CN109864876A - 一种自适应调整振动频率的电路、甩脂机及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应调整振动频率的电路、甩脂机、及控制方法，该电路包括控制模块、输出模块、电机和电流检测模块，控制模块被设置为输出控制信号至输出模块；输出模块被设置为驱动电机按照控制信号的频率振动；电流检测模块被设置为检测流经电机的电流，并将电流检测结果发送至控制模块；控制模块还被设置为根据电流检测结果调整控制信号的频率，以调整电机的振动频率。

Description

一种自适应调整振动频率的电路、甩脂机及控制方法

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，更具体地，涉及一种自适应调整振动频率的电路、甩脂机、及控制方法。

背景技术

甩脂机是一种减肥的仪器，它采用运动科学中的平衡侧动，振幅叠加原理，让全身的脂肪运动起来，消耗热量，消除体内囤积过量的脂肪。通常是控制甩脂机内的电机振动，带动使用该甩脂机的用户振动，达到甩脂的效果。

研究发现，在甩脂机的电机的振动频率达到使用该甩脂机的用户的共振频率时，用户的振动幅度最大，甩脂效果最好。但是，体重不同的用户的共振频率不同，而现有的甩脂机中的电机的振动频率通常是预先设定好的固定值、或者是由用户手动调节的，因此，现有的甩脂机无法针对不同用户自适应调整电机的振动频率，来达到最好的甩脂效果。

发明内容

本发明实施例的一个目的是提供一种自适应调整振动频率的电路的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种自适应调整振动频率的电路，包括控制模块、输出模块、电机和电流检测模块，所述控制模块被设置为输出控制信号至所述输出模块；所述输出模块被设置为驱动所述电机按照所述控制信号的频率振动；所述电流检测模块被设置为检测流经所述电机的电流，并将电流检测结果发送至所述控制模块；所述控制模块还被设置为根据所述电流检测结果调整所述控制信号的频率，以调整所述电机的振动频率。

可选的，所述控制模块被设置为输出第一控制信号和第二控制信号至所述输出模块，其中，所述第一控制信号与第二控制信号的频率相同、且电平状态相反；所述输出模块还被设置为根据所述第一控制信号和所述第二控制信号的电平状态，驱动所述电机正转或者反转。

可选的，所述输出模块还包括分别用于与所述电机的两个输入端连接的第一输出端和第二输出端，所述输出模块连接在所述电路的电源端和接地端之间，所述输出模块还被设置为根据所述第一控制信号和所述第二控制信号的电平状态，将所述电源端与所述第一输出端连接、将所述接地端与所述第二输出端连接，或者，将所述电源端与所述第二输出端连接、将所述接地端与所述第一输出端连接。

可选的，所述输出模块包括第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和第四NMOS管，所述第一NMOS管的漏极与所述电源端连接，所述第一NMOS管的源极与所述第二NMOS管的漏极连接，所述第二NMOS管的源极与所述接地端连接；所述第三NMOS管的漏极与所述电源端连接，所述第三NMOS管的源极与所述第四NMOS管的漏极连接，所述第四NMOS管的源极与所述接地端连接；所述第一NMOS管的栅极、及所述第四NMOS管的栅极与所述控制模块中用于输出所述第一控制信号的第一控制端连接；所述第二NMOS管的栅极、及所述第三NMOS管的栅极与所述控制模块中用于输出第二控制信号的第二控制端连接；所述第一NMOS管和所述第二NMOS管之间的第一电位点、及所述第三NMOS管和所述第四NMOS管之间的第二电位点分别与所述电机的两个输入端连接。

可选的，所述电流检测模块包括第一运放、第二运放、第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与所述第一NMOS管、及所述第二NMOS管串联连接在所述电源端和所述接地端之间，所述第二电阻与所述第三NMOS管、及所述第四NMOS管串联连接在所述电源端和所述接地端之间；所述第一运放的同相输入端和反相输入端分别连接在所述第一电阻的两端；所述第二运放的同相输入端和反相输入端分别连接在所述第二电阻的两端。

