CN109125053A - 一种智能电子热疗贴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电子热疗贴，包括智能功率模块、膏药胶布和强力磁石等。智能功率模块由功率电阻阵列、功率驱动器组、主控器、显示器和触摸按键等构成，实现热功率可控输出。膏药胶布用于粘贴在理疗肌肤上，借助预埋强力磁石提供的磁力使得智能功率模块可靠贴合患处。本发明由于采用智能功率模块使得热疗从此不再有烟雾和明火，为安全环保健康理疗提供了新方式，同时，在热疗时开启的智能模拟人工艾灸的热刺激方式，完全替代人工艾灸，不仅解放了人的双手，而且使得热疗效果和艾条相媲美，另外采用粘贴使用方式，使用简单容易，可以贴合在膏药上进行药物理疗，效果更佳。

Description

一种智能电子热疗贴

技术领域

本发明涉及医疗保健领域，涉及一种智能电子热疗贴。

背景技术

传统热疗一般采用艾灸方式进行。这种方式使用起来简单，由手持艾条进行持续的烘烤，进而把热量通过热辐射方式传递到皮肤和肌肉层，达到缓解疲劳，放松精神，疏通血液循环等目的。这种典型的热疗方式，往往配合针灸进行人体理疗，所以在普通家庭用户常常采用。但是这种方式存在明火安全隐患，另外艾草燃烧产生的烟雾较大时，空气质量较差，长时使用对眼睛和肺都不好。目前也有部分热疗产品对该热疗方式进行了改善，采用无烟艾条或电子热疗方式，但往往做不到尽善尽美，效果往往不太理想。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种智能电子热疗贴，由智能功率模块产生热量，热量通过膏药胶布把热量传导到肌肤上，将电子热疗和艾条灸疗优点相结合，克服艾条灸疗和普通电子热疗的缺点，实现安全环保有效的热药理疗。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种智能电子热疗贴，包括具有铁质外壳的智能功率模块、膏药胶布和强力磁石；智能功率模块与强力磁石分布在膏药胶布的两侧，其中强力磁石设置在膏药胶布有胶的一侧；

所述的智能功率模块包括设置在铁质外壳内的功率电阻阵列、温度传感器、功率驱动器组和控制器；功率电阻阵列包括由以同心圆分布的外侧电阻圈、中间电阻圈和内侧电阻圈，功率电阻阵列由接收控制器指令的功率驱动组驱动；温度传感器分布在功率电阻阵列中，将检测的温度信号发送给控制器；控制器实时获取温度传感器测量值，控制器以模糊控制的方式通过功率驱动器组对功率电阻阵列进行温度闭环控制。

所述的功率电阻阵列由外、中、内三层电阻组成，其阵列采用米字中心对称的形式分布，每圈电阻层设有个数相同的电阻，每圈电阻层电阻互相独立。

所述的功率电阻阵列中的电阻是贴片电阻；

功率驱动器组由多个接收控制器输出的PWM信号的MOS管组成，控制器分别向功率驱动器组中MOS管发送信号，对对应的功率电阻阵列进行功率调节。

所述的功率电阻阵列的功率调节是根据脉宽调制方式进行：

控制器实时获取温度传感器测量值，当该值超过设定的温度上限阀值时，控制器下调PWM占空比，使得功率驱动组输出功率下降；当该值超过下限阀值时，控制器上调PWM占空比，使得功率驱动组输出功率上升，使得温度控制在40～60°的范围内；

PWM占空比的大小数值位于范围0.3～0.9间，其值是控制器实施温度模糊控制输出的结果。

所述的智能功率模块的智能模拟人工艾灸方式包括以下四种热激励方式：

方式a，由控制器对外侧电阻圈进行逐个温度功率扫描控制，以逆时针和顺时针扫描交替进行；

方式b，由控制器首先对外侧电阻圈进行逐个温度功率顺时针扫描控制；完成外层扫描一周后，切换到中间电阻圈进行逐个温度功率顺时针扫描控制；完成中层扫描一周后，切换到内侧电阻圈进行逐个温度功率顺时针扫描控制；之后，回到外层起点后开始下一个扫描循环；

