捏手爪内的滚子与按捏凸轮的工作轮廓接触，使得按捏手爪向使用者的腰椎滑动按捏使用者的腰椎。

在按捏凸轮经过各个按捏手爪的同时，两个推腰凸轮分别经过两个推腰顶块。两个推腰顶块分别推动两根推腰滑杆滑动，进而推动推腰凹块压紧使用者的腰部。推腰凹块压紧使用者的腰部的同时，震动电机转动。

步骤三、当按捏凸轮完全经过所有按捏手爪，且两个推腰凸轮分别完全经过对应推腰顶块后，震动电机停转，两个电动推杆推出，使得手爪进退板带动按捏手爪向远离推腰凹块的方向滑动，两块推板与两块滑块的延伸板分别接触，并分别推动两块滑块滑动。两块滑块的滑动带动按摩杆正转。

步骤四、旋按组件内的按摩杆从推腰凹块上放置通槽的一侧边缘旋转至另一侧边缘后，震动电机停转，按捏螺母、推腰螺母分别达到按捏丝杆、推腰丝杆上螺纹的第一个极限位置，按捏螺母及推腰螺母均开始反向滑动，按摩杆在扭簧的作用下转动复位。

步骤五、两个电动推杆缩回，使得手爪进退板复位。按捏凸轮依次经过各个按捏手爪。按捏凸轮经过按捏手爪的过程中，按捏手爪内的滚子与按捏凸轮的工作轮廓接触，使得按捏手爪向使用者的腰椎滑动按捏使用者的腰椎。

在按捏凸轮经过各个按捏手爪的同时，两个推腰凸轮分别经过两个推腰顶块。两个推腰顶块分别推动两根推腰滑杆滑动，进而推动推腰凹块压紧使用者的腰部。推腰凹块压紧使用者的腰部的同时，震动电机转动。

步骤六、当按捏凸轮完全经过所有按捏手爪，且两个推腰凸轮分别完全经过对应推腰顶块后，震动电机停转，按捏螺母、推腰螺母分别达到按捏丝杆、推腰丝杆上螺纹的第二个极限位置，进入步骤七。

步骤七、重复步骤二、三、四、五和六。

进一步地，步骤二中按捏手爪按捏使用者脊柱的具体过程：当按捏手爪滑动至按捏块接触使用者的背部时，两个按捏块在使用者背部的阻挡下压缩弹簧。弹簧的弹力使得两个按捏块对使用者的背部产生压力。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明在小空间内集成了多个用于按摩的机构，尺寸较小，使用者能够通过缠腰带将本发明固定在身上，进而实现持续按摩，舒适度较高。

2、本发明在旋按凸块进行按摩时，按捏手爪将移动让位，使得旋按凸块能够直接作用在腰椎部位，按摩效果较好。

3、本发明能够全自动地完成按捏脊柱、振动脊柱和拉伸脊柱的按摩动作，能够有效缓解使用者的脊柱疲劳。

4、本发明通过排成一列的四个按捏手爪依次按捏使用者脊柱的方式，模拟人手依次按捏脊柱的过程，更加逼近人工按摩的效果，提高了按摩效果。

5、本发明通过移动凸轮的往复运动，能够模拟先按捏、后拉伸的按摩动作以及能够模拟先拉伸、后按捏的按摩动作，按摩过程丰富，提高了使用者的体验效果。

6、本发明中推腰凸轮工作轮廓的两侧斜率不同，使得本发明能够为使用者提供不同的腰部压紧速度，按摩体验更加丰富。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明拆去缠腰带及透气包的立体图；

图3为本发明中按摩机构的立体图；

图4为本发明中按摩机构的正面示意图；

图5为本发明中按摩机构的背面示意图；

图6为本发明中按摩机构的仰视示意图；

图7为本发明中按捏手爪的立体图；

图8为本发明中驱动机构的第一张立体图；

图9为本发明中驱动机构的第二张立体图；

图10为本发明中驱动机构的侧面示意图；

图11为本发明中按捏凸轮的示意图；

图12为本发明中推腰凸轮的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，一种凸轮式便携腰椎按摩仪，包括缠腰带1、按钮板2、太阳能板10、透气包6、机架7、按摩机构和驱动机构。机架7、按摩机构及驱动机构均设置在透气包6内。机架7与透气包6固定。透气包6的外侧面上固定有太阳能板10。透气包6上设置有充电接口17。太阳能板10或充电接口为电池充电。电池为驱动机构内的驱动电机供电。两条缠腰带1的内端均固定在透气包6上，外端均设置有魔术贴。其中一条缠腰带1上的魔术贴为刺面魔术贴，另一条缠腰带1上的魔术贴为毛面魔术贴。按钮板2安装在其中一条缠腰带1上。按钮板2上设置有启停按钮。

