CN112823771A

CN112823771A - 一种智能艾灸设备及其操作控制方法

Info

Publication number: CN112823771A
Application number: CN201911160509.1A
Authority: CN
Inventors: 吴萍; 杨富强; 杨富刚
Original assignee: Xinxiang Bilin Electronic Technology Co ltd; Henan Institute of Technology
Current assignee: Xinxiang Bilin Electronic Technology Co ltd; Henan Institute of Technology
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2021-05-21

Abstract

本发明涉及一种智能艾灸设备及其操作控制方法，包括支撑支架、嵌入式显控终端模块、位置调节组件、艾灸装置、检测装置、电子除烟装置；其中位置调节组件的一端安装在支撑支架上，另一端与艾灸装置连接；艾灸装置通过安装在艾灸装置上的检测装置测量艾灸装置与人体温度、距离数据，数据反馈给嵌入式显控终端模块并通过该模块控制，使位置调节组件自动调节位置，调节位置调节组件连接的艾灸装置与人体距离；本发明结构简单，操作容易，工作效率高，应用推广后可大大节省人力，再配上自动电子除烟装置，使产品更加环保，更加人性化。

Description

一种智能艾灸设备及其操作控制方法

技术领域

本发明专利属于机器人技术领域，具体涉及一种智能艾灸设备及其操作控制方法。

背景技术

目前背景技术有智能艾灸仪(2017102625311)，艾灸机器人(2017300314728)等艾灸设备，这些艾灸设备共同的特征是，只能静止地艾灸人体的某一个穴位，不能动态地、智能地，像人工那样进行艾灸，操作复杂，效率低，而且由于艾灸的温度、时间、距离不易控制，还会存在一定的安全隐患。为解决现有艾灸设备存在的上述问题，我们特设计一种智能艾灸设备，用来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于为解决现有技术的缺点，而提供一种智能化的可感温、可动态、静态自动艾灸的设备。

为达到以上的目的，结合自动控制技术、非接触测量技术和信息技术，本发明采用了如下技术方案：

一种智能艾灸设备，包括支撑支架、嵌入式显控终端模块、位置调节组件、艾灸装置、检测装置、电子除烟装置；所述位置调节组件的一端安装在支撑支架上，另一端与艾灸装置连接，位置调节组件起到提供推动艾灸装置动力的作用，可实现上下、左右、前后三维方向的联动，而且响应速度高，定位准确，噪音低。

所述艾灸装置通过安装在艾灸装置上的检测装置测量艾灸装置与人体温度、距离数据，数据反馈给嵌入式显控终端模块并通过该模块控制，使位置调节组件自动调节位置，调节位置调节组件连接的艾灸装置与人体距离。

在本发明中，所述嵌入式显控终端的作用是人机交互、控制和数据处理，其特征在于所述嵌入式显控终端包括嵌入式单片机、触摸屏、按钮、采集控制电路板、外壳组件，可输入设定位置调节组件工作时间、工作轨迹等参数，还可根据参数存储记录工作日志，方便查询和分析；该设备通过嵌入式显控终端可设置为动态自动模式或者静态手动模式。嵌入式显控终端采用大屏幕触摸屏设计，画面简洁，美观。所述检测装置包括非接触距离传感器和光电温度传感器，各传感器安装在艾灸装置的两侧靠下位置，用于感应与人体的距离和温度；该传感器响应快，精度高，可准确采集人体表面温度和距离。

优选的，所述位置调节组件为一机器人臂，该机器人臂包括驱动模块、光电位置开关工作组件；所述驱动模块包括电机、驱动电路；所述电机通过驱动电路驱动；所述驱动电路通过智能显控终端模块发出的信号控制电机的运动，进而控制机器人臂沿预设的三维方向运动；所述光电位置开关安装在机器人臂上，确保机器人臂在垂直方向工作时动作在安全范围内。

