CN207575559U - 一种智能中低频体控电疗仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的智能中低频体控电疗仪，包括微控制器、电源管理模块、LCD触摸屏、WiFi通信模块和脉宽调制电路，特征在于：脉宽调制电路的输出经功率放大电路的处理后输入至电极片上，脉宽调制电路由型号为TLC7528的数模转换器和型号为LM358的双运算放大器构成，功率放大电路由运算放大器U1、可调电阻VR1、变压器T1和光电耦合器U2组成。本实用新型的电疗仪，脉宽调制电路输出中低频信号，并通过功率放大电路的处理后，形成可对人体进行电疗的功率信号，作用于患者身体穴位、经络，达到检查、治病的目的。解决了现有电疗仪输出频率不能根据患者的体质不同、治疗部位的不同而进行适应性调节的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能中低频体控电疗仪，更具体的说，尤其涉及一种电极片输出的电压频率可根据患者的体质或治疗部位的不同进行适应性调节的智能中低频体控电疗仪。
背景技术
随着人们保健意识的不断增强、我国老龄化社会的到来、以及社会生活节奏加快导致的亚健康人群的增多，使得人们对医疗保健器械的需求大大增加。医院资源供不应求、医疗费用的迅猛增长，让看病难、看病贵，成为我国 13 亿人口高度关注的一个社会问题。针对这一现象，许多学者提出了低成本医疗的概念。越来越多的低成本医疗项目受到人们的关注，低成本、低功耗、智能化、便携式的家庭和社区医疗健康监护设备正在逐渐成为社会的一种需求。电疗是一种利用不同类型的电流和电磁场治疗疾病的方法，用于临床已有60 多年的历史。随着多年来不断研究的深入，已经取得了较好的临床效果。
电疗方法分类的方式多种多样，按照刺激脉冲的频率可划分为低频、中频、高频。0～1000Hz 的频率称为低频，当低频电流较大时，会造成肌肉的强烈收缩，让患者感觉到明显的疼痛感，因此它作用的深度有限，常用于治疗表层疾病。1K～100KHz 的频率称为中频，中频电流作用在人体上时，两电极皮肤间的阻抗会大大降低，对电流的阻碍作用减小，从而达到较深的深度，常用于治疗较深部位疾病。大于100KHz 的频率称为高频，因高频电流的振动频率很高，不能造成肌肉的收缩，但可以在组织内产生一定的热效应和紫外光，常用作美容工具。因为使用高频电流进行治疗时需要借助相应的隔离设施，不适宜进行家用和社区推广，所以电疗仪常采用中频和低频作为治疗波频率。
发明内容
本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种智能中低频体控电疗仪。
本实用新型的智能中低频体控电疗仪，包括微控制器及与其相连接的电源管理模块、LCD触摸屏、WiFi通信模块和脉宽调制电路，微控制器具有采集、运算和控制作用，电源管理模块用于将220V交流市电转化为体控电疗仪工作所需的直流电压，LCD触摸屏用于显示信息和输入控制命令；微控制器经WiFi通信模块与智能手机相通信，以实现治疗信息的上传和存储；其特征在于：脉宽调制电路的输出经功率放大电路的处理后输入至电极片上，电极片实现对患者相应部位的电疗；所述脉宽调制电路由型号为TLC7528的数模转换器和型号为LM358的双运算放大器构成，数模转换器的D0～D7端口与微控制器的数据输出端相连接，TLC7528的参考电压输入端VrefA和VrefB进入不同的中频电压信号，TLC7528的输出端OUTA、OUTB接于双运算放大器LM358的输出端，LM358输出端输出调制后的低中频信号；
所述功率放大电路由运算放大器U1、可调电阻VR1、变压器T1和光电耦合器U2组成，双运算放大器LM358的输出经电阻R18、电容C53接于U1的一个输入端，U1的另一个输入端依次经电容C48、电阻R20与其输出端相连接，电阻18与电容C53的连接处经可调电阻VR1接地；电容C26、电阻R25、电阻R23、电容C47依次串联形成的电路与C48和R20串联后的电路相并联；变压器T1一次侧绕组的两端分别接于U1的输出端和电容C26与电阻R25的连接处，T1二次侧绕组的两端分别经发光二极管DS1、电阻R21与电极片相连接，以实现电疗电压的输出；光电耦合器U2的输入端接于电阻R21的两端，U2的输出端与微控制器相连接，以实现流经电极片电流的测量。
本实用新型的智能中低频体控电疗仪，所述微控制器连接有过电保护模块、语音模块和报警模块，过电保护模块用于输出电流和电压超阈值时切断电极片电压的输出。
