CN113301881A - 带有测力计的敲击按摩装置 - Google Patents

Abstract

一种带有测力计的敲击按摩装置，其包括壳体、电力源、定位于壳体中的电机、用于启动电机的开关和控制器，该控制器被配置为获得电机电压，生成将电压与由敲击按摩装置施加的力相关联的查询表，并使用查询表显示与获得的电压相对应的力量值。

Description

带有测力计的敲击按摩装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年5月7日提交的62/844,424号美国临时申请、2019年9月11日提交的62/899,098号美国临时申请和2019年10月8日提交的62/912,392号美国临时申请的权益，上述文献的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种带有测力计的敲击按摩装置。

背景技术

敲击按摩装置近年来变得越来越流行。然而，在使用装置时，用户通常难以知道他们是否施加了适量的压力或力。本发明解决了这个问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种带有测力计的敲击按摩装置，其包括壳体、电源、定位于壳体中的电机、用于启动电机的开关和控制器，该控制器被配置为获得电机的电压、生成将电压与敲击按摩装置施加的力相关联的查询表并使用查询表显示与所获得的电压相对应的力量值(大小、幅度、值)。在一个优选实施例中，通过确定被配置为由敲击按摩装置施加的最大力量值、确定被配置为从电源施加到敲击按摩装置的最大电压量值、将最大力量值分成相等的力增量、并将最大电压量值分成相等的电压增量。相等的力增量的数量与相等的电压增量的数量相同。优选地，敲击按摩装置包括电池组和显示器，该显示器被配置成描绘由敲击按摩装置施加的力的量。在一个优选实施例中，该显示器包括一系列LED。在一个优选实施例中，敲击按摩装置包括有机发光二极管屏幕。

在一个优选实施例中，电机是无刷直流(BLDC)电机。优选地，敲击按摩装置包括电耦合到BLDC电机和控制器的电压感测电阻器。

根据本发明的另一方面，提供了一种显示敲击按摩装置的力的方法，该方法包括获得该敲击按摩装置的电机的电压，生成将电压与由该敲击按摩装置施加的力相关联的查询表，以及使用查询表显示与获得的电压相对应的力量值。在一个优选实施例中，将电压与力相关联的查询表是线性的。优选地，查询表是通过确定被配置为由敲击按摩装置施加的最大力量值、确定被配置为从电源施加到敲击按摩装置的最大电压量值、将最大力量值分成相等的电压增量，并且将最大电压量值分成相等的电压增量而生成的，其中相等的力增量的数量与相等的电压增量的数量相同。

在一个优选实施例中，该方法包括：获得敲击按摩装置的最大电源电压，将最大电源电压设置为最大电压量值，将最大电压量值分成相等的电压增量(其中，相等的力增量的数量与相等的电压增量的数量相同)，生成更新的将电压与对应于由最大电源电压确定的电压范围的、由敲击按摩装置施加的力相关联的查询表，并使用更新的查询表显示对应于电源电压的校准的力量值。在一个优选实施例中，该方法包括：获得至少两个电源电压(其中每个电源电压对应于力量值，其中，力量值由显示的力量值来确定)，针对至少两个电源电压中的每一个使用外部测力计测量由敲击按摩装置施加的力量值，以及生成更新的将电压与对应于测得的力量值的、由敲击按摩装置施加的力相关联的查询表。

在一个优选实施例中，该方法包括使用更新的查询表显示对应于测得的力量值的校准的力量值。优选地，针对能够在敲击按摩装置上显示的每个力量值更新查询表。

根据本发明的另一方面，提供了一种显示敲击按摩装置的力的方法，该方法包括获得敲击按摩装置的电池组的电流量值、获得电池组的电压量值、使用电池组的电流量值和电压量值确定功率量值、生成将功率量值与由敲击按摩装置施加的力量值相关联的查询表、以及使用查询表显示与所获得的功率量值相对应的力量值。在一个优选实施例中，使用对应于力量值而被启动的一系列LED来显示力量值。优选地，所述查询表是通过确定将被输入到所述敲击按摩装置的最大功率量值、确定当没有向所述敲击按摩装置施加负载时所述敲击按摩装置的最小功率量值、确定被配置为从电源施加到敲击按摩装置的最大力量值、将最大功率量值分成相等的功率增量，以及将最大力量值分成相等的力增量。相等的功率增量的数量与相等的力增亮的数量是相同的。优选地，最大功率量值是从总有效功率导出的最大有效功率量值。

在一个优选实施例中，该方法包括使用电池组的电流和电压测量来确定至少两个功率量值，其中每个功率量值对应于力量值。力量值由显示的力量值确定。针对至少两个功率量值中的每一个，使用外部测力计测量由敲击按摩装置施加的力的量值，并且生成更新的将功率与对应于测得的力量值的、由敲击按摩装置施加的力相关联的查询表。在一个优选实施例中，该方法包括使用更新的查询表显示与测得的力量值相对应的校准的力量值。优选地，针对能够在敲击按摩装置上显示的每个力量值更新查询表。

应当理解，本文讨论的创造性特征可以与任何类型的敲击按摩装置一起使用。例如，本文教导的测力计和其他特征可与2019年11月6日提交的16/675,772号美国专利申请和10,357,425号美国专利中公开的敲击按摩装置一起使用，上述文献的全部内容通过参考并入本文。

在一个实施例中，非暂时性计算机可读介质在其上存储有软件指令，当由处理器执行时，该软件指令使处理器获得敲击按摩装置的电机的电压，生成将电压与由敲击按摩装置施加的力相关联的查询表，并使用查询表显示与所获得的电压相对应的力量值。

在一个实施例中，通过确定被配置为由敲击按摩装置施加的最大力量值、确定被配置为从电源施加到敲击按摩装置的最大电压量值、将最大力量值分成相等的力增量、并将最大电压量值分成相等的电压增量。在一个实施例中，相等的力增量的数量与相等的电压增量的数量是相同的。

在另一个实施例中，非暂时性计算机可读介质在其上存储有软件指令，当由处理器执行时，该软件指令使处理器获得敲击按摩装置的最大电源电压，将最大电源电压设置为最大电压量值，并将最大电压量值分成相等的电压增量，生成更新的将电压与对应于由最大电源电压确定的电压范围的、由敲击按摩装置施加的力相关联的查询表，以及使用更新的查询表显示与电源电压相对应的校准力量值。

