坐式电动按摩椅研究

摘要

随着亚健康人群增多，特别是办公室人群比重的增大，继承传统中医按摩手法的电动按摩椅在防治亚健康中效果显著，针对按摩椅具有较高的市场潜力且现有按摩椅的按摩力度难以控制、按摩手法单一的现象，提出了坐式电动按摩椅研究课题。
　　本文主要通过分析国内外按摩机器人相关文献及标准，提出了体型适应型按摩椅总体设计方案，分别包括样机选型、按摩椅控制系统硬件电路设计、按摩椅控制系统软件设计及按摩力度仿真实验。按摩椅样机参照GB/T26182-2010家用和类似用途保健按摩椅标准和GB4706中对电器的安全标准设计，并依据传统中医按摩原理提出按摩椅的相关技术指标，包括揉捏圈数为[0,40r/min]，敲打频率为[0,10Hz]，按摩行程包括纵向行程为[0,80cm]，横向按摩区间为[9cm,24cm]的上半身按摩区域。按摩椅硬件电路以STM32为处理器，分别包括各类电机驱动模块，检测模块等构成，并开发了基于主板电路的按摩椅控制系统软件。针对电动按摩椅力度难以准确控制的问题，进行了基于阻抗控制的按摩力度模型研究，并在SIMULINK中建立基于模糊控制算法的按摩力度控制系统模型进行仿真研究。
　　按摩椅实验结果表明样机能够根据控制信号实现按摩模式自动切换、调节按摩强度、设定按摩时间等功能，实现主要包含揉捏按摩、敲打按摩、推拿按摩等多种按摩手法，以达到按摩效果目的。据按摩实验现象可知按摩适应性体现在按摩机芯能根据所检测到的体型信号调整按摩区间及按摩位置实现，据按摩实验数据分析可知样机按摩技术参数高于设计指标，提高了按摩舒适性。

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1 绪论

1.1引言

1.2 按摩机发展现状及趋势

1.3 电动按摩椅发展历史简介

1.4 本文主要工作及内容安排

2 按摩椅总体设计

2.1 按摩椅设计要求

2.2 按摩椅总体设计

2.3 本章小结

3 按摩椅控制系统电路设计

3.1 按摩椅控制系统电路总体设计

3.2 STM32芯片最小系统电路

3.3 驱动电路设计与实现

3.4 检测电路的设计与实现

3.5 手控器硬件电路设计

3.6 本章小结

4 按摩椅控制系统软件设计

4.1 系统软件设计总方案

4.2 系统软件设计与实现

4.3 按摩手法的实现

4.4 本章小结

5 按摩力度控制系统研究

5.1 阻抗控制原理分析

5.2 基于阻抗控制算法的按摩臂研究

5.3 模糊控制算法原理

5.4 按摩力度模糊控制器设计

5.5 力度控制系统仿真结果

5.6 本章小结

6 按摩椅实验结果与分析

6.1 推、揉手法轨迹及强度

6.2 拿、摩手法轨迹及强度

6.3 敲、揉手法轨迹及强度

6.4 打、揉手法轨迹及强度

6.5 实验结果分析与结论

6.6 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

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