CN104720964A - 一种智能眼保仪 - Google Patents

Abstract

一种智能眼保仪，包括：两个支架，其通过转轴对称设置，所述两个支架之间形成第一容纳空间，该第一容纳空间内设有支撑气囊，所述两个支架在支撑气囊的作用下，随转轴转动调节；两个按摩垫，其分别与每个支架的边缘连接，所述按摩垫与支架连接后形成第二容纳空间，该第二容纳空间内设有震动装置、理疗装置，所述按摩垫与眼部接触的位置设有眼孔；控制器，其通过导线与支架连接，该控制器包括：壳体、设于壳体内的控制芯片、电源装置、供气机构、设于壳体上的按键装置、触屏装置，所述供气机构通过管道与按摩垫连通；弹性固定带，其端部分别与两个支架的端部相连接。该眼保仪具有结构简单、适应性广、功能齐全、操作方便、理疗按摩效果佳的优点。

Description

一种智能眼保仪

【技术领域】

本发明涉及一种眼保仪，具体涉及一种智能眼保仪。

【背景技术】

眼保仪是通过24颗钕磁指或者或者采用气囊力压眼部同时按摩眼部穴位，刺激和锻炼视椎细胞和视神经，缓解睫状肌疲劳，减轻长时间用眼造成的眼睛干涩和疼痛，调和气血，促进新陈代谢。独特的针孔状透片可矫正焦点，护目养神，加强眼部细胞组织自然自愈能力，在防止近视、弱视等眼睛疾病加深的同时，并收到美容眼部的功效。鉴于眼保仪如此多的优点，受到了广大消费者的喜爱，然而目前市面上的眼保仪的外框支架一般采用一体成型，同一眼保仪，仅适用于同类人群使用，如儿童用眼保仪，成年人根本无法使用，这就使得眼保仪的适应性差。

【发明内容】

针对上述问题，本发明提供一种智能眼保仪，通过改变支撑气囊的充其量，使两个支架在转轴的作用下进行旋转调节，使眼保仪适用于不同类群，解决了现有技术中眼保仪适应性差的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的，提供一种智能眼保仪，包括：

两个支架，其通过转轴对称设置，所述两个支架之间形成第一容纳空间，该第一容纳空间内设有支撑气囊，所述两个支架在支撑气囊的作用下，随转轴转动调节；

两个兼具气动按摩、震动按摩、理疗功能的按摩垫，其分别与每个支架的边缘连接，所述按摩垫与支架连接后形成第二容纳空间，该第二容纳 空间内设有用于为按摩垫提供动力的震动装置、理疗装置，且所述每个按摩垫与眼部接触的位置开设有眼孔；

用于为按摩垫提供气体以及控制震动装置、理疗装置的控制器，其通过导线与支架连接，该控制器包括：壳体、控制芯片、由控制芯片控制的电源装置、按键装置、触屏装置、供气机构，所述按键装置、触屏装置设于壳体上，所述控制芯片、电源装置、供气机构分别设于壳体内，所述供气机构通过管道与按摩垫连通；

弹性固定带，其端部分别与两个支架的端部相连接。

特别的，所述每个按摩垫由支架向眼部依次设有三个面部按摩层、震动按摩层、与眼部穴位相对应的穴位按摩层；

所述三个面部按摩层分别设于眼眶上部、眼眶下部以及太阳穴位置，且所述三个面部按摩层通过第二供气管道连通后汇总于总供气管道，该总供气管道的端部与供气机构连接；

所述震动按摩层为若干按摩球，其通过管道连通，所述管道的一端连接于震动装置输入端、另一端通过太阳穴位置后绕眼部一周连接于震动装置输入端，所述按摩球的材质为硅胶；

所述穴位按摩层为若干球形按摩气囊，其通过三条第一供气管路连通，所述每条第一供气管道靠近眼部的一端相连通，远离眼部的一端连接于供气机构。

特别的，所述供气机构包括：用于为支撑气囊、球形按摩气囊、面部按摩层提供气体的气泵、用于控制充气量的气压阀和压力传感器，所述气泵、气压阀设于控制器的壳体内，所述压力传感器分别设于第二容纳空间内。

