CN109357797A - 一种按摩头力矩测控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种按摩头力矩测控方法及系统，其中，方法包括：接收按摩头三轴力传感器反馈的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的电信号；通过已建立的X轴标定特性曲线将X轴方向的电信号数值转换为施加于X轴方向的作用力；通过已建立的Y轴标定特性曲线将Y轴方向的电信号数值转换为施加于Y轴方向的作用力；通过已建立的Z轴标定特性曲线将Z轴方向的电信号数值转换为施加于Z轴方向的作用力；将所述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力在终端上显示以进行监控。本发明能够准确高效地评估按摩头受力情况，在按摩机设计和测试阶段可以提供有保障的检测数据，使得设计更加准确，测试更合理，从而提高产品的舒适性和安全性。

Description

一种按摩头力矩测控方法及系统

技术领域

本发明涉及按摩头力矩领域，特别涉及一种按摩头力矩测控方法及系统。

背景技术

按摩机通过与人体接触的球状按摩头对人体产生作用力，按摩机推动按摩头按照特定的空间轨迹运动，对人体施加设定的作用力，以达到按摩的效果。按摩头在按摩过程中相当于代替人手对被按对象进行按摩，因此按摩头允许承受的最大负载往往决定了按摩机的使用范围；可以通过计算获得按摩机推动并施加于按摩头上的作用力的大小，例如，通过检测按摩头上力的模拟输出值电压或电流来评估作用力的大小。但在实施按摩动作过程中往往无法评估人体施加于按摩头上的实际作用力。此外，由于无法获得按摩动作过程中人体加载于按摩头上的实际作用力，因此也无法对加载于按摩头上的实际作用力进行实时监控并分析统计。这样，就无法评估按摩过程中人体实际受理的大小。一种典型的情况是，当按摩机用较大的输出力推动按摩头时，按摩头发生了预定的移动，但是，人体同时也产生了移动，这就使得无法获得按摩头实际施加在人体上的里的大小。因此，迫切需要一种能辅助设计和测试的按摩头测力方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种按摩头力矩测控方法及系统，能够准确高效地评估按摩头受力情况，在按摩机设计和测试阶段可以提供有保障的检测数据，使得设计更加准确，测试更合理，从而提高产品的舒适性和安全性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，本发明一种按摩头力矩测控方法，包括：

按摩头工作时，接收按摩头三轴力传感器反馈的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的电信号；

通过已建立的X轴标定特性曲线将X轴方向的电信号数值转换为施加于X轴方向的作用力；

通过已建立的Y轴标定特性曲线将Y轴方向的电信号数值转换为施加于Y轴方向的作用力；

通过已建立的Z轴标定特性曲线将Z轴方向的电信号数值转换为施加于Z轴方向的作用力。

优选的，所述X轴标定特性曲线、Y轴标定特性曲线和Z轴标定特性曲线均为一次曲线。

优选的，所述X轴标定特性曲线、Y轴标定特性曲线和Z轴标定特性曲线的建立方法为：通过测力计施加于按摩头X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的作用力分别实现X轴方向、Y轴方向和Z轴方向电信号到作用力的标定。

优选的，通过测力计施加于按摩头X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的作用力分别实现X轴方向、Y轴方向和Z轴方向电信号到作用力的标定，具体包括：

在预设方向上，通过同一测力计在按摩头上施加不同的两个作用力，分别记录施加的作用力及产生的电信号产生两组数据；根据所述两组数据生成作用力与电信号对应的一次曲线；所述预设方向包括X轴方向、Y轴方向或Z轴方向。

优选的，在Y轴方向上，将Y轴力感知方向角度调整至与水平方向垂直；分别记录施加的两次作用力及产生的两个电信号，通过两点确定一条直线原则，得到如下公式：

A(N)＝J*A(V)+K

B(N)＝J*B(V)+K

通过上式计算常量J和K的值，从而获得直线AB(Y)的线性函数，建立的Y轴标定特性曲线；

上式中，A(N)和B(N)表示所述测力计对按摩头施加的两次作用力；所述A(V)表示作用力为A(N)时按摩机的输出电压；所述B(V)表示作用力为B(N)时按摩机的输出电压。

优选的，所述通过已建立的Z轴标定特性曲线将Z轴方向的电信号数值转换为施加于Z轴方向的作用力之后还包括：

将所述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力在终端上显示以进行监控。

优选的，将所述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力在终端上显示以进行监控，具体为：

将X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力通过串行通信口实时发送给终端显示以进行监控。

优选的，所述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力在终端上显示的方式包括数据显示和/或图形显示。

优选的，所述电信号包括电压信号或电流信号。

另一方面，本发明一种按摩头力矩测控系统，包括：

电信号接收模块，用于接收按摩头三轴力传感器反馈的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的电信号；

力矩获取模块，用于通过已建立的X轴标定特性曲线将X轴方向的电信号数值转换为施加于X轴方向的作用力；通过已建立的Y轴标定特性曲线将Y轴方向的电信号数值转换为施加于Y轴方向的作用力；通过已建立的Z轴标定特性曲线将Z轴方向的电信号数值转换为施加于Z轴方向的作用力。