方式c，由控制器首先对外侧功率电阻进行逐个温度功率顺时针扫描控制；完成外层扫描一周后，切换到中间电阻圈进行逐个温度功率顺时针扫描控制；完成中层扫描一周后，切换到内层进行逐个温度功率顺时针扫描控制；之后，由内层向外层逐个逐层逆加热路径的方向回到外层加热起点。开始下一个扫描循环；

方式d，由控制器对功率电阻阵列中所有的电阻同时进行温度功率控制，相同时刻点，所有的电阻采用相同占空比的PWM方式进行驱动，以模拟人工艾灸热疗的定点热疗；或采用相同占空比的SPWM方式进行功率控制，以模拟人工艾灸热疗的脉动热疗，脉动周期为3～4s。

所述的外壳上还设有显示器和触摸按键；触摸按键用于设定温度上限阀值、下限阀值、热疗方式和时长；显示器用于用时和热疗方式的显示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的智能电子热疗贴，由于采用智能功率模块使得热疗从此不再有烟雾和明火，为安全环保健康理疗提供了新方式，同时在热疗时开启的智能模拟人工艾灸的热刺激方式，完全替代人工艾灸，不仅解放了人的双手，而且使得热疗效果和艾条相媲美，另外采用粘贴使用方式，使用简单容易，可以贴合在膏药上进行药物理疗，效果更佳。

附图说明

图1为本发明的结构示意图之一；

图2为本发明的结构示意图之二；

图3是本发明的智能功率模块的组成示意图；

图4、图5、图6和图7是本发明的热激励方式示意图。

其中，1为智能功率模块，2为膏药胶布，3为强力磁石，4为弹性靴，5为供电口，6为控制器，7为功率驱动组，8为功率电阻阵列，9为显示器，10为触摸面板，11为温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细阐述，所述是对本发明的解释而不是限定。

参照图1、图2和图3，一种智能电子热疗贴，包括具有铁质外壳的智能功率模块、膏药胶布和强力磁石；智能功率模块与强力磁石分布在膏药胶布的两侧，其中强力磁石设置在膏药胶布有胶的一侧；

所述的智能功率模块包括设置在铁质外壳内的功率电阻阵列、温度传感器、功率驱动器组和控制器；功率电阻阵列包括由以同心圆分布的外侧电阻圈、中间电阻圈和内侧电阻圈，功率电阻阵列由接收控制器指令的功率驱动组驱动；温度传感器分布在功率电阻阵列中，将检测的温度信号发送给控制器；控制器实时获取温度传感器测量值，控制器以模糊控制的方式通过功率驱动器组对功率电阻阵列进行温度闭环控制。

进一步的，所述的功率电阻阵列由外、中、内三层电阻组成，其阵列采用米字中心对称的形式分布，每圈电阻层设有个数相同的电阻，每圈电阻层电阻互相独立。

具体的，所述的功率电阻阵列中的电阻是贴片电阻；

功率驱动器组由多个接收控制器输出的PWM信号的MOS管组成，控制器分别向功率驱动器组中MOS管发送信号，对对应的功率电阻阵列进行功率调节。

具体的，所述的功率电阻阵列的功率调节是根据脉宽调制方式进行：

控制器实时获取温度传感器测量值，当该值超过设定的温度上限阀值时，控制器下调PWM占空比，使得功率驱动组输出功率下降；当该值超过下限阀值时，控制器上调PWM占空比，使得功率驱动组输出功率上升，使得温度控制在40～60°的范围内；

