一种颈椎辅助按摩装置

1.本发明涉及理疗设备技术领域，特别是一种颈椎辅助按摩装置。


背景技术：

2.由于工作压力的不断增加，以程序员为代表的办公室工作人员的工作时长不断增加，导致颈椎病的发病率逐渐提高，而且呈现出年轻化的趋势。颈椎按摩设备能够有效按摩颈椎，治疗颈椎疾，越来越受到大家的欢迎。但是，现有的颈椎按摩设备只能依据固定的按摩程序进行工作，无法根据使用者的实际情况作出智能化调整，使得按摩效果有限。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中颈椎按摩设备工作模式固化，无法智能调整的技术问题，本发明提出的颈椎辅助按摩装置包括按摩装置和脑电采集装置；
4.所述按摩装置整体呈“u”字形，在所述按摩装置的端部设置弹性支撑结构，在两个弹性支撑结构之间间隔设置多个毫米波雷达和按摩单元，在所述按摩装置内部设置控制模块，所述控制模块分别与所述毫米波雷达、所述按摩单元和所述脑电采集装置进行通讯连接，基于毫米波雷达数据和脑电信号控制按摩单元。
5.优选的，所述脑电采集装置包括脑电帽、蓝牙通讯模块和电源，所述脑电帽上均匀分布有多个干电极，用于采集使用者的脑电信息，所述蓝牙通讯模块和所述电源均连接于所述脑电帽，所述蓝牙通讯模块将脑电信息传输给所述控制模块。
6.优选的，所述控制模块采用不同的带通滤波器处理信号，提取delta频段、theta频段、alpha频段、beta频段和gamma频段，同时选择5秒的数据提取其幅值、最大值和最小值，采用db小波对信号实现多层分解，采用ar功率谱分析方法对每一层信号分析其功率，采用独立成分分析法对所提取的特征波形进行降维处理，使用线性判别式分析算法对降维后的特征波形进行情感识别，判断使用者当前是消极状态，还是积极状态。
7.优选的，所述弹性支撑结构包括底座，在所述底座上设置弹性气囊，所述底座内部设置微型气泵和弹性控制模块，所述微型气泵连通所述弹性气囊和大气，用于对所述弹性气囊进行充气和排气。
8.优选的，在所述弹性气囊与使用者脖颈接触的表面设置多个压力传感器，所述弹性控制模块与所述压力传感器通讯连接，基于所述压力传感器的数据控制所述微型气泵，以调整弹力的大小。
9.优选的，所述毫米波雷达选用英飞凌的xensiv雷达芯片。
10.优选的，所述按摩单元包括沿圆周间隔设置的浮动按摩子单元和电刺激按摩子单元，在所述按摩单元内部设置模式控制模块。
11.优选的，所述浮动按摩子单元包括浮动按摩组件和浮动按摩间距调节电机，所述浮动按摩组件包括按摩电机，在所述按摩电机的输出端通过联轴器经转接轴安装偏心轮，在所述偏心轮上设置带有若干个浮动按摩头的转盘。
12.优选的，所述电刺激按摩子单元包括导电按摩组件和电刺激按摩间距调节电机，所述导电按摩组件包括接触板，在所述接触板内部固定安装脉冲导流导电块，在所述接触板底部固定安装硅胶块，所述脉冲导流导电块带动所述接触板对使用者的颈椎进行按摩。
13.优选的，所述控制模块具有三种工作状态，分别为：(1)个性化按摩方案确定状态，在该状态下，先控制按摩单元依次按照物理按摩模式、电刺激按摩模式和混合按摩模式进行工作，通过处理毫米波雷达的雷达信号获取使用者的血液循环情况，通过处理脑电信息获取使用者的情绪状态，结合血液循环情况和情绪状态选择最佳的按摩模式，随后，在选定的按摩模式下，逐步调节按摩强度、按摩间隔、以及按摩时长，再次结合血液循环情况和情绪状态选择最佳的按摩参数，生成适于当前使用者的个性化按摩方案；(2)常规按摩状态，在该状态下，毫米波雷达不进行工作，无需佩戴脑电采集装置，使用者选择提前设计好的按摩方案进行按摩；(3)自适应调节按摩状态，在该状态下，使用者先选择提前设计好的按摩方案进行按摩，通过处理毫米波雷达的雷达信号获取使用者的血液循环情况，通过处理脑电信息获取使用者的情绪状态，结合血液循环情况和情绪状态自适应调节按摩状态。
