CN108938309B - 一种基于压力检测的按摩椅 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种具有压力传感阵列的按摩椅，所述压力传感阵列设置在坐垫上、靠背上以及扶手上，通过对其压力检测信号的分析可以判断所述按摩椅是否被不当占用，并且可以根据其压力分布范围和平均压力值分析出用户的体格信息，与面部识别功能一起为用户提供更适合的按摩参数，增强了用户体验。
Description
技术领域
本发明属于按摩椅技术领域，具体涉及一种基于压力检测的智能按摩椅。
背景技术
随着技术进步，按摩椅越来越智能化和自动化。现有按摩椅可以自动判断用户是否坐下并采取控制动作，但是在人流量较大的场所(例如车站、机场、商场)，现有的按摩椅无法正确识别用户的行为。例如用户以不正确的姿势占用按摩椅(例如站或蹲在按摩椅上)、在按摩椅上放置杂物等行为，会导致按摩椅的误操作，既不能给用户提供良好的用户体验，也浪费了能源。其次，按摩椅需要根据用户的年龄、体格或相关身体参数设计按摩方案，现有技术中的按摩椅未搜集足够的信息以对用户的按摩需求进行定制。
在现有的按摩椅的坐垫上有的设置有压力传感器，用于检测用户是否坐在按摩椅上，以控制按摩椅的启动。这些按摩椅坐垫上的压力传感器都是点测量式的压力传感器，用于测量不同测量点的压力值，而也有部分按摩椅的压力传感器采用了点阵式的压力传感器，但是其作用用于扩大检测面，而非利用不同测量点的压力值对用户行为和特征分析。
发明内容
本发明提出一种基于压力检测的按摩椅，包括按摩单元、检测单元、控制单元、显示单元、图像获取单元、提示单元。
所述按摩单元包括按摩手控模块和按摩驱动模块，所述按摩手控模块用于选择按摩模式、设定按摩参数或控制开关。所述按摩驱动模块包括驱动电源子模块和驱动电机子模块，所述驱动电源子模块用于将外部电源进行电压转换，所述驱动电机子模块包括若干电机，在驱动电源子模块的驱动下，所述电机转动以实现按摩器械的按摩动作。
所述控制单元为包括中央处理器的控制电路，所述控制单元用于接收检测单元传送的检测信号，并对所述检测信号进行处理得到检测信息，并将所述检测信息发送给显示单元，同时产生控制指令发送给按摩单元和/或提示单元。
所述检测单元包括压力检测单元，所述压力检测单元包括压力传感阵列和检测信号处理电路，所述检测信号处理电路用于将压力传感阵列采集的压力检测信号进行预处理并发送给控制单元，所述检测信号处理电路可包括AD转换、滤波和放大处理电路。
所述压力传感单元包括第一压力传感阵列。所述第一压力传感阵列包括M×N个压力传感节点。所述第一压力传感阵列设置在按摩椅的坐垫上，其设置位置可以为坐垫上层、夹层或底层。所述第一压力传感阵列产生第一压力检测信号，并将所述第一压力检测信号发送给控制单元。
所述压力传感单元包括第二压力传感阵列。所述第二压力传感阵列包括M×N个压力传感节点，所述第二压力传感阵列设置在按摩椅的靠背上，其设置位置可以为靠背上层、夹层或底层。所述第二压力传感阵列产生第二压力检测信号，并将所述第二压力检测信号发送给控制单元。
所述压力传感单元包括第三压力传感阵列。所述第三压力传感阵列包括M×N个压力传感节点，所述第三压力传感阵列设置在按摩椅的扶手上，其设置位置可以为扶手上层、夹层或底层。所述第三压力传感阵列产生第三压力检测信号，并将所述第三压力检测信号发送给控制单元。
所述传感单元还包括红外传感单元，所述红外传感单元用于获取用户坐在按摩椅上时产生的红外信号，并将所述红外信号发送给控制单元。红外传感单元设置的扶手内侧或腿部放置区。
所述控制单元根据所述第一压力检测信号以及第二、第三压力检测信号至少之一分析所述按摩椅是否被正确占用。另一方面，所述控制单元根据所述第一压力检测信号以及红外检测信号分析所述按摩椅是否被正确占用。
当控制单元判断所述按摩椅被不当占用时，其向按摩单元发送停止按摩指令，所述按摩单元停止或不启动按摩动作。同时，所述控制单元向所述提示单元发送提示指令，所述提示单元根据所述提示指令向用户进行语音提示或声光提示。
所述图像获取单元获取用户的面部图像，并将其图像信号发送给控制单元，所述控制单元根据面部图像信号判断用户的性别和年龄。进一步地，所述控制单元根据所述第一压力检测信号和面部图像信号综合判断用户的性别、年龄和体格，并产生相应的控制指令，发送给按摩单元设置按摩参数。
