CN103170058B - 一种电针系统及其电针和终端控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电针系统，其包括：终端控制器，其用于管理和调整电针的运行参数和设备参数，并向电针发送运行控制命令和用于传送所述参数的参数设置命令；电针，其包括用于给控制电路供电的电池、控制电路和作用于皮肤表面的输出电极，其中，所述控制电路根据从终端控制器接收的命令控制输出电极输出脉冲电流，该脉冲电流的大小恒定为与输出电极输出的刺激强度对应。另外，提供相应的电针和终端控制器。本发明所提供的电针系统不仅可输出与刺激强度对应的恒定电流作用于皮肤表面，而且，可根据不同的身体状况和病症特征灵活调整参数，满足不同使用者的个性需要。此外，本发明所提供的电针系统还可实现有线充电和/或无线充电。

Description

一种电针系统及其电针和终端控制器

技术领域

本发明涉及电针技术领域，尤其涉及一种具有自动控制和充电功能的电针系统及其电针和终端控制器。

背景技术

中医学认为，人体的功能由经络系统和运行于其中的气血来控制，针灸通过通经活血达到疗病保健的目的。我国医学研究者在全力探索经络本质的同时，也试图用现代医学手段和理论来解释针灸的作用原理。本世纪五十年代后期，有人用针刺穴位产生止痛效果的临床试验，并设计应用针刺方法来预防外科手术的疼痛，称之为“针刺麻醉”，在国内外引起了极大的兴趣。后来发现在穴位上施加低频和高频的电脉冲刺激可以达到同样的效果。同时电脉冲不但可以通过刺入穴位内的金属针进行刺激，还可以把电极贴在穴位皮肤表面，使电流通过皮肤进入穴位，这种情况可以免去扎针，从而达到同样的效果。

电针治疗是指通过输出脉冲电流，经毫针或电极片作用于人体经络、穴位、肌肉、神经用以治疗疾病的方法。它以针灸疗法为依据，结合现代医学，用脉冲电流代替人工行针。具体操作是电流由(+)极流向(-)极。(+)极有使神经兴奋，将麻痹了的神经以及肌肉的活动活化的作用，(-)极有抑制神经活动而达到镇痛，镇静的作用。它是由低频电流而引起肌肉的收缩或松弛，肌肉的泵式作用就开始动作。松弛的时候，血液就大量输入，收缩的时候，含有代谢物的血液就送出。这种往复动作，可以促进血液运行流畅，血液循环畅通。这种组织和肌肉的运动可以增加人体的活动，释放热量，起到御寒的作用。

目前国内外已经有很多电针设备，但市面上的大多设备存在技术简单，功能单一，使用不方便等缺陷，不能满足个性化的需求。例如，脉冲电流的大小不恒定，不同身体对于同一电针的相同输出所感受到的刺激强度不一样；非恒流输出的脉冲电流通常为尖峰脉冲，容易引起表皮刺痛；使用非对称单向脉冲，很难保证直流分量为零，刺激强度不对称；脉宽固定，随着电流和频率的增高，造成难忍的刺痛；运行模式固定、参数不可调整或者仅能进行非常有限的调整，例如，通过几个按钮在少数几个频率之间进行切换，这样，不能根据不同身体状况和不同病症的特征做相应的调整；无法提供合理和准确的定量参数；体积大，不够便携，使用不方便。此外，大部分电针不具有充电功能，使用时需要连接电源或使用一次性电池来供电，这样对用户带来了诸多不便，一次性电池使用时需要更换电池增加了使用成本，限制了电针的推广应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种具有自动控制和充电功能(包括有线充电和无线充电)的电针系统及其电针和终端控制器。

为了实现以上目的，本发明提供的电针系统包括：终端控制器，其用于管理和调整电针的模式参数和设备参数，并向电针发送运行控制命令和用于传送所述参数的参数设置命令；电针，其包括用于给控制电路供电的电池、控制电路和作用于皮肤表面的输出电极，其中，所述控制电路从终端控制器接收所述运行控制命令和参数设置命令，并根据接收的命令控制输出电极输出脉冲电流，该脉冲电流的大小恒定为与输出电极输出的刺激强度对应。

优选的，所述模式参数包括脉冲方式、脉冲频率、脉冲宽度、调制频率、占空比、模式输出时间、模式间歇时间、模式时间，其中，所述脉冲方式包括单脉冲和组合脉冲，所述模式为预置模式和自定义模式，所述设备参数包括设备ID、设备日期、设备时间，所述运行控制命令包括用于控制电针的输出与停止的命令、用于选择模式的命令、用于控制电针输出的刺激强度的命令，所述参数设置命令包括模式参数设置命令、设备参数设置命令。

优选的，所述控制电路包括：通讯控制单元，其用于从终端控制器接收命令，并将接收的命令发送给中央处理器；中央处理器，其用于对从通讯控制单元接收的命令进行分析，并根据分析的结果分别向恒流输出管理单元和电源管理单元发送控制信号，以使得恒流输出管理单元将所述恒定的脉冲电流输出到输出电极上，并使得电源管理单元提供稳定可靠的电源；电源管理单元，其用于根据从中央处理器接收的控制信号为通讯控制单元、中央处理器和恒流输出管理单元提供稳定可靠的电源；和恒流输出管理单元，其用于根据从中央处理器接收的控制信号将所述恒定的脉冲电流输出到输出电极上。