本实用新型的智能中低频体控电疗仪，所述电源管理模块用于将220V的交流市电转化为12V、-12V、5V、3.3V的电压输出。
本实用新型的智能中低频体控电疗仪，所述微控制器采用型号为STM32的微处理器芯片，U1采用型号为TDA2003的运算放大器，语音模块采用型号为ISD4004-16的语音芯片。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的智能中低频体控电疗仪，由微控制器、电源管理模块、LCD触摸屏、脉宽调制电路、功率放大电路以及WiFi通信模块组成，微控制器通过脉宽调制电路可输出频率在低频和中频之间变化的信号，并通过功率放大电路的处理后，形成可对人体进行电疗的功率信号，通过将输出的治疗电流经自身身体调控后作用于患者身体穴位、经络，从而瞬间打通人体受损、萎缩的经络，使人体气血畅通，肌体免疫功能增强，从而达到检查、治病的目的；也可以由患者将正负极贴片贴至自身穴位，达到自我保健的效果。同时，患者的治疗数据还可通过WiFi通信模块上传至智能手机，以实现治疗数据的存储。解决了现有电疗仪输出频率不能根据患者的体质不同、治疗部位的不同而进行适应性调节的问题，对患者的治疗具有很好的适应性。
进一步地，通过设置过电保护模块、语音模块和报警模块，当微控制器检测到电极片的电压或电流过大时，则经过电保护模块切断电极片两端的电压输出，实现对患者的有效保护。
附图说明
图1为本实用新型的智能中低频体控电疗仪的电路原理图；
图2为本实用新型中脉宽调制电路的电路图；
图3为本实用新型中功率放大电路的电路图。
图中：1微控制器，2电源管理模块，3 LCD触摸屏，4脉宽调制电路，5功率放大电路，6电极片，7 WiFi通信模块，8智能手机，9过电保护模块，10语音模块，11报警模块。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，给出了本实用新型的智能中低频体控电疗仪的电路原理图，其由微控制器1及与其相连接的电源管理模块2、LCD触摸屏3、语音模块10、报警模块11、WiFi通信模块7、脉宽调制电路4和过电保护模块9组成，微控制器1具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，微控制器1可采用型号为STM32的微处理器，其具有丰富的接口。电源管理模块2首先将220V交流市电转换为12V的直流电压，然后再将12V的直流电转化为-12V、5V和3.3V的直流电压，以给电疗仪的各模块提供稳定的工作电源。LCD触摸屏3进行信息显示，使用者可通过LCD触摸屏3输出相应的控制命令。
微控制器1通过WiFi通信模块7与智能手机8相通信，智能手机8上运行有相应的App程序，以对电疗仪的工作进行管理。在患者治疗过程中，可将治疗信息上传至智能手机8，以实现治疗数据的存储和管理，以便患者或医生查看。语音模块10进行语音信息的播报，语音模块10可采用ISD公司的语音芯片ISD4004-16,其输出经音频功率放大器LM386的放大处理。ISD4004 -16录放时间为16 min（可分段），它采用CMOS技术，单电源3 V工作，内含振荡器、抗混叠滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。它内置微控制器SPI总线串行通信接口。可将模拟语音数据直接写入单个存储单元，不需通过A／D或D／A转换。
过电保护模块9实现电路的过电压和过电流的保护，当电极片6输出的电压过高或电流多大时，会影响患者的正常使用，甚至会对患者造成伤害，过电保护模块9可在电压或电流过大时切断电极片6的输出，实现保护功能。当电压或电流过大时，还通过报警模块11发出报警信息，以提醒患者注意。
如图2所示，给出了本实用新型中脉宽调制电路的电路图，其由型号为TLC7528的数模转换器和型号为LM358的双运算放大器组成，TLC7528是8位数字输入双路输出的模拟转换器，片内具有输入数据锁存器，保证数字信号和模拟信号的一致性。数模转换器的数字信号输入端口D0～D7与微控制器的输出端口相连接，可通过按一定低频频率在TLC7528八位数据口输入数据，实现在输出口形成低频模拟信号。其参考电压输入端VrefA、VrefB分别经电容C49、电容C50与信号MF1、MF2相连接，MF1和 MF2 为经过滤去低频与高频部分的中频基准电压，最后从 OUTA 或者 OUTB 口输出对应的叠加模拟信号，从而完成从中频和低频信号的调制功能。解决了现有电疗仪输出频率不能根据患者的体质不同、治疗部位的不同而进行适应性调节的问题，对患者的治疗具有很好的适应性。TLC7528的输出端OUTA、OUTB接于双运算放大器LM358的输入端，LM358对输入的信号进行放大处理后，形成放大信号OUT1、OUT2输出。