在另外一方面，控制单元将用户面部图像发送给云端服务器，所述云端服务器根据面部图像信号判断用户的性别和年龄。同时，所述控制单元将所述第一压力检测信号和面部图像发送给云端服务器，所述云端服务器根据所述第一压力检测信号和面部图像综合判断用户的性别、年龄和体格。
本发明提出一种具有压力传感阵列的按摩椅，所述压力传感阵列设置在坐垫上、靠背上以及扶手上，通过对其压力检测信号的分析可以判断所述按摩椅是否被不当占用，并且可以根据其压力分布范围和平均压力值分析出用户的体格信息，与面部识别功能一起为用户提供更适合的按摩参数，增强了用户体验。
附图说明
图1为本发明按摩椅的框图；
图2为本发明的按摩椅整体图；
图3为本发明的压力检测阵列示意图。
其中，1-坐垫；2-靠背；3-扶手；4-显示器；5-腿部放置区；6-压力传感节点。
具体实施方式
以下结合具体实施例和说明书附图对本发明进行进一步解释。
在一个实施例中，参见说明书附图1，本发明的按摩椅包括按摩单元、检测单元、控制单元、显示单元、图像获取单元、提示单元。
具体地，所述按摩单元包括按摩手控模块和按摩驱动模块，所述按摩手控模块可以为安装在按摩椅扶手上的按钮组合、触摸式操作屏或单独的手握式控制器，用于选择按摩模式、设定按摩参数或控制开关。所述按摩驱动模块包括驱动电源子模块和驱动电机子模块，所述驱动电源子模块用于将外部电源进行电压转换，所述驱动电机子模块包括若干电机，在驱动电源子模块的驱动下，所述电机转动以实现按摩器械的按摩动作。
在一个实施例中，所述控制单元为包括中央处理器的控制电路，所述控制单元用于接收检测单元传送的检测信号，并对所述检测信号进行处理得到检测信息，并将所述检测信息发送给显示单元。
进一步地，所述检测单元包括压力检测单元，所述压力检测单元包括压力传感阵列和检测信号处理电路，所述检测信号处理电路用于将压力传感阵列采集的压力检测信号进行预处理并发送给控制单元，所述检测信号处理电路可包括AD转换、滤波和放大处理电路。优选地，所述检测单元通过串口将检测信号发送给控制单元的中央处理器。所述中央处理器为具有数据处理能力的芯片，包括而不仅限于CPU、ARM、MCU、单片机、DSP等。
在一个实施例中，所述显示单元包括至少一块显示屏，所述显示单元可以为手机、平板电脑或单独的液晶显示器，参见图2所示，其包括显示器4。在另一实施方式中，所述显示屏可为触摸式显示器，而所述手控模块也集成在显示器中。
在一个实施例中，所述按摩椅包括图像获取单元，具体地，所述图像获取单元包括至少一个摄像头，所述摄像头朝向按摩椅用户的面部，优选设置在按摩椅的扶手上。另外，所述摄像头可以是单独的摄像头，也可以为显示单元上集成的摄像头。所述图像获取单元用于获取用户的面部图像信号，并将所述面部图像信号发送给控制单元。
在一个实施例中，所述压力传感单元包括第一压力传感阵列。所述第一压力传感阵列包括M×N个压力传感节点6，参见图3。所述第一压力传感阵列设置在按摩椅的坐垫1上，其设置位置可以为坐垫上层、夹层或底层。所述第一压力传感阵列产生第一压力检测信号，并将所述第一压力检测信号发送给控制单元。第一压力传感阵列的检测范围以及压力检测节点之间的间距根据用户坐在坐垫上与坐垫之间的接触面积设置，在优选的实施例中，所述第一压力传感阵列的检测范围不少于40cm×30cm。在更优的实施例中，所述第一压力传感阵列的形状与用户坐在坐垫上与坐垫之间的接触面的形状相适应，这样可以更佳地获取用户坐在坐垫上产生的压力信号。
在一个实施例中，所述压力传感单元包括第二压力传感阵列。所述第二压力传感阵列包括M×N个压力传感节点，所述第二压力传感阵列设置在按摩椅的靠背2上，其设置位置可以为靠背上层、夹层或底层。所述第二压力传感阵列产生第二压力检测信号，并将所述第二压力检测信号发送给控制单元。第二压力传感阵列的检测范围以及压力检测节点之间的间距根据用户坐在坐垫上时背部与靠背之间的接触面积设置，在优选的实施例中，所述第二压力传感阵列的检测范围不少于30cm×30cm。在更优的实施例中，所述第二压力传感阵列的形状与用户坐在坐垫上时背部与靠背之间的接触面的形状相适应，这样可以更佳地获取用户对靠背上产生的压力信号。