优选的，所述恒流输出管理单元包括：运算放大电路，其用于对中央处理器发送的强度控制信号与从输出控制电路反馈的电流反馈信号进行比较运算放大，输出电压信号，其中，所述强度控制信号为由中央处理器对所述用于控制刺激强度的命令中所设置的刺激强度进行数模转换而得到的电压信号；输出控制电路，其用于根据从运算放大电路接收的电压信号和中央处理器发送的与所述模式参数对应的脉冲信号生成所述恒定的脉冲电流，并将所述恒定的脉冲电流输出到输出电极；电流取样电阻，其用于对输出控制电路输出的电流进行取样，并将取样电流转换为电压信号作为电流反馈信号反馈给运算放大电路。

优选的，所述输出控制电路包括：模拟开关芯片，其根据运算放大电路输出的电压信号和中央处理器发送的与所述模式参数对应的脉冲信号产生全桥电路的控制时序信号；全桥电路，其根据模拟开关芯片产生的控制时序信号生成所述恒定的对称脉冲电流。

优选的，所述输出控制电路包括：模拟开关芯片，其根据运算放大电路输出的电压信号和中央处理器发送的与所述模式参数对应的脉冲信号产生开关电路的开关信号；开关电路，其根据模拟开关芯片产生的开关信号生成所述恒定的非对称脉冲电流。

优选的，所述电源管理单元包括：开关控制模块，其与稳压模块连接，用于控制电池的电源开关，实现开关机功能；稳压模块，其用于对电池电压进行稳压操作，并将稳压后的电压提供给通讯控制单元、中央处理器、恒流输出管理单元中的运算放大电路和升压模块；升压模块，其用于将稳压模块输出的电压提升到输出所述恒定的脉冲电流所需的电压，并将提升的电压输出到恒流输出管理单元中的输出控制电路。

优选的，所述开关控制模块包括：自举电路，其用于根据电池的电源开关信号和中央处理器发送的自举控制信号产生开关信号，实现自举上电和保持；开关控制电路，其用于根据自举电路所产生的开关信号来控制稳压模块的电源输入。开机时，中央处理器根据自举电路产生的开关信号识别电源开关信号，并输出使自举电路维持该开关信号的自举控制信号。关机时，中央处理器通过识别自举电路产生的开关信号，关闭自举控制信号，自举电路关闭开关信号，开关控制电路关闭稳压模块电源输入，实现关机。

优选的，所述稳压模块包括电源稳压芯片，其用于从开关控制模块接收电池电压，对接收的电压进行稳压操作，并将稳压后的电压提供给通讯控制单元、中央处理器、恒流输出管理单元的运算放大电路和升压模块。

优选的，所述升压模块包括：升压电感，其用于在中央处理器发送的升压脉冲信号的驱动下对稳压模块输出的电压进行振荡，以产生高压信号；升压充电电路，其用于对升压电感所产生的高压信号进行整流和电容充电，以生成输出所述恒定的脉冲电流所需的电压，并将提升的电压输出到恒流输出管理单元中的输出控制电路。

优选的，所述中央处理器将电针的运行状态信息通过通讯控制单元反馈给终端控制器，终端控制器根据反馈的运行状态信息显示和记录电针的运行状态。

优选的，所述运行状态信息包括当前日期、当前时间、当前运行模式、当前能量大小、当前电池电压、当前通讯状态以及设备运行中的错误信息。

优选的，所述中央处理器对输出控制电路输出的电流进行模数转换，获得实际输出刺激强度，并将实际输出刺激强度与所述用于控制刺激强度的命令中所设置的刺激强度进行比较，当实际输出刺激强度大于该命令中所设置的刺激强度时，中央处理器减小输出给运算放大电路的强度控制信号，当实际输出刺激强度小于该命令中所设置的刺激强度时，中央处理器增大输出给运算放大电路的强度控制信号，当实际输出刺激强度等于该命令中所设置的刺激强度时，中央处理器维持当前输出给运算放大电路的强度控制信号。

优选的，所述中央处理器将模数转换获得的实际输出刺激强度通过通讯控制单元反馈给终端控制器，终端控制器根据反馈的实际输出刺激强度与所述命令中所设置的刺激强度是否一致，从而供用户判断电针的恒流性能。

优选的，所述电源管理单元还包括电池电压检测部分，其用于对电池电压进行检测。中央处理器对电池电压检测部分检测到的电池电压进行模数转换，得到电池电压数字数据，如果电池电压接近电池保护电压，则中央处理器提示用户充电处理，如果电池电压低于电池保护电压，则中央处理器关闭自举控制信号，自举电路关闭开关信号，从而使稳压模块关闭输出。

优选的，所述中央处理器将模数转换的电池电压数字数据通过通讯控制单元反馈给终端控制器。

优选的，所述控制电路还包括存储单元，其用于保存电针的运行记录，中央处理器读取存储单元中所保存的运行记录，通过通讯控制单元传送给终端控制器。

优选的，所述控制电路还包括实时时钟，其用于实现电针系统的定时开关机和对电针运行时间进行计时。

优选的，所述电池为充电电池，所述电源管理单元还包括充电管理模块，所述电针系统还包括充电适配器。

优选的，所述充电适配器为直流电源，其用于为充电管理模块提供稳定的电压；所述充电管理模块为充电管理芯片，其用于对充电适配器提供的电压进行过压、过流、过热保护，并向充电电池充电，同时指示充电状态。