在另一个实施例中，非暂时性计算机可读介质在其上存储有软件指令，当由处理器执行时，该软件指令使处理器获得至少两个电源电压(每个电源电压对应于力量值，其中，力量值由显示的力量值确定)，针对至少两个电源电压中的每一个使用外部测力计测量由敲击按摩装置施加的力量值，并且生成更新的将电压与由敲击按摩装置施加的与测得的力量值相对应的力相关联的查询表。

在一个实施例中，非暂时性计算机可读介质在其上存储有软件指令，当由处理器执行时，该软件指令使处理器获得敲击按摩装置的电池组的电流量值，获得电池组的电压量值，使用电池组的电流量值和电压量值确定功率量值，生成将功率量值与由敲击按摩装置施加的力量值相关联的查询表，并使用查询表显示与获得的功率量值相对应的力量值。

在一个实施例中，非暂时性计算机可读介质在其上存储有软件指令，当由处理器执行时，该软件指令致使处理器使用电池组的电流和电压测量值来确定至少两个功率量值(每个功率量值对应于力量值，其中，该力量值由显示的力量值确定)，针对至少两个功率量值中的每一个使用外部测力计测量由敲击按摩装置施加的力量值，并生成更新的将功率与由敲击按摩装置施加的与测得的力量值相对应的力相关联的查询表。

在一个优选实施例中，在一个实施例中，电机将来自电源的功率转换成运动。在一些实施例中，电机是电动机。电动机可以是本领域已知的任何类型的电动机，其中包括但不限于有刷电机、无刷电机、直流(DC)电机、交流(AC)电机、机械换向器电机、电子换向器电机或外部换向电机。

在一些实施例中，被致动的输出端或输出轴以大约65Hz的速率往复运动。在一些实施例中，被致动的输出端以超过50Hz的速率往复运动。在一些实施例中，往复运动式治疗装置以范围在50Hz和80Hz之间的速率提供往复运动。在一些实施例中，被致动的输出端具有在50Hz和80Hz之间的最大关节运动(致动)速率。在另一个实施例中，被致动的输出端具有在30Hz和80Hz之间的关节运动速率。在某些实施例中，被致动的输出端具有大约37Hz的关节运动速率。在一个实施例中，被致动的输出端具有大约60Hz的关节运动速率。在一个优选实施例中，被致动的输出端以约15Hz和约100Hz之间的频率进行关节运动或往复运动。在更优选的实施例中，被致动的输出端以约25Hz和约48Hz之间的频率进行关节运动或往复运动。在最优选的实施例中，被致动的输出端以约33Hz和约42Hz之间的频率进行关节运动或往复运动。指定范围内的任何被选范围都在本发明的范围内。

被致动的输出端可移动通过预定范围的往复运动。例如，被致动的输出端可以被配置为具有二分之一英寸的幅度。在另一个实施例中，被致动的输出端可以被配置为具有四分之一英寸的幅度。如本领域技术人员将理解的，被致动的输出端可被配置为具有被认为对治疗有益的任何幅度。

在一些实施例中，被致动的输出端可以通过可变范围的往复运动来调节。例如，往复运动式治疗装置可包括用于在四分之一英寸至一英寸的范围内调节往复运动幅度的输入。在一个优选实施例中，被致动的输出端移动通过大约0.15英寸和大约1.0英寸之间的幅度。在更优选的实施例中，被致动的输出端以约0.23英寸和约0.70英寸之间的频率进行关节运动或往复运动。在最优选的实施例中，被致动的输出端以约0.35英寸和约0.65英寸之间的频率进行关节运动或往复运动。指定范围内的任何被选范围都在本发明的范围内。

应当理解，该装置在组合的频率和幅度范围内最有效地操作。在开发本发明时，发明人确定如果频率和幅度在上述范围以上，则该装置可能会引起疼痛，而如果频率和幅度在上述范围以下，则该装置无效并且不能提供有效的治疗缓解或按摩。只有当该装置在所公开的频率和幅度范围的组合内操作时，它才能为该装置所针对的肌肉提供有效且治疗上有益的治疗。

在某些实施例中，往复运动式治疗装置包括一个或多个部件以响应于在功率输入端处提供的功率水平的变化来调节被致动的输出端的关节运动速率。例如，往复运动式治疗装置可包括电压调节器(未示出)以在输入电压范围内向电机提供基本恒定的电压。在另一个实施例中，可以调节提供给电机的电流。在一些实施例中，可响应于低于预设值的输入电压来限制往复运动式治疗装置的操作。

在一个优选实施例中，敲击按摩装置包括无刷电机。应当理解，无刷电机不包括任何齿轮并且比齿轮电机更安静。

该装置包括通过销直接连接到电机的推杆或轴。在一个优选实施例中，推杆为L形或呈弧形。优选地，推杆与销相连接的点(位置)偏离推杆的远端40(和按摩附件)行进的往复运动路径。这种能力由弧形或L形形状提供。应该理解的是，推杆被设计成使得它可以对角地而不是垂直地传递力，因此电机可以位于装置的中间处或中间附近，否则则需要一个突起来将轴保持在中间而使电机从中间偏移(并定位在突起中)。该弧形还允许推杆与电机具有紧密的间隙，并且允许外壳比类似的现有技术装置更小，因此使装置具有较小轮廓。优选地，在推杆与电机相连接的近端处包括两个轴承，以抵消对角力并防止推杆移动和接触电机。

在一个优选实施例中，该装置包括用于停止、启动、激活等功能的触摸屏。触摸屏还可以包括其他功能。优选地，该装置包括位于触摸屏/开/关按钮附近的指轮或滚动按钮以允许用户在不同的功能之间滚动或导航。优选地，该装置还包括可变幅度或行程。例如，行程可以在约8-16mm之间变化或改变。

