智能按摩椅调速系统设计毕业设计
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本文介绍了基于AT89C51单片机的按摩椅调速系统的软硬件设计方法。该系统接收到信号后，转化成步进电机的步进脉冲，然后通过单片机控制器驱动步进电机旋转，以带动丝杆传动系统，进而控制进步电机运动。通过按键，用户可以让按摩机工作在最具舒适的按摩工作方式和振动速度上；利用蜂鸣器来告警或提示按摩完成；利用发光二极管显示当前的工作状态。此按摩椅具有显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，具有广阔的市场前景。
This article describes AT89C51microcontrollerMassage Chair method of speedcontrolsystemofhardware and software.The system is that the signal is received, and turning them into stepper motor step-by-step pulse, and then click the controller drive a stepper motor to turn screw drive system, which controls motor motion progress. By key, users can leave a massage in one of the most comfortable massage work on speed and vibration; using a buzzer to alert or prompt massages complete; work using light-emitting diode displays the current status.This massage has a visual display, versatile, circuit simplicity, low cost and many other advantages, and has broad market prospects.
摘要
按摩椅是根据物理学，仿生学学，生物电学、中医学以及多年临床实践而研制开发出的新一代保健器材。本设计所选择的是电子按摩器中的震动按摩椅，利用单片机PWM控制直流步进电机的转速，从而控制震动的快慢和幅度。步进电机是一种将脉冲信号转换成直线位移或角位移的控制微电机，其机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例。它易于实现与计算机或其它数字元件接口，适用于数字控制系统。
根据我国的中医经典理论，按摩能调解阴阳平衡，疏通气血经络，而且还能够活血化瘀、强身壮骨、调整脏腑、增强人体抗病能力等。通过不同的按摩手法，能够达到平衡阴阳、疏通气血、平和脏腑、旺盛正气，使邪气不得侵袭。故对儿童正常发育，青年健康成长，中老年人防止早衰具有独特的功效、尤其对从事伏案工作、商业 、广告业、贸易及汽车驾驶人员 ( 因长期缺乏锻炼而引起的倦怠无力，饮食障碍及颈、肩、背、腰 等部位的酸痛 ) 疗效显著，且无任何副作用；
近年来，随着科学技术的不断发展，人们的生活水平也发生了翻天覆地的变化：但越来越多的物质诱惑使得我国目前的“亚健康”人群的比重已达到70%左右，超过了9亿人。所谓亚健康，通俗一点讲就是指在健康与不健康之间的中问状态。那何为健康呢?1948年世界卫生组织指出：人不但要没有疾病，而且要没有缺陷，同时还要有良好的生理、心理状态，以及社会适应能力。如此看来，现代人的健康状态很不乐观。而利用推拿按摩进行保健和治疗，是我国医学的传统项目，而随着具有保健治疗功能的各种按摩器具如按摩椅、脚部按摩器、按摩床、按摩垫等因对缓解疲劳、消除亚健康效果显著，备受处于亚健康生活状态的消费者欢迎。臣大的需求与发展空间，使得我国的各种类型的家用按摩器具发展势头正劲，市场需求旺盛，已成为健康产品的一新的增长点。除了传统的人工按摩外，按摩器具在现代人体闲保健生活中起着越来越重要的作用。按摩器具不仅突破了传统人工按摩空间的限制，让人们有一个物美价廉的“家庭按摩师”，而且蕴涵着高新科技，使消费者能享受到高端技术带来的健康与舒适。
按摩椅的原理是利用机械的滚动力作用和机械力挤压来进行按摩。人工推拿按摩能够疏通经络，使气血循环，保持机体的阴阳平衡，所以按摩后可感到肌肉放松、关节灵活，使人精神振奋、消除疲劳，对保证身体健康有重要作用。对正常人来说，人工按摩能增强人体的自然抗病能力，取得保健效果。但按摩椅的机械按摩与人工按摩是不同的，按摩椅虽有几个触点，但不能选穴、点穴和进行类似人工推拿的动作，只是模仿人“揉”、“捏”的动作，如图1所示。因此，按摩椅只能消除疲劳、减轻不适，起到放松作用，不会有治疗作用，而且它的力道不易控制，力道小时，作用不大，力道大时则会使肌肉疼痛。使用按摩椅要调整椅子按摩的力度，因为用力过小起不到应有的刺激作用，过大易产生疲劳，且损伤皮肤，按摩力量和次数要由少到多，由轻渐重。要使用按摩椅掌握好按摩的时间，每次以20分钟为宜，最好பைடு நூலகம்晚各一次，如清晨起床后和临睡前。因此为按摩椅市场提供一款结构简单、功能多样、经济实惠的智能化按摩椅显得十分必要。
关键词：按摩椅；单片机 ；PWM；步进电机
Title：Design of speed regulating system of intelligent
Massage Chair
Abstract
Massager chair is based on physics, bionics, bio-electricity, medicine and clinical practice for many years and developed a new generation of health-care equipment. The design was chosen by the vibration in the electronic massagechair, use of microcontroller PWM control DC motor speed to control the speed and magnitude of vibration.Stepper motor is apulsed signal conversion into linear or angular displacement control of micro-motor，its mechanical angular displacement and speed separately and entered motor winding is proportional to the number of pulses and pulse frequency.It is easy to realize and the computer or other digital part connections, is suitable to the numerical control system.