优选的，所述充电适配器包括：直流电源，其用于为充电发射模块提供稳定电压；充电发射模块，其用于将直流电源提供的电压转换为射频能量，并将转换的射频能量提供给充电管理模块。所述充电管理模块包括：充电接收模块，其用于从充电发射模块接收射频能量，并对接收的射频能量进行整流、滤波、稳压，以产生稳定的充电电压，并将该充电电压提供给充电管理芯片；充电管理芯片，其用于对充电电压进行过压、过流、过热保护，并向充电电池充电，同时指示充电状态。

优选的，所述充电发射模块包括：振荡电路，其用于产生振荡频率；发射电路，其用于按照振荡电路产生的频率将直流电源提供的电能转换为射频能量，通过接收线圈的耦合将转换的射频能量提供给充电管理模块。

优选的，所述充电接收模块包括：接收电路，其通过与发射电路耦合接收高频交流电压；电压调整电路，其用于对接收电路接收的高频交流电压进行整流、滤波、稳压，以产生稳定的充电电压，并将该充电电压提供给充电管理芯片。

优选的，其特征在于，所述终端控制器与电针之间的通讯方式包括有线方式和无线方式，有线通讯方式实现包括USB、串口等；无线通讯方式实现包括蓝牙、红外、WIFI、GPRS以及其它已知的短距离无线通讯方式。

另外，本发明分别提供相应的电针和终端控制器。

本发明所提供的电针系统不仅可输出与刺激强度对应的恒定电流作用于皮肤表面，而且，可根据不同的身体状况和病症特征灵活调整参数，满足不同使用者的个性需要。此外，本发明所提供的电针系统还可实现充电功能，包括有线充电方式和无线充电方式。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的电针系统的结构图；

图2是图1所示控制电路中的恒流输出管理单元的结构图；

图3是图1所示控制电路中的电源管理单元的结构图；

图4是本发明的第二实施例的电针系统的结构图；

图5是无线充电方式下的充电管理模块和充电适配器的结构图；

图6a和图6b分别是本发明所提供的电针所输出的对称脉冲电流波形图和非对称脉冲电流波形图。

具体实施方式

以下，将参照附图和实施例对本发明进行描述。

(第一实施例)

本实施例所提供的电针系统具有自动控制功能，可根据不同的身体状况和病症特征设置不同的模式参数，并根据设置的模式参数自动地以恒流方式输出所需的脉冲电流。

图1是本发明的第一实施例的电针系统的结构图。如图1所示，该电针系统包括终端控制器1和电针2。其中，终端控制器1用于管理和调整电针2的模式参数和设备参数，并向电针2发送运行控制命令和用于传送所述参数的参数设置命令。电针2包括用于给控制电路22供电的电池21、控制电路22和作用于皮肤表面的输出电极23，其中，控制电路22从终端控制器1接收所述运行控制命令和参数设置命令，并根据接收的命令控制输出电极23输出脉冲电流，该脉冲电流的大小恒定为与输出电极23输出的刺激强度对应。也就是说，例如，当输出电极23输出的刺激强度为1时，输出电极23输出的电流大小为例如1mA，当输出电极23输出的刺激强度为2时，输出电极23输出的电流大小为例如2mA，依次类推。

这里，所述模式参数可包括，但不限于，脉冲方式、脉冲频率、脉冲宽度、调制频率、占空比、模式输出时间、模式间歇时间、模式时间(即，从电针2以所设置的模式开始运行直到电针2关机的整个模式运行时间，模式时间到后，电针2自动关机)，其中，脉冲方式可包括单脉冲和组合脉冲(例如，使用2Hz、4Hz、6Hz、8Hz、10Hz、12Hz、14Hz、16Hz几种脉冲组合)，模式可包括预置模式和自定义模式，在自定义模式下，用户可任意设置上述模式参数中的任何一个参数。其中，所设置的脉冲宽度应该与所设置的脉冲频率匹配，不同的脉冲频率应该对应于不同的脉冲宽度。所述设备参数可包括，但不限于，设备ID、设备日期、设备时间。所述运行控制命令可包括，但不限于，用于控制电针的输出与停止的命令、用于选择模式的命令、用于控制电针输出的刺激强度的命令。所述参数设置命令可包括，但不限于，模式参数设置命令、设备参数设置命令。

如图1所示，控制电路22进一步包括通讯控制单元221、中央处理器(CPU)222、恒流输出管理单元223和电源管理单元224。其中，通讯控制单元221用于从终端控制器1接收命令，并将接收的命令发送给CPU 222。CPU 222用于对从通讯控制单元221接收的命令进行分析，并根据分析的结果分别向恒流输出管理单元223和电源管理单元224发送控制信号，以使得恒流输出管理单元223将所述恒定的脉冲电流输出到输出电极23上，并使得电源管理单元224提供稳定可靠的电源。电源管理单元224用于根据从CPU 222接收的控制信号为通讯控制单元221、CPU 222和恒流输出管理单元223提供稳定可靠的电源。恒流输出管理单元223用于根据从CPU 222接收的控制信号将所述恒定的脉冲电流输出到输出电极23上。

图2是本实施例的恒流输出管理单元的结构图。如图2所示，恒流输出管理单元223包括运算放大电路16、输出控制电路17和电流取样电阻18。其中，电流取样电阻18串联于输出控制电路17的电流输出端，用于对输出控制电路17输出的电流进行取样，并将取样电流转换为电压信号作为电流反馈信号反馈给运算放大电路16，从而形成负反馈电路。