在一个优选实施例中，该装置与在诸如电话、手表或平板电脑(或任何计算机)之类的移动装置上运行的应用程序(app)或软件相关联并且可由其操作。该应用程序可以通过蓝牙或其他连接协议连接到该装置。该应用程序可以具有以下功能中的任何功能或所有功能。此外，本文讨论的任何功能都可以直接添加到装置上的触摸屏/滚轮或按钮功能中。如果用户走到或位于距离装置太远的位置，装置将无法工作或激活。可以使用应用程序以及装置上的触摸屏或按钮打开和关闭装置。该应用程序可以控制变速(例如，在1750-3000RPM之间的任何速度)。计时器，以便装置在预定时间段后停止。该应用程序还可以包括与之相关的不同治疗协议。这将允许用户选择他们想要处理的身体区域或协议。当所选择的协议开始时，装置将通过例程运行。例如，装置可以以第一RPM运行第一时间段，然后以第二RPM运行第二时间段和/或以第一幅度运行第一时间段，然后以第二幅度运行第二时间段。例程还可以包括用于让用户知道移动到新身体部位的提示(例如，触觉反馈)。这些例程或治疗可以与恢复、血流增加、性能等相关，并且每个都可以包括预编程的例程。例程还可以提示或指示用户切换治疗结构(AmpBITS)或切换手臂位置或旋转头部。提示可以包括声音、触觉反馈(例如，装置或移动装置的振动)、应用程序或触摸屏上的文本指令等。例如，应用程序可以指示用户开始手臂位于位置二的球治疗结构。然后用户点击开始，装置以第一频率运行预定的时间量。然后，应用程序或装置提示用户开始例程中的下一步，并指示用户更改为锥形治疗结构并将手臂置于位置1。用户再次点击开始，装置以第二频率运行预定的时间量。

在一个优选实施例中，应用程序包括近场通信(“NFC”)能力或其他能力，其允许带有应用程序的用户的移动装置扫描标识符，例如提示应用程序以显示某些信息(例如，上面讨论的例程)的条形码或QR码。在使用中，用户将能够将他们的移动装置轻拍或放置在一件健身器材上的NFC标签附近(或扫描QR码)，该应用程序将显示为将该装置与该件器材一起使用而定制的指示、内容或课程。例如，在跑步机上，用户扫描QR码或NFC标签，应用程序识别出用户即将使用跑步机。然后，该应用程序可以提供有关如何将该装置与跑步机结合使用的指示，并可以启动使用跑步机的预编程例程。例如，可以指示用户从左侧象限开始。然后，在预定时间段(例如，15秒)之后，装置振动或提供其他触觉反馈。然后用户切换到他们的左侧象限，在预定时间段后装置再次振动。然后用户可以开始使用跑步机。任何例程都在本发明的范围内。在一个实施例中，装置和/或应用程序(即，包含应用程序的移动装置)还可以(通过蓝牙等)与健身器材(例如，跑步机)进行通信。

该装置还可以包括测扭矩计或测力计以便让用户知道他们正在施加多大的力。与测力计相关的显示器显示肌肉上施加了多大的力。测力计允许更精确和有效的治疗。该装置包括扭矩测量传感器和显示器。根据使用装置的肌肉以及用户希望获得的好处(准备、执行、恢复)，应该施加的力会有所不同。通过具有扭矩传感器，用户能够获得更精确和个性化的治疗。应用程序和触摸屏可以向用户提供力的信息。测力计可以与例程集成，并且可以向用户提供他们施加的压力是太大还是太小的反馈。装置还可以包括热传感器或温度计，其可以确定用户肌肉的温度并向装置和/或应用程序提供反馈。触觉反馈还可以提供压力或力过大的反馈。

在一个优选实施例中，敲击按摩装置包括用于将无刷电机安装在壳体内并用于在电机运行时将来自电机的力分配到壳体的电机安装件。电机被固定至电机安装件的第一侧，并且电机安装件的第二侧或相反侧被固定至壳体。电机安装件包括多个臂，这些臂将电机与壳体间隔开并限定往复运动空间，推杆和相关部件(配重等)在该往复运动空间中往复运动。螺纹紧固件将电机安装件连接至壳体。在一个优选实施例中，阻尼构件或支脚被接收在螺纹紧固件的轴上。每个阻尼构件包括限定在其中的环形槽。该环形槽接收壳体。这可以防止螺纹紧固件与壳体直接接触并减少振动产生的声音。螺纹紧固件被接收在臂端部处的凸片中的开口中。

在一个优选实施例中，电机被容纳在可在主壳体内旋转的电机壳体中。电机壳体基本上相当于相关实施例中的齿轮箱壳体。在一个优选实施例中，在电机壳体的外侧设有相对的开口，这些开口在一侧暴露电机而在另一侧暴露电机安装件。这些开口为电机提供通风，并允许电机安装件直接连接至主壳体。

在一个优选实施例中，该装置包括用于操作该装置的触摸屏以及按钮。例如，该装置可以包括触摸屏、用于打开和关闭该装置的中心按钮和提供左右(例如，到本文讨论的预设治疗)和上下(例如，控制速度或频率)滚动的能力的环形/摇杆按钮。该屏幕也可以是非触摸屏。

在另一个优选实施例中，本文教导的任何装置可以具有改变幅度的能力，从而根据用户的应用或需要提供更长或更短的行程。幅度可变性也可以是本文讨论的例程或预设的一部分。例如，该装置可以包括允许修改(例如，在4mm和8mm之间)连接器的偏心度的机械开关。该机构可以包括按钮和滑块。销结构具有弹簧，该弹簧可以让销结构回落到锁定位置。

