CN102488611A - 用于按摩椅的柔性三维按摩机芯及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于按摩椅的柔性三维按摩机芯及其控制方法，所述柔性三维按摩机芯包括基座、按摩臂和按摩轴，按摩轴通过传动机构和揉捏电机相连，按摩臂通过万向节连接在敲打偏心轴上，敲打偏心轴通过传动机构和敲打电机相连，其中，基座和顶升气囊的活动面相连，顶升气囊的固定面和按摩机芯的框架固定相连；所述顶升气囊通过电磁阀和气泵相连；顶升气囊输出的压力信号经压力传感器送给微控制器，微控制器输出的驱动信号经过功率驱动器送给升降电机和气泵、电磁阀。本发明提供的用于按摩椅的柔性三维按摩机芯及其控制方法，通过设置顶升气囊内压力阈值，控制顶升气囊充放气并调整按摩轮的纵深位置，有效提高按摩的舒适度。

Description

用于按摩椅的柔性三维按摩机芯及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种三维按摩机芯及其控制方法，尤其涉及一种用于按摩椅的柔性三维按摩机芯及其控制方法。

背景技术

人工推拿按摩能够疏通经络，使气血循环，保持机体的阴阳平衡，所以按摩后可感到肌肉放松、关节灵活，使人精神振奋、消除疲劳，对保证身体健康有重要作用。对正常人来说，人工按摩能增强人体的自然抗病能力，取得保健效果。

常规按摩椅的原理是利用机械的滚动力作用和机械力挤压来进行按摩。按摩椅的按摩机芯模拟按摩师的揉捏手法，对背部酸痛麻木的肌肉施以牵引，挤压，揉捏等按摩，对肌肉产生柔和的刺激，并对重点部位进行不同力度的揉捏按摩，从而恢复肌肉纤维弹性，加速血液循环速度。但常规按摩椅的机械按摩毕竟只有几个触点，而且它的力道不易控制，力道小时，作用不大，力道大时则会使肌肉疼痛。因此，如何提升按摩的舒适感，有效按摩到肩部背部等不同部位，一直是按摩椅的按摩机芯需要解决的技术问题。

按摩机芯的控制主要包括敲打手法按摩和揉捏手法按摩。1）敲打手法按摩：按摩机械手臂通过模拟敲打、捶、叩等专业按摩师的按摩手法，对背部进行按摩，通过机芯的上下左右及纵深运动，有效控制按摩点位与按摩力度，活动每个脊椎和韧带。2） 揉捏手法按摩：按摩机芯模拟专业按摩师的揉捏手法，对背部酸痛麻木的肌肉施以牵引，挤压，揉捏等按摩，对肌肉产生柔和的刺激，并对重点部位进行不同力度的揉捏按摩，从而恢复肌肉纤维弹性，加速血液循环速度。

三维（3D）按摩功能是当今按摩椅的重大突破，使机械手臂在垂直、横向运动的同时，能够作纵深运动，大幅度的提升了按摩的舒适感，并能通过按摩手臂的纵深运动，有效按摩到肩部上方等普通部位及在纵深方向控制按摩的压力，但是高成本造成了3D功能的按摩椅价格较高。此外，三维按摩的力道更难控制，因此，有必要提供用于按摩椅的柔性三维按摩机芯及其控制方法，有效提高按摩的舒适度，且结构简单，成本低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于按摩椅的柔性三维按摩机芯及其控制方法，有效实现人性化的互动交流的按摩感受，提高体型存在较大差异的不同消费群体的按摩的舒适度，且结构简单，成本低。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种用于按摩椅的柔性三维按摩机芯，包括基座，所述基座左右两侧安装有按摩臂，所述按摩臂上设有按摩轮，所述按摩臂通过偏心轮机构固定在按摩轴上，所述按摩轴通过传动机构和揉捏电机相连，所述按摩臂通过万向节连接在敲打偏心轴上，所述敲打偏心轴通过传动机构和敲打电机相连，其中，所述基座和顶升气囊的活动面相连，所述顶升气囊的固定面和按摩机芯的框架固定相连；所述顶升气囊通过电磁阀和气泵相连，所述电磁阀、气泵和功率驱动器相连；所述顶升气囊输出的压力信号经压力传感器送给微控制器，所述微控制器输出的驱动信号经过功率驱动器送给升降电机和气泵、电磁阀。

