一種頸椎按摩儀及其控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種頸椎按摩儀，包括按摩頭驅(qū)動(dòng)裝置和固定裝置，按摩頭驅(qū)動(dòng)裝置包括按摩頭、楔行滑塊、楔行滑塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)、按摩頭裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)；按摩頭上下移動(dòng)用于對(duì)頸椎施加力的作用，楔行滑塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)楔行滑塊前后移動(dòng)，從而使按摩頭上下移動(dòng)，按摩頭裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)按摩頭裝置水平方向移動(dòng)從而按摩不同的頸椎關(guān)節(jié)；固定裝置包括頭部固定帶、頸部提升塊、肩部固定塊，分別用來(lái)固定頭部、頸部和肩部的位置，從而使按摩頭能準(zhǔn)確的依次對(duì)各個(gè)頸椎關(guān)節(jié)施加力的作用。本發(fā)明能有助于輔助治療頸椎病研究的深入開(kāi)展，提高康復(fù)效率及改善康復(fù)效果，具有易于攜帶、可靠安全、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種頸椎按摩儀及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于康復(fù)輔具【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種頸椎按摩儀及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 頸椎病作為一種發(fā)病率高、危害性大的疾病，廣泛存在于各類(lèi)人群中，對(duì)人們的生 活和工作產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，50歲的患病率為25%，60歲為50%。研究表明在11 至16歲無(wú)癥狀人群中約有20%出現(xiàn)椎間盤(pán)輕度退變，50歲有10%出現(xiàn)明顯椎間盤(pán)退變病 理改變，70歲時(shí)60%嚴(yán)重退化。隨著現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏加快、工作方式變化，頸椎病更加趨 于年輕化，據(jù)報(bào)道中學(xué)生頸椎病發(fā)病率為12. 75%，并有增長(zhǎng)的趨勢(shì)。此外，運(yùn)動(dòng)性損傷、交 通事故等導(dǎo)致頭頸部外傷日趨增多，也成為頸椎病多發(fā)的原因之一。因此，頸椎病成為一種 與現(xiàn)代社會(huì)相伴隨的現(xiàn)代病，對(duì)患者本人、家庭乃至社會(huì)帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，是影響人人 享有健康的重要障礙之一。
[0003] 對(duì)于頸椎病的治療，關(guān)鍵在于日常的預(yù)防保健。通過(guò)盡早采取適當(dāng)?shù)闹委煷胧?，?免發(fā)生更嚴(yán)重的后果，特別是對(duì)于青少年頸椎病患者，其主要臨床表現(xiàn)為單純性頸椎生理 曲度異常，及時(shí)校正異常頸椎曲度可達(dá)到完全治愈的效果。頸椎病具有自限性傾向，早期重 要治療手段非常重要，其中包括臥床休息、理療、牽引、手法治療、針灸和運(yùn)動(dòng)療法等，同時(shí) 也是手術(shù)治療的基礎(chǔ)。臨床上對(duì)頸椎病有效的治療常常是牽引和手法治療。牽引通過(guò)增大 椎間隙緩解椎間盤(pán)組織向周緣的外突壓力，開(kāi)大椎間孔減輕壓迫癥狀，牽拉放松頸部痙攣 肌肉，有效消除頸椎病癥狀，并且頸椎牽引三大參數(shù)（牽引角度、牽引力及牽引時(shí)間）的個(gè) 體化、優(yōu)化組合是取得最好牽引療效的關(guān)鍵。但傳統(tǒng)頸椎牽引方法很難恢復(fù)或改善頸椎生 理曲度，有學(xué)者用三點(diǎn)牽引頸椎法，即坐位下后伸壓迫牽引，結(jié)合頸椎中段橫向牽引，以增 大促進(jìn)頸椎曲度恢復(fù)的力量。另外在軸向牽引作用下，同時(shí)給予關(guān)節(jié)松動(dòng)術(shù)的治療可調(diào)整 錯(cuò)位關(guān)節(jié)和椎體的滑脫及曲度異常，調(diào)整頸椎的機(jī)械性紊亂能。還有研究嘗試坐位頸椎牽 引下行正骨手法，即前后左右活動(dòng)及頭頸部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)評(píng)價(jià)治療前后頸椎側(cè)位片表明 該法可有效改善或恢復(fù)頸椎生理曲度。