特别的，所述震动装置为电机，其设于第二容纳空间内。

特别的，所述理疗装置为红外理疗装置，其包括加热丝、温度传感器，所述加热丝设于按摩垫边缘及球形按摩气囊外围，所述温度传感器设于第 二容纳空间内。

特别的，述第二容纳空间内平行设有三个栅板，所述三个栅板的边缘分别固定设于支架内壁上，所述压力传感器、震动装置、温度传感器分别设于栅板上。

特别的，所述按键装置由若干代表不同功能的立体按键组成，所述立体按键的形状各不相同。

特别的，所述电源装置为电路电源供电或充电电池或太阳能电池。

特别的，还包括设于支架内、由控制器控制的蓝牙装置、音乐播放装置。

相较于现有技术，本发明提供的一种智能眼保仪，具有以下有益效果：

1.适应性广：通过改变两支架中间的支撑气囊充气量，使支架随转轴转动调节以满足不同类人群的需要；

2.功能齐全：集气动按摩、震动按摩、红外线理疗为一体，且可以在佩戴延保仪的同时直接按播放音乐键播放音乐，或与外部(如手机、电脑、MP3等音乐播放器)连接播放音乐，且可以通过蓝牙装置进行音乐等的存储与删除；

3、携带方便：采用电路电源供电或充电电池或太阳能电池对眼保仪进行供电，当采用充电电池或太阳能电池时，无需连接有线电路；

4、操作方便：不同功能采用不同形状的立体按键，佩戴人员可以通过手部感知不同形状来操作气动按摩、震动按摩、红外线理疗的强弱以及音乐的播放等。

综上所述，本发明提供的智能眼保仪具有结构简单、适应性广、功能齐全、操作方便理疗按摩效果佳的优点。

【附图说明】

图1为本发明一种智能眼保仪的结构示意图；

图2为本发明一种智能眼保仪中支架的结构示意图；

图3为本发明一种智能眼保仪按摩垫中面部按摩层的结构示意图；

图4为本发明一种智能眼保仪按摩垫中震动按摩层的结构示意图

图5本发明一种智能眼保仪中电源电压为3.3V是的电路图；

图6为本发明一种智能眼保仪中电源电压为5V是的电路图；

图7为本发明一种智能眼保仪中电机驱动装置的电路图；

图8为本发明一种智能眼保仪中电机驱动装置的工作电流和相位关系图；

图9为本发明一种智能眼保仪中里料装置的电路图；

图10为本发明一种智能眼保仪中电路电压采用3.3V时整个电路的波型图；

图11为本发明一种智能眼保仪中电路电压采用5V时整个电路的波型图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。

请参阅图1-图4，本发明提供一种智能眼保仪，包括：

两个支架1，其通过转轴11对称设置，所述两个支架1之间形成第一容纳空间12，该第一容纳空间12内设有支撑气囊13，所述两个支架1在支撑气囊13的作用下，随转轴11转动调节；本发明眼保仪外形结构分为左右两半，第一容纳空间12内的支撑气囊13对两个支架1起到固定支撑作用，通过对支撑气囊13进行充气、排气，即控制其压力，达到左右支架1贴合不同人群面部的目的；

两个兼具气动按摩、震动按摩、理疗功能的按摩垫2，其分别与每个支架1的边缘连接，所述按摩垫2与支架1连接后形成第二容纳空间21，该 第二容纳空间21内设有用于为按摩垫2提供动力的震动装置51、理疗装置，且所述每个按摩垫2与眼部接触的位置开设有眼孔22；

用于为按摩垫2提供气体以及控制震动装置51、理疗装置的控制器3，其通过导线(图中未绘示)与支架1连接，该控制器3包括：壳体31、控制芯片(图中未绘示)、由控制芯片控制的电源装置(图中未绘示)、按键装置32、触屏装置33、供气机构34，所述按键装置32、触屏装置33设于壳体31上，所述控制芯片、电源装置、供气机构34分别设于壳体31内，所述供气机构34通过管道与按摩垫2连通；