如图2、3和8所示，机架7包括安装板7-1、连接架7-2和两根导轨7-3。相互平行的两根导轨7-3均与安装板7-1通过连接架7-2固定。

如图2、3、4、5和6所示，按摩机构包括按捏手爪3、手爪进退板18、电动推杆20、连接块21、推腰组件4和旋按组件5。推腰组件4包括推腰凹块4-1、推腰顶块4-2、推腰滑杆4-3、偏心轮4-4和震动电机4-5。推腰凹块4-1的工作侧面呈两端高、中间低的圆弧形。推腰凹块4-1的工作侧面上设置有按摩块组。按摩块组由多个按摩块组成。按摩块呈半球形，且材料采用橡胶。推腰凹块4-1上与工作侧面相对的侧面固定有两个震动电机4-5。两个震动电机4-5的输出轴与两个偏心轮4-4分别偏心固定。震动电机4-5配合偏心轮4-4能够提供震动，起到按摩使用者腰部的作用。推腰凹块4-1上与工作侧面相对的侧面两端与两根推腰滑杆4-3的一端分别固定。两根推腰滑杆4-3的另一端与两个推腰顶块4-2的内侧面分别固定。两根推腰滑杆4-3与开设在安装板7-1上的两个推腰方形孔分别构成滑动副。两根推腰滑杆均位于推腰凹块平行于长度方向的对称面上。推腰顶块4-2的外侧面呈圆弧形。当两根推腰滑杆4-3向推腰凹块4-1滑动时，推动推腰凹块4-1滑动，工作侧面呈圆弧形的推腰凹块4-1推动使用者的腰部，起到拉伸脊柱的作用。推腰凹块4-1工作侧面的正中位置开设有放置通槽。推腰凹块4-1位于安装板7-1远离导轨7-3的一侧。

如图2、3、4、5、6和7所示，按捏手爪3包括限位块3-1、手爪滑杆3-2、按捏块3-3、弹簧3-4和滚子3-5。手爪滑杆3-2的一端与限位块3-1固定，另一端支承有滚子3-5。两个按捏块3-3的内端均与限位块3-1构成公共轴线平行于推腰凹块4-1宽度方向的转动副。两个按捏块3-3呈V字形设置。两个按捏块3-3的中部均通过弹簧3-4与限位块3-1连接。按捏手爪3共有四个。四个按捏手爪3内的手爪滑杆3-2与手爪进退板18上开设的四个按捏方形孔分别构成滑动副。四个限位块靠近手爪进退板18的侧面上均固定有磁铁。手爪进退板18靠近限位块的侧面上固定有铁合金。手爪进退板18与安装板7-1中部开设的让位通槽构成滑动副。四个按捏手爪3沿安装板7-1的宽度方向依次排列设置。手爪滑杆3-2、手爪进退板18所构成的滑动副及手爪进退板18、安装板7-1所构成的滑动副的滑动方向均与安装板的厚度方向平行。安装板7-1远离推腰凹块4-1的侧面上固定有两个电动推杆20。两个电动推杆20的推出杆均朝向远离安装板的方向，并与连接块21固定。两个连接块21均与固定手爪进退板18固定。当手爪滑杆3-2滑动至使得按捏块3-3接触使用者的背部的状态下，两个按捏块3-3在使用者背部的阻挡下压缩弹簧3-4。弹簧3-4的弹力使得两个按捏块3-3对使用者的背部产生压力。两个按捏块3-3转动、挤压使用者背部的过程类似于两个手指按捏使用者的背部，能够帮助使用者放松脊柱。四个按捏手爪3均穿过推腰凹块4-1上的放置通槽。

