CN103315900A - 自动控温式艾灸仪及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种自动控温式艾灸仪，所述艾灸仪由支架、艾条位置调节装置和温度传感器组成；艾条位置调节装置和温度传感器都设置于支架上；温度传感器与艾条位置调节装置电气连接；艾条设置于艾条位置调节装置上；温度传感器与艾条的燃烧部邻近设置，艾条位置调节装置根据温度传感器的读数调节艾条与温度传感器之间的相对位置。本发明的有益技术效果是：由设备自动进行艾灸治疗，降低医护人员的劳动强度；控制灵活性较高，可高仿真地模拟人工治疗手法，保证治疗效果。

Description

自动控温式艾灸仪及其控制方法

技术领域

    本发明涉及一种医疗保健仪器，尤其涉及一种自动控温式艾灸仪及其控制方法。

背景技术

艾灸是中华传统医学的奇葩，在中国古代是治疗疾病的主要手段之一，它有温阳补气、祛寒止痛、补虚固脱、温经通络、消瘀散结、补中益气的作用，可广泛用于乳腺炎、前列腺炎、肩周炎、盆腔炎、颈椎病、糖尿病等疾病的治疗；其次，艾灸还具有奇特的养生保健作用，可用来预防疾病、延年益寿；艾灸在我国的使用已有数千年的历史，在当代，艾灸仍然有十分巨大的医用价值。

现有技术中，在进行艾灸治疗时，存在花费时间长、劳动强度大、效率低的问题，为了减轻治疗者的劳动强度，有必要设计一种便于艾灸治疗的仪器设备。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种自动控温式艾灸仪，其结构为：所述艾灸仪由支架、艾条位置调节装置和温度传感器组成；艾条位置调节装置和温度传感器都设置于支架上；温度传感器与艾条位置调节装置电气连接；艾条设置于艾条位置调节装置上；温度传感器与艾条的燃烧部邻近设置，艾条位置调节装置根据温度传感器的读数调节艾条与温度传感器之间的相对位置。

前述方案的原理是：现有技术中，导致艾灸治疗过程中劳动强度大的主要原因是：医护人员需要长时间地拿持艾条，并且还要在治疗过程中不断地晃动艾条（因为治疗过程中，既要使艾条的燃烧部能够持续作用到人体的穴位，又要避免温度过高灼伤人体）；采用本发明的方案后，艾条由艾条位置调节装置夹持，可大幅降低医护人员的劳动强度，同时，本发明的自动控温式艾灸仪可根据温度传感器的读数对艾条燃烧部的位置进行动态智能调节，极大的简化治疗过程。

所述艾条位置调节装置由电机、减速器、螺纹套筒、丝杆、控制器Ⅰ、艾条夹具和安装架组成；安装架与支架连接；电机设置于安装架上，电机的传动部通过减速器与丝杆的一端传动连接；螺纹套筒与安装架滑动连接，丝杆另一端套接在螺纹套筒内，螺纹套筒的外端与艾条夹具连接；电机的动作受控制器Ⅰ控制，控制器Ⅰ与温度传感器电气连接。该结构的工作原理是：当需要调节艾条燃烧部的位置时，控制器Ⅰ根据设定的程序对电机的动作进行控制，电机通过减速器传动丝杆转动，由丝杆带动螺纹套筒运动，从而调节艾条燃烧部的位置；此结构中采用了螺纹传动方式来调节螺纹套筒的位置，通过对螺纹尺寸的调整，可以实现对螺纹套筒的运动速度和行程的精确控制，间接地实现对艾条的位置的精确控制。

为了使装置可以适应人体上不同位置处的穴位治疗需要，还可采用如下方案来扩展艾条位置调节装置的动作范围：所述安装架与支架转动连接，转动部设置有阻尼装置。采用此方案后，使艾条位置调节装置既能旋转也能伸缩，从而适应人体上不同位置处的穴位治疗需要；安装架与支架之间的角度须在治疗前就进行调节，治疗过程中，安装架与支架之间不发生转动。

为了进一步提高设备的灵活性，本发明还作了如下改进：所述温度传感器通过蛇皮管与支架连接，通过蛇皮管对温度传感器位置的全向调节作用，使温度传感器能对艾条夹具的位置进行全向位置跟随。

