新型按摩器控制系統的製作方法
2023-06-21 14:14:31 1
本發明涉及一種按摩器，尤其涉及一種按摩器的控制電路。
背景技術：
關於按摩，是針對在人體表面施以外力，以求消除筋肉的酸痛疲勞，而達到輕鬆舒適的目的，乃是人類古老的健康療法之一；按摩具有各種手段或藉助工具達成，如壓迫、拉伸、揉捏、捶擊、冷熱敷等，以活絡筋肉骨絡、促進血液循環與新陳代謝，而達到解除疲勞、身心愉悅的目的。
在人類歷史進入工業時代後，大量生產的機械與工具取代傳統的人力，給人類提供了更方便的生活，其中，按摩器即是一種提供個人不需藉助他人也能自行按摩的工具。目前，各種按摩器材應運而生，單一功能的按摩器已不能滿足消費者對於按摩的需求，因此，多功能按摩器受到了廣泛關注。
多功能按摩器電路通常採用繼電器控制控制電路的通斷，從而控制馬達的轉動，最終帶動按摩頭的動作，完成每種動作需要一至二個繼電器。
繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統（又稱輸入迴路）和被控制系統（又稱輸出迴路），通常應用於自動控制電路中，實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種「自動開關」，通常在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。
眾所周知，在電力拖動系統中三位調節是常用的方式，例如馬達的正轉-停止-反轉，啟動-運轉-停止等等，通常都採用兩隻兩位繼電器聯合進行控制。然而，在多功能按摩器電路中使用多個繼電器顯然會導致電路模塊體積大，布線多而成本高。
因此，亟待一種體積小、布線少而成本低的新型按摩器控制系統。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種布線簡單、體積小而成本低的新型按摩器控制系統。
為了上述目的，本發明提供一種新型按摩器控制系統，包括：電源電路、與所述電源電路相連的微處理器模塊、與所述電源電路和所述微處理器模塊相連的驅動電路及與微處理器模塊相連的功能選擇電路。所述驅動電路接收所述微處理器模塊輸出引腳輸出的信號。所述驅動電路包括馬達正轉迴路和馬達反轉迴路，所述馬達正轉迴路由微處理器模塊第一輸出引腳依次串接第一電晶體、第一場效應管、第一馬達、第二場效應管和接地端而成，所述馬達反轉迴路由微處理器模塊第二輸出引腳依次串接第二電晶體、第三場效應管、第一馬達、第四場效應管和接地端而成，所述第一、第二、第三、第四場效應管的柵極分別通過電阻與電源電路相連。
在本發明的一個實施例中，所述第一、第三場效應管為p溝道場效應管，所述第二、第四場效應管為n溝道場效應管。所述第一電晶體為npn型電晶體，其基極與所述微處理器模塊第一輸出引腳相連，集電極與所述第一場效應管的柵極相連，發射極接地。所述第二電晶體為npn型電晶體，其基極與所述微處理器模塊第二輸出引腳相連，集電極與所述第四場效應管的柵極相連，發射極接地。
在本發明的另一實施例中，所述控制電路還包括揉捏驅動電路，所述揉捏驅動電路包括：第二馬達、第三電晶體、第四電晶體、第五場效應管。所述第三電晶體為npn型電晶體，其基極與所述微處理器模塊第三輸出引腳相連，集電極通過兩電阻串接到所述電源電路，發射極接地。所述第四電晶體為pnp型電晶體，其發射極通過一電阻接到電源電路，集電極串接兩電阻後接地，其基極接在所述第三電晶體集電極串接的兩電阻之間。所述第五場效應管的柵極接在所述第四電晶體的集電極串接的兩電阻之間，漏極連接所述第二馬達，源極接地。