弹性固定带(图中未绘示)，其端部分别与两个支架1的端部相连接，所述弹性固定带的弹性系数不能过小，也不能太大，以确保使用者在使用过程中眼保仪不会出现松动移位等现象。

特别的，所述每个按摩垫2由支架1向眼部依次设有三个面部按摩层23、震动按摩层24、与眼部穴位相对应的穴位按摩25；

所述三个面部按摩层23分别设于眼眶上部、眼眶下部以及太阳穴位置，且所述三个面部按摩层23通过第二供气管道231连通后汇总于总供气管道232，该总供气管道232的端部与供气机构34连接；

所述震动按摩层24为若干按摩球241，其通过管道242连通，所述管道242的一端连接于震动装置51输入端、另一端通过太阳穴位置后绕眼部一周连接于震动装置51输入端，所述按摩球241的材质为硅胶，硅胶既可以达到对眼部进行按摩的目的，同时不会对眼部穴位造成损伤；

所述穴位按摩层25为若干球形按摩气囊251，其通过三条第一供气管路252连通，所述每条第一供气管路252靠近眼部的一端相连通，远离眼部的一端连接于供气机构34；

如此设置，可以对眼部穴位进行点按摩，同时可以对眼部、面部区域进行按摩，提高了眼保仪的按摩功能；于使用时，电源开启，按压按键装置32中的气压穴位按摩按键，供气机构34对球形按摩气囊251进行充气， 实现眼部穴位的点按摩；按压按键装置32中的震动按钮，电机开始工作，按摩球241在电机的作用下，于管道内震动，并对眼部及太阳穴处进行震动按摩；按压按键装置32中的面部区域按摩按键，供气机构34对三个面部按摩层23进行充气，实现眼部、面部的区域按摩。

特别的，所述供气机构34包括：用于为支撑气囊13、球形按摩气囊251、面部按摩层23提供气体的气泵(图中未绘示)、用于控制充气量的气压阀(图中未绘示)和压力传感器341，所述气泵、气压阀设于控制器3的壳体31内，所述压力传感器341分别设于第二容纳空间21内；通过气压阀、压力传感器341的设置，可以控制支撑气囊13及球形按摩气囊251、面部按摩层23内的充气量，提高了眼保仪的安全性，其中压力传感器341阀值可由使用者在安全范围内自行调整；

在气动按摩过程中，支撑气囊13与球形按摩气囊251存在一个压力平衡的关系，当按摩气压过大时，其反作用力通过两支架1转动支点传递到支撑气囊13，支撑气囊13受压收缩导致球形按摩气囊251对面部压力减小，两者相互作用平衡；按摩气压回稳后，补充支撑气囊13压力，最后达到稳定，反之亦然，在整个调整过程中，使用者不会因为气压突然不稳而产生任何不适。

特别的，所述震动装置51为电机，其设于第二容纳空间21内。

特别的，所述理疗装置为红外理疗装置，其包括加热丝521、温度传感器522，所述加热丝521设于按摩垫2边缘及球形按摩气囊251外围，所述温度传感器522设于第二容纳空间21内；加热丝521产生的适当热量可以加速眼部毛细血管扩张，同时产生的微弱电磁可以刺激眼部穴位神经末梢，从而使得眼部血液加速循环，缓解疲劳效果更佳。

特别的，为了便于压力传感器341、震动装置51、温度传感器522在第二容纳空间21内的设置，所述第二容纳空间21内平行设有三个栅板211，所述三个栅板211的边缘分别固定设于支架1内壁上，所述压力传感器341、 震动装置51、温度传感器522分别设于栅板211上。

特别的，还包括设于支架1内、由控制器3控制的蓝牙装置(图中未绘示)、音乐播放装置(图中未绘示)；于使用时，通过蓝牙与外部蓝牙设备连接，通过按压音乐播放按键，音乐播放装置启动，开始进行音乐播放；音乐播放装置带有存储功能，也可以不与蓝牙设备连接，按键后直接播放内存音乐。

