李亦滔

摘 要 本文总结了按摩器具产品输入功率检测方法，剖析了以按摩椅为实例的内部结构和功能，建立了按摩椅输入功率检测模型并在实验室搭建试验平台，开展按摩椅不同功能模式的输入功率测量，确定最不利的功能模式，最终得到切实可行的按摩器具产品输入功率检测方法，为相关部门和机构开展出口按摩器具产品输入功率检测提供更为精准的方法。

关键词 按摩器具；输入功率；检测

Detection Research on Input Power of Exported Massage Equipment Products

LI Yi-Tao ¹

Abstract This article first summarized the detection methods for input power of massage equipment products.Then it analyzed the internal structure and functions of the massage chair as an example, and established a detection model input power of massage chairs. Basing on a testing platform in the laboratory, it measured the input power of different functional modes of massage chairs and determined the most unfavorable functional mode. Finally, a practical and feasible detection method for input power of massage equipment products was gained. The research in this paper aimed to provide more accurate input power detection methods for exported massage equipment products for customs supervision personnel.

Keywords massage equipment products; input power; test

近年来，按摩器具产品在小家电领域迅速崛起，成为市场关注的焦点，同时也是出口的主要家电产品。福建宁德是我国按摩器具主产地，根据产品形态与功能特性的差异，按摩器具主要涵盖按摩椅、按摩垫、按摩锤、足底按摩器以及足浴盆等类别。其核心功能模块包括振动、揉捏、挤压、敲击和热敷等，同时结合了蓝牙音频传输、语音控制等智能化技术，显著提升了产品的实用性与用户体验。

为确保按摩器具的安全性和可靠性，其实际输入功率必须严格限定在额定功率的允许波动区间内，有助于用户依据额定参数选择适配的供电电源，从而有效规避因功率偏差过大而引发的安全隐患^[1]。在相关检测及研究工作中发现，按摩器具在输入功率方面存在有待改进的方面，主要表现为标识额定功率不足及输入功率负偏差较大等。因此，精确测量输入功率对消费者选择适配供电设备及企业满足技术标准至关重要，直接影响产品安全性与市场竞争力。

当前，按摩器具行业正处于快速发展阶段，产品结构与功能设计日趋复杂，这对研发、生产及检测人员的技术水平提出了更高要求^[2]。作为一种新兴家电品类，按摩器具通常整合了电动驱动、电热组件及声光模块，并支持多种按摩模式，导致其输入功率呈现非稳态波动特征^[3]。此外，按摩器具是否带PTC发热元件^[4]、是否带有周期性波动^[5]、是否具有代表性期间^[6]、是否脉冲做功^[7]等复杂结构设计以及多种功能模式对其输入功率特性产生了显著影响。因此，按摩器具处于哪种功能模式下测量输入功率值才能更准确值得深入研究。

本文以按摩椅为例，研究哪种功能模式最耗能，即最不利功能模式，开展按摩器具输入功率值测量。首先剖析按摩椅的内部结构以及功能模式，然后建立按摩椅输入功率检测模型，接着搭建输入功率值测量试验平台，开展测试和数据分析，最终得出一套较完整的按摩器具输入功率检测方法。

1 按摩器具输入功率检测方法

出口按摩器具输入功率作为安全性能的检测项目，应满足国际标准IEC 60335-1: 2020^[8]和IEC 60335-2-32: 2024^[9]的要求。在IEC 60335-1标准中10.1条款规定，所有能同时工作的电路都处于工作状态；器具按额定电压供电；器具在正常工作状态。如果输入功率在整个工作周期是变化的，则按一个具有代表性期间出现的输入功率的平均值作为输入功率。

目前，大多数按摩器具的输入功率测量方法主要包括以下3种：（1）直接读取法，输入功率相对稳态，读取设备运行稳定后的瞬时功率值。（2）积分均值法，通过采集产品电路中的电流与电压波形数据，或是计算整个工作周期的输入功率算术平均值作为实测值，或是对整个工作周期进行时间积分运算，从而精确计算输入功率总值。该方法将测量过程划分为多个连续时间区间，分别计算各区间内的功率值，并通过累加获得总输入功率。（3）期间选择法，为了降低积分均值法，国际标准IEC 60335-1: 2020中对输入功率检测的补充要求，引入“10%数据表规则”，输入功率的测试方法也有了新的规定，重新定义了输入功率的测试方法，主要通过识别代表性期间和计算大功率时间来判断输入功率值。测试方法和对应特征^[3]，见表 1。

