ТЕРМОМАССАЖНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована для одновременного массажа и теплового воздействия на тело и позвоночник пользователя (пациента).
Известно термотерапевтическое устройство, содержащее основание, две направляющие, установленные параллельно вдоль продольной оси основания, каретку, выполненную из цельной платформы, которая снабжена колесиками, установленными в направляющих, а наружная поверхность которой снабжена нагреваемыми роликами, тяговый двигатель, закрепленный на основании и который служит для перемещения каретки вдоль продольной оси основания на колесиках по направляющим посредством передачи, связывающей его с кареткой. (Заявка США №20130110007, опубл. 02.05.2013).
В качестве передачи, как оговаривается в описании к этой заявке, может использоваться ременная, цепная передачи, или иная. При перемещении каретки тяговым двигателем определяют нагрузку на каретку посредством измерения тока тягового двигателя. В этой заявке также описан способ для сканирования тела пациента, включающий: шаг подготовки ввода информации о пользователе и создания подготовки; шаг измерения данных изменений тягового двигателя и изменений кодирующего устройства для роликов; конверсионный шаг получения данных взвешенных изменений и преобразования взвешенных изменений в данные; и шаг преобразования информации и производства информации об основе (теле и/или позвоночнике) пользователя.
Ограничениями этого технического решения являются:
- тяговый двигатель используется для определения нагрузки на ролики и одновременно совместно с кодирующим устройством для определения их позиционирования, что снижает точность;
- нагреваемые ролики могут только вращаться и не могут перемещаться в вертикальном направлении (вверх-вниз), т.е. следовать изгибам тела пациента, что также снижает точность определения позиционирования и ухудшает их массажное воздействие на тело пациента;
- использование ременной или цепной передачи также снижает точность из-за инерционности и растяжения ремня (непостоянство скорости вращения шкива вследствие проскальзывания ремня и непостоянное передаточное число вследствие неизбежного упругого скольжения ремня) или из-за больших люфтов в звене цепи и звездочке, по сравнению с зубчатыми передачами повышенная неравномерность движения, а также повышенные вибрации и шум;
- необходимость использования кодирующего устройства для определения позиционирования каретки.
Наиболее близким техническим решением является термомассажное устройство, содержащее основание, две направляющие, установленные параллельно вдоль продольной оси основания, каретку, выполненную из нижней платформы и из верхней платформы, нижняя платформа снабжена колесиками, установленными в направляющих, а верхняя платформа шарнирно связана с нижней платформой и снаружи снабжена по меньшей мере двумя нагреваемыми роликами, выполненными с возможностью их вращения в качающейся опоре, установленной снаружи верхней платформы, первый двигатель, закрепленный на нижней платформе, который служит для подъема-опускания верхней платформы относительно нижней платформы посредством шестерен его валов и секторов зубчатых колес, размещенных в зацеплении с шестернями, которые установлены по обе стороны от продольной оси каретки, при этом сектора зубчатых колес закреплены на верхней платформе, второй двигатель, закрепленный на основании и который служит для перемещения каретки вдоль продольной оси основания на колесиках по направляющим посредством передачи, связывающей второй двигатель с кареткой. (Заявка США №20130253390, от 26.09.2013).
По существу эта заявка описывает конструкцию каретки с вертикальным перемещением роликов для термотерапевтического устройства, а термомассажное устройство кратко изложено в описании к фиг. 1 этой заявки. В частности изложено, что движущийся аппарат включает второй двигатель, и элемент передачи, соединенный с кареткой и исполненный, чтобы продвинуть каретку вперед и назад в главном направлении оси полой секции согласно вращательной силе второго двигателя. Элемент передачи может использовать различные конфигурации, такие как ремень, цепь, винт, и т.п. Главное чтобы направление оси полой секции было обращено к продольному направлению спинного хребта пользователя. Таким образом, второй двигатель выполняет функцию тягового двигателя и для позиционирования роликов требуется кодирующее устройство, подобное техническому решению по заявке США №20130110007 - фотодатчик и вращающаяся пластина с отверстиями.