于本发明中，所述按键装置32由若干代表不同功能的立体按键组成，所述立体按键的形状各不相同，可以使佩戴人员在理疗过程中，手部感知不同形状按键，完成理疗过程中的功能设置。

所述控制器3选用低功耗的C8051系列单片机，实现理疗功能多样化，操作人性化、智能化。C8051系列内嵌资源丰富，本发明优选但不限于选用C8051F410，时钟频率为50MHz时，速度可达50MIPS，各I/O口可通过交叉开关实现复用功能，电路设计灵活方便，内带12位A/D(模数转换)，任意I/O口均可设置成A/D通道入口，最多24通道AD，2通道12位D/A；内部32K Flash，可作为E2ROM用，可保存临时数据实现断点保护；内嵌实时时钟，定时更准确；内部64字节电池后备RAM；2304字节内部数据RAM(256+2048)，程序设计更加方便，无需外部扩展。本发明选择的混合型控制器即控制器3，能够较好实现各控制功能，电路设计简单，硬件可靠性高、节约成本，节省PCB尺寸。

请参阅图5-图6，所述电源装置为电路电源供电或充电电池或太阳能电池，该电源装置是整个系统的基础，低功耗设计，尽可能采用集成开关电源芯片；AC220V转DC18V采用质量好的开关电源实现，其它辅助电源主要采用LM2596系列电源芯片，转换效率达88％，若选用同步整流降压稳压芯片，效率更高，但电路相对复杂、成本也高。系统中电机单独供电，光耦隔离控制；其它电路的电源地、信号地、数字地必须采用磁珠隔开，提高系统稳定性。这样设计的好处是，整个系统最高电压只有18V直流电， 安全性较高。为了提高模拟量采样精度，处理器、模拟电路系统供电采用ASM1117线性稳压芯片供电。图6中，R1选用1KΩ～5KΩ，R2、V0的计算公式如下：

$V_o=V_{\mathrm{REF}}\×(1+\frac{R2}{R1}),R2=R1\×(\frac{V_o}{V_{\mathrm{REF}}}-1)---\left(1\right)$

其中，V_REF＝1.23V。

所述电机由设于支架1内的电机驱动装置控制，该电机驱动装置采用双桥式的驱动方式，通过逻辑电位的变换，可以控制电机的正转和反转，由于双桥驱动方式对电机控制上的特点，使得电机在正转和反转的相互变换中更加稳定快速，减小对电机的损伤，延长电机的寿命，也保证按摩仪的机械结构更加的稳定，不易出现故障。请参阅图7，所述电机驱动装置采用L2916驱动芯片，该驱动芯片驱动电机电压范围为10～45V；输出电流最大750mA，并且电流可设为1/3和2/3模式，有过热保护，集成钳位二极管；内置防止低压误操作等保护功能，内部每个PWM控制器由一组电桥、一个外部检测电阻(R4或R2)、一个内部比较器和一个多谐振荡器组成，来独立检测和控制输出电流；总体驱动能力强、可靠性高。如此设置，可以使电机更好更稳定的运行，完成各种按摩动作，不会产生抖动，从而提升按摩的效果。为了在保证电机驱动装置正常工作的同时节约成本，R12、C12组成一阶滤波器连接于电路中，电压为5V，R13、R14、C10、C11分别设置关断延时，L3、C7、C13组成π型滤波器，为L2916驱动芯片提供稳定的工作电源，同时起到与其他电源隔离的作用。此驱动装置的工作电流和相位关系如图8，其中左侧(Im＝167mA)为恒定输出脉冲电流脉冲及相位图，中间(Im＝333mA)为半步输出脉冲电流脉冲及相位图，左侧(Im＝167mA)为单步输出脉冲电流脉冲及相位图。

