一种自动加热的按摩椅及控制方法与流程

[0001]
本申请涉及到按摩装置技术领域，特别涉及一种自动加热的按摩椅及控制方法。


背景技术：

[0002] 对于传统按摩装置，例如按摩椅，为了提高用户的用户体验并便于清洁，一般在坐垫、扶手和靠背的表面采用皮革或人造革材料，但是这种按摩椅在天气变凉后，用户坐到按摩椅上时会感觉到冰凉，造成不良的用户体验。为了克服这一缺陷，部分现有技术的按摩椅设计了自动加热功能，例如中国公开发明专利cn108720414 a中提出一种智能化按摩调温床，包括床体、红外检测探头、动力机构和工作主体，红外检测探头会对于地面信息以及人员信息进行感应，系统会根据得到的信息选择是否开启调温器，实现对气体垫层的加热从而实现对于床体的加热。中国公告实用新型专利cn208740403u提出了一种公园座椅，包括温度传感器和红外传感器，红外传感器用于检测是否有人坐在底座上，加热装置开始对所述底座、扶手和所述靠背加热。
[0003]
但是现有的这种按摩椅存在一定缺陷，尤其应用在共享按摩椅领域，由于现有的按摩椅均是通过红外感应设备或压力检测设备检测用户是否在使用按摩椅，并进行加热，而用户已经坐到按摩椅上，在天气变凉的时候，其冰凉的坐垫和靠背等已经给用户造成不良的用户体验，其次，如果采用单一红外感应设备判断用户将要坐到按摩椅上而提前加热坐垫的话，其判断并不准确，因为用户可能只是路过按摩椅而并无意使用，这种缺陷在共享按摩椅领域更为突出，因为共享按摩椅通常设置在人流量较大的场所，这种简单的判断方法会造成按摩椅长期处于自动加热状态，极大地浪费了电能，并增加了使用成本。


技术实现要素：

[0004]
本申请提出一种可自动加热的按摩装置，所述按摩装置是按摩椅，更进一步地，所述按摩椅是共享按摩椅。按摩椅具有坐垫、靠背以及扶手。所述按摩椅包括接触单元、按摩单元、检测单元、控制单元、显示单元、加热单元和语音提示单元。
[0005]
所述接触单元为用于与人体接触的部分，包括坐垫、靠背、扶手和脚垫的至少一个或其任意组合，所述接触单元具有多层结构，由外至里至少包括皮革接触层、电路层、绝缘隔热层和加热层，所述皮革接触层与人体接触，所述电路层中设置有体感温度传感器，所述加热层中设置有加热单元的加热元件。
[0006]
所述按摩单元包括按摩器械、按摩手控模块和按摩驱动模块。所述按摩驱动模块包括驱动电源子模块和驱动电机子模块，所述驱动电源子模块用于将外部电源进行电压转换，所述驱动电机子模块包括若干电机，在驱动电源子模块的驱动下，所述电机转动以实现按摩器械的按摩动作，所述按摩器械设置在接触单元的内侧。
[0007]
所述控制单元为包括中央处理器的控制电路，所述控制单元用于接收检测单元传送的检测信号，并对所述检测信号进行处理得到检测信息，同时将所述检测信息发送给显示单元。同时，控制单元还可实现对按摩单元、语音提示单元、检测单元各部件的控制。所述
控制单元内部还具有计时器，所述计时器用于计时。
[0008]
所述检测单元包括红外检测单元，所述红外检测单元用于获取按摩椅前方的人体红外信号，并将所述红外信号发送给控制单元。
[0009]
所述检测单元还包括图像获取单元，所述图像获取单元用于获取按摩椅前方的图像信号，并将所述图像信号发送给控制单元。
[0010]
所述检测单元还包括温度检测单元，所述温度检测单元包括环境温度传感器和体感温度传感器，所述环境温度传感器用于感测环境温度，并产生环境温度信号发送给控制单元。所述体感温度传感器设置在接触单元的电路层，用于获取接触单元的皮革接触层的接触温度，并产生接触温度信号发送给控制单元。
[0011]
所述检测单元还包括压力检测单元，所述压力检测单元产生压力检测信号发送给控制单元，用于检测是否有用户坐在按摩椅上。
[0012]
所述按摩椅的靠背上部设置有设备部，所述设备盒上设置有图像获取单元、红外检测单元以及环境温度传感器。所述图像获取单元的镜头朝向按摩椅的前方，以获取按摩椅前方的图像信号。所述红外检测单元的检测端同样朝向按摩椅的前方，用于获取按摩椅前方的人体红外信号。
[0013]
