CN113041128B - 基于电机噪音检测的按摩头加热控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及按摩设备领域，公开了一种基于电机噪音检测的按摩头加热控制系统及方法，用来解决目前加热控制方案中所存在的：手动电源开关使用复杂、弹簧开关易造成弹簧金属疲劳以及光电开关误触发造成加热误启动的问题。包括电机噪声采集模块和控制器，所述电机噪声采集模块与所述控制器连接；电机噪声采集模块用于采集按摩头的电机噪音，并将采集到的音频信号发送给控制器；控制器中预存有按摩头接触人体后电机的标准声频点，控制器在收到电机噪声采集模块发来的音频信号之后，首先提取出音频信号中的实时声频点，然后将提取的实时声频点与所有的标准声频点进行比对，并基于比对结果控制加热元件的工作状态。本发明适用于筋膜枪。
Description
技术领域
本发明涉及按摩设备领域，特别涉及按摩设备的加热控制系统及方法。
背景技术
筋膜枪和类似的电动按摩器主要由电池，电机和控制电路板组成。电机通过偏心轮传动，带动按摩头做往复运动，实现在人体上来回击打的按摩效果。
以筋膜枪为例，其主要分为机身和按摩头，按摩头可以更换不同形状，按摩头和机身没有电线连接。为了改善用户舒适度，按摩头增加加热功能，对按摩头和人体接触部位进行加热，可以促进血液循环，可以改善冬季使用条件。
由于按摩头可更换，使用过程中按摩头又处于高频往复运动中，所以按摩头和机身之间难以通过增加电路连接来供电及通信，因而加热按摩头都是内部配有电池和专门的控制电路，实现按摩头的独立运行。
由于按摩头的独立运行，所以按摩头的加热功能什么时候启动加热就是一个问题，目前主要的方案有以下几种：
1、在加热按摩头上设置手动电源开关，用户使用前打开手动电源开关。
2、在加热按摩头上增加弹簧开关，用户打开筋膜枪，带动按摩头振动起来后触发开关启动加热功能。
3、加热按摩头上增加光电开关，按摩头接触人体后启动加热功能。
以上方案都存在一些问题，具体如下：
1、在加热按摩头上设置手动电源开关，用户使用前需要手动打开按摩头的手动电源开关，然后再开筋膜枪，增加了使用复杂度，用户用完后，有可能忘记关掉按摩头的手动电源开关，造成继续加热影响电池寿命和使用安全。
2、在加热按摩头上增加弹簧开关，但弹簧开关是有使用次数限制的，按摩头每分钟需要来回振动几千次，很容易造成弹簧金属疲劳，而造成功能失效。
3、加热按摩头上增加光电开关，按摩头接触人体后启动加热功能，但该方案有可能出现这样的情况：用户将筋膜枪放到包里等场合时，光电开关误触发造成加热误启动。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于电机噪音检测的按摩头加热控制系统及方法，通过电机噪音检测自动控制按摩头的加热状态，用来解决目前加热控制方案中所存在的：手动电源开关使用复杂、弹簧开关易造成弹簧金属疲劳以及光电开关误触发造成加热误启动的问题。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种基于电机噪音检测的按摩头加热控制系统，包括电机噪声采集模块和控制器，所述电机噪声采集模块与所述控制器连接；
电机噪声采集模块用于采集按摩头的电机噪音，并将采集到的音频信号发送给控制器；
控制器中预存有按摩头接触人体后电机的标准声频点，控制器在收到电机噪声采集模块发来的音频信号之后，首先提取出音频信号中的实时声频点，然后将提取的实时声频点与标准声频点进行比对，并基于比对结果控制按摩头的加热状态。
进一步的，所述基于比对结果控制按摩头的加热状态，具体包括：
若实时声频点高于标准声频点，则开启按摩头的加热功能，若实时声频点低于标准声频点，则关闭按摩头的加热功能。