艾条燃烧时会产生烟气，为了保证室内环境的清洁，本发明还作了如下改进：所述艾条位置调节装置外套接有导烟罩，导烟罩内腔与一尾气处理装置连通。

艾条燃烧后有灰烬产生，为了防止灰烬堆积过长后掉落在人体上或地上，本发明还作了如下改进：所述支架上设置有刮灰装置，所述刮灰装置由水平传动装置、竖向传动装置、刮灰板和控制器Ⅱ组成；竖向传动装置设置于支架上，竖向传动装置的运动部与水平传动装置连接；水平传动装置的运动部与刮灰板连接；水平传动装置的动作受控制器Ⅱ控制。由于治疗需要，艾条位置调节装置可能处于不同的工作位置，竖向传动装置用于调节刮灰装置的高度，以使其与艾条燃烧部的位置对应，且竖向传动装置的位置须在治疗前就调节好，治疗过程中，竖向传动装置的位置不发生变化（由于艾条位置调节装置的调节作用，艾条的燃烧部的位置相对固定，因此治疗过程中竖向传动装置无需动作）；治疗过程中的刮灰操作由水平传动装置与刮灰板完成，控制器Ⅱ控制水平传动装置做周期性地往复运动，运动过程中，当刮灰板的运动轨迹与艾条上堆积的灰烬发生干涉时，灰烬就被刮灰板刮下并带走了，从而避免灰烬掉落在地上或人体上。

为了进一步提高刮灰板运动轨迹的灵活性，所述水平传动装置的运动部与刮灰板之间通过一伸缩结构连接。在治疗之前，可通过伸缩结构对刮灰板的位置作进一步精确的调节，同样地，伸缩结构在治疗过程中也不发生运动。

为了便于移动设备，可在所述支架下部设置万向轮。

为了进一步提高设备的灵活性，还可在所述支架下部设置高度调节装置。

前述自动控温式艾灸仪可采用如下的控制策略来进行控制：由于艾灸治疗的特殊性，使得治疗过程中，既要使艾条的热量和发散出来的气体能够持续作用于穴位上，又要避免热量堆积过多而对人体造成灼伤；鉴于此，本发明利用温度传感器来对温度进行实时监测，治疗之前，通过人工调节使艾条、温度传感器和人体三者之间保持较好的位置关系；开始治疗后，随着艾条的燃烧，艾条的燃烧部与人体的距离逐渐增大，当艾条与人体距离较远时，温度传感器检测到的温度数据肯定小于治疗温度（治疗温度可通过实验确定），此时应将艾条移近人体，当艾条与人体距离较近时，温度传感器检测到的温度数据肯定大于治疗温度，此时应将艾条移远；

由于治疗需要，不能让温度传感器将穴位覆盖住，因此只能将温度传感器设置于穴位附近，故在确定治疗温度时应当考虑治疗温度与穴位上的实际温度存在一定温度差，应通过实验来对此温度差进行校正，同时还应考虑一定的安全余量；

前述控制策略是一种基本控制方案，可仅通过1个温度控制阈值（即治疗温度）来实现对艾条的移近、移远的控制（即温度传感器检测到的温度大于治疗温度时，将艾条移远，温度传感器检测到的温度小于治疗温度时，将艾条移近）；但发明人经过实验后发现，仅通过1个温度控制阈值来进行控制存在如下缺陷：由于温度变化始终处于连续的动态变化状态，而控制器Ⅰ控制艾条位置调节装置作具体动作时所依赖的温度数据为单一的温度点，这种单一的温度点难以体现温度的变化趋势，有可能艾条已经移得较远了，但在人体体表堆积的温度仍然大于治疗温度，此时，控制器Ⅰ仍会驱动艾条位置调节装置继续将艾条移远（从安全性考虑也必须这样作），这就不利于艾条散发的烟气持续作用到穴位上，对治疗效果有一定影响，因此，发明人考虑采用3个连续的温度控制阈值和3种行程（即a距离、b距离和c距离）来构建控制策略以提高控制的灵活性，最大程度地模仿人工治疗时的治疗手法，具体方案是：

