專利名稱：可穿戴式理療儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可穿戴式理療儀器。
技術(shù)背景物理治療是應(yīng)用自然界及人工制造的各種物理因素作用于人體以達(dá)到治療和預(yù)防疾病 的一門科學(xué)，簡稱理療，它是康復(fù)醫(yī)學(xué)的重要治療手段之一。廣義的物理治療概念包括物理 因素療法及運(yùn)動(dòng)療法。狹義的物理治療械念則指應(yīng)用聲、光、電、磁、熱等各種物理因素治 療疾病的方法。目前一般所指的物理療法都是指狹義的概念。物理治療不需要使用藥物，無損傷'、毒副作用很小或幾乎沒有。易為廣大患者所接受。 作用范圍很廣，不僅可用于對癥治療，而且可作為某些疾病的病因治療。若能正確地選擇應(yīng) 用各種物理療法，可收到提高療效、縮短療程、減少并發(fā)癥及后遺癥的效果，有利于各種疾 病的康復(fù)。近幾百年來，西醫(yī)學(xué)在近、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)強(qiáng)有力的推動(dòng)下，逐漸形成在世界醫(yī)學(xué)界占主 導(dǎo)地位的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)。然而，在另一方而，其種種弊端也日漸顯露，尤其是醫(yī)源性、藥源性疾 病的大量出現(xiàn)，人類在生存質(zhì)量、醫(yī)療質(zhì)量需求的深化和提高，迫切呼喚更為白然、有效的 治療方法。以中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)為代表的世界自然療法醫(yī)學(xué)體系日益興旺。世界性的中醫(yī)熱潮中， 以針灸學(xué)為代表的中醫(yī)外治法則成為先鋒。中醫(yī)外治作為最能體現(xiàn)中醫(yī)學(xué)特色的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)體 系重要組成部分之一，歷史悠久，源遠(yuǎn)流長，數(shù)千年來為中華民族的繁衍昌盛做出了卓越的 貢獻(xiàn)，歷經(jīng)曲折后在新的歷史潮流中，又開始發(fā)出勃勃的生機(jī)。傳統(tǒng)針灸所適用的病癥廣，如各種疼痛性疾病、頸椎病、肩周炎、靜脈炎、末梢神經(jīng)炎、 風(fēng)濕和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨性關(guān)節(jié)炎、彝竇炎、支氣管哮喘、腹痛、腹瀉、扭傷紅腫疼痛、 神經(jīng)麻痹、中風(fēng)后遺癥、高血壓、功能性不孕癥、陽瘺、早瀉等。隨著物理治療學(xué)的發(fā)展，人們不斷探索將現(xiàn)代物理因子與傳統(tǒng)中醫(yī)外治相結(jié)合的治療方 法。自20世紀(jì)50年代電針問世以來，相繼應(yīng)用經(jīng)穴光療法、低頻電療法、共鳴火花電療法、 冷療法、磁場療法、超聲針、激光針和微波針等。大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，不論什么性質(zhì)物理因 子，只要刺激量適宜，按辨證論治、循經(jīng)取穴的方法，都會(huì)產(chǎn)生一定的治療效果。這就是中 醫(yī)外治療法和現(xiàn)代物理治療產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)。現(xiàn)代物理治療學(xué)與中醫(yī)外治療法二者相結(jié)合之后，可以有如下特點(diǎn)-(1) 類針灸作用，多種物理因子能像針灸一樣，對機(jī)體產(chǎn)生調(diào)整作用和經(jīng)絡(luò)傳感現(xiàn)象。(2) 刺激因子多樣化，既有共性，又有特性。'(3) 刺激量可以比較精確地調(diào)節(jié)，有利于臨床觀察、研究、探索多種規(guī)律。 把現(xiàn)代物理因素與祖國醫(yī)學(xué)理論和技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，使物理因素在臨床康復(fù)治療領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，逐漸正在形成有中國特色的物理療法體系。 但是現(xiàn)有理療儀器存在著以下不足(1) 儀器體積較大，價(jià)格昂貴， 一般在醫(yī)院使用。而在當(dāng)今這樣一個(gè)生活節(jié)奏，工作節(jié) 奏都很緊張的時(shí)代中，人們再?zèng)]有時(shí)間每天到醫(yī)院或是診所里去接受治療。