附图说明

通过参考附图可以更容易地理解本发明，其中：

图1是显示带有测力计的敲击按摩装置的互连部件的框图；

图2是根据一个实施例的具有引脚输出的微控制器单元的电路图；

图3是根据一个实施例的用于电池电压检测的电路图；

图4是根据一个实施例的用于检测和测量敲击按摩装置的电机电压的电路图；

图5是显示根据一个优选实施例的检测由敲击按摩装置所施加的力的方法的流程图；

图6是显示根据一个优选实施例的生成将电压与力相关联的查询表的方法的流程图；

图7是绘出根据一个优选实施例的通过将电压与力相关联而生成的供检测由敲击按摩装置施加的力的方法所使用的查询表的曲线图；

图8是示出根据一个优选实施例的校准查询表的方法的流程图；

图9是绘出通过检测敲击按摩装置施加的力的方法生成的查询表与使用根据一个优选实施例的校准查询表的方法校准的查询表的曲线图；

图10是示出校准查询表的方法的流程图；

图11是绘制根据一个优选实施例校准后的查询表的曲线图；

图12是示出根据一个优选实施例的检测由敲击按摩装置施加的力的方法的流程图；

图13是示出根据一个优选实施例的生成将功率与力相关联的查询表的方法的流程图；

图14是绘出根据一个优选实施例的通过将功率与力相关联而生成的供检测力的方法所使用的查询表的曲线图；

图15是示出根据一个优选实施例的校准查询表的方法的流程图；

图16是绘制根据一个优选实施例校准后的查询表的曲线图；

图17是根据本发明的一个优选实施例的敲击按摩装置的立体图；

图18是图17的敲击按摩装置的立体图，其中移除了一部分壳体；和

图19是电机的立体图。

在附图的所有视图中，相同的附图标记表示相同的部件。

具体实施方式

以下描述和附图是说明性的并且不应被解释为限制性的。描述了许多具体细节以提供对本公开的透彻理解。然而，在某些情况下，为了避免混淆描述，没有描述众所周知的或传统的细节。本公开中对一个或一实施例的引用可以是但不一定是指同一实施例；并且，这样的引用意味着至少一个实施例。

本说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。说明书中不同地方出现的短语“在一个实施例中”不一定都是指同一实施例，也不是指与其他实施例相互排斥的单独或替代的实施例。此外，描述了可以由一些实施例而不是由其他实施例呈现的各种特征。类似地，描述了各种要求，这些要求可能是一些实施例的要求而不是其他实施例的要求。

本说明书中使用的术语大体具有它们在本领域中、在本公开的上下文中以及在使用每个术语的特定上下文中的普通含义。用于描述本公开的某些术语在下文或说明书中的其他地方讨论，以向从业者提供关于本公开的描述的额外指导。为方便起见，某些术语可能会被突出显示，例如使用斜体和/或引号：突出显示的使用对术语的范围和含义没有影响；无论是否突出显示，术语的范围和含义在相同的上下文中都是相同的。

可以理解，同样的事物可以用一种以上的方式表达。因此，替代语言和同义词可用于本文讨论的任何一个或多个术语。本文是否详细阐述或讨论一个术语，并没有特别的意义。提供了某些术语的同义词。一个或多个同义词的记述不排除使用其他同义词。本说明书中任何地方的示例(包括本文讨论的任何术语的示例)的使用仅仅是说明性的，并不旨在进一步限制本公开或任何示例性术语的范围和含义。同样，本公开不限于本说明书中给出的各种实施例。

在没有进一步限制本公开的范围的意图的情况下，下面给出了根据本公开实施例的仪器、装置、方法及其相关结果的示例。请注意，为了方便读者，在示例中可以使用标题或副标题，而这绝不应该限制本公开的范围。除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。如有冲突，以包括定义的本文为准。

应当理解，本文使用的诸如“前”、“后”、“顶”、“底”、“侧”、“短”、“长”、“上”、“下”、“后”、“向前”、“向内”、“向外”和“下方”之类的术语仅仅是为了便于描述并且指的是如图所示的部件的取向。应当理解，本文描述的部件的任何取向都在本发明的范围内。

图1-19示出了根据带有测力计的敲击按摩装置的实施例。图1是示出带有测力计的敲击按摩装置700的互连部件的框图。在一个实施例中，带有测力计的敲击按摩装置700包括微控制器单元701、电池组管理单元702、NTC传感器703、电力充电管理单元704、无线充电管理单元705、无线充电接收系统706、电压管理单元707(图中5V 3.3V电压管理)、电池充电输入(输入端)708(图中20V 2.25A充电输入)、显示器709(图中力/电池/速度显示器)、无线控制单元710(图中蓝牙控制)、OLED屏幕711、OLED屏幕控制系统712、电机713、电机驱动系统714、PWM速度设置单元715、过流保护单元716和电力开关单元717(图中的电力开/关OLED屏幕SW)。在根据图1所示的实施例中，图中的每个块都显示为一个单独的部件。然而，在替代实施例中，在不脱离本公开的范围的情况下可以将某些部件组合起来。

在一个实施例中，微控制器单元701是包括处理器、存储器和输入/输出外围设备的微控制器单元。然而，在其他实施例中，微控制器单元701是ST MicroelectronicsSTM32F030K6系列的微控制器单元、STM32F030C8T6系列微控制器、STM32F030CCT6系列微控制器或等效微控制器。

普通技术人员将理解，微控制器单元701的存储器被配置为存储供微控制器单元701的处理器处理的机器可读代码。根据带有测力计的敲击按摩装置700的设计者是否希望以软件、固件或两者实现机器可读代码而可以存在各种其他配置。在一个实施例中，机器可读代码被存储在存储器上并且被配置为由微控制器701的处理器执行。在一个实施例中，机器可读代码被存储在计算机可读介质上。

在一个实施例中，电池组管理单元702以固件或软件实现并且被配置为与微控制器单元701结合使用。在该实施例中，固件或软件存储在存储器(未示出)中并且被配置为可由微控制器单元701获得。在另一个实施例中，电池组管理单元702也可以是固件、软件和硬件的组合。电池组管理单元702与NTC传感器703耦合。NTC传感器703是电池组管理单元702用来感测电池组温度的负温度系数热敏电阻。例如，NTC传感器703是热敏电阻，其B值为3950+/-1％，电阻为10kΩ。在另一个示例中，热敏电阻的电阻为100kΩ。本领域的普通技术人员会认识到，热敏电阻是一种电阻值取决于温度的电阻器。然而，在其他实施例中，NTC传感器703可以是与电池组管理单元702结合使用的另一种类型的温度感测装置或部件。

在一个实施例中，电力充电管理单元704以固件或软件实现并且被配置为与微控制器单元701结合使用。类似于电池组管理单元702，电力充电管理单元704固件或软件被存储在存储器(未示出)中并且被配置为可由微控制器单元701获得。在另一个实施例中，电力充电管理单元704也可以是固件、软件和硬件的组合。在各种实施例中，电力充电管理单元704被配置为经由直接连接或通过外部充电器对电池组充电，例如当被配置为可使用可充电电池进行操作时。