所涉及的硬件有：对艾条位置调节装置动作进行控制的控制器Ⅰ、与控制器Ⅰ电气连接的温度传感器；所述艾条位置调节装置上设置有艾条，艾条上的燃烧部与温度传感器邻近设置；

控制步骤为：

控制器Ⅰ内预设有3个连续的温度控制阈值，分别记为A温度、B温度、C温度，这3个温度控制阈值的数值大小关系为：A＜B＜C；温度传感器测量到的温度数据记为H温度：

1）温度传感器对周围温度进行监测，并将测量到的温度数据实时发送至控制器Ⅰ；

2）当控制器Ⅰ接收到温度传感器发来的温度数据后，控制器Ⅰ对温度数据与温度控制阈值之间的大小关系进行判断，进入步骤3）；

3）获得温度数据与温度控制阈值之间的大小关系后，控制器Ⅰ根据如下四种情况分别作相应处理：

情况一：若H≤A时，则控制器Ⅰ控制艾条位置调节装置向趋近人体的方向运动a距离后，返回步骤2）；

情况二：若A＜H＜B时，则控制器Ⅰ控制艾条位置调节装置向趋近人体的方向运动b距离后，返回步骤2）；

情况三：若B≤H＜C时，则控制器Ⅰ控制艾条位置调节装置向远离人体的方向运动b距离后，返回步骤2）；

情况四：若C≤H时，则控制器Ⅰ控制艾条位置调节装置向远离人体的方向运动c距离后，返回步骤2）；

其中，a距离、b距离和c距离的大小关系为：b＜a＜c。

采用3个连续的温度控制阈值和3种行程所形成的控制策略的基本思路是：以B温度为治疗温度，C温度为安全控制温度，A温度为位置修正温度；当H≤A的条件满足时，说明艾条与人体的距离较远，为了保证艾条燃烧的热量和散发的烟气对穴位的持续作用，应较快地将艾条移近人体，故此时应使艾条位置调节装置以行程相对较大的a距离（相对于b距离而言）来调节艾条的位置；当满足A＜H＜B的条件时，此种状态可能对应两种情况，即H温度由A向B变化或H温度由B向A变化，但无论此时为何种情况，由于H温度低于B温度，完全不存在烫伤危险，可采用行程最小的b距离来使艾条继续趋近人体；当满足B≤H＜C的条件时，此种状态也可能对应两种情况，即H温度由B向C变化或H温度由C向B变化，但无论真实情况如何，由于H温度已逼近安全控制温度，应采用行程最小的b距离来使艾条远离人体；当满足C≤H的条件时，这种状态可能由人体位置移动引起也可能由艾条燃烧速度引起，但不论由如何，由于H温度已超出安全控制温度，此时都应以行程最大的c距离来使艾条迅速远离人体；

从前述方案可看出，采用3个连续的温度控制阈值和3种行程所形成的控制策略，可以根据不同情况对艾条的移动距离进行动态调节，从而使艾条和穴位的相对位置始终维持在一定范围内，从而使控制的灵活性得到提高，与人工治疗时的手法较为相似，在兼顾安全性的同时，使治疗效果也得到了保证。

本发明的有益技术效果是：由设备自动进行艾灸治疗，降低医护人员的劳动强度；控制灵活性较高，可高仿真地模拟人工治疗手法，保证治疗效果。

附图说明

图1、本发明的结构示意图；

图2、艾条位置调节装置结构示意图；

图中各个标记所对应的部件分别为：支架1、艾条位置调节装置2、电机2-1、螺纹套筒2-2、丝杆2-3、控制器Ⅰ2-4、艾条夹具2-5、温度传感器3、水平传动装置4-1、竖向传动装置4-2、刮灰板4-3、安装架A、蛇皮管B、万向轮C。

具体实施方式

一种自动控温式艾灸仪，所述艾灸仪由支架1、艾条位置调节装置2和温度传感器3组成；艾条位置调节装置2和温度传感器3都设置于支架1上；温度传感器3与艾条位置调节装置2电气连接；艾条设置于艾条位置调节装置2上；温度传感器3与艾条的燃烧部邻近设置，艾条位置调节装置2根据温度传感器3的读数调节艾条与温度传感器3之间的相对位置。