[0004] 盡管采用上述的治療手段可以對(duì)頸椎病的康復(fù)治療產(chǎn)生很好的效果。但由于該 病發(fā)病率高，康復(fù)治療時(shí)間長(zhǎng)，治療后容易復(fù)發(fā)等特點(diǎn)，加之上述治療手段費(fèi)時(shí)費(fèi)力難以普 及，使得相當(dāng)一部分頸椎病患者沒(méi)有得到及時(shí)、適宜的治療，也沒(méi)有做到預(yù)防復(fù)發(fā)，更沒(méi)有 做到頸椎保健。有報(bào)告表明在醫(yī)院治療的基礎(chǔ)上發(fā)展家庭療法是必要且有效的，即是在家 庭可以自己掌握的治療技術(shù)與保健措施，主要用于一般性頸椎病或是手術(shù)病例康復(fù)期患 者，既有利于患者持續(xù)有效的治療，又能夠不增加醫(yī)護(hù)人員的負(fù)擔(dān)，減少家庭及社會(huì)的經(jīng)濟(jì) 負(fù)擔(dān)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種方便、安全可靠且便于攜帶的 頸椎按摩儀。
[0006] 本發(fā)明提供了一種頸椎按摩儀，包括用于按摩頸椎的按摩頭裝置，其中所述按摩 頭裝置包括：用于按摩頸椎關(guān)節(jié)的按摩頭，驅(qū)動(dòng)按摩頭垂直運(yùn)動(dòng)的楔形滑塊，驅(qū)動(dòng)楔形滑塊 水平滑動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)按摩頭裝置水平移動(dòng)的第二步進(jìn)電機(jī)和第三步進(jìn)電機(jī)；
[0007] 第二步進(jìn)電機(jī)和第三步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)按摩頭裝置在按摩頭裝置水平移動(dòng)滑軌 上水平移動(dòng)，使按摩頭在水平方向上移動(dòng)到待按摩關(guān)節(jié)處，第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使楔形滑塊 在楔形滑塊滑軌上向按摩頭方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)楔形滑塊前端斜邊擠壓按摩頭垂直向上運(yùn)動(dòng)， 從而對(duì)關(guān)節(jié)產(chǎn)生力的作用，然后第一步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，使楔形滑塊遠(yuǎn)離按摩頭滑動(dòng)，按摩頭在 按摩頭復(fù)位彈簧作用下垂直向下移動(dòng)，完成一次按摩過(guò)程。
[0008] 本發(fā)明使用兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制整個(gè)按摩頭裝置在兩條滑軌上水平方向的移動(dòng)， 能很好的保持按摩頭裝置水平移動(dòng)中的穩(wěn)定性；用楔形滑塊水平方向上的移動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)按 摩頭垂直方向上的移動(dòng)，可以通過(guò)限制楔形滑塊的水平移動(dòng)位置來(lái)限制按摩頭垂直移動(dòng)位 置，方便限位開(kāi)關(guān)的安裝。
[0009] 更進(jìn)一步地，所述頸椎按摩儀還包括用于固定頭部的頭部固定帶，用于調(diào)節(jié)頸部 位置的頸部提升塊，以及用于固定肩部的肩部固定塊；使用時(shí)，用頭部固定帶固定頭部位 置，頸部提升塊、肩部固定塊分別托住頸部和肩部位置。
[0010] 本發(fā)明使用可調(diào)節(jié)固定裝置（如頸部提升塊調(diào)節(jié)按鈕，按摩頭角度調(diào)整旋鈕等）， 可因人而異固定治療者的位置，使按摩頭在水平移動(dòng)方向上與治療者的頸椎線保持一致。 [0011] 更進(jìn)一步地，所述頸椎按摩儀還包括用于控制所述頸椎按摩儀運(yùn)行的控制裝置， 所述控制裝置包括單片機(jī)、壓力傳感器、放大電路、濾波電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，其中：所述壓 力傳感器內(nèi)置在所述按摩頭內(nèi)部，用于測(cè)量按摩頭對(duì)頸椎的作用力，其輸出的微弱差分電 壓，經(jīng)過(guò)前置放大電路的放大及消除共模干擾，再經(jīng)過(guò)低通濾波電路的降噪，將處理后的電 壓信號(hào)傳遞給單片機(jī)；單片機(jī)根據(jù)所述電壓信號(hào)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元控制所述第一電機(jī)驅(qū) 動(dòng)楔形滑塊水平移動(dòng)，從而控制按摩頭的垂直運(yùn)動(dòng)。