按摩是我国古代中医养生保健方法之一，它通过对身体各处的轻柔，达到行气活血、祛病强身的目的。其中人工按摩是最受欢迎的消除疲劳的一种途径，但在外接受按摩，需要花费大量的时间和金钱，普通收入的人群很难承受；选择在家中完成，又因需要配合和手法力度未必到位等客观因素制约而难以达到预期效果，甚至可能带来副作用。为此，近年来，国内外相关企业花费大量人力、物力和财力，开发出各种代替人工按摩的按摩器具，如：按摩椅、脚部按摩器、按摩垫、按摩床、手持式按摩器、气血循环机(生氧机)及足浴按摩椅等。
我国设计和制造的按摩器具在功能、性能上已达到了国际先进的水平，并成为世界出口量较大的国家。据权威部门统计，目前全国生产和经营按摩器具的企业有1786家，出口销售额达千万美元的有14家，达百万美元的有172家，全国从业人员超过20万。中国按摩器具的出口量越来越大，品种越来越多，2008年，我国按摩器具出口额达10．47亿美元，其中加工贸易2．73亿美元，因受金融危机的影响，同比仅增长8．9％，出口金额增幅明显回落。预计随着全球经济复苏，我国按摩器具的出口金额年均增长率仍可恢复到15～20%的较高水平。至2012年，按摩器具市场规模预计达到81．47亿美元[2]。
Key Words：Massage Chair ；Monolithic integrated circuit； PWM ；
Stepper Motor
1 绪 论
1.1选题背景
按摩是通过手法作用于人体的肌表，以调整人体的生理、病理状态，从而达到治病和保健的作用。其作用原理与各种手法有密切关系，是依据祖国医学中的经络学说。经络贯通于人体内外、上下联络脏腑，贯通九窍，是气血运行的途径，也是津液输布的网络。经络壅阻，人体气血不畅，阴阳失调，就会产生疲劳和病变。
大量科学研究实践证明，各种按摩手法是由各种动作所产生的力在机体上引起的一系列反应，人体接受按摩以后，能使大小循环系统畅通、血流丰富、改善血液循环，加速人体各器官组织的新陈代谢、消除疲劳、解除病痛，具有延年益寿之功效。
随着社会经济的发展、生活节奏的加快以及工作压力的增大，人们对健康越来越关注，由于家庭和办公室里个人电脑的普遍使用，导致肩部僵硬成为常见病。按摩椅这种依据按摩原理而产生的保健器械越来越得到人们的亲睐，作为一种可以在短时间内缓解身体疲劳、放松神经的保健器械，得到广大消费者的喜爱，而且越来越普遍地进入寻常百姓家中。人疲倦了，坐上按摩椅，听听音乐松弛神经，这就是科学的休息。对于长时间坐着工作和学习的人来说，按摩令血液循环通畅，改善腰酸背痛及预防病症，还能提高睡眠质量，改善姿势及锻炼健康身体。
图1.1按摩椅功能图
1.2 按摩椅的发展状况
按摩又称推拿，是一种古老的医治疾病的方法，远在两千余年前的春秋战国时期，按摩疗法就被广泛应用于医疗实践，以脏像经络理论为指导，根据不同的病情，在人体一定部位或穴位上运用不同的手法以疏通经络、畅通血气、调节脏腑功能，从而起到保健与治疗作用。按摩分为医疗按摩和保健按摩。医疗按摩是应用按摩手法以治疗疾病为目的的物理方法；保健按摩是运用按摩手法以达到防病健身、休闲娱乐和巩固疗效之目的的方法。
按摩器具是指通过机械、电子以及电热的技术方法产生模拟人手的各种按摩、揉捏、锤打以及电热等刺激人体某些穴位，以消除疲劳并起到定保健作用的电动器具。按摩器具最早起源于日本，后在欧洲、北美等发达国家兴起，上世纪九十年代引进中国，经过短短的十几年，现已发展成为集设计、生产、销售和服务为一体的庞大的产业链，中国设计和制造的按摩器具在功能、性能上已达到了国际先进的水平，并成为世界出口量较大的国家。据统计，2008年，全球按摩器具市场规模约56亿美元。其中，美国按摩器具市场容量约为13．8亿美元；亚洲按摩器具市场容量约为20.2亿美元；欧洲按摩器具市场容量约为15.9亿美元；大洋洲按摩器具市场容量约为1.l亿美元。2008年，全球按摩椅的市场容量约为16亿美元。2009年全球按摩器具市场仍有望保持稳定小幅增长，但受金融危机影响，增幅会出现回落态势。预计随着全球经济复苏，我国按摩器具的出口金额年均增长率仍可恢复到15-20%的较高水平。到2012年，全球按摩椅的市场规模将达到33亿美元。对国外市场的调研报告表明，日本仅按摩椅市场每年销售量就高达60万台，销售额约80亿人民币，由此可见该类产品的市场需求量之大。
