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1、机电一体化产品设计-----搓背椅机构设计班级：10402062姓名：王利梅学号：1040206203一、设计目标：(1)从搓背的手法来看，搓背师傅采用的搓背手法众多，有的侧重小鱼际，有的侧重五指，有的侧重掌根，有的侧重指根，这些手法可以减少压力面，减少阻力，从而达到省力的目的。但是，从搓背的效果来看，搓背时的接触面积越大，手在搓背时的作用力越容易均匀，人也感到越舒服，效果也越好。(2)从搓背的轨迹来看，因人体解剖学显示了经络的阴阳，骨络的结构、肌肉的文理方向及起止点。所以，当我们在搓背时，需顺着人体肌体施加作用力，这样就感觉良好，逆着或横着就欠之。当不能
2、顺时，只有用减轻力度来弥补。因此，可得出人手在在搓背时的最优运动轨迹曲线图(3)从搓背的力度来看，搓背时的力度大体上分为三种。第一种是作用力维持在表皮，第二种是作用力维持在真皮，第三种是作用力维持在皮下组织。其中，第二种力度适合大多数中国人的要求。而且通常是轻重重轻，并且经量维持搓背时的力度均匀。因此可以得出人手搓背时的受力曲线图，如图2所示。压力的大小根据人们适宜的程度选择，一般取50N的挤压力。人体背部按摩的方法大体上有以下几种方式：1)捏拿肩井。2)按揉腰背。3)提捏夹脊。4)点按背俞。5)摩擦大椎。6)推按脊背。其中，提捏动作的实现有一定的难度，目
3、前暂不考虑。因此，本机器人应能实现点按、敲打和揉搓腰背的功能，并能很好的控制力度。二、搓背机设计技术路线解决搓背难的问题,可以选用形态学矩阵及功能分析法来分析研究。形态学矩阵是一种让思维更有条理的方法,一般认为它是由瑞士的天体物理学家弗雷茨·兹威基(1898-1974)发明的。当完成任务或解决问题时,这种方法要求按顺序列出能想到所有可能,并一一加以研究,以便对各个侧面有一个全面的把握。通过建立并填写形态学矩阵,可以把复杂的问题分割成几个部分,从而变得容易控制和解决,当这些组成部分被重新组合在一起时,最后的解决方案也就自然而然地产生了。功能分析法的原理:可利
4、用系统工程分解性原理将系统按总功能、分功能、⋯⋯、功能元进行分解,化繁为简,以便通过各功能元解的有机组合求得技术系统解。依照形态学矩阵的原理及功能分析法可拟定如下的设计技术路线:对影响搓背的因素进行分析→运用形态学矩阵构建搓背总体方案→搓背可行性方案的选择→运用功能分析法结合形态学矩阵设计传动方案→方案的分析与确定。三、总体方案的确定在洗澡过程的过程中,人可以站着、坐着或躺着,传统的搓背主要依靠人手和搓澡巾来完成。在这个过程中,搓澡巾为洗澡用具,通常用洗澡用具为化纤浴巾,还有一些天然的洗澡用具比如丝瓜络、海浮石等比现在的化纤浴巾要好洗澡用具有各种各样的大小
5、和形状,有圆形的、方形的等等;人手提供动力,并控制搓的动作,来完成搓澡运动,实现污垢与皮肤的分离,而这种分离主要依靠的是摩擦来实现的。通过以上的分析可以选出这些因素:洗浴用具的大小和形状、洗浴用具的材料、分离污垢、搓背的动力、人在空间所处的位置六个因素作为研究对象。在上述的六个因素中,分别列举其的形态如下:洗浴用具的大小方可以定为大型、小型、中型;洗浴用具的形状较多,只考虑圆形和长方形的两种;洗浴用具的材料选用化纤、丝瓜络、海浮石三种;洗浴时人在空间所处状态定为站着、坐着、躺着这三种;分离污垢只考虑通过摩擦来实现;搓背的动力可以由人工提供、电动机提供、液压
6、三种方式。因素形态123A洗浴用具的材料化纤丝瓜络海浮石B洗浴用具的形状圆形长方形C洗浴用具的大小大中小D人在空间的状态躺式坐式立式E分离污垢机械摩擦F搓背的动力人工电动机液压利用上表,理论上可以组合出N=3×2×3×3×1×3=162种方案。在众多的方案中,选五种方案来进行评选,这五种方案如下:方案1:A1(或A2)-B2-C3-D4(或D3)-E1-F1是一种最原始的搓背方式,这种搓背主要依靠人手来完成,单人洗浴时搓背比较难以实现。方案2:A1(或A2或A3)-B1-C3-D4(或D3)-E1-F1由这种方案可以设计一种手持式的搓背器,这种搓背器也可以
7、搓洗身体的其它部位,可适用于个人使用。方案3:A1(或A2或A3)-B1-C3-D4(或D3)-E1-F2(F3)由这种方案可以设计一种手持式的自动搓背器,一种是电动的,一种是由洗澡时的水来提供动力,同方案2也可以搓洗身体的其它部位,可适用于个人使用。方案4:A1与A3结合(或A2与A3结合)-B2-C1-D1-E1-F1(或F2)由这种方案可以设计出机械式搓背床或自动搓背床,可以实现对人背部的搓洗和按摩,可适用于大型洗澡场所或家庭使用。方案5:A1与A3结合(或A2与A3结合)-B2-C2-D2-E1-F1(或F2)由这种方案可以设计出机械式搓背椅或自动
8、搓背椅,可适用于大型洗澡场所或家庭使用。经过初步的分析便可挑选出少