可选的，所述电路还包括直流电源，所述直流电源被设置为向所述电路供电，所述直流电源的正极与所述电源端连接，所述直流电源的负极与所述接地端连接。

可选的，所述电路还包括输入模块，所述输入模块被设置为输入控制指令；所述控制模块被设置为根据所述控制指令调整所述控制信号的频率。

可选的，所述电路还包括显示模块，所述显示模块还被设置为显示所述控制信号的频率。

根据本发明的第二方面，提供了一种甩脂机，包括根据本发明第一方面所述的自适应调整振动频率的电路。

根据本发明的第三方面，提供了一种根据本发明第二方面所述的甩脂机的控制方法，包括：

控制电机按照预设的初始频率振动；

检测所述电机振动过程中，流经所述电机的电流；

根据所述电流调整所述电机的振动频率。

可选的，所述根据所述电流调整所述电机的振动频率的步骤包括：

根据所述电流获取连续的设定数量的电流采样值；

判断所述设定数量的电流采样值的变化规律是否满足预设的参考变化规律，如是，则：

确定最小的电流采样值对应的振动频率，作为所述甩脂机对应的共振频率；

将所述电机的振动频率调整为所述共振频率。

可选的，所述控制方法还包括：

在所述设定数量的电流采样值的变化规律不满足所述参考变化规律的情况下，按照预设的步长增大所述电机的振动频率。

本发明的一个有益效果在于，通过本发明的实施例，可以根据实时检测到的流经电机的电流，调整电机的振动频率。这样，在本实施例的电路应用在甩脂机上的情况下，可以自适应调整电机的振动频率至使用该甩脂机的用户的共振频率，使得使用该甩脂机的用户的振动幅度最大，达到最佳甩脂效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明实施例的自适应调整振动频率的电路的一个例子的方框原理图；

图2为反映流经电机的电流与电机的振动频率之间关系曲线的示意图；

图3为根据本发明实施例的自适应调整振动频率的电路的另一个例子的方框原理图；

图4为根据本发明实施例的自适应调整振动频率的电路的一个例子的电路原理图；

图5为根据本发明实施例的甩脂机的控制方法的一个例子的流程图；

图6为根据本发明实施例的甩脂机的控制方法的另一个例子的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

<自适应调整振动频率的电路>

图1为根据本发明实施例的自适应调整振动频率的电路的一个例子的方框原理图。

根据图1所示，该自适应调整振动频率的电路包括控制模块U1、输出模块U2、电机M、及电流检测模块U3。该控制模块U1被设置为输出控制信号至输出模块U2。输出模块U2被设置为驱动电机M按照控制信号的频率振动。电流检测模块U3被设置为检测流经电机M的电流，并将电流检测结果发送至控制模块U1。控制模块U1还被设置为根据电流检测结果调整控制信号的频率，以调整电机M的振动频率。

其中，控制信号可以是包括高电平信号和低电平信号的方波信号。该控制信号的频率，具体可以是该控制信号中高电平信号和低电平信号的切换频率，与电机M的振动频率相同。通过调整控制信号的频率，就可以调整电机M的振动频率。

流经电机M的电流与电机M的振动频率之间的关系曲线可以是如图2所示。其中，纵坐标表示流经电机M的电流，横坐标表示电机M的振动频率。由图2可以看出，随着电机M的振动频率的增大，流经电机M的电流先增大。在电机M的振动频率增大至接近对应的共振频率f0时，流经电机M的电流开始减小。在电机M的振动频率为对应的共振频率f0时，流经电机M的电流减至最小，并在电机M的振动频率再增大时，流经电机M的电流又重新开始增大。

因此，根据流经电机M的电流的变化规律，可以确定当流经电机M的电流所对应的电机的振动频率是否为该电路的当前应用场景下所对应的共振频率。

具体的，控制模块U1可以根据设定数量的电流检测结果的采样值来确定该电路的当前应用场景下所对应的共振频率。

例如，控制模块U1可以是根据连续N个电流检测结果的采样值是否满足先减小后增大的变化规律，如是，则确定最小的电流采样值对应的频率，作为该电路的当前应用场景下所对应的共振频率。其中，N为正整数。并使得控制信号的频率等于该共振频率，以使电机按照该共振频率振动。

进一步地，可以是预先设置控制信号的初始频率。在该电路启动时，控制模块U1可以先输出对应初始频率的控制信号，以使输出模块U2可以控制电机M按照初始频率振动，再根据设定的步长增大控制信号的频率。并使得在输出模块U2根据初始频率的控制信号驱动电机M振动的情况下，流经电机M的电流最小。

该初始频率可以是根据应用场景设置的最小振动频率。例如，在该电路应用于甩脂机的应用场景中，该初始频率可以是小于可能会使用该甩脂机的用户对应的最小共振频率的频率。

通过本发明的实施例，可以根据实时检测到的流经电机的电流，调整电机的振动频率。这样，在本实施例的电路应用在甩脂机上的情况下，可以自适应调整电机的振动频率至使用该甩脂机的用户的共振频率，使得使用该甩脂机的用户的振动幅度最大，达到最佳甩脂效果。