现代西医则认为，按摩不但可以调整内分泌、加强胃肠蠕动、拨离组织粘连、缓和复位等作用，而且具有调节大脑皮层、皮质功能，使大脑神经产生冲动，进而达到兴奋或抑制神经作用。
我国传统中医认为，经络在人体内有运行血气，沟通内外，联络脏腑，贯穿上下的作用。人体通过经络系统把各个组织器官连成一个有机整体，以进行正常的生命活动。按摩治病，就是根据脏腑经络、营卫气血等学说，并视疾病发生的不同病因和症状，运用不同的补泻手法，以柔和、轻按之劲，按穴道，走经络，以改善经络的功能活动和调节卫气营血，并通过经络的传导作用，调整脏腑组织器官的功能，从而扶正气、祛邪气，达到治疗疾病的目的[1]。
This article describes AT89C51microcontrollerMassage Chair method of speedcontrolsystemofhardware and software.The system is that the signal is received, and turning them into stepper motor step-by-step pulse, and then click the controller drive a stepper motor to turn screw drive system, which controls motor motion progress. By key, users can leave a massage in one of the most comfortable massage work on speed and vibration; using a buzzer to alert or prompt massages complete; work using light-emitting diode displays the current status.This massage has a visual display, versatile, circuit simplicity, low cost and many other advantages, and has broad market prospects.
摘要
按摩椅是根据物理学，仿生学学，生物电学、中医学以及多年临床实践而研制开发出的新一代保健器材。本设计所选择的是电子按摩器中的震动按摩椅，利用单片机PWM控制直流步进电机的转速，从而控制震动的快慢和幅度。步进电机是一种将脉冲信号转换成直线位移或角位移的控制微电机，其机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例。它易于实现与计算机或其它数字元件接口，适用于数字控制系统。
根据我国的中医经典理论，按摩能调解阴阳平衡，疏通气血经络，而且还能够活血化瘀、强身壮骨、调整脏腑、增强人体抗病能力等。通过不同的按摩手法，能够达到平衡阴阳、疏通气血、平和脏腑、旺盛正气，使邪气不得侵袭。故对儿童正常发育，青年健康成长，中老年人防止早衰具有独特的功效、尤其对从事伏案工作、商业 、广告业、贸易及汽车驾驶人员 ( 因长期缺乏锻炼而引起的倦怠无力，饮食障碍及颈、肩、背、腰 等部位的酸痛 ) 疗效显著，且无任何副作用；
近年来，随着科学技术的不断发展，人们的生活水平也发生了翻天覆地的变化：但越来越多的物质诱惑使得我国目前的“亚健康”人群的比重已达到70%左右，超过了9亿人。所谓亚健康，通俗一点讲就是指在健康与不健康之间的中问状态。那何为健康呢?1948年世界卫生组织指出：人不但要没有疾病，而且要没有缺陷，同时还要有良好的生理、心理状态，以及社会适应能力。如此看来，现代人的健康状态很不乐观。而利用推拿按摩进行保健和治疗，是我国医学的传统项目，而随着具有保健治疗功能的各种按摩器具如按摩椅、脚部按摩器、按摩床、按摩垫等因对缓解疲劳、消除亚健康效果显著，备受处于亚健康生活状态的消费者欢迎。臣大的需求与发展空间，使得我国的各种类型的家用按摩器具发展势头正劲，市场需求旺盛，已成为健康产品的一新的增长点。除了传统的人工按摩外，按摩器具在现代人体闲保健生活中起着越来越重要的作用。按摩器具不仅突破了传统人工按摩空间的限制，让人们有一个物美价廉的“家庭按摩师”，而且蕴涵着高新科技，使消费者能享受到高端技术带来的健康与舒适。
