DE4131632C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf ein motorbetriebenes Mas­ sagegerät gerichtet, und näher auf ein Massagegerät, das einen Applikator aufweist, der von einem Motor mit variabler Betriebsgeschwindigkeit angetrieben wird, um auf den Körper eines Benutzers eine Massagewirkung aufzubringen.

Frühere Massagegeräte sind bekannt, die einen Elektromotor zum Antreiben eines Applikators mit einer variablen Be­ triebsgeschwindigkeit so aufweisen, daß der Benutzer eine geeignete Betriebsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den Abschnitten des Körpers wählen kann, die massiert werden sollen. Beispielsweise schlägt die frühere, nicht geprüfte japanische Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 61-2 47 456 ein motorbetriebenes Massagegerät vor, das imstande ist, eine optimale Betriebsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem speziellen Abschnitt des Körpers zu wählen, der massiert werden soll, um eine wohltuende Massagewirkung mit der opti­ malen Betriebsgeschwindigkeit zu erreichen. Jedoch wird, selbst wenn eine optimale Betriebsgeschwindigkeit gewählt ist, die Betriebsgeschwindigkeit sich unvermeidlich mit den sich ändernden Lastanforderungen ändern, die vom Motor in­ folge der sich stets ändernden Andruckkräfte empfangen wer­ den, unter denen der Applikator gegen den Körper des Be­ nutzers angedrückt wird. D.h. die Betriebsgeschwindigkeit wird normalerweise mit der Zunahme der Lastanforderung ab­ nehmen, wobei es nicht gelingt, die Massagewirkung mit der optimalen Betriebsgeschwindigkeit fortzusetzen, die für den beabsichtigten Abschnitt gewählt ist. Um die obige Unzuläng­ lichkeit zu vermeiden, wird in Betracht gezogen, die Be­ triebsgeschwindigkeit zu steuern bzw. zu regeln, die bei der gewählten Geschwindigkeit konstant gehalten wird, ungeachtet der sich ändernden Lastanforderungen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß eine solche Einrichtung alleine zu einem ziemlich unwirksamen Massagevorgang führen würde, besonders dann, wenn eine hohe Betriebsgeschwindigkeit gewählt wird. D.h., wenn die Last bis über ein bestimmtes Niveau erhöht wird, dann wird die Fortsetzung des Massagevorgangs mit der Betriebsgeschwindigkeit, die noch immer bei der hohen Ge­ schwindigkeit gehalten wird, für den Benutzer eine unange­ nehme und unnatürliche Massagewirkung liefern. Ferner erhebt der obige Vorschlag ein anderes Problem dahingehend, daß der Motor eine hohe Leistungsfähigkeit aufweisen muß und deshalb sperrig ist, um den Betrieb bei hoher Geschwindigkeit selbst unter erhöhter Lastanforderung zu ermöglichen.

Die obigen Probleme und Unzulänglichkeiten wurden bei einem motorbetätigten Massagegerät der vorliegenden Erfindung aus­ geräumt. Das Massagegerät in Übereinstimmung mit der vorlie­ genden Erfindung weist einen Elektromotor und einen Applika­ tor auf, der vom Motor bei einer variablen Betriebsgeschwin­ digkeit angetrieben wird. Der Applikator ist dazu eingerich­ tet, beim Gebrauch gegen den Körper des Benutzers angedrückt zu werden, um hierauf eine Massagewirkung auszuüben, während welcher vom Motor erwartet wird, daß er eine unterschiedli­ che Last als Funktion der Andruckkraft des Applikators auf­ nimmt. Eine Steuer- bzw. Regelschaltung ist vorgesehen, um den Motor durch eine erste Regelstufe und eine zweite Regel­ stufe zu steuern bzw. zu regeln, wenn die Last bis zu einer vorbestimmten Maximalgrenze zunimmt. Bei der ersten Regelstufe wird eine Regelung so vorgenommen, daß die Betriebsgeschwindigkeit bei einer gewählten Höhe gehalten wird, ungeachtet der Laständerung innerhalb einer vorbe­ stimmten, tolerierbaren Grenze der Last. Wenn die Last über die tolerierbare Grenze hinaus zunimmt, dann geht die Rege­ lung auf die zweite Regelstufe über, um die Betriebsge­ schwindigkeit mit der Lastzunahme zu verringern. Wenn die Last die Maximalgrenze erreicht, wird der Motor so geregelt, daß er zum Stillstand gelangt. Die obige Regelung ist re­ versibel, so daß man die erste bzw. zweite Regelstufe je­ weils in Abhängigkeit von der Lastabnahme von der Maximal­ grenze aus sowie von der tolerierbaren Grenze aus erhält. Deshalb ist es bei geeigneter Auswahl der tolerierbaren Grenze als eine solche Grenze, innerhalb der eine wohltuende Massage mit der ausgewählten Betriebsgeschwindigkeit erwar­ tet werden kann, möglich, die Massage mit der konstanten Be­ triebsgeschwindigkeit fortzusetzen, wie vom Benutzer ge­ wünscht, um eine wohltuende und wirksame Massage zu er­ halten, und die Betriebsgeschwindigkeit bei zunehmender Last über die wohltuende Grenze hinaus zu verringern, um zu ver­ meiden, daß die Betriebsgeschwindigkeit selbst bei einer höheren Last konstant bleibt und deshalb eine unangenehme Kombination der Betriebsgeschwindigkeit und der erhöhten Last verhindert. Da ferner die Betriebsgeschwindigkeit ver­ anlaßt wird, abzunehmen, wenn die Last über die tolerierbare Grenze hinaus zunimmt, muß der Motor nicht eine besondere Leistung aufweisen, wie sie sonst erforderlich wäre, wenn die Betriebsgeschwindigkeit selbst dann konstant gehalten würde, wenn die Last über die tolerierbare Grenze hinaus zu­ nimmt.