14.相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
15.设置毫米波雷达和脑电采集装置，实时监测使用者的血液循环情况和情绪状态，结合血液循环情况和情绪状态进行按摩控制，制定适于当前使用者的个性化按摩方案，自适应调节按摩状态，进一步提升按摩效果。
附图说明
16.图1是本发明颈椎辅助按摩装置的结构示意图；
17.图2是本发明按摩单元的主视图；
18.图3是本发明按摩单元的剖视图。
19.图中，1-按摩装置，11-弹性支撑结构，111-底座，112-微型气泵，113-弹性控制模块，114-弹性气囊，12-毫米波雷达，13-按摩单元，131-浮动按摩子单元，1311-浮动按摩组件，1312-浮动按摩间距调节电机，132-电刺激按摩子单元，1321-导电按摩组件，1322-电刺激按摩间距调节电机，133-模式控制模块，14-控制模块，2-脑电采集装置。
具体实施方式
20.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
21.如图1所示，本发明提出的颈椎辅助按摩装置包括按摩装置1和脑电采集装置2，脑电采集装置2通过蓝牙通讯的方式向按摩装置1传送脑电信号，实现通讯连接。
22.如图1所示，按摩装置1整体呈“u”字形，在按摩装置1的端部设置弹性支撑结构11，在两个弹性支撑结构11之间间隔设置多个毫米波雷达12和按摩单元13，在按摩装置1内部设置控制模块14，控制模块14分别与毫米波雷达12、按摩单元13和脑电采集装置2进行通讯连接，基于毫米波雷达数据和脑电信号控制按摩单元。
23.脑电采集装置2包括脑电帽、蓝牙通讯模块和电源，脑电帽上均匀分布有多个干电极，用于采集使用者的脑电信息，蓝牙通讯模块和电源均连接于脑电帽。蓝牙通讯模块将脑电信息传输给控制模块14，控制模块14采用带通滤波、小波变换、功率谱分析等方法提取特
征波形，具体地，采用不同的带通滤波器处理信号，提取delta频段、theta频段、alpha频段、beta频段和gamma频段，同时选择5秒的数据提取其幅值、最大值和最小值，采用db小波对信号实现多层分解，采用ar功率谱分析方法对每一层信号分析其功率，采用独立成分分析法对所提取的特征波形进行降维处理，使用线性判别式分析算法对降维后的特征波形进行情感识别，判断使用者当前是消极状态，还是积极状态。
24.如图1所示，弹性支撑结构11包括底座111，在底座111上设置有弹性气囊114，底座111内部设置微型气泵112和弹性控制模块113，微型气泵112连通弹性气囊114和大气，用于对弹性气囊114进行充气和排气，在弹性气囊114与使用者脖颈接触的表面设置多个压力传感器(未在图中示出)，弹性控制模块113与压力传感器通讯连接，基于压力传感器的数据控制微型气泵112，以调整弹力的大小。弹性支撑结构11可以借助气囊充气后的柔性和弹性抬起使用者的下颌，以保证按摩效果。
25.毫米波雷达12选用英飞凌的xensiv雷达芯片，它是一种工作在60ghz的调频连续波雷达，非常适合测量由动脉脉冲所引起的皮肤表面的微小扰动，通过处理雷达信号，通过计算处理可以获取颈椎特定部位的心率和血压，结合心率信息和血压信息可以综合判断血液循环情况。