按摩椅的原理是利用机械的滚动力作用和机械力挤压来进行按摩。人工推拿按摩能够疏通经络，使气血循环，保持机体的阴阳平衡，所以按摩后可感到肌肉放松、关节灵活，使人精神振奋、消除疲劳，对保证身体健康有重要作用。对正常人来说，人工按摩能增强人体的自然抗病能力，取得保健效果。但按摩椅的机械按摩与人工按摩是不同的，按摩椅虽有几个触点，但不能选穴、点穴和进行类似人工推拿的动作，只是模仿人“揉”、“捏”的动作，如图1所示。因此，按摩椅只能消除疲劳、减轻不适，起到放松作用，不会有治疗作用，而且它的力道不易控制，力道小时，作用不大，力道大时则会使肌肉疼痛。使用按摩椅要调整椅子按摩的力度，因为用力过小起不到应有的刺激作用，过大易产生疲劳，且损伤皮肤，按摩力量和次数要由少到多，由轻渐重。要使用按摩椅掌握好按摩的时间，每次以20分钟为宜，最好பைடு நூலகம்晚各一次，如清晨起床后和临睡前。因此为按摩椅市场提供一款结构简单、功能多样、经济实惠的智能化按摩椅显得十分必要。
关键词：按摩椅；单片机 ；PWM；步进电机
Title：Design of speed regulating system of intelligent
Massage Chair
Abstract
Massager chair is based on physics, bionics, bio-electricity, medicine and clinical practice for many years and developed a new generation of health-care equipment. The design was chosen by the vibration in the electronic massagechair, use of microcontroller PWM control DC motor speed to control the speed and magnitude of vibration.Stepper motor is apulsed signal conversion into linear or angular displacement control of micro-motor，its mechanical angular displacement and speed separately and entered motor winding is proportional to the number of pulses and pulse frequency.It is easy to realize and the computer or other digital part connections, is suitable to the numerical control system.
按摩是我国古代中医养生保健方法之一，它通过对身体各处的轻柔，达到行气活血、祛病强身的目的。其中人工按摩是最受欢迎的消除疲劳的一种途径，但在外接受按摩，需要花费大量的时间和金钱，普通收入的人群很难承受；选择在家中完成，又因需要配合和手法力度未必到位等客观因素制约而难以达到预期效果，甚至可能带来副作用。为此，近年来，国内外相关企业花费大量人力、物力和财力，开发出各种代替人工按摩的按摩器具，如：按摩椅、脚部按摩器、按摩垫、按摩床、手持式按摩器、气血循环机(生氧机)及足浴按摩椅等。