CPU 222对终端控制器1下发的用于控制电针输出的刺激强度的命令中所设置的刺激强度Di进行数模转换，得到强度控制电压Ui。运算放大电路16对CPU 222发送的强度控制信号Ui与从输出控制电路17反馈的反馈信号Ufb(Ufb＝I*Rfb，其中，I为输出控制电路17输出的脉冲电流，Rfb为串联于输出控制电路17的电流取样电阻18的电阻大小)进行比较运算放大，输出电压信号Uc＝B*(Ui-Ufb，B：运算放大电路的放大倍数)。这里注意，运算放大电路16输出的电压信号用于控制输出控制电路17的输出电流I(其大小与上述用于控制刺激强度的命令中所设置的刺激强度Di对应)，因此，CPU 222数模转换得到的Ui、运算放大器16的比较运算放大操作应与输出控制电路17的具体构造相匹配。例如，当输出控制电路17使用三极管组成时，I＝(Uc-Ub)/Rb*Bb，其中，Uc为电压信号，Ub为基极压降，Rb为基极串联电阻，Bb为三极管放大倍数。输出控制电路17根据从运算放大电路16接收的电压信号Uc和CPU 222发送的脉冲信号(即，与终端控制器1下发的模式参数对应的模式脉冲)生成所述恒定的脉冲电流，并将所述恒定的脉冲电流输出到输出电极23。

在本发明中，输出的脉冲电流可以是对称脉冲电流，也可以是非对称脉冲电流。两种脉冲方式通过不同的输出控制电路17实现。

例如，可通过将输出控制电路17构造为桥式电路来实现对称脉冲。在这种情况下，例如，如图2所示，输出控制电路17可包括模拟开关芯片171和全桥电路172，其中，模拟开关芯片171(例如MC14066)根据运算放大电路16输出的电压信号Uc和CPU 222发送的脉冲信号(即，与终端控制器1下发的模式参数对应的模式脉冲)产生全桥电路172的控制时序信号；全桥电路172根据模拟开关芯片171产生的控制时序信号生成所述恒定的对称脉冲电流。全桥电路可由四个三极管构成。电流取样电阻18可连接在全桥电路的电流输出端与地之间。

例如，可通过将输出控制电路17构造为开关电路来实现单向脉冲电流，即非对称脉冲电流(与对称脉冲电流而言)。在这种情况下，输出控制电路17可包括模拟开关芯片171和开关电路(将全桥电路172重新构造成开关电路)，其中，模拟开关芯片171(例如MC14066)根据运算放大电路16输出的电压信号Uc和CPU 222发送的脉冲信号(即，与终端控制器1下发的模式参数对应的模式脉冲)产生开关信号；开关电路根据模拟开关芯片171产生的开关信号生成所述恒定的非对称脉冲电路。开关电路由可由一个三极管构成。电流取样电阻18可连接在开关电路的电流输出端与地之间。

图3是本实施例的电源管理单元的结构图。如图3所示，电源管理单元224包括开关控制模块2241、稳压模块2242和升压模块2243。其中，开关控制模块2241与稳压模块2242连接，用于控制电池21的电源开关，实现开关机功能。稳压模块2242用于对电池电压进行稳压操作，并将稳压后的电压提供给通讯控制单元221、CPU 222、恒流输出管理单元223中的运算放大电路16和升压模块2243。升压模块2243用于将稳压模块2242输出的电压提升到输出所述恒定的脉冲电流所需的电压，并将提升的电压输出到恒流输出管理单元223中的输出控制电路17。

如图3所示，开关控制模块2241进一步包括自举电路12和开关控制电路13。其中，自举电路12用于根据电池21的电源开关信号(即，表示电源开关是否被按下的信号)和CPU 222发送的自举控制信号产生开关信号，实现自举上电和保持。当有电源开关信号时，自举电路12输出的开关信号即为电池电压信号；当只有自举控制信号(为一个电压信号)时，自举电路12输出的开关信号为自举控制信号被分压后的电压值。也就是说，有电源开关信号时和没有电源开关信号时，自举电路12所输出的开关信号是不同的。开关信号一路发送到开关控制电路13控制稳压模块2242工作，另一路发送到CPU222。CPU 222通过对开关信号进行模数转换判断是否有电源开关信号。

具体来讲，开机时，按下电源开关产生电源开关信号，自举电路12产生开关信号。开关信号一路发送到控制稳压模块2242输出稳定电压，CPU 222从稳压模块2242得到稳定电压工作。开关信号另一路发送到CPU 222，CPU 222通过开关信号识别到有电源开关信号后输出自举控制信号使自举电路12维持开关信号，电源开关信号释放后仍能维持开机状态。关机时，再次按下电源开关产生电源开关信号，CPU 222通过识别自举电路产生的开关信号，确认需要关机，关闭自举控制信号，自举电路12关闭开关信号，开关控制电路关闭稳压模块的电源输入，从而实现电针设备关机。

在本实施例中，稳压模块2242即为一个电源稳压芯片(例如可采用SP6200)，其用于从开关控制模块13接收电池电压，并对其进行稳压操作，并将稳压后的电压提供给通讯控制单元221、CPU 222、恒流输出管理单元223中的运算放大电路16和升压模块2243。

如图3所示，升压模块2243进一步包括升压电感14和升压充电电路15。其中，升压电感14用于在CPU 222发送的升压脉冲信号的驱动下对稳压模块2242输出的电压进行振荡，以产生高压信号。例如，升压脉冲信号可以是由CPU 222产生的18KHz～25KHz的方波信号。升压充电电路15用于对升压电感14所产生的高压信号进行整流和电容充电，以生成输出所述恒定的脉冲电流所需的电压，并将提升的电压输出到恒流输出管理单元223中的输出控制电路17。升压充电电路15由整流二极管和电容组成。

