CN111643357B - 一种智能便携式中医脐疗艾灸仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能便携式中医脐疗艾灸仪，包括外壳和从上到下依次设置的上盖、加热结构、底盘，外壳顶部与上盖配合，底部与底盘配合；外壳上设有若干通气孔；加热结构包括隔热架、隔热罩、加热膛、艾饼放置架、导流罩；在隔热架上设有第一通孔和第二通孔，安装在隔热架上的风机的出风口与第一通孔连通；第一通孔下方设置隔热罩，隔热罩内设有加热膛，隔热罩、加热膛顶部设置进风孔，底部设置出风孔；加热膛侧壁开口，艾饼放置架可插入或者拉出加热膛；导流罩上下敞口，设置在隔热罩下部，固定在底盘上，在导流罩上侧壁设有通气孔；在底盘上设有温度传感器，所述的温度传感器、风机与控制电路相连，所述的控制电路与显示器以及按键开关相连。

Description

一种智能便携式中医脐疗艾灸仪

技术领域

本发明属于中医医疗领域，具体涉及一种智能便携式中医脐疗艾灸仪。

背景技术

利用艾灸进行脐疗的过程是利用艾绒燃烧时产生的温热效应和辐射效应以及气味和有机成分作用于脐部的穴位，从而达到预防、治疗疾病的目的。通过加热不同种类的药物，作用在神阙穴或者其他腧穴，以此来治疗疾病，尤其在美容、保健和治未病方面得到应用。对于现代医学治疗效果不佳、难以耐受长期内服中药、惧怕针刺的患者，特别是内服药物困难和难以耐受针灸治疗的儿科患者，或对无痛治疗需求迫切的疾病，艾灸脐疗特别适用且是最佳的治疗方式之一。

在传统的或当前的临床艾灸脐疗中，一般利用湿润的面团支撑艾团燃烧，通过调整面团的高度来调节传导到皮肤的温度，防止灼烧皮肤。具体的，艾灸脐疗需要到医院进行，需要有专业经验的医生进行施灸和看护；过程中，使用者必须平躺且活动受限，同时燃烧产生的刺激性气味也会给人带来不适，对燃烧后的灰烬不易清理。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明利用面团进行艾灸脐疗的基础上，提出了一种电加热、无烟、温度可控可测、便携和轻量化的智能脐疗艾灸仪设计方案，可供使用者在多种场合、不干扰工作的情况下，根据医生开具的药剂和诊疗时间长短等建议进行脐疗，具有较强的临床实用性和推广价值。

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明提出的一种智能便携式中医脐疗艾灸仪，包括外壳和从上到下依次设置的上盖、加热结构、底盘，外壳顶部与上盖配合，底部与底盘配合；外壳上设有若干通气孔；加热结构包括隔热架、隔热罩、加热膛、艾饼放置架、导流罩；在隔热架上设有第一通孔和第二通孔，安装在隔热架上的风机的出风口与第一通孔连通；第一通孔下方设置隔热罩，第二通孔与风机的进风口连通，用于冷热混合气流的回流；隔热罩内设有加热膛，隔热罩、加热膛顶部设置进风孔，底部设置出风孔；加热膛侧壁开口，艾饼放置架可插入或者拉出加热膛；导流罩上下敞口，设置在隔热罩下部，固定在底盘上，在导流罩上侧壁设有通气孔；在底盘上设有温度传感器，所述的温度传感器、风机与控制电路相连，所述的控制电路与显示器以及按键开关相连。

本发明的工作原理如下：

风机将风道中的冷热混合气流吹到加热膛的上层，气流通过隔热罩、加热膛的进风孔进入到加热膛，经过加热后，混有艾分子和药性分子的热气流经过加热膛底层的出风孔，经过过滤网过滤，进入导流罩，热气流大部分作用于皮肤，小部分的热气流进入外壳内部的环形空间，一部分热气流通过外壳的通气孔进入外界，同时外界的冷气流通过外壳通气孔进入外壳内部，与热气流混合为冷热混合气流通过外壳与内部结构形成风道以及隔热架上第二通孔进入风机，从而形成热量微循环。