特別是對行動(dòng)不 便的病人，每天到醫(yī)院接受治療無疑會(huì)增加他們的痛苦。(2) —般理療儀器采用的供電電源為市電，會(huì)給使用者造成一定的心理負(fù)擔(dān)。而且導(dǎo)致了 理療期間無法自由活動(dòng)。(3) 現(xiàn)有理療儀器進(jìn)行理療時(shí)，臨床多采用近場輻射，即與皮膚保持一定的距離進(jìn)行理療， 造成理療費(fèi)時(shí)、耗能大、效率低。(4) 現(xiàn)有的不能穿戴的理療儀器，都需要在一定的場所，占用工作、生活時(shí)間，坐、躺著或由醫(yī)牛進(jìn)行治療。(5) 而現(xiàn)有的能穿戴的理療儀器，物理作用因子的參數(shù)不可調(diào)，對人體的刺激固定，容易 使病人產(chǎn)生適應(yīng)性，影響治療效果
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種可將多種物理因子直接作用在人體各個(gè)部位上，且物理 因子刺激量是可調(diào)節(jié)的可穿戴式理療儀器，具有理療省時(shí)、耗能少、效率高、作用效果全面、 安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下它包括基體，主電路板和輸出設(shè)備，其特征在于所述的 基體由絕緣軟材料制作而成，基體分為內(nèi)外兩層，在內(nèi)外兩層的基體中間設(shè)有主電路板，主 電路板通過電纜或?qū)Ь€與輸出設(shè)備連接，所述的主電路板包括電源、單片機(jī)控制電路、物理 作用因子驅(qū)動(dòng)電路，其中電源與單片機(jī)控制電路、物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路連接，單片機(jī)控制 電路與物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路連接；輸出設(shè)備獨(dú)立于基體設(shè)置，使用時(shí)緊貼在人體皮膚上， 基體為可穿戴的任意形狀的物件。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型將現(xiàn)代物理因子與傳統(tǒng)中醫(yī)外治相結(jié)合，將各種物理 因子直接作用在人體各個(gè)部位上，具有理療省時(shí)、耗能少、效率高、作用效果全面，安全可 靠的特點(diǎn)，可在不影響日常生活和行動(dòng)的情況下，進(jìn)行治療和保健。本實(shí)用新型的可穿戴式 理療儀器可取得類針灸作用的效果，可以綜合多種物理因子對人體進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且刺激量可 以精確調(diào)節(jié)，剌激波形可以根據(jù)不同使用要求進(jìn)行變化。

.圖1是本實(shí)用新型的基體、主電路板及輸出設(shè)備在使用時(shí)位置關(guān)系的局部放大示意圖。圖2是本實(shí)用新型的電路框圖。 圖3是實(shí)施例1的電路原理框圖。圖4是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)框圖。 圖5是實(shí)施例2的電路原理示意圖。 圖6是實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)框圖。 圖7是實(shí)施例4的電路原理示意圖。 圖8是實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)框圖。 圖9是實(shí)施例5中激光電源的電路原理示意圖。 圖10是實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)框圖。 圖11是實(shí)施例6的電路原理示意圖。 標(biāo)號(hào)說明l基體，2主電路板，3輸出設(shè)備。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括一個(gè)由絕緣軟材料制作的基體l，基體分為內(nèi)外兩層；將 主電路板2固定嵌在的基體中間，主電路板通過電纜或?qū)Ь€與輸出設(shè)備3連接；輸出設(shè)備獨(dú) 立于基體設(shè)置，使用時(shí)將輸出設(shè)備放置到需要理療的部位，并緊貼在人體皮膚上，基體為可穿戴的任意形狀的物件。
所述的基體可以是護(hù)腰，護(hù)膝，護(hù)腕，護(hù)踝，護(hù)腿，護(hù)肘，護(hù)肩，護(hù)胸，護(hù)背，護(hù)掌， 護(hù)頸，護(hù)腹、背心、短褲等可穿戴的物件中的一種或一種以上?；w的材料可以是普通的紡
