专利名称：一种音控按摩椅的制作方法
一种音控按摩椅技术领域
本发明属于机电一体化领域，为一种自动化的按摩器材。
技术背景
市场上的办公椅由头枕、靠背、底座和支撑部分组成，头枕在顶部，与靠背滑动连接，由手拧螺钉调节松紧，靠背与底座滑动连接，插在底座插孔里，由手拧螺钉调节松紧，底座包括扶手、靠背倾角调节机构、坐垫、坐垫升降及转动机构，靠背倾角调节机构位于底座后端中间处，为靠背提供滑动轨道，同时靠回复弹簧与挤压片实现位置的回复及位置的固定，坐垫升降及转动机构位于坐垫与支撑部分之间，支撑部分由五个既可绕垂直地面的坐标轴转动又可沿地面滚动的转动滚轮构成。
市场上的按摩椅包括机械部分和控制部分，机械部分为办公椅的一般结构，无头枕，无底座升降及转动机构，含腿撑和腿撑倾角调节机构，控制部分由控制电路板、执行构件组成，执行构件包括按摩椅机芯、气垫和音乐播放器等，控制电路板可根据人的指令控制机芯做出相应的按摩动作，控制气垫做手臂和腿部的挤压按摩动作，控制音乐播放器做播放停止歌曲等一系列操作。
现在的办公椅具有以下不足1.机械结构上不含有腿部支撑机构，不利于疲劳的人舒缓腿部；2.没有按摩功能，不利于疲劳的人快速放松下来；
现在的按摩椅具有以下不足1.没有做到把音乐与按摩相联系，音乐与按摩相互独立，不能使消费者产生共鸣，而且按摩的频率单一，消费者长时间的处在一个频率下容易产生疲劳，不能带来新鲜感；2.按摩椅体积庞大，只适用于家庭等较宽敞的场所，而且椅子倾斜角度，高度调节起来很不方便，对身高要求苛刻，相当笨重，不便于移动，并且散热效果不好；3.每台按摩椅价格不菲，属于奢侈品，不适于一般消费水平。发明内容
针对现有装置存在的不足，本发明提出一种音控按摩椅，以达到利用音乐控制按摩频率、减小体积、调节方便的目的。
本发明的技术方案是这样实现的一种音控按摩椅，包括头枕、靠背、后背倾角调节机构和底座，此外，还增加了腿部支撑机构、倾角调节机构、水平滑移机构和控制单元，所述的头枕位于靠背顶端，控制单元位于靠背底部一侧，靠背底端的另一侧连接底座，所述的水平滑移机构位于底座底部，所述的倾角调节机构与水平滑移机构相连，所述的腿部支撑机构与倾角调节机构相连；
所述的腿部支撑机构由插杆和支撑臂组成，所述的插杆与所述支持臂的一端焊接在一起，所述支撑臂的另一端安装在倾角调节机构的插孔内；
所述的水平滑移机构由固定体、滑道、轴、第一阶梯铁、第二阶梯铁、套筒和螺母构成，固定体固定在底座上，所述固定体的正面中心开有中心孔，滑道固定在所述的中心孔内，固定体的侧面开有侧孔，所述的侧孔与中心孔相通，轴位于滑道下部，并穿过所述固定体的侧孔，轴的一端设置有突起，另一端设有螺纹，第一阶梯铁开有中心孔，轴的一端穿过第一阶梯铁的中心孔，由轴一端设置的突起固定，第二阶梯铁开有中心孔，轴的另一端穿过第二阶梯铁的中心孔与套筒连接，所述的套筒套在轴的外侧，设置在轴另一端的螺母与轴进行螺纹连接，将套筒及第二阶梯铁固定；
所述的倾角调节机构，包括滑动体、阶梯轴、钢片、回复弹簧、定位套、固定销、支撑套、松紧手柄、钢片转轴、弹簧转轴、转动体、轴、阶梯铁和滑道，其连接关系为滑动体与水平滑移机构的中心孔相连，所述的滑动体中间开孔，滑动体的侧面开有对称的两个侧孔，且所述侧孔与滑动体的中间开孔相连通，阶梯轴安装在滑动体的中间孔内，安装时由滑动体右侧孔插入，所述的阶梯轴安装有垫片组，所述的垫片组与阶梯轴之间形成滑槽，在垫片组左端焊接喇叭状铁将其固定，所述的垫片组的一侧安装有定位套，所述的定位套为薄壁结构，所述的垫片组及定位套均位于滑动体的中心开孔内，所述阶梯轴位于滑动体右侧孔外的部分通过螺丝帽固定，在所述滑动体左侧设置有固定销、松紧手柄和支撑套，所述的支撑套为焊接薄壁结构，所述的固定销将松紧手柄与支撑套转动连接，所述的松紧手柄末端固定有可滚动圆柱，与喇叭状铁紧密连接，可滚动圆柱处于喇叭状铁底端时阶梯轴在正常位置，使钢片间压紧，可滚动圆柱未处于喇叭状铁底端时阶梯轴右移，使钢片间松开；