本发明的有益效果如下：

本发明利用面团进行艾灸脐疗的基础上，提出了一种电加热、无烟、温度可控可测、便携和轻量化的智能脐疗艾灸仪设计方案，可供使用者在多种场合、不干扰工作的情况下，根据医生开具的药剂和诊疗时间长短等建议进行脐疗，具有较强的临床实用性和推广价值。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的整体爆炸图；

图2是端盖部分的俯视图；

图3是把手架部分的俯视图；

图4是本发明的仰视图；

图5是本发明壳体的结构示意图；

图6是本发明隔热架的结构示意图；

图7是本发明的热量循环图；

图8是本发明整体控制流程图；

图9是本发明温度控制过程原理图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。1显示屏板、2上盖、3按键垫、4显示屏、5按键、6风道盖、7隔热架、7-1第一通孔，7-2第二通孔，7-3风机安装柱，7-4锂电池安装座；8霍尔传感器、9上隔热罩、10加热核心温度传感器、11下隔热罩、12上加热片、13加热膛、14支撑座、15艾饼和药粉、16隔热片、17圆形强磁、18把手、19上强磁、20加热盘隔热垫圈、21加热盘、21-1蜂窝状辅助机构、22下强磁、23过滤网、24红外线灯、25导流罩、26广角摄像头、27底盘、28硅胶垫、29体温传感器、30近皮肤温度传感器、31外壳、31-1通气孔，31-2开口，32加热膛隔热垫圈、33锂电池、34风机、35下加热片。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种智能便携式中医脐疗艾灸仪。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，本发明公开的智能便携式中医脐疗艾灸仪，包括上盖部分、加热核心部分、底盘部分、外壳和控制部分。

下面对每部分进行详细说明：

一、机械部分

1.上盖部分

上盖部分主要包括上盖2、显示屏板1、按键垫3、电路板。

上盖2为一个圆盘形结构，优选的，其材质可以采用ABS，耐热且具有一定硬度，具有高弹性和韧性，在与外壳31的连接上采用卡扣连接，ABS材料的高韧性为其提供功能特性，卡扣连接相比螺纹连接，其优势是无痕和方便，无需使用专门工具，且外表面美观。

上盖2的中心设有显示屏板1，显示屏板1采用透明亚克力，清晰透明，保护屏幕。

在上盖2的圆周方向上设置四个按键垫3，优选的，四个按键垫3的材质可以采用PLA材质，环保可再生生物降解材料，其作用是增大按键的面积，使按动时感到舒适，通过局部热熔后铆焊在上盖上，按键部位可上下局部活动，属于一次性安装，无法拆卸。

电路板设置在上盖2下方，在其上板载按键5、显示屏4、充电口、电池接口，四个螺钉固定在隔热架7上。显示屏4采用LCD显示屏，将温度、加热时长、真太阳时、电量等信息显示出来。

2.加热核心部分

加热核心部分主要包括隔热架7、风机34、加热膛13、上加热片12、下加热片35、上隔热罩9、下隔热罩11、加热盘、把手架、风道盖、支撑座14、强磁、导流罩、过滤网、外壳。

优选的，隔热架7的材质可以采用PEEK树脂，可在高温下长期使用，与加热膛13之间连接时，在接触面加耐高温垫圈和云母隔热罩，将热量最大限度的保存在加热膛，防止热量散失和使隔热架产生热变形。

在隔热架7的中心设有一个矩形风机安装柱7-3，该矩形的风机安装柱7-3用于安装风机34，在安装座的两侧各安装一个锂电池33，锂电池33安装在锂电池安装座7-4上；风机安装柱7-3的顶部安装一个风道盖3，风机34的出风口向下，在隔热架7设有的中心位置设置一个第一通孔7-1，使得风机的出风口的风可以从该孔位置吹出；同时在隔热架7的外圈设有第二通孔7-2，第二通孔7-2与风机的进风口连通，形成冷热混合气流回流的风道；