織棉布，或是能輻射紅外線的輻射織物。本實(shí)用新型的電路框圖如圖2。所述的主電路板采用柔性印刷電路板。所述的主電路板 包括電源、單片機(jī)控制電路、物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路；其中電源與單片機(jī)控制電路、物理作 用因子驅(qū)動(dòng)電路連接，單片機(jī)控制電路與物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路連接。通過單片機(jī)控制電路 輸出可調(diào)節(jié)的控制量，輸入物理作用因'子驅(qū)動(dòng)電路，以產(chǎn)生幅值可調(diào)的物理作用因子驅(qū)動(dòng)信 號(hào)。所述的物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路可分別為如下的單個(gè)物理因子驅(qū)動(dòng)電路或者它們之間的 兩個(gè)或兩個(gè)以上的組合電作用因子驅(qū)動(dòng)電路，超聲波作用因子驅(qū)動(dòng)電路，熱作用因子驅(qū)動(dòng) 電路，紅外作用因子驅(qū)動(dòng)電路，磁作用因子驅(qū)動(dòng)電路，激光作用因子驅(qū)動(dòng)電路等。電源采用可充電的聚合物電池，使整機(jī)體積小，重量輕，價(jià)格便宜。物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過輸出設(shè)備產(chǎn)生物理作用因子，并通過輸出設(shè) 備將物理作用因子作用于人體穴位。不同的物理因子對應(yīng)于不同的輸出設(shè)備，如果是多個(gè)物 理因子共同作用，也可以共用一個(gè)輸出設(shè)備，如實(shí)施例3。所述的輸出設(shè)備包括電熱軟膜、 貼片電極、無紡布自粘電極、加熱電極片、超聲波換能片、激光器、線圈帶等中的一種或一 種以上；通過輸出設(shè)備對人體實(shí)施理療的作用。單片機(jī)控制電路與遙控器無線通信，通過遙控器的強(qiáng)度調(diào)節(jié)使單片機(jī)控制電路輸出的控 制量根據(jù)使用者的強(qiáng)度需要而改變，從而使輸出設(shè)備輸出的物理作用因子的功率根據(jù)需要而 變。為了操作使用的方便和安全，在單片機(jī)控制電路中還設(shè)有定時(shí)電路，定時(shí)時(shí)間到即自動(dòng) 切斷電源，從而保證該產(chǎn)品的安全使用。 實(shí)施例l:可穿戴式熱理療儀器本實(shí)施例的輸出設(shè)備采用電熱軟膜(廣東佛山南海暖豐電熱膜〗'生產(chǎn))，電熱軟膜是一種以半導(dǎo)體材料為主體，經(jīng)燒結(jié)后形成的導(dǎo)電薄膜。是一種采用低電壓(3V以上)就能發(fā)熱的醫(yī) 療保健新材料，厚度在0.1mm左右，直徑可根據(jù)需要改變。電熱軟膜是面發(fā)熱，發(fā)熱均勻。 使用時(shí)電熱軟膜獨(dú)立設(shè)置，直接貼在皮膚上。電熱軟膜的溫度通過單片機(jī)控制電路輸出脈寬調(diào)制波來進(jìn)行控制，其電路原理示意圖如 圖3所示，由電阻Rl和三極管Ql組成熱作用因子驅(qū)動(dòng)電路，其中電阻Rl連接在三極管 Ql的基極上，電阻R1的輸入端與單片機(jī)控制電路的輸出口連接，三極管Q1的集電極與電 源連接，三極管Q1的發(fā)射極與電熱軟膜連接，通過單片機(jī)輸出口控制二極管Q1的導(dǎo)通時(shí) 間來控制電熱軟膜的加熱時(shí)間，從而控制電熱軟膜的溫度。電熱軟膜的溫度可根據(jù)用戶的耐 受程度的需要設(shè)定為高、中、低三檔，用戶設(shè)定的溫度越高，單片機(jī)控制電路輸出的脈寬調(diào) 制波的占空比越大，Ql的導(dǎo)通時(shí)間越長，電熱軟膜的加熱時(shí)間也越長。實(shí)施例2:可穿戴式電理療儀器本實(shí)施例的輸出設(shè)備采用一對貼片電極，或者也可以采用無紡布自粘電極。 本實(shí)施例原理框圖和電路示意圖如圖4和圖5所示。本實(shí)施例的主電路板由電源、單片 機(jī)控制電路、電阻調(diào)檔電路、高壓發(fā)生電路和正負(fù)電脈沖輸出電路構(gòu)成，電源依次與電阻調(diào) 檔電路、高壓發(fā)生電路、正負(fù)電脈沖輸出電路串聯(lián)連接，電源同時(shí)又依次與單片機(jī)控制電路 和正負(fù)電脈沖輸出電路連接，單片機(jī)控制電路又與電阻調(diào)檔電路連接。如圖5所示，由三極 管Q1、 Q2、 Q3和電阻R1、 R2、 R3分別組成Q1R1、 Q2R2、 Q3R3三組串聯(lián)電路，再由這 三組串聯(lián)電路相互并聯(lián)組成電阻調(diào)檔電路；所述的高壓發(fā)生電路為并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路，它 包括依次串聯(lián)的電感L1和二極管D1，以及電阻R4、三極管Q4和電容C1， Ll的輸入端與 電阻調(diào)檔電路的輸出端連接，Dl與相串聯(lián)的NPN三極管Q4和電容C1支路相并聯(lián)，Q4的