在一个例子中，控制模块U1被设置为输出第一控制信号和第二控制信号至输出模块U2。其中，第一控制信号和第二控制信号的频率相同、电平状态相反。具体的，在第一控制信号为高电平时，第二控制信号为低电平；在第一控制信号为低电平时，第二控制信号为高电平。

输出模块U2还可以被设置为根据第一控制信号和第二控制信号的电平状态，驱动电机M正转或者反转。

如图3所示，该输出模块U2可以包括分别于电机的两个输入端连接的第一输出端OUT1和第二输出端OUT2。输出模块U2可以是连接在该电路的电源端VCC和接地端GND之间。输出模块U2还可以被设置为根据第一控制信号和第二控制信号的电平状态，将电源端VCC与第一输出端OUT1连接、将接地端GND与第二输出端OUT2连接，或者，将电源端VCC与第二输出端OUT2连接、将接地端GND与第一输出端OUT1连接。

例如，可以在第一控制信号为高电平、第二控制信号为低电平时，将电源端VCC与第一输出端OUT1连接、将接地端GND与第二输出端OUT2连接。在第一控制信号为低电平、第一控制信号为高电平时，将电源端VCC与第二输出端OUT2连接、将接地端GND与第一输出端OUT1连接。

再例如，还可以在第一控制信号为高电平、第二控制信号为低电平时，将电源端VCC与第二输出端OUT2连接、将接地端GND与第一输出端OUT1连接。在第一控制信号为低电平、第一控制信号为高电平时，将电源端VCC与第一输出端OUT1连接、将接地端GND与第二输出端OUT2连接。

由于电机M连接在第一输出端OUT1和第二输出端OUT2之间，那么，在电源端VCC与第一输出端OUT1连接、接地端GND与第二输出端OUT2连接的情况下，电机M可以是朝预设的第一方向振动。在电源端VCC与第二输出端OUT2连接、接地端GND与第一输出端OUT1连接的情况下，电机M可以是朝着与第一方向相反的方向振动。这样，在第一控制信号和第二控制信号按照对应的频率改变电平状态时，可以使得电机M可以按照该频率振动。

如图4所示，该输出模块U2可以包括第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第三NMOS管Q3和第四NMOS管Q4。可以是第一NMOS管Q1的漏极与电源端VCC连接，第一NMOS管Q1的源极与第二NMOS管Q2的漏极连接，第二NMOS管Q2的源极与接地端GND连接。第三NMOS管Q3的漏极与电源端VCC连接，第三NMOS管Q3的源极与第四NMOS管Q4的漏极连接，第四NMOS管Q4的源极与接地端GND连接。

第一NMOS管Q1的栅极、及第四NMOS管Q4的栅极可以是与控制模块U1中用于输出第一控制信号的第一控制端Ctrl1连接。第二NMOS管Q2的栅极、及第三NMOS管Q3的栅极可以是与控制模块U1中用于输出第二控制信号的第二控制端Ctrl2连接。第一NMOS管Q1和第二NMOS管Q2之间的第一电位点P1、及第三NMOS管Q3和第四NMOS管Q4之间的第二电位点P2分别于电机M的两个输入端连接。即第一电位点P1可以是与第一输出端OUT1连接，第二电位点P2可以是与第二输出端OUT2连接。

在控制模块U1的第一控制端Ctrl1输出高电平的第一控制信号、第二控制端Ctrl2输出低电平的第二控制信号时，第一NMOS管Q1和第四NMOS管Q4导通，第二NMOS管Q2和第三NMOS管Q3断开。电机M正接在电源端VCC和接地端GND之间。那么，输出模块U2可以驱动电机M正转。

在控制模块U1的第一控制端Ctrl输出低电平的第一控制信号、第二控制端Ctrl输出高电平的第二控制信号时，第一NMOS管Q1和第四NMOS管Q4断开，第二NMOS管Q2和第三NMOS管Q3导通，电机M反接在电源端VCC和接地端GND之间。那么，输出模块U2可以驱动电机M反转。

通过本实施例的输出电路，可以根据控制模块输出的控制信号的电平状态，驱动电机正转或者反转，并使得电机能够按照控制信号的频率振动。

如图4所示，电流检测模块U3可以是包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一运放U31和第二运放U32，第一电阻R1可以是与第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2串联连接在电源端VCC和接地端GND之间；第二电阻R2可以是与第三NMOS管Q3和第四NMOS管Q4串联连接在电源端VCC和接地端GND之间。第一运放U31的同相输入端和反相输入端分别连接在第一电阻R1两端，第一运放U31的输出端与控制模块U1的第一输入端连接。第二运放U32的同相输入端和反相输入端分别连接在第二电阻R2两端，第二运放U32的输出端与控制模块U1的第二输入端连接。