[0012] 發(fā)明中使用的單片機(jī)、壓力傳感器等元器件，價(jià)格低廉；通過(guò)放大電路和低通濾波 電路，能將壓力傳感器傳出的電信號(hào)準(zhǔn)確的傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)能以此信號(hào)控制其他部 件的運(yùn)動(dòng)。
[0013] 更進(jìn)一步地，所述控制裝置還包括有4個(gè)限位開(kāi)關(guān)，分別安裝在按摩頭裝置水平 移動(dòng)滑軌和楔形滑塊滑軌兩端，用于限制按摩頭裝置的水平移動(dòng)位置以及按摩頭的垂直移 動(dòng)位置；當(dāng)按摩頭裝置運(yùn)動(dòng)到按摩頭裝置水平移動(dòng)滑軌的兩個(gè)末端時(shí)，觸碰到裝在按摩頭 裝置水平移動(dòng)滑軌兩端的2個(gè)限位開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致限位開(kāi)關(guān)閉合，單片機(jī)接受到閉合信號(hào)，控制 第二步進(jìn)電機(jī)和第三步進(jìn)電機(jī)停止當(dāng)前方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)按摩頭裝置在 水平運(yùn)動(dòng)方向的限位保護(hù)；當(dāng)楔形滑塊運(yùn)動(dòng)到楔形滑塊滑軌的兩個(gè)末端時(shí)，觸碰到裝在楔 形滑塊滑軌兩端的2個(gè)限位開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致限位開(kāi)關(guān)閉合，單片機(jī)接受到閉合信號(hào)，控制第一步 進(jìn)電機(jī)停止當(dāng)前方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)按摩頭在垂直運(yùn)動(dòng)方向的限位保護(hù)。
[0014] 通過(guò)四個(gè)限位開(kāi)關(guān)的安裝，按摩頭裝置和楔形滑塊被控制在有限的位置活動(dòng)，不 僅能保持裝置工作時(shí)的穩(wěn)定；楔形滑塊還能通過(guò)限位開(kāi)關(guān)控制按摩頭，防止按摩頭垂直向 上距離過(guò)大，造成對(duì)治療者頸椎傷害。
[0015] 更進(jìn)一步地，所述控制裝置還包括有單片機(jī)外圍電路，所述單片機(jī)外圍電路包括 時(shí)鐘電路，電源電路和復(fù)位電路；時(shí)鐘電路采用晶體諧振器作為外部振蕩器源；電源電路 采用LM117線性穩(wěn)壓器供給單片機(jī)2. 5V和3. 3V兩種電源；復(fù)位電路采用外部復(fù)位引腳的 方式進(jìn)行單片機(jī)復(fù)位，并保持單片機(jī)復(fù)位狀態(tài)至少12個(gè)時(shí)鐘周期。
[0016] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)以及第三步進(jìn)電機(jī)均 米用二相步進(jìn)電機(jī)。
[0017] 步進(jìn)電機(jī)的使用，能根據(jù)脈沖數(shù)精確的控制按摩頭的位置，達(dá)到比較準(zhǔn)確的位置 控制方式。
[0018] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述按摩頭上下旋轉(zhuǎn)角度各30度可調(diào)，按摩頭上下垂直 運(yùn)行距離30mm，按摩頭捶打最大力100N，頻率是0· 5?2Hz。
[0019] 更進(jìn)一步地，所述頸椎按摩儀還包括有通信裝置，所述頸椎按摩儀通過(guò)通信裝置 與PC端連接，接收PC端發(fā)送的按摩參數(shù)。
[0020] 使用時(shí)，治療者能通過(guò)PC端，治療對(duì)象能夠很方便的依據(jù)自身的身體情況很方便 的修改按摩參數(shù)，如按摩頻率、力度、次數(shù)等等，做到因人而異。
[0021] 本發(fā)明還提供了一種基于上述頸椎按摩儀的控制方法，包括如下步驟：
[0022] S11 :第二步進(jìn)電機(jī)和第三步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)按摩頭裝置水平運(yùn)動(dòng)，并判斷按摩頭水平 方向上是否達(dá)到下一待按摩關(guān)節(jié)位置，若是，則進(jìn)入步驟S12 ;若否，則繼續(xù)S11 ;
[0023] S12:驅(qū)動(dòng)楔形滑塊水平滑動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)楔形滑塊向前從而擠壓按摩頭 向上運(yùn)動(dòng)，并判斷按摩頭垂直方向上是否與關(guān)節(jié)接觸，若是，則進(jìn)入步驟S13 ;若否，則繼續(xù) S12 ；