集電極與D1的輸入端連接，發(fā)射集與C1的一端連接且同時(shí)接地，基極經(jīng)一電阻R4與單片 機(jī)控制電路的信號(hào)輸出端連接，Cl的另一端與二極管D1的輸出端連接；所述的正負(fù)電脈沖 輸出電路包括兩個(gè)PNP三極管Q5、 Q6和兩個(gè)NPN三極管Q7、 Q8， Q5和Q6的發(fā)射極均 與高壓發(fā)生電路的輸出端連接，Q5的集電極與Q7的集電極連接且同時(shí)與其中一個(gè)輸出電極 連接，Q5的基極與其發(fā)射極之間連接有電阻R9'， Q5的基極與Q8的集電極之間連接有電阻 R12, Q7的發(fā)射極與Q8的發(fā)射極連接且同時(shí)接地，Q7的基極經(jīng)一電阻R7與單片機(jī)控制電 路的信號(hào)輸出端連接；Q6的集電極與Q8的集電極連接且同時(shí)與另一個(gè)輸出電極連接，Q6 的基極與其發(fā)射極之間連接有電阻RIO， Q6的基極與Q7的集電極之間連接有電阻Rll， Q8 的基極經(jīng)一電阻R8與單片機(jī)控制電路的信號(hào)輸出端連接。通過單片機(jī)控制電路控制三極管Qh Q2、 Q3來實(shí)現(xiàn)對各檔電阻R1、 R2、 R3選通與否 的控制，從而控制電感L1輸入電壓的大小，從而控制脈沖電壓Uc的大小，最終控制正負(fù)電 脈沖刺激量的大小。通過單片機(jī)輸出口控制三極管Q5、 Q6、 Q7、 Q8的導(dǎo)通狀態(tài)，形成脈 沖電壓輸出。使用時(shí)貼片電極直接貼在皮膚上。實(shí)施例3:可穿戴式電熱綜合治療儀器本實(shí)施例的熱作用'ii子驅(qū)動(dòng)電路如實(shí)施例i,電作用因子驅(qū)動(dòng)電路如實(shí)施例2。 電輸出設(shè)備采用一對貼片電極，熱輸出設(shè)備采用電熱軟膜。 或者電和熱輸出設(shè)備共用一對加熱電極片(由深圳市博力電子有限公司等企業(yè)生產(chǎn))， 這種加熱電極片同時(shí)具有脈沖電剌激與發(fā)熱的功能，脈沖電刺激與發(fā)熱功能是單獨(dú)控制，可由使用者決定選擇其中的一種或兩種。這種加熱電極片內(nèi)有恒溫開關(guān)，溫度為40度左右， 最高溫度不超過42度。 一片加熱電極片有三根導(dǎo)線， 一根是脈沖電剌激輸入，另兩根是加 熱輸入。加熱電極片的面積可根據(jù)要求定制。 實(shí)施例4:可穿戴式超聲治療儀器如圖6、 7所示，本實(shí)施例的超聲波作用因子驅(qū)動(dòng)電路由升壓電路、PWM控制與驅(qū)動(dòng)電 路、功率放大器、阻抗匹配器依次串聯(lián)構(gòu)成；電源通過升壓電路得到固定的放大直流電壓 Uc-5 20v，輸入到PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路，通過PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路將直流電壓轉(zhuǎn)換為高 頻(1M赫茲)的方波交流電，1M赫茲的高頻方波交流電經(jīng)過功率放大器后，由匹配網(wǎng)絡(luò)形 成激勵(lì)超聲波換能片所需的近似正弦波的高頻(1M赫茲)交流信號(hào)，用以激勵(lì)超聲波換能 片產(chǎn)生頻率為1M赫茲的超聲波信號(hào)。由TL1454集成電路芯片和柵極驅(qū)動(dòng)芯片IR21844連接構(gòu)成PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路，其 中PWM控制器采用TL1454集成電路芯片，TL1454是一種具有雙路獨(dú)立的PWM功能的芯 片，驅(qū)動(dòng)采用MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)芯片IR21844, TL1454產(chǎn)生的信號(hào)"OUT"作為驅(qū)動(dòng)信號(hào) 輸入IR21844, IR21844輸出HO和LO兩路反向信號(hào)，分別接到兩個(gè)功率MOSFET管Ql 、 Q2的柵極。