专利名称：一种具有交互式新型智能按摩器的控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及按摩器，具体为按摩器的交互式，智能型无级调速控制装置。
背景技术：
按摩，是中国传统医学外治疗法的一种，通过各种手法作用于人体表的特定部位， 以调节机体的生理、病理状况，达到治疗效果和保健强身。 电动按摩产品是个大市场。全球医用、商用、家用电动按摩产品市场容量高达数百 亿元。我国东莞、厦门、温州等地已经崛起一批年产值超过10亿元的电动按摩产品制造企 业。与其他许多行业类似，我国电动按摩产品技术含量不高，特别控制装置，技术含量主要 集中在按摩头和外形设计方面。 目前我国生产的电动按摩产品主要有普通型，智能型。普通型电动按摩产品振动 频率只有高低速二种高速3200转/分；低速2600转/分，由一个三位开关来选择断开电 源，半波整流、全波整流。实现关机、高速和低速运行。智能型电动按摩产品，又称电脑版，电 子版，触控式，运用了按摩脉冲程序，有四个按键开关，运行键、减速键、加速键和自动键。按 运行键，接通电源或断开电源；按减速键，按摩锤(棒)速度变低；按加速键，按摩锤(棒) 速度变高；按自动键，按摩锤(棒)在高低速之间进行切换运行，但速度不能任意调节。 结构上普通型和智能型电动按摩产品另外附加了远红外管和多按摩头，远红外管 实现远红外热疗功能；多按摩头，可装配羊角型、针型按摩头，打破了传统按摩锤只可锤击 的功能(按摩产品主要功能是锤击的功能，所以又称按摩锤或按摩棒)，增加了针剌按摩和 掌压按摩功能。 以上二种电动按摩产品，其一缺少基本人性化自动感觉设计，即达不到当手持 按摩锤曲线式防滑握把在身体某部位，某穴位按得重些，按摩锤自动调节锤打力度，使之强 劲；在身体某部位，某穴位按得轻些，锤打力度就弱小；其二缺少人和按摩锤信息交互，如， 实现无级调速、力度范围调节以及时间控制；其中智能型电动按摩产品电磁兼容性差。 电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)设计，随着电子技术的高速发 展，世界进入了信息时代.电子、电气设备或系统获得了越来越广泛的应用，同时又带来电 磁兼容性问题。按摩器电动机瞬间起停、对不希望接受其信息的高灵敏度电子、电气设备构 成了灾难性的干扰，恶劣的电磁环境往往使电子、电气设备或系统不能正常工作，引起性能 降低，甚至受到损坏。显而易见，电磁干扰已是现代电子技术发展道路上必须逾越的巨大障 碍。为了保障电子系统或设备的正常工作，必须研究电磁干扰，分析预测干扰，限制人为干 扰强度，研究抑制干扰的有效技术手段。 国际电工委员会(IEC)为电磁兼容性所下的定义为"电磁兼容性是电子设备的 一种功能，电子设备在电磁环境中能完成其功能，而不产生不能容忍的干扰"。我国最近颁 布的"电磁兼容术语"国家标准中，给电磁兼容性做出如下定义"设备或系统的在其电磁环 境中能正常工作且不对该环境中任何其他事物造成不能承受的电磁骚扰的能力"。这里所 讲的电磁环境是指存在于给定场合的所有电磁现象的总和。这表明，电磁兼容性有三层含
3义第一，电子设备应具有抑制外部电磁干扰的能力；第二，该电子设备所产生的电磁干扰 应低于规定的限度，不得影响同一电磁环境中其他电子设备的正常工作；第三，任何电子设 备的电磁兼容性都是可以测量的。显然，电磁兼容性要比通常讲的"抗干扰能力"，含意更为 深远。 电磁干扰(EMI)与电子设备的抗干扰能力，既是一对难解难分的冤家对头，又是 相互关联的矛盾统一体。 一方面，电子设备的日益普及使电磁干扰日益严重；另一方面，电 磁干扰又对电子设备的设计提出了更高的要求。其核心问题是如何确保电子设备在复杂的 电磁环境中能正常工作并达到设计指标。 本实用新型中，研究了抑制干扰的有效技术手段，提高抗干扰能力，并对电磁环境 进行合理化设计.