Es ist dementsprechend ein Hauptziel der vorliegenden Erfin­ dung, ein motorbetriebenes Massagegerät vorzusehen, das im­ stande ist, eine wohltuende und wirksame Massagewirkung si­ cherzustellen, aber an den Motor geringere Leistungsanforde­ rungen stellt.

Das Massagegerät umfaßt einen Geschwindigkeitswähler zum Wählen der Betriebsgeschwindigkeit aus einem vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich. Die tolerierbare Lastgrenze ist so festgesetzt, daß sie in Abhängigkeit von der gewählten Ge­ schwindigkeit variiert, so daß sie größer ist, wenn die niedrigere Betriebsgeschwindigkeit gewählt wird. Dies steht in Übereinstimmung mit einer natürlichen Massageleistung, so daß der Benutzer die Massage mit konstanter Betriebsgeschwindigkeit bis zu einer größeren Last mit einer niedrigeren Betriebsgeschwindigkeit als mit einer höheren erwarten kann.

Es ist deshalb ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein motorbetriebenes Massagegerät vorzusehen, welches eine reproduzierbare Regelung vorsieht, um eine natürliche und wohltuende Massagewirkung über einen wählbaren Betriebsge­ schwindigkeitsbereich zu erreichen.

Es wird ein Gleichstrommotor als Motor verwendet, der die Charakteristik hat, mit der Zunahme in der Antriebsspannung, mit der der Motor erregt wird, auch die Last zu erhöhen. Die Regelschaltung umfaßt einen Geschwindigkeitsregler, einen Spannungsbegrenzer, einen Strombegrenzer und einen Anhalte­ fühler. Der Geschwindigkeitsregler, der dafür verantwortlich ist, die Betriebsgeschwindigkeit bei der gewählten Geschwin­ digkeit während der ersten Regelstufe zu halten, überwacht die Geschwindigkeit des Motors und regelt die Einstellung der Antriebsspannung auf der Grundlage der überwachten Ge­ schwindigkeit, um die Betriebsgeschwindigkeit bei der ge­ wählten Geschwindigkeit innerhalb der tolerierbaren Last konstant zu halten. Der Spannungsbegrenzer überwacht die An­ triebsspannung, die an den Motor angelegt wird, und bewirkt die Begrenzung der Antriebsspannung bei einem vorbestimmten Niveau, solange die Last die tolerierbare Grenze überschrei­ tet, wobei es der Betriebsgeschwindigkeit ermöglicht wird, bei Zunahme der Last von der tolerierbaren Grenze aus bis zur maximalen Grenze während der zweiten Regelstufe langsa­ mer zu werden. Der Strombegrenzer ist vorgesehen, um den Mo­ torstrom zu überwachen, der zum Antrieb des Motors zugeführt wird, und um den Motorstrom so zu regeln, daß er bei dem kritischen Niveau gehalten wird, das die maximale Lastgrenze bestimmt, wenn der Motorstrom das kritische Niveau erreicht, was darüber eine Aussage liefert, daß die Last die maximale Grenze erreicht hat. Bei diesem Ereignis wird der Motor so gehalten, daß er ein entsprechendes Drehmoment erzeugt, das lediglich durch den Motorstrom bestimmt ist, ungeachtet, ob sich der Motor dreht oder ob er stillsteht. Der Anhaltefüh­ ler ist vorgesehen, um zu erkennen, daß der Motor angehalten ist, wenn die überwachte Geschwindigkeit bis zu einer Min­ destgeschwindigkeit oder Null abgenommen hat, so daß der Mo­ tor veranlaßt wird, zu stoppen, nachdem ermittelt wurde, daß er angehalten hat. Bevorzugt ist der Anhaltefühler so ausge­ bildet, daß er das Anhalten des Motors erkennt, wenn die überwachte Geschwindigkeit bis zu einer Mindestgeschwindig­ keit abgenommen hat, und ein solcher Zustand einen vorbe­ stimmten Zeitraum andauert. Somit kann die obige reprodu­ zierbare Geschwindigkeit-/Lastregelung bis zur maximalen Lastgrenze erfolgreich durch die Kombination aus Geschwin­ digkeitsregler, Spannungsbegrenzer, Strombegrenzer und An­ haltefühler erreicht werden, was deshalb ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist. Der Gleichstrommotor ist bevorzugt ein bürstenloser Motor, der Hall-Effekt-Elemente umfaßt, die die Läufergeschwindigkeit des Motors als reprä­ sentativen Wert der Betriebsgeschwindigkeit messen.

Bevorzugt umfaßt die Regelschaltung eine Sicherheitseinheit, die in Abhängigkeit vom Messen des Anhaltezustands des Mo­ tors wirksam ist, den Motor kurzzeitig umzukehren, bevor er gestoppt wird, um hierbei das Ausräumen einer möglichen Ge­ fahr zu erleichtern, die darin liegt, daß ein Teil des Kör­ pers unerwarteterweise vom Applikator festgehalten wird, wenn der Motor angehalten hat. Dies ist besonders vorteil­ haft und sicher, wenn der Applikator so ausgebildet ist, daß er ein Paar Polster aufweist, welche in der Richtung hin- und herschwingen, in der sie den Abstand zwischeneinander verengen und erweitern, wenn sich der Motor dreht, mit einer Neigung, den Abschnitt des Körpers zwischen den Polstern einzuzwicken.