旋按组件5包括扭簧、按摩杆5-1、转轴5-2、摇杆5-3、连杆5-4和滑块5-5。转轴5-2与安装板7-1构成转动副。转轴5-2上套置有扭簧。扭簧的一端与转轴5-2固定，另一端与安装板7-1固定。转轴5-2的外端与按摩杆5-1的一端固定。按摩杆5-1另一端的外侧面固定有旋按凸块。按摩杆5-1的中部安装有红外线发射器5-6。转轴5-2的内端与摇杆5-3的一端固定。摇杆5-3的另一端与连杆5-4的一端铰接。连杆5-4的另一端与滑块5-5铰接。滑块5-5与安装板7-1构成沿安装板7-1宽度方向滑动的滑动副。滑块5-5外端的下边缘处固定有延伸板。旋按组件5共有两个。两个旋按组件在推腰凹块长度方向上对中设置。四个按捏手爪3均设置在两个旋按组件5之间。两个旋按组件5内的按摩杆5-1均位于推腰凹块4-1上的放置通槽内。两根按摩杆5-1旋转至与安装板7-1的长度方向平行时，两个旋按凸块的间距小于两个按捏块外端端点的间距；在旋按凸块运动时，按捏手爪需要让位，避免与旋按凸块发生碰撞。按捏块3-3让位后旋按凸块能够触碰到使用者的腰椎，提升使用者的按摩体验。

如图2、8、9和10所示，驱动机构包括按捏凸轮8、推腰凸轮9、按捏丝杆11、推腰丝杆12、带轮14、驱动电机15、传动带16、固定架19和推板22。按捏凸轮8及推腰凸轮9均为移动凸轮。推腰丝杆12及按捏丝杆11均为往复丝杆。按捏丝杆11的两端均支承在其中一根导轨7-3上。推腰丝杆12的两端均支承在另一根导轨7-3上。推腰丝杆12的一端与驱动电机的输出轴固定。驱动电机与机架7固定。推腰丝杆12及按捏丝杆11上均固定有带轮14。两个带轮14通过传动带16连接。固定在按捏丝杆11上的带轮14位于按捏丝杆11没有螺纹的部分。固定在推腰丝杆12上的带轮14位于推腰丝杆12没有螺纹的部分。

如图2、8、9、10和11所示，按捏凸轮8设置在两根导轨7-3之间，并与两根导轨7-3构成滑动副。按捏凸轮8的工作轮廓呈外凸状，由依次相连的上倾线段8-1、上顶圆弧8-2和下倾线段8-3组成。上倾线段8-1及下倾线段8-3均与按捏丝杆11的轴线成60°夹角设置。按捏凸轮8的从动件行程为a，a＝16mm。上倾线段8-1最低点与按捏手爪上滚子3-5的最靠近导轨7-3处平齐设置。按捏凸轮8与按捏架固定。固定在按捏架上的按捏螺母与按捏丝杆11构成螺旋副。

如图2、8、9、10和12所示，推腰凸轮9的工作轮廓呈外凸状，由依次相连的第一斜线段9-1、外凸圆弧9-2和第二斜线段9-3组成。第一斜线段9-1与推腰丝杆12的轴线成45°角。第二斜线段9-3与推腰丝杆12的轴线成30°角。推腰凸轮9的从动件行程为b，b＝20mm。推腰凸轮9共有两个。两个推腰凸轮9分别设置在两根导轨7-3的外侧，并与两根导轨7-3分别构成滑动副。按捏凸轮的上倾线段远离上顶圆弧那端的端点与推腰凸轮的第一斜线段远离外凸圆弧那端的端点齐平设置。两个推腰凸轮9均与推腰架23固定。固定在推腰架23上的推腰螺母与推腰丝杆12构成螺旋副。

两个推腰凸轮9与两个固定架19分别固定。两个固定架19与两块推板22分别固定。两块推板在垂直于导轨7-3轴线的一个平面上的投影与两个滑块上的延伸板在该平面上的投影分别有重叠。

手爪滑杆3-2与按捏凸轮8位置对应，按捏凸轮8的滑动带动手爪滑杆3-2沿自身轴线滑动。两个推腰顶块4-2与两个推腰凸轮9的位置分别对应，两个推腰凸轮9的滑动带动两个推腰顶块4-2分别沿对应推腰滑杆的轴线滑动。