进一步地，所述艾条位置调节装置2由电机2-1、减速器、螺纹套筒2-2、丝杆2-3、控制器Ⅰ2-4、艾条夹具2-5和安装架（如图2中标记A所示部件）组成；安装架与支架1连接；电机2-1设置于安装架上，电机2-1的传动部通过减速器与丝杆2-3的一端传动连接；螺纹套筒2-2与安装架滑动连接，丝杆2-3另一端套接在螺纹套筒2-2内，螺纹套筒2-2的外端与艾条夹具2-5连接；电机2-1的动作受控制器Ⅰ2-4控制，控制器Ⅰ2-4与温度传感器3电气连接。

进一步地，所述安装架与支架1转动连接，转动部设置有阻尼装置。

进一步地，所述温度传感器3通过蛇皮管与支架1连接，通过蛇皮管对温度传感器3位置的全向调节作用，使温度传感器3能对艾条夹具2-5的位置进行全向位置跟随。

进一步地，所述艾条位置调节装置2外套接有导烟罩，导烟罩内腔与一尾气处理装置连通。

进一步地，所述支架1上设置有刮灰装置，所述刮灰装置由水平传动装置4-1、竖向传动装置4-2、刮灰板4-3和控制器Ⅱ组成；竖向传动装置4-2设置于支架1上，竖向传动装置4-2的运动部与水平传动装置4-1连接；水平传动装置4-1的运动部与刮灰板4-3连接；水平传动装置4-1的动作受控制器Ⅱ控制。

进一步地，所述水平传动装置4-1的运动部与刮灰板4-3之间通过一伸缩结构连接。

进一步地，所述支架1下部设置有万向轮。

进一步地，所述支架1下部设置有高度调节装置。

具体应用时，考虑到装置的美观性、安全性和对装置自身结构的保护，还可采用外壳将装置上的各个部件覆盖，当然，本领域技术人员应该明白，设置外壳应该遵循外壳与装置上的运动部的运动轨迹、以及不同位置处的外壳之间不发生干涉的原则。

一种自动控温式艾灸仪的控制方法，所涉及的硬件有：对艾条位置调节装置2动作进行控制的控制器Ⅰ2-4、与控制器Ⅰ2-4电气连接的温度传感器3；所述艾条位置调节装置2上设置有艾条，艾条上的燃烧部与温度传感器3邻近设置；

控制步骤为：

控制器Ⅰ2-4内预设有3个连续的温度控制阈值，分别记为A温度、B温度、C温度，这3个温度控制阈值的数值大小关系为：A＜B＜C；温度传感器3测量到的温度数据记为H温度：

1）温度传感器3对周围温度进行监测，并将测量到的温度数据实时发送至控制器Ⅰ2-4；

2）当控制器Ⅰ2-4接收到温度传感器3发来的温度数据后，控制器Ⅰ2-4对温度数据与温度控制阈值之间的大小关系进行判断，进入步骤3）；

3）获得温度数据与温度控制阈值之间的大小关系后，控制器Ⅰ2-4根据如下四种情况分别作相应处理：

情况一：若H≤A时，则控制器Ⅰ2-4控制艾条位置调节装置2向趋近人体的方向运动a距离后，返回步骤2）；

情况二：若A＜H＜B时，则控制器Ⅰ2-4控制艾条位置调节装置2向趋近人体的方向运动b距离后，返回步骤2）；

情况三：若B≤H＜C时，则控制器Ⅰ2-4控制艾条位置调节装置2向远离人体的方向运动b距离后，返回步骤2）；

情况四：若C≤H时，则控制器Ⅰ2-4控制艾条位置调节装置2向远离人体的方向运动c距离后，返回步骤2）；

其中，a距离、b距离和c距离的大小关系为：b＜a＜c。

Claims (10)

1.一种自动控温式艾灸仪，其特征在于：所述艾灸仪由支架（1）、艾条位置调节装置（2）和温度传感器（3）组成；艾条位置调节装置（2）和温度传感器（3）都设置于支架（1）上；温度传感器（3）与艾条位置调节装置（2）电气连接；艾条设置于艾条位置调节装置（2）上；温度传感器（3）与艾条的燃烧部邻近设置，艾条位置调节装置（2）根据温度传感器（3）的读数调节艾条与温度传感器（3）之间的相对位置。