具体的，在第一电阻R1的第一端与电源端VCC连接，第一电阻R1的第二端与接地端GND连接的情况下，第一运放U31的同相输入端可以是与第一电阻R1的第一端连接，第一运放U31的反相输入端可以是与第一电阻R1的第二端连接。在第二电阻R2的第一端与电源端VCC连接，第二电阻R2的第二端与接地端GND连接的情况下，第二运放U32的同相输入端可以是与第二电阻R2的第一端连接，第二运放U32的反相输入端可以是与第二电阻R2的第二端连接。

本实施例中对第一电阻R1与第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2的连接顺序不作限制。对第二电阻R2与第三NMOS管Q3、第四NMOS管Q4的连接顺序不作限制。

这样，通过第一运放U31就可以通过第一电阻R1检测在第一NMOS管Q1和第四NMOS管Q4导通的情况下流经电机M的电流，并将电流检测结果传输至控制模块U1的第一输入端IN1。通过第二运放U32就可以通过第二电阻R2检测在第二NMOS管Q2和第三NMOS管Q3导通的情况下流经电机M的电流，并将电流检测结果传输至控制模块U1的第二输入端IN2。

控制模块U1再根据第一输入端IN1或者第二输入端IN2输入的电流检测结果调整控制信号的频率。

如图3所示，该电路还可以包括直流电源DC，该直流电源DC被设置为向该电路的其他模块(该电路中除直流电源DC以外的功能模块，包括控制模块U1、输出模块U2、电流检测模块U3)供电。具体的，该直流电源DC的正极与电源端VCC连接，直流电源DC的负极与接地端GND连接。

如图3所示，该电路还可以包括输入模块U4，输入模块U4被设置为输入控制指令，控制模块U1还被设置为根据控制指令调整控制信号的频率。

输入模块U4可以是由按键电路组成，也可以是由触摸屏等实现。该输入模块U4还可以用于实现开关机控制、工作模式的选择、工作时间的设定等。

如图3所示，该电路还可以包括显示模块U5，该显示模块U5被设置为显示控制信号的频率，即显示电机M的振动频率。

该显示模块U5可以是由数码管实现，还可以是由显示屏实现。该显示模块U5还可以显示通过输入模块U4选择的工作模式、设定的工作时间等。

<甩脂机>

本发明还提供了一种甩脂机，该甩脂机可以包括前述的自适应调整振动频率的电路。

这样，本实施例的甩脂机可以实时监控自身配重对流经电机的电流带来的变化，并根据电流变化对电机频率做出相应调整，以达到最佳的甩脂效果。

<方法>

本发明还提供了一种甩脂机的控制方法，本实施例的甩脂机包括前述的自适应调整振动频率的电路。

如图5所示，该控制方法包括：

步骤S5100，控制电机按照预设的初始频率振动。

该初始频率可以是根据应用场景设置的最小振动频率。例如，该初始频率可以是小于可能会使用该甩脂机的用户对应的最小共振频率。

步骤S5200，检测流经电机的电流。

步骤S5300，根据该电流调整电机的振动频率。

具体的，在执行完步骤S5300之后，还可以继续执行步骤S5200，即可以循环执行步骤S5200-S5300，直至电机的振动频率达到甩脂机当前对应的共振频率。

在一个例子中，步骤S5300可以进一步包括如图6所示的步骤S5310-S5350：

步骤S5310，根据检测到的电流获取连续的设定数量个电流采样值。

该设定数量可以是预设根据应用场景、采样频率等预先设定的。例如，该设定数量可以是5个。

可以是对检测到的流经电机的电流进行采样，得到电流采样值。例如，当前时刻采样得到的电流采样值可以是I_n，那么，本步骤获取的设定数量个电流采样值可以是I_n、I_n-1、I_n-2、I_n-3、I_n-4。其中，I_n-1、I_n-2、I_n-3、I_n-4为在当前时刻之前采样得到的，且I_n、I_n-1、I_n-2、I_n-3、I_n-4的采样时刻连续。

步骤S5320，判断设定数量个电流采样值的变化规律是否满足预设的参考变化规律，如是，则执行步骤S5330；如否，则执行步骤S5350。

预设的参考变化规律可以是根据图2所示的流经电机的电流与电机的振动频率之间的关系曲线得到。具体的，本实施例中的参考变化规律可以是先减小后增大。

例如，在电流采样值I_n、I_n-1、I_n-2、I_n-3、I_n-4恰好满足参考变化规律的情况下，可以是I_n-1＜I_n-2＜I_n-3＜I_n-4，且I_n＞I_n-1。

