CN102349851A - 一种注水式足部按摩器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种注水式足部按摩器，在足部按摩器的注水口安装温度传感器，随时检测注水口的实际温度，当水的实际温度超过一个预设值时，判定注水口被异物阻塞，切断足部按摩器的电源。还包括一无水检测电路，该电路设有一金属导体，当足部按摩器注水后，当水与无水电路的金属导体接触时，无水检测电路监测所述覆盖金属的分布电容，当足部按摩器盆底无水时，无水检测电路的输出电路获得无水输出值，当足部按摩器注水后，水与覆盖金属间形成了一个感应电容，改变了该覆盖金属上的分布电容，无水检测电路的输出电路获得注水输出值，通过无水检测电路的输出值判断足部按摩器盆底是否有水，该足部按摩器具有防干烧和防堵塞功能。
Description
技术领域
本发明属于健身保健器具技术领域，特别涉及一种注水式足部按摩器。
背景技术
注水式足部按摩器，能舒缓足部肌肉疲惫感，达到缓解疲劳，放松机体的效果而广受欢迎，目前市场常见的注水式足部按摩器的都没有防干烧及低水位，注水口堵塞保护功能，人们在使用前，需要留意足部按摩器中是否有足够水，以及在使用过程中留意水是否在循环，稍有不慎就有可能造成足部按摩器相关部件的损坏，安全性有所欠缺。
发明内容
本发明的目的是提供一种具备防无水干烧和防止堵塞的注水式足部按摩器，以解决现有技术中的足部按摩器没有放干烧和防堵塞功能的缺陷。
本发明的技术方案是，一种注水式足部按摩器，在所述的足部按摩器的注水口安装温度传感器，随时检测注水口的实际温度，当水的实际温度超过一个预设值时，判定注水口被异物阻塞，切断足部按摩器的电源。
优选的，还包括一无水检测电路，有一金属导体与该无水检测电路连接且安装于足部按摩器盆底，当足部按摩器注水后，金属导体上的分布电容发生改变，无水检测电路检测该分布电容的变化量，无水检测电路的输出电路获得注水输出值，足部按摩器通过无水检测电路的输出值判断足部按摩器盆底是否有水。
优选的，所述无水检测电路包括至少一块用于对所述注水式足部按摩器进行无水检测的印制线路板，该印制线路板上生有一大面积覆盖金属，
无水检测电路监测所述覆盖金属的分布电容，当足部按摩器盆底无水时，无水检测电路的输出电路获得无水输出值，当足部按摩器注水后，水与覆盖金属间形成了一个感应电容，改变了该覆盖金属上的分布电容，无水检测电路的输出电路获得注水输出值，足部按摩器通过无水检测电路的输出值判断足部按摩器盆底是否有水，
所述覆盖金属的面积尺寸的选取以无水检测电路的检测精度足够检测到该覆盖金属上的分布电容为宜。
优选的，所述印制线路板至少是具有上板面和下板面的双面板，在印制线路板上的下板面生有一大面积覆盖金属。
优选的，生有大面积覆盖金属的印制线路板的那一面朝下，与所述足部按摩器盆底紧贴安装，当足部按摩器注水后，水与覆盖金属间形成了一个感应电容，改变了该覆盖金属上的分布电容，无水检测电路的输出电路获得注水输出值，足部按摩器通过无水检测电路的输出值判断足部按摩器盆底是否有水。
优选的，所述的无水检测电路的输入端包括一高频信号发生电路，该高频信号发生电路与所述覆盖金属连接。
优选的，当足部按摩器注水后，改变了该覆盖金属上的分布电容，由于电容产生的容抗，无水电路的输入端加载的高频信号会发生衰减，通过印制线路板上的阻容电路输出一电压信号，该电压信号为无水检测电路的输出值。
优选的，所述覆盖金属与第一电容一端连接，同时与第一二极管的负极和第二二极管的正极连接，第二二极管的负极与第二电容和第六电阻的并联电路连接后介入运算放大器的负极，第二电容和第六电阻的并联电路的另一端与第一二极管的正极连接后接地，第一电容的另一端接时钟整形电路，引入高频信号，运算放大器的输出接一电平检测端口。
优选的，所述的大面积覆盖金属是大面积覆铜或者铝。
本发明的足部按摩器能在无水或水位少于特定容量时自动检测进行必要的保护，以及在注水口堵塞时提供保护。利用水会改变分布电容的特点来检测盆体中是否有水，利用一块带有金属片的PCB板(全称Printed Circuit Board，印制线路板)紧贴在足部按摩器盆底，此PCB板的输入端加高频信号，当无水时此高频信号通过PCB板后经过处理会产生一个电压信号，当加水之后，一旦水漫过PCB板上的金属片就会改变金属片上的分布电容(即水与金属片之间形成了一个感应电容)，由于电容产生的容抗，输入端加载的高频信号会发生衰减，通过PCB板后经过处理产生的电压信号将会比无水的时候低。通过比较无水时的输出电压与有水时的输出之间的电压差就可以判断足部按摩器中是否有水。此时足部按摩器会根据相关的电压信号，通过AD采样程序或外部硬件电路可自动判断是否有水及是否达到要求的水量，若无水或水量不足则无法启动足部按摩器或足部按摩器自动切断电源。通过温度传感器，微处理器可以判断当前注水口的实际温度，若注水口被异物阻塞加热管内的温度就会异常升高，当温度超过允许的最大值切断足部按摩器电源。