由功率MOSFET管Q1、 Q2， 二極管D1、 D2和電容C1、 C2組成半橋式的功率放大器， 功率MOSFET管Ql的漏極和二極管Dl的負(fù)端、電容Cl的一端連接后接到Uc上，功率 MOSFET傳Ql的源極與二極管Dl的正端、功率MOSFET管Q2的漏極和二極管D2的負(fù) 端連接后接入阻抗匹配器，功率MOSFET管Q2的源極和二極管D2的正端、電容C2的一 端連，電容C2的另一端和電容Cl的另」端連接后接到超聲波換能片。一般而言，匹配網(wǎng)絡(luò)應(yīng)起到調(diào)諧和濾波的作用。具體來說，調(diào)諧就是使超聲系統(tǒng)處于諧 振狀態(tài)'輸入的電壓和電流同相，以減少電路的無功分量，提高輸出效率；濾波就是濾除超 聲電源輸出方波信號(hào)含有的大量諧波成分。本實(shí)施例中系統(tǒng)采用較為常見的串聯(lián)電感匹配方式，使匹配后的等效電路呈純阻性。人體各個(gè)組織器官對超聲敏感性也各不相同，因此各個(gè)器官對超聲波的耐受值也不同。 對于超聲非常敏感的神經(jīng)組織，只要小劑量就可以起到按摩、鎮(zhèn)痛的作用。 一般來說 (0.1~1.5)W/cm2的超聲聲強(qiáng)，己經(jīng)能夠滿足大多數(shù)的治療需要，而對人體又是非常安全的。 本實(shí)施例單片機(jī)控制電路通過D/A輸出可變的電壓用于改變PWM控制器的占空比，使占空 比在0%~100%范圍內(nèi)可調(diào)，最終使超聲功率在(0.1 1.5)W/cn^范圍內(nèi)可調(diào)。本實(shí)施例輸出設(shè)備采用壓電陶瓷超聲換能片，它是利用壓電陶瓷材料特有的電能一一機(jī) 械能轉(zhuǎn)換效應(yīng)開發(fā)出來的超聲器件，其結(jié)構(gòu)簡單，能量轉(zhuǎn)化效率高。使用時(shí)，超聲波換能片做為輸出設(shè)備，直接緊靠在人體皮膚上。實(shí)施例5:可穿戴式激光理療儀器根據(jù)激光的生物刺激效應(yīng)理論，并經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)及臨床研究證明，低強(qiáng)度激光可以調(diào)節(jié)機(jī) 體多種功能，如神經(jīng)傳遞、免疫、代謝、酶的活性、組織修復(fù)等，從而可用于多種疾病的 治療。
近年來，隨著半導(dǎo)體激光器制造技術(shù)的不斷提高，半導(dǎo)體激光已在醫(yī)學(xué)臨床上得到應(yīng)用。 這種應(yīng)用激光技術(shù)制成的儀器在激光針灸、激光理療等方面具有廣泛的應(yīng)用。如圖8所示，本實(shí)施例的主電路板由單片機(jī)控制電路、激光電源、溫度傳感器、制冷器 和激光器構(gòu)成，單片機(jī)控制電路與激光電源連接，激光電源與激光器連接，單片機(jī)控制電路 還分別通過溫度傳感器和制冷器與激光器連接；激光電源作為物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路；由激 光器構(gòu)成本實(shí)施例的輸出設(shè)備；由溫度傳感器和制冷器構(gòu)成對激光器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的溫度控 制電路，通過溫度傳感器檢測到激光器溫度后，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)控制電路中，通過 單片機(jī)控制電路的運(yùn)算后送出數(shù)字控制'量，該數(shù)字控制量通過D/A轉(zhuǎn)換去控制流過制冷器的 電流，以改變制冷狀態(tài)，從而控制激光器的溫度。激光電源的電路原理示意圖如圖9所示， 采用恒流源作為激光電源，由電感L1和電容Cl、C2組成的串聯(lián)回路構(gòu)成n型低通濾波電路， 恒流源連接在Ll和Cl之間；通過單片機(jī)輸出口控制三極管Ql 、 Q2的導(dǎo)通狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn) 慢啟動(dòng)，以及保護(hù)激光器免遭浪涌電流、靜電造成的損壞。Dl可防止激光器兩端出現(xiàn)反向 高壓，C3用于濾掉高頻成分；恒流源的輸出電流正比于輸入電壓，而輸入電壓由單片機(jī)控 制電路通過D/A決定，通過控制恒流源的輸出電流從而獲得不同的激光功率輸出。激光器采用QW-500型半導(dǎo)體激光器，所發(fā)出的激光波長為810nm，落在人體適用的激 光波長范圍內(nèi)。由于半導(dǎo)體激光器中PN結(jié)的發(fā)熱導(dǎo)致閾值電流變化，使輸出光功率隨結(jié)溫度的變化而 變化。作為醫(yī)療儀器，輸出激光功率的準(zhǔn)確、穩(wěn)定是非常關(guān)鍵的。