在本發明的再一實施例中，所述驅動電路還包括加熱驅動電路，所述加熱驅動電路包括至少一個發光二極體、加熱器件、光電耦合器、可控矽開關和第五電晶體。所述發光二極體串聯後與加熱器件並聯，所述加熱器件一端接電源電路，另一端串接所述可控矽開關接地。所述第五電晶體的基極與所述微處理器模塊第四輸出引腳相連，發射極接地，集電極與所述光電耦合器的發光二極體相連。所述可控矽開關的控制端與所述光電耦合器的三極體的發射極相連，所述光電耦合器的三極體的集電極通過保護電路接電源。
在本發明的又一實施例中，所述驅動電路還包括振動馬達驅動電路，所述振動馬達驅動電路包括第三馬達、第五電晶體、第六電晶體。所述第五電晶體的基極與所述微處理器模塊第四輸出引腳相連，集電極通過第三馬達接到電源電路，發射極通過電阻接地。所述第六電晶體基極與所述第五電晶體發射極相連，集電極與所述第五電晶體的基極相連，發射極接地。
較佳的，所述電源電路為脈寬調製開關穩壓電源電路。
所述電源電路可以利用三端集成穩壓器穩壓。
本發明的新型按摩器控制系統採用場效應管替代繼電器控制馬達的運轉，節省了成本，且使得電路布線簡單，體積減小。
附圖說明
圖1為本發明新型按摩器控制系統的電路方框圖。
圖2為本發明新型按摩器控制系統第一實施例的電路原理圖。
圖3為本發明新型按摩器控制系統第二實施例的電路原理圖。
圖4為本發明新型按摩器控制系統第三實施例的電路原理圖。
圖5為本發明新型按摩器控制系統第四實施例的電路原理圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1為本發明新型按摩器控制系統實施例的電路方框圖。該新型按摩器控制系統包括：電源電路1、與電源電路1相連的微處理器模塊2、與所述電源電路1和所述微處理器模塊2相連的驅動電路3及與微處理器模塊2相連的功能選擇電路4，所述驅動電路3接收所述微處理器模塊2輸出的信號。
本發明按摩器的基本工作原理是：首先，操作功能選擇電路4，選擇所需要的按摩頭的動作、按摩頭的行程等。這些設定被輸入到微處理器模塊2，經處理後向驅動電路3輸出。電源經過電源電路1整流濾波分壓後，提供給微處理器模塊2和驅動電路3，根據微處理器模塊2的輸出，控制馬達的運轉，馬達的運轉帶動與其相配合的按摩器其他機構，如齒輪、按摩頭等，完成使用者所選擇的功能。
圖2為本發明新型按摩器控制系統第一實施例的電路原理圖，如圖2所示，本實施例中的電源電路1為脈寬調製開關電源電路。
首先，市交流電通過輸入濾波電路整流濾波變為220v高壓直流電。其中，輸入濾波電路包括由電容cx1和電感lf1組成的輸入濾波器、二極體d1-d4構成的橋式電路整流和由電容c1、c2構成的平滑濾波電路。然後經變壓器t1轉變為低壓直流電。然後在輸出電路利用二極體d9再次整流。從變壓器t1次極繞組通過電容c11、c12、c14、電感l1濾波成為低壓直流電。最後用穩壓二極體zd1和三端集成穩壓器uv1穩壓，分別產生12v和5v的低壓直流電。同時，在輸出電路端通過分壓電阻r19、r20獲得取樣電壓，與tl431中的基準電壓進行比較後產生誤差電壓，再經過光電耦合器ic3a去改變pwm控制晶片ic1的控制電流，使佔空比發生變化，進而調節輸出電壓，使其保持不變。開關場效應管q1在pwm控制晶片ic1的控制下，不斷導通和截止，在變壓器t1初級繞組中產生高頻脈衝，經變壓器t1耦合送到輸出迴路。
d5、c3、r4、r5構成浪湧吸收電路，用於洩放積蓄在變壓器t1漏感上的能量，保護開關場效應管q1不被擊穿。串聯在開關場效應管q1源極上的電阻r13組成過流保護電路，用於防止開關電源啟動時開關管出現過電流。
如上所述，市交流電通過電源電路1後可以提供3種直流電壓：220v的高壓直流電、12v低壓直流電和5v低壓直流電。其中，220v直流電通過保護電阻r3、r3a為pwm控制晶片ic1提供啟動電壓，5v低壓直流電為pwm控制晶片ic1和微處理器模塊晶片con1提供工作電壓，12v低壓直流電提供給驅動電路3。