所述加热单元用于给接触单元的皮革接触层加热，加热单元包括加热层中设置的加热丝。所述控制单元控制加热单元的开启和关闭，并可以调整加热功率，优选地，所述加热单元具有第一加热功率和第二加热功率，所述第一加热功率大于第二加热功率。
[0014]
所述按摩椅还包括通信单元，所述通信单元承担与云服务器、按摩椅的通信交互任务，所述云服务器通过公共通信网络分别与用户终端和所述通信单元数据交互。所述云服务器用于接收用户终端发送的支付信息，并存储相应的用户信息，根据接收到的用户终端发送的支付信息生成控制指令发送给通信模块。所述通信模块接收到所述控制指令后，再通过总线发送给控制单元。控制单元根据接收到的控制指令控制按摩单元执行相应的按摩操作。
[0015]
所述按摩椅上具有二维码，用户使用用户终端扫二维码，选择所需的按摩服务，并支付相应的费用，同时将支付信息上传到云服务器。
[0016]
本发明还提出一种按摩椅的自动加热控制方法。所述控制方法基于上述按摩椅，并包括以下步骤：步骤一：控制单元接收红外检测单元发送的红外信号；步骤二：控制单元根据红外检测单元发送的红外信号，判断按摩椅前方是否有人；如果有，执行步骤三；如果否，返回步骤一；步骤三：控制单元根据红外检测单元发送的红外信号获取按摩椅前方人体与红外检测单元的距离，并将该距离与第一距离阈值进行比较，如果该距离小于或等于第一距离阈值，控制单元开启图像获取单元获取按摩椅前方的图像信号，并将所述图像信号发送给控制单元，并执行步骤四；如果该距离大于第一距离阈值，关闭图像获取单元，返回步骤二。
[0017]
步骤四：控制单元接收所述图像信号，并根据所述图像信号进行人脸识别，提取人脸图像所在的区域，计算得到人脸图像的中心位置坐标，通过所述中心位置坐标确定人脸图像在整个图像中的位置；同时，控制单元根据人脸图像所在的区域得到人脸图像的面积大小，执行步骤五。
[0018]
步骤五：控制单元根据所述人脸图像的面积大小确定分析人脸图像，如果图像中只存在单个人脸图像，控制单元选择该人脸图像作为分析人脸图像，如果图像中存在多个人脸图像，那么控制单元会选择面积最大的人脸图像作为分析人脸图像。控制单元启动计时器，同时根据所述人脸图像在整个图像中的位置计算所述分析人脸图像持续出现在图像中心预设区域的时长。所述持续时长为累计时长，如果该分析人脸图像移出图像中心预设区域，那么计时器停止计时，当该分析人脸图像移入图像中心预设区域，计时器重启计时，控制单元计算该分析人脸图像出现在图像中心预设区域的累计时长。当所述累计时长超过预设时长阈值时，执行步骤六。
[0019]
步骤六：控制单元接收环境温度传感器发送的环境温度信号、体感温度传感器发送的接触温度信号，当所述环境温度小于预设环境温度阈值，同时体感温度小于预设第一体感温度阈值时，满足这两个条件下，控制单元控制加热单元以第一加热功率进行加热，当体感温度大于或等于第二体感温度阈值时，控制单元控制加热单元停止加热，执行步骤七。
[0020]
步骤七：控制单元接收压力检测单元所发送的压力检测信号，如果压力检测信号大于设定压力阈值，则判断用户坐在了按摩椅上，执行步骤八，如果压力检测信号小于或等于所述设定压力阈值，则判断用户并没有坐到按摩椅上，返回执行步骤一；步骤八：控制单元接收用户终端发送的支付信息或云服务器发送的控制指令，如果控制单元在一定时间范围内接收到这二者其一，控制单元控制按摩单元启动按摩动作，并控制加热单元以第二加热功率对皮革接触层进行加热，同时，当体感温度大于或等于第二体感温度阈值时，控制单元控制加热单元停止加热，当体感温度小于第二体感温度阈值时，控制单元控制加热单元恢复以第二加热功率加热。同时，如果控制单元在一定时间范围内未接收到用户终端发送的支付信息和云服务器发送的控制指令，控制单元控制加热单元停止一切加热，并启动语音提示单元提示用户。
[0021]
步骤九：当按摩单元的按摩时长结束时，控制单元返回执行步骤七。
[0022]
本申请提出的自动加热的按摩椅，通过红外检测单元、图像获取单元以及计时器所获取的数据分析是否有用户有使用按摩椅的意愿，同时通过环境温度传感器和体感温度传感器的检测信号分析是否有必要对按摩椅的接触单元进行预热，同时利用压力检测单元和计时器分析用户是否非法占用按摩椅，并执行相应的控制动作。本发明的按摩椅能够很好地分析目标用户，在天气寒冷时能够通过预热显著提高用户体验，同时其智能判断的功能又减少了电能的耗费，降低了运营成本。
