多功能且符合人体工程学的冲击式按摩器的制作方法

多功能且符合人体工程学的冲击式按摩器
1.分案申请
2.本技术是申请日为2019年10月23日，申请号为201911009687.4，标题为“多功能且符合人体工程学的冲击式按摩器”的发明申请的分案申请。
3.相关申请的交叉引用
4.本技术是2018年9月18日提交的申请序列号为29/663,757的美国专利申请的部分延续申请，如同在本文中完全阐述一样，其全部内容并入本文。
技术领域
5.本发明涉及电动按摩器领域。更具体地，本发明涉及多多功能、符合人机工程学的冲击按摩器的领域。


背景技术：

6.为了便于讨论，电动按摩器在下文中简称为“按摩器”，在激烈的体育活动(例如竞技运动或剧烈运动)之后，电动按摩器提供愉悦和缓解肌肉疼痛的效果。自1900年代初期以来，按摩治疗减轻延迟性肌肉酸痛(doms)的益处在医学文献中被广泛记载。按摩器可以是振动类型、冲击类型和其他类型。许多振动按摩器和冲击按摩器以各种各样的配置进行设计和销售。
7.冲击按摩器的工作原理是驱动按摩头进行往复线性运动，使其反复地撞击被按摩的肌肉或其他组织。例如，cilea的美国专利公开2013/0261516公开了一种具有可变频率和可变功率的电池操作冲击按摩器，以及可互换的按摩头。cilea的装置看起来很像通常在建筑工程中使用的竖锯，但是进行了略微修改，在往复轴而不是锯片的端部设置了冲击按摩头。
8.按摩器的一个设计目标是使该装置符合人体工程学，即，无论是个人用户还是在受试患者身上使用该装置的治疗师都易于使用，而不需要用户或治疗师将其身体或四肢扭曲至不舒适的位置以便在用户期望的目标位置处接受期望的按摩，或者以很短时间就变得不舒适或疲劳的方式握持该装置。另一个设计目标(特别是对于冲击按摩器而言)是该装置可很容易地用于按压用户身体上许多潜在目标位置中的任何一个，压力变化范围很大，根据用户的需要从轻微压力到非常大的压力，同样不会对应用该装置的人造成过度的压力或疲劳。


技术实现要素：

9.本发明涉及一种既符合人体工程学又具有多功能的冲击式电动按摩器，或简称为“按摩器”。该装置允许以各种应用压力广泛用于人体上的各个目标位置，使得该装置可以有效地触及身体上现有按摩器不能有效触及的位置，特别是对于在其自身上使用该装置的个人用户。与各种现有的按摩器相比，无论是个人用户还是治疗师，该装置还允许在使用时减少疲劳。
10.根据说明性实施例，一种冲击式电动按摩器具有主体，该主体包括分别沿第一轴线和第二轴线从中心部分延伸的第一手柄部分和第二手柄部分。第一手柄部分和第二手柄部分之间限定有钝角，即大于90度但小于180度的角度，并且优选地为大约120度。往复输出轴具有附接到其上的冲击按摩头(诸如球)，用于将冲击按摩传递给对象。往复输出轴标称地对着由两个手柄部分限定的大弧，因此限定了大致为y形的装置，其中手柄部分形成“y”的臂部，输出轴形成“y”的基部。输出轴的往复运动限定了往复轴线。广义上的旋转机构或“铰链”允许相对于两个手柄部分绕旋转轴线旋转很大的角度，优选地旋转大约120度的角度。旋转锁允许将装置锁定在期望的角度。一个或多个手柄部分可释放地与手柄延伸部配合，使得该延伸部可以容易地添加到装置或从装置移除。
11.通过允许输出轴的角度旋转大约120度的较大角度，并且利用可移除的延伸手柄，用户可以容易地并且不过度扭曲地将装置应用到其身体上的许多区域，包括背部，从而为其提供冲击式按摩。当用户在其下背部上使用该装置时，两个手柄部分以自然角度对齐，以使用户将其两只手保持在其背部，用其两只手抓住两个手柄部分，并且将按摩头拉靠在其背部上，以为其下背部肌肉提供舒缓的冲击按摩。
12.通过允许在无过度扭曲或拉伸的情况下实现应用的多功能性，该装置限定了高度符合人机工程学且具有多功能的冲击按摩器。该装置还提供了一种可由按摩治疗师用于为对象进行冲击按摩的多功能、符合人体工程学的装置。
13.因此，在一个方面，本发明涉及一种冲击式电动按摩器，其具有主体，该主体具有中心部分以及第一手柄部分和第二手柄部分，第一手柄部分和第二手柄部分分别适合供操作者的第一只手和第二只手抓握。手柄部分从中心部分延伸，使得它们之间形成75