通过以上控制电路22，输出电极23即可根据终端控制器1下发的运行控制命令输出所述恒定的脉冲电流，并可根据终端控制器1下发的模式设置命令改变输出的脉冲参数。

本发明所提供的电针所输出电流波形图如图6a和图6b所示。具体来讲，图6a中示出了对称脉冲电流波形图，图6b中示出了非对称脉冲电流波形图，其中，脉宽A的范围为30～600uS，脉冲频率1/B的范围为0～1KHz。根据模式设置，本发明的脉冲输出可以是调制脉冲，调制频率为1/D，调制占空比为C/D，根据不同的调制参数可以模拟出不同感受，比如拔罐、敲打、揉、搓、拔罐等。

同时根据病症的需要可以设置模式间歇方式输出(比如：输出20分钟间歇5分钟)，减轻组织疲劳；还可以设置模式时间，使其模式时间到后自动关机，应用于夜间模式下无人干预而关机。

如上所述，在本发明中，输出电极23所输出的刺激强度与输出电流成对应关系，例如，刺激强度为1，则输出电流1mA。这里指出，在本发明中，终端控制器1与电针2之间的通讯方式可包括有线方式和无线方式，有线通讯方式实现包括USB、串口等；无线通讯方式实现包括蓝牙、红外、WIFI、GPRS以及其它已知的短距离无线通讯方式。使用短距离无线控制技术，无繁多的线缆，控制更加方便。

此外，如图1所示，CPU 222还可将电针2的运行状态信息通过通讯控制单元221反馈给终端控制器1，终端控制器1根据反馈的运行状态信息显示和记录电针2的运行状态。这里，运行状态信息可包括，但不限于，当前日期、当前时间、当前运行模式、当前能量大小、当前电池电量、当前通讯状态以及设备运行中的错误信息。当然，终端控制器1还可随时或定时查询电针2的运行状态，CPU 222响应于终端控制器1的状态查询命令反馈状态查询信息。

此外，控制电路22还可包括一个存储单元，其用于保存电针2的运行记录，CPU 222读取存储单元中所保存的运行记录，通过通讯控制单元221传送给终端控制器1。这里，运行记录可包括运行模式、工作强度、开始时间、持续工作时间。

此外，电针2可以设置控制按钮分别实现电针的模式选择、电针的输出强度调节，使其可以脱离终端控制器1独立工作。

为了实现以上目的，运行控制命令中还可设置用于查询设备状态或记录的查询命令以及用于传输数据(包括运行状态信息和运行记录信息)的数据传输命令。在实际应用时，由终端控制器1向电针2下发用于查询电针运行状态和/或运行记录的查询命令，并由CPU 222向终端控制1发送用于反馈电针运行状态和/或运行记录的数据的数据传输命令。

此外，控制电路22还可包括一个实时时钟，其用于实现电针2的定时开关机和对电针2的运行时间进行计时。

本实施例所提供的电针系统具有以下优点：

(1)由终端控制器精确控制和显示所有刺激参数(即，与输出电极23输出的刺激强度相关的参数，包括模式参数)，克服了当前同类产品无法提供合理和准确的定量参数的缺陷；

(2)输出脉冲采用恒电流输出，克服了市面非恒流输出电路的尖峰脉冲引起的表皮刺痛；

(3)波宽随频率而自动变化，解决了固定脉宽造成的高端过强和低端过弱的不适感，具体来讲，上述模式参数包括频率和脉冲宽度，不同的频率对应于不同的脉冲宽度，而现有技术中都采用同一脉冲宽度，造成频率变过大造成刺痛；

(4)当采用完全对称的双向矩形脉冲波时，克服了刺激强度不对称的通病；

(5)可灵活调整模式参数，从而可根据不同病人的不同身体状况和不同病症的特征灵活调整输出电流的脉宽、频率、调制频率、占空比、输出强度等，可满足不同使用者的个性需要；

(6)本发明所提供的电针系统易于实现微型化，在实际生产中，本发明所提供的电针系统制成为直径大小为4cm的产品，便于携带方便。

(第二实施例)

本实施例与第一实施例的不同之处在于，恒流输出管理单元223和/或电源管理单元224可在CPU 222的控制下实现闭环控制。

具体来讲，一方面，CPU 222对电流取样电阻18输出的电流反馈信号Ufb进行模数转换，获得实际输出刺激强度Fbi，并将Fbi与终端控制器1下发的用于控制电针输出的刺激强度的命令中所设置的刺激强度Di比较。当Fbi＞Di时，CPU 222减小输出给运算放大电路16的强度控制信号Ui(减小数模转换中的数值，减小量为1个单位，该单位大小取决于数模转换精度)。当Fbi＜Di时，CPU 222增大输出给运算放大电路16的强度控制信号Ui(增大数模转换中的数值，增加量为1个单位，该单位大小取决于数模转换精度)。当Fbi＝Di时，CPU 222维持当前输出给运算放大电路16的强度控制信号Ui，从而实现脉冲电流的闭环控制。此电路用于硬件恒流失调后进一步软件调整，确保设备恒流工作。

此时，CPU 222可将模数转换得到的实际输出刺激强度Fbi通过通讯控制单元221反馈给终端控制器1。终端控制器1根据电针实际输出刺激强度Fbi与终端控制器1下发的用于控制电针输出的刺激强度的命令中所设置的刺激强度Di是否一致，从而供用户判断电针2的恒流性能。设该误差值为：△Di＝Di-Fbi，在设备统计和医疗方案评估时可以考虑强度误差△Di。