优选的，所述嵌入式显控终端采用单片机LPC1768；4路串口；1路RS485；2路RS232分别接调试、人机界面；1路TTL接可预留的无线模块；6路开关量输入；6路5V电压PWM输出；4路开关量继电器输出；存储功能256K的EEPROM存储器，用于存储设置参数、报警、时间和数据；AD采集8路12位片上AD；1路蜂鸣器报警；LED状态指示灯5路；1路USB接口，用来读取数据。

优选的，该智能艾灸设备的电源系统可对输入的交流电进行隔离、防护，并转换成其它电器单元需要的弱电，例如位置调节组件的驱动装置和嵌入式显控终端可选用低压电源驱动，以增加设备使用的安全性；所述电源系统具体实施方案如下：电源系统由输入保护电路、48V电路、24V电路、输出滤波、保护电路、驱动电路组成；电源工作时，220V电源通过防短路、防断路、防漏电模块接入，并联分出一路给自动电子除烟装置，并联一路接入48V/24V电源模块，输出电源通过LC滤波模块、保险丝输出，48V给驱动电路供电，24V给智能显控终端等供电；源模块都有相应的LED工作指示灯，指示电源系统是否稳定工作。

优选的，该智能艾灸设备还可设置电子电子除烟装置，包括抽烟系统、除烟系统、电子控制系统和烟尘收集箱，各系统都安装在烟尘收集箱内，烟尘收集箱通过管道与艾灸装置直连；所述抽烟系统包括膜片泵组件，通过该组件可使艾灸设备产生负压，将艾烟及时排走处理，保持空气清新；所述除烟系统包括高压电离装置和多层滤网结构，高压电离装置可用于静电除烟；所述电子控制系统可根据预设控制膜片泵和高压电离装置的停止、启动。

优选的，该智能艾灸设备还设置有艾灸装置；该艾灸装置内部采用低压自点火装置，可以放入艾绒，自动点火；该艾灸装置包括外壳、艾灸盘、传感器安装孔、排烟孔、固定孔和弱电插头；所述艾灸盘底部与外壳采用插销固定，艾灸盘上方有加料孔，方便更换和添加艾药；所述艾灸装置采用卡接式，接到z轴机器人臂的下端，和电子除烟装置、传感器电源连接方式也采用快速接头。

一种如上所述的智能艾灸设备的操作控制方法，包括以下步骤：

步骤1：：艾灸盘加入艾绒；

步骤2：打开电源，设置参数；

步骤3：启动系统，开始艾灸；

步骤4：选择自动动态或手动静态艾灸；

步骤5：艾灸完成，自动停机。

步骤6：去除艾灰，拔掉电源。

与现有技术相比，本发明的的有益效果是；本发明采用智能控制的方式来进行艾灸，采用了多种模式设计，可结合距离、温度、时间等参数进行计算和控制，可以轻松实现动态、静态、智能化艾灸；该设备结构简单，操作容易，工作效率高，应用推广后可大大节省人力；再配上自动电子除烟装置，使产品更加环保，更加人性化。

附图说明

图1为智能艾灸设备结构示意图；

图2为艾灸装置正视图；

图3为艾灸装置俯视图；

图4为艾灸装置仰视图；

图5为嵌入式显控终端示意图；

上述附图中的附图标记如下：

1.支撑支架；

2.嵌入式显控终端模块；

3.位置调节组件；

4.艾灸装置；

5.检测装置；

6.电子除烟装置；

4-1.传感器安装孔；

4-2.排烟孔；

4-3.固定孔；

4-4.电源接口；

4-5.外壳；

4-6.艾灸盘；

5-1.触摸屏；

5-2.开关；

5-3.信号输入输出口；

5-4.USB接口；

5-5.电源口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对发明做进一步的说明。

如图1所示，该智能艾灸设备的机器人臂所述机器人臂采用三轴直角坐标形式，分为X轴、Y轴、Z轴，彼此互相垂直交叉连接，三个轴臂之间通过固定在每个轴上的运动滑台连接，其中X轴的滑台上固定Y轴、Y轴的滑台上固定Z轴，通过轴上的直线导轨可带动艾灸装置(4)在三维方向上做导向运动。