用于检测的PCB板安装在足部按摩器底部，实现的水电分离，提高了安全性。由于足部按摩器底面为倾斜面，因此用于检测的PCB板安装的位置及水量的多少会直接影响到分布电容的容量，利用这点可以判断是否满足水量10％要求。温度传感器安装在注水口出，可以有效检测加热管内的实际温度，达到防止注水口堵塞引起的温度异常的目的。
本发明既能实现对足部按摩器温度的实时检测控制，防止注水口阻塞引起的部件损坏，且可以有效检测足部按摩器内是否有足够的水量，水电分离检测，其结构简单，造价低廉。
附图说明
图1是本发明一实施例中足部按摩器的无水检测电路的PCB板图
图2是本发明一实施例中无水检测电路原理图
图3是本发明对于足部按摩器中无水时的模拟检测电路原理图
图4是本发明对于足部按摩器中有水时的模拟检测电路原理图
图5是本发明一实施例中足部按摩器的结构示意图
图6是本发明一实施例中无水检测电路PCB板的安装位置示意图
其中，1——无水检测电路的印制线路板(PCB)
2——大面积覆盖金属
3——水泵
4——温度传感器
5——注水口
具体实施方式
本发明的足部按摩器在盆体内安装有控制足部按摩器工作的微处理器，水位传感器，温度传感器。所述器件组成能在无水或水位少于特定容量时自动检测进行必要的保护，以及在注水口堵塞时提供保护。如图1，利用水会改变分布电容的特点来检测盆体中是否有水，利用一块带有金属片的PCB板(全称Printed Circuit Board，印制线路板)紧贴在足部按摩器盆底，此PCB板的输入端加高频信号，当无水时此高频信号通过PCB板后经过处理会产生一个电压信号，当加水之后，一旦水漫过PCB板上的金属片就会改变金属片上的分布电容(即水与金属片之间形成了一个感应电容)，由于电容产生的容抗，输入端加载的高频信号会发生衰减，通过PCB板后经过处理产生的电压信号将会比无水的时候低。通过比较无水时的输出电压与有水时的输出之间的电压差就可以判断足部按摩器中是否有水。此时安装在足部按摩器内部的微处理器会根据相关的电压信号，通过AD采样程序或外部硬件电路可自动判断是否有水及是否达到要求的水量，若无水或水量不足则无法启动足部按摩器或足部按摩器自动切断电源。通过温度传感器，微处理器可以判断当前注水口的实际温度，若注水口被异物阻塞加热管内的温度就会异常升高，当温度超过允许的最大值时则由微处理器切断足部按摩器电源。
如图5和图6，用于检测的PCB板安装在足部按摩器底部，实现的水电分离，提高了安全性。由于足部按摩器底面为倾斜面，因此用于检测的PCB板安装的位置及水量的多少会直接影响到分布电容的容量，利用这点可以判断是否满足水量10％要求。温度传感器安装在注水口出，可以有效检测加热管内的实际温度，达到防止注水口堵塞引起的温度异常的目的。
如附图2所示无水检测PCB板的CLOCK引脚上加载1MHz以上的高频信号，此信号通过74HC00芯片放大后输出，通过电容C1与覆盖金属或者金属焊盘，通过双二极管后在运算放大器的反相输入端形成一个电压信号，运算放大器的同相输入端接一组参考电压。当无水时反相输入端电压高于同相输入端，预算放大器的输出端为低电平。当加入足够的水后，反相输入端电压会低于同相输入端，预算放大器的输出端电平发生翻转变为高电平，此时通过读取微处理器相关引脚的电平变化就可判断是否有水。图1中，无水检测电路的印制线路板1上有大面积覆盖金属2。
附图3提供了一个模拟的检测电路：信号发生器V1提供一个1.6MHz/5V的高频振荡信号，该信号经过一个10pF电容C2后发生衰减，经过二极管D2，电容C1整流后，与200K欧电阻R2两端形成一个输出电压：3.077V。
若足部按摩器中加水后就与图1中的覆盖金属(也可以是金属焊盘)之间形成一个分布电容：如图4中C3，此时信号发生器V1产生的振荡信号，由于经过了两个电容的衰减，经过二极管D2，电容C1整流后，与200K欧电阻R2两端形成一个输出电压：2.337V。