附图说明
[0023]
图1是本申请的按摩椅整体示意图；图2是本申请的接触单元结构示意图；其中，皮革接触层1，电路层2，绝缘隔热层3，加热层4，加热丝5，体感温度传感器6，靠背7，扶手8，坐垫9，设备盒10，图像获取单元11，红外检测单元12，环境温度传感器13，控制面板14，按摩器械15。
具体实施方式
[0024]
以下结合具体实施例和说明书附图对本发明进行进一步解释。
[0025]
在一个实施例中，本发明提出一种自动加热的按摩装置，具体地，所述按摩装置是按摩椅，更进一步地，所述按摩椅是共享按摩椅。如图1所示，按摩椅具有坐垫9、靠背7以及扶手8。所述按摩椅包括接触单元、按摩单元、检测单元、控制单元、显示单元、加热单元和语音提示单元。在图１之中，除了接触单元、检测单元的一部分之外，其余单元均设置在按摩椅内部而不可见。
[0026]
具体地，所述接触单元为用于与人体接触的部分，包括坐垫、靠背、扶手和脚垫的至少一个或其任意组合，所述接触单元包括皮革接触层，所述皮革接触层与人体接触，本申请所述接触包括直接接触或间接接触（例如在皮革接触层上再设置一层隔层或护套等），因此，皮革接触层的温度能够被坐在按摩椅上的用户所感受到。在本申请中，所述皮革指的是动物皮革、合成皮革的总称。
[0027]
如图2所示，本发明的接触单元具有多层结构，由外至里至少包括皮革接触层1、电路层2、绝缘隔热层3和加热层4，所述皮革接触层1与人体接触，所述电路层2中具有体感温度传感器6，所述加热层4中设置有加热单元的加热元件，例如加热丝5。所述绝缘隔热层3用于实现电路层2和加热层4之间的绝缘和绝热。
[0028]
所述按摩单元包括按摩器械、按摩手控模块和按摩驱动模块，所述按摩手控模块可以为安装在按摩椅扶手上的按钮组合、触摸式操作屏或单独的手握式控制器，用于选择按摩模式、设定按摩参数或控制开关，如图1中的设置在扶手上的由多个按键组成的控制面板14，所述控制面板14上还可以设置显示单元的显示器。所述按摩驱动模块包括驱动电源子模块和驱动电机子模块，所述驱动电源子模块用于将外部电源进行电压转换，所述驱动电机子模块包括若干电机，在驱动电源子模块的驱动下，所述电机转动以实现按摩器械的按摩动作，如图2所示，所述按摩器械15设置在接触单元的内侧。
[0029]
在一个实施例中，所述控制单元为包括中央处理器的控制电路，所述控制单元用于接收检测单元传送的检测信号，并对所述检测信号进行处理得到检测信息，同时将所述检测信息发送给显示单元。同时，控制单元还可实现对按摩单元、语音提示单元、检测单元各部件的控制。所述控制单元内部还具有计时器，所述计时器用于计时。
[0030]
所述检测单元包括红外检测单元，所述红外检测单元用于获取按摩椅前方的人体红外信号，并将所述红外信号发送给控制单元。所述检测单元还包括图像获取单元，所述图像获取单元用于获取按摩椅前方的图像信号，并将所述图像信号发送给控制单元。所述检测单元还包括温度检测单元，所述温度检测单元包括环境温度传感器和体感温度传感器，所述环境温度传感器用于感测环境温度，并产生环境温度信号发送给控制单元，其安装位置优选在按摩椅的扶手侧部或靠背顶部，或其他可以感测环境温度的部位，并且尽量远离按摩驱动模块、电源或控制单元造成的散热影响。
[0031]
所述检测单元还包括压力检测单元，所述压力检测单元为设置在坐垫的压力传感器，所述压力传感器产生压力检测信号发送给控制单元。所述压力传感器用于检测是否有用户坐在按摩椅上。所述压力传感器可设置在坐垫的外表面或内部。
[0032]
如图1所示，在一种可选择的实施例中，所述按摩椅的靠背上部设置有设备部10，所述设备盒10上设置有图像获取单元11、红外检测单元12以及环境温度传感器13。所述图像获取单元11的镜头朝向按摩椅的前方，以获取按摩椅前方的图像信号。所述红外检测单元12的检测端同样朝向按摩椅的前方，用于获取按摩椅前方的人体红外信号。
[0033]
