CN110141504A - 一种多参数可控的自动化火针及自动控制方法 - Google Patents

一种多参数可控的自动化火针及自动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种多参数可控的自动化火针及自动控制方法。其装置部分包括设置在壳体前端的针刺深度调节系统、壳体内部的击发系统和火针加热系统，以及控制系统。该装置及其方法实现了温度、密度、进针深度、滞针时间的自动控制。解决了临床中完全依赖操作者的个人经验而导致火针疗效不稳定的弊端，从而促进了火针的推广应用。

Description

一种多参数可控的自动化火针及自动控制方法
技术领域
本发明涉及医疗器械。
背景技术
火针是中医治疗中一种行之有效的治疗手段，传统的火针是由人工加热、人工施针。加热的温度、进针的深度、针刺的密度等因素都由医护人员手工控制，完全依赖操作者的个人经验，造成治疗效果的不稳定，在一定程度上限制了火针的推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种多参数可控的自动化火针，其特征在于:包括设置在壳体前端的针刺深度调节系统、壳体内部的击发系统和火针加热系统，以及控制系统。
所述控制系统预设火针加热温度和滞针时间。在壳体内部装入集束针体。所述火针加热系统通过电磁感应加热线圈对针头进行加热至设定温度后，启动击发系统。所述击发系统在滞针时间内，使电磁体通电。通过永磁体与电磁体产生斥力，将集束针体沿壳体内部的弹道弹射。所述针刺深度调节系统通过机械限位的方式，控制集束针体在弹道内的行程。在经历滞针时间后，通过永磁体与电磁体产生吸力和/或复位弹簧将集束针体退回未击发状态。
进一步，所述壳体包括握持部、击发后舱、换针前舱和加热舱。所述击发系统位于击发后舱和换针前舱。所述火针加热系统位于加热舱。
进一步，所述击发系统的弹射机构后舱位于击发后舱。所述弹射机构后舱后端连接的拉杆。所述弹射机构后舱内部固定永磁体和连接连杆的电磁体。
进一步，所述弹射机构前舱在待击发状态下位于换针前舱。在换针状态下，弹射机构前舱的一部分随弹射机构后舱回退到击发后舱。所述弹射机构前舱套在连杆和复位弹簧外部。所述连杆沿着弹射机构前舱内部的导向部件滑动。所述连杆下方是复位弹簧。未击发状态下，电磁体的线圈不产生电磁力，复位弹簧将连杆往后推。击发状态下，线圈产生电磁力，带动连杆往前弹射，复位弹簧被压缩。击发后状态下，控制系统使线圈电流正负极交换，线圈电磁力反向，配合复位弹簧将连杆后推复位。
进一步，所述击发后舱上端具有导向槽。所述弹射机构后舱上方具有一个嵌入并可以沿着导向槽滑动的滑块。
所述导向槽配合锁紧机构。
在换针状态下，锁紧机构不锁紧。
待击发状态和击发后状态下，锁紧机构锁紧击发系统。
进一步，所述换针前舱上端是换针窗。所述连杆前端连接挂针钩架。所述挂针钩架前端连接集束火针体。
在待击发状态下，所述挂针钩架和集束火针体处于加热舱内的弹道。
在换针状态下，所述挂针钩架和集束火针体随连杆退回到换针前舱，并位于换针窗下方。
进一步，所述加热舱内部是弹道和火针加热系统。
所述火针加热系统包括环绕弹道的感应加热线圈和温度传感器。所述温度传感器测量针头的温度。
进一步，所述针刺深度调节系统包括一个内螺纹套。
所述内螺纹套旋入加热舱外表面的外螺纹，并套在加热舱前端。
所述限位面具有与集束火针体上的针头针头对应的出针孔。
通过调整内螺纹套旋入外螺纹的程度，控制针头伸出限位面的长度。
进一步，所述集束火针体包括针头、针座和尾钩。
进一步，所述集束火针体可按治疗需求自由更换为单针头，多针头单列排布；多针头双列排布及多针头圆周排布等多种针体形式。
本发明还公开一种多参数可控的自动化火针控制方法，其特征在于：
S1〕完成以下三个不分先后的步骤：
S1-1〕向后拉所述拉杆，装入预设针密度的集束火针体。向前推进拉杆，使得整个装置处于触发状态。
S1-2〕调整内螺纹套旋入外螺纹的深度，根据刻度确定出针长度。
S1-3〕设定温度和滞针时间。
S2〕通过按键启动控制系统。
S3〕控制系统导通电磁感应加热线圈对针头进行加热。
S4〕控制系统实时接收温度传感器反馈的温度信号。当温度达到设定温度时，断开加热线圈，导通弹射线圈。
S5〕在滞针时间期限内保持弹射线圈导通，使得针头射出并保持。