在所述的阶梯轴下方还设有转动体，所述的转动体形状为U型体，所述的转动体与所述的滑动体通过弹簧转轴转动连接，所述的弹簧转轴位于阶梯轴与转动体之间，所述的转动体两侧面上部设有对称的第一侧孔和第二侧孔，钢片转轴穿过转动体的第一侧孔和第二侧孔，钢片一端套在阶梯轴上，在所述滑槽内滑动，另一端固定在钢片转轴上，回复弹簧缠绕在弹簧转轴上，一端支撑在钢片转轴上，另一端支撑在滑定体上，在所述的转动体底面设有插孔，滑道安装在转动体的插孔内，在所述的转动体的侧面下部开有第三侧孔和第四侧孔，所述的第三侧孔和第四侧孔与所述的插孔连通，轴在滑道的下面穿过转动体侧面的第三侧孔和第四侧孔，所述轴的一端设有突起，另一端设有螺纹，两个阶梯铁一个安装在轴的左侧，由轴末端的突起固定，另一个安装在轴的另一端，螺母与轴螺纹连接；
所述的控制单元包括包括音频转换模块、第一 AD转换模块、第一单片机、可控硅电路、按摩电磁铁、过零检测电路、第二 AD转换模块、第二单片机和直流电机驱动电路，音频转换模块的第一输出端连接第一 AD转换模块的输入端，第一 AD转换模块的输出端连接第一单片机的第一输入端，第一单片机的输出端连接可控硅电路的输入端，可控硅电路的输出端连接按摩电磁铁，过零检测电路的输出端连接第一单片机的第二输入端，音频转换模块的第二输出端连接第二 AD转换模块的输入端，第二 AD转换模块的输出端连接第二单片机的输入端，第二单片机的输出端连接直流电机驱动电路的输入端，直流电机驱动电路的输出端连接直流电机。
本发明的优点具有腿部支撑机构，并且方便拆卸，既可以舒缓腿部，又有一定的自由性；具有按摩功能，使人在休息的时候享受按摩的乐趣；按摩的力度可以由音乐强弱控制，也可以按照设定的程序进行，既能避免人长期处于同一按摩频率下产生烦躁感，又能给人以特定的按摩手法进行按摩；椅子结构轻便，便于移动，调节方便，散热性好；价格适宜，面向工作人群，市场面广。
图1为本发明音控按摩椅结构示意图2为本发明音控按摩椅水平滑移机构的结构示意图3为本发明音控按摩椅倾角调节机构的结构示意图4为本发明音控按摩椅控制单元结构框图5为本发明音控按摩椅音频转换模块、第一 AD转换模块及第一单片机的电路原理图6为本发明音控按摩椅可控硅电路原理图7为本发明音控按摩椅第二 AD转换模块与第二单片机的电路原理图8为本发明音控按摩椅直流电机驱动电路原理图9为本发明音控按摩椅单片机控制电机流程图10为本发明音控按摩椅单片机控制电磁铁流程图中，1、头枕2、靠背3、控制单元4、后背倾角调节机构5、底座6、腿部支撑机构7、倾角调节机构8、水平滑移机构9、固定体10、滑道11、轴12、第一阶梯铁12'、第二阶梯铁13、套筒14、螺母15、滑动体16、阶梯轴17、螺丝帽18、钢片19、回复弹簧20、 螺母21、定位套22、固定销23、支撑套24、松紧手柄25、钢片转轴26、弹簧转轴27、转动体28、轴29、阶梯铁30、滑道31、电源模块32、音频转换模块33、第一 AD转换模块 34、第一单片机35、可控硅电路36过零检测电路37、第二 AD转换模块38、第二单片机 39、直流电机驱动电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