2 按摩椅内部结构及功能

作为按摩器具的典型产品，按摩椅是一种基于电动机和气泵驱动的设备，通过按摩头、滚轮及气囊等组件对人体特定部位实施按压、揉捏和敲击等动作，从而实现模拟人工按摩的效果。其核心功能是通过机械运动为用户提供放松与舒缓的体验。

2.1 按摩椅内部结构

推杆装置通过直流电机作为动力，按摩椅通过连杆结构驱动推杆（或套筒）实现直线运动。通常一台按摩椅配备2套基于直流电机的推杆装置，以确保按摩动作的精准性与协调性，实现零重力（包括靠背和小腿升降功能）。电动推杆内部配置行程开关，用于精确调控推杆的往复运动。其设计集成了额定推力过载保护机制与行程调节功能，以确保运行过程中的安全性与可调节性。制造阶段已对推杆的额定推力和行程范围（即宽度、定点附加功能）进行预设，从而满足特定的性能设计标准。

机芯作为按摩椅靠背的关键部件，可分为二维和三维两种类型。二维机芯配置2组共4个按摩轮（亦称按摩头、按摩球或揉捏头），支持X轴（左右）和Y轴（上下）双向运动；三维机芯则在二维基础上增加了Z轴（前后）方向的运动能力。机芯的各向运动由电动机轴伸端的皮带轮驱动，通过多楔带或同步带传递至齿轮减速器或蜗轮蜗杆减速器实现。二维机芯的靠背内集成揉捏电机、敲击电机及上下行走电机，而三维机芯额外增设一台顶出电机，以实现前后移动功能，使按摩轮更加紧密贴合人体后背。机芯的升降功能可通过多种传动装置实现，包括丝杆与螺母的相对运动、齿轮与齿条的啮合传动，以及链条与链轮的组合传动。这些装置为机芯提供了稳定且精准的垂直运动控制。

气弹簧装置集成了支撑、缓冲、制动以及高度与角度调节等多种功能^[10]。依据其特性与适用领域，气弹簧亦可称为支撑杆、调角器、气压棒或阻尼器。其工作原理基于密闭腔体内充入的惰性气体或油气混合物。气弹簧能够同时承受径向与轴向载荷，并具备一定的扭矩传递能力。通过调整内部压力，即气囊力度，可灵活调节其承载性能，以适应不同的应用需求。

按摩椅内部需要若干个直流机，实现按摩手法、功能较齐全按摩椅的直流机，见表2。

2.2 按摩椅主要功能

目前市场上的按摩椅按摩模式主要包括：自动模式（休闲、强力、摇摆、舒展、睡眠等）、手动功能（揉捏、敲击、推拿、叩击、指压、揉敲等）以及附加功能（足底揉搓、零重力、腰背热敷、宽度、定点、气囊力度、机芯速度等）。其中，自动模式由手动功能与附加功能的组合固定程序完成。

表2 按摩椅内部直流机

Table 2 Internal DC machines of massage chair

揉捏功能通过皮带传动减速后，经由蜗轮蜗杆进一步减速，驱动机芯主轴上的偏心轮旋转。偏心轮偏心面的运动轨迹沿揉捏轴线产生往复摆动，从而带动揉捏臂实现左右运动的揉捏动作，与揉敲功能类似，区别于增加前后击打动作。

敲击功能通过皮带减速系统驱动敲击传动轴旋转，通常由斜齿轮减速机构实现动力传递。敲击传动轴上的偏心曲轴通过往复运动拉动与揉捏臂连接的球头万向杆，从而使揉捏臂绕主轴轴线产生周期性摆动，带动按摩轮产生前后间歇点动的敲击动作，与叩击功能类似，区别于击打的频率和力度。

推拿功能是机芯整体安装于行走框架内，由直流电动机或单相电容运转异步电动机提供动力，驱动框架两侧的滚轮沿升降导轨进行垂直运动，带动按摩轮作用于人体后背，完成推拿动作，与指压功能类似，区别于按压的力度。

足底揉搓功能是通过直流机带动滚轮实现足底揉搓动作；零重力是电动推杆或气弹簧装置通过机械驱动实现按摩椅靠背的升降和腿架的抬起与放下，达到人体仰卧；腰背热敷功能由加热片实现。

3 建立按摩椅输入功率检测模型

针对一款按摩椅的输入功率检测，首先了解按摩椅样品铭牌、说明书、外形结构等，同时拆解外壳，了解内部结构耗能元件（直流机、发热片、电容等）；接着接入规定电源试运行，对所有功能模式进行编号；稳态后，通过单相功率计观察各种功能模式瞬时功率变化，初步判定较大的功能模式。然后，通过示波器进一步判定较大功能模式瞬时功率波形，再次判定可能最大的功能模式。通过电脑计算可能最大的输入功率值，数据对比判定功率值最大的功能模式。