S6〕在滞针时间结束后，控制系统使线圈电流正负极交换，线圈磁极反向，电磁吸力配合复位弹簧将针头退回。
本发明的技术效果是毋庸置疑的：
1〕火针加热时间极快，温度精确可调；
2〕电磁加热方式只对针体加热，避免热传导加热方式可能造成的烫伤事故，安全性高；
3〕针体的进退时间、留置时间精确可调；
4〕针体进入组织的深度、密度在装置上精确可调；
5〕可以随时更换集束针体，符合临床应用中一人一针甚至一人多针的要求，能够避免交叉感染的风险；
6〕集束针体设计，一次操作可以实现多点针刺，能提高针灸效率，从而能满足临床大面积治疗需求；
7〕可更换接触环设计，避免治疗头大面积直接接触皮肤，防止造成感染。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为图1的三视图；
图3为图2的A-A剖视图(待击发状态或者击发后状态)；
图4为图2的A-A剖视图(击发状态)；
图5为图2的A-A剖视图(换针状态)；
图6为四种不同的集束火针头示意图；
图7为本发明的系统图；
图8为本发明的控制流程示意图。
图中：
壳体(1)、握持部(101)、击发后舱(102)、通孔(1021)、第一限位挡(1022)、导向槽(1023)、锁紧机构(1024)、锁紧舌(1025)、换针前舱(103)、换针窗(1031)、加热舱(104)、第二限位挡(1041)、外螺纹(1042)、弹道(1043)、
针刺深度调节系统(2)、内螺纹套(201)、限位面(202)、出针孔(2021)；
击发系统(3)；拉手(301)、拉杆(302)、弹射机构后舱(303)、滑块(3031)、弹射机构前舱(304)、导向部件(3041)、复位弹簧(305)、铁芯(306)、永磁体(307)、线圈(308)、套管(309)、连杆(310)；
挂针钩架(4)
集束针体(5)、针头(501)、隔热针座(502)、尾钩(5021)火针加热系统(6)、电磁感应加热线圈(601)、温度传感器(602)、按键(7)、接触环(8)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
一种多参数可控的自动化火针，其特征在于:包括设置在壳体1前端的针刺深度调节系统2、壳体1内部的击发系统3和火针加热系统6，以及控制系统。
所述控制系统预设火针加热温度和滞针时间〔装置内部预先设定，或者使用者根据实际需要调节火针加热温度和滞针时间〕。在壳体1内部装入集束针体5。所述火针加热系统6通过电磁感应加热线圈601对针头501进行加热至设定温度后，启动击发系统3。所述击发系统3中的电磁体通电。通过永磁体307与电磁体产生斥力，将集束针体5沿壳体1内部的弹道1043弹射。所述针刺深度调节系统2通过机械限位的方式，控制集束针体5在弹道1043内的行程。在经历滞针时间后，集束针体5退回未击发状态。
所述集束针体5退回未击发状态是通过击发系统3中的电磁体磁极换向和/或复位弹簧305作用。即通过永磁体307与电磁体产生吸力将集束针体5退回未击发状态，或者是通过复位弹簧305将集束针体5退回未击发状态，或者两种方式共同作用于集束针体5。
实施例2：
一种多参数可控的自动化火针，其特征在于:包括设置在壳体1内部的击发系统3和控制系统。
在壳体1内部装入集束针体5。所述控制系统控制击发系统3启动后，所述击发系统3中的电磁体通电。通过永磁体307与电磁体产生斥力，将集束针体5沿壳体1内部的弹道1043弹射。
在经历滞针时间后，集束针体5退回未击发状态。所述集束针体5退回未击发状态是通过击发系统3中的电磁体磁极换向。即通过永磁体307与电磁体产生吸力，将集束针体5退回未击发状态。
进一步，所述击发系统3的弹射机构后舱303位于击发后舱102；所述弹射机构后舱303后端连接的拉杆302；所述弹射机构后舱303内部固定永磁体307和连接连杆310的电磁体。
