CN213842497U - 工具头和保健设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工具头和保健设备，包括壳体、活动头部、上压件、下压件和位姿力传感器，上压件设置在壳体内，下压件设置在上压件的下方，下压件与活动头部连接，位姿力传感器设置在上压件和下压件之间，且分别与上压件和下压件接触连接，位姿力传感器包括基材层和多个周向均匀分布在基材层上的压力检测区，每个压力检测区内均设置有信号线、公共线和压变电阻式的隔离线，信号线和公共线交错排布，隔离线设置在信号线和公共线之间。当压力检测区受到外部压力时，隔离线的电阻改变，从而改变信号线和公共线之间的电流大小，可以检测多个压力检测区的受力是否均衡以及受力的方向，与现有技术相比，本实用新型的工具头的体积更小、成本更低。

Description

工具头和保健设备

技术领域

本实用新型涉及保健设备技术领域，特别涉及一种工具头和保健设备。

背景技术

在现代都市生活中，由于生活节奏快、工作压力大以及长期缺乏锻炼，亚健康人群的数量不断增大，腰腿疼痛、肩背僵硬、皮肤粗糙暗黄等亚健康问题逐渐受到人们的关注。针对上述症状，市面上出现越来越多的按摩、美容等保健设备。目前的智能按摩设备或智能美容设备一般包括机械臂以及安装在机械臂末端的工具头，工具头内安装有三维测力传感器或六维测力传感器，以便于对工具头的压力和压力方向进行检测。然而，无论是三维测力传感器还是六维测力传感器，均存在体积大、成本高的缺点，导致工具头无法实现小型化设计以及降低生产成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种工具头和保健设备，具有体积小、成本低的位姿力传感器，能够进行压力和压力方向检测。

根据本实用新型实施例的工具头，包括壳体；活动头部；上压件，设置在所述壳体内；下压件，设置在所述上压件的下方，所述下压件与所述活动头部连接；位姿力传感器，设置在所述上压件和所述下压件之间，且分别与所述上压件和所述下压件接触连接，所述位姿力传感器包括基材层和多个周向分布在所述基材层上的压力检测区，每个所述压力检测区内均设置有信号线、公共线和压变电阻式的隔离线，所述信号线和所述公共线交错排布，所述隔离线设置在所述信号线和所述公共线之间。

根据本实用新型实施例的工具头，至少具有如下有益效果：

当压力检测区受到外部压力时，隔离线的电阻改变，从而改变信号线和公共线之间的电流大小，通过检测电流的变化可以检测每个压力检测区受到的压力，以及根据施加在每个压力检测区的压力大小，可以检测多个压力检测区的受力是否均衡以及受力的方向，与现有技术相比，本实用新型的工具头内的位姿力传感器的体积更小、成本更低，可以实现工具头的小型化设计和降低生产成本。

根据本实用新型的一些实施例，所述基材层上还设置有中间检测区，多个所述压力检测区围绕所述中间检测区周向均匀分布。

根据本实用新型的一些实施例，所述压力检测区呈圆形或扇形。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述压力检测区内的所述信号线和所述公共线呈辐射状交错设置。

根据本实用新型的一些实施例，相邻所述压力检测区的所述公共线相互连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述隔离线采用压变电阻式导电油墨线。

根据本实用新型的一些实施例，所述压变电阻式导电油墨线为石墨烯油墨线。

根据本实用新型的一些实施例，相邻的所述压力检测区之间设置有隔离区，至少一个所述隔离区内设置有定位孔。

根据本实用新型的一些实施例，所述上压件或所述下压件与所述位姿力传感器接触的一面设置有与所述压力检测区对应的凸起。

第二方面，根据本实用新型实施例的保健设备，包括控制主机、机械臂和上述的工具头，所述机械臂和所述工具头的位姿力传感器分别与所述控制主机电性连接，所述工具头设置在所述机械臂的末端。

根据本实用新型实施例的保健设备，至少具有如下有益效果：

当压力检测区受到外部压力时，隔离线的电阻改变，从而改变信号线和公共线之间的电流大小，通过检测电流的变化可以检测每个压力检测区受到的压力，以及根据施加在每个压力检测区的压力大小，可以检测多个压力检测区的受力是否均衡以及受力的方向，与现有技术相比，本实用新型的工具头内的位姿力传感器的体积更小、成本更低，可以实现工具头的小型化设计和降低生产成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的工具头的结构示意图；

