专利名称：磁体位置可调的仿生地磁发生器及其调整方法
技术领域：
本发明涉及保健器械技术领域，更为具体地，涉及一种磁体位置可调的仿生地磁发生器及其调整方法。
背景技术：
磁疗在我国已经有两千多年的历史。《本草纲目》中记载磁石是一味中药，性甘、味平，可以用来治疗失眠、疼痛、耳聋、脱肛、气血两淤、不孕不育等多种疾病。近年来，磁疗得到普及，尤其是利用仿生地磁发生器进行的磁疗。图1示出了一种现有的仿生地磁发生器的示意图。如图1所示，该仿生地磁发生器包括垫体1、多个永磁体2和表层4，其中多个永磁体2设置在垫体I的上表面上，并且该多个永磁体2同极向阵列排列，永磁体2之间的间距为8cm。从图1中可以看出，该仿生地磁发生器实际上可以认为是一个利用仿生地磁进行理疗的理疗床。当人躺在仿生地磁发生器上时，由于多个永磁体2设置在垫体I的上表面上并且同极向阵列排列，相邻永磁体2之间的磁极相反，从而使得由该两个永磁体2产生的磁通量在人体上叠加，由此可以增加作用在人体上的磁通量，从而可以提高理疗的效果。此夕卜，由于永磁体2之间的间距为8cm，从而可以使得全身的穴位都在磁场的作用范围内，由此可以实现对全身的穴位进行理疗。然而，在这种情况下，由于需要理疗的人体的个体差异，比如身体的纵向长度(身高)和横向宽度不同，导致与该人 体的穴位对应的垫体I上的位置也不同，例如，可能会出现该人体的穴位在垫体I上的对应位置是永磁体2的作用最弱的位置，从而使得理疗效果不佳。此外，由于图1中示出的永磁体2之间是以8cm的间距排列来覆盖整个垫体I的上表面，从而使得永磁体2的尺寸较大或者所使用的永磁体的数量远远超过需要理疗的穴位的数目，从而使得仿生地磁发生器的成本增加。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种磁体位置可调的仿生地磁发生器及其调整方法，利用该仿生地磁发生器，能够根据躺在该仿生地磁发生器上的人体位置而自动地调整各个磁体的位置，从而提供最佳的理疗效果。根据本发明的一个方面，提供了一种磁体位置可调的仿生地磁发生器，包括:由硬质材料制成的长方体形外壳，包括上板、下板和四个侧板；垫体，布置在所述下板的上表面上，并且与所述上板和四个侧板形成一个内部空间，所述垫体的形状与上板的形状相同；多个磁体，所述多个磁体可移动地布置在所述垫体的上表面上，所述多个磁体预先按照要被理疗的人体穴位的布局进行排列，并且每个磁体对应于一个或多个穴位；躯体轮廓传感器，布置在所述上板的上表面上，用于感测躺在所述上板的上表面上的人体的躯体轮廓，以便获取躯体轮廓在上板的上表面上的相对位置坐标；存储单元，用于存储要被理疗的人体穴位相对于躯体轮廓的位置参数；穴位位置计算单元，与所述人体轮廓传感器和存储单元相连，用于基于所述人体轮廓传感器感测到的人体轮廓，根据预先存储的要被理疗的人体穴位相对于躯体轮廓的位置参数，计算各个人体穴位在上板的上表面上的对应位置坐标；一个或多个磁体位置传感器，固定在所述内部空间内，用于感测各个磁体在垫体的上表面上的位置坐标；移动量计算单元，与所述穴位位置计算单元和磁体位置传感器相连，用于基于所获取的各个磁体的位置坐标以及对应穴位的位置坐标，计算各个磁体的水平移动量和垂直移动量；磁体移动机构，布置在所述内部空间内，与各个磁体物理连接，用于沿着水平方向和垂直方向移动各个磁体；以及磁体移动驱动装置，与所述移动量计算单元和磁体移动机构电连接，用于驱动所述磁体移动装置来将各个磁体沿着水平方向和垂直方向移动所计算出的水平移动量和垂直移动量。