进一步，所述弹射机构前舱304在待击发状态下位于换针前舱103；在换针状态下，弹射机构前舱304的一部分随弹射机构后舱303回退到击发后舱102；所述弹射机构前舱304套在连杆310和复位弹簧305外部；所述连杆310沿着弹射机构前舱304内部的导向部件3041滑动；所述连杆310下方是复位弹簧305；未击发状态下，电磁体的线圈308不产生电磁力，复位弹簧305将连杆310往后推；击发状态下，线圈308产生电磁力，带动连杆310往前弹射，复位弹簧305被压缩。击发后状态下，线圈308产生反向的电磁力，与复位弹簧305一起将连杆310后推复位；所述击发后舱102上端具有导向槽1023；所述弹射机构后舱303上方具有一个嵌入并可以沿着导向槽1023滑动的滑块3031；所述导向槽1023配合锁紧机构1024；在换针状态下，锁紧机构1024不锁紧；待击发状态和击发后状态下，锁紧机构1024锁紧击发系统3。
实施例3：
一种多参数可控的自动化火针，其特征在于:包括设置在壳体1内部的火针加热系统6和控制系统。
所述控制系统预设火针加热温度，或者使用者根据实际需要调节火针加热温度和滞针时间。在壳体1内部装入集束针体5。所述火针加热系统6通过电磁感应加热线圈601对针头501进行加热至设定温度。
进一步，所述壳体1包括握持部101、击发后舱102、换针前舱103和加热舱104；所述击发系统3位于击发后舱102和换针前舱103；所述火针加热系统6位于加热舱104。
进一步，所述加热舱104内部是弹道1043和火针加热系统6；所述火针加热系统6包括环绕弹道1043的电磁感应加热线圈601和温度传感器602；所述温度传感器602测量针头501的温度。
实施例4：
本实施例主要结构同实施例1，进一步，所述壳体1包括握持部101、击发后舱102、换针前舱103和加热舱104。
所述击发系统3位于击发后舱102和换针前舱103。所述火针加热系统6位于加热舱104。
实施例5：
本实施例主要结构同实施例4，进一步，所述击发系统3包括拉手301、拉杆302、弹射机构后舱303、弹射机构前舱304、复位弹簧305、铁芯306、永磁体307、线圈308、套管309和连杆310。
所述弹射机构后舱303位于击发后舱102，可在击发后舱102内部前后移动。
所述弹射机构后舱303后端连接的拉杆302从击发后舱102后端的通孔1021中穿出后，连接拉手301。
所述弹射机构后舱303被前端被击发后舱102与换针前舱103交界处的第一限位挡1022限制往前的行走行程。
所述弹射机构后舱303内部固定永磁体307。所述永磁体307的尾端固定在弹射机构后舱303内腔的后部。套管309套在永磁体307上。所述套管309外表面缠绕线圈308。所述套管309前端连接连杆310。所述套管309内部具有连接在连杆310上的铁芯306。
实施例6：
本实施例主要结构同实施例5，进一步，所述弹射机构前舱304在待击发状态下位于换针前舱103。在换针状态下，拉杆302将弹射机构后舱303拉到击发后舱102后部时，弹射机构前舱304的一部分随弹射机构后舱303回退到击发后舱102。
所述弹射机构前舱304套在连杆310和复位弹簧305外部。
所述连杆310沿着弹射机构前舱304内部的导向部件3041滑动。所述导向部件3041可以是连杆310下方的导轨，也可以是套在连杆310上的导管。导向部件3041固定在沿着弹射机构前舱304的内壁。
所述连杆310〔或者导向部件3041〕下方是复位弹簧305。
未击发状态下，线圈308不产生电磁力，复位弹簧305将连杆310往后推。
击发状态下，线圈308产生电磁力，带动连杆310往前弹射，复位弹簧305被压缩。
击发后状态下，线圈308电磁力反向，配合复位弹簧305将连杆310后推复位。
实施例7：
本实施例主要结构同实施例6，进一步，所述击发后舱102上端具有导向槽1023。所述弹射机构后舱303上方具有一个嵌入并可以沿着导向槽1023滑动的滑块3031。
所述导向槽1023配合锁紧机构1024。
所述锁紧机构1024包括铰接在导向槽1023一侧的锁紧舌1025和滑块3031上端的凹槽。
在换针状态下，锁紧舌1025和滑块3031不结合，滑块3031可以沿着导向槽1023自由滑动。
待击发状态和击发后状态下，锁紧舌1025旋转并嵌入滑块3031上端的凹槽，以锁紧击发系统3。
实施例8：
本实施例主要结构同实施例7，进一步，所述换针前舱103上端是换针窗1031。所述连杆310前端连接挂针钩架4。所述挂针钩架4前端连接集束针体5。
在待击发状态下，所述挂针钩架4和集束针体5处于加热舱104内的弹道1043。
在换针状态下，所述挂针钩架4和集束针体5随连杆310退回到换针前舱103，并位于换针窗1031下方。
