智能控溫的艾灸裝置研究

王 麗 王志剛 淮南師范學院 電子工程學院

引言

艾灸療法在治療慢性盆腔炎、排卵障礙性不孕癥等方面療效顯著。艾煙有輕微毒性，且與艾煙的濃度及時間有一定關(guān)系。 淮南東方醫(yī)院中醫(yī)住院部的艾灸盒還是選用傳統(tǒng)人工操作的木質(zhì)艾灸盒，艾煙直接排出，既不方便也不安全。目前市場上也出現(xiàn)了一些智能調(diào)溫的艾灸器具，但高端產(chǎn)品價格昂貴，如金維益的艾灸盒淘寶價398 元，燃燒的是艾精油、艾絨。成本太高不利于在病房和家庭推廣。本文研究設(shè)計了一種智能調(diào)溫的艾灸裝置，通過溫度傳感器采集艾灸盒內(nèi)部溫度，單片機對數(shù)據(jù)進行分析處理后，控制小扇葉來調(diào)節(jié)艾灸盒的內(nèi)部溫度。用戶還可以用手機藍牙遠程操控艾灸盒的溫度。此裝置成本低、操作方便、性能穩(wěn)定且安全，有利于市場推廣。

1 智能調(diào)溫的艾灸裝置設(shè)計方案

1.1 艾灸裝置智能調(diào)溫的技術(shù)方案

智能調(diào)溫的艾灸裝置主要由下端艾葉燃燒區(qū)和上端智能控制端組成。系統(tǒng)的技術(shù)方案如圖1 所示。

圖1 技術(shù)方案

1.2 艾灸裝置模型的結(jié)構(gòu)方案

系統(tǒng)的溫度傳感器位于艾針盒內(nèi)部的兩側(cè)如圖2（1）。單片機位于盒蓋內(nèi)部如圖2（2）。直流電機采用的720 空心杯，在盒蓋下端平板的中心如圖2（3），盒蓋下端采用的是網(wǎng)孔式面板，方便于散熱。 藍牙位于圖2（4）。顯示屏在圖2（5）。圖2（6）是按鍵。兩側(cè)是溫度調(diào)節(jié)按鈕，其中左側(cè)是“+”，右側(cè)是“—”。舵機位于盒蓋內(nèi)部如圖2（7）。舵機主要是為了控制上端頂蓋的開與閉。

圖2 智能艾灸裝置的結(jié)構(gòu)方案

1.3 艾灸裝置智能調(diào)溫的軟件實現(xiàn)

智能艾灸盒蓋的主控芯片把接收的溫度數(shù)據(jù)反饋給各個電機。各個電機協(xié)調(diào)工作，控制艾灸盒內(nèi)部溫度保持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，設(shè)計流程如圖3 所示。

圖3 裝置的軟件設(shè)計流程

2 系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)分析

裝置的實物如圖4 所示，智能盒蓋如圖5 所示。該裝置進行了人體實測，測試數(shù)據(jù)如表1。整個測試過程沒有出現(xiàn)異常情況。溫度傳感器耐高溫特性良好，保證了艾灸盒的正常運行。達到預設(shè)溫度可以控制在5 分鐘之內(nèi)，溫度誤差可以控制在±1℃。從圖6 可以看出，艾灸盒內(nèi)部的升溫時間比降溫時間要長很多。由于艾條燃燒慢，所以升溫時間較長。當艾條快燃盡時，溫度達到最高，而系統(tǒng)的降溫用時少，說明降溫效率更高。對患者來說，系統(tǒng)的性能更加安全可靠。

圖4 艾灸裝置

圖5 智能控制盒蓋

表1 測試數(shù)據(jù)

圖6 系統(tǒng)升溫與降溫所需時間

3 結(jié)束語

本文設(shè)計的智能艾灸盒從結(jié)構(gòu)和技術(shù)上對傳統(tǒng)的木質(zhì)艾灸盒進行了改進。盒蓋上有黑色的活性炭空氣過濾棉凈化艾煙；用戶可以按鍵或手機藍牙兩種方式來智能調(diào)溫，既安全可靠又方便操作。測試結(jié)果說明該系統(tǒng)穩(wěn)定、耐高溫性能良好。今后該裝置可以在本市的社區(qū)、敬老院等中老年場所進行推廣和使用，并實時的進行信息跟蹤。