26.如图2-3所示，按摩单元13包括沿圆周间隔设置的浮动按摩子单元131和电刺激按摩子单元132，按摩单元13内部设置有模式控制模块133。浮动按摩子单元131包括浮动按摩组件1311和浮动按摩间距调节电机1312，浮动按摩组件1311包括按摩电机，在按摩电机的输出端通过联轴器经转接轴安装偏心轮，在偏心轮上设置带有若干个浮动按摩头的转盘，在工作时，通过按摩电机的输出端驱动联轴器连同转接轴一起旋转，再通过转接轴将旋转的动力传递给偏心轮，利用偏心轮将旋转的动力转化为往复运动的动力，再通过偏心轮将往复运动的动力传递给转盘，利用转盘带动浮动按摩头一起运动实现浮动按摩。浮动按摩间距调节电机1312用于调节浮动按摩组件1311与颈椎的间距，以保证浮动按摩组件与颈椎的紧密结合。电刺激按摩子单元132包括导电按摩组件1321和电刺激按摩间距调节电机1322，导电按摩组件1321包括接触板，在接触板内部固定安装脉冲导流导电块，在接触板底部固定安装硅胶块，脉冲导流导电块带动接触板对使用者的颈椎进行按摩，硅胶块的安装增加接触板与颈椎接触的贴合度和舒适度，电刺激按摩间距调节电机1322用于调节导电按摩组件1321与颈椎的间距，以保证导电按摩组件与颈椎的紧密结合。按摩单元13包括三种工作模式：(1)物理按摩模式，在该模式下，浮动按摩子单元与颈椎紧密结合，进行按摩；(2)电刺激按摩模式，在该模式下，电刺激按摩子单元与颈椎紧密结合，进行按摩；(3)混合按摩模式，在该模式下，浮动按摩子单元和电刺激按摩子单元同时与颈椎紧密结合，进行按摩。
27.控制模块14具有三种工作状态，分别为：(1)个性化按摩方案确定状态，在该状态下，先控制按摩单元13依次按照物理按摩模式、电刺激按摩模式和混合按摩模式进行工作，通过处理毫米波雷达的雷达信号获取使用者的血液循环情况，通过处理脑电信息获取使用者的情绪状态，结合血液循环情况和情绪状态选择最佳的按摩模式，随后，在选定的按摩模式下，逐步调节按摩强度、按摩间隔、以及按摩时长，再次结合血液循环情况和情绪状态选择最佳的按摩参数，生成适于当前使用者的个性化按摩方案；(2)常规按摩状态，在该状态下，毫米波雷达不进行工作，无需佩戴脑电采集装置，使用者选择提前设计好的按摩方案进行按摩；(3)自适应调节按摩状态，在该状态下，使用者先选择提前设计好的按摩方案进行
按摩，通过处理毫米波雷达的雷达信号获取使用者的血液循环情况，通过处理脑电信息获取使用者的情绪状态，结合血液循环情况和情绪状态自适应调节按摩状态，例如当血液循环情况不佳时，可以适当增大按摩强度，当使用者的情绪处于消极状态时，可以先降低按摩强度，或者延长按摩间隔，若调整后情绪状态没有发生改变，则改变按摩模式，直至情绪状态变化为积极状态。
28.相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
29.通过毫米波雷达实时监测颈椎处的血液循环情况，借助脑电信号实时监测使用者的情绪状态，结合血液循环情况和情绪状态进行按摩控制，能够制定出适于当前使用者的个性化按摩方案，自适应调节按摩状态，进一步提升按摩效果。
30.以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围。应当指出，对于本技术领域的技术人员，在不脱离本发明设计结构及原理的前提下对本发明方案所作的等同变化都视作本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种颈椎辅助按摩装置，其特征在于,所述颈椎辅助按摩装置包括按摩装置和脑电采集装置；所述按摩装置整体呈“u”字形，在所述按摩装置的端部设置弹性支撑结构，在两个弹性支撑结构之间间隔设置多个毫米波雷达和按摩单元，在所述按摩装置内部设置控制模块，所述控制模块分别与所述毫米波雷达、所述按摩单元和所述脑电采集装置进行通讯连接，基于毫米波雷达数据和脑电信号控制按摩单元。2.根据权利要求1所述的颈椎辅助按摩装置，其特征在于，所述脑电采集装置包括脑电帽、蓝牙通讯模块和电源，所述脑电帽上均匀分布有多个干电极，用于采集使用者的脑电信息，所述蓝牙通讯模块和所述电源均连接于所述脑电帽，所述蓝牙通讯模块将脑电信息传输给所述控制模块。