如图2所示，所述体感温度传感器设置在接触单元的电路层，用于获取接触单元的皮革接触层的接触温度，并产生接触温度信号发送给控制单元。由于所述皮革接触层与人体接触，因此体感温度传感器产生的接触温度信号能够表征人体所感受到的皮革接触层的接触温度。
[0034]
所述加热单元用于给接触单元的皮革接触层加热，具体地，如图2所示，加热单元包括加热层中设置的加热丝。除了加热丝之外，加热单元还可以采用其他可对皮革接触层加热的实施方式，例如加热贴等。所述控制单元控制加热单元的开启和关闭，并可以调整加热功率，优选地，所述加热单元具有第一加热功率和第二加热功率，所述第一加热功率大于第二加热功率。
[0035]
所述按摩椅还包括通信单元，所述通信单元承担与云服务器、按摩椅的通信交互任务，所述云服务器通过公共通信网络分别与用户终端和所述通信单元数据交互。所述云服务器用于接收用户终端发送的支付信息，并存储相应的用户信息，根据接收到的用户终端发送的支付信息生成控制指令发送给通信模块。所述通信模块接收到所述控制指令后，再通过总线发送给控制单元。控制单元根据接收到的控制指令控制按摩单元执行相应的按摩操作。
[0036]
优选地，所述按摩椅上都具有二维码，用户使用用户终端（手机）扫二维码，选择所需的按摩服务，并支付相应的费用，同时将支付信息上传到云服务器。所述按摩服务可以根据按摩模式以及按摩时长的不同分为不同档位。云服务器根据所述支付信息，向按摩椅的控制单元发送按摩指令，所述控制单元控制按摩单元开始相应的按摩动作。
[0037]
本发明还提出一种按摩椅的自动加热控制方法。所述控制方法基于上述按摩椅，并包括以下步骤：步骤一：控制单元接收红外检测单元发送的红外信号；步骤二：控制单元根据红外检测单元发送的红外信号，判断按摩椅前方是否有人；如果有，执行步骤三；如果否，返回步骤一；步骤三：控制单元根据红外检测单元发送的红外信号获取按摩椅前方人体与红外检测单元的距离，并将该距离与第一距离阈值进行比较，如果该距离小于或等于第一距离阈值，控制单元开启图像获取单元获取按摩椅前方的图像信号，并将所述图像信号发送给控制单元，并执行步骤四；如果该距离大于第一距离阈值，关闭图像获取单元，返回步骤二。本步骤的目的是通过红外检测单元的红外信号判断按摩椅前方人员与按摩椅的距离，筛选离按摩椅比较近的人员作为进一步分析的对象，排除了离按摩椅较远的人员造成按摩椅启动的情况，同时将红外检测单元与图像获取单元联动，将红外信号产生的距离判断结果作为图像获取单元启动或关闭的条件，减少了数据分析量并降低了功耗。
[0038]
步骤四：控制单元接收所述图像信号，并根据所述图像信号进行人脸识别，所述人脸识别是通过在整个图像中分辨出人脸图像的边缘，并提取人脸图像所在的区域，再计算得到人脸图像的中心位置坐标（例如采用像素坐标平均值算法），并通过所述中心位置坐标确定人脸图像在整个图像中的位置；由于图像获取单元的镜头是固定朝向按摩椅前方的，因此确定了人脸在整个图像中的位置，那么人脸在图像中位置的变化也可以被追踪。同时，控制单元根据人脸图像所在的区域得到人脸图像的面积大小，执行步骤五。所述人脸图像的面积大小可以为人脸图像所占图像的绝对尺寸面积，也可为人脸图像所占整个图像的比
例大小（例如通过像素计数或像素比例的方法）。
[0039]
步骤五：控制单元根据所述人脸图像的面积大小确定分析人脸图像，如果图像中只存在单个人脸图像，控制单元选择该人脸图像作为分析人脸图像，如果图像中存在多个人脸图像，那么控制单元会选择面积最大的人脸图像作为分析人脸图像。控制单元启动计时器，同时根据所述人脸图像在整个图像中的位置计算所述分析人脸图像持续出现在图像中心预设区域的时长。所述中心预设区域的大小可根据实际图像获取单元（如ccd相机）的镜头尺寸决定，由于所述分析人脸图像在图像中位置的变化可以被追踪，因此可以确定该分析人脸图像在图像中心预设区域的持续时长，所述持续时长为累计时长，如果该分析人脸图像移出图像中心预设区域，那么计时器停止计时，当该分析人脸图像移入图像中心预设区域，计时器重启计时，控制单元计算该分析人脸图像出现在图像中心预设区域的累计时长。当所述累计时长超过预设时长阈值时，例如3秒，则视为该分析人脸图像的用户对使用按摩椅感兴趣，执行步骤六；本步骤通过分析目标人脸图像在图像中心预设区域的累计时长，以判断目标用户是否属于对按摩椅有使用兴趣的潜在用户，与在按摩椅旁边经过的路人目标相区别开来，实现了预热的精准控制，避免了电能的浪费。
