CN105662812B - 一种具有学习功能的电动按摩机及其控制方法 - Google Patents
一种具有学习功能的电动按摩机及其控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种具有学习功能的电动按摩机，按摩是由电动机推动按摩轮在按摩部位滚动实现的。按摩轮安装在按摩臂上，按摩臂上方是压电陶瓷片，压电陶瓷片上方是伸缩杆，在电动机的带动下，通过伸缩杆的伸缩改变施加在按摩轮上的作用力，作用力的大小由压电陶瓷片反馈。按摩机有两种工作模式，即手动模式和电动模式。手动模式是按摩师示范、按摩机学习的过程；电动模式为向按摩师学习后按摩机自主按摩的过程。本发明的有益效果在于：1)按摩范围、按摩速度以及按摩次数都可以通过计算机设定；2)不仅在按摩手法和程序上，而且在按摩力度上可以向按摩师学习；3)结构简单，造价低廉，智能化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有学习功能的电动按摩机及其控制方法。
背景技术
按摩是以中医理论为基础，利用专门的手法或器械所产生的作用力，直接作用于人体表面的某个特殊部位，产生各种变化，最终通过神经系统和体液循环以及经络穴位的传递效应，达到舒筋活血、消除疲劳、防治疾病、从而提高和改善人体生理机能的操作手法。保健按摩是指在人的体表进行的适当推动的保健方法。由于手法较多，动作轻柔，便于操作，适用范围十分广泛，男女老幼、体质强弱、有无病症，都可以采用不同的手法，进行保健按摩。
随着微处理器和电子技术的发展，各种能够模仿按摩师的按摩手法和程序进行自动按摩的按摩机也不断出现，并逐步走进千家万户，具备学习功能，精确模仿按摩师的动作已成为按摩机发展的必然趋势。但需要指出的是，目前市场上的按摩机只是模仿按摩师，而不是学习按摩师，两者之间的重要差异之一就是按摩的力度。尽管目前市场上的一些按摩机在按摩手法和程序上与按摩师相近，但按摩的力度却相差甚远，而这又恰恰是通过按摩治疗疾病的一个重要环节。要在按摩力度上与按摩师学习，按摩机必须具备记录按摩师按摩力度的功能，其次，必须具备对自身按摩力度的反馈功能，另外，按摩机还必须具备按照按摩师的按摩力度对自身的按摩力度进行修正的功能。
发明内容
本发明旨在设计一种具有学习功能的电动按摩机，并给出这种电动按摩机的控制方法。这种按摩机是由电动机推动按摩轮在按摩部位滚动实现按摩的。按摩轮安装在按摩臂上，按摩臂上方是压电陶瓷片，压电陶瓷片上方是由相互啮合的内外螺杆构成的伸缩杆。在电动机的带动下，通过伸缩杆的伸缩可以改变施加在按摩轮上的作用力。作用力的大小通过压电陶瓷片的输出电压获得。按摩机有两种工作模式，即手动模式和电动模式。手动模式下，按摩轮在按摩部位往复运动一次，同时，按摩师按压按摩轮上方的按盘，计算机以一定的采样周期对按摩轮的位置及其在该位置压电陶瓷片的输出电压进行采样和记录。电动模式下，按摩轮在按摩部位往复运动的次数通过计算机设定，计算机通过按摩轮上方电动机的转动使压电陶瓷片的输出电压跟踪手动模式下记录的电压从而实现向按摩师的学习。手动模式实现按摩机的学习功能，电动模式实现按摩机学习后的自主按摩功能。
本发明的有益效果在于：
1)按摩范围、按摩速度以及按摩次数都可以通过计算机设定；
2)不仅在按摩手法和程序上，而且在按摩力度上可以向按摩师学习；
3)结构简单，造价低廉，智能化程度高。
附图说明
图1是具有学习功能的电动按摩机示意图。
图2是按摩头示意图。
标号说明：1按摩床，2螺纹立柱，3销钉A，4电动机A，5内螺杆A，6滑动杆，7外螺杆A，8按摩头，9按摩臂，10垫片，11电动机B，12按盘，13销钉B，14内螺杆B，15外螺杆B，16压电陶瓷片，17定向鼻，18按摩轮。
具体实施方式
1.具有学习功能的电动按摩机结构