在一个实施例中，无线充电管理单元705耦合到电池组管理单元702和电池充电输入708。在其他实施例中，电池或电池组使用其他常规方法充电，例如，使用耦合到电池充电输入708的导线或电线为电池或电池组充电。

在一个实施例中，无线充电接收系统706耦合到电力充电管理单元704和显示器709。无线充电接收系统706包括固件、软件和硬件中的一个或多个。在一个实施例中，无线充电接收系统706被配置为接收与电池容量、充电标准有关的信息以及与无线充电有关的其他信息，并将该信息传递给电力充电管理单元704。无线充电接收系统706优选地包括用于为带有测力计的敲击按摩装置700充电的无线充电板。本领域的普通技术人员将理解，可以利用多种无线充电装置来对带有测力计的敲击按摩装置700进行无线充电。作为一个示例，Qi无线充电标准和相关装置可用于对带有测力计的敲击按摩装置700进行无线充电。

在一个实施例中，电压管理单元707是DC电压调节器，其将5伏功率降低到3.3伏功率以供微控制器单元701使用。电压管理单元707还可以执行用于管理3.3伏功率的附加功能以供微控制器单元701使用。在一个实施例中，电压管理单元707使用一系列电子部件来实现，例如使用电子部件来实现电阻分压器。在另一个实施例中，电压管理单元707是设计用于将电压从5伏降低到3.3伏的独立电压调节器模块和/或装置。本领域的普通技术人员将理解可用于将5伏降低至3.3伏的各种方法和设备。

在一个实施例中，电池充电输入708是接口，通过该接口可以插入导线或电线，以便为带有测力计的敲击按摩装置700充电。例如，标准化的桶形连接器是电池充电输入708。在另一个示例中，电池充电输入708是USB连接器。其他更专业的充电方法可能需要以上未描述的特定电池充电输入。

在一个实施例中，显示器709显示一系列LED，其描绘由带有测力计的敲击按摩装置700所施加的力的量(大小)。在替代实施例中，显示器709显示一系列LED，其描绘带有测力计的敲击按摩装置700的当前电池或电池组充电。在又一实施例中，显示器709显示一系列LED，其描绘带有测力计的敲击按摩装置700的当前速度。本领域普通技术人员将认识到尽管在上述实施例中已经具体描述了LED，但其他不使用LED的实施例(例如，液晶显示器、OLED、CRT显示器或等离子显示器)也在本公开的范围内。本领域普通技术人员还将理解，在利用电池或电池组的实施例中使用低功率选项以确保电池功率寿命可能是有利的。在一个实施例中，显示器709是128x64像素的OLED显示器。

无线控制单元710是可以在无线微控制器单元中实现的无线连接装置。在一个实施例中，无线控制单元710是蓝牙收发器模块，其被配置为通过蓝牙耦合到远程装置。在一个实施例中，蓝牙模块是被配置为以广播模式运行的蓝牙低功耗(BLE)模块。无线控制单元710耦合到微控制器单元701。在一个实施例中，远程装置是具有嵌入式蓝牙模块的智能电话。在替代实施例中，远程装置是具有蓝牙连接的个人计算机。在其他实施例中，可以使用除蓝牙无线标准之外的其他无线连接标准。本领域的普通技术人员将认识到，当带有测力计的敲击按摩装置700使用电池或电池组时，低功率无线控制模块可能是有利的。

在一个实施例中，OLED屏幕711和OLED屏幕控制系统712被配置为显示与上述显示器709基本相同的信息。OLED屏幕711耦合到OLED屏幕控制系统511。OLED屏幕控制系统712耦合到微控制器单元701、OLED屏幕711和电力开关单元717。在一个实施例中，显示器709和OLED屏幕711可能是冗余的，可能只需要使用其中的一个或另一个。

在一个实施例中，电机713是无刷直流(BLDC)电机。在一个实施例中，电机713和电机驱动系统714被配置为改变速度(即，旋转运动)，而这可以转换为往复运动。在其他实施例中，电机713为有刷直流(DC)电机、有刷交流(AC)电机或无刷交流电机。本领域普通技术人员将理解，选择无刷或有刷电机、或直流或交流，可根据应用和预期尺寸、电池功率和用途而变化。

在一个实施例中，PWM速度设置单元715用于控制用于驱动电机713的脉宽调制。PWM速度设置单元715耦合到微控制器单元701和过流保护单元716。本领域的普通技术人员将理解，脉宽调制是改变施加到电机713的平均功率从而根据需要改变速度的一种方式。在替代实施例中，本领域普通技术人员将理解有多种方法来改变无刷直流电机的速度。例如，电机713的电压可以以其他非PWM方法来控制。

在一个实施例中，过流保护单元716可以是集成系统级封装的特征，以防止高电流对电机造成损坏。在其他实施例中，过流保护单元716使用一系列被配置为保护电机免受过高电流的电子部件来实现。

在一个实施例中，电力开关单元717被配置为打开和关闭带有测力计的敲击按摩装置700。电力开关单元717耦合到OLED屏幕控制系统712和微控制器单元701。在一个实施例中，电力开关单元717是开关404。

图2示出了具有引脚输出的微控制器单元701的电路图。在该实施例中，采用STM32F030K6系列微控制器单元。该电路图描绘了向微控制器单元701的VDD输入提供+3.3伏功率。输入PA3被标记为“Motor_VOL”，即电机713的电压。输入PA2是“bt_v”，即电池或电池组电压。微控制器单元被配置为接收输入PA2和PA3上的模拟电压，并使用微控制器的模数转换器将其转换为数字电压。在本实施例中，模数转换器为12位ADC。本领域的普通技术人员将理解，其他微控制器可以利用电压感测和模数转换器来执行类似的功能。在其他实施例中，可以使用与微控制器分离的模数转换器模块。

图3示出了用于电池电压检测的电路图。在该实施例中，+BT、电池正极端子518耦合到由P沟道MOSFET 519、N沟道MOSFET 520、0.1μF电容器521、100kΩ电阻器522、523、68kΩ电阻器524、1kΩ电阻器525、526和10kΩ电阻器527、528组成的电路。该电路被配置为向图2的微控制器单元701提供电池或电池组的输入模拟电压或bt_v。在其他实施例中，电池或电池组的电压可以使用耦合到电池或电池组的端子的电压读取器来获得。