°
和180
°
之间的较小角度，并且优选地为大约120
°
的角度。电动机驱动组件至少部分地位于主体中。该电动机驱动组件包括产生旋转输出的电驱动电机，以及在位于手柄部分之间的大弧内的输出轴处将电机的旋转输出转换为往复输出的齿轮传动装置，并且输出轴的端部处安装有诸如按摩球的按摩头。优选地，按摩头可以容易地进行更换。装置可以带有多个不同的按摩头。当在多个按摩头各自的圆周处测量时，两个手柄部分可以具有略微不同的尺寸，以允许手尺寸不同的用户主要使用与他们的手尺寸最匹配的手柄部分。
14.旋转机构或铰链允许输出轴相对于包括两个手柄部分的主体旋转，使得输出轴能够相对于手柄部分旋转到任何期望的角度，包括与第一手柄部分成一直线、与第二手柄部分成一直线、在手柄部分之间的中间或在手柄部分之间的位置。旋转机构允许输出轴旋转90
°
以上，最好是120
°
或更大的角度。锁定机构将输出轴锁定在期望的旋转位置。
15.在说明性实施例中，电机位于一个手柄部分内，电池(可以是可充电的)位于另一个手柄部分内，使得按摩器的重量均衡。
16.下面将参照附图进一步描述本发明的示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的部件。附图可能未按比例绘制，并且为了清楚和简明，某些部件可以以概括或示意性的形式示出并且通过商业名称来标识。
附图说明
17.图1是根据本发明示例性实施例的冲击式电动按摩器的透视图，其中附接有延伸手柄。
18.图2是图1的按摩器的在延伸手柄与其中一个手柄部分配合的区域中的局部放大图。
19.图3是图1的包括延伸手柄和用于当延伸手柄不存在时的端盖的按摩器的分解图。
20.图4是图1的按摩器的前视图，安装端盖代替延伸手柄。
21.图5是图4的按摩器的剖视图。
22.图6是示出图1的按摩器的内部齿轮传动装置和旋转机构的局部透视图，并显示了按摩器输出轴的最远端延伸部分。
23.图7是与图6相同的视图，但示出了按摩器输出轴处于其最近侧位置。
24.图8是图4的按摩器的正视图，但用虚线示出了输出轴可以旋转和锁定的不同位置。
25.图9是图4的按摩器的正视图，示出了按摩器输出轴进行旋转使得其与第一手柄部分的纵向轴线a1成一直线。
26.图10是图4的按摩器的正视图，示出了按摩器输出轴进行旋转使得其与第二手柄部分的纵向轴线a2成一直线。
27.图11是图4的按摩器的正视图。
28.图11a是图11的按摩器的沿线a-a截取的横截面视图。
29.图11b是图11的按摩器的沿线b-b截取的横截面视图。
30.图11c示出图11a和图11b中所示的重叠的两个横截面。
31.图12是图4的按摩器的局部分解图，示出了分解形式的旋转锁定机构。
32.图13是图12的按摩器的非分解截面图，示出了处于其锁定位置的旋转锁定机构。
33.图14是图12的按摩器的非分解截面图，示出了处于其解锁位置的旋转锁定机构。
34.图15是用户根据其第一种可能用途使用图1的按摩器的后视图。
35.图16是用户根据第二种可能用途使用图1的按摩器的后视图。
36.图17是治疗师根据第三种可能用途将图1中的按摩器用在患者身上的透视图。
37.图18是用户根据第四种可能用途使用图1的按摩器的透视图。
38.图19是用户根据第五种可能用途使用图1的按摩器的透视图。
39.图20是用户根据第六种可能用途使用图1的按摩器的透视图。
具体实施方式
40.图1是根据示例性实施例的冲击式电动按摩器或简单的“按摩器”10的透视图，其附接有延伸手柄15。按摩器10包括主体11，主体11具有适应且适于由用户的第一只手抓握的第一手柄部分12、适应且适于由用户的第二只手抓握的第二手柄部分14以及中心部分16。延伸手柄15可释放地附接到第二手柄部分14。在按摩器10的输出端，按摩头24(例如所示的按摩球)固定到往复输出轴22的远端。输出轴22在导管20内进行引导。
41.图2是图1的按摩器10的在延伸手柄15与第二手柄部分14配合的区域中的局部放大图。在该实施例中，延伸手柄15上的偏置锁定突片18接合第二手柄部分14。当用户按下释放按钮52时，锁定突片18与第二手柄部分14脱离，并且可移除延伸手柄。用于将两个部件可释放地配合在一起的其他机构是公知的并且可以被替换。