本实施例的结构图，如图1所示。本实施例的机械部分包括头枕1、靠背2、控制单元3、后背倾角调节机构4、底座5、腿部支撑机构6、倾角调节机构7和水平滑移机构8，其中，头枕1、靠背2、控制单元3、后背倾角调节机构4和底座5都是来自市场上的办公椅，水平滑移机构8安装在底座5上，倾角调节机构7 —端通过滑动臂与水平滑移机构8连接，另一端通过插孔与腿部支撑机构6连接；
水平滑移机构的结构如图2所示，所述的水平滑移机构由固定体9、滑道10、轴11、 第一阶梯铁12、第二阶梯铁12'、套筒13和螺母14构成，固定体9固定在底座5上，所述固定体9的正面中心开有中心孔，滑道10固定在所述的中心孔内，固定体9的侧面开有侧孔，所述的侧孔与中心孔相通，轴11位于滑道10下部，并穿过所述固定体9的侧孔，轴11 的一端设置有突起，另一端设有螺纹，第一阶梯铁12开有中心孔，轴11的一端穿过第一阶梯铁12的中心孔，由轴11 一端设置的突起固定，第二阶梯铁12'开有中心孔，轴11的另一端穿过第二阶梯铁12'的中心孔与套筒13连接，所述的套筒13套在轴11的外侧，设置在轴11另一端的螺母14与轴11进行螺纹连接，将套筒13及第二阶梯铁12'固定；
本实施例中，滑道10为塑料滑道，螺母14为塑料螺母；倾角调节机构的结构如图 3所示，包括滑动体15，阶梯轴16，螺丝帽17，钢片18，回复弹簧19，螺母20，定位套21，固定销22，支撑套23，松紧手柄M，钢片转轴25，弹簧转轴沈，转动体27，轴28，阶梯铁29， 滑道30，其连接关系为滑动体15与水平滑移机构的中心孔相连，所述的滑动体15中间开孔，滑动体15的侧面开有对称的两个侧孔，且所述侧孔与滑动体15的中间开孔相连通，阶梯轴16安装在滑动体15的中间孔内，安装时由滑动体15右侧孔插入，所述的阶梯轴16安装有垫片组，所述的垫片组与阶梯轴16之间形成滑槽，在垫片组左端焊接喇叭状铁将其固定，所述的垫片组的一侧安装有定位套21，所述的定位套21为薄壁结构，所述的垫片组及定位套21均位于滑动体15的中心开孔内，所述阶梯轴16位于滑动体15右侧孔外的部分通过螺丝帽17固定，在所述滑动体15左侧设置有固定销22、松紧手柄M和支撑套23，所述的支撑套23为焊接薄壁结构，所述的固定销22将松紧手柄M与支撑套23转动连接，所述的松紧手柄M末端固定有可滚动圆柱，与喇叭状铁紧密连接，可滚动圆柱处于喇叭状铁底端时阶梯轴16在正常位置，使钢片18间压紧，可滚动圆柱未处于喇叭状铁底端时阶梯轴 16右移，使钢片18间松开；在所述的阶梯轴16下方还设有转动体27，所述的转动体27形状为U型体，所述的转动体27与所述的滑动体15通过弹簧转轴沈转动连接，所述的弹簧转轴沈位于阶梯轴16与转动体27之间，所述的转动体27两侧面上部设有对称的第一侧孔和第二侧孔，钢片转轴25穿过转动体27的第一侧孔和第二侧孔，钢片18 —端套在阶梯轴16上，在所述滑槽内滑动，另一端固定在钢片转轴25上，回复弹簧19缠绕在弹簧转轴沈上，一端支撑在钢片转轴25上，另一端支撑在滑定体15上，在所述的转动体27底面设有插孔，滑道四安装在转动体27的插孔内，在所述的转动体27的侧面下部开有第三侧孔和第四侧孔，所述的第三侧孔和第四侧孔与所述的插孔连通，轴观在滑道30的下面穿过转动体27侧面的第三侧孔和第四侧孔，所述轴观的一端设有突起，另一端设有螺纹，两个阶梯铁四一个安装在轴 28的左侧，由轴观末端的突起固定，另一个安装在轴观的另一端，螺母20与轴观螺纹连接。