步骤S5330，确定设定数量个电流采样值中最小值对应的电机振动频率，作为该甩脂机对应的共振频率。

例如，在I_n-1＜I_n-2＜I_n-3＜I_n-4，且I_n＞I_n-1的情况下，可以是确定电流采样值I_n-1对应的电机振动频率，作为甩脂机对应的共振频率。

在使用甩脂机的用户不同的情况下，甩脂机对应的共振频率可能不同。

步骤S5340，将电机的振动频率调整为该共振频率。

将电机的振动频率调整为甩脂机对应的共振频率的具体方式可以为：将控制模块输出的控制信号的频率调整为该共振频率。

步骤S5350，按照预设的步长增大电机的振动频率。

其中，该步长例如可以是预先根据应用场景或者是实验数据设定的。

通过本发明的实施例，可以根据实时检测到的流经电机的电流，自适应调整电机的振动频率至使用该甩脂机的用户的共振频率，使得使用该甩脂机的用户的振动幅度最大，达到最佳甩脂效果。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种自适应调整振动频率的电路，其特征在于，包括控制模块、输出模块、电机和电流检测模块，所述控制模块被设置为输出控制信号至所述输出模块；所述输出模块被设置为驱动所述电机按照所述控制信号的频率振动；所述电流检测模块被设置为检测流经所述电机的电流，并将电流检测结果发送至所述控制模块；所述控制模块还被设置为根据所述电流检测结果调整所述控制信号的频率，以调整所述电机的振动频率。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制模块被设置为输出第一控制信号和第二控制信号至所述输出模块，其中，所述第一控制信号与第二控制信号的频率相同、且电平状态相反；所述输出模块还被设置为根据所述第一控制信号和所述第二控制信号的电平状态，驱动所述电机正转或者反转。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述输出模块还包括分别用于与所述电机的两个输入端连接的第一输出端和第二输出端，所述输出模块连接在所述电路的电源端和接地端之间；所述输出模块还被设置为根据所述第一控制信号和所述第二控制信号的电平状态，将所述电源端与所述第一输出端连接、将所述接地端与所述第二输出端连接，或者，将所述电源端与所述第二输出端连接、将所述接地端与所述第一输出端连接。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电路，其特征在于，所述输出模块包括第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和第四NMOS管，所述第一NMOS管的漏极与所述电源端连接，所述第一NMOS管的源极与所述第二NMOS管的漏极连接，所述第二NMOS管的源极与所述接地端连接；所述第三NMOS管的漏极与所述电源端连接，所述第三NMOS管的源极与所述第四NMOS管的漏极连接，所述第四NMOS管的源极与所述接地端连接；所述第一NMOS管的栅极、及所述第四NMOS管的栅极与所述控制模块中用于输出所述第一控制信号的第一控制端连接；所述第二NMOS管的栅极、及所述第三NMOS管的栅极与所述控制模块中用于输出第二控制信号的第二控制端连接；所述第一NMOS管和所述第二NMOS管之间的第一电位点、及所述第三NMOS管和所述第四NMOS管之间的第二电位点分别与所述电机的两个输入端连接。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述电流检测模块包括第一运放、第二运放、第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与所述第一NMOS管、及所述第二NMOS管串联连接在所述电源端和所述接地端之间，所述第二电阻与所述第三NMOS管、及所述第四NMOS管串联连接在所述电源端和所述接地端之间；所述第一运放的同相输入端和反相输入端分别连接在所述第一电阻的两端；所述第二运放的同相输入端和反相输入端分别连接在所述第二电阻的两端。

6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括直流电源，所述直流电源被设置为向所述电路供电，所述直流电源的正极与所述电源端连接，所述直流电源的负极与所述接地端连接。

7.一种甩脂机，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的自适应调整振动频率的电路。

8.根据权利要求7所述的甩脂机的控制方法，其特征在于，包括：

控制电机按照预设的初始频率振动；

检测所述电机振动过程中，流经所述电机的电流；

根据所述电流调整所述电机的振动频率。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述电流调整所述电机的振动频率的步骤包括：

根据所述电流获取连续的设定数量的电流采样值；

判断所述设定数量的电流采样值的变化规律是否满足预设的参考变化规律，如是，则：

确定最小的电流采样值对应的振动频率，作为所述甩脂机对应的共振频率；

将所述电机的振动频率调整为所述共振频率。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在所述设定数量的电流采样值的变化规律不满足所述参考变化规律的情况下，按照预设的步长增大所述电机的振动频率。