在一个实施例中，所述压力传感单元包括第三压力传感阵列。所述第三压力传感阵列包括M×N个压力传感节点，所述第三压力传感阵列设置在按摩椅的扶手3上，其设置位置可以为扶手上层、夹层或底层。所述第三压力传感阵列产生第三压力检测信号，并将所述第三压力检测信号发送给控制单元。第三压力传感阵列的检测范围以及压力检测节点之间的间距根据用户坐在坐垫上时手部与扶手之间的接触面积设置，在优选的实施例中，所述第二压力传感阵列的检测范围不少于20cm×10cm。在更优的实施例中，所述第三压力传感阵列的形状与用户坐在坐垫上时手部与扶手之间的接触面的形状相适应，这样可以更佳地获取用户对扶手上产生的压力信号。
可以理解，所述M×N的值可以根据实际需要设定，不代表所述三个压力传感阵列的节点数和设置方式必然相同。
在一个实施例中，所述传感单元还包括红外传感单元，所述红外传感单元用于获取用户坐在按摩椅上时产生的红外信号，并将所述红外信号发送给控制单元。红外传感单元设置的扶手内侧或腿部放置区5。
在一个实施例中，所述控制单元根据所述第一压力检测信号以及第二、第三压力检测信号至少之一分析所述按摩椅是否被正确占用。不正确的占用包括按摩椅上放置杂物或用户以不正确的姿势占用按摩椅，例如站或蹲在按摩椅上。当按摩椅上放置杂物时，控制单元能够根据所述第一压力检测信号分析得到第一平均压力值和第一压力分布。由于第一压力检测阵列包括M×N个压力传感节点，其向所述控制单元发送M×N个压力信号值(部分压力传感节点的压力信号值可能为零)，因此控制单元能够根据所述M×N个压力信号值得到第一平均压力值和第一压力分布。由于当按摩椅上放置杂物时，其产生的平均压力值和压力分布会与人体坐在坐垫上产生的平均压力值和压力分布(一般会比人体产生的平均压力值小，并且其压力分布的形状与人体的投影差别较大，同时不会有左右对称的情形)。同时，当按摩椅上放置杂物时，第二压力检测阵列产生的第二压力检测信号或第三压力检测阵列产生的第三压力检测信号为零或较小，也与人体坐在按摩椅上所产生的压力检测信号不同。如果用户站或蹲在坐垫上，所述第一压力检测阵列会产生较大的第一平均压力值，并且其压力分布也会呈现特殊的形状(与人的脚底的形状相应的压力分布)，同时，第二压力检测阵列产生的第二压力检测信号或第三压力检测阵列产生的第三压力检测信号为零或较小，也与人体坐在按摩椅上所产生的压力检测信号不同。
在更优的实施例中，所述控制单元根据所述第一压力检测信号以及红外检测信号分析所述按摩椅是否被正确占用。如果按摩椅上放置杂物，则红外检测单元将不会产生的红外检测信号，因此可以准确地判断按摩椅上是否有杂物。而当用户站或蹲在坐垫上，所述第一压力检测阵列会产生较大的第一平均压力值，并且其压力分布也会呈现特殊的形状(与人的脚底的形状相应的压力分布)，设置在腿部放置区的红外检测装置将不会产生红外检测信号，因此可以准确用户是否正确地占用按摩椅。
在一个实施例中，当控制单元判断所述按摩椅被不当占用时，其向按摩单元发送停止按摩指令，所述按摩单元停止或不启动按摩动作。同时，所述控制单元向所述提示单元发送提示指令，所述提示单元根据所述提示指令向用户进行语音提示或声光提示。
在一个实施例中，所述图像获取单元获取用户的面部图像，并将其图像信号发送给控制单元，所述控制单元根据面部图像信号判断用户的性别和年龄。进一步地，所述控制单元根据所述第一压力检测信号和面部图像信号综合判断用户的性别、年龄和体格，并产生相应的控制指令，发送给按摩单元设置按摩参数。例如，如果第一压力检测阵列所获取的第一平均压力值较小，其压力分布面积也较小，再结合面部图像信号，控制单元如果偏向于认为用户是青少年，因此设定按摩时长较短，按摩力度适中；如果第一压力检测阵列所获取的第一平均压力值适中，其压力分布面积较大，再结合面部图像信号，控制单元如果偏向于认为用户是成年女性或较瘦的男性，因此设定按摩时长适中，按摩力度适中，如果偏向于认为用户是老年人，因此设定按摩时长较长，按摩力度较弱；如果第一压力检测阵列所获取的第一平均压力值较大，其压力分布面积也较大，再结合面部图像信号，控制单元如果偏向于认为用户是体格健壮的男子，其设定按摩力度较大，时间适中。本发明将第一压力检测信号与图像检测进行综合分析，克服了单一的图像分析无法得到用户体格参数的缺陷，而图像分析又减少了单一压力检测信号的分析的误差，提高了判断的准确性。