為此，必須對LD進(jìn)行溫 度控制。本實(shí)施例中溫度控制采用半導(dǎo)體制冷器來實(shí)現(xiàn)。這是一種熱電制冷器，當(dāng)制冷器有 電流流過時(shí)，在它的兩個(gè)面上將分別產(chǎn)生吸熱和放熱現(xiàn)象，并且電流流向相反時(shí)，吸熱面和 放熱面也相反。因此只要控制流過制冷器電流的大小和方向，就能對激光器進(jìn)行制冷或加熱， 從而控制激光器的工作溫度。本實(shí)施例中，通過溫度傳感器檢測到激光器溫度后，經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)中，通過單片機(jī)的控制算法的運(yùn)算后送出數(shù)字控制量，該數(shù)字控制量通過 D/A轉(zhuǎn)換去控制流過制冷器的電流，以改變制冷狀態(tài)，從而控制激光器的溫度。半導(dǎo)體激光器本身對電源的要求很苛刻，需要采用穩(wěn)定的恒流源供電。浪涌電流是激光 器損壞的重要原因；瞬間高反向電壓，也極易將激光器損壞。因此，電源系統(tǒng)需要具備電流 電壓的沖擊保護(hù)，抗干擾性能要強(qiáng)。每次開機(jī)，工作電流應(yīng)慢啟動(dòng)。激光電源電路示意圖如 圖9所示，激光器由恒流源驅(qū)動(dòng)'恒流源的輸出電流正比于輸入電壓，而輸入電壓由單片機(jī) 控制電路通過D/A決定，通過控制恒流源的輸出電流從而獲得不同的激光功率輸出。Cl、 C2、 Li組成n型低通濾波電路，它能濾除電源導(dǎo)通時(shí)出現(xiàn)的高頻成分，對恒流源的 穩(wěn)定起重要作用。通過單片機(jī)輸出口控制三極管Q1、 Q2的導(dǎo)通狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)慢啟動(dòng)，以 及保護(hù)激光器免遭浪涌電流、靜電造成的損壞。Dl可防止激光器兩端出現(xiàn)反向高壓，C3用 于濾掉高頻成分。使用時(shí)激光器作為輸出設(shè)備，直接緊靠在人體皮膚上。實(shí)施例6:可穿戴式磁理療儀器輸出設(shè)備采用高強(qiáng)度漆包線線圈帶，使用時(shí)線圈帶作為輸出設(shè)備，直接緊靠在人體皮膚上。如圖IO所示，本實(shí)施例的主電路板由電源、單片機(jī)控制電路、電阻調(diào)檔電路、高壓發(fā) 生電路和脈沖磁場輸出電路構(gòu)成，電源依次與電阻調(diào)檔電路、高壓發(fā)生電路、脈沖磁場輸出 電路串聯(lián)連接，電源同時(shí)又依次與單片機(jī)控制電路和脈沖磁場輸出電路連接，單片機(jī)控制電 路又與電阻調(diào)檔電路連接。如圖11所示，由三極管Q1、 Q2、 Q3和電阻R1、 R2、 R3分別 組成Q1R1、 Q2R2、 Q3R3二組串聯(lián)電路，再由這三組串聯(lián)電路相互并聯(lián)組成電阻調(diào)檔電路； 所述的高壓發(fā)生電路為并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓鬼路，它包括依次串聯(lián)的電感L1和二極管Dl,以及 電阻R4、 二極管Q4和電容C1， Ll的輸入端與電阻調(diào)檔電路的輸出端連接，Dl的輸出端 與NPN三極管Q5的集電極連接；Dl與相串聯(lián)的NPN三極管Q4和電容C1支路相并聯(lián)， Q4的集電極與Dl的輸入端連接，發(fā)射集與Cl的一端連接且同時(shí)接地，基極經(jīng)一電阻R4 與單片機(jī)控制電路的信號(hào)輸出端連接，Cl的另一端與二極管Dl的輸出端連接；由三極管 Q5和線圈帶構(gòu)成脈沖磁場輸出電路，三極管Q5的基極與單片機(jī)控制電路的基極連接，三極 管Q5的發(fā)射集與線圈帶連接。通過單片機(jī)控制電路控制三極管Q1、 Q2、 Q3來實(shí)現(xiàn)對各檔電阻R1、 R2、 R3選通與否 的控制，從而控制電感L1輸入電壓的大小，從而控制脈沖電壓Uc的大小，最終控制脈沖磁 刺激量的大小。通過單片機(jī)輸出口控制三極管Q5的導(dǎo)通狀態(tài)，形成脈沖電壓輸出。