进一步的，由于按摩头工作的档位越高，其电机的运转频率就越高，进而电机的噪音频率也越高，因此本发明可以只设置一个标准声频点，即按摩头最低档对应的标准声频点，将按摩头最低档对应的标准声频点作为按摩头启动加热功能的最小阈值参照。
进一步的，控制器中预设的标准声频点包括按摩头各档对应的标准声频点；
控制器得到实时声频点之后，先将实时声频点与最低档对应的标准声频点进行比对，若实时声频点高于最低档对应的标准声频点，则开启按摩头的加热功能，若实时声频点低于最低档对应的标准声频点，则关闭按摩头的加热功能；
开启按摩头的加热功能之后，控制器继续将实时声频点分别与各档位分别与各档位对应的标准声频点进行比对，根据比对结果确定按摩头工作的实时档位，并根据按摩头工作的实时档位调节加热温度值。
进一步的，本发明可以简单的将档位和温度相关联，由于按摩头工作的实时档位越高，因为击打频率高，按摩头和滑套快速摩擦，自身发热高，因此当按摩头工作的实时档位升高时，可以将按摩头的加热温度适当降低，当按摩头工作的实时档位降低时，可以将按摩头的加热温度适当升高，这样保证了各档位温度的平衡。
具体的，控制器可通过傅里叶变换的方式提取音频信号中的实时声频点，因为提取频率点最简便的方式就是用傅立叶变换，所以用傅立叶变换的方法。
基于以上的加热控制系统，本发明还进一步提供了一种加热控制方法，包括以下步骤：
将电机噪声采集模块设置于按摩头上，并通过电机噪声采集模块采集按摩头的电机噪音，将采集到的音频信号发送给控制器；
控制器提取音频信号中的实时声频点，将提取的实时声频点与标准声频点进行比对，并基于比对结果控制按摩头的加热状态，其中，所述标准声频点为按摩头接触人体后电机的标准声频点。
进一步的，所述基于比对结果控制按摩头的加热状态，具体包括：
若实时声频点高于标准声频点，则开启按摩头的加热功能，若实时声频点低于标准声频点，则关闭按摩头的加热功能。
进一步的，所述标准声频点为按摩头最低档对应的标准声频点。
进一步的，得到实时声频点之后，先将实时声频点与最低档对应的标准声频点进行比对，若实时声频点高于最低档对应的标准声频点，则开启按摩头的加热功能，若实时声频点低于最低档对应的标准声频点，则关闭按摩头的加热功能；
开启按摩头的加热功能之后，继续将实时声频点分别与各档位分别与各档位对应的标准声频点进行比对，根据比对结果确定按摩头工作的实时档位，并根据按摩头工作的实时档位调节加热温度值。
进一步的，按摩头工作的实时档位越高，加热温度值越低。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过检测按摩头工作时电机产生的声音来识别按摩设备是否工作，工作时开启加热功能，不工作时关闭加热，不需要用户干预，控制加热按摩头自动加热，给用户带来了好的体验。本发明适用于各种按摩设备，例如筋膜枪。
2、本发明中的按摩头加热控制系统不采用机械元件，在按摩设备的高速震动下，不会产生机械部件疲劳老化，可以长时间可靠使用。
3、本发明通过声音频点可以识别出按摩头工作的实时档位，并根据按摩头工作的实时档位调节按摩头的温度值，从而可以带来更多样的加热体验。
附图说明
图1为实施例提供的基于电机噪音检测的按摩头加热控制流程图。
具体实施方式
本发明主要是采用识别按摩头工作时高频噪音特征，自动化控制加热按摩头的加热功能，检测到后自动启动加热，未识别时关闭加热功能。该自动控制方式避免了手动电源开关带来的使用不便，由于都是电子元件，无机械元件，避免了弹簧开关的金属疲劳，由于电机高频噪音特定频点与环境噪音有相当的辨识度，也避免了光电开关误识别问题。
以筋膜枪为例，筋膜枪是由电机通过偏心轮传动，带动按摩头做往复运动。电机工作时根据转速的不同，会发出不同频率的噪音，噪音的频率和电机的转速呈正相关。所以提取噪音的频谱，可以得出电机的转速和按摩头的工作档位。本发明得出电机转速后，就能知道按摩头是否启动，档位大小。