另一方面，电源管理单元224还可包括电池电压检测部分，其用于对电池电压进行检测。CPU 222对电池电压监测部分检测到的电池电压信号进行模数转换，获得得到电池电压数字数据。如果电池电压接近电池保护电压，则CPU 222提示用户充电处理，确保下一次能正常使用。如果电池电压低于电池保护电压，则CPU 222将通过开关控制模块2241对电针2进行关机保护。如上所述，CPU 222通过关闭自举控制信号，进而使自举电路12关闭开关信号，从而使稳压模块2242关闭输出而实现软件关机，确保电池不发生过放，确保设备使用寿命和使用性能。

此时，CPU 222可将模数转换的电池电压数字数据通过通讯控制单元221反馈给终端控制器1。经过终端控制器1提醒用户及时充电。

(第三实施例)

本实施例与第一实施例的不同之处在于增加了无线充电功能。

图4是本发明的第二实施例的电针系统的结构图。从图4可看出，本实施例的电针系统对第一实施例的电针系统的改进在于：电池21为一个充电电池(例如，可充电的锂电池)；在电源管理单元224中增加了充电管理模块2244；还增加了一个与充电管理模块2244连接或耦合的充电适配器24。

在采用有线充电方式的情况下，充电适配器24为一个直流电源，其用于为充电管理模块2244提供稳定的电压。此时，充电管理模块2244为一个充电管理芯片，如充电管理芯片CN3052，其用于对充电适配器24提供的电压进行过压、过流、过热保护，并向充电电池21充电，同时指示充电状态。

图5是无线充电方式下的充电管理模块和充电适配器的结构图。

如图5所示，充电适配器24包括直流电源241和充电发射模块242，其中，直流电源241用于为充电发射模块242提供稳定电压；充电发射模块242用于将直流电源241提供的电压转换为射频能量，并将转换的射频能量提供给充电管理模块2244。

充电发射模块242进一步包括振荡电路2421和发射电路2422。其中，振荡电路2421用于产生振荡频率，振荡电路所产生的振荡频率取决于构成振荡电路的元器件参数。例如，振荡电路2421可由简单的NE555振荡电路构成，振荡频率设置为50KHz。发射电路2422用于按照振荡电路2421产生的频率将直流电源241提供的电压转换为射频能量，并将转换的射频能量提供给充电管理模块2244。发射电路2422可由发射电感、开关控制元件(如三极管或MOS开关管)构成。

充电管理模块2244为一个无线充电管理模块，如图5所示，其包括充电接收模块25和充电管理芯片26。其中，充电接收模块25用于从充电适配器24(具体来讲，充电发射模块242中的发射电路2422)接收射频能量，并对接收的射频能量进行整流、滤波、稳压，以产生稳定的充电电压，并将该充电电压提供给充电管理芯片26；充电管理芯片26用于对充电电压进行过压、过流、过热保护，并向充电电池21充电，同时指示充电状态。

充电接收模块25进一步包括接收电路252和电压调整电路251。其中，接收电路252通过与发射电路2422耦合接收射频能量。接收电路252可由耦合电感和电容构成。电压调整电路251用于对接收电路252接收的射频能量进行整流、滤波、稳压，以产生稳定的充电电压，并将该充电电压提供给充电管理芯片26。电压调整电路252可由整流电路、滤波电路、稳压芯片构成。

采用无线充电方式，可提高本发明所提供的电针系统的便携性。

以上已参照附图和实施例对本发明进行了详细描述，但是，应该理解，本发明并不限于以上所公开的具体实施例，任何基于本说明书所公开的技术方案的变型都应包括在本发明的保护范围内。

Claims (22)

1.一种电针系统，包括：

终端控制器，其用于管理和调整电针的模式参数和设备参数，并向电针发送运行控制命令和用于传送所述参数的参数设置命令；

电针，其包括用于给控制电路供电的电池、控制电路和作用于皮肤表面的输出电极，其中，所述控制电路从终端控制器接收所述运行控制命令和参数设置命令，并根据接收的命令控制输出电极输出脉冲电流，该脉冲电流的大小恒定为与输出电极输出的刺激强度对应；

所述控制电路包括：

通讯控制单元，其用于从终端控制器接收命令，并将接收的命令发送给中央处理器；

中央处理器，其用于对从通讯控制单元接收的命令进行分析，并根据分析的结果分别向恒流输出管理单元和电源管理单元发送控制信号，以使得恒流输出管理单元将所述恒定的脉冲电流输出到输出电极上，并使得电源管理单元提供稳定可靠的电源；

电源管理单元，其用于根据从中央处理器接收的控制信号为通讯控制单元、中央处理器和恒流输出管理单元提供稳定可靠的电源；和

恒流输出管理单元，其用于根据从中央处理器接收的控制信号将所述恒定的脉冲电流输出到输出电极上；

所述恒流输出管理单元包括：

运算放大电路，其用于对中央处理器发送的强度控制信号与从输出控制电路反馈的电流反馈信号进行比较运算放大，输出电压信号，其中，所述强度控制信号为由中央处理器对所述用于控制刺激强度的命令中所设置的刺激强度进行数模转换而得到的电压信号；

