谈自动搓背机的设计

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Sdudy on the Design of Automatic Back Rubs MachineJia Yongjun(Department of Mechanical and Electrical Engineering。Shaanxi Energy Institute，Xianyang Shanxi。71 2000。China)Abstract；According to the fact that the olds are hard to touch their back when they take a shower，we desighed a automatic backrubs machine.The product which use screw and nut moving up and down to fit different body height.It also moving left and rightby slider-crank mechanism to rub back.The automatic rub machine use cam and mandril machanism to give a back rub.It WOn thesecond price in the Fifth Session of the Nation College StudentsInnovation Desigh Competition at Shaanxi .This paper is majorin the desighing process of automatic back rubs machine.It can provide reference to the exploit of new products。

Key W ords：Automatic back rubbing machine l Design l Mechanism ；Control system随着 经济的快 速发展 ，人 民生 活水平的提 高 ，洗澡成 为人们 日常生 活中-项身心放松 的重要活动 。但是 ，个人洗澡时 ，特别是老年 人 ，后背难于搓 到、搓净 ，洗澡 比较吃力。市面上虽有类似的产品，但功能比较单- ，效果不理想 ，针对这 -现实 ，构思了搓背机的方 案。

1 设计方案1.1机械运动系统采用 丝杠螺 母副实现 上下运 动 ，用于适 应不同人体 高度 ；采用 曲柄摇杆 机构实现左右运动 ，实现搓背；采用齿轮组 带动凸轮机构前后运动 ，实现按摩 。

1.2 电气控制系统使用直流 无刷 电机 ，采用32位 可编程表 1控制器 ，控制 电机起停 。输入电压为220 V，经交直 流变 压器转 换 为24 V安全 直流 电压 ，符合人体安全要求 ；根据不同使用个体的需求 ，通过可编程控制器对按摩、高低定位 、左右运行 电机实现无级调速。

电动机 输 出轴带动 曲柄 ，利用 曲柄 滑块机构推动箱体在底板上左右往复直线运动以完成搓 背动作 。

电动机 输 出轴 带动左端 的 圆柱齿轮 ，采用-级 圆柱 齿轮减速 器，带动两 凸轮轴转动 ，利用 凸轮滚 子机构来推 动按摩头前后往 复直线运动 ，实现 拍打按摩 。

工作参数执行机构工作力 移动速度 频率 转速搓头 6O N O.314 m/s 6O次rain 6O r/min(电机控制)按摩头 60 N 凸轮轴转速 0.19 m/s 60次/min 6O r/min(电机控制)上下运行 0.723 m/s 60次/min 60 r/min(电机控制)表 2计算项目 计算过程 计算结果ET /lO00 -F60X0.723/1000XO.922 上下运行 尸上T46W 0.046kW 46W：Fv/lO00 60x0.314/1000x0.922 左右运行 右20W 0.020kW 2OW尸按 Fv/lO00j安 ：60X O.19/1000X 0.813 按摩运行 尸按摩14w 0.014kW 14W 由- 台电机带 动丝 杠转动 ，利用丝杠螺母副带动底 座实现上下运 行 ，完成高低定位 或者全背部的覆盖 。

2 理论设计计算2.1已知技术参数(表 1)2.2 电动机功率选择及传动效率(1)上 下运行传动效率。

r/T ：，7联轴器 ×玎丝杠 ×叩轴承×77轴承0.99 X O.95 X 0.99×0.99O.922(2)左右运行传动效率 。

叩左右：77曲柄X叩滑块O.97 X 0.9O.922(3)按摩机 构传动效率 。

叩按摩 叩联轴器 町轴承l 町齿轮l 叩齿轮2 叩轴承2 77凸轮：O.99 X 0.99 X 0.97×0.97 X O.99×0.89 0.83图 1 上下运行原理图①作者 简介 ：贾永军(1 984-)，男，陕西榆林 人，大学本科 ，工学学士 ，助教 ，主 要从 事机械加 工方面教学工 作。