Es ist deshalb ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Er­ findung, ein motorbetriebenes Massagegerät vorzusehen, wel­ ches einen Sicherheits-Gefahrenschutz umfaßt, so daß der Be­ nutzer die gewünschte Massage sicher genießen kann.

Die obigen und noch andere Ziele und vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Be­ schreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorlie­ genden Erfindung noch näher ersichtlich, wenn diese in Ver­ bindung mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird.

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines motorbetriebenen Mas­ sagegeräts, dargeboten in Form eines Massagestuhls und in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild, das die Regelschaltung des Massage­ gerätes darstellt,

Fig. 3 ein Diagramm, das die typischen Drehzahl-Drehmo­ ment-Charakteristiken für einen Gleichstrommotor darstellt, der im Massagegerät verwendet wird,

Fig. 4 ein Diagramm, das den geregelten Betrieb der Motor­ geschwindigkeit in Zuordnung zu einer sich ändern­ den Last darstellt, die an den Motor angelegt wird, und

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das die Wirkungsweise der Regel­ schaltung darstellt.

Es erfolgt nun die detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es wird nun auf Fig. 1 bezug genommen; dort ist ein motorbe­ triebenes Massagegerät gezeigt, das als Stuhl-Massagegerät dargeboten ist, in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Massage­ gerät umfaßt eine Massageeinheit 10, die in einem zurück­ lehnbaren Stuhl 1 so angebracht ist, daß sie längs der Lehne 2 des Stuhls beweglich ist. Die Massageeinheit 10 umfaßt ein Paar Applikatorpolster 13, welche so angetrieben sind, daß sie sich in verschiedenartige Richtungen bewegen, um vielfa­ che Massagewirkungen auf dem Rücken des Benutzers von der Hüfte bis zum Hals auszuüben. Zu diesem Zweck umfaßt die Massageeinheit 10 einen Elektromotor (in Fig. 1 nicht zu se­ hen), der beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor ist, der durch einen Kraftübertragungsmechanismus (ebenfalls nicht zu sehen) und ein Paar Arme 12 so verbunden ist, daß er die Applikatorpolster 13 in verschiedenartigen Richtungen schwingen läßt. Der Kraftübertragungsmechanismus umfaßt eine Antriebswelle (nicht gezeigt), die zur Drehung um ihre Achse durch den Motor angetrieben ist, ein Paar mit Axialabstand angeordneter Scheiben (nicht gezeigt), die von der Antriebs­ welle zu dieser exzentrisch und geneigt getragen sind, und ein entsprechendes Paar äußerer Ringe, die jeweils rund um die Scheiben passend angebracht sind, so daß sie relativ zu diesen frei drehbar sind. Jeder der Arme 12 ist schwenkbar an seinem einen, dem Applikatorpolster 13 entgegengesetzten Ende an einem Rahmen 11 der Einheit getragen und steht mit dem äußeren Ring an einem Abschnitt zwischen den Enden so in Eingriff, daß das Applikatorpolster 13 veranlaßt wird, sich in verschiedenartigen Richtungen zu bewegen, wenn sich die Scheiben um die Achse der Antriebswelle zu dieser exzen­ trisch und geneigt drehen. Die Scheiben sind symmetrisch so geneigt, daß die Applikatorpolster 13 in einer Richtung hin- und herschwingen können, in der sie den Abstand zwischenein­ ander verengen und aufweiten, um eine knetende Massagewir­ kung auf den Körper des Benutzers auszuüben. Der detaillier­ te Mechanismus der Übertragung der Drehbewegung des Motors auf die Schwingbewegung der Applikatorpolster 13 ist bekannt durch die japanische Patentveröffentlichung (KOKOKU) Nr. 01-48 771, die am 20. Oktober 1989 veröffentlicht wurde, und deshalb wird hier keine weitere Erläuterung für notwendig erachtet. Die Massageeinheit 10 ist zwischen einem Paar Zahnstangen 3 gehalten und von dem gemeinsamen Motor oder einem separaten Motor so angetrieben, daß sie sich nach oben und unten bewegt.