如图1所示，具有学习功能的电动按摩机由按摩床(1)、螺纹立柱(2)，电动机A(4)、内螺杆A(5)、滑动杆(6)、外螺杆A(7)、按摩头(8)和计算机等部件组成；按摩头(8)由按摩臂(9)、垫片(10)、电动机B(11)、按盘(12)、内螺杆B(14)、外螺杆B(15)、压电陶瓷片(16)和按摩轮(18)等部件组成。按摩床(1)的四个角上垂直安装四根螺纹立柱(2)，沿按摩床(1)的长度方向的每两根螺纹立柱(2)由滑动杆(2)连接，滑动杆(6)的两端均带有套管，套管套在螺纹立柱(2)上。垂直于螺纹立柱(2)的销钉A(3)穿过套管插入螺纹立柱(2)的凹槽中以固定滑动杆(6)的位置。电动机A(4)安装在两根滑动杆(6)之间靠近按摩床(1)一端的位置。电动机A(4)的电源由计算机控制，其轴与内螺杆A(5)连接，内螺杆A(5)与外螺杆A(7)的一端啮合，外螺杆A(7)的另一端与按摩头(8)连接。
如图2所示，按摩头(8)通过其上面的两端带套管的两块薄板与两根滑动杆(6)滑动连接，套管套在滑动杆(6)上；夹在两块薄板之间的是一个空心圆柱，空心圆柱的最下面安装按摩臂(9)，按摩臂(9)的下端装有两个按摩轮(18)。按摩臂(9)上端带有定向鼻(17)，嵌入空心圆柱下端的凹槽内以防止按摩臂(9)旋转。空心圆柱内按摩臂(9)的上方依次是压电陶瓷片(16)、垫片(10)和内螺杆B(14)，压电陶瓷片(16)与计算机连接，其输出电压用于确定按摩力的大小；内螺杆B(14)与外螺杆B(15)的一端啮合，外螺杆B(15)的另一端与安装在空心圆柱上方的电动机B(11)的轴连接。电动机B(11)安装在空心圆柱上方的支撑架上，电源由计算机控制，电动机B(11)的侧面有两条对称的滑动筋，滑动筋嵌入支撑架上的凹槽内，并可以沿凹槽滑动。支撑架上装有销钉B(13)，插入销钉B(13)可将电动机B(11)固定在支撑架上。
2.工作原理与控制开展方法
2.1按摩头坐标系的定义与坐标的确定
坐标原点定义为按摩头(8)最接近电动机A(4)的位置，坐标轴的正向定义为按摩头(8)离开电动机A(4)的方向，坐标为按摩头(8)到坐标原点的距离。以a1表示电动机A(4)的角位移，原点处的角位移定义为0，内螺杆A(5)的螺距为d1，则按摩头(8)的坐标或位置为
2.2电动按摩机的学习过程
1)患者将按摩部位放在按摩床(1)上按摩头(8)可以到达的范围；
2)拔出四个销钉A(3)，上下滑动两个滑动杆(6)，使按摩头(8)的活动范围覆盖按摩部位后插入四个销钉A(3)；
2)按摩师依据自己的经验，通过计算机设定电动机A(4)的转速和按摩头(8)的运动范围，从而控制按摩部位和移动速度；
3)设置学习采样周期T1，拔出销钉B(13)，计算机开启电动机A(4)，使按摩头(8)在设定范围内以设定的转速往复运动一次，按摩师依据自己的经验，并根据按摩头(8)所处部位按压按盘(12)，同时计算机以周期T1采集按摩头(8)所处位置及其对应的压电陶瓷片(16)的输出电压，并记录数据(p1，v1)，(p2，v2)，…，(pn，vn)，其中n为按摩头(8)在设定范围内以设定的转速往复运动一次计算机的采样次数，pi为按摩头(8)的位置，vi为该位置对应的压电陶瓷片(16)的输出电压，i＝1，2，…，n。
2.3电动按摩机的工作过程
1)插入销钉B(13)；
2)通过计算机设置按摩头(8)在设定范围内以设定的转速往复运动的次数N，以及按摩机工作采样周期T2，kT2＝T1，其中k＞1为两采样周期的比例；计算机开启电动机A(4)，使按摩头(8)往复运动；对i＝1，2，…，n当按摩头(8)运动到位置pi时，计算机采集压电陶瓷片(16)的输出电压Vi，与vi比较，并开启电动机B(11)，采用PID控制算法使|Vi-vi|趋于零；当|Vi-vi|＝0时计算机控制电动机B(11)停止转动；
3)当按摩头(8)往复运动次数达到N时计算机控制电动机A(4)停止转动，按摩结束。
Claims (4)
1.一种具有学习功能的电动按摩机，其特征在于：由按摩床(1)、螺纹立柱(2)，电动机A(4)、内螺杆A(5)、滑动杆(6)、外螺杆A(7)、按摩头(8)和计算机组成；按摩头(8)由按摩臂(9)、垫片(10)、电动机B(11)、按盘(12)、内螺杆B(14)、外螺杆B(15)、压电陶瓷片(16)和按摩轮(18)组成；按摩床(1)的四个角上垂直安装四根螺纹立柱(2)，沿按摩床(1)的长度方向的每两根螺纹立柱(2)由滑动杆(2)连接，滑动杆(6)的两端均带有套管，套管套在螺纹立柱(2)上；垂直于螺纹立柱(2)的销钉A(3)穿过套管插入螺纹立柱(2)的凹槽中以固定滑动杆(6)的位置；电