3.根据权利要求2所述的颈椎辅助按摩装置，其特征在于，所述控制模块采用不同的带通滤波器处理信号，提取delta频段、theta频段、alpha频段、beta频段和gamma频段，同时选择5秒的数据提取其幅值、最大值和最小值，采用db小波对信号实现多层分解，采用ar功率谱分析方法对每一层信号分析其功率，采用独立成分分析法对所提取的特征波形进行降维处理，使用线性判别式分析算法对降维后的特征波形进行情感识别，判断使用者当前是消极状态，还是积极状态。4.根据权利要求1所述的颈椎辅助按摩装置，其特征在于，所述弹性支撑结构包括底座，在所述底座上设置弹性气囊，所述底座内部设置微型气泵和弹性控制模块，所述微型气泵连通所述弹性气囊和大气，用于对所述弹性气囊进行充气和排气。5.根据权利要求4所述的颈椎辅助按摩装置，其特征在于，在所述弹性气囊与使用者脖颈接触的表面设置多个压力传感器，所述弹性控制模块与所述压力传感器通讯连接，基于所述压力传感器的数据控制所述微型气泵，以调整弹力的大小。6.根据权利要求1所述的颈椎辅助按摩装置，其特征在于，所述毫米波雷达选用英飞凌的xensiv雷达芯片。7.根据权利要求1所述的颈椎辅助按摩装置，其特征在于，所述按摩单元包括沿圆周间隔设置的浮动按摩子单元和电刺激按摩子单元，在所述按摩单元内部设置模式控制模块。8.根据权利要求7所述的颈椎辅助按摩装置，其特征在于，所述浮动按摩子单元包括浮动按摩组件和浮动按摩间距调节电机，所述浮动按摩组件包括按摩电机，在所述按摩电机的输出端通过联轴器经转接轴安装偏心轮，在所述偏心轮上设置带有若干个浮动按摩头的转盘。9.根据权利要求7所述的颈椎辅助按摩装置，其特征在于，所述电刺激按摩子单元包括导电按摩组件和电刺激按摩间距调节电机，所述导电按摩组件包括接触板，在所述接触板内部固定安装脉冲导流导电块，在所述接触板底部固定安装硅胶块，所述脉冲导流导电块带动所述接触板对使用者的颈椎进行按摩。10.根据权利要求1-9中任一项所述的颈椎辅助按摩装置，其特征在于，所述控制模块具有三种工作状态，分别为：(1)个性化按摩方案确定状态，在该状态下，先控制按摩单元依次按照物理按摩模式、电刺激按摩模式和混合按摩模式进行工作，通过处理毫米波雷达的雷达信号获取使用者的血液循环情况，通过处理脑电信息获取使用者的情绪状态，结合血液循环情况和情绪状态选择最佳的按摩模式，随后，在选定的按摩模式下，逐步调节按摩强
度、按摩间隔、以及按摩时长，再次结合血液循环情况和情绪状态选择最佳的按摩参数，生成适于当前使用者的个性化按摩方案；(2)常规按摩状态，在该状态下，毫米波雷达不进行工作，无需佩戴脑电采集装置，使用者选择提前设计好的按摩方案进行按摩；(3)自适应调节按摩状态，在该状态下，使用者先选择提前设计好的按摩方案进行按摩，通过处理毫米波雷达的雷达信号获取使用者的血液循环情况，通过处理脑电信息获取使用者的情绪状态，结合血液循环情况和情绪状态自适应调节按摩状态。

技术总结
本发明提出一种颈椎辅助按摩装置，颈椎辅助按摩装置包括按摩装置和脑电采集装置，按摩装置整体呈“U”字形，在按摩装置的端部设置弹性支撑结构，在两个弹性支撑结构之间间隔设置多个毫米波雷达和按摩单元，在按摩装置内部设置控制模块，控制模块分别与毫米波雷达、按摩单元和脑电采集装置进行通讯连接，基于毫米波雷达数据和脑电信号控制按摩单元。本发明设置毫米波雷达和脑电采集装置，实时监测使用者的血液循环情况和情绪状态，结合血液循环情况和情绪状态进行按摩控制。情绪状态进行按摩控制。情绪状态进行按摩控制。


技术研发人员：田井梅 张玉梅 何永琴 李玉
受保护的技术使用者：中国人民解放军陆军军医大学第二附属医院
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/8/6