输出控制电路，其用于根据从运算放大电路接收的电压信号和中央处理器发送的与所述模式参数对应的脉冲信号生成所述恒定的脉冲电流，并将所述恒定的脉冲电流输出到输出电极；

电流取样电阻，其用于对输出控制电路输出的电流进行取样，并将取样电流转换为电压信号作为电流反馈信号反馈给运算放大电路；

所述电源管理单元包括：

开关控制模块，其与稳压模块连接，用于控制电池的电源开关，实现开关机功能；

稳压模块，其用于对电池电压进行稳压操作，并将稳压后的电压提供给通讯控制单元、中央处理器、恒流输出管理单元中的运算放大电路和升压模块；

升压模块，其用于将稳压模块输出的电压提升到输出所述恒定的脉冲电流所需的电压，并将提升的电压输出到恒流输出管理单元中的输出控制电路；

所述开关控制模块包括：

自举电路，其用于根据电池的电源开关信号和中央处理器发送的自举控制信号产生开关信号，实现自举上电和保持；开关信号一路发送到开关控制电路控制稳压模块工作，另一路发送到中央处理器；其中，有电源开关信号和没有电源开关信号时，自举电路所输出的开关信号是不同的；

开关控制电路，其用于根据自举电路所产生的开关信号来控制稳压模块的电源输入，

开机时，中央处理器根据自举电路产生的开关信号识别电源开关信号，并输出使自举电路维持该开关信号的自举控制信号；关机时，中央处理器通过识别自举电路产生的开关信号，关闭自举控制信号，自举电路关闭开关信号，开关控制电路关闭稳压模块电源输入，实现关机。

2.根据权利要求1所述的电针系统，其特征在于，所述模式参数包括脉冲方式、脉冲频率、脉冲宽度、调制频率、占空比、模式输出时间、模式间歇时间、模式时间，其中，所述脉冲方式包括单脉冲和组合脉冲，所述模式为预置模式和自定义模式，

所述设备参数包括设备ID、设备日期、设备时间，

所述运行控制命令包括用于控制电针的输出与停止的命令、用于选择模式的命令、用于控制电针输出的刺激强度的命令，

所述参数设置命令包括模式参数设置命令、设备参数设置命令。

3.根据权利要求1所述的电针系统，其特征在于，所述输出控制电路包括：

模拟开关芯片，其根据运算放大电路输出的电压信号和中央处理器发送的与所述模式参数对应的脉冲信号产生全桥电路的控制时序信号；

全桥电路，其根据模拟开关芯片产生的控制时序信号生成所述恒定的对称脉冲电流。

4.根据权利要求1所述的电针系统，其特征在于，所述输出控制电路包括：

模拟开关芯片，其根据运算放大电路输出的电压信号和中央处理器发送的与所述模式参数对应的脉冲信号产生开关电路的开关信号；

开关电路，其根据模拟开关芯片产生的开关信号生成所述恒定的非对称脉冲电流。

5.根据权利要求1所述的电针系统，其特征在于，所述稳压模块包括电源稳压芯片，其用于从开关控制模块接收电池电压，对接收的电压进行稳压操作，并将稳压后的电压提供给通讯控制单元、中央处理器、恒流输出管理单元的运算放大电路和升压模块。

6.根据权利要求1所述的电针系统，其特征在于，所述升压模块包括：

升压电感，其用于在中央处理器发送的升压脉冲信号的驱动下对稳压模块输出的电压进行振荡，以产生高压信号；

升压充电电路，其用于对升压电感所产生的高压信号进行整流和电容充电，以生成输出所述恒定的脉冲电流所需的电压，并将提升的电压输出到恒流输出管理单元中的输出控制电路。

7.根据权利要求1所述的电针系统，其特征在于，所述中央处理器将电针的运行状态信息通过通讯控制单元反馈给终端控制器，终端控制器根据反馈的运行状态信息显示和记录电针的运行状态。

8.根据权利要求7所述的电针系统，其特征在于，所述运行状态信息包括当前日期、当前时间、当前运行模式、当前能量大小、当前电池电压、当前通讯状态以及设备运行中的错误信息。

9.根据权利要求1所述的电针系统，其特征在于，所述中央处理器对输出控制电路输出的电流进行模数转换，获得实际输出刺激强度，并将实际输出刺激强度与所述用于控制刺激强度的命令中所设置的刺激强度进行比较，当实际输出刺激强度大于该命令中所设置的刺激强度时，中央处理器减小输出给运算放大电路的强度控制信号，当实际输出刺激强度小于该命令中所设置的刺激强度时，中央处理器增大输出给运算放大电路的强度控制信号，当实际输出刺激强度等于该命令中所设置的刺激强度时，中央处理器维持当前输出给运算放大电路的强度控制信号。

10.根据权利要求9所述的电针系统，其特征在于，所述中央处理器将模数转换获得的实际输出刺激强度通过通讯控制单元反馈给终端控制器，

终端控制器根据反馈的实际输出刺激强度与所述命令中所设置的刺激强度是否一致，从而供用户判断电针的恒流性能。

11.根据权利要求1所述的电针系统，其特征在于，所述电源管理单元还包括电池电压检测部分，其用于对电池电压进行检测，

中央处理器对电池电压检测部分检测到的电池电压进行模数转换，得到电池电压数字数据，如果电池电压接近电池保护电压，则中央处理器提示用户充电处理，如果电池电压低于电池保护电压，则中央处理器关闭自举控制信号，自举电路关闭开关信号，从而使稳压模块关闭输出。