动机A(4)安装在两根滑动杆(6)之间靠近按摩床(1)一端的位置；电动机A(4)的电源由计算机控制，其轴与内螺杆A(5)连接，内螺杆A(5)与外螺杆A(7)的一端啮合，外螺杆A(7)的另一端与按摩头(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有学习功能的电动按摩机，其按摩头(8)的特征在于：通过其上面的两端带套管的两块薄板与两根滑动杆(6)滑动连接，套管套在滑动杆(6)上；夹在两块薄板之间的是一个空心圆柱，空心圆柱的最下面安装按摩臂(9)，按摩臂(9)的下端装有两个按摩轮(18)；按摩臂(9)上端带有定向鼻(17)，嵌入空心圆柱下端的凹槽内以防止按摩臂(9)旋转；空心圆柱内按摩臂(9)的上方依次是压电陶瓷片(16)、垫片(10)和内螺杆B(14)，压电陶瓷片(16)与计算机连接，其输出电压用于确定按摩力的大小；内螺杆B(14)与外螺杆B(15)的一端啮合，外螺杆B(15)的另一端与安装在空心圆柱上方的电动机B(11)的轴连接；电动机B(11)安装在空心圆柱上方的支撑架上，电源由计算机控制，电动机B(11)的侧面有两条对称的滑动筋，滑动筋嵌入支撑架上的凹槽内，并可以沿凹槽滑动；支撑架上装有销钉B(13)，插入销钉B(13)可将电动机B(11)固定在支撑架上。
3.根据权利要求1所述的一种具有学习功能的电动按摩机，其确定坐标系与坐标方法的特征在于：坐标原点定义为按摩头(8)最接近电动机A(4)的位置，坐标轴的正向定义为按摩头(8)离开电动机A(4)的方向，坐标为按摩头(8)到坐标原点的距离，以α1表示电动机A(4)的角位移，原点处的角位移定义为0，内螺杆A(5)的螺距为d1，则按摩头(8)的坐标或位置为
4.根据权利要求1所述的一种具有学习功能的电动按摩机，其学习过程的特征在于：
1)患者将按摩部位放在按摩床(1)上按摩头(8)可以到达的范围；
2)拔出四个销钉A(3)，上下滑动两个滑动杆(6)，使按摩头(8)的活动范围覆盖按摩部位后插入四个销钉A(3)；
2)按摩师依据自己的经验，通过计算机设定电动机A(4)的转速和按摩头(8)的运动范围，从而控制按摩部位和移动速度；
3)设置学习采样周期T1，拔出销钉B(13)，计算机开启电动机A(4)，使按摩头(8)在设定范围内以设定的转速往复运动一次，按摩师依据自己的经验，并根据按摩头(8)所处部位按压按盘(12)，同时计算机以周期T1采集按摩头(8)所处位置及其对应的压电陶瓷片(16)的输出电压，并记录数据(p1，v1)，(p2，v2)，…，(pn，vn)，其中n为按摩头(8)在设定范围内以设定的转速往复运动一次计算机的采样次数，pi为按摩头(8)的位置，vi为该位置对应的压电陶瓷片(16)的输出电压，i＝1，2，…，n；
其按摩过程的特征在于：
1)插入销钉B(13)；
2)通过计算机设置按摩头(8)在设定范围内以设定的转速往复运动的次数N，以及按摩机工作采样周期T2，kT2＝T1，其中k＞1为两采样周期的比例；计算机开启电动机A(4)，使按摩头(8)往复运动；对i＝1，2，…，n当按摩头(8)运动到位置pi时，计算机采集压电陶瓷片(16)的输出电压Vi，与vi比较，并开启电动机B(11)，采用PID控制算法使|Vi-vi|趋于零；当|Vi-vi|＝0时计算机控制电动机B(11)停止转动；
3)当按摩头(8)往复运动次数达到N时计算机控制电动机A(4)停止转动，按摩结束。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20201209 Address after: No.11 Hanwen Road, Susong Economic Development Zone, Anqing City, Anhui Province Patentee after: Anhui Changying development equipment Co.,Ltd. Address before: 264670 Aerospace Road 513, Yantai High-tech Zone, Shandong Province Patentee before: An Kai |