上述的用于按摩椅的柔性三维按摩机芯，其中，每一侧的按摩臂包括第一按摩臂和第二按摩臂，位于外侧的第一按摩臂与位于内侧的第二按摩臂具有不同的长度和弯曲度，所第一按摩臂和第二按摩臂通过偏心轮机构固定在按摩轴上。

本发明为解决上述技术问题还提供一种上述用于按摩椅的柔性三维按摩机芯的控制方法，包括如下步骤：a) 预先设置一个恒定的顶升气囊阈值；b) 当按摩机芯在升降电机的驱动下上下运动时，微控制器通过磁性传感器实时监测机芯位置,通过压力传感器实时监测并记录顶升气囊的气囊压力，形成对应的机芯位置和气囊压力组成的二维参数组，这二维参数组，就可以还原被按摩者从颈部、肩部、背部、腰部、臀部直至尾椎部分的身体曲线；c) 所述微控制器输出的升降信号经过功率驱动器送给升降电机以控制按摩机芯的上下位置；d) 所述微控制器根据预设压力值，通过气泵与电磁阀对顶升气囊的充气量进行调整，控制按摩机芯的纵深度以被按摩者自行预设的恒定压力贴合被按摩者的体型进行柔性按摩。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的用于按摩椅的柔性三维按摩机芯及其控制方法，利用气囊的柔性特点，与机械的刚性特点相结合，组成一个既有柔韧，又有刚强的按摩机芯。通过设计师预先设置顶升气囊气压阈值，或被按摩者根据实际感受对气囊气压阈值所作得二度调整，来控制顶升气囊充放气并调整按摩轮的纵深位置，实现按摩轮自动保持被按摩者满意的恒定按摩压力，让被按摩者接受神似按摩师高明手法的按摩，并且可以与按摩师交流按摩感受的服务，从而有效提高按摩的舒适度，且结构简单，成本低。

附图说明

图1为本发明的柔性三维按摩机芯结构示意图；

图2为本发明带齿轮传动的按摩椅的按摩机构结构示意图；

图3为本发明的柔性三维按摩机芯电气控制示意图；

图4为图1中偏心轮机构结构示意图；

图5为本发明的柔性三维按摩机芯中顶升气囊结构示意图；

图6为本发明的柔性三维按摩机芯中顶升气囊张开状态示意图。

图中：

1 按摩轮             2 第一按摩臂          3 第二按摩臂

4 偏心轮机构          5 按摩轴              6 敲打偏心轴

7 顶升气囊            8 气囊压强检测口       9 气囊进气排气口

11 微控制器           12 压力传感器         13 磁性传感器

14 万向节            15 升降电机           16 功率驱动器

17 电磁阀            18 气泵               19 敲打电机

20 齿轮              21 齿条               22 揉捏电机

23 齿条行走电机       41 第一偏心轮         42 第二偏心轮

43 偏心轮挡圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明按摩椅的按摩机芯结构示意图；图2为本发明带齿轮传动的按摩椅的按摩机构结构示意图；图3为本发明的柔性三维按摩机芯电气控制示意图；图4为图1中偏心轮机构结构示意图；图5为本发明的柔性三维按摩机芯中顶升气囊结构示意图。

请参见图1～图5，本发明提供的柔性三维按摩机芯包括基座，所述基座左右两侧安装有按摩臂，所述按摩臂上设有按摩轮1，所述按摩臂通过偏心轮机构4固定在按摩轴5上，所述按摩轴5通过传动机构和揉捏电机22相连，所述按摩臂通过万向节14连接在敲打偏心轴6上，所述敲打偏心轴6通过传动机构和敲打电机19相连，其中，所述基座和顶升气囊7的活动面相连，所述顶升气囊7的固定面和按摩机芯的框架固定相连，所述按摩机芯通过升降机构与升降电机15相连，所述顶升气囊7通过电磁阀17和气泵18相连，所述电磁阀17、气泵18和功率驱动器16相连；所述顶升气囊7输出的压力信号经压力传感器12送给微控制器11，所述微控制器11输出的驱动信号经过功率驱动器16送给升降电机15和气泵18、电磁阀17。