PWM占空比的大小数值位于范围0.3～0.9间，其值是控制器实施温度模糊控制输出的结果。

所述的外壳上还设有显示器和触摸按键；触摸按键用于设定温度上限阀值、下限阀值、热疗方式和时长；显示器用于用时和热疗方式的显示。

下面给出具体的实施例。

参见图1-图3，一种智能电子热疗贴，包括：智能功率模块1、膏药胶布2和强力磁石3；智能功率模块1由功率电阻阵列8、功率驱动组7、控制器6、显示器9和触摸面板10等构成，用于智能可控的产生热功率输出。膏药胶布2用于粘贴在理疗肌肤上，通过预埋强力磁石3于膏药胶布2和肌肤间，在强大的磁力作用下使得智能功率模块可靠贴合患处。

智能功率模块1是本装置的核心要件，其能智能模拟人工艾灸的方式得益于功率电阻阵列8的设计和控制器6的模糊控制。功率电阻阵列8安装在智能功率模块1的底部且紧贴膏药胶布2。这样做为了更好的进行热传导。功率电阻阵列8是由外侧电阻圈(电阻A)，中间电阻圈(电阻B)，内侧电阻圈(电阻C)和温度传感器组成。其中电阻A，电阻B和电阻C是热功率的直接产生单元，受功率驱动组7的驱动。温度传感器共5个，分布在功率电阻阵列8中，用于实时感测功率电阻阵列8产生的热辐射温度，控制器6实时获取温度传感器测量值，并进行模糊控制算法，使之进行闭环功率调节和运行智能热激励方式。功率调节和运行智能热激励方式直接影响着理疗的效果和作用。

所述的功率调节是指通过检测温度传感器的值，当该值超过一定的上限阀值时，控制器下调PWM占空比，使得功率驱动组7输出功率下降；当该值超过一定的下限阀值时，控制器上调PWM占空比，使得功率驱动组7输出功率上升；最终使得温度控制在一定的范围内，不至于过高而烫伤肌肤，也不至于过低起不到热疗效果。该过程其实是个温度闭环控制过程，具体由控制器实施温度模糊控制算法进而控制的。

参见图4～7，所述的智能功率模块的智能模拟人工艾灸方式包括以下几种热激励方式，这几种激励方式均来自于对人工灸疗的模拟。

其中图4代表模拟人工艾灸过程中的循环周期热疗。图5代表模拟人工艾灸过程中的间断接近热疗。图6代表模拟人工艾灸过程中的螺旋接近热疗。图7代表模拟人工艾灸过程中的脉动热疗和定点热疗。每种热疗激励方式均通过控制器6的控制作用下，实时对功率电阻阵列8中的电阻A、电阻B和电阻C进行切换加热而来。

对于图4热疗方式，由控制器对外层功率电阻进行逐个温度功率扫描控制。逆时针和顺时针扫描交替进行。

对于图5热疗方式，由控制器首先对外层功率电阻进行逐个温度功率顺时针扫描控制；完成外层扫描一周后，切换到中层进行逐个温度功率顺时针扫描控制；完成中层扫描一周后，切换到内层进行逐个温度功率顺时针扫描控制；之后，回到外层起点后作为新一轮的开始，周而复始。

对于图6热疗方式，由控制器首先对外层功率电阻进行逐个温度功率顺时针扫描控制；完成外层扫描一周后，切换到中层进行逐个温度功率顺时针扫描控制；完成中层扫描一周后，切换到内层进行逐个温度功率顺时针扫描控制；之后，由内层向外层逐个逐层逆加热路径的方向回到外层加热起点。周而复始。

对于图7热疗方式，由控制器对功率电阻阵列中所有的电阻同时进行温度功率控制，相同时刻点，所有的电阻采用相同占空比的PWM方式进行驱动，以模拟人工艾灸热疗的定点热疗。若施加SPWM方式进行功率控制，以模拟人工艾灸热疗的脉动热疗，脉动周期为3～4s。