Das Massagegerät umfaßt eine Regelschaltung zum Antrieb des Motors und deshalb auch der Applikatorpolster 13 mit unter­ schiedlicher Betriebsgeschwindigkeit oder unterschiedlichem Ausgangsdrehmoment auf geregelte Weise. Wie in Fig. 2 ge­ zeigt, umfaßt die Regelschaltung einen Voll-Wellen-Gleich­ richter 21, der durch ein Filter 20 an eine Stromquelle an­ geschlossen ist, um eine gleichgerichtete Gleichspannung an einen Wechselrichter bzw. Wandler 30 zu liefern. Der Wandler 30 umfaßt einen Transformator 31 und einen Transistor 34, der in Reihe mit der Primärwicklung 32 des Transformators 31 angeschlossen ist. Der Schalttransistor 34 wird mit einer Frequenz von etwa 100 kHz an- und ausgeschaltet, um über eine Sekundärwicklung 33 hinweg eine entsprechende Wechsel­ spannung herzustellen, die an einen Wechselstrom-/Gleich­ strom-Wandler 40 geglättet und gleichgerichtet wird, der zu­ sammengesetzt ist aus einem Kondensator 41 und Dioden 42 und 43, um eine geglättete Gleichspannung vorzusehen, die dann durch einen Treiber (driver) 50 an den Gleichstrommotor M angelegt wird. D.h., die Gleichspannung wird durch einen Treiber 50 so eingespeist, daß ein Motorstrom durch Spulen L des Gleichstrommotors M zum Antrieb des Motors M strömt. Der Schalttransistor 34 ist über einen Photokoppler 35 mit einem Impulsbreitenmodulator (PWM) 36 so gekoppelt, daß er hierdurch gesteuert wird, um die resultierende Ausgangswechselspannung des Wandlers 30 zu ändern, und deshalb auch die antreibende Gleichspannung, die an den Motor M angelegt wird, und zwar in Übereinstimmung mit äußeren Steuersignalen, die in den Impulsbreitenmodulator 36 eingegeben werden. D.h., der Impulsbreitenmodulator 36 ist wirksam, den Arbeitszyklus eines Impulssignals schrittweise zu erhöhen oder zu vermindern, das den Schalttransistor 34 antreibt, und zwar in Abhängigkeit von externen Steuersignalen, so daß der Wandler 30 eine sich ändernde Ausgangswechselspannung erzeugt, welche ihrerseits wieder umgewandelt wird, um eine sich entsprechend ändernde Gleichspannung zu liefern, die an den Motor M angelegt wird.

Der Motor M umfaßt Hall-Effekt-Elemente H, die die Läuferge­ schwindigkeit des Motors als repräsentativen Wert der Be­ triebsgeschwindigkeit des Massagegeräts messen, und liefert einen entsprechenden Ausgang an den Treiberregler 52. Der Treiberregler 52 spricht auf den Ausgang an, um an den Trei­ ber 50 ein Antriebssignal abzugeben, welches bestimmt, wel­ che der Spulen L erregt werden soll. In diesem Zusammenhang umfaßt der Treiber 50 Transistorschalter 51 für die wahlwei­ se Erregung der Spulen L. Der Treiberregler 52 ist auch mit einem Frequenz-Spannungs-(F-V)-Wandler 60 gekoppelt, in dem die gemessene Läuferdrehzahl in ein entsprechendes Span­ nungssignal V₁ umgewandelt wird, das eine Aussage über die Läuferdrehzahl oder die Arbeitsgeschwindigkeit liefert. Das Spannungssignal V₁ wird einem Geschwindigkeitsregler 70 zu­ geführt, der einen Vergleicher 71 aufweist, wo es mit einer Bezugsspannung V_REF1 vergleichen wird, die eine Aussage über eine gewählte Betriebsgeschwindigkeit liefert, um das Regel­ signal an den Impulsbreitenmodulator 36 abzugeben. Die Be­ zugsspannung V_REF1 wird bei einer Geschwindigkeits-Wählein­ richtung 80 so erzeugt, daß sie proportional zu jener Be­ triebsgeschwindigkeit ist, die innerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsbereichs vom Benutzer gewählt ist. Wenn das Spannungssignal V₁ gemäß der Messung geringer ist als die Bezugsspannung V_REF1, dann gibt der Vergleicher 71 das Regelsignal an den Impulsbreitenmodulator 36 ab, welcher so anspricht, daß er schrittweise den Arbeitszyklus des Impulses für den Schalttransistor 34 erhöht, um hierdurch die antreibende Gleichspannung für den Motor M zu erhöhen und deshalb die Motordrehzahl oder die Arbeitsgeschwin­ digkeit zu erhöhen. Wenn andererseits das Spannungssignal V₁ größer ist als die Bezugsspannung V_REF1, dann gibt der Vergleicher 71 ein solches Regelsignal ab, daß der Impuls­ breitenmodulator 36 so anspricht, daß er den Arbeitszyklus schrittweise vermindert, um hierbei die antreibende Gleich­ spannung zu vermindern und deshalb auch die Motordrehzahl oder die Arbeitsgeschwindigkeit zu senken. Somit bewirkt der Vergleicher 71 in Zusammenwirkung mit dem Impulsbreiten­ modulator 36 die Regelung der Betriebsgeschwindigkeit auf rückgekoppelte Weise auf der Grundlage der überwachten Läu­ ferdrehzahl, um die Betriebsgeschwindigkeit bei der gewähl­ ten Geschwindigkeit zu halten, die durch V_REF1 definiert ist. Eine solche Geschwindigkeitsregelung ist jedoch nur in­ nerhalb eines begrenzten Lastbereiches verfügbar, der am Mo­ tor M aufgenommen wird, oder dessen Ausgangsdrehmoment, wie nachfolgend erläutert wird.