微控制器11可使用STM8，压力传感器12可选用US911，所述传动机构可以采用滑动相连的丝杠和丝杠螺母；或者采用啮合相连的齿轮20和齿条21，如图2所示，所述齿轮20和齿轮行走电机23相连，在此不再一一详述。

上述的柔性三维按摩机芯，每一侧的按摩臂包括第一按摩臂2和第二按摩臂3，位于外侧的第一按摩臂2的长度、弯曲度与位于内侧的第二按摩臂3的长度、弯曲度不同，所述第一按摩臂2和第二按摩臂3通过偏心轮机构4固定在按摩轴5上。具体来说，所述第一按摩臂2可以通过第一偏心轮41固定在按摩轴5上，所述第二按摩臂3通过第二偏心轮42固定在按摩轴5上，所述第一偏心轮41的偏心度与第二偏心轮42的偏心度不同，所述第一偏心轮41和第二偏心轮42中间设有偏心轮挡圈43。以实例设计方案为例，左右两侧第一按摩臂2之间的距离L1优选为160mm, 左右两侧第二按摩臂3之间的距离L2优选为40～90mm。左右两侧的第二偏心轮42采用较大偏心，左右两侧的第一偏心轮41采用微小偏心，以带动按摩轮组进行揉捏式按摩，并确定了揉捏按摩的范围。所述第一、第二按摩臂还分别通过万向节14连接在敲打偏心轴6上，偏心轴的偏心优选为1mm，以带动按摩轮组进行捶打式按摩。按摩臂上可分别不安装或安装1个至数个按摩轮，按摩臂、按摩轮的形状与尺寸也可根据不同位置而选择不同的大小，模拟按摩者双手的多个手指同时或分别在被按摩者的不同穴位进行按摩，产生复杂的运动轨迹，形成丰富的按摩手法。

揉捏电机和敲打电机可以采用直流电机；直流电机通过传动机构带动按摩轴5、敲打偏心轴6，直流电机的转速、启动或停止，受控制***发出的控制指令指挥。而被按摩者可通过人机对话***，指挥控制***发出符合被按摩者要求的指令，达到人性化自主按摩的满意效果。

图5为本发明的柔性三维按摩机芯中顶升气囊张开状态示意图。

请继续参见图5，本发明提供的用于按摩椅的柔性三维按摩机芯的控制方法包括如下步骤：

1）当预设了顶升气囊7的气压值阈值后，在初始状态下，按摩头自上而下开始运行。此时，因按摩头未触及人体，顶升气囊7的气压值不变。当按摩头移动到被按摩者肩部时，因按摩轮受到被按摩者肩部的反作用力而后退，接受到的被按摩者的压力瞬间加强，气囊内的气压随之瞬间增大。此时，微控制器11检测气囊压强检测口8处气压值瞬间变化的信号，记录下当前按摩机芯的位置，确认该位置就是被按摩者的肩部位置，肩部检测动作即告完成。

2）之后，按摩机芯继续向下运行，顶升气囊7的气压值随着被按摩者背部对按摩机芯的反作用力的变化而变化。微控制器11通过磁性传感器13实时监测机芯位置；磁性传感器13为霍尔元件，可选用OH8105或OH58；同时微控制器11通过压力传感器12记录下按摩机芯在上下移动的过程中气囊气压值的变化信号，在微控制器11内部形成一个二维记录数据组，实现了对人体体型的检测。