所述驅動電路3包括行走驅動電路3a，所述行走驅動電路由馬達正轉迴路和馬達反轉迴路構成。所述馬達正轉迴路由微處理器模塊晶片con1第一輸出引腳7依次串接第一電晶體qa1、第一場效應管qa2、第一馬達m1、第二場效應管qb3和接地端而成。所述馬達反轉迴路由微處理器模塊晶片con1第二輸出引腳6依次串接第二電晶體qb1、第三場效應管qb2、第一馬達m1、第四場效應管qa3和接地端而成。
所述第一場效應管qa2、第三場效應管qb2為p溝道場效應管，所述第二場效應管qb3、第四場效應管qa3為n溝道場效應管。第一、第二、第三、第四場效應管的柵極分別通過電阻ra2、rb4、rb2和ra4接至電源電路提供的12v直流電。電阻rb3、ra3、ra5、rb5為分別為場效應管的柵極保護電阻，二極體db1和da1為保護二極體。接在第一馬達m1兩端的穩壓二極體zda和zdb反向擊穿，確保m1正常工作。與馬達m1並聯的電容cm1進一步消除幹擾，穩定電壓。所述第一電晶體qa1為npn型電晶體，其基極串接電阻ra1和二極體da1後與所述微處理器模塊晶片con1第一輸出引腳7相連，集電極與所述第一場效應管qa2的柵極相連，發射極接地。二極體da1和電阻ra1組成第一電晶體qa1的基極保護電路。所述第二電晶體qb1為npn型電晶體，其基極串接電阻rb1和二極體db1後與所述微處理器模塊晶片con1第二輸出引腳6相連，集電極與所述第四場效應管qa3的柵極相連，發射極接地。二極體db1和電容rb1組成第二電晶體qb1的基極保護電路
本發明按摩器第一實施例的工作原理為：當電源電路1為微處理器模塊晶片con1提供工作電壓，功能選擇模塊4傳來的信號經微處理器模塊晶片con1處理，其輸出引腳向驅動電路3輸出信號。當微處理器模塊con1第一輸出引腳7輸出電壓至第一電晶體qa1的基極，電晶體qa1導通，電源經過第一場效應管qa2、馬達m1、第二場效應管qb3至接地端而組成馬達正轉迴路，此時，馬達m1正轉，帶動按摩器特定結構驅使按摩頭正方向行走。當按摩頭行走至預定行程，微處理器模塊con1第一輸出引腳7停止輸出電壓，第一電晶體q1截止，而其第二輸出引腳6輸出電壓至第二電晶體qb1的基極，電晶體qb1導通，電源經第三場效應管qb2、馬達m1、第四場效應管qa3至接地端而組成馬達反轉迴路，此時，馬達m1反轉，帶動按摩器特定結構驅使按摩頭反方向行走。如此反覆，實現馬達的往復行走功能。
圖3為本發明新型按摩器控制系統的第二實施例的電路圖。該實施例與第一實施例的差別在於其驅動電路3還包括一個加熱電路3b，如圖所示，所述加熱驅動電路3b包括四個發光二極體led1-4和一個加熱器件heat。所述發光二極體led1-4串接保護電阻rp後與加熱器件heat並聯。所述加熱器件heat一端接電源電路1，另一端串接可控矽開關tr後接地。所述第五電晶體qp1的基極與所述微處理器模塊晶片con1第四輸出引腳8相連，發射極接地，集電極與所述光電耦合器up1的發光二極體相連。所述可控矽開關tr的控制端與所述光電耦合器up1的三極體的發射極相連，所述光電耦合器up1的三極體的集電極通過保護電路接電源電路。
其工作原理為：當電源電路1為微處理器模塊晶片con1提供工作電壓，且微處理器模塊2收到功能選擇模塊4的加熱信號，其第四輸出引腳8輸出電壓至第五電晶體qp1的基極，第五電晶體qp1導通，從而光電耦合器up1的發光二極體所在迴路導通，使其三極體器件導通，從而使可控矽開關tr獲得驅動電壓，交流電源輸入濾波後經二極體dp3、dp4整流，通過電阻rp、發光二極體led1-4及加熱器件heat接地而組成迴路，從而實現加熱功能。其行走驅動電路3a的工作原理與第一實施例相同，在此不再贅述。