12.根据权利要求11所述的电针系统，其特征在于，所述中央处理器将模数转换的电池电压数字数据通过通讯控制单元反馈给终端控制器。

13.根据权利要求1所述的电针系统，其特征在于，所述控制电路还包括存储单元，其用于保存电针的运行记录，

中央处理器读取存储单元中所保存的运行记录，通过通讯控制单元传送给终端控制器。

14.根据权利要求1所述的电针系统，其特征在于，所述控制电路还包括实时时钟，其用于实现电针系统的定时开关机和对电针运行时间进行计时。

15.根据权利要求1所述的电针系统，其特征在于，所述电池为充电电池，所述电源管理单元还包括充电管理模块，所述电针系统还包括充电适配器。

16.根据权利要求15所述的电针系统，其特征在于，所述充电适配器为直流电源，其用于为充电管理模块提供稳定的电压；所述充电管理模块为充电管理芯片，其用于对充电适配器提供的电压进行过压、过流、过热保护，并向充电电池充电，同时指示充电状态。

17.根据权利要求15所述的电针系统，其特征在于，所述充电适配器包括：

直流电源，其用于为充电发射模块提供稳定电压；

充电发射模块，其用于将直流电源提供的电压转换为射频能量，并将转换的射频能量提供给充电管理模块，

所述充电管理模块包括：

充电接收模块，其用于从充电发射模块接收射频能量，并对接收的射频能量进行整流、滤波、稳压，以产生稳定的充电电压，并将该充电电压提供给充电管理芯片；

充电管理芯片，其用于对充电电压进行过压、过流、过热保护，并向充电电池充电，同时指示充电状态。

18.根据权利要求17所述的电针系统，其特征在于，所述充电发射模块包括：

振荡电路，其用于产生振荡频率；

发射电路，其用于按照振荡电路产生的频率将直流电源提供的电能转换为射频能量，通过接收线圈的耦合将转换的射频能量提供给充电管理模块。

19.根据权利要求17所述的电针系统，其特征在于，所述充电接收模块包括：

接收电路，其通过与发射电路耦合接收高频交流电压；

电压调整电路，其用于对接收电路接收的高频交流电压进行整流、滤波、稳压，以产生稳定的直流充电电压，并将该充电电压提供给充电管理芯片。

20.根据权利要求1-19中的任何一个所述的电针系统，其特征在于，所述终端控制器与电针之间的通讯方式包括有线方式和无线方式，有线通讯方式实现包括USB、串口；无线通讯方式实现包括蓝牙、红外、WIFI、GPRS。

21.一种电针，包括：

电池，其用于给控制电路供电；

输出电极，其作用于皮肤表面；

控制电路，其用于从终端控制器接收运行控制命令和参数设置命令，并根据接收的命令控制输出电极输出脉冲电流，该脉冲电流的大小恒定为与输出电极输出的刺激强度对应；

所述控制电路包括：

通讯控制单元，其用于从终端控制器接收命令，并将接收的命令发送给中央处理器；

中央处理器，其用于对从通讯控制单元接收的命令进行分析，并根据分析的结果分别向恒流输出管理单元和电源管理单元发送控制信号，以使得恒流输出管理单元将所述恒定的脉冲电流输出到输出电极上，并使得电源管理单元提供稳定可靠的电源；

电源管理单元，其用于根据从中央处理器接收的控制信号为通讯控制单元、中央处理器和恒流输出管理单元提供稳定可靠的电源；和

恒流输出管理单元，其用于根据从中央处理器接收的控制信号将所述恒定的脉冲电流输出到输出电极上；

所述恒流输出管理单元包括：

运算放大电路，其用于对中央处理器发送的强度控制信号与从输出控制电路反馈的电流反馈信号进行比较运算放大，输出电压信号，其中，所述强度控制信号为由中央处理器对所述用于控制刺激强度的命令中所设置的刺激强度进行数模转换而得到的电压信号；

输出控制电路，其用于根据从运算放大电路接收的电压信号和中央处理器发送的与模式参数对应的脉冲信号生成所述恒定的脉冲电流，并将所述恒定的脉冲电流输出到输出电极；

电流取样电阻，其用于对输出控制电路输出的电流进行取样，并将取样电流转换为电压信号作为电流反馈信号反馈给运算放大电路；

所述电源管理单元包括：

开关控制模块，其与稳压模块连接，用于控制电池的电源开关，实现开关机功能；

稳压模块，其用于对电池电压进行稳压操作，并将稳压后的电压提供给通讯控制单元、中央处理器、恒流输出管理单元中的运算放大电路和升压模块；

升压模块，其用于将稳压模块输出的电压提升到输出所述恒定的脉冲电流所需的电压，并将提升的电压输出到恒流输出管理单元中的输出控制电路；

所述开关控制模块包括：

自举电路，其用于根据电池的电源开关信号和中央处理器发送的自举控制信号产生开关信号，实现自举上电和保持；开关信号一路发送到开关控制电路控制稳压模块工作，另一路发送到中央处理器；其中，有电源开关信号和没有电源开关信号时，自举电路所输出的开关信号是不同的；

开关控制电路，其用于根据自举电路所产生的开关信号来控制稳压模块的电源输入，

开机时，中央处理器根据自举电路产生的开关信号识别电源开关信号，并输出使自举电路维持该开关信号的自举控制信号；关机时，中央处理器通过识别自举电路产生的开关信号，关闭自举控制信号，自举电路关闭开关信号，开关控制电路关闭稳压模块电源输入，实现关机。

22.一种终端控制器，其特征在于，用于管理和调整权利要求21所述的电针的模式参数和设备参数，并向电针发送运行控制命令和用于传送所述参数的参数设置命令。