图2为图1示出的工具头的位姿力传感器的压力检测区分布示意图；

图3为图1示出的工具头的位姿力传感器的示意图；

图4为图1示出的工具头的上压件的仰视图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实施例公开了一种工具头，包括壳体100、活动头部200、上压件300、下压件400和位姿力传感器500，上压件300设置在壳体100内，下压件400设置在上压件300的下方，下压件400与活动头部200连接，位姿力传感器500设置在上压件300和下压件400之间，且分别与上压件300和下压件400接触连接，请参照图2和图3，位姿力传感器500包括基材层510和多个周向分布在基材层510上的压力检测区520，每个压力检测区520内均设置有信号线521、公共线522和压变电阻式的隔离线523，信号线521和公共线522交错排布，隔离线523设置在信号线521和公共线522之间。值得理解的是，根据实际应用的需求，压力检测区520的数量可以为3个、4个或5个以上，每个压力检测区520的信号线521和公共线522分别延伸至基材层510的某一区域内，以便于形成与外部器件电性连接的引出线。

当压力检测区520受到外部压力时，隔离线523的电阻改变，从而改变信号线521和公共线522之间的电流大小，通过检测电流的变化可以检测每个压力检测区520受到的压力，以及根据施加在每个压力检测区520的压力大小，可以检测多个压力检测区520的受力是否均衡以及受力的方向。在本实施例中，基材层510为柔性电路板的基材，可以采用PET、PI等薄膜柔性材料，具有体积小、厚度薄、制作成本低等特点，与现有技术的三维测力传感器或六维测力传感器相比，本实施例的工具头内的位姿力传感器的体积更小、成本更低，可以实现工具头的小型化设计和降低生产成本。

请参照图3，基材层510上还设置有中间检测区530，多个压力检测区520围绕中间检测区530周向均匀分布。当上压件300或下压件400对位姿力传感器500施加压力时，通过对中间检测区530的电流信号进行检测，可以获取压力值或压力平均值，有利于在使用时对各个压力检测区520进行初始化设置。需要说明的是，中间检测区530的结构与压力检测区520的结构相同，即均设置有信号线521、公共线522和压变电阻式的隔离线523，信号线521和公共线522交错排布，隔离线523设置在信号线521和公共线522之间。

请参照图3，在不同的产品中，压力检测区520呈圆形或扇形，其中，在圆形的压力检测区520内，信号线521、公共线522和隔离线523分布均匀，当受到压力时，圆形区域内的各个位置的信号变化更加稳定，而与圆形的压力检测区520相比，在相同布线面积的基材层510上，每个扇形的压力检测区520的面积更大，检测范围更宽。

每个压力检测区520内的信号线521和公共线522呈辐射状交错设置，有利于增大信号线521和公共线522之间的导电面积，延长隔离线523的长度，从而增大压力检测的范围，提高检测的灵敏度和可靠性。

根据不同的实际应用，压力检测区520的数量可以5个或6个以上，为了减少引出线的数量，降低电路布线的难度，相邻压力检测区520的公共线522相互连接。应当想到的时，中间检测区530的公共线522与其中一个压力检测区520的公共线522连接，从而使得中间检测区530和所有压力检测公用一根公共线522，有利于进一步降低布线难度。

在一些实施例中，隔离线523采用压变电阻式导电油墨线，例如，石墨烯油墨线或者掺杂金属的油墨。由于压变电阻式导电油墨线的电阻率和受到的压力之间呈比例关系，因此当隔离线523受到外部压力时，隔离线523的电阻率发生变化，从而改变信号线521和公共线522之间的电流大小，通过对信号线521和公共线522之间的电流进行检测和计算，可以获得压力值。

请参照图3，相邻的压力检测区520之间设置有隔离区540，至少一个隔离区540内设置有定位孔541，有利于在使用时对位姿力传感器500进行快速定位和安装。

请参照图4，上压件300或下压件400与位姿力传感器500接触的一面设置有与压力检测区520对应的凸起310。每个凸起310对应一个压力检测区520，降低对相邻压力检测区520的影响，有利于提高检测的准确性。