实施例9：
本实施例主要结构同实施例8，进一步，所述加热舱104内部是弹道1043和火针加热系统6。
所述火针加热系统6包括环绕弹道1043的电磁感应加热线圈601和温度传感器602。所述温度传感器602测量针头501的温度。电磁感应加热线圈601采用电磁感应加热针头501，温度从室温～1000℃可调。
所述弹道1043内侧壁具有第二限位挡1041。所述第二限位挡1041限制在所述挂针钩架4和集束针体5限制往前的行走行程。
实施例10：
本实施例主要结构同实施例9，进一步，所述针刺深度调节系统2包括一个内螺纹套201。所述内螺纹套201一侧是丝口、另一侧是限位面202。
所述加热舱104外表面具有外螺纹1042。
所述内螺纹套201旋入外螺纹1042，并套在加热舱104前端。
所述限位面202具有与集束针体5上的针头501对应的出针孔2021。
通过调整内螺纹套201旋入外螺纹1042的程度，控制针头501伸出限位面202的长度。针头501从限位面202露出的长度在小于10mm范围内手动可调(也可以根据实际需要，设计成在小于4mm、6mm、10mm或16mm等范围内可调)。在本实施例中，还可以让所述限位面202对接一个可更换接触环8〔采用螺纹连接或者卡接的方式〕。所述接触环将出针孔2021环绕在中间。接触环8远离出针孔2021的一端与皮肤接触，避免患者皮肤与限位面202直接接触，从而最大限度降低感染几率。在使用接触环的情况下，需要相应的增加针头501从限位面202露出的长度。
优选地，所述内螺纹套201带指示刻度。即具有环绕内螺纹套201一周的刻度线，同时，在加热舱104外表面具有指示该刻度线的箭头。该刻度线对应内螺纹套201旋转时，针头501的出针长度。
实施例11：
本实施例主要结构同实施例10，进一步，所述集束针体5包括针头501、隔热针座502和尾钩5021。
所述隔热针座502为耐高温材料制成的圆柱体。所述隔热针座502一侧连接针头501、另一侧是与挂针钩架4配合的尾钩5021。
实施例12：
本实施例公开基于实施例9所述装置的一种多参数可控的自动化火针控制方法，该方法采用的控制系统可以使用单片机、FPGA、PC等可编程器件或设备，其特征在于：
S1〕根据要求，完成以下三个不分先后的步骤：
S1-1〕向后拉所述拉杆302，装入预设针密度的集束针体5〔装置预先配置，使用者可以根据需求选择如图6所示的各种类型的针头〕。向前推进拉杆302，使得整个装置处于待触发状态。
S1-2〕调整内螺纹套201旋入外螺纹1042的深度，确定出针长度〔即使用者根据实际需要调节进针深度〕。
S1-3〕设定温度和滞针时间。
S2〕通过按键7启动控制系统。
S3〕控制系统导通电磁感应加热线圈601对针头501进行加热。
S4〕控制系统实时接收温度传感器602反馈的温度信号。当温度达到设定温度时，加热线圈601断电，接通弹射线圈308。
S5〕在滞针时间期限内保持线圈308导通，使得针头501射出并保持。
S6〕在滞针时间结束后，控制系统使线圈电流正负极交换，线圈308磁极反向，使得针头501回退。

Claims (10)

1.一种多参数可控的自动化火针，其特征在于:包括设置在所述壳体(1)前端的针刺深度调节系统(2)、壳体(1)内部的击发系统(3)和火针加热系统(6)，以及控制系统；
所述控制系统预设火针加热温度和滞针时间；在壳体(1)内部装入集束针体(5)；所述火针加热系统(6)通过电磁感应加热线圈(601)对集束针体(5)进行加热至设定温度后，启动击发系统(3)；所述击发系统(3)中的电磁体通电，通过永磁体(307)与电磁体产生斥力，将集束针体(5)沿壳体(1)内部的弹道(1043)弹射；所述针刺深度调节系统(2)通过机械限位的方式，控制集束针体(5)的行程；在经历预设的滞针时间后，集束针体(5)退回未击发状态。
2.根据权利要求1所述的一种多参数可控的自动化火针，其特征在于：所述集束针体(5)退回未击发状态是通过击发系统(3)中的电磁体磁极换向和/或复位弹簧(305)实现的；
所述壳体(1)包括握持部(101)、击发后舱(102)、换针前舱(103)和加热舱(104)；
所述击发系统(3)位于击发后舱(102)和换针前舱(103)；所述火针加热系统(6)位于加热舱(104)。