Die Steuerschaltung umfaßt auch einen Spannungsbegrenzer 90, der spannungsteilende Widerstände 92 und 93 aufweist, die in Reihe quer zum Ausgang des Wechselstrom-/Gleichstrom- Wandlers 40 angeschlossen sind, um ein Spannungssignal V₂ vorzusehen, welches ein Bruchteil der Antriebsgleichspannung ist, die an den Motor M angelegt wird, und deshalb für diese repräsentativ ist. Das Spannungssignal V₂ wird in einen Ver­ gleicher 91 eingegeben, wo es mit einer festen Bezugsspan­ nung V_REF2 verglichen wird, die einer maximalen Spannungs­ grenze entspricht, die für den Motor M zugelassen ist, und eine tolerierbare Lastgrenze oder Drehmomentgrenze bestimmt, innerhalb deren es dem Motor M gestattet ist, konstant mit der gewählten Betriebsgeschwindigkeit zu rotieren. Bei der Verwendung der festen Bezugsspannung V_REF2 kann die tole­ rierbare Drehmomentgrenze so festgesetzt werden, daß sie sich umgekehrt proportional zur Betriebsgeschwindigkeit än­ dert. Wie später unter Bezugnahme auf Fig. 4 erörtert wird, ist die tolerierbare Drehmoment- oder Lastgrenze T₁, T₂, . . . so ausgebildet, daß sie mit dem Absenken der gewählten Be­ triebsgeschwindigkeit über einen hohen Betriebsgeschwindig­ keitsbereich hinweg von S_MID bis S_MAX innerhalb eines wähl­ baren Betriebsgeschwindigkeitsbereichs von S_MIN bis S_MAX zu­ nimmt, wobei die tolerierbare Last- und Drehmomentgrenze T₁ bis T_MAX in Zuordnung zum Hochgeschwindigkeitsbereich S_MAX bis S_MID variiert wird. Eine solche tolerierbare Drehmoment­ grenze kann jedoch auch so festgesetzt werden, daß sie sich über den gesamten Betriebsgeschwindigkeitsbereich S_MAX bis S_MIN ändert.

Wenn ermittelt wird, daß das Spannungssignal V₂ größer ist als die feste Bezugsspannung V_REF2, dann gibt der Verglei­ cher 91 ein Spannungsgrenzensignal an den Impulsbreitenmodu­ lator 36 ab, der so darauf anspricht, daß er den Arbeits­ zyklus des Impulses für den Schalttransistor 34 schrittweise vermindert, um hierdurch den Ausgang des Wandlers 30 und so­ mit auch die Gleichspannung zum Antreiben des Motors abzu­ senken. Ansonsten gibt der Vergleicher 91 ein Regelsignal ab, das den Impulsbreitenmodulator 36 nicht erforderlich macht, um den Arbeitszyklus schrittweise zu mindern oder die den Motor antreibende Gleichspannung zu senken. Somit be­ wirkt der Spannungsbegrenzer 90 die Begrenzung der Erhöhung der Motorantriebsgleichspannung bis zu der festen Spannungs­ grenze V_REF2.

Ein Strombegrenzer 100 ist in der Schaltung mit enthalten und weist einen Vergleicher 101 und einen Stromfühler 102 auf, der den dem Motor M zugeführten Motorstrom mißt und ein entsprechendes Spannungssignal V₃ an den Vergleicher 101 ab­ gibt. Das Spannungssignal V₃ wird verglichen mit einer fe­ sten Bezugsspannung V_REF3, die dem maximalen Motorstrom ent­ spricht, der zulässigerweise dem Motor zugeführt werden darf, und deshalb auch der maximalen Drehmoment- oder Last­ grenze T_max, die der Motor M aufbringen kann. Wenn gemessen wird, daß der Motorstrom größer ist als der maximale Motor­ strom, d. h. V₃ < V_REF3, dann erzeugt der Vergleicher 101 ein Strombegrenzungssignal, das erforderlich macht, daß der Im­ pulsbreitenmodulator 36 schrittweise den Arbeitszyklus in einer Richtung zum Absenken der Antriebsgleichspannung senkt, oder den Motorstrom senkt. Ansonsten erzeugt der Ver­ gleicher 101 ein Unwirksamkeitssignal, das vom Impulsbrei­ tenmodulator 36 anfordert, daß er den Arbeitszyklus nicht ändert.

Ferner umfaßt die Steuerschaltung eine Sicherheitseinheit 110, die einen Vergleicher 111 aufweist, bei dem ein Span­ nungssignal V₁, das repräsentativ ist für die Motordrehzahl, verglichen wird mit einer festen Bezugsspannung V_REF4, die der Hälfte der minimalen Betriebsgeschwindigkeit S_MIN oder weniger entspricht. Wenn sich herausstellt, daß das Span­ nungssignal V₁ kleiner ist als die Bezugsspannung V_REF4, als Ergebnis des Umstandes, daß die Betriebsgeschwindigkeit bis auf die Hälfte der minimalen Geschwindigkeit oder auf weni­ ger abgesunken ist, dann gibt der Vergleicher 111 ein Anhal­ te-Wahrscheinlichkeitssignal an eine Notstoppschaltung 120 ab. Die Notstoppschaltung 120 umfaßt einen Zähler, der nach Empfang des Anhalte-Wahrscheinlichkeitssignals eine Zählung beginnt, um einen Zeitraum T zu messen, innerhalb dessen das Anhalte-Wahrscheinlichkeitssignal anhält (V₁ < V_REF4). Wenn der Zeitraum einen kritischen Wert überschreitet, beispiels­ weise 10 Sekunden (T < 10 Sekunden), dann nimmt die Not­ stoppschaltung 120 zur Kenntnis, daß der Motor M anhält, und gibt ein Notstoppsignal ab, das vom Treiber 50 anfordert, den Motor M für zwei oder drei Umdrehungen umzukehren und den Motor unmittelbar nachher zu stoppen.

Eine Hilfsstromschaltung 130 ist vorgesehen, um aus der ge­ meinsamen Wechselstromquelle eine stabilisierte Spannungs­ quelle zu erzeugen, die den einzelnen Stromkreisen zuzufüh­ ren ist, die den Impulsbreitenwandler 36, den Treiber 50, den Frequenz-Spannungs-Wandler 60, den Geschwindigkeitsreg­ ler 70, die Geschwindigkeits-Wähleinrichtung 80, den Span­ nungsbegrenzer 90, den Strombegrenzer 100, die Sicherheits­ einheit 110 und die Notstoppschaltung 120 umfaßt.

