專利名稱：一種電灸治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電灸治療儀，屬電灸儀技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，在實際電灸過程中，準(zhǔn)確控制溫度有著重要的作用，可以加強(qiáng)血液循 環(huán)、神經(jīng)敏感度，可以利于附加藥物的吸收。當(dāng)前的電灸儀并不能夠準(zhǔn)確及時的控制溫度，這表現(xiàn)在兩方面I、電灸儀探頭缺乏良好的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的電灸儀有的只有加熱片，沒有傳感器，這樣容易造成過熱和熱損傷；有的具有加熱片和傳感器，但是其結(jié)構(gòu)不是為了良好導(dǎo)熱和控溫優(yōu)化的。2、有加熱功能但沒有冷卻功能?，F(xiàn)有的電灸儀不具有冷卻和冷療功能。當(dāng)加熱片加熱到一定溫度后不能根據(jù)需要迅速降溫，一旦出現(xiàn)過熱的情況，因為缺乏制冷機(jī)制，容易造成熱損傷。有些病情治療時，需要提供低于室溫的冷療，現(xiàn)有的電灸儀缺乏此功能。如專利號為01136833、發(fā)明名稱為電灸儀的專利即屬于此列。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的電灸儀不能良好控制溫度的不足，本發(fā)明提供一種電灸治療儀，實現(xiàn)加熱制冷一體化、溫度能自動控制并能同時顯示溫度的目的。本發(fā)明的解決技術(shù)方案如下一種電灸治療儀，包括微處理器(ARM)、五路H橋電路、五路電灸儀探頭、鍵盤、液晶顯示器和電源，其特征在于微處理器通過其接口分別和五路H橋電路、鍵盤和液晶顯示器相連接；電灸儀探頭內(nèi)裝有半導(dǎo)體制冷(熱)片和溫度傳感器，五路H橋電路分別和五路電灸儀探頭內(nèi)的半導(dǎo)體制冷(熱)片相連接以控制其加熱制冷的通斷狀態(tài)；溫度傳感器連接到微處理器的接口上，通過和微處理器相連接的液晶顯示器顯示溫度；鍵盤上帶有數(shù)字按鍵和控制按鍵，控制按鍵包括啟動、停止、設(shè)定溫度功能按鍵，通過鍵盤上的數(shù)字按鍵和控制按鍵可以輸入設(shè)定溫度和啟動、停止加熱過程；電源分別和微處理器、五路H橋電路、五路電灸儀探頭內(nèi)的溫度傳感器、鍵盤及液晶顯示器相連以為其供電；每路電灸儀探頭包括外殼和探頭固定金屬塊，其中外殼為圓筒形，其側(cè)面帶有電線孔，便于外殼內(nèi)外的連接線經(jīng)過；外殼前端帶有凹槽，用于放置藥物，后端內(nèi)側(cè)帶有螺紋；外殼的前端內(nèi)固定圓形金屬導(dǎo)熱墊片，金屬導(dǎo)熱墊片后面依次放置溫度傳感器、半導(dǎo)體制冷(熱)片和散熱(冷)墊片；探頭固定金屬塊為圓柱形，其側(cè)面帶有和外殼后端內(nèi)側(cè)相適配的螺紋，其后端帶有螺孔，探頭固定金屬塊能夠旋到外殼后端內(nèi)對裝在外殼內(nèi)的溫度傳感器、半導(dǎo)體制冷(熱)片和散熱(冷)墊片進(jìn)行旋緊固定，探頭固定金屬塊上的螺孔用于整個電灸儀探頭的固定；每路H橋電路包括6個功率三極管QI-Q6、限流電阻和負(fù)載電阻，其中QI、Q2、Q5和Q6是硅NPN三極管，Q3、Q4是硅PNP三極管，功率三極管Ql和Q3的射極相連作為kl點，功率三極管Ql和Q3的基極相連并和限流電阻Rl及功率三極管Q5的集電極相連；功率三極管Ql的集電極和限流電阻Rl的另一端相連并接到電源上，功率三極管Q5的基極經(jīng)限流電阻R3和微處理器的端口 