该凸轮式便携腰椎按摩仪的按摩方法如下：

步骤一、使用者将缠腰带1缠绕到腰间，且使得推腰凹块4-1抵住使用者背部的腰间，此时推板22位于上极点(即最高位置)。两个红外线发射器5-6通电发出红外线，照射使用者的腰部。驱动电机转动，推腰丝杆12及按捏丝杆11均转动。

步骤二、按捏螺母及推腰螺母均正向滑动，按捏凸轮8依次经过各个按捏手爪3。按捏凸轮经过按捏手爪的过程中，按捏手爪3内的滚子3-5与按捏凸轮8的工作轮廓接触，使得按捏手爪向使用者的腰椎滑动按捏使用者的腰椎。进而实现了由上至下依次按捏使用者脊柱的效果。

按捏手爪按捏使用者脊柱的具体过程：当按捏手爪滑动至按捏块接触使用者的背部时，两个按捏块在使用者背部的阻挡下压缩弹簧。弹簧的弹力使得两个按捏块对使用者的背部产生压力。两个按捏块转动、挤压使用者背部的过程类似于两个手指按捏使用者的背部，能够帮助使用者防松腰椎。

在按捏凸轮经过各个按捏手爪的同时，两个推腰凸轮分别经过两个推腰顶块。两个推腰顶块分别推动两根推腰滑杆滑动，进而推动推腰凹块4-1压紧使用者的腰部，起到拉伸脊柱的作用。推腰凹块4-1压紧使用者的腰部的同时，震动电机转动。震动电机转动的过程中推腰凹块4-1发生震动，按摩使用者腰部。

由于按捏凸轮比推腰凸轮更陡，故按捏手爪的滑动速度大于推腰凹块4-1的滑动速度，从而使得按捏手爪与推腰凹块4-1的按摩动作能够同时起到效果，提升了使用者的按摩体验。

步骤三、当按捏凸轮完全经过所有按捏手爪，且两个推腰凸轮分别完全经过对应推腰顶块后，震动电机停转，两个电动推杆20推出，使得手爪进退板18带动按捏手爪3向远离推腰凹块4-1方向滑动，为按摩杆5-1让出空间。两块推板22与两块滑块5-5的延伸板分别接触，并分别推动两块滑块5-5向安装板7-1滑动。两块滑块5-5的滑动带动按摩杆5-1正转。使得按摩杆5-1上的两个旋按凸块对使用者的腰椎进行按摩。

步骤四、旋按组件5内的按摩杆5-1从推腰凹块4-1上放置通槽的一侧边缘旋转至另一侧边缘时，按捏螺母、推腰螺母分别达到按捏丝杆11、推腰丝杆12上螺纹的第一个极限位置。由于按捏丝杆11及推腰丝杆12均为往复丝杆，故按捏螺母及推腰螺母均开始反向滑动。按摩杆5-1在扭簧的作用下反转复位，反转复位的过程中再次对使用者的腰部脊椎位置进行按摩。

步骤五、两个电动推杆20缩回，使得手爪进退板18复位。按捏凸轮依次经过各个按捏手爪，此时按捏凸轮经过各按捏手爪的顺序与步骤二相反。按捏凸轮经过按捏手爪的过程中，按捏手爪内的滚子3-5与按捏凸轮的工作轮廓接触，使得按捏手爪向使用者的腰椎滑动按捏使用者的腰椎。

在按捏凸轮经过各个按捏手爪的同时，两个推腰凸轮分别经过两个推腰顶块。两个推腰顶块分别推动两根推腰滑杆滑动，进而推动推腰凹块4-1压紧使用者的腰部，起到拉伸脊柱的作用。推腰凹块4-1压紧使用者的腰部的同时，震动电机转动。震动电机转动的过程中推腰凹块4-1发生震动，按摩使用者腰部。

步骤六、当按捏凸轮完全经过所有按捏手爪，且两个推腰凸轮分别完全经过对应推腰顶块后，震动电机停转，按捏螺母、推腰螺母分别达到按捏丝杆11、推腰丝杆12上螺纹的第二个极限位置，进入步骤七。

步骤七、重复步骤二、三、四、五和六。