Es wird zu diesem Zeitpunkt vermerkt, daß der Impulsbreiten­ wandler 36 so ausgebildet ist, daß er auf das Signal in ab­ fallender Reihenfolge der Priorität von dem Strombegrenzer 100, dem Spannungsbegrenzer 90 und dem Geschwindig­ keitsregler 70 anspricht. Beispielsweise steht der Span­ nungsbegrenzer 90 nur dann zur Verfügung, solange der Strom­ begrenzer 70 nicht den Impulsbreitenmodulator 36 veranlaßt, den Arbeitszyklus schrittweise zu mindern, und der Ge­ schwindigkeitsregeler 70 steht nur dann zur Verfügung, so­ lange der Spannungsbegrenzer 90 den Impulsbreitenmodulator 36 nicht veranlaßt, den Arbeitszyklus schrittweise zu min­ dern, wie aus der nachfolgenden Erörterung der Wirkungsweise der Steuerschaltung ersichtlich wird.

Vor der Erörterung der Wirkungsweise der Steuerschaltung wird bekräftigt, daß, wie in Fig. 3 gezeigt, der Gleich­ strommotor typische Drehzahl-Drehmoment-Charakteristiken aufweist, wonach das Ausgangsdrehmoment oder die Last mit der Zunahme in den Antriebsgleichspannungen von V_A bis V_D erhöht wird, während die konstante Drehzahl beibehalten wird, und daß die Drehzahl mit einer Zunahme im Ausgangs­ drehmoment oder der Ausgangslast bei konstanter Treiber- Gleichspannung abnehmen wird. Nun wird die Wirkungsweise im einzelnen unter spezieller Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 erörtert. Wenn das Massagegerät gestartet wird, wobei die Betriebsgeschwindigkeit so ausgewählt wird, daß sie inner­ halb der Hochgeschwindigkeitszone S_MID bis S_MAX liegt, dann wird der Motor M so gesteuert, daß er die Betätigung des Applikators bei der gewählten Betriebsgeschwindigkeit beibe­ hält, ungeachtet der Lastenänderungen bis zur tolerierbaren Lastgrenze hin. Wenn beispielsweise die maximale Drehzahl S_MAX gewählt wird, wird die Betriebsgeschwindigkeit konstant gehalten, bis die Last bis zur entsprechenden tolerierbaren Grenze T₁ erhöht wird, und wenn eine mittlere Betriebsge­ schwindigkeit S_SEL gewählt wird, wird die Betriebsgeschwin­ digkeit konstant gehalten, bis die Last bis zu der entspre­ chenden tolerierbaren Grenze T₂ erhöht wird, wie in Fig. 4 gezeigt. Wenn andererseits die Betriebsgeschwindigkeit so gewählt ist, daß sie innerhalb einer niedrigeren Geschwin­ digkeitszone S_MIN bis S_MID liegt, dann wird die Betriebsge­ schwindigkeit konstant gehalten, bis die Last bis zur maxi­ malen Grenze T_MAX erhöht wird.

Während dieser ersten Regelstufe zum Konstanthalten der Be­ triebsgeschwindigkeit bewirkt der Impulsbreitenmodulator 36 in Abhängigkeit von der überwachten Motordrehzahl die Ände­ rung der antreibenden Gleichspannung in Übereinstimmung mit der Laständerung. Wenn beispielsweise die Last infolge der zunehmenden Andruckkraft zunimmt, mit welcher der Applikator gegen den Körper des Benutzers angedrückt wird, mit einer damit einhergehenden Absenkung der Betriebsgeschwindigkeit, dann spricht der Impulsbreitenmodulator 36 unmittelbar auf eine solche absinkende Motordrehzahl an (V₁ < V_REF1), um die antreibende Gleichspannung zu erhöhen, damit die Betriebsge­ schwindigkeit konstant gehalten wird, während man es dem Ausgangsdrehmoment gestattet, in Übereinstimmung mit der Zu­ nahme der Belastung zuzunehmen. Es wird zu diesem Zeitpunkt vermerkt, daß während der ersten Regelstufe der Motorstrom bei einem Wert unter dem maximalen Motorstrom gehalten wird (V₃ V_REF3) und das Notstoppsignal von der Notstoppschal­ tung 120 nicht abgegeben wird, so daß der Impulsbreitenmodu­ lator 36 nur vom Geschwindigkeitsregler 70 und dem Span­ nungsbegrenzer 90 abhängig gehalten werden kann, wie durch die Schritte 4 und 3 im Flußdiagramm der Fig. 5 angezeigt.