在上述方面的一个或多个示例中，所述移动量计算单元被配置为将所获取的各个磁体的位置坐标以及对应穴位的位置坐标相减来计算各个磁体的水平移动量和垂直移动量。在上述方面的一个或多个示例中，所述移动量计算单元可以包括:磁体最佳作用位置确定模块，用于基于所获取的各 个磁体的对应穴位的位置坐标、磁体尺寸、磁体材料特性以及内部空间的高度，确定各个磁体的最佳作用位置的位置坐标；以及减法模块，用于将各个磁体的位置坐标与各个磁体的最佳作用位置坐标相减，并且将水平方向的减法结果以及垂直方向的减法结果分别作为该磁体的水平移动量和垂直移动量。 在上述方面的一个或多个示例中，所述穴位位置计算单元和移动量计算单元可以由控制单元或微型控制单元(MCU)实现。在上述方面的一个或多个示例中，人体中的相距距离在预定范围内的多个穴位可以对应于一个磁体。在上述方面的一个或多个示例中，所述磁体可以是永磁体或者电磁体。在上述方面的一个或多个示例中，所述磁体移动机构可以是布置在所述垫体上表面上的由多条与垫体的长度方向平行的导轨以及多条与垫体的宽度方向平行的导轨构成的导轨阵列，所述多个与垫体的长度方向平行的导轨与所述多条与垫体的宽度方向平行的导轨垂直相交并且在相交处相通，以及所述各个磁体可移动地布置在所述导轨阵列上。在上述方面的一个或多个示例中，所述各个磁体可以通过基座可移动地布置在所述导轨阵列上。在上述方面的一个或多个示例中，所述多个磁体位置传感器可以固定在所述侧板的内表面上。根据本发明的另一方面，提供了一种用于调整如权利要求1所述的仿生地磁发生器中的磁体位置的方法，包括:通过躯体轮廓传感器，感测躺在上板的上表面上的人体的躯体轮廓，从而确定躯体轮廓在上板的上表面上的位置坐标；基于所感测到的人体轮廓，根据预先定义的人体穴位相对于躯体轮廓的位置参数，计算各个人体穴位在上板的上表面上的对应位置坐标；通过布置在内部空间中的磁体位置传感器，感测各个磁体在垫体的上表面上的位置坐标；基于所获取的各个磁体的位置坐标以及对应穴位的位置坐标，计算各个磁体的水平移动量和垂直移动量；以及经由磁体移动机构，通过磁体移动驱动装置来驱动各个磁体沿着水平方向和垂直方向移动所计算出的水平移动量和垂直移动量。
利用上述仿生地磁发生器，通过感测躺在上板上的人体穴位在垫体的上表面上的准确位置，并且利用磁体移动驱动装置和磁体移动机构来将各个磁体移动到该准确位置上，可以提高该仿生地磁发生器的理疗效果。为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
根据下述参照附图进行的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中:图1示出了现有技术中的仿生地磁发生器的示意图；图2示出了根据本发明的仿生地磁发生器的剖面示意图；图3示出了图2中示出的磁体移动机构的一个示例的示意图；图4示出了根据本发明的仿生地磁发生器的电气元件之间的电气连接图；和图5示出了根据本发明的用于调整仿生地磁发生器中的磁体位置的方法的流程图。在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施例方式下面将参照附图描述本发明的实施例。图2示出了根据本发明的磁体位置可调的仿生地磁发生器的剖面示意图。如图2所示，仿生地磁发生器包括由硬质材料制成的长方体形外壳1、垫体2、多个磁体3、躯体轮廓传感器4、存储单元5、穴位位置计算单元6、多个磁体位置传感器7、移动量计算单元8、磁体移动机构9以及磁体移动驱动装置10。