IOO接相連；功率三極管Q2和Q4的射極相連作為k2點，功率三極管Q2和Q4的基極相連并和限流電阻R2及功率三極管Q6的集電極相連；功率三極管Q2的集電極和限流電阻R2的另一端相連并接到電源上，功率三極管Q6的基極經(jīng)限流電阻R4和微處理器的端口 IOl接相連，功率三極管Q3-Q4的集電極及功率三極管Q5-Q6的射極接地，kl、k2點分別連接到本路電灸儀探頭內(nèi)的半導(dǎo)體制冷(熱)片的兩端。
所述的電灸儀探頭的外殼由電木或硬質(zhì)塑料制成。所述的微處理器型號為ARM-Cortex M3內(nèi)核的工業(yè)級芯片LPC1768或LPC1769。所述的半導(dǎo)體制冷(熱)片為2CM*2CM到4CM*4CM尺寸，電流IA到6A范圍選擇。所述的溫度傳感器為數(shù)字溫度傳感器，類型為DS18b20扁平鋼頭，長度2CM到4CM選擇。本發(fā)明采用工業(yè)級ARM處理核芯片擔(dān)當(dāng)電灸儀微處理器，輸出五組PWM控制信號，控制五路H橋，從而控制五路電灸儀探頭上的半導(dǎo)體制冷(熱)片的電源。H橋電路能夠換向輸出，因此可以控制每個半導(dǎo)體制冷片加熱、制冷(半導(dǎo)體制冷片正接加熱，反接制冷)。每個電灸儀探頭都由一個半導(dǎo)體制冷(熱)片和一個溫度傳感器封裝而成。使用時，通過鍵盤的數(shù)字按鍵分別輸入每個探頭所設(shè)定的溫度，微處理器控制脈寬調(diào)制信號PWM輸出，從而控制每個半導(dǎo)體制冷(熱)片的開關(guān)狀態(tài)，控制其是否加熱(制冷)和加熱(制冷)速度，當(dāng)溫度即將達(dá)到設(shè)定值時，控制加熱(制冷)停止，當(dāng)溫度又變化到允許波動范圍之外時，繼續(xù)啟動加熱(制冷)，這樣就將溫度保持在設(shè)定值上下一定的范圍之內(nèi)。溫度傳感器能夠采集溫度信號并且將溫度信號數(shù)據(jù)通過單總線協(xié)議傳輸給ARM控制器。ARM控制器將設(shè)定的溫度、實際溫度和加熱(制冷)狀態(tài)分別顯示在液晶顯示器上。電灸儀探頭外殼前端的凹槽內(nèi)可以放置藥劑，通過加熱可以增強(qiáng)藥劑的吸收效果從而達(dá)到對病人的治療目的。一種上述電灸治療儀中微處理器的工作方法，步驟如下I)電灸治療儀上電后，微處理器初始化液晶屏、溫度傳感器；2)微處理器掃描鍵盤，等待設(shè)定溫度功能按鍵按下，設(shè)定溫度功能按鍵按下后，微處理器讀取數(shù)字按鍵的鍵值，作為設(shè)定的溫度值保存到內(nèi)存變量中，每一路的溫度分別設(shè)定，當(dāng)五路全部設(shè)定完成后，轉(zhuǎn)入步驟3)；3)微處理器讀出當(dāng)前的室溫，再根據(jù)每一路設(shè)定的溫度，初始化定時計數(shù)器，輸出五組脈寬調(diào)制信號PWM，啟動每個電灸儀探頭加熱(制冷)；若設(shè)定溫度高于室溫則加熱，設(shè)定溫度低于室溫則制冷；4)微處理器不斷比較當(dāng)前各路電灸儀探頭采集回來的溫度值，并和設(shè)定溫度(保存到變量中的溫度值)進(jìn)行比較，如果它們的差值少于或等于2度，則停止加熱(制冷)，如果當(dāng)前采集回來的溫度低于(高于)設(shè)定溫度超過2度，則重新開啟加熱(制冷)過程；5)微處理器將各個電灸儀探頭的當(dāng)前采集回來的溫度值和設(shè)定溫度值分別顯示在液晶屏上，以便監(jiān)視； 