Die obige Spannungszunahme wird ermöglicht, bis V₂ V_REF2 überschreitet, d. h. die Last bis zur tolerierbaren Grenze zugenommen hat, beispielsweise T₁ und T₂. Infolge dieses Er­ eignisses gelangt der Spannungsbegrenzer 90 zur Tätigkeit, und zwar in Vorrang zum Geschwindigkeitsregler 70, um eine weitere Spannungszunahme dadurch zu verhindern, daß der Ar­ beitszyklus schrittweise verringert wird, sobald V₂ V_REF2 überschritten hat, wie durch den Schritt 3 der Fig. 5 be­ zeichnet ist, wodurch die antreibende Gleichspannung bei dem festen Niveau begrenzt wird, nachdem die Last die tole­ rierbare Grenze überschritten hat. In dieser zweiten Regel­ stufe der Begrenzung der antreibenden Gleichspannung bei einer festen Höhe wird es der Betriebsgeschwindigkeit ge­ stattet, sich gemeinsam mit der Laständerung längs einer geneigten Linie in Fig. 4 zu ändern. D.h. wenn die Last noch weiter zunimmt, dann nimmt die Betriebsgeschwindigkeit ab, und umgekehrt, und zwar innerhalb des Drehmomentbereichs von der tolerierbaren Grenze bis zur maximalen Grenze T_MAX. Wenn die Last bis unter die tolerierbare Grenze abnimmt, dann ge­ langt der Geschwindigkeitsregler 70 wieder in Betrieb. Es wird zu diesem Zeitpunkt vermerkt, daß das oben erwähnte, feste Niveau, bei dem die treibende Spannung in der zweiten Regelstufe begrenzt ist, so gewählt werden kann, daß sie einer maximalen Leistung entspricht, die der Motor aufbrin­ gen kann.

Wenn die Belastung die maximale Grenze T_MAX erreicht, die dadurch, zur Kenntnis genommen wird, daß der Motorstrom dem­ entsprechend bis zu einem solchen Ausmaß zunimmt, daß V₃ V_REF3 übersteigt, dann übernimmt es der Strombegrenzer 100, den Motorstrom bei dem festen Niveau, das V_REF3 entspricht, dadurch zu begrenzen, daß er schrittweise den Arbeitszyklus mindert, um die Antriebsgleichspannung zu senken, sobald V₃ V_REF3 übersteigt, wie durch den Schritt 2 in Fig. 4 darge­ stellt. Hierbei wird das Ausgangsdrehmoment bei der maxima­ len Lastgrenze T_MAX solange gehalten, wie die maximale Bela­ stung aufgenommen wird, wobei dem Motor M ermöglicht wird, zum Stillstand zu gelangen oder sehr langsam bei diesem Drehmoment zu rotieren. Deshalb übernimmt es, wenn die Last von der maximalen Lastgrenze T_MAX aus verringert wird, wie­ der die zweite Regelstufe, die Antriebsspannung bei dem Grenzniveau zu halten, und zwar durch die Wirkungsweise des Spannungsbegrenzers 90. Wenn andererseits eine Last ständig während eines vorbestimmten Zeitraumes, beispielsweise 10 Sekunden, aufgenommen wird, die gleich oder größer ist als die maximale Lastgrenze T_MAX1 wird die Notstoppschaltung 120 in Zusammenwirkung mit der Sicherheitseinheit 110 wirksam, um zur Kenntnis zu nehmen, daß der Motor M unbeabsichtigt blockiert ist, und um den Motor M zu stoppen, nachdem er um ein paar Umdrehungen zurückgedreht wurde. Hierbei ist es möglich, eine Gelegenheit zum Mildern der möglichen Gefahr zu geben, daß beispielsweise ein Abschnitt des Körpers zwi­ schen den Applikatorpolstern 13 festgehalten oder einge­ zwickt ist.

Wenn die Betriebsgeschwindigkeit so gewählt ist, daß sie in­ nerhalb einer niedrigeren Geschwindigkeitszone S_MIN bis S_MID liegt, dann wird die gleiche Geschwindigkeitsregelung vorge­ nommen, bis die Last bis zur maximalen Lastgrenze T_MAX zu­ nimmt, ohne daß man in die zweite Regelstufe eintritt, um die Antriebsspannung zu begrenzen, wie in Fig. 4 gezeigt. Es ist jedoch in gleicher Weise auch möglich, die zweite Regel­ stufe über den gesamten Betriebsgeschwindigkeitsbereich von S_MIN bis S_MAX vorzusehen, wie durch die gestrichelte geneig­ te Linie der Fig. 4 gezeigt.

Die Erfindung betrifft ein motorbetriebenes Massagegerät mit einem Gleichstrommotor und einem Applikator 12, 13, der von diesen bei einer variablen Betriebsgeschwindigkeit angetrie­ ben wird, um auf den Körper des Benutzers eine Massagewir­ kung aufzubringen, während welcher der Motor eine variable Belastung infolge des Umstandes erfährt, so daß die Appli­ katoreinrichtung mit einer sich ändernden Kraft gegen den Körper des Benutzers angedrückt wird. Es wird eine Regelung vorgenommen, um die Betriebsgeschwindigkeit auf einem ge­ wählten Niveau in Übereinstimmung mit den sich ändernden Lasterfordernissen zu halten, bis die Last eine tolerierbare Lastgrenze erreicht, die in Übereinstimmung mit der ge­ wählten Betriebsgeschwindigkeit bestimmt ist. Wenn die Last über die tolerierbare Grenze hinaus zunimmt, wird der Motor in unterschiedlicher Weise geregelt, so daß die Betriebsge­ schwindigkeit bis zu einem solchen Ausmaß abnimmt, daß der Lastzunahme gefolgt wird, bis die Last eine vorbestimmte maximale Lastgrenze erreicht. Nach Erreichen der maximalen Lastgrenze wird der Motor zum Stillstand gebracht, während man den Motorstrom bis auf ein festliegendes Niveau be­ grenzt.