该4种模式，采用智能模糊温度控制算法，较完善的模拟了人工艾灸的热疗方式，做到了安全环保可靠。

在使用时，首先把强力磁石3粘贴在膏药胶布2上(有胶的一面)，然后把粘好的膏药胶布2粘贴在热疗肌肤处，再把智能功率模块1按在膏药胶布2的光面上，试着转动角度，使之在强力磁力的作用下，紧密贴合胶布，无误后通电。通电后系统进入自动热疗模式，该自动模式下控制器自动切换四种模式进行热疗，每种热疗20s。用户可通过触摸按键设定好四种热疗模式之一工作，在设定好热疗时长后，按下启动按钮，本装置就会在控制器的作用下，先预热系统，后就自动切换到设定热疗模式进行热疗。热疗结束后，反序取下，擦拭干净存放即可。

以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能电子热疗贴，其特征在于，包括具有铁质外壳的智能功率模块、膏药胶布和强力磁石；智能功率模块与强力磁石分布在膏药胶布的两侧，其中强力磁石设置在膏药胶布有胶的一侧；

所述的智能功率模块包括设置在铁质外壳内的功率电阻阵列、温度传感器、功率驱动器组和控制器；功率电阻阵列包括由以同心圆分布的外侧电阻圈、中间电阻圈和内侧电阻圈，功率电阻阵列由接收控制器指令的功率驱动组驱动；温度传感器分布在功率电阻阵列中，将检测的温度信号发送给控制器；控制器实时获取温度传感器测量值，控制器以模糊控制的方式通过功率驱动器组对功率电阻阵列进行温度闭环控制。

2.如权利要求1所述的智能电子热疗贴，其特征在于，所述的功率电阻阵列由外、中、内三层电阻组成，其阵列采用米字中心对称的形式分布，每圈电阻层设有个数相同的电阻，每圈电阻层电阻互相独立。

3.如权利要求1所述的智能电子热疗贴，其特征在于，所述的功率电阻阵列中的电阻是贴片电阻；

功率驱动器组由多个接收控制器输出的PWM信号的MOS管组成，控制器分别向功率驱动器组中MOS管发送信号，对对应的功率电阻阵列进行功率调节。

4.如权利要求1所述的智能电子热疗贴，其特征在于，所述的功率电阻阵列的功率调节是根据脉宽调制方式进行：

控制器实时获取温度传感器测量值，当该值超过设定的温度上限阀值时，控制器下调PWM占空比，使得功率驱动组输出功率下降；当该值超过下限阀值时，控制器上调PWM占空比，使得功率驱动组输出功率上升，使得温度控制在40～60°的范围内；

PWM占空比的大小数值位于范围0.3～0.9间，其值是控制器实施温度模糊控制输出的结果。

5.如权利要求1所述的智能电子热疗贴，其特征在于，所述的智能功率模块的智能模拟人工艾灸方式包括以下四种热激励方式：

方式a，由控制器对外侧电阻圈进行逐个温度功率扫描控制，以逆时针和顺时针扫描交替进行；

方式b，由控制器首先对外侧电阻圈进行逐个温度功率顺时针扫描控制；完成外层扫描一周后，切换到中间电阻圈进行逐个温度功率顺时针扫描控制；完成中层扫描一周后，切换到内侧电阻圈进行逐个温度功率顺时针扫描控制；之后，回到外层起点后开始下一个扫描循环；

方式c，由控制器首先对外侧功率电阻进行逐个温度功率顺时针扫描控制；完成外层扫描一周后，切换到中间电阻圈进行逐个温度功率顺时针扫描控制；完成中层扫描一周后，切换到内层进行逐个温度功率顺时针扫描控制；之后，由内层向外层逐个逐层逆加热路径的方向回到外层加热起点。开始下一个扫描循环；

方式d，由控制器对功率电阻阵列中所有的电阻同时进行温度功率控制，相同时刻点，所有的电阻采用相同占空比的PWM方式进行驱动，以模拟人工艾灸热疗的定点热疗；或采用相同占空比的SPWM方式进行功率控制，以模拟人工艾灸热疗的脉动热疗，脉动周期为3～4s。

6.如权利要求1所述的智能电子热疗贴，其特征在于，所述的外壳上还设有显示器和触摸按键；触摸按键用于设定温度上限阀值、下限阀值、热疗方式和时长；显示器用于用时和热疗方式的显示。