CN108107771B - 一种生成特定波形的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生成特定波形的装置和方法，包括单片机(1)、控制面板模块(2)、功率驱动模块(3)、驱动单元(4)；所述单片机(1)依据选定的工作方式控制所述的功率驱动模块(3)向所述驱动单元(4)提供不同的工作方式；所述工作方式有三种，分别对应第一工作波信号、第二工作波信号、第三工作波信号；所述第一、二工作波信号具有周期性，是由葫芦波形实现方法所产生；所述第三工作波信号具有周期性，是由正三角波形实现方法所产生；本发明有效地解决了现有的波形生成装置及方法所产生的工作波信号波形单一的技术问题，达到了能够产生多种波形的技术效果。

Description

一种生成特定波形的装置
技术领域
本发明涉及一种波形的生产装置和方法，特别是涉及一种生成特定波形的装置和方法。
背景技术
目前，生产波形的装置和方法多种多样，但大多只能生产单一波形，如经络按摩仪就是一种常见的能够生成波形的装置，市场上已经出现了采用自动方式的经络按摩仪，如中国实用新型专利CN202270149U公开了一种数码经络按摩仪，包括：控制器、按摩头、按摩头驱动电路和用于选择按摩方式的按键，控制器根据选择设定的按摩方式控制按摩头驱动电路向按摩头输出电流，实现自动按摩功能。但是该专利存在三方面问题；第一，虽然可以选择不同的按摩方式，但不同的按摩方式只是通过设置不同的参数达到按摩效果且控制单元产生的工作波形单一；第二，按摩时间、强度按照等级进行设定，无法实现连续、灵活的设置；第三，按摩时间、强度不能实时显示。这些问题都给用户在使用上造成了不便，最为重要的是工作波形单一的问题可能会导致按摩头震动强度、频率与人体的机体组织反应不同，进而影响用户的按摩效果，更可能会对用户造成伤害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生成特定波形的装置和方法，可解决现有技术手段中存在的生产的波形单一的技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采取以下方案来实现：一种生成特定波形的装置，包括单片机、控制面板模块、功率驱动模块、驱动单元；其特征是：所述单片机依据选定的工作方式控制所述的功率驱动模块向所述驱动单元提供对应的工作方式；所述工作方式有三种，分别对应第一工作波信号、第二工作波信号、第三工作波信号；所述第一工作波信号、所述第二工作波信号具有周期性，是由葫芦波形实现方法所产生；所述第三工作波信号具有周期性，是由正三角波形实现方法所产生；所述葫芦波形是通过在每隔相同时间范围内产生两个幅值大小相同、方向相反的方波而实现，且同一周期内方波幅值的绝对值先线性增大再线性减小；所述正三角波形是通过每隔相同时间范围内产生不同数量的方波而实现。
作为优选：所述葫芦波形实现方法所产生的工作波信号由一系列持续时间相同但幅值不同的方波组成，所述方波幅值的大小线性变化，其实现方法是：
(1)设波形周期：T1，波形初始振幅：A0，波形最大振幅：A1，一个周期内同一幅值方波的连续持续时间：t1ms；[0，T1/2]时间范围内有T1/2t1个幅值不同的方波；[T1/2，T1]时间范围内有T1/2t1个幅值不同的方波；
(2)[0，T1/2]时间范围内的工作波信号实现方法是：初始状态[0，t1]时间范围内产生幅值为 A0的方波，[t1，2t1]时间范围内产生幅值为-A0的方波；[2t1，3t1]时间范围内产生幅值为 (A0+(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波，[3t1，4t1]时间范围内产生幅值为-(A0+(A1-A0)/((T1/4 t1)-1/2))的方波；以此类推，当n(n＞＝0，n＜＝((T1/2t1)-1))为偶数时，[nt1，(n+1)t1]时间范围内产生幅值为(A0+(n/2)(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波；[(n+1)t1，(n+2)t1]时间范围内产生幅值为 -(A0+(n/2)(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波：[T1/2-t1，T1/2]时间范围内产生幅值为A1的方波；