确定输入功率值最大的功能模式后，将加热功能（如有）开启，采集该模式下样品若干个完整周期（不少于 10 个），自计时开始至结束的总耗电量 E、周期数 n、总测试时间 t 及其他相关参数。首先采用积分功率法计算每个完整周期的功率值，然后采用算术平均值法计算10个周期的均值，最后得到按摩椅的输入功率值。检测模型如图1所示。

图1 按摩椅输入功率检测模型

Fig.1 Massage chair input power detection model

4 按摩椅输入功率检测实例探索

4.1 试验环境及设备

试验环境条件：试验在环境温度为（20±5）℃、相对湿度为45%～75%的恒温恒湿实验室内进行。被测样品为一台全新按摩椅，属于Ⅰ类器具，其额定输入电压为220 V～，额定功率为120 W，工作频率为50 Hz，并配备电源输入接口及专用电源线组件用于供电。试验期间，采用温湿度计等精密仪器对环境参数进行实时监控。若环境条件超出预设阈值，应立即中止测试，以确保试验结果的准确性与可靠性。

检测设备：单相功率计（具备积分、数据采集等功能）、示波器、智能变频电源（输出电压为300 V～，输出频率45～65 Hz连续可调，输出容量3 kVA）、电脑（数据分析软件）、温湿度计等。

4.2 试验过程

（1）试验开始前，将待测样品置于温度为（20±5）℃、相对湿度为45%～75%的恒温恒湿环境中，静置至少12 h，以确保样品与环境达到热力学平衡。

（2）将样品安置于测试地面，确保周围预留足够空间。将电源开关调至“0”档位，使用样品配套的电源线组件连接供电电源，并确保接地系统符合安全规范。使用单相功率计监控样品的电压、电流、频率、功率等，同时连接示波器和电脑。

（3）将样品接入额定电压的智能变频电源，将电源开关调至“1”档位，启动样品并熟悉手控器的按摩功能模式。对样品进行至少60 min试运行，完成预热后正式启动测试程序。

（4）将手控器开关置于某一功能模式档位，功能能开尽开，强度能大则大，让样品运行处于最不利状态，使用单相功率计，采集样品的瞬时功率、电压、电流、频率等，数据同步保存在电脑中。在测试过程中，记录不少于10个完整周期的数据，涵盖总耗电量E、周期数n、总测试时间t及其他关键参数，以确保试验数据的完整性与可靠性。

（5）对12种功能模式进行编号，待样品温度恢复至室温后，依次执行测试程序，重复步骤（3）至（4）。试验完成后，关闭所有测量仪器并断开供电电源。

4.3 检测结果统计分析

4.3.1 绘制波形图

通过连接单相功率计，观察瞬时功率数据的变化；通过连接示波器，显示瞬时功率曲线，观察时域功率曲线的波动；根据数据估算和曲线收敛特性，初步判断哪些功能模式较大，其中两种功能模式功率对比如图2所示。

4.3.2 计算功率均值

根据单相功率计采集的数据，计算算术平均值，分别计算12种功能模式功率均值，见表3所示。

4.3.3 对比分析

根据按摩椅12种功能模式功率均值表，可以看出编号9（揉捏+敲击模式）功率均值（94.3 W）最大，说明该按摩椅在这种模式下，耗电量最大，即输入功率值最大。原因分析：同等条件下，编号9（揉捏+敲击模式），机芯的4个直流机同时工作且强度最大。其他手动模式，机芯的4个直流机并未同时工作；编号12（揉捏+敲击+推拿模式）的3种单一手动模式组合，不能3种同时运转，会造成运动相斥，只能随机组合；自动模式，由手动模式和强度组合形成的固定程序，不及编号9（揉捏+敲击模式）功能模式。

4.3.4 得出结论

当按摩器具处于最不利的耗能状态时，即功率最大的功能模式，比如编号9（揉捏+敲击）功能模式。因此，将按摩器具设置为该功能模式，才能更准确地测量按摩椅的输入功率值。

在220 V～/50 Hz/（20±5）℃条件下，依据IEC 60335-1:2020标准，采用最不利的测试程序（即编号9揉捏+敲击模式）进行10次输入功率测量^[11]，所得输入功率数值见表4。因此，该按摩椅的输入功率测量结果为94.45 W。