6)微處理器掃描鍵盤，若“停止”按鍵按下，則強(qiáng)制停止加熱過程，轉(zhuǎn)入下一步，若“啟動”按鍵按下，則轉(zhuǎn)入步驟I)，重新開始加熱過程；
7)電灸治療儀工作結(jié)束。本發(fā)明使用微處理器控制五路電灸探頭并且通過液晶顯示器顯示治療信息通過PWM(脈寬調(diào)制)控制五路H橋電路，從而控制五路電灸儀探頭的加熱(制冷)狀態(tài)。電灸儀探頭采用半導(dǎo)體制冷(熱)片和溫度傳感器封轉(zhuǎn)而成，半導(dǎo)體制冷(熱)片用來加熱，溫度傳感器用來測定溫度并且傳送給ARM控制器實現(xiàn)閉環(huán)控制。溫度可以通過輸入設(shè)備來設(shè)定。本發(fā)明的有益效果是，使用半導(dǎo)體制冷(熱)片作為加熱、制冷裝置，在產(chǎn)生相同的熱量變化時功耗更低；通過數(shù)字溫度傳感器作為探測裝置，準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好；改進(jìn)的電灸儀探頭結(jié)構(gòu)，使得熱量通過外殼前端的凹槽傳到放置其內(nèi)的藥劑，可提高治療效果；溫度測定準(zhǔn)確，不易燙傷；為電灸儀提供一種可以多路加熱控溫的方案。


圖I為本發(fā)明電灸治療儀的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、液晶顯不器,2、鍵盤,3、微處理器,4、電源,5、5路H橋電路,6、電灸儀探頭。圖2為本發(fā)明中其中一路H橋電路的電路圖。其中Q1-Q6是功率三極管，R3、R4是限流電阻，Rl、R2是Q5、Q6的負(fù)載電阻，kl、k2點接本路電灸儀探頭的半導(dǎo)體制冷(熱)片，100、IOl接微處理器數(shù)字端口。當(dāng)100高電平、IOl低電平時，Q5導(dǎo)通、Q6截止，從而Q3、Q2導(dǎo)通，電流從k2流向kl，實現(xiàn)加熱。當(dāng)100低電平、IOl高電平時，Q5截止、Q6導(dǎo)通，從而Ql、Q4導(dǎo)通，電流從kl流向k2，實現(xiàn)制冷。圖3為本發(fā)明中一路圓柱形電灸儀探頭的截面結(jié)構(gòu)示意圖。其中11、凹槽，(用于放置藥物)12、金屬導(dǎo)熱墊片，13、溫度傳感器，14、半導(dǎo)體制冷(熱)片，15、散熱(冷)墊片，16、外殼，17、探頭固定金屬塊，(用于固定外殼內(nèi)部組件)18、螺孔，(用于固定整個電灸儀探頭)19、電線孔。圖4為本發(fā)明電灸儀中微處理器的工作方法的流程圖，其中1)-7)為其各個步驟。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限于此。實施例I :本發(fā)明實施例I如圖1-3所示，包括微處理器3、五路H橋電路5、五路電灸儀探頭
6、鍵盤2、液晶顯示器I和電源4，其特征在于微處理器3通過其接口分別和五路H橋電路