Преимуществом известного устройства является то, что нагреваемые ролики могут перемещаться в вертикальном направлении (вверх-вниз), т.е. следовать изгибам тела пациента, что улучшает их массажное воздействие на тело пациента.
Ограничениями ближайшего аналога являются:
- второй двигатель используется для определения нагрузки на нагреваемые ролики и совместно с кодирующим устройством для определения их позиционирования, что снижает точность;
- использование ременной или цепной передачи также снижает точность из-за инерционности и растяжения ремня (непостоянство скорости вращения шкива вследствие проскальзывания ремня и непостоянное передаточное число вследствие неизбежного упругого скольжения ремня) или из-за больших люфтов в звене цепи и звездочке, по сравнению с зубчатыми передачами - повышенная неравномерность движения, а также повышенные вибрации и шум, к недостатками классической винтовой передачи (болт-гайка) можно отнести низкий КПД, повышенные потери на трение, быстрый износ, что снижает точность позиционирования в процессе эксплуатации;
- первый двигатель на каретке служит только для перемещения нагреваемых роликов вверх-вниз, а нагрузка на них определяется по измеряемым данным второго двигателя, что снижает точность задаваемых нагрузок на ролики в процессе проведения непосредственно массажа.
Решаемая полезной моделью задача - улучшение технико-эксплуатационных характеристик.
Достигаемый технический результат полезной модели заключается в повышении точности позиционирования прилагаемых нагрузок, их величины, и в снижении шума.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном термомассажном устройстве, содержащем основание, две направляющие, установленные параллельно вдоль продольной оси основания, каретку, выполненную из нижней платформы и из верхней платформы, причем нижняя платформа снабжена колесиками, установленными в направляющих, а верхняя платформа шарнирно связана с нижней платформой и снаружи снабжена по меньшей мере двумя нагреваемыми роликами, выполненными с возможностью их вращения в качающейся опоре, установленной снаружи верхней платформы, первый двигатель, закрепленный на нижней платформе, который служит для подъема-опускания верхней платформы относительно нижней платформы посредством шестерен и секторов зубчатых колес, размещенных в зацеплении с шестернями, которые установлены по обе стороны от продольной оси каретки, при этом сектора зубчатых колес закреплены на верхней платформе, а шестерни связаны с первым двигателем, второй двигатель, закрепленный на основании и который служит для перемещения каретки вдоль продольной оси основания на колесиках по направляющим посредством передачи, связывающей второй двигатель с кареткой, согласно заявленной полезной модели в качестве передачи, связывающей второй двигатель с кареткой, использован червяк, расположенный вдоль продольной оси основания, и один конец которого установлен в подшипнике, закрепленном на основании, а другой конец связан со вторым двигателем посредством червячной передачи - червяк-зубчатое колесо, которое закреплено на валу второго двигателя, введен ползун, установленный на червяке между подшипником и вторым двигателем, и снаружи ползун соединен с нижней платформой каретки, при этом первый двигатель служит для определения нагрузки на нагреваемые ролики, а второй двигатель - только для их позиционирования.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:
- пространство между выступами червяка и внутренней поверхности ползуна было снабжено шариками с обеспечением шарико-винтовой передачи между червяком и ползуном;
- нагреваемые ролики были выполнены гантелеобразными из нефрита и была введена галогеновая лампа, которая служит для подогрева нагреваемых роликов;
- второй двигатель был выполнен реверсивным, и введены выключатели, которые установлены на концах направляющей для изменения реверса второго двигателя;
- первый двигатель был снабжен редуктором а шестерни связаны с валом первого двигателя через редуктор.
Указанные преимущества полезной модели, а так же ее особенности поясняются с помощью лучшего варианта ее выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 схематично изображает термомассажное устройство, вид спереди;
Фиг. 2 - то же, что фиг. 1 , с поднятой верхней платформой;
Фиг. 3 - то же, что фиг. 1, вид сверху с перемещенной кареткой вправо;
Фиг. 4 - конструкция каретки ближайшего аналога.