42.图3是图1的按摩器10的分解图，该按摩器包括延伸手柄15和不使用延伸手柄时使
用的端盖或盖50。可释放延伸手柄允许用户在具有延伸手柄的图1所示配置与不具有延伸手柄的图4所示配置之间快速改变按摩器。如稍后将更详细地示出和描述，延伸手柄允许用户将按摩器有效地应用到其身体上的对于个人用户来说不可能实现的部位，并且允许用户更容易且更符合人体工程学地触及其他部位。
43.图4是图1的按摩器10的前视图，代替延伸手柄安装了端盖50。当不存在延伸手柄15时，端盖50使得按摩器具有平滑弯曲的边缘，从而保持干净且美观的外观。
44.图5是图4的按摩器的剖视图。在该图中可以看到以下部件：电池30；相关联的电on/off开关38；电线34；以及电驱动电机36。电池30设置在第一手柄部分12内，并且电驱动电机36设置在第二手柄部分14内。在本文中，“布置在...内”是指至少部分地布置在...内。电池30优选地是可充电电池，其可通过有线充电端口(未示出)或无线充电系统充电。或者，电池30可以是不可充电的可更换电池。第一手柄部分12中具有电池30，第二手柄部分14中具有电机36，中心部分16中具有齿轮传动装置(图6)，按摩器10左右两侧的重量均衡。“均衡”可指两个手柄部分的重量，且因此两个侧面的重量在彼此的5％内，或者甚在彼此的10％内，或者在彼此的20％内。
45.第一手柄部分12具有纵向轴线a1。同样地，第二手柄部分14具有纵向轴线a2。从主体11的中心部分16延伸的往复输出轴22具有相关联的往复轴线a3。输出轴22可操作地耦接到电驱动电机，以在输出轴22和固定到输出轴22的远端上的冲击按摩头24处产生线性往复运动。
46.第一手柄部分12和第二手柄部分14及其相关联的纵向轴线a1、a2限定了钝角，该钝角在其之间限定了小弧(minor arc)α，并且还限定了大弧(major arc)β。小弧α限定的角度小于180
°
，优选小于160
°
，但大于75
°
，优选大于90
°
，大于100
°
，大于110
°
，小于130
°
，更优选第一手柄部分和第二手柄部分之间的小弧α限定的角度约为120
°
。在图中所示的按摩器10的标称位置中，按摩器具有y形，其中往复轴线a3在大弧β内并且分叉大弧β，并且与第一轴线a1和第二轴线a2中的每一个限定120
°
的角度。
47.图6是示出图1的按摩器的内部齿轮传动机构和旋转机构40的局部透视图，并显示了按摩器输出轴22的最远端延伸部分。构成铰链类型的旋转机构40允许输出轴22相对于按摩器10的主体11旋转或枢转，包括相对于第一手柄部分12和第二手柄部分14旋转或枢转。
48.旋转机械装置40包括大致为圆形的内壳体或毂42，该内壳体或毂42在大致为圆形的外壳体或毂43内旋转。内壳体42可旋转地固定到手柄部分12、14。输出轴22旋转地固定到外壳体43，使得当内壳体和外壳体相对于彼此旋转时，输出轴22相对于手柄部分12、14旋转或枢转。结果是输出轴22可以相对于第一手柄部分12和第二手柄部分14旋转到用户选择的角度。
49.容纳在内壳体42内的传动机构将来自电机36的旋转输出转换为往复输出轴22处的往复输出，以便可操作地耦接电驱动电机36，以在输出轴22处(包括在其远端处)产生线性往复运动。传动装置包括第一螺旋伞齿轮44和第二螺旋伞齿轮45，第一螺旋伞齿轮44直接耦接到电机36的输出，第二螺旋伞齿轮45与第一螺旋伞齿轮44啮合。当伞齿轮44和45旋转时，曲柄销46在如图所示的圆形路径中移动。连杆47连接到曲柄销46，使得当曲柄销46沿圆形路径移动时，连杆47以圆形和往复运动移动，并且由连杆47驱动的输出轴22以线性往复运动移动。这种用于将圆周运动转换成往复运动的传动装置和机构本身是公知的。未在
本文示出或描述的机构的附加细节对于机械工程领域的技术人员将是显而易见的。