5、鍵盤2和液晶顯示器I相連接；電灸儀探頭6內(nèi)裝有半導(dǎo)體制冷(熱)片14和溫度傳感器13，五路H橋電路5分別和五路電灸儀探頭6內(nèi)的半導(dǎo)體制冷(熱)片14相連接以控制其加熱制冷的通斷狀態(tài)；溫度傳感器13連接到微處理器3的接口上，通過和微處理器3相連接的液晶顯示器I顯示溫度；鍵盤2上帶有數(shù)字按鍵和控制按鍵，控制按鍵包括啟動、停止、設(shè)定溫度功能按鍵，通過鍵盤2上的數(shù)字按鍵和控制按鍵可以輸入設(shè)定溫度和啟動、停止加熱過程；電源4分別和微處理器3、五路H橋電路5、五路電灸儀探頭6內(nèi)的溫度傳感器13、鍵盤2及液晶顯示器I相連以為其供電；
每路電灸儀探頭6包括外殼16和探頭固定金屬塊17,其中外殼16為圓筒形,其側(cè)面帶有電線孔19，便于外殼16內(nèi)外的連接線經(jīng)過；外殼16前端帶有凹槽11，用于放置藥物，后端內(nèi)側(cè)帶有螺紋；外殼16的前端內(nèi)固定圓形金屬導(dǎo)熱墊片12，金屬導(dǎo)熱墊片后面依次放置溫度傳感器13、半導(dǎo)體制冷(熱)片14和散熱(冷)墊片15 ;探頭固定金屬塊17為圓柱形，其側(cè)面帶有和外殼16后端內(nèi)側(cè)相適配的螺紋，其后端帶有螺孔，探頭固定金屬塊17能夠旋到外殼16后端內(nèi)對裝在外殼16內(nèi)的溫度傳感器13、半導(dǎo)體制冷(熱)片14和散熱(冷)墊片15進(jìn)行旋緊固定，探頭固定金屬塊17上的螺孔用于整個電灸儀探頭6的固定；
每路H橋電路包括6個功率三極管QI-Q6、限流電阻和負(fù)載電阻，其中QI、Q2、Q5和Q6是硅NPN三極管，Q3、Q4是硅PNP三極管，功率三極管Ql和Q3的射極相連作為kl點，功率三極管Ql和Q3的基極相連并和限流電阻Rl及功率三極管Q5的集電極相連；功率三極管Ql的集電極和限流電阻Rl的另一端相連并接到電源上，功率三極管Q5的基極經(jīng)限流電阻R3和微處理器的端口 100接相連；功率三極管Q2和Q4的射極相連作為k2點，功率三極管Q2和Q4的基極相連并和限流電阻R2及功率三極管Q6的集電極相連；功率三極管Q2的集電極和限流電阻R2的另一端相連并接到電源上，功率三極管Q6的基極經(jīng)限流電阻R4和微處理器的端口 IOl接相連，功率三極管Q3-Q4的集電極及功率三極管Q5-Q6的射極接地，kl、k2點分別連接到本路電灸儀探頭6內(nèi)的半導(dǎo)體制冷(熱)片14的兩端。所述的電灸儀探頭6的外殼16由電木或硬質(zhì)塑料制成。所述的微處理器3型號為ARM-Cortex M3內(nèi)核的工業(yè)級芯片LPC1768或LPC1769。所述的半導(dǎo)體制冷(熱)片為2CM*2CM到4CM*4CM尺寸，電流IA到6A范圍選擇。所述的溫度傳感器13為數(shù)字溫度傳感器，類型為DS18b20扁平鋼頭，長度2CM 到 4CM 選擇。