在隔热架7下方设置隔热罩，隔热罩包括上隔热罩9和下隔热罩12，在上隔热罩9的中心设置温度传感器10，在两个隔热罩之间设置加热膛13，加热膛13的顶部设置上加热片12，底部设置下加热片35，加热膛13内用于放置艾饼和药粉15；艾饼和药粉15放置在一个把手架上，所述的把手架包括一个圆形空心盘和圆形空心盘相连的把手18，在把手18上安装圆形强磁17和隔热片16；圆形空心盘上用于放置艾饼和药粉15。把手架在推进去之后与支撑座14配合，在支撑座14上也设有与圆形强磁17吸附的下强磁22，实现对艾饼和药粉15的定位；支撑座14固定在加热膛13的一侧。

进一步的，在加热膛13的顶部和底部均设有若干通气孔；同时在、上隔热罩9和下隔热罩12上也设有若干通气孔；顶部的通气孔为进风口，底部的通气孔为出风口。

进一步的，上述的加热膛13采用紫铜材质，热导率高，热量损失少，上、下面预留加热片的安装槽，上表面的内圈和外圈分别环形阵列八个孔，下表面的外圈环形阵列八个孔，便于上下层进行气流流动，上下表面由云母隔热罩包围，减少热量损失同时防止周围器件过热。

进一步的，上加热片和下加热片采用的是圆形MCH高温陶瓷加热片，其表面积较小，但是加热效率高，并且更加的节能环保；机械强度高，绝缘性好，不易破损，更加安全；内部采用高密度钨浆印刷发热材质，加热迅速且更加均匀，两片加热片对称放置在加热膛的上下两面，能够使艾饼和药粉加热充分均匀。

把手18的底部的两块圆形强磁17，把手架在同样的位置有两块强磁，保证在把手推进去之后一对强磁吸合，对其位置进行固定，防止加热时滑出，同时霍尔传感器检测药盘的位置，意外滑出后立即停止加热，保证安全可靠性。

在下隔热罩12的下方设有导流罩25，导流罩25顶部放置一个过滤网23。导流罩25底部安装在底盘27上，导流罩25底部和顶部均敞口；且在导流罩25的侧壁上设有若干通气孔；导流罩采用PEEK材质，耐高温材料，其作用是集中热气流到皮肤接触处，与外壳内的其余空间进行一定的隔离。

过滤网23置于导流罩和下隔热罩之间，加热后热气流经过加热膛下表面的八个孔，药粉等杂质被过滤网过滤，热气流进入到脐部，防止加热后的药粉被吹到底部与皮肤接触造成灼伤。

外壳31顶部与上盖2卡接，顶部与底盘27相连，在外壳31下部设有若干通气孔，使得部分热气流通过外壳31的通气孔进入外界，同时外界的冷气流通过外壳通气孔进入外壳内部。同时在外壳31的侧壁上还设有一个大的开口，用于把手架的推进和拉出。

具体的，由于加热核心离皮肤有一定的距离，为防止冷热气流分层，仅仅靠热辐射传导热量而导致上层加热核心温度过高，底层温度过低实现不了艾灸的效果，故采用风机热量微循环。

风机34将风道中的冷热混合气流吹到加热膛13的上层，气流通过加热膛13的上通风孔进入到加热膛13，经过加热后，混有艾分子和药性分子的热气流经过加热膛13底层的通气孔，经过过滤网23过滤，进入导流罩25，热气流大部分作用于皮肤，小部分的热气流进入外壳内部的环形空间，一部分热气流通过外壳31的通气孔进入外界，同时外界的冷气流通过外壳通气孔进入外壳内部，与热气流混合为冷热混合气流，冷热混合气流通过外壳与内部结构形成风道以及隔热架上第二通孔进入风机，从而形成热量微循环。