Термомассажное устройство (фиг. 1-3) содержит основание 1, две направляющие 2, установленные параллельно вдоль продольной оси основания 1, каретку 3 (фиг. 1-4), выполненную из нижней платформы 4 и из верхней платформы 5. Нижняя платформа 4 снабжена колесиками 6, установленными в направляющих 2, а верхняя платформа 5 шарнирно (осью 7) связана с нижней платформой 4 и снаружи снабжена по меньшей мере двумя нагреваемыми роликами 8 (на фиг. 3 их показано четыре). Количество нагреваемых роликов 8 определяется конструктивно и из технического задания на устройство. Нагреваемые ролики 8 выполнены с возможностью их вращения в качающейся опоре 9, установленной снаружи верхней платформы 5. Первый двигатель 10, закрепленный на нижней платформе 4 и служит для подъема-опускания верхней платформы 5 относительно нижней платформы 4 посредством шестерен 11 и секторов 12 зубчатых колес, размещенных в зацеплении с шестернями 11. Шестерни 11 и секторы 12 зубчатых колес установлены по обе стороны от продольной оси каретки 3, при этом секторы 12 зубчатых колес закреплены на верхней платформе 5, а шестерни 11 связаны с первым двигателем. Второй двигатель 13 закреплен на основании 1 и служит для перемещения каретки 3 вдоль продольной оси основания 1 на колесиках 6 по направляющим 2 посредством передачи, связывающей второй двигатель 13 с кареткой 3.
В качестве передачи, связывающей второй двигатель 13 с кареткой 3, использован червяк 14, расположенный вдоль продольной оси основания 1. Один конец червяка 14 установлен в подшипнике 15, закрепленном на основании 1, а другой конец червяка 14 связан со вторым двигателем 13 посредством червячной передачи: червяк 14 - зубчатое колесо 16, которое закреплено на валу второго двигателя 13. Введен ползун 17, установленный на червяке 14 между подшипником 15 и вторым двигателем 13. Снаружи ползун 17 соединен с нижней платформой 4 каретки 3. Первый двигатель 10 служит для определения нагрузки на нагреваемые ролики 8, а второй двигатель 13 - только для определения их позиционирования.
Кроме того, для дополнительного повышения точности и бесшумности пространство между выступами червяка 14 и внутренней поверхности ползуна 17 может быть снабжено шариками с обеспечением шарико-винтовой передачи (ШВП) между червяком 14 и ползуном 17.
Нагреваемые ролики 8 могут быть выполнены гантелеобразными (фиг. 3) из нефрита и введена галогеновая лампа 18 (или несколько галогеновых ламп), которая служит для подогрева нагреваемых роликов 8.
Второй двигатель 13 для непрерывного проведения нескольких циклов массажа или сканирования целесообразно выполнять реверсивным, и введены выключатели 19, которые установлены на концах направляющей 2 для изменения реверса второго двигателя 13.
В зависимости от конструктивных особенностей первый двигатель 10 может быть снабжен редуктором 20 (фиг. 2, 4). Шестерни 11 связаны с первым двигателем 10 через редуктор 20. На фигуре 4 также показаны зубцы 21 сектора 12 зубчатого колеса.
Работает термомассажное устройство (фиг. 1-3) следующим образом.
Конструктивно массажное устройство имеет вид кровати, снабженной матами. При нахождении на ней пользователя первоначально производится сканирование его тела и позвоночника. Для этого, например, из левого положения каретки 3 (фиг. 1) она колесиками 6 по направляющим 2 перемещается в правое положение (фиг. 3) при помощи вращения второго двигателя 13 (постоянного тока) через кинематическую связь: второй двигатель 13 - зубчатое колесо 16 (червячное колесо) - червяк 14 - ползун 17 (ШВП) - каретка 3. Поскольку червячные передачи имеют большое передаточное число, то применение редуктора не требуется. Кроме того, червячные передачи обладают плавностью и бесшумностью работы.