(3)[T1/2，T1]时间范围内的工作波信号实现方法是：[T1/2，T1/2+t1]时间范围内产生幅值为-A1的方波：[T1/2+t1，T1/2+2t1]时间范围内产生幅值为(A1-(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波，[T1/2+2 t1，T1/2+3t1]时间范围内产生幅值为-(A1-(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波；以此类推，当m (m＞0，m＜＝(T1/2t1)-2)为奇数时，[T1/2+mt1，T1/2+(m+1)t1]时间范围内产生幅值为 (A1-((m+1)/2)(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波，[T1/2+(m+1)t1，T1/2+(m+2)t1]时间范围内产生幅值为-(A1-((m+1)/2)(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波；[T1-2t1，T1-t1]时间范围内产生幅值为A0的方波；[T1-t1，T1]时间范围内产生幅值为-A0的方波。
作为优选：所述第一种工作波形与所述第二种工作波形均是依据所述葫芦波形实现方法而获得，他们的区别在于参数设置不同，第一种工作波形的周期为第二种工作波形周期的两倍；所述第三种工作波形是依据正弦波形实现方法获得。
作为优选：所述控制面板模块包括设置单元、显示单元、电源开关；所述设置单元包括强度设定、时间设定、工作方式设定；所述显示单元包括时间显示、强度显示；所述强度设定、所述时间设定、所述工作方式设定的输出端与单片机输入接口连接；所述时间显示、所述强度显示的输入端与单片机输出接口连接；所述电源开关输出端与所述单片机电源接口连接；所述功率驱动模块包括数字电位器、DAC转换器；其特征是：所述DAC转换器输入端与所述单片机输出接口连接；所述DAC转换器输出端与所述数字电位器输入端连接；所述数字电位器输出端与所述驱动单元输入端连接。
作为优选：所述控制面板模块所设的控制键包括开关键、时间设定旋钮、强度设定旋钮、工作方式设定按键。
作为优选：所述控制面板模块所设的显示单元包括开关指示灯、流水指示灯、时间显示单元、强度显示单元、时间指示灯、强度指示灯、第一种工作方式指示灯、第二种工作方式指示灯、第三种工作方式指示灯。
作为优选：通过所述控制键实现对时间、强度、工作方式的控制；其特征是：具体实现方法如下：
(1)初始状态：按下所述开关键(13)，系统被启动，所述开关指示灯(12)、所述时间指示灯(10)、所述强度指示灯(8)、所述第一种工作方式指示灯(14)变亮，所述流水指示灯(5) 从左向右流动显示；所述强度显示单元(7)所显示数值为00，且强度小数点以每秒一次的频率闪烁；所述时间显示单元(6)所显示数值为50，且时间小数点以每秒一次的频率闪烁；所述工作方式默认为第一种工作方式；
(2)启动状态：强度调节范围为00～99，通过向右旋转所述强度设定旋钮(9)，强度递增，反向减少，配合所述强度显示单元(7)对所述生成特定波形的装置的工作强度进行设置；时间调节范围为00～99分钟，通过向右旋转所述时间设定旋钮(11)，时间递增，反向减少，配合所述时间显示单元(6)可对所述生成特定波形的装置的工作时间进行设置；通过所述工作方式设定按键(17)选择工作方式，初始状态为第一种工作方式，按下所述工作方式设定按键(17)则选择第二种工作方式，再按下所述工作方式设定按键(17)则选择第三种工作方式，依次类推，每按一次所述工作方式设定按键(17)则切换一种工作方式；
(3)结束状态：所述时间显示单元(6)倒计时结束，且数值显示为00时，则工作结束，所述强度显示单元(7)恢复显示00，所述时间显示单元(6)恢复显示50，按下所述开关键(13)，关闭系统。
