按压式按摩靠背的设计

1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 按摩靠背的特点 2
1.3.1机械按摩的原理和特点 2
1.3.2按摩方式 4
1.3.3按摩模式及其组合 5
1.3.4按摩靠背按摩舒适性 5
1.4 本课题研究内容 7
2 按压式按摩靠背的设计方案分析 7
2.1 按压式按摩靠背的设计理念 7
2.2 按压式按摩靠背的传动系统方案设计 8
2.2.1方案设计 8
2.2.2方案的确定 9
3 按压式按摩靠背的计算分析 10
3.1 按压式按摩靠背的椅架结构设计 10
3.2 摩擦力的计算分析 11
3.3 电机的选择及运动参数的计算 12
3.3.1拟定工作方式 12
3.3.2电动机选择 12
3.3.3运动参数及动力参数计算 13
3.4 齿轮传动的设计计算 13
3.5 轴的设计计算 15
3.5.1轴的结构设计 15
3.5.2轴上零件轴向固定方法和特点 15
3.5.3轴的结构工艺性 17
3.5.4小齿轮轴的设计 18
3.5.5大齿轮轴的设计 21
3.6 键联接的选择及校核计算 21
3.6.1小齿轮键 21
3.6.2大齿轮键 22
3.7 链传动的设计计算 22
3.7.1链传动的失效形式 22
3.7.2设计计算步骤 23
3.7.3大链轮轴的结构设计 28
4 按摩靠背零件的加工制作 30
4.1 轴类零件的分类、技术要求 30
4.2 轴类零件的材料、毛坯及热处理 30
4.2.1轴类零件的材料 30
4.2.2轴类零件的热处理 30
4.3 按摩靠背零件加工方案 31
4.3.1小齿轮轴加工过程 31
5 结论 33
5.1 设计与加工制造总结 33
5.2 个人心得体会 33
谢辞 34
参考文献 35
附录典型零件的加工工艺卡 36
1.3.4按摩靠背按摩舒适性
（1）一般舒适性要求
按摩靠背作为一种座椅，首先应该满足一般休闲椅对于坐姿舒适性的要求，同时这也会间接影响到按摩靠背按摩的舒适与否。
通过研究现有按摩靠背产品可以通过调节腿托的高度及角度、靠背的角度等来调整按摩靠背尺寸以符合人体尺寸。通常按摩靠背靠背角度调节范围为115°到158°（符合一般休闲至深度休闲的过渡)，脚托角度可调范围在0°到90°，按摩靠背整体适合140cm–190cm高度范围内的人群使用。市场调查中发现，有的高档按摩靠背产品具有自动红外形体检测功能，可以调整肩位，按摩轮的宽窄度也可以依据个人形体调节。多个部位的可调功能使得使用者可方便地变换多种坐姿。另外，按摩靠背的噪声限值也是衡量按摩靠背舒适性的一顶重要性能指标，其直接影响到使用者的按摩体验感觉。
（2）按摩强度
对不同的按摩方式，按摩强度的意义是不同的，比如在敲击和拍打按摩中，按摩强度指的是敲击对白打次数，而对于揉捏按摩来讲，则是按摩头转速。按摩强度的档位是否较多，这决定了按摩强度选择上的是否科学与合理，应针对不同体质选用不同强度档位，长时间的高强度按摩反而对身体有害。如果按摩靠背的强度调得太大，不仅起不到放松的作用，还会造成肌肉痉挛疼痛。因此，在设计开发按摩靠背时，应首先考虑按摩强度的分档，尽量分的较细，或设置成无极调速模式，让使用者有更多的选择余地。
（3）按摩触头形态
现有按摩靠背产品，尤其是低档按摩靠背，其按摩触头形态众多，这主要是由其运动机构的形式所决定的，因为只能做定点按摩，所以只能通过改变不同的触头形态来达到比较理想的按摩舒适性。而在现有的高档按摩靠背，其触头形态一般为半圆形。高档按摩靠背按摩机构一般都具有定点按摩和连续按摩的功能，按摩触头兼做按摩头和滑动滚轮，或触头固定于按摩机构上作上下运动，但其缺点是触头一般固定，无法更换。由于按摩触头是按摩靠背按摩机构直接与人体背部接触的部件，故而其形态设计对按摩舒适与否具有及其重要的意义。今后的产品开发趋势应为触头可拆装，甚至达到在不同按摩模式下“智能”控制其形态的功能。
（4）按摩触头贴合度
人体背部脊椎呈现自然的S形曲线，连续按摩中，按摩触头与背部脊椎的贴合度对按摩舒适性显得至关重要，同时其对按摩力度也有一定影响。目前顶级品牌按摩靠背均带有背部按摩位置定位与检测单元，可依据不同人体形态自动调整按摩机构，使其紧密贴合人体背部。
（5）按摩宽度与行程控制
按摩宽度与行程控制主要是针对连续按摩而言。一方面，根据不同使用者的体型和生理特征，通过改变按摩宽度，以满足横向按摩对不同按摩店进行按摩的需要;另一方面，对人体背部纵向和横向进行有选择性的按摩，对这两个控制参量进行灵活的控制也是为了满足个性化按摩的需要。
（6）按摩时间对按摩舒适性的影响
传统人工按摩对按摩时间有及其严格的要求，按摩时间的长短直接影响到肌肉放松的程度，过长的按摩不仅不能使肌肉放松，反而会加速肌肉疲劳的程度，如果再配合高强度的按摩强度，甚至会对按摩区域以及脏器产生不利影响。
1.4 本课题研究内容
通过对国内外按摩靠背的市场调研可知，现有产品特点如下：
（1）按摩头不能移动，一个电机驱动一个按摩头，按摩范围小、使用电机多；
（2）多数不具有对腰部的按摩，其他健身器材如跑步机依靠腰部震动带的颤动来实现腰部按摩；
（3）结构复杂，成本较高。
基于以上对按摩靠背市场的调查研究，拟完成一款功能多样的保健按摩靠背创新设计与制造，为按摩靠背市场提供一款操作简单、功能多样、经济实惠的按摩靠背，满足广大群众的保健按摩需求。
2 按压式按摩靠背的设计方案分析
2.1 按压式按摩靠背的设计理念
基于以上对市场的按摩靠背调查研究，创新设计了一款按压式按摩靠背，采用创新与优化设计完成了按摩靠背多个功能的实现，如主传动轴的创新设计，实现了一个电机控制背部和腰部的运动；使用动滑轮、定滑轮、钢缆绳以及控制电路和限位开关实现背部滚动按摩；使用倾斜按摩盘实现腰部按摩。其按压式按摩靠背设计流程图，如图2.1所示：

图2.1 按压式按摩靠背设计流程图

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