加热盘可以采用铝合金材质，升温降温快，可快速加热盘中的艾饼和药粉，与把手的连接处加隔热垫圈和隔热片，隔绝热量传导到把手。加热盘朝上的结构形式，确保饼状或粉状药剂均适用，且不易掉落或洒出。当是粉状药剂的时候，加热盘中放置一个蜂窝状的辅助结构。

风机周围的风道壁，配合风道盖，即可形成封闭空间，风机置在其中，通过隔热架上的安装柱定位，风道盖上的安装柱压合固定。

3.底盘部分

底盘部分主要包括底盘27、体温传感器29、近皮肤温度传感器30、硅胶垫、红外线灯24、广角摄像头26。

优选的，底盘27可以采用PPO材质，是一种综合性能优良的热塑性材料；底盘27为一个中空柱状结构，其顶部和底部均敞口，在底盘27的两侧是用来安装绷带的挂钩，将绷带围在腰间，两端挂在挂钩上进行艾灸脐疗仪的固定。

在挂钩近处有体温传感器29的安装口，将特殊形状的导热块安装在底面，然后在其上面放置体温传感器29，之间涂抹导热硅脂，加强导热性，使温度传感器29更加灵敏，用来测量体温，同时也作为艾灸脐疗仪接触到皮肤的检测信号。

近皮肤温度传感器30位于距离皮肤3-5mm处，置于两侧，用来检测靠近皮肤位置的温度，作为控温算法的输入参数，从而实现对加热片的温度控制。

硅胶垫采用医用硅胶材质，与皮肤接触，安全健康，由于脐部呈凸起状，硅胶圈将底面的边缘抬高，从而形成内凹状，与脐部完美贴合。

八个红外线灯24沿着导流罩25的圆周方向固定在导流罩25顶部，向下发射的780nm的近红外线可将脐部周围进行辅助加热，有利于对药性的吸收，同时也对广角摄像头在暗环境下提供照明。

广角摄像头26固定在导流罩25顶部中间，对皮肤的状况进行监测；在导流罩25的顶部设置一个安装梁，在所述的安装梁上固定广角摄像头26。

优选的，外壳可以采用ABS材料，具有一定的耐热性和强度，对隔热架、底盘和上盖起到支撑固定作用。下部的散热孔便于内部加热区和外界进行气流交换，防止在密闭的空间对皮肤造成伤害。

二、检测控制部分

1.电源

采用锂电池33，一次充满电可使用5-6小时，经过升压稳压电路，输出5v电压给系统供电。采用Tepy-C充电插口，支持QC3.0快充，搭配快充电源适配器即可完成快速充电。艾灸脐疗仪的总重量为200g左右，对人体脐部的压迫感小。

2.控温系统

控温系统由控制器、近皮肤温度传感器、加热核心温度传感器、风机、加热片组成。近皮肤温度传感器采用精度不小于±0.1℃的数字温度传感器。温度传感器可通过数据线与控制器进行通信。测量加热核心的温度传感器，分辨率不小于0.25℃，可以测量0℃～1023.75℃的温度，适合测量加热核心的温度，通过数据线与控制器进行通信，防止因程序故障而导致对加热片加热控制失灵，同时也为后续的艾灸过程数据检测提供数据。

艾灸脐疗的温度是安全性和发挥疗效的关键，对温度的精确、快速地控制显得尤为重要。加热片对艾饼和药粉进行加热时，热量通过空气介质传导到皮肤，这是一个非稳态的加热和散热过程。经过PID控制算法计算得到相应的PWM占空比，控制相应的引脚输出PWM信号，经驱动的放大作用，控制加热片和风机的开、关的频率，从而实现准确、智能的控制温度，使传到皮肤的温度符合设定值。同时模拟艾灸时艾团燃烧时的升温、降温的温度-时间曲线，使对穴位的刺激更加真实有效。

3.实时治疗效果监测

底部的广角摄像头可对脐部周围皮肤进行拍照，由于空间光线较暗，采用的红外线灯既可以进行辅助加热，又能为摄像头提供照明。摄像头分别在艾灸开始、中间过程、结束时进行拍照采集，通过图像处理通过WIFI上传到云服务器进行存储，在微信小程序端即可在需要时查看，同时将采集的照片转发给医生，医生根据皮肤的颜色等状况进行诊断。