该长方体形外壳I包括上板11、下板12和四个侧板13，构成该仿生地磁发生器的外观。在使用该仿生地磁发生器时，人体躺在上板的上表面上。垫体2布置在下板12的上表面上，并且与上板11和四个侧板13形成一个内部空间。垫体2的表面的形状与上板11的表面形状相同，并且垫体2的上表面与上板11的下表面之间的距离可以根据放置在垫体2的上表面上的磁体3的磁性预先设定，从而使得放置在垫体2的上表面上的磁体3能够对躺在上板11的上表面上的人体提供最佳的理疗效果。例如，可以根据设置在垫体2的上表面上的磁体3的尺寸和材料特性，确定垫体2的上表面与上板11的下表面之间的最佳距离。多个磁体3可移动地布置在垫体2的上表面上，由此，通过将外力施加在该多个磁体3上，可以使得该多个磁体3能够在垫体2的上表面上沿着水平方向或垂直方向移动。这里，所述水平方向是指与长方体形外壳I的长度方向平行的方向，垂直方向是与长方体形外壳I的长度方向垂直的方向。所述磁体3可以是永磁体或电磁体。在所述磁体是永磁体时，可以采用铁氧体或铷铁硼等磁性材料制成。在所述磁体是电磁体时，可以采用电线绕组制成。所述磁体的形状可以采用矩体形状，例如长度为8cm,宽度为5cm,厚度为5mm。此外,所述磁体也可以采用圆柱体形状，例如直径为10cm，厚度为5_。这里，所述磁体的形状、尺寸和材料可以根据需要合适地选择。所述多个磁体3可以预先按照要被理疗的人体穴位的布局排列在垫体的上表面上，并且每个磁体对应于一个或多个穴位。例如，如果要被理疗的人体穴位是三个穴位，则可以设置三个磁体，每个磁体对应一个穴位。如果要被理疗的人体穴位是多个穴位，则可以设置相同数目个磁体，每个磁体对应一个穴位。或者，如果要被理疗的人体穴位是多个穴位，但是该多个穴位中的一些穴位相距非常近，例如小于预定的距离，比如2cm，则可以将这些穴位作为一个穴位处理，即，将这些穴位与一个磁体对应，由此可以减少所使用的磁体的数量。躯体轮廓传感器4布置在上板11的上表面上，用于感测躺在上板11的上表面上的人体的躯体轮廓。例如，躯体轮廓传感器4可以是一个或多个光学式轮廓传感器，用于感测上板的形状以及躯体轮廓形状，从而确定躯体轮廓在上板上的相对位置坐标，例如，选择该上板的一个角作为坐标原点。此外，躯体轮廓传感器4也可以是一个或多个其它合适的传感器，例如，压力传感器等。存储单元5布置在仿生地磁发生器的任意位置上，用于存储要被理疗的人体穴位相对于躯体轮廓的位置参数。优选地，存储单元5布置在长方体形外壳I的外表面上。穴位位置计算单元6布置在仿生地磁发生器的任意位置上，并且与人体轮廓传感器4和存储单元5电相连，用于基于人体轮廓传感器4感测到的人体轮廓在垫体2的上表面上的相对位置坐标，根据预先存储的要被理疗的人体穴位相对于躯体轮廓的位置参数，计算各个要被理疗的人体穴位在垫体2上的对应位置坐标。 一个或多个磁体位置传感器7固定在由垫体2、上板11和四个侧板13构成的内部空间内，用于感测各个磁体3在垫体上的位置坐标。优选地，多个磁体位置传感器7布置在四个侧板13的内表面上。所述磁体位置传感器7可以包括各种直线位置传感器和角位移传感器。移动量计算单元8布置在仿生地磁发生器的任意位置上，并且与穴位位置计算单元6和磁体位置传感器7电连接，用于基于所获取的各个磁体3的位置坐标以及对应穴位的位置坐标，计算各个磁体3的水平移动量和垂直移动量。