圖4為本發明新型按摩器控制系統第三實施例的電路圖。該實施例與第二實施例的差別在於其驅動電路3還包括揉捏驅動電路3c，如圖所示，所述揉捏驅動電路3c包括：第二馬達m2、第三電晶體qc1、第四電晶體qc2、第五場效應管qc3，所述第三電晶體qc1為npn型電晶體，其基極與所述微處理器模塊晶片con1第三輸出引腳5相連，集電極通過分壓電阻rc4、rc6串接到所述電源電路1，發射極接地。所述第四電晶體qc2為pnp型電晶體，其發射極通過電阻rc5接到電源電路1，集電極串接電阻rc3、rc2後接地，其基極接在分壓電阻rc4、rc6之間；所述第五場效應管qc3的柵極接在所述第四電晶體qc2的集電極串接的兩電阻rc3、rc2之間，漏極連接所述第二馬達m2，源極接地。第二馬達m2並聯一電容cm2，消除幹擾。
其工作原理為：當電源電路1為微處理器模塊晶片con1提供工作電壓，且微處理器模塊2收到功能選擇模塊4的揉捏信號，其第三輸出引腳5輸出高電平至第三電晶體qc1的基極，電晶體qc1導通，從而電源經分壓電阻rc4、rc6、第三電晶體qc1至接地端而組成迴路。此時，第四電晶體qc2的基極通過分壓電阻，獲得驅動電壓，從而第四電晶體qc2導通，電源經電阻rc5、第四電晶體qc2、電阻rc3、rc2至接地端而組成迴路，此時，第五場效應管qc3柵極獲得驅動電壓，電源經第二馬達m2、第五場效應管qc3至接地端而組成迴路，驅使第二馬達m2轉動，帶動按摩頭進行揉捏動作。本實施例的驅動電路3的行走驅動電路3a和加熱驅動電路3b的工作原理與第二實施例相同，在此不再贅述。
圖5為本發明新型按摩器控制系統第四實施例的電路圖。該實施例與第三實施例的差別在於其驅動電路3用振動馬達驅動電路3d代替了加熱驅動電路3c。如圖所示，所述振動馬達驅動電路3d包括第三馬達m3、第五電晶體qp1、第六電晶體qp2。所述第五電晶體qp1的基極與所述微處理器模塊晶片con1的第四輸出引腳8相連，集電極通過第三馬達m3接到電源電路1，發射極通過電阻rp3接地。所述第六電晶體qp2基極與所述第六電晶體qp1發射極相連，集電極與所述第六電晶體qp1的基極相連，發射極接地。
本實施例中的第七電晶體qp2可為場效應管。
其工作原理為：當微處理器模塊晶片con1接通電源且微處理器模塊2接收到功能選擇模塊4傳來的振動信號，其第四輸出引腳8輸出電壓至第五電晶體qp1的基極，第五電晶體qp1導通，電源經第三馬達m3、第五電晶體qp1、電阻rp3至接地端而組成迴路，此時，第三馬達m3轉動。當第六電晶體qp2的基極電壓達到其驅動電壓，第六電晶體qp2導通，此時，由微處理器模塊晶片con1第四輸出引腳8輸出的電壓經第六電晶體qp2接地，第五電晶體qp1截至，第三馬達m3停止。通過控制第五電晶體qp1的導通和截止來控制第三馬達m3，從而完成按摩頭的振動功能。
參考圖2-5，本發明的實施例中，pwm控制晶片ic1採用ncp1203集成晶片，光耦合器件採用pc817集成晶片，基準源採用三端可調分流基準源集成晶片tl431，但並不僅限於這些晶片，可以使用任何相同功能的晶片替代。二極體da1、db1、dc1為開關二極體，rp1、ra1、rb2、rc1為限流電阻。
本發明的新型按摩器控制系統可以採用任何合適的電源電路，並不僅限於本發明實施例中揭露的開關電源電路。
以上所揭露的僅為本發明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明申請專利範圍所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。