图4示出了敲击按摩装置的电机713的电压检测和测量电路图。在该实施例中，电压感测电阻器529以并联方式与微控制器单元701耦合，并与电机713耦合。在一个实施例中，电压感测电阻器的值为0.0025Ω。图4所示的电路被配置为向图2的微控制器单元701提供Motor_VOL输入。在一个实施例中，输入模拟电压被放大。在另一个实施例中，电机713的电压使用单独的一系列电子部件或独立装置来测量或感测并且输入到微处理器中以便利用在敲击按摩装置上显示力的方法来使用。

图5是示出根据优选实施例的检测由敲击按摩装置施加的力的方法800的图。在步骤802，获得电压量值(大小、幅度、值)V。在一个实施例中，电压量值V为使用图2公开的电路获得的模拟电压。在该电路中，来自电机713(即霍尔效应传感器)的块曲线信号在电路中使用与微控制器单元701并联的电阻器R模拟为电流。在其他实施例中，可以以多种其他方式产生与电机713的当前操作速度对应的电压。电压量值V可以输入到微控制器单元701中，微控制器单元701使用模数转换器(例如，在STM32F030K6微控制器单元中实现的模数转换器)将模拟电压转换为数字电压。STM32F030K6微控制器单元将模拟电压量值转换为对应于12位ADC(即0到4096)的数字代码。该数字代码表示与得到的原始电压量值V对应的电压量值。

在步骤804，生成将电压V与力量值F关联起来的查询表。在一个实施例中，使用生成将电压与力相关联的查询表的方法900来生成查询表。例如，力量值F可以用力的磅数来表示。在替代实施例中，力量值F可以以力的牛顿数来表示。

在步骤806，对应于电压量值V的力量值F显示在带有测力计的敲击按摩装置700上。在一个实施例中，可以利用一系列LED灯来描绘随着由带有测力计的敲击按摩装置700施加的力而变化的力的量。因此，随着力量值F的量增加，该系列LED灯中的更多LED将被点亮。优选地，该系列LED灯由12个LED灯组成。

图6是示出生成将电压与力相关联的查询表的方法900的流程图。在步骤902，确定最大力量值F_MAX。F_MAX的量值可以通过评估使用带有测力计的敲击按摩装置700施加的最大期望力来确定。例如，F_MAX是60磅的力。

在步骤904，确定最大电压量值V_MAX。V_MAX的量值可以通过评估带有测力计的敲击按摩装置700可能的最大理论电压变化来确定。例如，V_MAX是1.8伏。

在步骤906，F_MAX被划分成相等的增量。使用上述步骤902中的示例，60磅的力被分成60个一磅增量。

在步骤908，V_MAX被划分成与在以上步骤906中确定的相同量的增量。因此，使用步骤904中的上述示例，1.8伏被划分成60个0.3伏增量。

在步骤910，生成将力的磅数的增量与电压的增量相关联的查询表(LUT)。这必然会在力和电压之间产生线性关系。图7是绘出供图5的检测力的方法使用的LUT的曲线图，该LUT使用图6中标识的具体示例来生成。该曲线图描绘了使用方法900计算的计算力。

可能会出现如下问题，即，方法900的步骤904中的理论最大电压假设不准确。也可能出现以下情况，即，随着带有测力计的敲击按摩装置700的使用，最大可用电压随时间降低。换言之，电池或电池组电压可能降低。

因此，校准通过方法900生成的LUT的方法1000可能是有利的。图8是示出校准LUT的方法1000的流程图。在步骤1002，获得电池组电压BV。在一个实施例中，电池组电压量值BV是使用图3中公开的电路获得的模拟电压。在该电路中，电池组电压量值BV可以输入到微控制器单元701，微控制器单元701使用模数转换器(例如在STM32F030K6微控制器单元中实现的转换器)将模拟电压转换为数字电压。STM32F030K6微控制器单元将模拟电压量值转换为对应于12位ADC(即0到4096)的数字代码。数字代码表示与得到的原始电池组电压量值BV对应的电压量值。

在步骤1004，V_MAX被设置为实际电池电压量值BV的输出。例如，可以从1.8伏降低0.6伏从而降低到1.74伏。在步骤1006，调整LUT线性相关性以反映较低的V_MAX。图9是相对于使用方法1000校准的LUT绘制由方法900计算的LUT的曲线图。由方法1000产生的LUT描绘校准得到的力而不是计算得到的力。

图10是示出校准LUT的方法1100的流程图。方法1100可以在方法900之后执行，或者完全独立于方法900。在步骤1102，测量电池组电压BV。在一个实施例中，所述测量是在带有测力计的敲击按摩装置700未施加任何力的情况下完成的。在一个实施例中，使用外部电压计测量电池组电压BV。在另一个实施例中，电池组和/或微控制器单元701具有用于直接测量电池组电压BV的嵌入式解决方案。

在步骤1104，读取显示力量值F的带有测力计的敲击按摩装置700上的显示器以确定与测得的电池组电压BV相对应的力量值F。

在步骤1106，使用测力计来测量施加的实际力。在一个实施例中，所述测力计是推/拉力计。力的直接测量允许通过将显示的力量值F与测得的实际力进行比较来校准LUT。在步骤1108，利用与测得的电池组电压BV相对应的校准力更新LUT。在步骤1108之后，对于每个连续的电压增量重复步骤1102-1106。在根据方法900描述的实施例中，每3伏的增量就重复步骤1102-1106。图11是绘制在所有3伏增量都已经更新之后由方法1100计算得到的LUT的曲线图。

图12是示出根据一个优选实施例的检测由敲击按摩装置施加的力的方法1200的流程图。在步骤1202，获得电池组的电流量值C。在一个实施例中，将电流量值C输入到微控制器单元701。在步骤1204，获得电池组的电压量值BV。在一个实施例中，将电压量值BV输入到微控制器单元701中。在步骤1206，使用C和BV的乘积来计算功率。在一个实施例中，微控制器单元701被配置为通过将C和BV相乘来计算功率。在步骤1208，生成将功率量值P与力量值F相关联的查询表。在一个实施例中，使用生成将功率与力相关联的查询表的方法1300来生成查询表。例如，功率量值P可以以瓦特表示。在替代实施例中，力量值F可以用力的磅数或力的牛顿数表示。