50.在图中还可以看到输出轴22上的轴头部25，该轴头部25具有弹簧偏压按钮26。这些特征允许各种不同的按摩头(例如按摩球24)很容易地安装在按摩器10上并被移除，以便快速且容易地互换按摩头，其方式与在套筒扳手上快速且容易地更换套筒的方式大致相同。也可以是包括其他快速更换机构的其他机构，以允许容易地更换按摩头。
51.图7是与图6相同的视图，但示出了按摩器输出轴22处于其最近侧位置。当第二螺旋伞齿轮45旋转时，输出轴22和冲击按摩头24往复运动，将冲击按摩传递给用户。
52.图8是图4的按摩器的正视图，但用虚线示出了输出轴22和关联按摩头24可以旋转和锁定的不同位置。示出了五个位置，示出了在五个不同方位上的往复轴线a3，即a3、a3
′
、a3
″
、a3
″′
和a3
″″
。该机构可以连续地枢转该角度范围，并且在说明性实施例中可以被锁定到所示的五个位置中的任何一个。
53.图9是图4的按摩器10的正视图，示出了按摩器输出轴22进行旋转，使得往复轴线a3与第一手柄部分的纵向轴线a1成一直线。更一般地，a1和a3是平行的，并且可以是但不必是成直线的。输出轴22可以被锁定在该位置。
54.图10是图4的按摩器10的正视图，示出了按摩器输出轴22进行旋转使得其与第二手柄部分的纵向轴线a2成一直线。更一般地，a1和a2是平行的，但不必精确成直线。输出轴22可以被锁定在该位置。因此，输出轴22和相关联的往复轴线a3可以旋转大于90
°
，并且优选地旋转大于100
°
和110
°
，并且在该实施例中旋转整120
°
，以与手柄部分12、14中的任一个及其相关联的轴线a1、a2平行。因此，当附接有延伸手柄15(图1)时，往复轴线a3可以如图9中若附接有延伸手柄的情况那样，与延伸手柄15形成大约60
°
的锐角，或者可以如图10中那样，平行于延伸手柄15并且与延伸手柄15成一直线。
55.图11是图4的按摩器10的正视图。图11a是图11的按摩器的沿线a-a截取的横截面视图，图11b是图11的按摩器的沿线b-b截取的横截面视图，该截取在手柄部分的相应位置处进行，即，在距装置的中点相同距离处截取，并且在距手柄部分12、14的相应远端相同距离处截取。图11c是图11的按摩器的横截面视图，示出了沿着重叠的截面图a-a和b-b所取的截面图。从这些图中可以看出，第一手柄部分12的横截面a的周长大于第二手柄部分14的横截面b的周长。手柄尺寸的这种差异允许手尺寸不同的用户主要使用与他们的手尺寸最匹配的手柄部分。周长的差异可以大于10％，并且大于20％，以便符合人体工程学地适应不同尺寸的手。
56.图12是图4的按摩器的局部分解图，示出了分解形式的旋转锁定机构60。图中未明确示出的是，类似于齿的多个齿部68与壳体盖70一体形成或固定到壳体盖70的下侧。在按摩器的标称状态下，带齿链轮64被弹簧66向上偏压抵靠链轮保持盖62。在该位置，链轮64的齿部接合按摩器主体11上的至少第一齿部68和壳体盖70上的齿部72中的至少第二齿部，其中第一齿部68可旋转地耦接到输出轴22。在该位置，链轮64将齿部68旋转地锁定到至少第二齿部72，从而将输出轴22旋转地锁定在相对于壳体盖70并因此相对于主体11的特定旋转位置。
57.当用户按压用作锁定释放按钮的装饰盖61时，链轮64被按压抵靠弹簧66，从而使弹簧66压缩。链轮64向下移动，从而不再与齿部72啮合。在该位置，链轮64和齿部68相对于齿部72自由旋转，因此输出轴22相对于主体11自由旋转。当输出轴22处于用户期望的位置
时，该用户释放按钮61，从而将输出轴22锁定就位。其他可释放的锁定机构也是可能的。
58.图13是图12的按摩器的非分解截面图，示出了处于其锁定位置(即其未按压位置)的旋转锁定机构。在该位置，链轮24的齿部与齿部68和齿部72啮合，防止旋转。
59.图14是图12的按摩器的非分解截面图，示出了处于其锁定位置(即当按下释放按钮61时)的旋转锁定机构。在该位置，链轮24向下移动，使得其与齿部68啮合，但不与齿部72啮合，从而允许旋转。
60.图15至图20示出了装置用于对身体不同部位进行冲击按摩的多种用途。据信，使用任何现有技术的冲击按摩器不可能或至少不容易实现所示的用途。