实用新型内容本实用新型所解决的技术问题在于提供一种按摩产品的控制装置。 所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现 保留原来的直流电动机，传动机构和按摩头，采用微控制器MCU组成的嵌入式控
制器进行智能控制，借助于显示器和按键进行人机信息交互，实现按摩产品人性化自动感
觉设计，无级调速、力度范围调节、间歇停顿按摩以及时间控制。按摩产品的控制装置，包括
微控制器和微控制器外围电路；外围电路包括显示器、键盘、光电耦合器、晶闸管。用晶闸管
过零可控整流取代二极管不可控整流，进行调速、力度调节、间歇停顿控制。 低电磁干扰设计，不采用通常的脉宽调制P丽技术，对于可控交流整流，使用过零
触发减少电源电流突变，可整流触发信号是在过零时产生，设计时注意半波输出的均匀性
和对称性，大大减少电磁干扰。 另一方面，抗干扰能力设计从硬/软件两方面入手，硬件抗干扰措施重点考虑电 路设计，接地、屏蔽、隔离、退耦、印板布局设计，软件抗干扰措施包括软件抗干扰设计、错 误检测、强化处理。 有益效果本实用新型可使电动按摩器成为具有人性化的自动感觉，无级调速，信 息交互智能电动按摩器，提高市场竞争力，由于采用通用电子器件，器件成本低廉、本实用 新型具有良好的推广价值。
以下结合附图与实施案例进一步说明本实用新型。
图1本实用新型的结构示意图； 图2本实用新型的电路模块框图； 图3本实用新型的电机信号图； 图4本实用新型的数码显示器。 图中标号 1、键盘2、显示器3、按键头具体实施方式为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征，达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。 人机信息交互借助于显示器2和键盘1实现，如图1所示，智能电动按摩器控制装 置，包括键盘1，显示器2，显示器2采用醒目的LED七段数码显示器(图4)。键盘有一个 电源开关，四个按键开关，四个按键开关分别是功能设置SET键、功能选择NEXT键，增加 A键、减小V键。电源开关用来接通电源或断开电源，设置SET键用来进入功能设置、确认 和退出功能设置，功能选择NEXT键用来进行功能选择，功能选择依次是按摩时间设定一 间歇停顿时间设定一速度设定一力度范围设定，如在按NEXT前，短按SET键确认本次功能 设定，再按NEXT进入下一个功能选择，如不短按SET键直接按NEXT进入下一个功能选择， 本次设定无效，维持原来值。长按SET键退出功能设置，不进入下一个功能选择。如要连续 按摩，可设定停顿时间为0。当进入功能设置，显示器2显示当前功能原来值，按增加A键， 设定值增加，显示器值随之增加，按减小V键，设定值减小、显示器值随之减小。人机信息交 互，进行设定值的随意调节。四位显示值前二位显示分，后二位显示秒或力度范围的百份 数。运行时，显示器2显示已按摩时间。 按摩产品人性化自动感觉设计，速度调节由控制器电路和软件程序实现，参见图 2，微控制器MCU采用Freescale公司的MC9S12DG128， S12DG128是S12系列微控制器中的 一款增强型16位微控制器。其集成度高，片内资源丰富，接口模块包括ECT、SPI、SCI、l2C、 A/D ;P丽等。A/D提供2个8路10位精度A/D转换器。 本实用新型中，2路A/D转换器分别检测直流电动机的电压、电流。当手持按摩锤 曲线式防滑握把在身体某部位，某穴位按得重些，直流电动机的电压不变、电流增大，这时 微控制器MCU调节直流电动机电流(详见图3的说明)，照人性化自动感觉要求在力度范围 内自动调大按摩锤锤打力度，使之强劲，反之，在身体某部位，某穴位按得轻些，直流电动机 的电压不变、电流减小，这时微控制器MCU调节直流电动机电流，照人性化自动感觉要求在 力度范围内自动调小按摩锤锤打力度，锤打力度就减弱。 S12DG128 MCU的定时器模±央在标准定时器模±央(Standard Timer Moduie， TM) 基础上增加了一些新的功能，称为增强型定时器模块(Enhanced C即tureTimer Module, ECT)，由一个16位自由运行计数器、8个16位的输入捕捉/输出比较通道、一个16位脉冲 累加器以及一个16位模数递减计数器(MDC)组成。本实用新型中，一个16位脉冲累加器 作时钟，一个16位输入捕捉/输出比较通道的输入连接过零信号。