在步骤1210，在带有侧力计的敲击按摩装置700上显示对应于功率量值P的力量值F。在一个实施例中，可以利用一系列LED灯来描绘带有测力计的敲击按摩装置700施加力时力的变化量。因此，随着力量值F的量增加，该系列LED灯上的更多LED将被点亮。优选地，该系列LED灯由12个LED灯组成。

图13是示出生成将功率与力相关联的查询表的方法1300的流程图。在步骤1302，确定功率量值的最大值F_MAX。然而，如果可以计算总有效功率，则功率量值的理论最大值不是合理的假设。公式1可用于确定总最大有效功率(EP_MAX)。

公式1：Total EP_MAX＝P_MAX×Total EP

公式2可用于计算Total EP(总EP)，然后将其输入到上面的公式1中。

公式2：Total EP＝EP_BATTERY×EP_PCBA×EP_MOTOR

其中Total EP、EP_BATTERY、EP_PCBA和EP_MoTOR均以百分比表示，并且其中PCBA是印刷电路板组件。

在一个实施例中，EP(BATTERY)为85％，EP(PCBA)为95％，并且EP(Motor)为75％。因此，使用公式2，Total EP为85％*95％*75％＝60.5625％。

在该实施例中，如在公式3中，通过将最大电压V_MAX与电池组的最大电流值C_MAX相乘来计算P_MAX。然后将P_MAX输入到公式1中。

P_MAX＝V_MAX×C_MAX

在该实施例中，V_MAX是16.8伏，C_MAX是20安培。因此，P_MAX为336瓦。

现在回到公式1，如果P_MAX为336瓦，Total EP为60.5625％，则Total EP_MAX为203瓦。

在步骤1304，确定功率的最小量P_MIN。本领域普通技术人员将认识到，在未施加任何力(即，无负载)的情况下功率将是非零的。因此，假设P_MIN为12瓦。普通技术人员也可以理解，该值相当于空载额定功率，其可以从V_MAX和C_MIN推导出来。

在步骤1306，确定最大力量值F_MAX。F_MAX的量值可以通过评估使用带有测力计的敲击按摩装置700施加的最大期望力来确定。例如，F_MAX是60磅的力。

在步骤1308，Total EP_MAX被分成相等的增量。在一个实施例中，从P_MIN(12瓦)开始，将Total EP_MAX分成每磅力3瓦的增量。本领域普通技术人员将认识到，如果带有测力计的敲击按摩装置的总期望力输出F_MAX为60磅力，则60磅力与189瓦相关联(在计算得到的TotalEP_MAX内)。

在步骤1310，生成将力磅数的增量与以瓦特为单位的功率增量相关联的LUT。这必然会在力和电压之间产生线性关系。图14是绘出使用图11中标识的特定示例生成的供图12的检测力的方法使用的LUT的曲线图。该曲线图描绘了使用方法1200计算得到的计算力。

与方法900类似，可能出现以下问题，即，方法1200的步骤1204中所测得的电池组电压是不准确的。也可能是以下情况，即，当使用带有测力计的敲击按摩装置700时，最大可用电压随时间降低。换言之，电池或电池组电压可能降低。

图15是示出校准LUT的方法1400的流程图。方法1100可以在方法900或方法1200之后执行，或者完全独立于方法900或方法1200执行。在步骤1402，获得电池组的电流量值C。在一个实施例中，将电流量值C输入到微控制器单元701中。

在步骤1404，测量电池组电压BV。在一个实施例中，所述测量是在带有测力计的敲击按摩装置700未施加任何力的情况下完成的。在一个实施例中，使用外部电压计测量电池组电压BV。在另一个实施例中，电池组和/或微控制器单元701具有用于直接测量电池组电压BV的嵌入式解决方案。在步骤1406，使用C和BV的乘积计算功率。在一个实施例中，微控制器单元701被配置为通过将C和BV相乘来计算功率。

在步骤1408，读取显示力量值F的带有测力计的敲击按摩装置700上的显示器以确定与计算得到的功率相对应的力量值F。在步骤1410，使用测力计来测量施加的实际力。在一个实施例中，测力计是推/拉力计。力的直接测量允许通过将显示的力量值F与测得的实际力进行比较来校准LUT。在步骤1412，利用与测得功率相对应的校准力来更新LUT。在步骤1412之后，对于每个功率或力的增量重复步骤1402-1410。在根据方法900描述的实施例中，对于每3瓦的增量重复步骤1402-1410。图16是绘制在所有3瓦增量都已更新之后由方法1400计算得到的LUT的曲线图。

图17-19示出了示例性的敲击按摩装置400，其体现了本文公开的特征，特别是在图1-16中公开的特征。通常，敲击按摩装置400包括壳体402、电源或电池组404、定位于壳体402中的电机406和用于启动电机406的开关404。电子设备(见图18中的印刷电路板408)包括控制器，该控制器被配置为获得电机的电压、生成将电压与由敲击按摩装置施加的力相关联的查询表、并使用查询表显示与所获得的电压相对应的力量值。显示器可以是屏幕410。

除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包括(现在分词)”等应被解释为包含性意义，而不是排他性或穷尽性意义；也就是说，在“包括但不限于”的意义上。如本文所用，术语“连接”、“耦合”或其任何变体是指两个或多个元件之间的任何直接或间接的连接或耦合；元件之间的连接耦合可以是物理的、逻辑的或它们的组合。此外，当在本申请中使用时，词语“在此”、“以上”、“以下”和类似含义的词语应指本申请的整体，而不是指本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，上述优选实施例的详细说明中使用单数或复数的词语也可以分别包括复数或单数。提及两个或多个项目的列表时，“或”一词涵盖了该词的以下所有解释：列表中的任何项目、列表中的所有项目以及列表中项目的任意组合。

本公开的实施例的以上详细描述并非旨在穷举或将教导限制为以上公开的精确形式。虽然以上出于说明性目的描述了本公开的特定实施例和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本公开的范围内各种等效修改是可能的。此外，本文提及的任何特定数字仅是示例：替代实施方式可采用不同的值、测量值或范围。

在此提供的本公开的教导可以应用于其他系统，而不一定是上述系统。可以组合上述各种实施例的要素和动作以提供进一步的实施例。本文描述或使用的任何测量仅是示例性的，而不是对本发明的限制。可以使用其他测量。此外，本文提到的任何特定材料仅是示例：替代实施方式可以采用不同的材料。