權(quán)利要求1、 一種可穿戴式理療儀器，它包括基體，主電路板和輸出設(shè)備，其特征在于所述的 基體由絕緣軟材料制作而成，基體分為內(nèi)外兩層，在內(nèi)外兩層的基體中間設(shè)有主電路板，主 電路板通過電纜或?qū)Ь€與輸出設(shè)備連接，所述的主電路板包括電源、單片機(jī)控制電路、物理 作用因子驅(qū)動(dòng)電路，其中電源與單片機(jī)控制電路、物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路連接，單片機(jī)控制 電路與物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路連接；輸出設(shè)備獨(dú)立于基體設(shè)置，使用時(shí)緊貼在人體皮膚上，基體為可穿戴的任意形狀的物件。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴式理療儀器，其特征在于所述的基體是可穿戴的護(hù) 腰，護(hù)膝，護(hù)腕，護(hù)踝，護(hù)腿，護(hù)肘，護(hù)肩，護(hù)胸，護(hù)背，護(hù)掌，護(hù)頸、護(hù)腹、背心、短褲 中的一種或一種以上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可穿戴式理療儀器，其特征在于基體的材料是普通的紡織 棉布，或是能輻射紅外線的輻射織物。.
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的可穿戴式理療儀器，其特征在于所述的主電路板采用 柔性印刷電路板。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴式理療儀器，其特征在于所述的物理作用因子驅(qū)動(dòng) 電路為電作用因子驅(qū)動(dòng)電路、超聲波作用因子驅(qū)動(dòng)電路、熱作用因子驅(qū)動(dòng)電路、紅外作用因 子驅(qū)動(dòng)電路、磁作用因子驅(qū)動(dòng)電路、激光作用因子驅(qū)動(dòng)電路中的一個(gè)或一個(gè)以上的組合。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴式理療儀器，其特征在于電源采用可充電的聚合物電池。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴式理療儀器，其特征在于所述的輸出設(shè)備包括電熱 軟膜、貼片電極、無紡布自粘電極、加熱電極片、超聲波換能片、激光器、線圈帶中的一種 或一種以上；通過輸出設(shè)備對人體實(shí)施理療作用。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴式理療儀器，其特征在于它還包括遙控器，遙控器 與單片機(jī)控制電路無線通信，用來改變輸出的物理作用因子的功率。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴式理療儀器，其特征在于在單片機(jī)控制電路中設(shè)有 定時(shí)輸出信號(hào)的定時(shí)電路。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴式理療儀器，其特征在于所述的輸出設(shè)備為電熱軟 膜，所述的物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路為熱作用因子驅(qū)動(dòng)電路，所述的熱作用因子驅(qū)動(dòng)電路由電阻Rl和三極管Ql組成，其中電阻Rl連接在三極管Ql的基極上，電阻Rl的輸入端與單 片機(jī)控制電路的輸出口連接，三極管Q1的集電極與電源連接，三極管Q1的發(fā)射極與電熱 軟膜連接，通過單片機(jī)輸出口控制三極管Q1的導(dǎo)通時(shí)間來控制電熱軟膜的加熱時(shí)間，從而 控制電熱軟膜的溫度，電熱軟膜的溫度可根據(jù)用戶的耐受程度的需要設(shè)定為高、中、低三檔。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴式理療儀器，其特征在于所述的輸出設(shè)備為壓電陶 瓷超聲波換能片，所述的物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路為超聲波作用因子驅(qū)動(dòng)電路；所述的超聲波作用因子驅(qū)動(dòng)電路由升壓電路、PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路、功率放大器、阻抗匹配器依次串聯(lián) 構(gòu)成；其中由TL1454集成電路芯片和柵極驅(qū)動(dòng)芯片IR21844連接構(gòu)成PWM控制與驅(qū)動(dòng)電 路；其中由功率M0SFET管Q1、 Q2， 二極管D1、 D2和電容C1、 C2組成半橋式的功率放 大器，功率M0SFET管Q1的漏極和二極管D1的負(fù)端、電容C1的一端連接后接到Uc上， 功率MOSFET管Ql的源極與二極管Dl的正端、功率MOSFET管Q2的漏極和二極管D2 的負(fù)端連接后接入阻抗匹配器，功率MOSFET管Q2的源極和二極管D2的正端、電容C2 