根据本发明的实施例，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明能够测量加载在按摩头上作用力的大小(牛N)，可以在按摩机设计阶段验证按摩头最大负载力是否满足实际需求；可以在测试和寿命实验阶段有效评估假体或沙袋加载在按摩头上的作用力是否超设计要求；

(2)本发明能够对空间三轴力进行实时监控和评估。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种按摩头力矩测控方法及系统不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明实施例的按摩头力矩测控方法的流程图；

图2是本发明实施例的按摩头的结构图；

图3是本发明实施例的按摩头的爆炸图；

图4是本发明实施例的测力计的结构图；

图5是本发明实施例的一轴上的标定特性曲线；

图6是本发明实施例的三轴力值监控图；

图7是本发明实施例的按摩头力矩测控系统的结构框图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

需要说明的是，具体实施方式中涉及到的步骤标识，仅是为了使文件看起来更加清晰，具体实施时，步骤的顺序可以根据具体需要做相应调整。

参见图1所示，本发明一种按摩头力矩测控方法，包括：

S101，接收按摩头三轴力传感器反馈的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的电信号；

S102，通过已建立的X轴标定特性曲线将X轴方向的电信号数值转换为施加于X轴方向的作用力；

S103，通过已建立的Y轴标定特性曲线将Y轴方向的电信号数值转换为施加于Y轴方向的作用力；

S104，通过已建立的Z轴标定特性曲线将Z轴方向的电信号数值转换为施加于Z轴方向的作用力。

本实施例中，一种按摩头力矩测控方法可应用在图2和图3所示的按摩头上。

所述按摩头包括按摩部件202和摆臂部件203，以及在所述按摩部件202与所述摆臂部件203之间嵌入力度检测装置201。力度检测装置201与按摩部件202以及摆臂部件203紧密贴合装配，在按摩过程中，按摩机芯通过对摆臂部件203施力带动整个按摩头调整位置和姿态。

其中，力度检测装置201包括力度检测装置本体2011，以及垂直于所述力度检测装置本体2011的三轴力传感器2012。沿所述力度检测装置本体2011一侧向外伸出三根传感线2013，所述传感线2013用于反馈三轴力传感器2012检测到的不同方向(X轴方向、Y轴方向和Z轴方向)的电信号数据。所述三轴力传感器2012可以是集成的三轴力传感器，也可以是三个单独的力传感器，本实施例不做具体限制。

本实施例中，所述电信号为电压信号。

本实施例中，所述X轴标定特性曲线、Y轴标定特性曲线和Z轴标定特性曲线的建立方法为：通过测力计施加于按摩头X轴、Y轴和Z轴的作用力分别实现X轴、Y轴和Z轴电信号到作用力的标定。

参见图4所示，为本实施例的测力计的结构图，使用测力计分别对按摩头施加X轴方向、Y轴方向和Z轴方向作用力来进行标定，所述测力计包括刻度盘301、挂钩302和吊环303。

参见图5所示为一条标定特性曲线，标定特性曲线的建立方法为：先用所述测力计对按摩头施加作用力A(N)，确定标定曲线A点，之后，采集按摩机输出电压A(V)。再用测力计产生作用力B(N)，确定标定曲线B点，，采集输出电压B(V)。由A、B两点可以确定一条反映作用力A(N)与输出电压B(V)之间的函数关系的标定特性曲线AB。

具体的，以Y轴方向进行标定为例，通过摆臂部件203将三轴力传感器2012的Y轴力感知方向角度调整至与水平方向垂直；然后将吊环303垂直悬挂于三轴力传感器2012上，依次悬挂两组不同重量的物质如砝码到挂钩302，通过刻度盘301记录两组砝码施加于三轴力传感器2012的作用力值(设为A(N)、B(N))，通过传感线2013或其他电路采集两组砝码对应施加于三轴力传感器2012Y轴方向的压力模拟量值(设为A(V)、B(V))；通过两点确定一条直线原则，如下公式：

A(N)＝J*A(V)+K

B(N)＝J*B(V)+K

确定常量J和K的值，也就获得直线AB(Y)的线性函数，完成Y轴定标，即建立的Y轴标定特性曲线。

X轴标定特性曲线和Z轴标定特性曲线通过类似方式建立，本实施例不再重复。当X轴方向特性曲线、Y轴方向特性曲线和Z轴方向特性曲线确定后，即可利用特性曲线以采集的电压值作为输入，输出作用力N。

进一步的，步骤S104之后还包括：

S105，将所述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力在终端上显示以进行监控。按摩机芯的主控芯片可以根据上述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力来实施判断施加于人体上的作用力。

具体的，将所述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力通过串行通信口实时发送给终端进行监控。所述终端能够支持安装应用软件，可以是PC，也可以是移动终端如笔记本电脑、IPAD等，本实施例不做具体限定。当然，本发明方法也可直接运行在终端上，因此，只需将所述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力在终端上显示即可，而不再需要通过串行通信口进行传送。