所述轴臂都有电机分别通过合金支架固定在轴臂的一端，电机的电机轴通过柔性联轴器与同步带驱动轮的同心轴连接，同步带的另一端带动滑台；所述同步带的电机轴一端通过电机驱动可使同步带做匀速或变速运动；所述电机采用小功率步进电机，用以控制三轴的运动；所述三个电机和三个驱动电路对应连接，各驱动电路分别由嵌入式显控终端模块(2)控制。

所述该智能艾灸设备启动工作前，预先设置好了艾灸盘到人体的最近距离，艾灸时人体表面感受的舒适的温度的范围，还要设置好工作时间，时间接近艾条能够燃烧的正常时间，以及艾草燃烧耗尽、或熄灭引起温度过低而报警的报警点。工作模式选择自动动态模式或者手动静态模式。若选择自动动态模式，对人体背部动态艾灸，则系统会根据设置参数，以及人体脊柱周围的体表温度，在X轴(平行脊柱)方向匀速或变速往复运动，在Y轴(垂直脊柱)方向上，根据设置参数小幅往复运动或不动。在Z轴(垂直背部)方向，根据设置参数，以及传感器感知的温度、距离信号，自动地调整灸盘到人体的垂直距离，人体始终处于一个比较舒适的温度范围。而且系统若测量人体温度超过正常参数，系统软件会实时判断，驱动Z轴的电机会迅速反方向运动一定距离，避免人体感觉不适或受到灼伤。另外，光电位置开关从硬件上保证机器人臂动作在安全范围。垂直方向电机具有刹车功能，避免断电后艾灸盘突然下落，造成危害。系统安全性从多方面得到保证。待艾条燃尽或艾灸过程结束，系统自动或手动停机，且声音提示艾灸结束。需要更换新的艾条时，打开上盖，放入新的艾条即可。

如图4所示，一种艾灸装置实施方案如下：使用时，将艾灸盘上部(有接头部分)打开，装入新的艾条或艾绒，压接盖好。卡接安装到Z轴机器人臂下端，插上排烟管，插上点火插头。嵌入式显控终端启动后，一分钟内输出电大电流给艾灸盘点火装置，自动点火。艾灸盘在机器人臂带动下开始工作。工作结束，取下艾灸盘，上盖打开，将艾灰倒掉，以备下次使用。

通过本发明采用多种模式设计和结合距离、温度、时间等参数计算与控制，可以轻松实现艾灸自动动态、静态、智能化艾灸，大大提高了艾炙效率和效果。

虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域技术人员知道，本发明有许多变形和变化只要不脱离本发明创造的精神，都应包括在本发明所要求保护的范围之内。

Claims

1.一种智能艾灸设备，包括支撑支架(1)、嵌入式显控终端模块(2)、位置调节组件(3)、艾灸装置(4)、检测装置(5)、电子除烟装置(6)，其特征在于所述位置调节组件(3)的一端安装在支撑支架(1)上，另一端与艾灸装置(4)连接；

所述艾灸装置通过安装在艾灸装置上的检测装置(5)测量艾灸装置(4)与人体温度、距离数据，数据反馈给嵌入式显控终端模块(2)，通过嵌入式显控终端模块(2)控制，使位置调节组件(3)自动调节位置，调节位置调节组件(3)连接的艾灸装置(4)与人体距离。

2.根据权利要求1所述的智能艾灸设备，其特征在于所述位置调节组件(3)为一机器人臂，该机器人臂包括驱动模块、光电位置开关工作组件；

所述驱动模块包括电机、驱动电路；

所述电机通过驱动电路驱动；

所述驱动电路通过智能显控终端模块(2)发出的信号控制电机的运动，进而控制机器人臂沿预设的三维方向运动；

所述光电位置开关安装在机器人臂上，确保机器人臂在垂直方向工作时动作在安全范围内。

3.根据权利要求2所述的智能艾灸设备，其特征在于所述机器人臂采用三轴直角坐标形式，分为X轴、Y轴、Z轴，彼此互相垂直交叉连接，三个轴臂之间通过固定在每个轴上的运动滑台连接，其中X轴的滑台上固定Y轴、Y轴的滑台上固定Z轴，通过轴上的直线导轨可带动艾灸装置(4)在三维方向上做导向运动。