[0024] S13 :通過(guò)楔形滑塊前后運(yùn)動(dòng)和按摩頭復(fù)位彈簧來(lái)驅(qū)動(dòng)按摩頭上下移動(dòng)對(duì)關(guān)節(jié)施 加力，達(dá)到按摩關(guān)節(jié)的作用，并判斷按摩次數(shù)是否達(dá)到設(shè)定次數(shù)，，若是，則進(jìn)入步驟S14,若 否，則繼續(xù)S13。
[0025] S14:當(dāng)按摩頭垂直位置回到原點(diǎn)時(shí)，判斷按摩頭此時(shí)是否在最后一關(guān)節(jié)處，是則 程序結(jié)束，否則進(jìn)入步驟S11。
[0026] 本發(fā)明使用此控制方法，將整個(gè)按摩過(guò)程分為兩部分，即先尋找頸椎位置，然后進(jìn) 入按摩程序，流程清晰，便于算法實(shí)現(xiàn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為本發(fā)明頸椎按摩儀的外部結(jié)構(gòu)圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明的內(nèi)部控制電機(jī)圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明頸椎按摩儀的模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明頸椎按摩儀的位置控制流程圖；
[0031] 圖5為本發(fā)明頸椎按摩儀的力的控制流程圖；
[0032] 圖6為本發(fā)明頸椎按摩儀的使用圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要 彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0034] 圖1和圖2示出了本發(fā)明的頸椎按摩儀的外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，為了便于說(shuō)明，僅示 出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下：
[0035] 本發(fā)明中頸椎按摩儀，主要包括用于按摩頸椎關(guān)節(jié)的按摩頭裝置，該裝置包括：用 于按摩頸椎關(guān)節(jié)的按摩頭1，驅(qū)動(dòng)按摩頭垂直運(yùn)動(dòng)的楔形滑塊11，驅(qū)動(dòng)楔形滑塊進(jìn)行滑動(dòng) 的第一步進(jìn)電機(jī)10,驅(qū)動(dòng)按摩頭裝置水平移動(dòng)的第二步進(jìn)電機(jī)6和第三步進(jìn)電機(jī)9 ;使用 時(shí)，第二步進(jìn)電機(jī)6和第三步進(jìn)電機(jī)9驅(qū)動(dòng)按摩頭裝置在第一滑軌8和第二滑軌12上水平 移動(dòng)，讓按摩頭在水平方向上移動(dòng)到待按摩關(guān)節(jié)處，第一步進(jìn)電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)使楔形滑塊在楔 形滑塊滑軌上向按摩頭方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)楔形滑塊前端斜邊擠壓按摩頭垂直向上運(yùn)動(dòng)，從而 對(duì)關(guān)節(jié)產(chǎn)生力的作用，然后第一步進(jìn)電機(jī)10反轉(zhuǎn)，使楔形滑塊遠(yuǎn)離按摩頭滑動(dòng)，按摩頭在 按摩頭下部彈簧作用下垂直向下移動(dòng)，完成一次按摩過(guò)程，從而達(dá)到模擬按摩師對(duì)頸椎力 的作用。
[0036] 通過(guò)第二步進(jìn)電機(jī)6和第三步進(jìn)電機(jī)9同步驅(qū)動(dòng)按摩頭裝置在第一滑軌8和第二 滑軌12上水平移動(dòng)，以保證按摩頭裝置在兩個(gè)滑軌上的運(yùn)動(dòng)同步，避免產(chǎn)生兩個(gè)滑軌運(yùn)動(dòng) 點(diǎn)錯(cuò)位的問(wèn)題。
[0037] 所述頸椎按摩儀還包括固定部件，固定部件包括頸部提升塊5、頭部固定帶4和肩 部固定塊2,頭部固定帶4和肩部固定塊2來(lái)保持治療者的位置，使儀器在治療時(shí)按摩頭水 平移動(dòng)方向與頸椎線保持一致。使用時(shí)，用頭部固定帶固定頭部位置，頸部提升塊、肩部固 定塊分別托住頸部和肩部位置，從而使頸椎線與按摩頭裝置的移動(dòng)方向位于一條直線上， 以使按摩頭能在水平方向找準(zhǔn)需要按摩的頸椎關(guān)節(jié)的位置。