4.人机交互

人机交互界面有LCD显示屏和四个实体按键。LCD显示屏与控制器连接，其上方居中显示时间，上方右侧显示电量，左侧显示红外线灯的开关状态。中部是设定温度，下部是当前温度和加热时长。在显示屏的周围圆周均布四个实体按键，每个按键按下时，向主控输入低电平信号。正上方是电源键，正下方是模式键，短按可进行温度和时长设定的切换，长按可开启或者关闭红外线灯，左侧是增加键，右侧是减小键。按键每按一次都会发出提示音作为按键反馈。

5.用户终端微信小程序

利用微信小程开发软件对终端的界面进行设计，实现对艾灸过程情况的监测和指令下达的双向通信。用户终端通过WIFI与艾灸脐疗仪进行无线通信，建立连接，通过微信小程序对其进行程序设定，实时监测和控制，同时脐疗仪将工作记录反馈给微信小程序，供使用者需要时查看。在小程序中设定使用时间提醒和使用时长，同步到脐疗仪后可提醒使用者进行艾灸脐疗。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能便携式中医脐疗艾灸仪，其特征在于，包括外壳和从上到下依次设置的上盖、加热结构、底盘；外壳上设有若干通气孔；加热结构包括隔热架、隔热罩、加热膛、艾饼放置架、导流罩；在隔热架上设有第一通孔和第二通孔，风机的出风口与第一通孔连通；第二通孔与风机的进风口连通；第一通孔下方设置隔热罩，隔热罩内设有加热膛，隔热罩、加热膛顶部设置进风孔，底部设置出风孔；加热膛侧壁开口，艾饼放置架可插入或者拉出加热膛；导流罩上下敞口，设置在隔热罩下部，固定在底盘上，在导流罩上侧壁设有通气孔；在底盘上设有温度传感器，温度传感器、风机与控制电路相连，控制电路与显示器以及按键开关相连，在所述的隔热罩上也设有温度传感器；

风机将风道中的冷热混合气流吹到加热膛的上层，气流通过隔热罩、加热膛的进风孔进入到加热膛，经过加热后，混有艾分子和药性分子的热气流经过加热膛底层的出风孔，经过过滤网过滤，进入导流罩，热气流大部分作用于皮肤，小部分的热气流进入外壳内部的环形空间，一部分热气流通过外壳的通气孔进入外界，同时外界的冷气流通过外壳通气孔进入外壳内部，与热气流混合为冷热混合气流通过外壳与内部结构形成风道以及隔热架上第二通孔进入风机，从而形成热量微循环。

2.如权利要求1所述的智能便携式中医脐疗艾灸仪，其特征在于，所述的显示器、控制电路安装在上盖下方，在所述的上盖上设有显示屏板。

3.如权利要求1所述的智能便携式中医脐疗艾灸仪，其特征在于，艾灸仪的电源采用锂电池，其放置在隔热架上，位于风机的两侧。

4.如权利要求1所述的智能便携式中医脐疗艾灸仪，其特征在于，所述的加热膛的顶部设有上加热片，底部设有下加热片。

5.如权利要求1所述的智能便携式中医脐疗艾灸仪，其特征在于，在所述的底盘上设有体温传感器和近皮肤传感器。

6.如权利要求1所述的智能便携式中医脐疗艾灸仪，其特征在于，在所述导流罩的顶部固定有一圈红外灯和一个广角摄像头。

7.如权利要求1所述的智能便携式中医脐疗艾灸仪，其特征在于，所述的制电路与用户终端进行通讯。

8.如权利要求1所述的智能便携式中医脐疗艾灸仪，其特征在于，在所述导流罩顶部设有一个过滤网。

9.如权利要求1所述的智能便携式中医脐疗艾灸仪，其特征在于，在加热膛一侧设置支撑座，所述的艾饼放置架和支撑座的对应位置上设有强磁体。

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