本实施例中，所述的控制单元3其结构如图4所示，包括电源模块31、音频转换模块32、第一 AD转换模块33、第一单片机34、可控硅电路35、按摩电磁铁、36过零检测电路、 第二 AD转换模块37、第二单片机38和直流电机驱动电路39组成，电源模块31为控制单元中所有器件供电，音频转换模块32的第一输出端连接第一 AD转换模块33的输入端，第一 AD转换模块33的输出端连接第一单片机34的第一输入端，第一单片机34的输出端连接可控硅电路35的输入端，可控硅电路35的输出端连接按摩电磁铁，过零检测电路36的输出端连接第一单片机34的第二输入端，音频转换模块32的第二输出端连接第二 AD转换模块37的输入端，第二 AD转换模块37的输出端连接第二单片机38的输入端，第二单片机 38的输出端连接直流电机驱动电路39的输入端； 本实施例中，音频转换模块设置有连接MP3的接口，将音频与控制单元连接，控制单元的输出分为两种一种是控制按摩电磁铁的开断来实现按摩，另一种是通过直流电机驱动电路驱动直流电机来实现按摩； 电源模块31为控制单元内的所有组件供电，电源模块31包含两个12VDC电源，一个5VDC电源，一个12VAC变压器和一个15VAC变压器，本实施例将上述器件固定在一个绝缘板上，所述绝缘板的左端引出两个口接220VAC电源，两个12VDC电源引出三个12VDC电源端口，所有直流电源的GND端均接在一起；电源模块31为音频转换模块32提供12VAC和 15VAC的电压，为直流电机驱动电路提供12V的直流电压和5V直流电压，为可控硅电路35 提供220V交流电压，为单片机提供5V直流电压；过零检测电路36为单片机提供了控制可控硅的相对位置起始点，音频转换模块32输出的0-5V直流电压为第一单片机34提供采样电压，第一单片机、第二单片机根据采集到的控制信号，分别输出可控硅通断信号和直流电机控制信号，控制直流电机震动与电磁铁的敲击。本实施例中，音频转换模块的型号为AUDI02. 0，AD转换模块的型号为ADC0804，过零检测电路中的光耦型号为TLP521-2，单片机的型号为89C51 ；本实施例中包括两个单片机89C51，两个ADC0804，由于在采用音控模式时，单片机对直流电机的控制和对可控硅的控制在时间上有冲突，由于电磁铁的震动需要延时几百毫秒，直流电机的PWM调速需要定时器不断产生中断，会对电磁铁的延时造成干扰，使其运动很不稳定，所以采用两套单片机进行处理。如图5所示，电源模块31的交流电源端12VAC和15VAC分别连接AUDI02. 0的交流电源端12VAC和15VAC，电源模块31的交流电源端12VAC连接TLP521-2的1 3引脚； 电源模块31的直流电源端0-5VDC连接ADC0804的直流电源端VIN+ ；ADC0804的11 18引脚连接89C51的32 39引脚，再与ADC0804的2引脚和3 引脚以及89C51的16引脚及17引脚连接；图5中的光耦TPL521-2与电源模块的12VAC电源构成过零检测电路，由过零检测口送往单片机进行过零检测，可控硅电路如图6所示，包含两个双向可控硅芯片 BT136-600、两个光耦M0C3041，可控硅电路的控制口 1端和控制口 2端分别连接89C51的控制1端和控制2端，由单片机89C51的控制1端和控制2端口发送触发信号触发电磁铁导通；图7中，ADC0804芯片的11 18引脚连接89C51的32 39引脚，再与ADC0804 的2引脚和3引脚以及89C51的16引脚及17引脚连接；图8为直流电机驱动电路，该电路包含三个L298N驱动芯片，本实施例中给出其中一个L298N驱动的连接原理图。