优选地，移动量计算单元8布置在长方体形外壳I的外表面上。在本发明的一个示例中，移动量计算单元8被配置为将所获取的各个磁体的位置坐标以及对应穴位的位置坐标相减来计算各个磁体的水平移动量和垂直移动量。在本发明的另一示例中，移动量计算单元8还可以包括:磁体最佳作用位置确定模块(未示出)，用于基于所获取的各个磁体的对应穴位的位置坐标、磁体尺寸、磁体材料特性以及内部空间的高度，确定各个磁体的最佳作用位置的位置坐标；以及减法模块(未示出)，用于将各个磁体的位置坐标与各个磁体的最佳作用位置坐标相减，并且将水平方向的减法结果以及垂直方向的减法结果分别作为该磁体的水平移动量和垂直移动量。磁体移动机构9布置在所述内部空间内，与各个磁体3物理连接，用于沿着水平方向和垂直方向移动各个磁体。 所述磁体移动机构9可以包括水平移动机构，用于沿着水平方向移动各个磁体；以及垂直移动机构，用于沿着垂直方向移动各个磁体。例如，所述磁体移动机构9可以包括多个水平移动导杆和多个垂直移动导杆，每个磁体与一个水平移动导杆和一个垂直移动导杆相连，用于沿着水平方向和垂直方向移动该磁体。此外，所述磁体移动机构9也可以是布置在垫体2的上表面上的由多条与垫体的长度方向平行的导轨以及多条与垫体的宽度方向平行的导轨构成的导轨阵列，所述多个与垫体的长度方向平行的导轨与所述多条与垫体的宽度方向平行的导轨垂直相交并且在相交处相通。图3示出了上述导轨阵列的示意图。各个磁体3可移动地布置在所述导轨阵列上。在图3中，磁体3放置在水平和垂直放置的导轨9中。利用图3中示出的导轨阵列，首先，例如，在控制器(MCU)的控制下，磁体移动驱动装置10根据控制命令将磁体沿着垂直方向或水平方向移动到一个交点处，然后根据另一控制命令来决定继续进行垂直方向或水平方向移动，依次驱动，可以将各个磁体移动到期望的位置。为了使得能够将各个磁体精确地移动到准确的位置，可以将导轨阵列制作成足够密，同时将导轨的宽度制作得足够细。在这种情况下，由于导轨的宽度通常会小于磁体的宽度，所以可以通过将磁体安装在尺寸较小的基座上，然后将基座安装在导轨上。磁体移动驱动装置10布置在仿生地磁发生器的任意位置上，并且与移动量计算单元8电连·接，用于经由所述磁体移动机构9，驱动各个磁体沿着水平方向和垂直方向移动所计算出的水平移动量和垂直移动量。磁体移动驱动装置10可以是一个或多个步进电机。在磁体移动机构9包括多个水平移动导杆和多个垂直移动导杆并且每个磁体与一个水平移动导杆和一个垂直移动导杆相连的情况下，磁体移动驱动装置10驱动多个水平移动导杆和多个垂直移动导杆来推动各个磁体沿着水平方向和垂直方向移动。在磁体移动机构9是布置在垫体2的上表面上的导轨阵列时，磁体移动驱动装置10与各个磁体电连接，用于驱动各个磁体3沿着导轨阵列水平和垂直移动。例如，磁体移动驱动装置10可以包括用于水平方向移动的步进电机101和用于垂直方向移动的步进电机103。在需要水平移动磁体时，可以使得步进电机101与该磁体物理接触来推动该磁体水平移动，而在需要垂直移动磁体时，可以使得步进电机103与该磁体物理接触来推动该磁体垂直移动。图4示出了根据本发明的仿生地磁发生器的电气元件之间的电气连接图。如图4所示，存储单元5和躯体轮廓传感器4与穴位位置计算单元6电连接,穴位位置计算单元6和磁体位置传感器7与移动量计算单元8电连接，以及移动量计算单元8与磁体移动驱动装置10电连接。此外，在本发明的优选实施例中，穴位位置计算单元6和移动量计算单元8可以由控制单元或微型控制单元MCU实现。