在一个实施例中，本发明的按摩椅的数据分析可以由云端服务器完成。控制单元将用户面部图像发送给云端服务器，所述云端服务器根据面部图像信号判断用户的性别和年龄。同时，所述控制单元将所述第一压力检测信号和面部图像发送给云端服务器，所述云端服务器根据所述第一压力检测信号和面部图像综合判断用户的性别、年龄和体格。云端服务器的运算建立在大数据的基础上，使得数据的分析和判断更加准确。
以上仅为本发明优选的具体实施方式，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，可想到变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。以上实施例的任意组合也应理解在本发明的公开范围之内。
Claims (4)
1.一种基于压力检测的按摩椅，包括按摩单元、检测单元、控制单元，其特征在于：
所述按摩单元包括按摩手控模块和按摩驱动模块，所述按摩驱动模块包括驱动电源子模块和驱动电机子模块；
所述控制单元用于接收检测单元传送的检测信号，并对所述检测信号进行处理得到检测信息，同时产生控制指令发送给按摩单元；
所述检测单元包括压力检测单元，所述压力检测单元包括压力传感阵列和检测信号处理电路，所述检测信号处理电路用于将压力传感阵列采集的压力检测信号进行预处理并发送给控制单元；
所述压力传感单元包括第一压力传感阵列，所述第一压力传感阵列包括M×N个压力传感节点，所述第一压力传感阵列设置在按摩椅的坐垫上，所述第一压力传感阵列产生第一压力检测信号，并将所述第一压力检测信号发送给控制单元；
所述压力传感单元包括第二压力传感阵列，所述第二压力传感阵列包括M×N个压力传感节点，所述第二压力传感阵列设置在按摩椅的靠背上，所述第二压力传感阵列产生第二压力检测信号，并将所述第二压力检测信号发送给控制单元；
所述压力传感单元包括第三压力传感阵列，所述第三压力传感阵列包括M×N个压力传感节点，所述第三压力传感阵列设置在按摩椅的扶手上，所述第三压力传感阵列产生第三压力检测信号，并将所述第三压力检测信号发送给控制单元；
所述传感单元还包括红外传感单元，所述红外传感单元用于获取用户坐在按摩椅上时产生的红外信号，并将所述红外信号发送给控制单元，红外传感单元设置在腿部放置区，所述腿部放置区位于按摩椅正面的下部，所述控制单元根据所述第一压力检测信号的平均压力值和压力分布以及第二、第三压力检测信号至少之一分析所述按摩椅是否被正确占用，以及，当用户站或蹲在坐垫上，设置在腿部放置区的红外检测装置将不会产生红外检测信号，控制单元根据所述第一压力检测信号的平均压力值和压力分布以及腿部放置区的红外传感单元产生的红外检测信号分析所述按摩椅是否被正确占用。
2.如权利要求1所述的按摩椅，其特征在于，所述按摩椅包括提示单元，当控制单元判断所述按摩椅被不当占用时，其向按摩单元发送停止按摩指令，所述按摩单元停止或不启动按摩动作，同时，所述控制单元向所述提示单元发送提示指令，所述提示单元根据所述提示指令向用户进行语音提示或声光提示。
3.如权利要求1所述的按摩椅，其特征在于，所述按摩椅还包括图像获取单元，所述图像获取单元获取用户的面部图像，并将其图像信号发送给控制单元，所述控制单元根据所述第一压力检测信号和面部图像信号综合判断用户的性别、年龄和体格，并产生相应的控制指令，发送给按摩单元设置按摩参数。
4.如权利要求3所述的按摩椅，其特征在于，所述控制单元将所述第一压力检测信号和面部图像发送给云端服务器，所述云端服务器根据所述第一压力检测信号和面部图像综合判断用户的性别、年龄和体格。
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Denomination of invention: A massage chair based on pressure detection Effective date of registration: 20231115 Granted publication date: 20201110 Pledgee: China Construction Bank Corporation Ningbo Branch Pledgor: ZHEJIANG JIUDIAN HEALTH TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980065778 |
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