實施例2 一種上述電灸治療儀中微處理器的工作方法，如圖4所示，步驟如下I)電灸治療儀上電后，微處理器初始化液晶屏、溫度傳感器；2)微處理器掃描鍵盤，等待設(shè)定溫度功能按鍵按下，設(shè)定溫度功能按鍵按下后，微處理器讀取數(shù)字按鍵的鍵值，作為設(shè)定的溫度值保存到內(nèi)存變量中，每一路的溫度分別設(shè)定，當(dāng)五路全部設(shè)定完成后，轉(zhuǎn)入步驟3)；3)微處理器讀出當(dāng)前的室溫，再根據(jù)每一路設(shè)定的溫度，初始化定時計數(shù)器，輸出五組脈寬調(diào)制信號PWM，啟動每個電灸儀探頭加熱(制冷)；若設(shè)定溫度高于室溫則加熱，設(shè)定溫度低于室溫則制冷；4)微處理器不斷比較當(dāng)前各路電灸儀探頭采集回來的溫度值，并和設(shè)定溫度(保存到變量中的溫度值)進(jìn)行比較，如果它們的差值少于或等于2度，則停止加熱(制冷)，如果當(dāng)前采集回來的溫度低于(高于)設(shè)定溫度超過2度，則重新開啟加熱(制冷)過程；5)微處理器將各個電灸儀探頭的當(dāng)前采集回來的溫度值和設(shè)定溫度值分別顯示在液晶屏上，以便監(jiān)視；6)微處理器掃描鍵盤，若“停止”按鍵按下，則強(qiáng)制停止加熱過程，轉(zhuǎn)入下一步，若“啟動”按鍵按下，則轉(zhuǎn)入步驟I)，重新開始加熱過程；7)電灸治療儀工作結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種電灸治療儀，包括微處理器、五路H橋電路、五路電灸儀探頭、鍵盤、液晶顯示器和電源，其特征在于微處理器通過其接口分別和五路H橋電路、鍵盤和液晶顯示器相連接；電灸儀探頭內(nèi)裝有半導(dǎo)體制冷(熱)片和溫度傳感器，五路H橋電路分別和五路電灸儀探頭內(nèi)的半導(dǎo)體制冷(熱)片相連接以控制其加熱制冷的通斷狀態(tài)；溫度傳感器連接到微處理器的接口上，通過和微處理器相連接的液晶顯示器顯示溫度；鍵盤上帶有數(shù)字按鍵和控制按鍵，控制按鍵包括啟動、停止、設(shè)定溫度功能按鍵，通過鍵盤上的數(shù)字按鍵和控制按鍵可以輸入設(shè)定溫度和啟動、停止加熱過程；電源分別和微處理器、五路H橋電路、五路電灸儀探頭內(nèi)的溫度傳感器、鍵盤及液晶顯示器相連以為其供電； 每路電灸儀探頭包括外殼和探頭固定金屬塊，其中外殼為圓筒形，其側(cè)面帶有電線孔，便于外殼內(nèi)外的連接線經(jīng)過；外殼前端帶有凹槽，用于放置藥物，后端內(nèi)側(cè)帶有螺紋；夕卜殼的前端內(nèi)固定圓形金屬導(dǎo)熱墊片，金屬導(dǎo)熱墊片后面依次放置溫度傳感器、半導(dǎo)體制冷(熱)片和散熱(冷)墊片；探頭固定金屬塊為圓柱形，其側(cè)面帶有和外殼后端內(nèi)側(cè)相適配的螺紋，其后端帶有螺孔，探頭固定金屬塊能夠旋到外殼后端內(nèi)對裝在外殼內(nèi)的溫度傳感器、半導(dǎo)體制冷(熱)片和散熱(冷)墊片進(jìn)行旋緊固定，探頭固定金屬塊上的螺孔用于整個電灸儀探頭的固定； 每路H橋電路包括6個功率三極管Q1-Q6、限流電阻和負(fù)載電阻，其中Ql、Q2、Q5和Q6是硅NPN三極管，Q3、Q4是硅PNP三極管，功率三極管Ql和Q3的射極相連作為kl點，功率三極管Ql和Q3的基極相連并和限流電阻Rl及功率三極管Q5的集電極相連；功率三極管Ql的集電極和限流電阻Rl的另一端相連并接到電源上，功率三極管Q5的基極經(jīng)限流電阻R3和微處理器的端口 IOO接相連；功率三極管Q2和Q4的射極相連作為k2點，功率三極管Q2和Q4的基極相連并和限流電阻R2及功率三極管Q6的集電極相連；功率三極管Q2的集電極和限流電阻R2的另一端相連并接到電源上，功率三極管Q6的基極經(jīng)限流電阻R4和微處理器的端口 IOl接相連，功率三極管Q3-Q4的集電極及功率三極管Q5-Q6的射極接地，kl、k2點分別連接到本路電灸儀探頭內(nèi)的半導(dǎo)體制冷(熱)片的兩端。