所述理疗装置用恒压、恒流供电方式，其中加热丝521加热温度不超过38℃，加热可以分步启动实现快速加热，若采用数控电流源方式，采用 型号为18B20的温度传感器522实现，该传感器总线式通信，多点采样方便，即使某一个点损坏其它点仍能使传感器正常工作，保证理疗装置恒温正常工作。所述理疗装置的电路图如图9所示，由于控制器3选用电流型D/A处理器因此必须经I/V转换，即电流经过R16、R15，再经二介RC滤波稳定输出，其中R1、C15，R19、C18积分时间大于1秒，一方面起到稳压目的，另一方面，也正好起到缓冲加热目的，运放选用LM324。恒压电路设计：输出点TP1恒压，Q1选用型号为IRF9530的P沟道型功率管，输出电压为Vtp1＝(1+R21/R20)*Vdac＝6Vdac；Q2选用型号为IRF1010的N沟道功率管，与R5、负载RL、U1B组成恒流源电路，电流大小等于Vctl÷R5，R19、R15组成分压电路作为系统默认电流控制点，而R3由处理器I/O口控制，当I/O口输出高电平5V时Vctl升高，增加电流，低电平时，Vctl下降，减小电流；这样通过1个I/O实现3种电流模式的设置，由于处理器每个I/O又能作为A/D输入使用，因此在空闲时侯又可以作监测点，C17容量远大于A/D采样电容5pF，不影响测量精度；因此在TP2点能够实现恒压、恒流输出功能，N1、N2、N3、N4分散贴近加热丝521各部位，定时采样温度，防止局部过热汤，TP3点是系统检测点，检测实际工作电流(恒流电路损坏导致的过流)、工作状态(比如R5烧断)，PWM_EN启动的时候作为A/D输入通道监视工作电压或者结合TP3点完成系统自检功能，正确设置后，PWM_EN可设置为脉冲控制方式(PWM)；PWM脉冲、工作电压、工作电流、测温模块四部分者结合实现任意温度设置；电阻丝选用多圈环状结构，在PWM脉冲下，电磁强度相对更大；这样，该电路能够兼顾系统智能化监视(自检、防过热的安全性)、温度设置(红外强度)、电磁强度设置，使得穴位点的理疗效果达到最佳。

所述触摸装置中需要连续调整的模拟量以滑动或者旋转电阻的分压方式实现，再由AD转换由控制器3通过DA或I/O控制各装置；开关量：只要中断检测即可完成功能键的设别及控制。开关量按键的触摸形状：横截 面设计成正方形、椭圆形、三角形，也可以是小动物形状，达到触觉识别目的。控制器C8051F410属于混合控制器3，内带12位24通道AD，2通道12位DA，完全能够实现所需功能。

所述蓝牙装置包括：串口通信装置和高保真立体声装置，其中串口通信装置用于人机交互，实现无线遥控；立体声装置用于连接各种蓝牙播放音源。通过蓝牙装置的设置，能够使本发明提供的眼保仪与任何带有蓝牙技术的设备建立联系，实现控制，目前手机中一般都自带蓝牙装置，这使得用户对眼保仪的控制更加方便。并且蓝牙装置中因电磁波产生的辐射较少，几乎对人体不会产生任何影响。音乐播放装置电路采用TDA2822集成电路实现音源信号的功率放大，驱动附带耳机。

以下通过实验对本发明的电路设计进行验证，当电源电路采用3.3V时，经过调试及结合电阻标称值，R1选用2k，根据公式(1)计算R2＝3.365K，选用3.3k，3.3V电源电流实际输出电压3.263V，请参阅图10，负载电流0.13A时纹波峰值电压10mV，3.26V负载电流0.13A时输出纹波，由于电感L2选用100uH效率80％，此电路满足要求。

当电源电路采用+5V时，L1＝100uH实测输出低压5.025V，工作电流1A时，室温20度条件下，芯片微热，可见损耗比较低，效率较高，采用二介滤波后，请参阅图11，此时电源纹波40.6mV，对于眼保仪中的电路来说，不会产生影响，同样达到设计要求。

本发明控制器3采用C8051F410处理器，结合红外理疗控制电路，能够任意设置温度、理疗电磁强度，特别是多模式控制方式，能够非常好的实现所需功能。本发明提供的智能眼保仪具有结构简单、适应性广、功能齐全、操作方便理疗按摩效果佳的优点。