下面参照图图1至图4，以一个具体的实施例对本实用新型的工具头进行详细表述。值得理解的是，以下表述仅是示例性说明，而并非对本实用新型的具体限制。

本实施例的工具头包括壳体100、活动头部200、上压件300、下压件400和位姿力传感器500，上压件300设置在壳体100内，下压件400设置在上压件300的下方，下压件400与活动头部200连接，位姿力传感器500设置在上压件300和下压件400之间，且分别与上压件300和下压件400接触连接，上压件300或下压件400与位姿力传感器500接触的一面设置有与压力检测区520对应的凸起310。位姿力传感器500包括基材层510以及均设置在基材层510上的中间检测区530和4个压力检测区520，4个压力检测区520围绕中间检测区530周向均匀分布，其中中间检测区530和压力检测区520内均设置有信号线521、公共线522和压变电阻式的隔离线523，中间检测区530呈圆形，压力检测区520呈扇形，在中间检测区530内，信号线521和公共线522交错设置，隔离线523设置在信号线521和公共线522之间，在压力检测区520内，信号线521和公共线522呈辐射状交错设置，隔离线523设置在信号线521和公共线522之间。其中，相邻压力检测区520的公共线522相互连接，中间检测区530的公共线522与其中一个压力检测区520的公共线522连接，从而使得中间检测区530和所有压力检测公用一根公共线522。相邻的压力检测区520之间设置有隔离区540，至少一个隔离区540内设置有定位孔541。在本实施例中，隔离线523采用压变电阻式导电油墨线，例如，石墨烯油墨线或者掺杂金属的油墨。

当压力检测区520受到外部压力时，隔离线523的电阻改变，从而改变信号线521和公共线522之间的电流大小，通过检测电流的变化可以检测每个压力检测区520受到的压力，以及根据施加在每个压力检测区520的压力大小，可以检测多个压力检测区520的受力是否均衡以及受力的方向。在本实施例中，基材层510为柔性电路板的基材，可以采用PET、PI等薄膜柔性材料，具有体积小、厚度薄、制作成本低等特点，与现有技术的三维测力传感器或六维测力传感器相比，本实施例的位姿力传感器500的体积更小、生产成本更低。

本实用新型实施例还公开一种保健设备，包括控制主机、机械臂和上述的工具头，机械臂和工具头的位姿力传感器500分别与控制主机电性连接，工具头设置在机械臂的末端。其中，保健设备可以按摩设备或美容设备等，根据保健设备的不同类型，工具头的活动头部200采用相应结构，例如，在按摩设备中，工具头的活动头部200为振动头部，在美容设备中，工具头的活动头部200为激光灯头部。

在本实施例的保健设备中，当压力检测区520受到外部压力时，隔离线523的电阻改变，从而改变信号线521和公共线522之间的电流大小，通过检测电流的变化可以检测每个压力检测区520受到的压力，以及根据施加在每个压力检测区520的压力大小，可以检测多个压力检测区520的受力是否均衡以及受力的方向，与现有技术相比，本实用新型的工具头的体积更小、成本更低。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种工具头，其特征在于，包括：

壳体(100)；

活动头部(200)；

上压件(300)，设置在所述壳体(100)内；

下压件(400)，设置在所述上压件(300)的下方，所述下压件(400)与所述活动头部(200)连接；

位姿力传感器(500)，设置在所述上压件(300)和所述下压件(400)之间，且分别与所述上压件(300)和所述下压件(400)接触连接，所述位姿力传感器(500)包括基材层(510)和多个周向分布在所述基材层(510)上的压力检测区(520)，每个所述压力检测区(520)内均设置有信号线(521)、公共线(522)和压变电阻式的隔离线(523)，所述信号线(521)和所述公共线(522)交错排布，所述隔离线(523)设置在所述信号线(521)和所述公共线(522)之间。

2.根据权利要求1所述的工具头，其特征在于，所述基材层(510)上还设置有中间检测区(530)，多个所述压力检测区(520)围绕所述中间检测区(530)周向均匀分布。

3.根据权利要求1或2所述的工具头，其特征在于，所述压力检测区(520)呈圆形或扇形。

4.根据权利要求1所述的工具头，其特征在于，每个所述压力检测区(520)内的所述信号线(521)和所述公共线(522)呈辐射状交错设置。

5.根据权利要求1或4所述的工具头，其特征在于，相邻所述压力检测区(520)的所述公共线(522)相互连接。

6.根据权利要求1所述的工具头，其特征在于，所述隔离线(523)采用压变电阻式导电油墨线。

7.根据权利要求6所述的工具头，其特征在于，所述压变电阻式导电油墨线为石墨烯油墨线。

8.根据权利要求1所述的工具头，其特征在于，相邻的所述压力检测区(520)之间设置有隔离区(540)，至少一个所述隔离区(540)内设置有定位孔(541)。

9.根据权利要求1所述的工具头，其特征在于，所述上压件(300)或所述下压件(400)与所述位姿力传感器(500)接触的一面设置有与所述压力检测区(520)对应的凸起(310)。

10.一种保健设备，其特征在于，包括控制主机、机械臂和权利要求1至9任意一项所述的工具头，所述机械臂和所述工具头的位姿力传感器(500)分别与所述控制主机电性连接，所述工具头设置在所述机械臂的末端。

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