我国设计和制造的按摩器具在功能、性能上已达到了国际先进的水平，并成为世界出口量较大的国家。据权威部门统计，目前全国生产和经营按摩器具的企业有1786家，出口销售额达千万美元的有14家，达百万美元的有172家，全国从业人员超过20万。中国按摩器具的出口量越来越大，品种越来越多，2008年，我国按摩器具出口额达10．47亿美元，其中加工贸易2．73亿美元，因受金融危机的影响，同比仅增长8．9％，出口金额增幅明显回落。预计随着全球经济复苏，我国按摩器具的出口金额年均增长率仍可恢复到15～20%的较高水平。至2012年，按摩器具市场规模预计达到81．47亿美元[2]。
Key Words：Massage Chair ；Monolithic integrated circuit； PWM ；
Stepper Motor
1 绪 论
1.1选题背景
按摩是通过手法作用于人体的肌表，以调整人体的生理、病理状态，从而达到治病和保健的作用。其作用原理与各种手法有密切关系，是依据祖国医学中的经络学说。经络贯通于人体内外、上下联络脏腑，贯通九窍，是气血运行的途径，也是津液输布的网络。经络壅阻，人体气血不畅，阴阳失调，就会产生疲劳和病变。
大量科学研究实践证明，各种按摩手法是由各种动作所产生的力在机体上引起的一系列反应，人体接受按摩以后，能使大小循环系统畅通、血流丰富、改善血液循环，加速人体各器官组织的新陈代谢、消除疲劳、解除病痛，具有延年益寿之功效。
随着社会经济的发展、生活节奏的加快以及工作压力的增大，人们对健康越来越关注，由于家庭和办公室里个人电脑的普遍使用，导致肩部僵硬成为常见病。按摩椅这种依据按摩原理而产生的保健器械越来越得到人们的亲睐，作为一种可以在短时间内缓解身体疲劳、放松神经的保健器械，得到广大消费者的喜爱，而且越来越普遍地进入寻常百姓家中。人疲倦了，坐上按摩椅，听听音乐松弛神经，这就是科学的休息。对于长时间坐着工作和学习的人来说，按摩令血液循环通畅，改善腰酸背痛及预防病症，还能提高睡眠质量，改善姿势及锻炼健康身体。
图1.1按摩椅功能图
1.2 按摩椅的发展状况
按摩又称推拿，是一种古老的医治疾病的方法，远在两千余年前的春秋战国时期，按摩疗法就被广泛应用于医疗实践，以脏像经络理论为指导，根据不同的病情，在人体一定部位或穴位上运用不同的手法以疏通经络、畅通血气、调节脏腑功能，从而起到保健与治疗作用。按摩分为医疗按摩和保健按摩。医疗按摩是应用按摩手法以治疗疾病为目的的物理方法；保健按摩是运用按摩手法以达到防病健身、休闲娱乐和巩固疗效之目的的方法。
按摩器具是指通过机械、电子以及电热的技术方法产生模拟人手的各种按摩、揉捏、锤打以及电热等刺激人体某些穴位，以消除疲劳并起到定保健作用的电动器具。按摩器具最早起源于日本，后在欧洲、北美等发达国家兴起，上世纪九十年代引进中国，经过短短的十几年，现已发展成为集设计、生产、销售和服务为一体的庞大的产业链，中国设计和制造的按摩器具在功能、性能上已达到了国际先进的水平，并成为世界出口量较大的国家。据统计，2008年，全球按摩器具市场规模约56亿美元。其中，美国按摩器具市场容量约为13．8亿美元；亚洲按摩器具市场容量约为20.2亿美元；欧洲按摩器具市场容量约为15.9亿美元；大洋洲按摩器具市场容量约为1.l亿美元。2008年，全球按摩椅的市场容量约为16亿美元。2009年全球按摩器具市场仍有望保持稳定小幅增长，但受金融危机影响，增幅会出现回落态势。预计随着全球经济复苏，我国按摩器具的出口金额年均增长率仍可恢复到15-20%的较高水平。到2012年，全球按摩椅的市场规模将达到33亿美元。对国外市场的调研报告表明，日本仅按摩椅市场每年销售量就高达60万台，销售额约80亿人民币，由此可见该类产品的市场需求量之大。
现代西医则认为，按摩不但可以调整内分泌、加强胃肠蠕动、拨离组织粘连、缓和复位等作用，而且具有调节大脑皮层、皮质功能，使大脑神经产生冲动，进而达到兴奋或抑制神经作用。
我国传统中医认为，经络在人体内有运行血气，沟通内外，联络脏腑，贯穿上下的作用。人体通过经络系统把各个组织器官连成一个有机整体，以进行正常的生命活动。按摩治病，就是根据脏腑经络、营卫气血等学说，并视疾病发生的不同病因和症状，运用不同的补泻手法，以柔和、轻按之劲，按穴道，走经络，以改善经络的功能活动和调节卫气营血，并通过经络的传导作用，调整脏腑组织器官的功能，从而扶正气、祛邪气，达到治疗疾病的目的[1]。