[0040]
步骤六：控制单元接收环境温度传感器发送的环境温度信号、体感温度传感器发送的接触温度信号，当所述环境温度小于预设环境温度阈值，同时体感温度小于预设第一体感温度阈值时，满足这两个条件下，控制单元控制加热单元以第一加热功率进行加热，第一加热功率又叫全功率加热，能够让皮革接触层的接触温度快速达到舒适温度，当体感温度大于或等于第二体感温度阈值时，控制单元控制加热单元停止加热，执行步骤七。所述预设环境温度是为了判断环境温度是否处于较低的情况，例如设为20℃，环境温度如果大于此阈值，则视为环境温度较高而无需加热，而第一体感温度阈值设为人体不感觉按摩椅的皮革接触层太凉的温度，例如18-20℃，而第二体感温度阈值又称为舒适温度，其为人体感觉到舒适的温度值，所述第二体感温度阈值大于第一体感温度阈值，例如第二体感温度阈值设为22℃。在这种判断模式下，环境温度较高时，虽然体感温度较低，但是也视为不影响用户的体验，例如夏天时，按摩椅的皮革接触层温度较低也不会给用户带来不良的体验，而环境温度较低，但是体感温度较高（例如上一个用户刚刚使用完按摩椅），按摩椅的皮革接触层温度较高也无需加热，以节约能源。仅当环境温度较低、同时体感温度也较低时启动加热，而由于第一加热功率较高，能够使得按摩椅的皮革接触层快速达到舒适的温度，起到快速预热的目的。本申请采用环境温度和皮革接触层的接触温度综合判断按摩椅的加热。
[0041]
步骤七：控制单元接收压力检测单元所发送的压力检测信号，判断用户是否坐在按摩椅上。所述判断过程可采用压力阈值判断的方法，即判断所述压力检测信号是否超过设定压力阈值，如果压力检测信号大于所述设定压力阈值，则判断用户坐在了按摩椅上，执行步骤八，如果压力检测信号小于或等于所述设定压力阈值，则判断用户并没有坐到按摩椅上，返回执行步骤一；步骤八：控制单元接收用户终端发送的支付信息或云服务器发送的控制指令，所述支付信息既可以是由用户终端发送给按摩椅的控制单元的，也可以是户终端发送给云服务器、再由云服务器发送给按摩椅的控制单元的，所述控制指令是云服务器根据用户终端发送的支付信息生成的控制指令。如果控制单元在一定时间范围内（例如2分钟内）接收到这二者其一，则说明坐在按摩椅上的用户已经确定要使用按摩椅并支付的相应费用，则控制
单元控制按摩单元启动按摩动作，并控制加热单元以第二加热功率对皮革接触层进行加热，同时，当体感温度大于或等于第二体感温度阈值时，控制单元控制加热单元停止加热，当体感温度小于第二体感温度阈值时，控制单元控制加热单元恢复以第二加热功率加热。所述第二加热功率又叫小功率加热，所述控制单元控制加热单元以第二加热功率使得体感温度始终维持在舒适温度状态，以提高用户的体验效果；同时，如果控制单元在一定时间范围内（例如2分钟内）未接收到用户终端发送的支付信息和云服务器发送的控制指令，控制单元判断坐在按摩椅上的用户并无意愿支付按摩费用，控制单元控制加热单元停止一切加热，并启动语音提示单元提示用户。在实际按摩椅的使用过程中，尤其是共享按摩椅领域，按摩椅通常会遭遇非法占用的问题，即未支付费用的人员常常会坐在按摩椅上，如果此时继续加热按摩椅，会造成按摩椅被非法占用的时间延长，造成更大的运营损失，因此本申请通过压力检测单元以及监控支付信息进行综合判断用户是否属于非法占用按摩椅，并停止加热服务并利用语音提示用户支付相应费用。
[0042]
步骤九：当按摩单元的按摩时长结束时，控制单元进一步判断用户有没有续费按摩的意愿，返回执行步骤七。
[0043]
以上仅为本发明优选的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可想到变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。以上实施例的任意组合也应理解在本申请的公开范围之内。