过零信号引起中断，进 入中断计数变量加l，并与速度设定相映值比较，判别是否抑止指定过零触发信号，实现可 控整流控制(详细见图3说明)。中断提高实时性，保证过零信号的准时。 MC9S12DG128内部有丰富的I/O资源，由于MCU的封装引脚数量有限，这些I/O引 脚大都为复用功能引脚，即同一引脚可以具有不同的功能，又称引脚复用。这些功能可通过 寄存器的设置与程序配合，发挥各种功能。 MC9S I2DG128的I/O引脚包括:P0RTA (0 7) 、 P0RTB (0 7) 、 P0RTE (0 7)、 PORTK(O 5) 、 P0RTK7、 PORTH(O 7) 、 P0RTJ (0、 1、6、7) 、 PORTM(O 7) 、 PORTS (0 7)、 P0RTP (0 7) 、 P0RTT (0 7)。 本实用新型中，P0RTM 口作为1/0，输出经光电耦合到可控整流控制端，程序中首
5先把该设置为通用I/O 口。 S12DG128MCU的串行外围设备接口 (Serial Peripheral Interface, SPI)是一个
同步串行通信系统，SPI具有1个时钟信号、2个数据信号和1个随从选择(SlaveSelect)
信号。只需要3 4条引线就可用于两个器件之间的点对点通信或通过SPI总线的多点通
信。本实用新型中，S12DG128的SPI连接LED显示器大大减少MCU的连线。 按摩器的速度和力度是由微控制器MCU控制直流电动机电流来调节，单片机的输
出控制直流电动机电流参见图3，图中仅画出100%、90%、50%整流输出的三种情况，控制
原理是在正弦电源50个周期中整流输出IOO个半波，实现100%全整流输出，在正弦电
源50个周期中抑止一个触发信号，整流输出99个半波，实现99 %整流输出，依此类推实现
100% 1%整流输出，而实际使用100% 40%整流输出。可控整流触发信号是在过零时
产生，设计时注意半波输出的均匀性和对称性，这种设计方法实现低电磁干扰设计。 以上描述了本实用新型的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本
实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原
理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要
求书及其等效物界定。
权利要求一种具有交互式新型智能按摩器的控制装置，其特征在于控制器由微控制器、外围电路组成；外围电路包括显示器(2)、键盘(1)、光电耦合器、晶闸管。
2. 根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于所述的显示器(2)采用串口 LED七段数码显示器。
3. 根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于所述的键盘(1)有一个电源开关，四 个按键开关。
4. 根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于所述的微控制器采用增强型16位微 控制器；其控制直流电动机电流来调节按摩器速度和力度。
5. 根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于所述的晶闸管为过零可控整流，可整 流触发信号设计在过零时产生。
专利摘要本实用新型为交互式新型智能按摩器的控制装置，保留原来的直流电动机，传动机构和按摩头，采用微控制器MCU组成的嵌入式控制器进行智能控制，借助于显示器和键盘进行人机信息交互，实现按摩产品人性化自动感觉设计，无级调速、力度范围调节、间歇停顿按摩以及时间控制。按摩产品的控制装置，包括微控制器和微控制器外围电路；外围电路包括显示器，键盘、光电耦合器，晶闸管。用晶闸管过零可控整流取代二极管不可控整流，进行调速、力度调节、间歇停顿控制。本实用新型可使电动按摩器成为具有人性化的自动感觉，无级调速，信息交互智能电动按摩器，提高市场竞争力，由于采用通用电子器件，器件成本低廉、本实用新型具有良好的推广价值。
文档编号G05B19/04GK201510485SQ20092007596
公开日2010年6月23日 申请日期2009年8月7日 优先权日2009年8月7日
发明者夏永明, 孔凡花, 朱蕾, 王洋, 章学 申请人:上海海事大学