4.根据权利要求3所述的智能艾灸设备，其特征在于所述轴臂都有电机分别通过合金支架固定在轴臂的一端，电机的电机轴通过柔性联轴器与同步带驱动轮的同心轴连接，同步带的另一端带动滑台；

所述同步带的电机轴一端通过电机驱动可使同步带做匀速或变速运动；

所述电机采用小功率步进电机，用以控制三轴的运动；

所述三个电机和三个驱动电路对应连接，各驱动电路分别由嵌入式显控终端模块(2)控制。

5.根据权利要求1所述的智能艾灸设备，其特征在于所述检测装置(5)包括非接触距离传感器和光电温度传感器，各传感器安装在艾灸装置(4)底部的艾灸盘两侧靠下位置，用于感应与人体的距离和温度；

所述艾灸装置(4)底部的艾灸盘两侧有固定传感器的圆孔，传感器为通体螺纹结构，方便调节距离和安装。

6.根据权利要求1所述的智能艾灸设备，其特征在于所述嵌入式显控终端(2)包括嵌入式单片机、触摸屏、按钮、采集控制电路板、外壳组件，可输入设定位置调节组件(3)工作时间、工作轨迹参数，存储记录工作日志。

所述嵌入式显控终端(2)所述的模式可选择为动态自动模式或者静态手动模式。

所述嵌入式显控终端(2)采用单片机LPC1768；4路串口；1路RS485；2路RS232分别接调试、人机界面；1路TTL接可预留的无线模块；6路开关量输入；6路5V电压PWM输出；4路开关量继电器输出；存储功能256K的EEPROM存储器，用于存储设置参数、报警、时间和数据；AD采集8路12位片上AD；1路蜂鸣器报警；LED状态指示灯5路；1路USB接口，用来读取数据。

7.根据权利要求1所述的智能艾灸设备，其特征在于所述设备包括电源系统，电源系统对输入的交流电进行隔离、防护，并转换成其它电器单元需要的弱电。

所述电源系统由输入保护电路、48V电路、24V电路、输出滤波、保护电路、驱动电路组成；电源工作时，220V电源通过防短路、防断路、防漏电模块接入，并联分出一路给自动电子除烟装置，并联一路接入48V/24V电源模块，输出电源通过LC滤波模块、保险丝输出，48V给驱动电路供电，24V给智能显控终端等供电；电源模块都有相应的LED工作指示灯，指示电源系统是否稳定工作。

8.根据权利要求1所述的智能艾灸设备，其特征在于所述电子除烟装置(6)，包括抽烟系统、除烟系统、电子控制系统和烟尘收集箱，各系统都安装在烟尘收集箱内，烟尘收集箱通过管道与艾灸装置(4)直连；

所述抽烟系统包括膜片泵组件；

所述除烟系统包括高压电离装置和多层滤网结构，高压电离装置可用于静电除烟；

所述电子控制系统可根据预设控制膜片泵和高压电离装置的停止、启动。

9.根据权利要求1所述的智能艾灸设备，其特征在于其艾灸装置(4)包括外壳、艾灸盘、传感器安装孔、排烟孔、固定孔和电源接口；

所述艾灸装置(4)内部采用低压自点火装置，可以放入艾绒，自动点火。

所述艾灸盘底部与外壳采用插销固定，艾灸盘上方有加料孔，方便更换和添加艾药；

所述艾灸装置(4)采用卡接式，接到z轴机器人臂的下端，和电子除烟装置、传感器电源连接方式也采用快速接头。