具体的，所述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力在终端上显示的方式包括数据显示和/或图形显示。参见图6所示，为在PC端显示三轴作用力值的图形显示，记录按摩头对人体按摩过程中作用在按摩头上空间三轴作用力的大小，通过图形可以清晰地看出X轴方向(最上方的曲线)、Y轴方向(中间的曲线)和Z轴方向(最下方的曲线)的受力情况。同时，可以统计整个过程中X轴方向、Y轴方向和Z轴方向分别所受作用力的最大值，以此来评估是否超过设计范围。

参见图7所示，本发明还提供了一种按摩头力矩测控系统，包括：

电信号接收模块701，用于接收按摩头三轴力传感器反馈的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的电信号；

力矩获取模块702，用于通过已建立的X轴标定特性曲线将X轴方向的电信号数值转换为施加于X轴方向的作用力；通过已建立的Y轴标定特性曲线将Y轴方向的电信号数值转换为施加于Y轴方向的作用力；通过已建立的Z轴标定特性曲线将Z轴方向的电信号数值转换为施加于Z轴方向的作用力。

进一步的，所述按摩头力矩测控系统还包括：

力矩监控模块703，将所述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力在终端上显示以进行监控。

本实施例一种按摩头力矩测控方法及系统能够测量加载在按摩头上作用力的大小(牛N)，可以在按摩机设计阶段验证按摩头最大负载力是否满足实际需求；可以在测试和寿命实验阶段有效评估假体或沙袋加载在按摩头上的作用力是否超设计要求；同时能够对空间三轴力进行实时监控和评估。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不限制本发明，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，所做出的修改、替换和变形均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种按摩头力矩测控方法，其特征在于，包括：

按摩头工作时，接收按摩头三轴力传感器反馈的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的电信号；

通过已建立的X轴标定特性曲线将X轴方向的电信号数值转换为施加于X轴方向的作用力；

通过已建立的Y轴标定特性曲线将Y轴方向的电信号数值转换为施加于Y轴方向的作用力；

通过已建立的Z轴标定特性曲线将Z轴方向的电信号数值转换为施加于Z轴方向的作用力。

2.根据权利要求1所述的按摩头力矩测控方法，其特征在于，所述X轴标定特性曲线、Y轴标定特性曲线和Z轴标定特性曲线均为一次曲线。

3.根据权利要求2所述的按摩头力矩测控方法，其特征在于，所述X轴标定特性曲线、Y轴标定特性曲线和Z轴标定特性曲线的建立方法为：通过测力计施加于按摩头X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的作用力分别实现X轴方向、Y轴方向和Z轴方向电信号到作用力的标定。

4.根据权利要求3所述的按摩头力矩测控方法，其特征在于，通过测力计施加于按摩头X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的作用力分别实现X轴方向、Y轴方向和Z轴方向电信号到作用力的标定，具体包括：

在预设方向上，通过同一测力计在按摩头上施加不同的两个作用力，分别记录施加的作用力及产生的电信号产生两组数据；根据所述两组数据生成作用力与电信号对应的一次曲线；所述预设方向包括X轴方向、Y轴方向或Z轴方向。

5.根据权利要求4所述的按摩头力矩测控方法，其特征在于，在Y轴方向上，将Y轴力感知方向角度调整至与水平方向垂直；分别记录施加的两次作用力及产生的两个电信号，通过两点确定一条直线原则，得到如下公式：

A(N)＝J*A(V)+K

B(N)＝J*B(V)+K

通过上式计算常量J和K的值，从而获得直线AB(Y)的线性函数，建立的Y轴标定特性曲线；

上式中，A(N)和B(N)表示所述测力计对按摩头施加的两次作用力；所述A(V)表示作用力为A(N)时按摩机的输出电压；所述B(V)表示作用力为B(N)时按摩机的输出电压。

6.根据权利要求1所述的按摩头力矩测控方法，其特征在于，所述通过已建立的Z轴标定特性曲线将Z轴方向的电信号数值转换为施加于Z轴方向的作用力之后还包括：

将所述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力在终端上显示以进行监控。

7.根据权利要求6所述的按摩头力矩测控方法，其特征在于，将所述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力在终端上显示以进行监控，具体为：

将X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力通过串行通信口实时发送给终端显示以进行监控。

8.根据权利要求6所述的按摩头力矩测控方法，其特征在于，所述X轴方向的作用力、Y轴方向的作用力和Z轴方向的作用力在终端上显示的方式包括数据显示和/或图形显示。

9.根据权利要求1所述的按摩头力矩测控方法，其特征在于，所述电信号包括电压信号或电流信号。

10.一种按摩头力矩测控系统，其特征在于，包括：

电信号接收模块，用于接收按摩头三轴力传感器反馈的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的电信号；

力矩获取模块，用于通过已建立的X轴标定特性曲线将X轴方向的电信号数值转换为施加于X轴方向的作用力；通过已建立的Y轴标定特性曲线将Y轴方向的电信号数值转换为施加于Y轴方向的作用力；通过已建立的Z轴标定特性曲线将Z轴方向的电信号数值转换为施加于Z轴方向的作用力。