4.3.5 建议

确定按摩器具输入功率最大的功能模式后，采用积分功率法计算按摩器具的输入功率值，需注意以下几点：（1）测试组合型器具时，应优先关闭加热功能，仅保留电动机运行。当电动机输入功率达到稳定状态后，记录其输入功率值，并与额定输入功率进行对比：如果电动机输入功率大于器具额定输入功率的50%，则该组合型器具正偏差不应超过+20%；如果电动机输入功率不大于器具额定输入功率的50%，则该组合型器具属于电热器具，当额定功率在25～200 W之间时输入功率最大偏差不应超过±10%，当额定功率大于200 W时，正偏差不应超过+5%或20 W（选较大的值），负偏差不应超过-10%。（2）输入功率测量需在器具达到热稳定状态后进行，尤其是组合型器具和电热器具。热稳定状态与未稳定状态的测试结果可能存在显著差异，未达到热稳定状态可能导致测量误差。

为确保功率曲线采集满足代表性周期的要求^[12]，需满足以下条件：（1）采样时间应覆盖多个完整周期，即总采样时间为代表性周期的整数倍；（2）采样时间应足够长，至少包含10个完整周期，通常建议积分时间不少于30 min，以保证测试精度。若采样时间不符合上述条件，则可能导致输入功率测量不准确，并增加离群数据的风险。

5 结语

本文以按摩椅为例，对按摩椅输入功率测量进行了探索性的试验，建立按摩椅输入功率检测模型，搭建按摩椅试验平台，从试验数据中找出最不利的功能模式，结合检测标准的深入研究和长期检测经验，得出一套较完整的按摩器具输入功率检测方法：首先了解按摩器具的内部结构和功能，然后从多种功能模式中，通过目视和数据分析确定按摩器具的最大功能模式，最后待器具工作至稳定状态后，以额定电压通电后开始测量，选取代表性工作周期并测定该周期内器具的总电能消耗，利用积分法更准确地计算该工作周期内的平均功率，即输入功率。本文提出的输入功率测试方法不只是针对按摩椅，同样可以适用于其他按摩器具，可为准确开展出口按摩器具输入功率检测提供技术支撑。

参考文献

[1] 赵爽, 李峰, 岳京松, 等. 家电产品输入功率标准测试方法研究[J]. 家电科技, 2014(11): 36-38.

[2] 温武欣. 家电产品输入功率的工作代表性期间选定研究[J]. 日用电器, 2023(8): 64-67.

[3] 朱乃榕. 一种数据可视化的按摩器具输入功率测试系统[J]. 中国新技术新产品, 2019(12): 1-3.

[4] 李建国, 姚东. 带PTC发热元件的电热器具额定输入功率测定方法的探讨[J]. 家电科技, 2007(3): 30-31+34.

[5] 刘健稳, 王军. 家电产品输入功率标准测试方法研究[J]. 数字化用户, 2019, 25(29): 190.

[6] 李军. 家电产品输入功率标准测试方法研究[J]. 电力系统装备, 2018(9): 221-222.

[7] 吴震, 亓新, 杨夏喜, 等. 家电输入功率检测方法和判定原则的研究[J]. 中国标准化, 2021(16): 213-217.

[8] IEC 60335-1:2020. Household and similar electrical appliances-Safety-Part1: General requirements[S/OL]. https://webstore.iec.ch/en/publication/61880.

[9] IEC 60335-2-32:2024.Household and similar electrical appliances-Safety-Part2-32: Particular requirements for massage appliances[S/OL]. https://webstore.iec.ch/en/publication/85019.

[10] 张旭东. 小电机在电动按摩器具中的应用[J]. 微特电机, 2007, 35(12): 55-56.

[11] 汤绍钊, 吕仙银, 叶德住, 等. 按摩器具产品输入功率的测量不确定度评定[J]. 科学技术创新, 2023(16): 177-180.

[12] 倪奕麟, 牛道森, 全王榫. 电子电器产品待机功率检测能力验证实践及技术分析[J]. 中国口岸科学技术, 2023, 5(1): 15-20.

基金项目：福州海关科研项目（FK2024-09）

第一作者：李亦滔（1988—），男，汉族，福建霞浦人，硕士，高级工程师，主要从事家电产品性能与安全研究工作，E-mail: liyitao1988@126.com

1. 宁德海关 宁德 352000

1. Ningde Customs, Ningde 352000

表1 测试方法及对应特征

Table 1 Testing methods and corresponding features

图2 功率波形对比图

Fig.2 Power waveform comparison chart

表3 按摩功能模式和功率均值

Table 3 Massage function mode and power mean

表4 按摩椅10次输入功率测试结果

Table 4 Input power of massage equipment test results

for 10 times