U98N驱动芯片可承受12V2A的电源，按摩用直流震动电机实测值最小不过20欧姆，即一个芯片带动2个直流电机完全在安全范围之内，L298N中ENA 输入为1，若mi与IN2输入信号相同时，则电机转动，若mi与IN2输入信号不同则电机停止，将L298N的A端引出并连接在单片机的Pl. 4 口，IN2和IN4端接地，其他两个L298N芯片的连接与此相同，引出端为B，C并分别连接单片机的Pl. 5 口和Pl. 6 口，三个L298N芯片的EN端连接在一起并连接在单片机的Pl. 7 口。本实施例中的按摩椅实现两种方式的按摩，一种是通过电磁铁的关断来实现按摩，，另一种是通过启动电机实现按摩，这两种按摩方式的实现如下第一单片机控制4个按键Sl S4，第二单片机控制另外4个按键S5 S8，具体如下按一下Sl键表示电磁铁自动开始按摩，按两下S5键表示电磁铁根据音乐节奏进行按摩；按下S2表示关闭电磁铁；按下S3表示在音控按摩的过程中调节电磁铁对音乐的敏感程度，等级一共分为四级，按一下增加一级，表示对音乐更敏感，按五下又会从一级开始；在自动按摩的过程中可以定点按摩，按一下表示定点按摩颈部，按两下表示定点按摩腰部，按三下表示取消定点按摩。；按一下S4表示按摩力度增加一级，按摩力度等级一共分为四级，如果继续按S8则
8表示从一级开始；按一下S5键表示电机自动开始按摩，按两下Sl键表示电机根据音乐节奏进行按摩；按下S6表示关闭电机；按下S7表示按摩力度增加一级；按下S8表示按摩力度减小一级；本发明的原理音频转换模块将输入的音频电压转换成0-5V直流电压，单片机利用AD转换模块将模拟电压信号转换成数字信号，在第二单片机内部，根据采集的信号大小分为40个阶段来调节输出方波的占空比，再将此不同占空比的方波输入到电机驱动模块驱动电机以与音频电压相对应的转速运转，实现电机的音频控制按摩功能。在第一单片机内部，设置一个基值，所述基值的范围在15 25之间，根据采集的信号大小是否大于该基值来判定是否发出信号给触发电路触发电磁铁导通，由于音乐不同，采集到的电压范围就不同，所以设置一个按键用来在音控的过程中调节基值，按一下则基值就会变小，外界信号就更容易大于此基值，表现出来就是对音乐的感知能力更强。
权利要求
1.一种音控按摩椅，包括头枕、靠背、后背倾角调节机构和底座，其特征在于还包括腿部支撑机构、倾角调节机构、水平滑移机构和控制单元，，所述的头枕位于靠背顶端，控制单元位于靠背底部一侧，靠背底端的另一侧连接底座，所述的水平滑移机构位于底座底部， 所述的倾角调节机构与水平滑移机构相连，所述的腿部支撑机构与倾角调节机构相连。
2.根据权利要求1所述的音控按摩椅，其特征在于所述的腿部支撑机构由插杆和支撑臂组成，所述的插杆与所述支撑臂的一端焊接在一起，所述支撑臂的另一端安装在倾角调节机构的插孔内。
3.根据权利要求1所述的音控按摩椅，其特征在于所述的水平滑移机构由固定体、滑道、轴、第一阶梯铁、第二阶梯铁和套筒构成，固定体固定在底座上，所述固定体的正面中心开有中心孔，滑道固定在所述的中心孔内，固定体的侧面开有侧孔，侧孔与中心孔相通，轴位于滑道下部，并穿过固定体的侧孔，轴的一端设置有突起，另一端设有螺纹，第一阶梯铁开有中心孔，轴的一端穿过第一阶梯铁的中心孔，由轴一端设置的突起固定，第二阶梯铁开有中心孔，轴的另一端穿过第二阶梯铁的中心孔与套筒连接，套筒套在轴的外侧，设置在轴另一端的螺母与轴进行螺纹连接，将套筒及第二阶梯铁固定。