3.根据权利要求2所述的一种多参数可控的自动化火针，其特征在于：所述击发系统(3)的弹射机构后舱(303)位于击发后舱(102)；
所述弹射机构后舱(303)后端连接的拉杆(302)；
所述弹射机构后舱(303)内部固定永磁体(307)和连接连杆(310)的电磁体。
4.根据权利要求3所述的一种多参数可控的自动化火针，其特征在于：所述弹射机构前舱(304)在待击发状态下位于换针前舱(103)；在换针状态下，弹射机构前舱(304)的一部分随弹射机构后舱(303)回退到击发后舱(102)；
所述弹射机构前舱(304)套在连杆(310)和复位弹簧(305)外部；
所述连杆(310)沿着弹射机构前舱(304)内部的导向部件(3041)滑动；
所述连杆(310)下方是复位弹簧(305)；
未击发状态下，电磁体的线圈(308)不产生电磁力，复位弹簧(305)将连杆(310)往后推；
击发状态下，线圈(308)产生电磁力，带动连杆(310)往前弹射，复位弹簧(305)被压缩。
击发后状态下，线圈(308)产生反向的电磁力，与复位弹簧(305)一起将连杆(310)后推复位。
5.根据权利要求4所述的一种多参数可控的自动化火针，其特征在于：所述击发后舱(102)上端具有导向槽(1023)；所述弹射机构后舱(303)上方具有一个嵌入并可以沿着导向槽(1023)滑动的滑块(3031)；
所述导向槽(1023)配合锁紧机构(1024)；
在换针状态下，锁紧机构(1024)不锁紧；
待击发状态和击发后状态下，锁紧机构(1024)锁紧击发系统(3)。
6.根据权利要求4或5所述的一种多参数可控的自动化火针，其特征在于：所述换针前舱(103)上端是换针窗(1031)；所述连杆(310)前端连接挂针钩架(4)；所述挂针钩架(4)前端连接集束针体(5)；
在待击发状态下，所述挂针钩架(4)和集束针体(5)处于加热舱(104)内的弹道(1043)；
在换针状态下，所述挂针钩架(4)和集束针体(5)随连杆(310)退回到换针前舱(103)，并位于换针窗(1031)下方。
7.根据权利要求5或6所述的一种多参数可控的自动化火针，其特征在于：所述加热舱(104)内部是弹道(1043)和火针加热系统(6)；
所述火针加热系统(6)包括环绕弹道(1043)的电磁感应加热线圈(601)和温度传感器(602)；所述温度传感器(602)测量针头(501)的温度。
8.根据权利要求5或7所述的一种多参数可控的自动化火针，其特征在于：所述针刺深度调节系统(2)包括一个带指示刻度的内螺纹套(201)；
所述内螺纹套(201)旋入加热舱(104)外表面的外螺纹(1042)，并套在加热舱(104)前端；
所述限位面(202)具有与集束针体(5)上的针头(501)对应的出针孔(2021)；
通过调整内螺纹套(201)旋入外螺纹(1042)的程度，控制针头(501)伸出限位面(202)的长度；
所述限位面(202)对接一个可更换接触环(8)；所述接触环将出针孔(2021)环绕在中间；使用时，接触环远离出针孔(2021)的一端与皮肤接触。
9.根据权利要求5或7所述的一种多参数可控的自动化火针，其特征在于：所述集束针体(5)包括针头(501)、隔热针座(502)和尾钩(5021)。
10.根据权利要求9所述装置的一种多参数可控的自动化火针控制方法，其特征在于：
S1〕完成以下三个不分先后的步骤：
S1-1〕向后拉所述拉杆(302)，装入预设针密度的集束针体(5)；向前推进拉杆(302)，使得整个装置处于待触发状态；
S1-2〕调整内螺纹套(201)旋入外螺纹(1042)的深度，确定出针长度；
S1-3〕设定温度和滞针时间；
S2〕通过按键(7)启动控制系统；
S3〕控制系统导通电磁感应加热线圈(601)对针头(501)进行加热；
S4〕控制系统实时接收温度传感器(602)反馈的温度信号；当温度达到设定温度时，加热线圈(601)断电，接通弹射线圈(308)；
S5〕在滞针时间期限内保持线圈(308)导通，使得针头(501)射出并保持；
S6〕在滞针时间结束后，控制系统使线圈(308)电流正负极交换，线圈磁极反向，使得集束针体(5)回退。
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