減肥按摩裝置的設(shè)計(jì)

郭春超，趙曉磊

1吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院；2吉林醫(yī)藥學(xué)院

減肥按摩裝置的設(shè)計(jì)

郭春超1，趙曉磊2

1吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院；2吉林醫(yī)藥學(xué)院

本文以STC89C52單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)一個(gè)具有振動(dòng)、熱敷與磁療為一體的便攜式減肥按摩裝置。本設(shè)計(jì)可產(chǎn)生2Hz～20Hz的低頻振動(dòng)，低、中、高三個(gè)檔位的加熱以及磁脈沖，通過PWM技術(shù)產(chǎn)生低頻的按摩振動(dòng)，同時(shí)配合熱敷功能與變化磁場作用使皮下微血管擴(kuò)張，加速血液流動(dòng)，促進(jìn)新陳代謝與脂肪分解，起到減肥美容的作用，具有很強(qiáng)的競爭優(yōu)越性。

減肥；按摩；低頻振動(dòng)；磁療

引言

隨著當(dāng)今人們生活水平的不斷提高，肥胖成為了困擾人們的一大難題。現(xiàn)代醫(yī)療科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展以及人們對(duì)于健康生活理念的提高，促使市面上出現(xiàn)了很多“甩脂機(jī)”。經(jīng)調(diào)查這些減肥儀器所使用的高頻振動(dòng)非但效果不理想，同時(shí)還會(huì)對(duì)人的骨骼、關(guān)節(jié)造成損傷[1]。在便攜性上，由于市面上多數(shù)減肥儀器為腳踏式或腰帶式，不可隨身攜帶，因此不能為消費(fèi)者提供隨時(shí)隨地的減肥理療[2]。這也是許多工作忙碌的肥胖人群無法長期堅(jiān)持理療，最終導(dǎo)致效果不理想或出現(xiàn)反彈的主要原因之一。因此需要一款可解決上述問題的減肥按摩裝置。

1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)主要電路由電源電路、LCD1602顯示電路、振動(dòng)電路、電磁電路、加熱電路、單片機(jī)等組成。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。

圖1 -1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖

圖2 -1系統(tǒng)軟件整體流程圖

圖2 -2主程序流程圖圖2-3液晶顯示流程圖

電源電路：從USB接口接入手機(jī)充電寶，輸出5V電源，為單片機(jī)、振動(dòng)電路、加熱電路、電磁電路和顯示電路供電。

顯示電路：選用LCD1602液晶來顯示信息。

振動(dòng)電路：通過振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)，作用于人體。使用單片機(jī)控制PWM空占比調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速起到不同的按摩功效。

電磁電路：使用電磁線圈產(chǎn)生變化磁場，用于磁療功能實(shí)現(xiàn)[3]。

加熱電路：由單片機(jī)控制，接通后由發(fā)熱片產(chǎn)熱實(shí)現(xiàn)熱敷功能。并配合熱敏元件與單片機(jī)對(duì)熱敷溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

單片機(jī)：采用STC89C52單片機(jī)控制振動(dòng)模塊、加熱模塊、電磁振蕩的開啟與關(guān)斷，以及轉(zhuǎn)速與溫度的調(diào)節(jié)[4]。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)由單片機(jī)內(nèi)程序控制PWM空占比來調(diào)節(jié)振動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速從而改變振動(dòng)頻率，并控制加熱溫度的檔位和磁脈沖的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)所需功能。該系統(tǒng)軟件整體的流程圖如圖2-1所示。

2.1 程序整體結(jié)構(gòu)

單片機(jī)程序由主程序、按鍵掃描程序、液晶顯示程序、電機(jī)調(diào)速程序等四個(gè)程序單元組成。主程序主要完成各單元程序的初始化和調(diào)用；電機(jī)調(diào)速程序?yàn)檎駝?dòng)電路提供不同占空比的高電平，從而控制振動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速；按鍵掃描程序掃描到有按鍵按下時(shí)，便執(zhí)行相應(yīng)功能，經(jīng)單片機(jī)處理輸出控制信號(hào)，控制各功能電路工作，液晶顯示程序顯示信息。

2.2 系統(tǒng)主程序

主程序是系統(tǒng)程序的控制核心，它決定了單片機(jī)各程序單元的運(yùn)行流程并綜合控制各程序單元以保證系統(tǒng)的正常工作，主程序流程圖如圖2-2所示。系統(tǒng)從主程序開始運(yùn)行，關(guān)閉看門狗以保證程序正常運(yùn)行。初始化后，開始掃描是否有按鍵按下。若有按鍵按下，程序進(jìn)入按鍵掃描子程序，根據(jù)按下的按鍵，判斷并執(zhí)行電機(jī)調(diào)速等相應(yīng)的功能，并顯示當(dāng)前工作狀態(tài)。否則，則一直執(zhí)行掃描程序。

2.3 液晶顯示程序

LCD1602液晶顯示程序流程圖如圖2-3所示。初始化液晶目的是配置液晶工作模式；將顯示數(shù)據(jù)送緩沖區(qū)目的是確保傳送數(shù)據(jù)的快速性和延續(xù)性；設(shè)置行、列地址目的是確定數(shù)據(jù)顯示位置；查忙碌用來確保傳送數(shù)據(jù)不發(fā)生錯(cuò)誤，當(dāng)忙碌時(shí)則繼續(xù)查忙碌進(jìn)行等待，當(dāng)不忙時(shí)則寫顯示數(shù)據(jù)。

2.4 電機(jī)調(diào)速程序

電機(jī)調(diào)速程序的功能是通過產(chǎn)生不同脈寬的直流電脈沖來控制振動(dòng)電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。由于STC89C52單片機(jī)自身沒有PWM接口，因此程序采用軟件模擬PWM，使用定時(shí)器0中斷產(chǎn)生脈沖，設(shè)定PWM_T為占空比控制變量控制占空比，用P1口輸出控制振動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速。

3 小結(jié)

本文設(shè)計(jì)了一款以STC89C52單片機(jī)為控制核心的減肥按摩裝置，本裝置包含硬件電路、軟件程序兩部分內(nèi)容。通過調(diào)節(jié)振動(dòng)按鍵，可使裝置產(chǎn)生2Hz～20Hz的低頻振動(dòng)；通過調(diào)節(jié)加熱按鍵，可使裝置產(chǎn)生低、中、高三檔的熱敷溫度；按下電磁按鍵可產(chǎn)生電磁脈沖。經(jīng)測試，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了大部分預(yù)期的功能。與傳統(tǒng)減肥按摩器相比，本裝置具有操作簡單、體積小、功耗低、成本低、工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。

[1]楊孝文.低頻震動(dòng),減肥壯骨[J].新世紀(jì)周刊,2007,11（11）：151.

[2]王艷,姚世春,等.甩脂機(jī)減肥遭質(zhì)疑不瘦身反可能傷身[J].健康博覽,2006,09（01）：04-07.

[3]任超學(xué),強(qiáng)大平,等.手法與磁場治療腰肌勞損療效觀察[J].陜西中醫(yī),2014,09（05）：1182-1184.

[4]王新宇.基于中醫(yī)理論的熱磁復(fù)合理療儀研究[D].河北：燕山大學(xué),2006：17-22.

郭春超（1986-），男，吉林省長春市人，本科，吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院工程師，研究方向?yàn)獒t(yī)療儀器管理與維護(hù)。