3）在上述功能实现的同时，按摩头随被按摩者对按摩机芯的反作用力的变化而纵深运动，带动顶升气囊7的受压或压力释放，微控制器11从气囊压强检测口8处监测到这些信号并将这些信号反馈到按摩压力控制***，通过气泵18、电磁阀17、气囊进气排气口9对顶升气囊7充放气，随被按摩者对按摩机芯的反作用力的变化而调整，实现按摩头纵深位置的调整，控制器根据信号反馈，由功率驱动器控制升降电机15，调整按摩机芯的上下位置；实现按摩头在人体各被按摩位置自动保持恒定的预设按摩压力的目的，如图6所示，顶升气囊7张开角度可达30°，按摩臂长为90mm，按摩头的纵深位置可达15mm。

上述的用于按摩椅的柔性三维按摩机芯的控制方法，模拟专业按摩师的按摩手法，实现相应的自动按摩程序，利用微控制器11控制，即能自动驱动按摩装置，对人体进行各种不同手法的按摩。使用者可选择相应的自动程序，进一步提高按摩的舒适度。

综上所述，本发明提供的用于按摩椅的柔性三维按摩机芯及其控制方法，1）揉捏按摩的实现是由揉捏电机22通过传动机构带动按摩轴上的偏心轮机构4，进而带动按摩轮动作；2） 敲打按摩的实现是由敲打电机19通过传动机构带动敲打偏心轴6，再通过万向节14连接按摩臂，进而带动按摩轮敲打按摩； 3）机芯的升降由升降电机15，通过丝杆或齿条21和齿条行走电机23来实现；4）机芯的纵深动作实现，由气泵18通过电磁阀17向气囊充放气来实现，具体来说，通过设置顶升气囊7压力阈值及气泵电磁阀控制***，控制顶升气囊充放气并调整按摩轮的纵深位置，实现按摩轮自动保持恒定的预设按摩压力，从而有效提高按摩的舒适度，且结构简单，成本低。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种用于按摩椅的柔性三维按摩机芯，包括基座，所述基座左右两侧安装有按摩臂，所述按摩臂上设有按摩轮（1），所述按摩臂通过偏心轮机构（4）固定在按摩轴（5）上，所述按摩轴（5）通过传动机构和揉捏电机（22）相连，所述按摩臂通过万向节（14）连接在敲打偏心轴（6）上，所述敲打偏心轴（6）通过传动机构和敲打电机（19）相连，其特征在于，所述基座和顶升气囊（7）的活动面相连，所述顶升气囊（7）的固定面和按摩机芯的框架固定相连，所述按摩机芯通过升降机构与升降电机（15）相连，所述顶升气囊（7）通过电磁阀（17）和气泵（18）相连，所述电磁阀（17）、气泵（18）和功率驱动器（16）相连；所述顶升气囊（7）输出的压力信号经压力传感器（12）送给微控制器（11），所述微控制器（11）输出的驱动信号经过功率驱动器（16）送给升降电机（15）和气泵（18）、电磁阀（17）。

2.如权利要求1所述的用于按摩椅的柔性三维按摩机芯，其特征在于，每一侧的按摩臂包括第一按摩臂（2）和第二按摩臂（3），位于外侧的第一按摩臂（2）与位于内侧的第二按摩臂（3）具有不同的长度和弯曲度，所述第一按摩臂（2）和第二按摩臂（3）通过偏心轮机构（4）固定在按摩轴（5）上。

3.如权利要求1所述的用于按摩椅的柔性三维按摩机芯的控制方法 ，其特征在于，包括如下步骤：

a) 预先设置一个恒定的顶升气囊阈值；

b) 当按摩机芯在升降电机（15）的驱动下上下运动时，微控制器（11）通过磁性传感器（13）实时监测机芯位置,通过压力传感器（12）实时监测并记录顶升气囊（7）的气囊压力，形成对应的机芯位置和气囊压力组成的二维参数组；

c) 所述微控制器（11）输出的升降信号经过功率驱动器（16）送给升降电机（15）以控制按摩机芯的上下位置；

d) 所述微控制器（11）根据预设压力值通过气泵（18）、电磁阀（17）对顶升气囊（7）的充气量进行调整，控制按摩机芯的纵深度以恒定的压力贴合被按摩者的体型进行柔性按摩。

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