作为优选：所述时间设定、所述强度设定采用编码开关，不设置按键。
本发明与现有技术相比，达到的技术效果是：设置三种不同的工作方式，且这三种工作方式对应三种不同的工作波信号，三种工作波信号由两种波形实现方法产生；通过在控制面板模块的设置单元中设置工作方式按键，每按一次该按键就会切换一种工作方式；这些为用户提供了方便，用户可以根据实际情况与需要进行自由选择，避免了单一波形给用户带来的不便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：本发明生成特定波形的装置的结构框图；
图2：本发明生成特定波形的装置的控制面板模块示意图。
主要标件与标号：
单片机：1；控制面板模块：2；功率驱动模块：3；驱动单元：4；流水指示灯：5；时间显示单元：6；强度显示单元：7；强度指示灯：8；强度设定旋钮：9；时间指示灯：10；时间设定旋钮：11；开关指示灯：12；开关按键：13；第一种工作方式指示灯：14；第二种工作方式指示灯：15；第三种工作方式指示灯：16；工作方式设定按键：17。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚地展示，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
实施例
图1为本发明生成特定波形的装置的系统结构框图，如图1所示，所述装置包括单片机1、控制面板模块2、功率驱动模块3、驱动单元4；所述单片机1依据选定的工作方式控制所述的功率驱动模块3向所述驱动单元4提供对应的工作方式；所述工作方式有三种，分别对应第一工作波信号、第二工作波信号、第三工作波信号；所述第一工作波信号、所述第二工作波信号具有周期性，是由葫芦波形实现方法所产生；所述第三工作波信号具有周期性，是由正三角波形实现方法所产生；所述葫芦波形是通过在每隔相同时间范围内产生两个幅值大小相同、方向相反的方波而实现，且同一周期内方波幅值的绝对值先线性增大再线性减小；所述正三角波形是通过每隔相同时间范围内产生不同数量的方波而实现。
作为优选，所述葫芦波形实现方法所产生的工作波信号由一系列持续时间相同但幅值不同的方波组成，所述方波幅值的大小线性变化，其实现方法是：
(1)设波形周期：T1，波形初始振幅：A0，波形最大振幅：A1，一个周期内同一幅值方波的连续持续时间：t1ms；[0，T1/2]时间范围内有T1/2t1个幅值不同的方波；[T1/2，T1]时间范围内有T1/2t1个幅值不同的方波；
(2)[0，T1/2]时间范围内的工作波信号实现方法是：初始状态[0，t1]时间范围内产生幅值为A0的方波，[t1，2t1]时间范围内产生幅值为-A0的方波；[2t1，3t1]时间范围内产生幅值为 (A0+(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波，[3t1，4t1]时间范围内产生幅值为-(A0+(A1-A0)/((T1/4 t1)-1/2))的方波；以此类推，当n(n＞＝0，n＜＝((T1/2t1)-1))为偶数时，[nt1，(n+1)t1]时间范围内产生幅值为(A0+(n/2)(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波；[(n+1)t1，(n+2)t1]时间范围内产生幅值为 -(A0+(n/2)(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波：[T1/2-t1，T1/2]时间范围内产生幅值为A1的方波；