此外，存储单元5也可以与该控制单元或者微型控制单元MCU集成在一起。换言之,存储单元5、穴位位置计算单元6和移动量计算单元8可以由具有存储能力和计算能力的处理单元实现，例如，利用DSP单元实现。图5示出了根据本发明的用于调整仿生地磁发生器中的磁体位置的方法的流程图。如图5所示，在步骤S510，通过躯体轮廓传感器，感测躺在上板的上表面上的人体的躯体轮廓，从而确定躯体轮廓在上板的上表面上的位置坐标。接着，在步骤S520，基于所感测到的人体轮廓，根据预先定义的人体穴位相对于躯体轮廓的位置参数，计算各个人体穴位在上板的上表面上的对应位置坐标。然后，在步骤S530，通过布置在内部空间中的磁体位置传感器，感测各个磁体在垫体的上表面上的位置坐标。在如上获得磁体的位置坐标和对应穴位位置坐标后,在步骤S540,计算各个磁体的水平移动量和垂直移动量。在本发明的一个示例中，可以通过将所获取的各个磁体的位置坐标以及对应穴位的位置坐标相减来计算各个磁体的水平移动量和垂直移动量。在本发明的另一示例中，在计算各个磁体的水平移动量和垂直移动量时，可以首先基于所获取的各个磁体的对应穴位的位置坐标、磁体尺寸、磁体材料特性以及内部空间的高度，确定各个磁体的最佳作用位置的位置坐标；然后将各个磁体的位置坐标与各个磁体的最佳作用位置坐标相减，并且将水平方向的减法结果以及垂直方向的减法结果分别作为该磁体的水平移动量和垂直移动量。然后，在步骤S550，经由磁体移动机构，通过磁体移动驱动装置来驱动各个磁体沿着水平方向和垂直方向移动所计算出的水平移动量和垂直移动量。按照上述方法，通过感测人体穴位在上板的上表面上的准确位置，并且利用磁体移动驱动装置和磁体移动机构来将各个磁体移动到最佳作用位置上，可以提高该仿生地磁发生器的理疗效果。虽然如上参照图描述了根据本发明的各个实施例进行了描述，但是本领域技术人员应当理解，对上述本发明所提出的各个实施例，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护 范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
权利要求
1.一种磁体位置可调的仿生地磁发生器，包括: 由硬质材料制成的长方体形外壳，包括上板、下板和四个侧板； 垫体，布置在所述下板的上表面上，并且与所述上板和四个侧板形成一个内部空间，所述垫体的形状与上板的形状相同； 多个磁体，所述多个磁体可移动地布置在所述垫体的上表面上，所述多个磁体预先按照要被理疗的人体穴位的布局进行排列，并且每个磁体对应于一个或多个穴位； 躯体轮廓传感器，布置在所述上板的上表面上，用于感测躺在所述上板的上表面上的人体的躯体轮廓，以便获取躯体轮廓在上板的上表面上的相对位置坐标； 存储单元，用于存储要被理疗的人体穴位相对于躯体轮廓的位置参数； 穴位位置计算单元，与所述人体轮廓传感器和存储单元电连接，用于基于所述人体轮廓传感器感测到的人体轮廓，根据预先存储的人体穴位相对于躯体轮廓的位置参数，计算各个要被理疗的人体穴位在上板的上表面上的对应位置坐标； 一个或多个磁体位置传感器，固定在所述内部空间内，用于感测各个磁体在垫体的上表面上的位置坐标； 移动量计算单元，与所述穴位位置计算单元和磁体位置传感器相连，用于基于所获取的各个磁体的位置坐标以及对应穴位的位置坐标，计算各个磁体的水平移动量和垂直移动量; 磁体移动机构，布置在所述内部空间内，与各个磁体物理连接，用于沿着水平方向和垂直方向移动各个磁体；以及 磁体移动驱动装置，与所述移动量计算单元电连接，用于经由所述磁体移动装置，驱动各个磁体沿着水平方向和垂直方向移动所计算出的水平移动量和垂直移动量。