下面以筋膜枪的加热控制方案对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一种优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，对实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，另外实施例中的“连接”均指电性连接。
本实施例中的按摩头加热控制系统包括电机噪声采集模块和控制器，所述电机噪声采集模块与所述控制器连接；
所述电机噪声采集模块内置于按摩设备的按摩头中，用于采集按摩设备实时的电机噪音，并将采集到的音频信号发送给控制器。具体的，所述电机噪声采集模块可包括麦克风、音频放大电路和AD采样电路，其中麦克风实现声音采集，音频放大电路和AD采样电路分别用于对麦克风采集的音频信号进行音频放大和AD采样。
所述控制器中预存有按摩头接触人体后电机的标准声频点，控制器在收到电机噪声采集模块发来的音频信号之后，首先提取出音频信号中的实时声频点，然后将提取的实时声频点与标准声频点进行比对，并基于比对结果控制按摩头的加热状态。
具体的，如果仅需要实现按摩头的加热功能开启/关闭，则上述的基于比对结果控制按摩头的加热状态，是指：若实时声频点高于标准声频点，则开启按摩头的加热功能，若实时声频点低于标准声频点，则关闭按摩头的加热功能。由于按摩头工作的档位越高，其电机的运转频率就越高，进而电机的噪音频率也越高，因此本实施例可以只设置一个标准声频点，即按摩头最低档对应的标准声频点，将按摩头最低档对应的标准声频点作为按摩头启动加热功能的最小阈值参照。
电机运行在固定转速下，会发出固定频率的噪音信号，噪音频点和各档位转速成一一对应的特征，经测试筋膜枪的电机工作在各档位的标准声频点如表1所示：
表1筋膜枪的按摩头工作在各档位对应的电机转速和标准声频点
| 档位 | 转速(转/分) | 频点(Hz) |
| 1 | 1800 | 873 |
| 2 | 2100 | 1020 |
| 3 | 2400 | 1172 |
| 4 | 2700 | 1324 |
| 5 | 3000 | 1477 |
如果我们不仅需要实现按摩头的加热功能开启/关闭，还需要进一步根据按摩头工作的实时档位调节加热的温度值，上述的基于比对结果控制按摩头的加热状态，是指：
控制器中预设按摩头各档对应的标准声频点，可如表1所示；控制器得到实时声频点之后，先将实时声频点与最低档对应的标准声频点进行比对，若实时声频点高于最低档对应的标准声频点，则开启按摩头的加热功能，若实时声频点低于最低档对应的标准声频点，则关闭按摩头的加热功能；
开启按摩头的加热功能之后，控制器继续将实时声频点分别与各档位分别与各档位对应的标准声频点进行比对，根据比对结果确定按摩头工作的实时档位，并根据按摩头工作的实时档位调节加热温度值。
基于以上的按摩头加热控制系统，实施例还提供了一种加热控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
1、向加热控制系统中的控制器预设按摩头各档对应的标准声频点；
2、电机噪声采集模块通过麦克风采集按摩设备实时的电机噪音，并将噪音音频信号发送给控制器；
3、控制器在收到电机噪声采集模块发来的音频信号之后，对音频信号进行带通滤波，并对滤波后信号做傅里叶变换，提取出音频信号中的实时声频点；
4、控制器检查实时声频点是否高于最低档对应的标准声频点，若是，则开启按摩头的加热功能，否则关闭按摩头的加热功能。