[0038] 圖3示出了頸椎按摩儀的控制裝置的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，所述控制裝置包括 單片機(jī)、壓力傳感器、放大電路、濾波電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，其中：所述壓力傳感器內(nèi)置在所 述按摩頭內(nèi)部，用于測(cè)量按摩頭對(duì)頸椎的作用力，其輸出的微弱差分電壓，經(jīng)過(guò)前置放大電 路，放大器可采用AD620(具有高輸入阻抗、高共模抑制比和低噪聲及漂移的特點(diǎn)）的放大 及消除共模干擾，再經(jīng)過(guò)低通濾波電路（選擇電壓源型低通濾波）的降噪功能，將處理后的 電壓信號(hào)傳遞給單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)所述電壓信號(hào)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元控制所述第一電機(jī) 驅(qū)動(dòng)楔形滑塊水平移動(dòng)，從而控制按摩頭的垂直運(yùn)動(dòng)。
[0039] 所述控制裝置還包括4個(gè)限位開(kāi)關(guān)，4個(gè)限位開(kāi)關(guān)分別安裝在按摩頭裝置水平移 動(dòng)滑軌和楔形滑塊滑軌兩端，起到限制按摩頭裝置水平和按摩頭垂直移動(dòng)位置的作用。若 按摩頭裝置到達(dá)水平滑軌的兩個(gè)末端時(shí)，會(huì)觸碰到裝在滑軌兩端的2個(gè)限位開(kāi)關(guān)；因?yàn)榘?摩頭垂直向上的力是靠楔形滑塊前端的斜邊擠產(chǎn)生的，并由此控制按摩頭裝置在垂直方向 上的移動(dòng)位置，楔形滑塊在滑軌上移動(dòng)觸發(fā)滑軌兩端的限位開(kāi)關(guān)，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致限位開(kāi)關(guān)閉 合，單片機(jī)接受到閉合信號(hào)，控制第一步進(jìn)電機(jī)停止工作，實(shí)現(xiàn)限位保護(hù)，如按摩頭到達(dá)垂 直滑軌的最上端時(shí)，單片機(jī)接到信號(hào)，會(huì)控制楔形滑塊在第一電機(jī)作用下迅速朝遠(yuǎn)離按摩 頭方向運(yùn)動(dòng)，從而使按摩頭在彈簧作用下進(jìn)行快速退回動(dòng)作，起到安全保護(hù)作用。
[0040] 具體地，當(dāng)按摩頭裝置運(yùn)動(dòng)到按摩頭裝置水平移動(dòng)滑軌的兩個(gè)末端時(shí)，觸碰到裝 在按摩頭裝置水平移動(dòng)滑軌兩端的2個(gè)限位開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致限位開(kāi)關(guān)閉合，單片機(jī)接受到閉合 信號(hào)，控制第二步進(jìn)電機(jī)和第三步進(jìn)電機(jī)停止當(dāng)前方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)按摩 頭裝置在水平運(yùn)動(dòng)方向的限位保護(hù)；當(dāng)楔形滑塊運(yùn)動(dòng)到楔形滑塊滑軌的兩個(gè)末端時(shí)，觸碰 到裝在楔形滑塊滑軌兩端的2個(gè)限位開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致限位開(kāi)關(guān)閉合，單片機(jī)接受到閉合信號(hào)，控 制第一步進(jìn)電機(jī)停止當(dāng)前方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)按摩頭在垂直運(yùn)動(dòng)方向的限 位保護(hù)。
[0041] 所述控制裝置還包括單片機(jī)外圍電路包括時(shí)鐘電路，電源電路和復(fù)位電路；時(shí)鐘 電路采用晶體諧振器作為外部振蕩器源；電源電路采用LM117線性穩(wěn)壓器供給單片機(jī)2. 5V 和3. 3V兩種電源；復(fù)位電路采用外部復(fù)位引腳的方式進(jìn)行單片機(jī)復(fù)位，并保持單片機(jī)復(fù)位 狀態(tài)至少12個(gè)時(shí)鐘周期。
[0042] 所述第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)以及第三步進(jìn)電機(jī)均采用三相步進(jìn)電機(jī)，可采 用GAL22V10可編程邏輯控制器產(chǎn)生脈沖分配電路。
[0043] 進(jìn)一步地，所述頸椎按摩儀還包括有通信裝置，所述頸椎按摩儀通過(guò)通信裝置與 PC端連接，接收PC端發(fā)送的按摩參數(shù)。具體地，所述頸椎按摩儀的單片機(jī)與PC端的通信采 用RS485接口串行通信，單片機(jī)設(shè)計(jì)采用MAX1487芯片將TTL電平轉(zhuǎn)換為485電平。