2.如权利要求1所述的仿生地磁发生器，其中，所述移动量计算单元被配置为将所获取的各个磁体的位置坐标以及对应穴位的位置坐标相减来计算各个磁体的水平移动量和垂直移动量。
3.如权利要求1或2所述的仿生地磁发生器，其中，所述移动量计算单元包括: 磁体最佳作用位置确定模块，用于基于所获取的各个磁体的对应穴位的位置坐标、磁体尺寸、磁体材料特性以及内部空间的高度，确定各个磁体的最佳作用位置的位置坐标；以及 减法模块，用于将各个磁体的位置坐标与各个磁体的最佳作用位置坐标相减，并且将水平方向的减法结果以及垂直方向的减法结果分别作为该磁体的水平移动量和垂直移动量。
4.如权利要求1所述的仿生地磁发生器，其中，所述穴位位置计算单元和移动量计算单元由控制单元或微型控制单元(MCU)实现。
5.如权利要求1所述的仿生地磁发生器，其中，人体中的相距距离在预定范围内的多个穴位对应于一个磁体。
6.如权利要求1所述的仿生地磁发生器,其中,所述磁体是永磁体或者电磁体。
7.如权利要求1所述的仿生地磁发生器， 其中，所述磁体移动机构是布置在所述垫体上表面上的由多条与垫体的长度方向平行的导轨以及多条与垫体的宽度方向平行的导轨构成的导轨阵列，所述多个与垫体的长度方向平行的导轨与所述多条与垫体的宽度方向平行的导轨垂直相交并且在相交处相通，以及 所述各个磁体可移动地布置在所述导轨阵列上。
8.如权利要求7所述的仿生地磁发生器，其中，所述各个磁体通过基座可移动地布置在所述导轨阵列上。
9.如权利要求1所述的仿生地磁发生器，其中，所述多个磁体位置传感器固定在所述侧板的内表面上。
10.一种用于调整如权利要求1所述的仿生地磁发生器中的磁体位置的方法，包括: 通过躯体轮廓传感器，感测躺在上板的上表面上的人体的躯体轮廓，从而确定躯体轮廓在上板的上表面上的位置坐标； 基于所感测到的人体轮廓，根据预先定义的人体穴位相对于躯体轮廓的位置参数，计算各个人体穴位在上板的上表面上的对应位置坐标； 通过布置在内部空间中的磁体位置传感器，感测各个磁体在垫体的上表面上的位置坐标； 基于所获取的各个磁体的位置坐标以及对应穴位的位置坐标，计算各个磁体的水平移动量和垂直移动量；以及 经由磁体移动机构，通过磁体移动驱动装置来驱动各个磁体沿着水平方向和垂直方向移动所计算出的水平移动量和垂直移动量。
全文摘要
本发明提供了一种磁体位置可调的仿生地磁发生器，包括由硬质材料制成的长方体形外壳、垫体、多个磁体、躯体轮廓传感器、存储单元、穴位位置计算单元、磁体位置传感器、移动量计算单元、磁体移动机构和磁体移动驱动装置。利用躯体轮廓传感器和磁体位置传感器的测量结果，确定各个磁体与对应穴位位置之间的水平移动量和垂直移动量。磁体移动驱动装置经由所述磁体移动装置，驱动各个磁体沿着水平方向和垂直方向移动所计算出的水平移动量和垂直移动量。利用该仿生地磁发生器，可以根据不同的理疗病对象，将各个磁体移动到该准确位置上，从而提高该仿生地磁发生器的理疗效果。
文档编号A61N2/02GK103071237SQ20131000124
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者温雪峰, 温冰冰, 栾云涛, 刘可涛 申请人:温雪峰