电容容抗与输入频率之间的关系为Xc＝1/2πfC
其中Xc：电容容抗，π＝3.14，f：输入频率，C：电容容量。
在输入频率V1，C2电容容量不变的情况下，增加覆盖金属或者金属焊盘的面积输出电压会相应减小：例如：输入频率V1为1.6MHz，C2电容为15pF，R2电阻为270K，金属焊盘面积为7平方厘米，无水时输出电压为：3V。有水时输出电压为：2.5V。当金属焊盘面积增加为10平方厘米，无水时输出电压为：3V，有水时输出电压为：2.3V。
在金属焊盘面积，C2电容不变的情况下，增加输入频率V1，输出电压会相应升高：例如：输入频率V1为1MHz，C2电容为10pF，假定分布电容为10pF不变，无水时输出电压为：2.75V，有水时输出电压：2.17V。其它参数不变，当输入频率增加为2MHz：无水时输出电压为：3.25V，有水时输出电压：2.72V。
通过温度传感器4，足部按摩器的微处理器可以判断当前注水口的实际温度，若注水口5被异物阻塞加热管内的温度就会异常升高，当温度超过允许的最大值时则由微处理器切断足部按摩器电源。足部按摩器还包括水泵3。本发明既能实现对足部按摩器温度的实时检测控制，防止注水口阻塞引起的部件损坏。
综上所述通过上述元件的组合可以有效防止注水时足部按摩器在无水以及水量不足的情况下开启加热功能，防止干烧。并可以防止由于注水口堵塞造成的温度异常升高导致的器件损坏，水电分离检测，安全性较高，结构简单，造价低廉。
Claims (9)
1.一种注水式足部按摩器，其特征在于，在所述的足部按摩器的注水口安装温度传感器，随时检测注水口的实际温度，当水的实际温度超过一个预设值时，判定注水口被异物阻塞，切断足部按摩器的电源。
2.如权利要求1所述的注水式足部按摩器，其特征在于，还包括一无水检测电路，有一金属导体与该无水检测电路连接且安装于足部按摩器盆底，当足部按摩器注水后，金属导体上的分布电容发生改变，无水检测电路检测该分布电容的变化量，无水检测电路的输出电路获得注水输出值，足部按摩器通过无水检测电路的输出值判断足部按摩器盆底是否有水。
3.如权利要求2所述注水式足部按摩器，其特征在于，所述无水检测电路包括至少一块用于对所述注水式足部按摩器进行无水检测的印制线路板，该印制线路板上生有一大面积覆盖金属，
无水检测电路监测所述覆盖金属的分布电容，当足部按摩器盆底无水时，无水检测电路的输出电路获得无水输出值，当足部按摩器注水后，水与覆盖金属间形成了一个感应电容，改变了该覆盖金属上的分布电容，无水检测电路的输出电路获得注水输出值，足部按摩器通过无水检测电路的输出值判断足部按摩器盆底是否有水，
所述覆盖金属的面积尺寸的选取以无水检测电路的检测精度足够检测到该覆盖金属上的分布电容为宜。
4.如权利要求3所述注水式足部按摩器，其特征在于，所述印制线路板至少是具有上板面和下板面的双面板，在印制线路板上的下板面生有一大面积覆盖金属。
5.如权利要求3所述注水式足部按摩器，其特征在于，生有大面积覆盖金属的印制线路板的那一面朝下，与所述足部按摩器盆底紧贴安装，当足部按摩器注水后，水与覆盖金属间形成了一个感应电容，改变了该覆盖金属上的分布电容，无水检测电路的输出电路获得注水输出值，足部按摩器通过无水检测电路的输出值判断足部按摩器盆底是否有水。
6.如权利要求3所述的注水式足部按摩器，其特征在于，所述的无水检测电路的输入端包括一高频信号发生电路，该高频信号发生电路与所述覆盖金属连接。
7.如权利要求3所述的注水式足部按摩器，其特征在于，当足部按摩器注水后，改变了该覆盖金属上的分布电容，由于电容产生的容抗，无水电路的输入端加载的高频信号会发生衰减，通过印制线路板上的阻容电路输出一电压信号，该电压信号为无水检测电路的输出值。
8.如权利要求7所述的注水式足部按摩器，其特征在于，所述覆盖金属与第一电容一端连接，同时与第一二极管的负极和第二二极管的正极连接，第二二极管的负极与第二电容和第六电阻的并联电路连接后介入运算放大器的负极，第二电容和第六电阻的并联电路的另一端与第一二极管的正极连接后接地，第一电容的另一端接时钟整形电路，引入高频信号，运算放大器的输出接一电平检测端口。
9.如权利要求3所述的注水式足部按摩器，其特征在于，所述的大面积覆盖金属是大面积覆铜或者铝。
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