2.如權(quán)利要求I所述的一種電灸治療儀，其特征在于所述的電灸儀探頭的外殼由電木或硬質(zhì)塑料制成。
3.如權(quán)利要求I所述的一種電灸治療儀，其特征在于所述的溫度傳感器為數(shù)字溫度傳感器。
4.如權(quán)利要求I所述的一種電灸治療儀，其特征在于所述的微處理器型號為ARM-CortexM3內(nèi)核的工業(yè)級芯片LPC1768或LPC1769。
5.—種如權(quán)利要求I所述電灸治療儀中微處理器的工作方法，步驟如下 1)電灸治療儀上電后，微處理器初始化液晶屏、溫度傳感器； 2)微處理器掃描鍵盤，等待設(shè)定溫度功能按鍵按下，設(shè)定溫度功能按鍵按下后，微處理器讀取數(shù)字按鍵的鍵值，作為設(shè)定的溫度值保存到內(nèi)存變量中，每一路的溫度分別設(shè)定，當(dāng)五路全部設(shè)定完成后，轉(zhuǎn)入步驟3)； 3)微處理器讀出當(dāng)前的室溫，再根據(jù)每一路設(shè)定的溫度，初始化定時計數(shù)器，輸出五組脈寬調(diào)制信號PWM，啟動每個電灸儀探頭加熱(制冷)；若設(shè)定溫度高于室溫則加熱，設(shè)定溫度低于室溫則制冷； 4)微處理器不斷比較當(dāng)前各路電灸儀探頭采集回來的溫度值，并和設(shè)定溫度進(jìn)行比較，如果它們的差值少于或等于2度，則停止加熱或制冷，如果當(dāng)前采集回來的溫度低于或高于設(shè)定溫度超過2度，則重新開啟加熱或制冷過程； 5)微處理器將各個電灸儀探頭的當(dāng)前采集回來的溫度值和設(shè)定溫度值分別顯示在液晶屏上，以便監(jiān)視； 6)微處理器掃描鍵盤，若“停止”按鍵按下，則強(qiáng)制停止加熱過程，轉(zhuǎn)入下一步，若“啟動”按鍵按下，則轉(zhuǎn)入步驟I)，重新開始加熱過程； 7)電灸治療儀工作結(jié)束。
全文摘要
一種電灸治療儀，屬電灸儀技術(shù)領(lǐng)域，包括微處理器、H橋電路等，微處理器通過其接口分別和五路H橋電路、鍵盤和液晶顯示器相連接；電灸儀探頭內(nèi)裝有半導(dǎo)體制冷(熱)片和溫度傳感器，五路H橋電路分別和五路電灸儀探頭內(nèi)的半導(dǎo)體制冷(熱)片相連接；溫度傳感器連接到微處理器的接口上；電源分別和微處理器、五路H橋電路、五路電灸儀探頭內(nèi)的溫度傳感器、鍵盤及液晶顯示器相連以為其供電；本發(fā)明使用半導(dǎo)體制冷(熱)片，功耗低；使用數(shù)字溫度傳感器準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好；改進(jìn)的電灸儀探頭結(jié)構(gòu)使得熱量通過外殼前端的凹槽傳到放置其內(nèi)的藥劑，可提高治療效果；溫度測定準(zhǔn)確，不易燙傷；為電灸儀提供一種可以多路加熱控溫的方案。
文檔編號A61H39/06GK102641209SQ20121011618
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者孫超, 宋玉川, 王洪君, 趙子嬰 申請人:山東大學(xué)