2.根据权利要求1所述的自动控温式艾灸仪，其特征在于：所述艾条位置调节装置（2）由电机（2-1）、减速器、螺纹套筒（2-2）、丝杆（2-3）、控制器Ⅰ（2-4）、艾条夹具（2-5）和安装架组成；

安装架与支架（1）连接；电机（2-1）设置于安装架上，电机（2-1）的传动部通过减速器与丝杆（2-3）的一端传动连接；螺纹套筒（2-2）与安装架滑动连接，丝杆（2-3）另一端套接在螺纹套筒（2-2）内，螺纹套筒（2-2）的外端与艾条夹具（2-5）连接；电机（2-1）的动作受控制器Ⅰ（2-4）控制，控制器Ⅰ（2-4）与温度传感器（3）电气连接。

3.根据权利要求2所述的自动控温式艾灸仪，其特征在于：所述安装架与支架（1）转动连接，转动部设置有阻尼装置。

4.根据权利要求3所述的自动控温式艾灸仪，其特征在于：所述温度传感器（3）通过蛇皮管与支架（1）连接，通过蛇皮管对温度传感器（3）位置的全向调节作用，使温度传感器（3）能对艾条夹具（2-5）的位置进行全向位置跟随。

5.根据权利要求2所述的自动控温式艾灸仪，其特征在于：所述艾条位置调节装置（2）外套接有导烟罩，导烟罩内腔与一尾气处理装置连通。

6.根据权利要求2所述的自动控温式艾灸仪，其特征在于：所述支架（1）上设置有刮灰装置，所述刮灰装置由水平传动装置（4-1）、竖向传动装置（4-2）、刮灰板（4-3）和控制器Ⅱ组成；竖向传动装置（4-2）设置于支架（1）上，竖向传动装置（4-2）的运动部与水平传动装置（4-1）连接；水平传动装置（4-1）的运动部与刮灰板（4-3）连接；水平传动装置（4-1）的动作受控制器Ⅱ控制。

7.根据权利要求6所述的自动控温式艾灸仪，其特征在于：所述水平传动装置（4-1）的运动部与刮灰板（4-3）之间通过一伸缩结构连接。

8.根据权利要求1所述的自动控温式艾灸仪，其特征在于：所述支架（1）下部设置有万向轮。

9.根据权利要求1所述的自动控温式艾灸仪，其特征在于：所述支架（1）下部设置有高度调节装置。

10.一种自动控温式艾灸仪的控制方法，其特征在于：所涉及的硬件有：对艾条位置调节装置（2）动作进行控制的控制器Ⅰ（2-4）、与控制器Ⅰ（2-4）电气连接的温度传感器（3）；所述艾条位置调节装置（2）上设置有艾条，艾条上的燃烧部与温度传感器（3）邻近设置；

控制步骤为：

控制器Ⅰ（2-4）内预设有3个连续的温度控制阈值，分别记为A温度、B温度、C温度，这3个温度控制阈值的数值大小关系为：A＜B＜C；温度传感器（3）测量到的温度数据记为H温度：

1）温度传感器（3）对周围温度进行监测，并将测量到的温度数据实时发送至控制器Ⅰ（2-4）；

2）当控制器Ⅰ（2-4）接收到温度传感器（3）发来的温度数据后，控制器Ⅰ（2-4）对温度数据与温度控制阈值之间的大小关系进行判断，进入步骤3）；

3）获得温度数据与温度控制阈值之间的大小关系后，控制器Ⅰ（2-4）根据如下四种情况分别作相应处理：

情况一：若H≤A时，则控制器Ⅰ（2-4）控制艾条位置调节装置（2）向趋近人体的方向运动a距离后，返回步骤2）；

情况二：若A＜H＜B时，则控制器Ⅰ（2-4）控制艾条位置调节装置（2）向趋近人体的方向运动b距离后，返回步骤2）；

情况三：若B≤H＜C时，则控制器Ⅰ（2-4）控制艾条位置调节装置（2）向远离人体的方向运动b距离后，返回步骤2）；

情况四：若C≤H时，则控制器Ⅰ（2-4）控制艾条位置调节装置（2）向远离人体的方向运动c距离后，返回步骤2）；

其中，a距离、b距离和c距离的大小关系为：b＜a＜c。

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