Claims (6)

1. Motorbetriebenes Massagegerät mit einer Einrichtung zur Geschwindigkeitsregelung, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• - eine Elektromotoreinrichtung,
• - eine Applikatoreinrichtung (12, 13), die von der Elek­ tromotoreinrichtung mit einer variablen Betriebsge­ schwindigkeit angetrieben wird, um eine Massagewirkung auf den Körper eines Benutzers aufzubringen, wobei die Elektromotoreinrichtung eine variable Last als Ergebnis des Umstandes aufnimmt, daß die Applikatoreinrichtung gegen den Körper des Benutzers mit einer sich ändernden Andruckkraft angedrückt wird, und
• - eine Regeleinrichtung, um eine erste Regelstufe vorzu­ sehen, in der die Betriebsgeschwindigkeit bei einem ge­ wählten Niveau ungeachtet der Änderung der Last inner­ halb einer vorbestimmten tolerierbaren Grenze der Last gehalten wird, um eine zweite Regelstufe vorzusehen, in der die Betriebsgeschwindigkeit vermindert wird, wenn die Last über die tolerierbare Grenze hinaus zunimmt, und um den Stillstand der elektrischen Motoreinrichtung zu bewirken, wenn die Last eine vorbestimmte Maximalgrenze erreicht, wobei die genannte Steuer­ einrichtung in Abhängigkeit von einer Abnahme in der Last von der maximalen Grenze aus und von der tolerier­ baren Grenze aus die Wiederaufnahme der ersten bzw. zweiten Regelstufe bewirkt.

2. Massagegerät nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Geschwindigkeitswähleinrichtung (80) zum Wählen der Betriebsgeschwindigkeit aus einem vorbestimmten Ge­ schwindigkeitsbereich, wobei die tolerierbare Lastgrenze in Übereinstimmung mit der gewählten Betriebsgeschwindigkeit bestimmt wird, so daß sie größer wird, wenn die gewählte Be­ triebsgeschwindigkeit gesenkt wird.

3. Massagegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Motoreinrichtung ein Gleichstrommotor mit der Charakteristik ist, die Last mit der Zunahme in der Antriebsspannung zu erhöhen, bei der der Motor erregt wird, und daß die Regeleinrichtung die folgenden Merkmale auf­ weist:

• - eine Geschwindigkeitsregeleinrichtung (70), welche die Geschwindigkeit des Motors überwacht und durch Regelung die Antriebsspannung auf der Grundlage der überwachten Geschwindigkeit einstellt, um die Betriebsgeschwindig­ keit bei der gewählten Geschwindigkeit innerhalb der tolerierbaren Lastgrenze konstant zu halten,
• - eine Spannungsbegrenzungseinrichtung (90), welche die Antriebsspannung überwacht, die an den Motor angelegt wird, und die Antriebsspannung bei einem bestimmten Spannungsniveau begrenzt, solange die Last die tole­ rierbare Grenze überschreitet, wobei es der Betriebsge­ schwindigkeit ermöglicht wird, abzusinken, wenn die Last von der tolerierbaren Grenze aus bis zur maximalen Grenze zunimmt,
• - eine Strombegrenzungseinrichtung (100), die den Motor­ strom überwacht, der zum Antrieb des Motors zugeführt wird, und die Begrenzung des Motorstroms auf ein kriti­ sches Niveau regelt, welches die maximale Grenze der Last festlegt, nachdem der Motorstrom das genannte kritische Niveau erreicht hat, und
• - eine Anhaltemeßeinrichtung, welche zur Kenntnis nimmt, daß der Motor angehalten ist, wenn die überwachte Ge­ schwindigkeit bis zu einer vorbestimmten Mindestge­ schwindigkeit abgesunken ist, und den Motor infolge der Tatsache zum Stillstand bringt, daß die Motoreinrich­ tung angehalten hat.

4. Massageeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Regeleinrichtung ferner eine Sicherheits­ einrichtung (110) aufweist, welche nach dem Ermitteln des Anhaltens des Motors die zeitweise Umkehrung des Motors und dessen unmittelbar nachfolgendes Stoppen bewirkt.

5. Massageeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gleichstrommotor ein bürstenloser Motor ist, der Hall-Effekt-Elemente umfaßt, die die Läuferge­ schwindigkeit als Repräsentativwert der Betriebsgeschwindig­ keit messen.

6. Massageeinrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeich­ net durch die folgenden Merkmale:

• - eine Wähleinrichtung (80) zum Auswählen der Betriebs­ geschwindigkeit aus einem vorbestimmten Geschwindig­ keitsbereich, der eine niedrige Geschwindigkeitszone und eine hohe Geschwindigkeitszone umfaßt,
• - die Regelschaltung sieht eine Regelbetriebsart für nied­ rige Geschwindigkeit und eine Regelbetriebsart für hohe Geschwindigkeit vor, wenn sich die gewählte Betriebsge­ schwindigkeit innerhalb der niedrigen Geschwindig­ keitszone bzw. der hohen Geschwindigkeitszone befindet,
• - die Regelbetriebsart für niedrige Geschwindigkeit ermög­ licht die erste Regelstufe, bis die Last eine maximale Lastgrenze erreicht, und steuert bzw. regelt die Be­ grenzung des Motorstromes bis zum kritischen Niveau, wenn die maximale Lastgrenze erreicht ist, und
• - die Regelbetriebsart für hohe Geschwindigkeit ermöglicht die erste und die zweite Regelstufe, bis die Last eine maximale Lastgrenze erreicht und steuert bzw. regelt die Begrenzung des Motorstromes bis zum kritischen Niveau, wenn die maximale Lastgrenze erreicht ist.