(3)[T1/2，T1]时间范围内的工作波信号实现方法是：[T1/2，T1/2+t1]时间范围内产生幅值为-A1的方波：[T1/2+t1，T1/2+2t1]时间范围内产生幅值为(A1-(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波， [T1/2+2t1，T1/2+3t1]时间范围内产生幅值为-(A1-(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波；以此类推，当m(m＞0，m＜＝(T1/2t1)-2)为奇数时，[T1/2+mt1，T1/2+(m+1)t1]时间范围内产生幅值为 (A1-((m+1)/2)(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波，[T1/2+(m+1)t1，T1/2+(m+2)t1]时间范围内产生幅值为-(A1-((m+1)/2)(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波；[T1-2t1，T1-t1]时间范围内产生幅值为A0的方波；[T1-t1，T1]时间范围内产生幅值为-A0的方波。
作为优选，所述第一种工作波形与所述第二种工作波形均是依据所述葫芦波形实现方法而获得，他们的区别在于参数设置不同，第一种工作波形的周期为第二种工作波形周期的两倍；所述第三种工作波形是依据正弦波形实现方法获得。
作为优选，所述控制面板模块2包括设置单元、显示单元、电源开关；所述设置单元包括强度设定、时间设定、工作方式设定；所述显示单元包括时间显示、强度显示；所述强度设定、所述时间设定、所述工作方式设定的输出端与单片机1输入接口连接；所述时间显示、所述强度显示的输入端与单片机输出接口连接；所述电源开关输出端与所述单片机1电源接口连接；所述功率驱动模块3包括数字电位器、DAC转换器；所述DAC转换器输入端与所述单片机输出接口连接；所述DAC转换器输出端与所述数字电位器输入端连接；所述数字电位器输出端与所述驱动单元4输入端连接。
图2为本发明生成特定波形的装置的控制面板模块示意图，如图2所示，作为优选，所述控制面板模块2所设的控制键包括开关键13、时间设定旋钮11、强度设定旋钮9、工作方式设定按键17。
作为优选，所述控制面板模块2所设的显示单元包括开关指示灯12、流水指示灯5、时间显示单元6、强度显示单元7、时间指示灯10、强度指示灯8、第一种工作方式指示灯14、第二种工作方式指示灯15、第三种工作方式指示灯16。
作为优选，通过所述控制键实现对时间、强度、工作方式的控制；具体实现方法如下：
(1)初始状态：按下所述开关键13，系统被启动，所述开关指示灯12、所述时间指示灯 10、所述强度指示灯8、所述第一种工作方式指示灯14变亮，所述流水指示灯5从左向右流动显示；所述强度显示单元7所显示数值为00，且强度小数点以每秒一次的频率闪烁；所述时间显示单元6所显示数值为50，且时间小数点以每秒一次的频率闪烁；所述工作方式默认为第一种工作方式；
(2)启动状态：强度调节范围为00～99，通过向右旋转所述强度设定旋钮9，强度递增，反向减少，配合所述强度显示单元7对所述装置的工作强度进行设置；时间调节范围为00～99 分钟，通过向右旋转所述时间设定旋钮11，时间递增，反向减少，配合所述时间显示单元6 可对所述装置的工作时间进行设置；通过所述工作方式设定按键17选择工作方式，初始状态为第一种工作方式，按下所述工作方式设定按键17则选择第二种工作方式，再按下所述工作方式设定按键17则选择第三种工作方式，依次类推，每按一次所述工作方式设定按键17则切换一种工作方式；
(3)结束状态：所述时间显示单元6倒计时结束，且数值显示为00时，则工作结束，所述强度显示单元7恢复显示00，所述时间显示单元6恢复显示50，按下所述开关按键13，关闭系统。
作为优选，所述时间设定、所述强度设定采用编码开关，不设置按键。
如图2所示，用户在使用时，按下开关按键13，工作系统被启动，此时系统处于初始状态，开关指示灯12、强度指示灯8、时间指示灯10、第一种工作方式指示灯14变亮，流水指示灯5 从左向右流动显示，强度显示单元7显示为00，强度小数点以每秒一次的频率闪烁；时间显示单元6显示为50，时间小数点以每秒一次的频率闪烁。