的一端連接，電容C2的另一端和電容C'1的另一端連接后接到超聲波換能片；，電源通過升 壓電路得到固定的放大直流電壓Uc-5 20v，輸入到PWM控制與驅(qū)動(dòng)電路，通過PWM控制 與驅(qū)動(dòng)電路將直流電壓轉(zhuǎn)換為1M赫茲的髙頻方波交流電；TL1454產(chǎn)生的信號(hào)"OUT"作 為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入IR21844， IR21844輸出HO和LO兩路反向信號(hào)，分別接到兩個(gè)功率MOSFET 管Q1、Q2的柵極；1M赫茲的高頻方波交流電經(jīng)過功率放大器后，由匹配網(wǎng)絡(luò)形成激勵(lì)超 聲波換能片所需的近似正弦波的1M赫茲高頻交流信號(hào)，用以激勵(lì)超聲波換能片產(chǎn)生頻率為 1M赫茲的超聲波信號(hào)；所述的單片機(jī)控制電路通過D/A輸出可變的電壓用于改變PWM控 制器的占空比，使占空比在0%~100%范菌內(nèi)可調(diào)，最終使超聲功率在0.1 1.5W/cn^范圍內(nèi) 可調(diào)。12、根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴式理療儀器，其特征在于所述的物理作用因子驅(qū)動(dòng) 電路為激光電源；所述的輸出設(shè)備為激光器，單片機(jī)控制電路與激光電源連接，激光電源與 激光器連接，單片機(jī)控制電路還分別通過溫度傳感器和制冷器與激光器連接；由激光電源構(gòu) 成激光作用因子驅(qū)動(dòng)電路，由溫度傳感器和制冷器構(gòu)成對激光器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的溫度控制電 路；通過溫度傳感器檢測到激光器溫度后，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)控制電路中，通過單片 機(jī)控制電路的運(yùn)算后送出數(shù)字控制量，該數(shù)字控制量通過D/A轉(zhuǎn)換去控制流過制冷器的電 流，以改變制冷狀態(tài)，從而控制激光器的溫度；采用恒流源作為激光電源，由電感L和電容d、 C2組成的串聯(lián)回路構(gòu)成n型低通濾波電路，恒流源連接在l^和d之間；通過單片機(jī)輸出口控制三極管Q1、 Q2的導(dǎo)通狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)慢啟動(dòng)，以及保護(hù)激光器免遭浪涌電流、 靜電造成的損壞。Dl可防止激光器兩端出現(xiàn)反向高壓，C3用于濾掉高頻成分；恒流源的輸 出電流正比于輸入電壓，而輸入電壓由單片機(jī)控制電路通過D/A決定，通過控制恒流源的輸 出電流從而獲得不同的激光功率輸出；所述的激光器采用QW-500型半導(dǎo)體激光器，所發(fā)出 的激光波長為810nm。 '
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可穿戴式理療儀器，它包括基體，主電路板和輸出設(shè)備，基體分為內(nèi)外兩層，在內(nèi)外兩層的基體中間設(shè)有主電路板，主電路板通過電纜或?qū)Ь€與輸出設(shè)備連接，所述的主電路板包括電源、單片機(jī)控制電路、物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路，其中電源與單片機(jī)控制電路、物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路連接，單片機(jī)控制電路與物理作用因子驅(qū)動(dòng)電路連接；輸出設(shè)備獨(dú)立于基體設(shè)置。本實(shí)用新型將各種物理因子直接作用在人體各個(gè)部位上，具有理療省時(shí)、耗能少、效率高、作用效果全面，安全可靠的特點(diǎn)，可在不影響日常生活和行動(dòng)的情況下，取得類針灸作用的效果，并綜合多種物理因子對人體進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且刺激量可以精確調(diào)節(jié)，刺激波形可以根據(jù)不同使用要求進(jìn)行變化。
文檔編號(hào)A61F7/00GK201020165SQ20072000642
公開日2008年2月13日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日
發(fā)明者李玉榕, 民 杜, 王宇琳, 王麟珠, 敏 肖, 陳旭海 申請人:福州大學(xué)