如图3所示，给出了本实用新型中功率放大电路的电路图，由于脉宽调制电路输出的OUT1、OUT2信号经相同的功率放大电路进行处理，下面仅以图3中给出的对OUT1信号处理的功率放大电路进行说明。所示的功率放大电路由运算放大器U1、可调电阻VR1、变压器T1和光电耦合器U2组成，输出的OUT1信号经电路R18、电容C53与U1的一个输入端相连接，U1的另一个输出端依次经电容C48、电阻R20与U1的输出端相连接，电容C26、电阻R25、电阻R23、电容C47依次串联后形成的电路与电容C48和电阻R20的串联电路相并联。
功率放大电路的输入端由 R18 和 VR1 进行分压，分压后交流部分则会通过 C53电容，此时并联 C55 大电容进行滤波处理，滤除电压纹波。电阻 R20 和R25 组成同向比例放大电路，运放输出端由 C47 和 R23 组成的 RC 滤波电路滤波。将经过功放放大后的电压通过升压变压器 T1 进行升压操作，由 T1一次侧的1、2 端输入，二次侧的3、4 端口输出。输出端口 3/4 连接两个电疗仪极片，就能直接在人体上进行使用了。
同时，光电耦合器U2的输入端接于电阻R21的两端，U2输出侧的一端接地，另一端V1分别经电阻R7、电容C56接于3.3V电源正和电源地上，V1端与微控制器1的输入端相连接。微控制器1通过检测V1端输入信号的大小，即可判断出施加在电极片上的电压或流经电极片的电流是否超过设定值，如果超过设定值，则通过过电保护电路断开电极片的电压输出，并发出报警信号，以实现对患者的保护。
Claims (4)
1.一种智能中低频体控电疗仪，包括微控制器（1）及与其相连接的电源管理模块（2）、LCD触摸屏（3）、WiFi通信模块（7）和脉宽调制电路（4），微控制器具有采集、运算和控制作用，电源管理模块用于将220V交流市电转化为体控电疗仪工作所需的直流电压，LCD触摸屏用于显示信息和输入控制命令；微控制器经WiFi通信模块与智能手机（8）相通信，以实现治疗信息的上传和存储；其特征在于：脉宽调制电路（4）的输出经功率放大电路（5）的处理后输入至电极片（6）上，电极片实现对患者相应部位的电疗；所述脉宽调制电路由型号为TLC7528的数模转换器和型号为LM358的双运算放大器构成，数模转换器的D0～D7端口与微控制器的数据输出端相连接，TLC7528的参考电压输入端VrefA和VrefB进入不同的中频电压信号，TLC7528的输出端OUTA、OUTB接于双运算放大器LM358的输出端，LM358输出端输出调制后的低中频信号；
所述功率放大电路由运算放大器U1、可调电阻VR1、变压器T1和光电耦合器U2组成，双运算放大器LM358的输出经电阻R18、电容C53接于U1的一个输入端，U1的另一个输入端依次经电容C48、电阻R20与其输出端相连接，电阻18与电容C53的连接处经可调电阻VR1接地；电容C26、电阻R25、电阻R23、电容C47依次串联形成的电路与C48和R20串联后的电路相并联；变压器T1一次侧绕组的两端分别接于U1的输出端和电容C26与电阻R25的连接处，T1二次侧绕组的两端分别经发光二极管DS1、电阻R21与电极片相连接，以实现电疗电压的输出；光电耦合器U2的输入端接于电阻R21的两端，U2的输出端与微控制器相连接，以实现流经电极片电流的测量。
2.根据权利要求1所述的智能中低频体控电疗仪，其特征在于：所述微控制器（1）连接有过电保护模块（9）、语音模块（10）和报警模块（11），过电保护模块用于输出电流和电压超阈值时切断电极片电压的输出。
3.根据权利要求1或2所述的智能中低频体控电疗仪，其特征在于：所述电源管理模块（2）用于将220V的交流市电转化为12V、-12V、5V、3.3V的电压输出。
4.根据权利要求2所述的智能中低频体控电疗仪，其特征在于：所述微控制器（1）采用型号为STM32的微处理器芯片，U1采用型号为TDA2003的运算放大器，语音模块（10）采用型号为ISD4004-16的语音芯片。
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