[0044] 圖4和圖5共同示出了上述頸椎按摩儀的控制方法，所述控制方法包括位置-力 混合控制流程圖，其中圖4示出了本發(fā)明頸椎按摩儀的位置控制流程圖；圖5示出了本發(fā)明 頸椎按摩儀的力的控制流程圖，所述控制方法具體如下：
[0045] 頸椎按摩儀通電后初始化，進(jìn)入位置控制流程（如圖4所示）；
[0046] S11 :第二步進(jìn)電機(jī)和第三步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)按摩頭裝置水平運(yùn)動(dòng)，并判斷按摩頭水平 方向上是否達(dá)到下一待按摩關(guān)節(jié)位置，若是，則進(jìn)入步驟S12 ;若否，則繼續(xù)S11 ;直到第二 電機(jī)和第三電機(jī)共同作用驅(qū)動(dòng)按摩頭裝置移動(dòng)至下一待按摩關(guān)節(jié)處；
[0047] S12:驅(qū)動(dòng)楔形滑塊水平滑動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)楔形滑塊向前從而擠壓按摩頭 向上運(yùn)動(dòng)，并判斷按摩頭垂直方向上是否與關(guān)節(jié)接觸，若是，則進(jìn)入步驟S13 ;若否，則繼續(xù) S12 ;其中判斷按摩頭垂直方向上是否與關(guān)節(jié)接觸可通過(guò)判斷按摩頭內(nèi)部的壓力傳感器檢 測(cè)按摩頭與頸椎關(guān)節(jié)的作用力，當(dāng)檢測(cè)的電信號(hào)顯示壓力值大于設(shè)定Fmin時(shí)，進(jìn)入力控制 流程（即按摩流程，如圖5所示）；
[0048] S13 :通過(guò)楔形滑塊前后運(yùn)動(dòng)和按摩頭復(fù)位彈簧來(lái)驅(qū)動(dòng)按摩頭上下移動(dòng)對(duì)關(guān)節(jié)施 加力，達(dá)到按摩關(guān)節(jié)的作用，并判斷按摩次數(shù)是否達(dá)到設(shè)定次數(shù)，，若是，則進(jìn)入步驟S14,若 否，則繼續(xù)S13 ;
[0049] 具體地，設(shè)定初始時(shí)按摩次數(shù)η為0,電機(jī)驅(qū)動(dòng)楔形滑塊向前運(yùn)動(dòng)繼續(xù)驅(qū)使按摩頭 向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)值大于Fmax時(shí)，按摩次數(shù)η自增一次，楔形滑塊 驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)，按摩頭在復(fù)位彈簧的作用下垂直向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓力傳感器檢測(cè)檢測(cè)值小于 Fmin時(shí)，比較當(dāng)前按摩次數(shù)η是否等于設(shè)定次數(shù)，小于則電機(jī)驅(qū)動(dòng)楔形滑塊向前運(yùn)動(dòng)驅(qū)使 按摩頭向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入下一次按摩程序，相等，則按摩頭回到垂直初始位置；
[0050] S14:當(dāng)按摩頭垂直位置回到原點(diǎn)時(shí)，判斷按摩頭此時(shí)是否在最后一關(guān)節(jié)處，是則 程序結(jié)束，否則進(jìn)入步驟S11。
[0051] 進(jìn)一步地，所述按摩頭上下旋轉(zhuǎn)角度各30度可調(diào)，按摩頭垂直儀器實(shí)體上下運(yùn)行 距離30mm，按摩頭上下垂直運(yùn)行距離30mm，按摩頭捶打最大力100Ν，頻率是0. 5?2Hz。
[0052] 為了更進(jìn)一步的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例提供的智能頸椎按摩儀，現(xiàn)結(jié)合圖6描述使用 方法：
[0053] 使用該頸椎按摩儀時(shí)，將頸椎按摩儀底部支撐塊彈出，使支撐面與水平位置保持 一定夾角，治療者平躺。
[0054] 用頭部固定帶和肩部固定塊固定好位置，調(diào)節(jié)頸部提升塊按鈕至頸部提升塊與人 頸部接觸，將按摩儀與PC端用RS485相連，并通過(guò)PC端客戶端軟件設(shè)置按摩參數(shù)，然后啟 動(dòng)頸椎按摩儀，進(jìn)入治療過(guò)程。