用户根据自己的实际需要通过旋转强度设定旋钮9，同时配合强度显示单元7，设定工作强度；通过旋转时间设定旋钮11，同时配合时间显示单元6，设定工作时间；通过按下工作方式设定按键17，切换为第二种工作方式且第二种工作方式指示灯15变亮，再次按下工作方式设定按键17时，切换为第三种工作方式且第三种工作方式指示灯16变亮，再按下工作方式设定按键17则回到初始状态，依次类推根据用户实际需要，选择工作方式。当用户设定好工作参数后，如图1所示，控制面板模块2中的设定单元包括强度设定单元、时间设定单元、工作方式设定单元将相应的设定参数输入到控制单元单片机1中，单片机1将设定参数输出到显示单元进行实时显示，包括时间显示、强度显示。单片机1获取设定参数后，单片机1根据设定的工作方式，调用预先存储在存储单元的相应工作方式函数，将获得的设定参数经过处理后，经由功率驱动模块3中的DAC转换器单元转化为模拟信号，输入到数字电位器单元中对输入信号进行放大，进而启动驱动单元4进行工作，实现用户需要的工作功能。
当本发明所述的生成特定波形的装置和方法用于经络按摩仪时，避免了单一波形下出现按摩震动强度、频率与人体的机体组织反应不同的情况产生，进而保障了用户的按摩效果减少了伤害。通过在控制面板模块中设有设置单元、显示单元；通过在显示单元中设置时间显示、强度显示；通过在设置单元中设置时间设定、强度设定；通过利用旋钮方式对时间、强度进行连续设定；这些控制面板模板的设置可实现时间、强度的连续设定与显示，提高了用户操作的灵活性，为用户的使用提供方便；可以为用户提供由两种波形产生方法实现三种工作波信号，产生三种工作方式下的按摩，且用户可以通过强度、时间旋钮自行连续设定工作时间与工作强度，同时时间、强度参数可实现实时显示。本发明为用户在使用上提供了操作的灵活性，当用于按摩仪时确保了按摩仪可对用户产生有益效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种生成特定波形的装置，包括单片机(1)、控制面板模块(2)、功率驱动模块(3)、驱动单元(4)；其特征是：所述单片机(1)依据选定的工作方式控制所述的功率驱动模块(3)向所述驱动单元(4)提供对应的工作方式；所述工作方式有三种，分别对应第一工作波信号、第二工作波信号、第三工作波信号；所述第一工作波信号、所述第二工作波信号具有周期性，是由葫芦波形实现方法所产生；所述第三工作波信号具有周期性，是由正三角波形实现方法所产生；所述葫芦波形是通过在每隔相同时间范围内产生两个幅值大小相同、方向相反的方波而实现，且同一周期内方波幅值的绝对值先线性增大再线性减小；所述正三角波形是通过每隔相同时间范围内产生不同数量的方波而实现；
所述葫芦波形实现方法所产生的工作波信号由一系列持续时间相同但幅值不同的方波组成，所述方波幅值的大小线性变化，其实现方法是：
(1)设波形周期：T1，波形初始振幅：A0，波形最大振幅：A1，一个周期内同一幅值方波的连续持续时间：t1ms；[0，T1/2]时间范围内有T1/2t1个幅值不同的方波；[T1/2，T1]时间范围内有T1/2t1个幅值不同的方波；
(2)[0，T1/2]时间范围内的工作波信号实现方法是：初始状态[0，t1]时间范围内产生幅值为A0的方波，[t1，2t1]时间范围内产生幅值为-A0的方波；[2t1，3t1]时间范围内产生幅值为(A0+(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波，[3t1，4t1]时间范围内产生幅值为-(A0+(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波；以此类推，当n(n＞＝0，n＜＝((T1/2t1)-1))为偶数时，[nt1，(n+1)t1]时间范围内产生幅值为(A0+(n/2)(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波；[(n+1)t1，(n+2)t1]时间范围内产生幅值为-(A0+(n/2)(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波：[T1/2-t1，T1/2]时间范围内产生幅值为A1的方波；