表1中，筋膜枪按摩头最低档对应的电机转速为1800转/分，对应的标准声频点为873Hz，采集音频信号进行傅立叶变换后，提取实时声频点，考虑到不同机器存在加工误差，电压高低，转速有一定的波动，波动范围不超过20％，以最低档对应的标准声频点的20％阈值作为判断依据，即873-873*20％＝698.4Hz，实时声频点大于698.4Hz则判断为筋膜枪开启工作，此时打开按摩头的加热功能。如果实时声频点小于698.4Hz，则认为筋膜枪关机，此时关闭按摩头的加热功能。
5、开启按摩头的加热功能之后，控制器继续将实时声频点分别与各档位对应的标准声频点进行比对，根据比对结果确定按摩头工作的实时档位，并根据按摩头工作的实时档位调节加热温度值。
按摩头启动加热功能后，加热到什么温度就是一个有必要考虑问题，如果固定设定一个温度，很可能难以满足加热需求，而如果再增加一个温度调节开关，又增加了硬件成本和结构复杂度，因此在不增加任何东西的情况下，实施例通过识别出档位，就可以将温度和档位关联起来，可以做一些有益的控制，比如加热温度由按摩头档位来设置，采集开机前几秒设定的档位来设置加热温度，例如用户在开机3秒内将档位设定为1档，加热温度就设定为40度，设定为2档，加热温度就设定为37度，3秒后的档位切换就不影响温度的设置。
实施例也可以简单将档位和温度相关联，由于按摩头工作的实时档位越高，因为击打频率高，按摩头和滑套快速摩擦，自身发热高，因此当按摩头工作的实时档位升高时，实施例可以将按摩头的加热温度适当降低，当按摩头工作的实时档位降低时，可以将按摩头的加热温度适当升高，这样保证了各档位温度的平衡。
综上，实施例采用自动控制的方式，通过声音识别控制加热按摩头的工作，不需用户干预，使用简便。且全部采用电子部件，不采用机械元件，在筋膜枪的高速震动下，不会产生机械部件疲劳老化，可以长时间可靠使用。
Claims (4)
1.基于电机噪音检测的按摩头加热控制系统，其特征在于：包括电机噪声采集模块和控制器，所述电机噪声采集模块与所述控制器连接；
电机噪声采集模块用于采集按摩头的电机噪音，并将采集到的音频信号发送给控制器；
控制器中预存有按摩头接触人体后电机的标准声频点，包括按摩头各档对应的标准声频点，控制器在收到电机噪声采集模块发来的音频信号之后，首先提取出音频信号中的实时声频点，然后将实时声频点与最低档对应的标准声频点进行比对，若实时声频点高于最低档对应的标准声频点，则开启按摩头的加热功能，若实时声频点低于最低档对应的标准声频点，则关闭按摩头的加热功能；
开启按摩头的加热功能之后，控制器继续将实时声频点分别与各档位对应的标准声频点进行比对，根据比对结果确定按摩头工作的实时档位，并根据按摩头工作的实时档位调节加热温度值。
2.如权利要求1所述的基于电机噪音检测的按摩头加热控制系统，其特征在于：按摩头工作的实时档位越高，加热温度值越低。
3.基于电机噪音检测的按摩头加热控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
将电机噪声采集模块设置于按摩头上，并通过电机噪声采集模块采集按摩头的电机噪音，将采集到的音频信号发送给控制器；所述控制器中预存有按摩头接触人体后电机的标准声频点，包括按摩头各档对应的标准声频点；
控制器提取音频信号中的实时声频点，将实时声频点与最低档对应的标准声频点进行比对，若实时声频点高于最低档对应的标准声频点，则开启按摩头的加热功能，若实时声频点低于最低档对应的标准声频点，则关闭按摩头的加热功能；
开启按摩头的加热功能之后，控制器继续将实时声频点分别与各档位对应的标准声频点进行比对，根据比对结果确定按摩头工作的实时档位，并根据按摩头工作的实时档位调节加热温度值。
4.如权利要求3所述的基于电机噪音检测的按摩头加热控制方法，其特征在于，按摩头工作的实时档位越高，加热温度值越低。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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