[0055] 本發(fā)明實(shí)施例提供的頸椎按摩儀主要應(yīng)用于康復(fù)輔具領(lǐng)域，該頸椎按摩儀能夠模 擬按摩師按摩頸椎的治療參數(shù)，包括按摩復(fù)現(xiàn)頸椎按摩師的按摩過(guò)程，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)頸椎 按摩的過(guò)程，具有成本低廉、易方便攜帶、可靠安全。另外，該頸椎按摩儀還可以與PC端相 互通信，將按摩時(shí)的參數(shù)傳遞到PC端，同時(shí)治療者可以根據(jù)自身特點(diǎn)設(shè)置按摩參數(shù)，實(shí)現(xiàn) 因人而異設(shè)置按摩過(guò)程的效果。該發(fā)明有助于輔助治療頸椎病研究的深入開(kāi)展，提高康復(fù) 效率及改善康復(fù)效果，提高治療者的生活質(zhì)量。
[0056] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以 限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種頸椎按摩儀，其特征在于，包括用于按摩頸椎的按摩頭裝置，其中所述按摩頭裝 置包括：用于按摩頸椎關(guān)節(jié)的按摩頭，驅(qū)動(dòng)按摩頭垂直運(yùn)動(dòng)的楔形滑塊，驅(qū)動(dòng)楔形滑塊水平 滑動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)按摩頭裝置水平移動(dòng)的第二步進(jìn)電機(jī)和第三步進(jìn)電機(jī)； 第二步進(jìn)電機(jī)和第三步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)按摩頭裝置在按摩頭裝置水平移動(dòng)滑軌上水 平移動(dòng)，使按摩頭在水平方向上移動(dòng)到待按摩關(guān)節(jié)處，第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使楔形滑塊在楔 形滑塊滑軌上向按摩頭方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)楔形滑塊前端斜邊擠壓按摩頭垂直向上運(yùn)動(dòng)，從而 對(duì)關(guān)節(jié)產(chǎn)生力的作用，然后第一步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，使楔形滑塊遠(yuǎn)離按摩頭滑動(dòng)，按摩頭在按摩 頭復(fù)位彈簧作用下垂直向下移動(dòng)，完成一次按摩過(guò)程。
2. 如權(quán)利要求1所述的頸椎按摩儀，其特征在于，所述頸椎按摩儀還包括用于固定頭 部的頭部固定帶，用于調(diào)節(jié)頸部位置的頸部提升塊，以及用于固定肩部的肩部固定塊； 使用時(shí)，用頭部固定帶固定頭部位置，頸部提升塊、肩部固定塊分別托住頸部和肩部位 置，從而使頸椎線與按摩頭裝置的移動(dòng)方向位于一條直線上，以使按摩頭能在水平方向找 準(zhǔn)需要按摩的頸椎關(guān)節(jié)的位置。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的頸椎按摩儀，其特征在于，所述頸椎按摩儀還包括用于控制 所述頸椎按摩儀運(yùn)行的控制裝置，所述控制裝置包括單片機(jī)、壓力傳感器、放大電路、濾波 電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，其中： 所述壓力傳感器內(nèi)置在所述按摩頭內(nèi)部，用于測(cè)量按摩頭對(duì)頸椎的作用力，其輸出的 微弱差分電壓，經(jīng)過(guò)前置放大電路的放大及消除共模干擾，再經(jīng)過(guò)低通濾波電路的降噪，將 處理后的電壓信號(hào)傳遞給單片機(jī)；單片機(jī)根據(jù)所述電壓信號(hào)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元控制所述 第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)楔形滑塊水平移動(dòng)，從而控制按摩頭的垂直運(yùn)動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的頸椎按摩儀，其特征在于，所述控制裝置還包括有4個(gè)限位開(kāi) 關(guān)，分別安裝在按摩頭裝置水平移動(dòng)滑軌和楔形滑塊滑軌兩端，用于限制按摩頭裝置的水 平移動(dòng)位置以及按摩頭的垂直移動(dòng)位置； 當(dāng)按摩頭裝置運(yùn)動(dòng)到按摩頭裝置水平移動(dòng)滑軌的兩個(gè)末端時(shí)，觸碰到裝在按摩頭裝置 水平移動(dòng)滑軌兩端的2個(gè)限位開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致限位開(kāi)關(guān)閉合，單片機(jī)接受到閉合信號(hào)，控制第二 