上面提到的任何专利和申请以及其他参考文献，包括可以在随附的申请文件中列出的任何文献，都通过引用整体并入本文。如有必要，可以修改本公开的方面以采用上述各种参考文献的系统、功能和概念，以提供本公开的更进一步的实施例。

根据上述优选实施例的详细描述，可以对本公开进行这些和其他改变。尽管以上描述描述了本公开的某些实施例，并且描述了所设想的最佳模式，但无论以上在文本中出现的多么详细，都可以以多种方式实践该教导。系统的细节在其实现细节方面可以有很大不同，但仍被本文公开的主题所涵盖。如上所述，在描述本公开的某些特征或方面时使用的特定术语不应被视为暗示该术语在本文中被重新定义以限于与该术语相关联的本公开的任何特定特征、特征或方面。通常，以下权利要求中使用的术语不应被解释为将公开内容限制在说明书中公开的特定实施方案，除非上述优选实施方案的详细说明部分明确定义了这些术语。因此，本公开的实际范围不仅包括所公开的实施例，还包括在权利要求下实践或实施本公开的所有等效方式。

因此，虽然已经示出和描述了本发明的示例性实施例，但是应当理解，本文使用的所有术语都是描述性的而不是限制性的，并且可以由本领域普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出许多改变、修改和替换。

Claims (23)

1.敲击按摩装置，其包括：

壳体，

电力源，

定位于所述壳体中的电机，

用于启动所述电机的开关，以及

控制器，所述控制器被配置为获得所述电机的电压，生成将电压与由所述敲击按摩装置施加的力相关联的查询表，并使用所述查询表显示与获得的电压相对应的力量值。

2.根据权利要求1所述的敲击按摩装置，其中，所述查询表通过以下方式生成，即：确定被配置为由所述敲击按摩装置施加的最大力量值；确定被配置为从电源施加到所述敲击按摩装置的最大电压量值；将所述最大力量值分成相等的力增量；以及将所述最大电压量值分成相等的电压增量，其中，相等的力增量的数量与相等的电压增量的数量相同。

3.根据权利要求1所述的敲击按摩装置，其还包括电池组。

4.根据权利要求1所述的敲击按摩装置，其还包括显示器，所述显示器被配置成描绘由所述敲击按摩装置施加的力的量。

5.根据权利要求4所述的敲击按摩装置，其中，所述显示器包括一系列LED。

6.根据权利要求1所述的敲击按摩装置，其还包括有机发光二极管屏幕。

7.根据权利要求1所述的敲击按摩装置，其中，所述电机是无刷直流(BLDC)电机。

8.根据权利要求7所述的敲击按摩装置，其还包括电耦合到所述BLDC电机和所述控制器的电压感测电阻器。

9.显示敲击按摩装置的力的方法，所述方法包括以下步骤：

获得所述敲击按摩装置的电机的电压，

生成将电压与由所述敲击按摩装置施加的力相关联的查询表，以及

使用所述查询表显示与获得的电压相对应的力量值。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电机是无刷直流电机。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，将电压与力相关联的所述查询表是线性的。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述查询表通过以下方式生成，即：确定被配置为由所述敲击按摩装置施加的最大力量值；确定被配置为从电源施加到所述敲击按摩装置的最大电压量值；将所述最大力量值分成相等的力增量；以及将所述最大电压量值分成相等的电压增量，其中，相等的力增量的数量与相等的电压增量的数量相同。

13.根据权利要求9所述的方法，其还包括：

获得所述敲击按摩装置的最大电源电压，

将所述最大电源电压设置为所述最大电压量值，

将所述最大电压量值分成相等的电压增量，其中，相等的力增量的数量与相等的电压增量的数量相同，

生成将电压与由所述敲击按摩装置施加的与由所述最大电源电压确定的电压范围相对应的力相关联的更新的查询表，以及

使用更新的查询表显示与电源电压相对应的校准的力量值。

14.根据权利要求9所述的方法，其还包括：

获得至少两个电源电压，其中每个电源电压对应于一力量值，其中，所述力量值由显示的力量值确定，

针对所述至少两个电源电压中的每一个，使用外部测力计测量由所述敲击按摩装置施加的力量值，以及

生成将电压与由所述敲击按摩装置施加的与测得的力量值相对应的力相关联的更新的查询表。

15.根据权利要求11所述的方法，其还包括：

使用更新的查询表显示与测得的力量值相对应的校准的力量值。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，针对能够显示在所述敲击按摩装置上的每个力量值更新所述查询表。

17.显示敲击按摩装置的力的方法，所述方法包括以下步骤：

获得所述敲击按摩装置的电池组的电流量值，

获得所述电池组的电压量值，

使用所述电池组的电流量值和电压量值确定功率量值，

生成将功率量值与由所述敲击按摩装置施加的力量值相关联的查询表，以及

使用所述查询表显示与获得的功率量值相对应的力量值。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，利用对应于所述力量值而被启动的一系列LED来显示所述力量值。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述查询表通过以下方式生成，即：确定要输入到所述敲击按摩装置的最大功率量值；确定当没有向所述敲击按摩装置施加负载时所述敲击按摩装置的最小功率量值；确定被配置为从电源施加到所述敲击按摩装置的最大力量值；将所述最大功率量值分成相等的功率增量；以及将所述最大力量值分成相等的力增量，其中，相等的功率增量的数量与相等的力增量的数量相同。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述最大功率量值是从总有效功率导出的最大有效功率量值。

21.根据权利要求19所述的方法，其还包括：

使用所述电池组的电流和电压测量值确定至少两个功率量值，每个功率量值对应于一力量值，其中，所述力量值由显示的力量值确定，

针对所述至少两个功率量值中的每一个，使用外部测力计测量由所述敲击按摩装置施加的力量值，以及

生成将功率与由所述敲击按摩装置施加的与测得的力量值相对应的力相关联的更新的查询表。

22.根据权利要求21所述的方法，其还包括：

使用更新的查询表显示与测得的力量值相对应的校准的力量值。

23.根据权利要求21所述的方法，其中，针对能够显示在所述敲击按摩装置上的每个力量值更新所述查询表。

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