应当理解的是，于本领域的技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能眼保仪，其特征在于，包括：

两个支架(1)，其通过转轴(11)对称设置，所述两个支架(1)之间形成第一容纳空间(12)，该第一容纳空间(12)内设有支撑气囊(13)，所述两个支架(1)在支撑气囊(13)的作用下，随转轴(11)转动调节；

两个兼具气动按摩、震动按摩、理疗功能的按摩垫(2)，其分别与每个支架(1)的边缘连接，所述按摩垫(2)与支架(1)连接后形成第二容纳空间(21)，该第二容纳空间(21)内设有用于为按摩垫(2)提供动力的震动装置(51)、理疗装置，且所述每个按摩垫(2)与眼部接触的位置开设有眼孔(22)；

用于为按摩垫(2)提供气体以及控制震动装置(51)、理疗装置的控制器(3)，其通过导线与支架(1)连接，该控制器(3)包括：壳体(31)、控制芯片、由控制芯片控制的电源装置、按键装置(32)、触屏装置(33)、供气机构(34)，所述按键装置(32)、触屏装置(33)设于壳体(31)上，所述控制芯片、电源装置、供气机构(34)分别设于壳体(31)内，所述供气机构(34)通过管道与按摩垫(2)连通；

弹性固定带，其端部分别与两个支架(1)的端部相连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能眼保仪，其特征在于，所述每个按摩垫(2)由支架(1)向眼部依次设有三个面部按摩层(23)、震动按摩层(24)、与眼部穴位相对应的穴位按摩层(25)；

所述三个面部按摩层(23)分别设于眼眶上部、眼眶下部以及太阳穴位置，且所述三个面部按摩层(23)通过第二供气管道(231)连通后汇总于总供气管道(232)，该总供气管道(232)的端部与供气机构(34)连接；

所述震动按摩层(24)为若干按摩球(241)，其通过管道(242)连通，所述管道(242)的一端连接于震动装置(51)输入端、另一端通过太阳穴位置后绕眼部一周连接于震动装置(51)输入端；

所述穴位按摩层(25)为若干球形按摩气囊(251)，其通过三条第一供气管路(252)连通，所述每条第一供气管路(252)靠近眼部的一端相连通，远离眼部的一端连接于供气机构(34)。

3.根据权利要求2所述的一种智能眼保仪，其特征在于，所述供气机构(34)包括：用于为支撑气囊(13)、球形按摩气囊(251)、面部按摩层(23)提供气体的气泵、用于控制充气量的气压阀和压力传感器(341)，所述气泵、气压阀设于控制器(3)的壳体(31)内，所述压力传感器(341)分别设于第二容纳空间(21)内。

4.根据权利要求1所述的一种智能眼保仪，其特征在于，所述震动装置(51)为电机，其设于第二容纳空间(21)内。

5.根本就权利要求3所述的一种智能眼保仪，其特征在于，所述理疗装置为红外理疗装置，其包括加热丝(521)、温度传感器(522)，所述加热丝(521)设于按摩垫(2)边缘及球形按摩气囊(251)外围，所述温度传感器(522)设于第二容纳空间(21)内。

6.根据权利要求5所述的一种智能眼保仪，其特征在于，所述第二容纳空间(21)内平行设有三个栅板(211)，所述三个栅板(211)的边缘分别固定设于支架(1)内壁上，所述压力传感器(341)、震动装置(51)、温度传感器(522)分别设于栅板(211)上。

7.根据权利要求1所述的一种智能眼保仪，其特征在于，所述按键装置(32)由若干代表不同功能的立体按键组成，所述立体按键的形状各不相同。

8.根据权利要求1所述的一种智能眼保仪，其特征在于，所述电源装置为电路电源供电或充电电池或太阳能电池。

9.根据权利要求1所述的一种智能眼保仪，其特征在于，还包括设于支架(1)内、由控制器(3)控制的蓝牙装置、音乐播放装置。