步進(jìn)電機(jī)和第三步進(jìn)電機(jī)停止當(dāng)前方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)按摩頭裝置在水平 運(yùn)動(dòng)方向的限位保護(hù)； 當(dāng)楔形滑塊運(yùn)動(dòng)到楔形滑塊滑軌的兩個(gè)末端時(shí)，觸碰到裝在楔形滑塊滑軌兩端的2個(gè) 限位開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致限位開(kāi)關(guān)閉合，單片機(jī)接受到閉合信號(hào)，控制第一步進(jìn)電機(jī)停止當(dāng)前方向轉(zhuǎn) 動(dòng)，并向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)按摩頭在垂直運(yùn)動(dòng)方向的限位保護(hù)。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的頸椎按摩儀，其特征在于，所述控制裝置還包括有單片機(jī)外 圍電路，所述單片機(jī)外圍電路包括時(shí)鐘電路、電源電路和復(fù)位電路；其中時(shí)鐘電路采用晶體 諧振器作為外部振蕩器源；電源電路采用LM117線性穩(wěn)壓器供給單片機(jī)2. 5V和3. 3V兩種 電源；復(fù)位電路采用外部復(fù)位引腳的方式進(jìn)行單片機(jī)復(fù)位，并保持單片機(jī)復(fù)位狀態(tài)至少12 個(gè)時(shí)鐘周期。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的頸椎按摩儀，其特征在于，所述第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電 機(jī)以及第三步進(jìn)電機(jī)均采用三相步進(jìn)電機(jī)。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述按摩頭上下旋轉(zhuǎn)角度各30度可調(diào)， 按摩頭上下垂直運(yùn)行距離30mm，按摩頭捶打最大力100N，頻率是0. 5?2Hz。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的頸椎按摩儀，其特征在于，還包括有通信裝置，所述頸椎按 摩儀通過(guò)通信裝置與PC端連接，接收PC端發(fā)送的按摩參數(shù)。
9. 一種基于權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的頸椎按摩儀的控制方法，其特征在于，包括下 述步驟： 511 :第二步進(jìn)電機(jī)和第三步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)按摩頭裝置水平運(yùn)動(dòng)，并判斷按摩頭水平方向 上是否達(dá)到下一待按摩關(guān)節(jié)位置，若是，則進(jìn)入步驟S12 ;若否，則繼續(xù)S11 ; 512 :驅(qū)動(dòng)楔形滑塊水平滑動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)楔形滑塊向前從而擠壓按摩頭向上 運(yùn)動(dòng)，并判斷按摩頭垂直方向上是否與關(guān)節(jié)接觸，若是，則進(jìn)入步驟S13 ;若否，則繼續(xù)S12 ; 513 :通過(guò)楔形滑塊前后運(yùn)動(dòng)和按摩頭復(fù)位彈簧來(lái)驅(qū)動(dòng)按摩頭上下移動(dòng)對(duì)關(guān)節(jié)施加力， 達(dá)到按摩關(guān)節(jié)的作用，并判斷按摩次數(shù)是否達(dá)到設(shè)定次數(shù)，，若是，則進(jìn)入步驟S14,若否，則 繼續(xù)S13 ; S14:當(dāng)按摩頭垂直位置回到原點(diǎn)時(shí)，判斷按摩頭此時(shí)是否在最后一關(guān)節(jié)處，是則程序 結(jié)束，否則進(jìn)入步驟S11。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述按摩頭上下旋轉(zhuǎn)角度各30度可調(diào)，按 摩頭垂直儀器實(shí)體上下運(yùn)行距離30mm，按摩頭上下垂直運(yùn)行距離30mm，按摩頭捶打最大力 100N，頻率是0· 5?2Hz。
【文檔編號(hào)】A61H23/02GK104207924SQ201410436570
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】黃曉琳, 黃劍, 陳勇, 劉浩 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)