(3)[T1/2，T1]时间范围内的工作波信号实现方法是：[T1/2，T1/2+t1]时间范围内产生幅值为-A1的方波：[T1/2+t1，T1/2+2t1]时间范围内产生幅值为(A1-(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波，[T1/2+2t1，T1/2+3t1]时间范围内产生幅值为-(A1-(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波；以此类推，当m(m＞0，m＜＝(T1/2t1)-2)为奇数时，[T1/2+mt1，T1/2+(m+1)t1]时间范围内产生幅值为(A1-((m+1)/2)(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波，[T1/2+(m+1)t1，T1/2+(m+2)t1]时间范围内产生幅值为-(A1-((m+1)/2)(A1-A0)/((T1/4t1)-1/2))的方波；[T1-2t1，T1-t1]时间范围内产生幅值为A0的方波；[T1-t1，T1]时间范围内产生幅值为-A0的方波。
2.根据权利要求1所述的生成特定波形的装置，其特征是：所述第一种工作波形与所述第二种工作波形均是依据所述葫芦波形实现方法而获得，他们的区别在于参数设置不同，第一种工作波形的周期为第二种工作波形周期的两倍；所述第三种工作波形是依据正弦波形实现方法获得。
3.根据权利要求1所述的生成特定波形的装置，其特征是：所述控制面板模块(2)包括设置单元、显示单元、电源开关；所述设置单元包括强度设定、时间设定、工作方式设定；所述显示单元包括时间显示、强度显示；所述强度设定、所述时间设定、所述工作方式设定的输出端与单片机(1)输入接口连接；所述时间显示、所述强度显示的输入端与单片机输出接口连接；所述电源开关输出端与所述单片机(1)电源接口连接；所述功率驱动模块(3)包括数字电位器、DAC转换器；其特征是：所述DAC转换器输入端与所述单片机输出接口连接；所述DAC转换器输出端与所述数字电位器输入端连接；所述数字电位器输出端与所述驱动单元(4)输入端连接。
4.根据权利要求3所述的生成特定波形的装置，其特征是：所述控制面板模块(2)所设的控制键包括开关键(13)、时间设定旋钮(11)、强度设定旋钮(9)、工作方式设定按键(17)。
5.根据权利要求4所述的生成特定波形的装置，其特征是：所述控制面板模块(2)所设的显示单元包括开关指示灯(12)、流水指示灯(5)、时间显示单元(6)、强度显示单元(7)、时间指示灯(10)、强度指示灯(8)、第一种工作方式指示灯(14)、第二种工作方式指示灯(15)、第三种工作方式指示灯(16)。
6.根据权利要求5所述的生成特定波形的装置，其特征是：通过所述控制键实现对时间、强度、工作方式的控制；具体实现方法如下：
(1)初始状态：按下所述开关键(13)，系统被启动，所述开关指示灯(12)、所述时间指示灯(10)、所述强度指示灯(8)、所述第一种工作方式指示灯(14)变亮，所述流水指示灯(5)从左向右流动显示；所述强度显示单元(7)所显示数值为00，且强度小数点以每秒一次的频率闪烁；所述时间显示单元(6)所显示数值为50，且时间小数点以每秒一次的频率闪烁；所述工作方式默认为第一种工作方式；
(2)启动状态：强度调节范围为00～99，通过向右旋转所述强度设定旋钮(9)，强度递增，反向减少，配合所述强度显示单元(7)对所述生成特定波形的装置的工作强度进行设置；时间调节范围为00～99分钟，通过向右旋转所述时间设定旋钮(11)，时间递增，反向减少，配合所述时间显示单元(6)可对所述生成特定波形的装置的工作时间进行设置；通过所述工作方式设定按键(17)选择工作方式，初始状态为第一种工作方式，按下所述工作方式设定按键(17)则选择第二种工作方式，再按下所述工作方式设定按键(17)则选择第三种工作方式，依次类推，每按一次所述工作方式设定按键(17)则切换一种工作方式；
(3)结束状态：所述时间显示单元(6)倒计时结束，且数值显示为00时，则工作结束，所述强度显示单元(7)恢复显示00，所述时间显示单元(6)恢复显示50，按下所述开关键(13)，关闭系统。
7.根据权利要求3～6中任意一项所述的生成特定波形的装置，其特征是：所述时间设定、所述强度设定采用编码开关，不设置按键。
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