При прохождении каретки 3 вдоль позвоночника на нагреваемые ролики 8 верхней платформы 5 (в режиме сканирования их нагрев может быть отключен или регулируется как минимальный) оказывается разное давление тела пользователя, и они перемещаются немного вверх и несколько вниз, тем самым через секторы 12 зубчатых колес - шестерни 11 изменяют нагрузку первого двигателя 10, закрепленного нижней платформе 4. Сила тока первого двигателя 10 измеряется и регистрируется, а ее величина запоминается относительно положения ползуна 17 на червяке 14. Положение ползуна 17 на червяке 14 (его расстояние от второго двигателя 13) легко определяется, т.к. известно количество оборотов в минуту вала второго двигателя 13, число зубьев зубчатого колеса 16 и число витков (выступов) червяка 14. Поэтому применение какого-либо дополнительного кодирующего устройства, вносящего свою дополнительную погрешность, не требуется. При известности указанных параметров достаточно зарегистрировать число оборотов вала второго двигателя 13.
Само разделение обобщенной функции ближайшего аналога (измерения нагрузки + позиционирование) на функцию определения нагрузки, находящимся вблизи измеряемого объекта конструктивным элементом, и функцию определения позиционирования удаленным конструктивным элементом - вторым двигателем 13 позволяет не менее чем на порядок повысить точность измерений. Аналогично производится сканирование тела пользователя при перемещении каретки 3 в обратном направлении. Нижняя платформа 4 каретки 3 (или колесико 6) замыкает контакт одного из выключателей 19, и второй двигатель 13 изменяет направление вращения своего вала.
Кроме того, в заявленном термомассажном устройстве для сообщения перемещения каретке 3 используется не одна червячная или винтовая передача, а две совмещенные передачи, использующие как преимущества червячной передачи, так и винтовой. От вала второго двигателя 13 применена червячная передача: зубчатое колеса 16 - червяк 14 (обычно в червяных передачах ведущим звеном является червяк), а от червяка 14 к ползуну 17 - аналог винтовой передачи, в которой ведущим звеном является червяк 14. При этом для дополнительного повышения точности и бесшумности пространство между выступами червяка 14 и внутренней поверхности ползуна 17 снабжается шариками с обеспечением шарико-винтовой передачи (ШВП) между червяком 14 и ползуном 17.
ШВП широко применяется в авиастроении и ракетостроении для перемещения рулевых поверхностей, а также в прецизионном машиностроении, таком, как станки с ЧПУ, роботы, сборочные линии. Достоинства ШВП: малые потери на трение и высокий КПД; высокая нагрузочная способность при малых габаритах; размерное поступательное перемещение с высокой точностью; высокое быстродействие; плавный и бесшумный ход.
Для передачи вращения от первого двигателя на две шестерни 11, уменьшения скорости вращения шестерен 11, обеспечения плавности хода и улучшения регистрации величины тока нагрузки первый двигатель 10 снабжен редуктором 20 (фиг. 2, 4).
Режим термомассажа осуществляется аналогично ближайшему аналогу с учетом того, что достигнуто более точное определение нагрузок на позвоночник и позиционирование нагреваемых роликов 8. Для улучшения качества проведения массажа и теплопередачи нагреваемые ролики 8 выполнены гантелеобразными (фиг. 3) из нефрита, а для их подогрева используется галогеновая лампа 18 (или несколько галогеновых ламп, размещенных в полусферическом колпаке из нефрита). Кроме того, нагреваемые ролики 8 (полые внутри) могут быть выполнены из турмалина или германия с патронами с каждой стороны, куда вставляются галогенные лампы (на фиг. 1-4 не показаны), которые служит для нагрева нагреваемых роликов 8. В полусферическом колпаке из нефрита также находится термодатчик для регулировки температуры.
При известности ранее сосканированных нагрузок на позвоночник и их точного местоположения верхняя платформа 5 регулируется по высоте первым двигателем 10, а нагреваемые ролики 8 производят массаж-теплоотдачу телу и позвоночнику пользователя. При перемещении каретки 3 вдоль позвоночника соответственно усиливается или уменьшается воздействие нагреваемых роликов 8 на спину пользователя и тем самым улучшается влияние термомассажа, учитывающего изгиб позвоночника и акупунктуру позвонков.
Наиболее успешно заявленное термомассажное устройство промышленно применимо в больницах, поликлиниках, санаториях, других медицинских учреждениях, а также в домашних условиях.