4.根据权利要求1所述的音控按摩椅，其特征在于所述的倾角调节机构，包括滑动体、阶梯轴、钢片、回复弹簧、定位套、固定销、支撑套、松紧手柄、钢片转轴、弹簧转轴、转动体、轴、阶梯铁和滑道，其连接关系为滑动体与水平滑移机构的中心孔相连，所述的滑动体中间开孔，滑动体的侧面开有对称的两个侧孔，且侧孔与滑动体的中间开孔相连通，阶梯轴安装在滑动体的中间孔内，安装时由滑动体右侧孔插入，所述的阶梯轴安装有垫片组，所述的垫片组与阶梯轴之间形成滑槽，在垫片组左端焊接喇叭状铁将其固定，所述的垫片组的一侧安装有定位套，所述的定位套为薄壁结构，所述的垫片组及定位套均位于滑动体的中心开孔内，所述阶梯轴位于滑动体右侧孔外的部分通过螺丝帽固定，在所述滑动体左侧设置有固定销、松紧手柄和支撑套，所述的支撑套为焊接薄壁结构，所述的固定销将松紧手柄与支撑套转动连接，所述的松紧手柄末端固定有可滚动圆柱，与喇叭状铁紧密连接，可滚动圆柱处于喇叭状铁底端时阶梯轴在正常位置，使钢片间压紧，可滚动圆柱未处于喇叭状铁底端时阶梯轴右移，使钢片间松开。
5.根据权利要求1所述的音控按摩椅，其特征在于在所述的阶梯轴下方还设有转动体，所述的转动体形状为U型体，所述的转动体与所述的滑动体通过弹簧转轴转动连接，所述的弹簧转轴位于阶梯轴与转动体之间，所述的转动体两侧面上部设有对称的第一侧孔和第二侧孔，钢片转轴穿过转动体的第一侧孔和第二侧孔，钢片一端套在阶梯轴上，在所述滑槽内滑动，另一端固定在钢片转轴上，回复弹簧缠绕在弹簧转轴上，一端支撑在钢片转轴上，另一端支撑在滑定体上，在所述的转动体底面设有插孔，滑道安装在转动体的插孔内， 在所述的转动体的侧面下部开有第三侧孔和第四侧孔，所述的第三侧孔和第四侧孔与所述的插孔连通，轴在滑道的下面穿过转动体侧面的第三侧孔和第四侧孔，所述轴的一端设有突起，另一端设有螺纹，两个阶梯铁一个安装在轴的左侧，由轴末端的突起固定，另一个安装在轴的另一端，螺母与轴螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的音控按摩椅，其特征在于所述的控制单元包括音频转换模块、第一 AD转换模块、第一单片机、可控硅电路、按摩电磁铁、过零检测电路、第二 AD转换模块、第二单片机和直流电机驱动电路，音频转换模块的第一输出端连接第一 AD转换模块的输入端，第一 AD转换模块的输出端连接第一单片机的第一输入端，第一单片机的输出端连接可控硅电路的输入端，可控硅电路的输出端连接按摩电磁铁，过零检测电路的输出端连接第一单片机的第二输入端，音频转换模块的第二输出端连接第二 AD转换模块的输入端， 第二 AD转换模块的输出端连接第二单片机的输入端，第二单片机的输出端连接直流电机驱动电路的输入端，直流电机驱动电路的输出端连接直流电机。
全文摘要
一种音控按摩椅，属于机电一体化领域，本发明具有腿部支撑机构，并且方便拆卸，既可以舒缓腿部，又有一定的自由性；具有按摩功能，使人在休息的时候享受按摩的乐趣；按摩的力度可以由音乐强弱控制，也可以按照设定的程序进行，既能避免人长期处于同一按摩频率下产生烦躁感，又能给人以特定的按摩手法进行按摩；椅子结构轻便，便于移动，调节方便，散热性好；价格适宜，面向工作人群，市场面广。
文档编号A61H23/02GK102499870SQ20111037137
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者刘营, 杜荔, 林文强 申请人:东北大学