61.图15是用户根据其第一种可能用途使用图1的按摩器的后视图。在这种使用中，枢转机构处于其标称位置，使得按摩器10具有y形构造。用户100用第一只手101握住第一手柄部分12，用第二只手102握住第二手柄部分14。如图中可见，手柄部分成一定角度，使得按摩器适于舒适地、自然地和符合人体工程学地由用户的第一只手和第二只手握持，同时将冲击式电动按摩器保持在用户的背部，特别是用户的下背部，同时冲击式按摩头24反复地撞击用户的下背部肌肉。因此，用户可以用双手舒适地握住冲击式按摩器10，同时通过冲击式按摩头的往复运动向自己传递冲击式按摩。在该位置，用户可以使用拉动运动朝向其背部拉动该装置，该拉动运动允许用户用很大的力将按摩器拉向其背部。该操作对于向靠近或邻近脊柱的背部区域传递冲击按摩是最佳的。
62.图16是用户根据第二种可能用途使用图1的按摩器的后视图。按摩器10的输出轴22和与其连接的按摩球24枢转，使得往复轴线a3与第一手柄部分12的纵向轴线a1成一直线，类似于图9中所示的旋转位置。在该位置，用户可以使用其左手以相当大的力量将按摩器拉向其，同时使用其右手和延伸手柄15保持稳定。可以预期，该构造将用于向背部的比图15中所示更远离脊柱的部分提供按摩。
63.图17是治疗师110根据第三种可能用途将图1中的按摩器用在患者身上的透视图。两个手柄允许治疗师以很大的力进行按摩，并且治疗师抓握装置的位置之间的相对较大的距离使得稳定性更显著，使得按摩器10不容易滑离其预期位置和患者身体上的目标部位。
64.图18是用户根据第四种可能用途使用图1的按摩器的透视图。同样，两个手柄允许以很大的力进行按摩，并且较宽的手柄距离提供了稳定性。
65.图19是用户根据第五种可能用途使用图1的按摩器的透视图。输出轴22和延伸手柄15之间的锐角使得能够进行钩挂动作，在该钩挂动作中，用户使用其右手在延伸手柄15上朝向他背部的目标位置拉动按摩器24，从而允许用户以相当大的力量抵靠其背部来应用按摩器。在该位置，用户还可以使用其左手来帮助引导和稳定按摩器。
66.图20是用户根据第六种可能用途使用图1的按摩器的透视图。延伸手柄15允许按摩头24触及用户身体上原本需要进行更多弯曲或扭曲的部位，包括如图所示的小腿肌肉以及脚底。
67.虽然未示出，但按摩器还将允许用户坐着以很大的力将冲击按摩器10拉靠在其大腿肌肉的背部，从而提供先前未实现或至少不那么容易实现的结果。
68.因此，与现有技术的按摩器相比，本发明的按摩器为用户提供了多功能且符合人机工程学的冲击按摩，用户能够使用该装置更容易且更稳定和更有力地将冲击按摩传递到其身体上的各个目标区域。
69.应当理解，在本文的说明书和权利要求书中使用的术语“一般”、“近似”、“大约”、“基本上”和“平行”允许与任何精确的尺寸、测量和布置有一定量的变化，并且这些术语应当在本文所公开的本发明的描述和操作的上下文中被理解。
70.说明书中公开的所有特征，包括权利要求书、摘要和附图，以及所公开的任何方法或过程中的所有步骤，可以以任何组合来组合，除了其中至少一些这样的特征和/或步骤是互斥的组合以外。本说明书中公开的每个特征(包括权利要求书、摘要和附图)可由用于相同、等同或类似目的的替代特征代替，除非另有明确说明。因此，除非另有明确说明，所公开的每个特征仅是等同或类似特征的通用系列的一个示例。
71.应当理解，这里使用的术语“本发明”不应被解释为仅呈现具有单个基本元件或元件组的单个发明。类似地，还将认识到，术语“本发明”包括多个单独的创新和特征，这些创新和特征均可被认为是单独的发明。尽管已经参照本发明的优选实施例及其附图对本发明进行了详细描述，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以实现本发明的各种修改和变型。例如，按摩器可以包括变速电机的标准特征和相关联的变速控制。另外，可以对按摩器进行变型，使其具有可变的往复行程长度。更进一步地，按摩可以以电池电力和/或墙壁电力(例如120vac)操作。
72.因此，应当理解，如上文所阐述的详细描述和附图并不旨在限制本发明的范围，本发明的范围应当仅从所附权利要求及其适当解释的法律等同物来推断。