一種智能溫控艾灸盒設計

袁健 夏泉清

摘?要：設計了一種新型智能溫控艾灸盒，在傳統的艾灸盒上增加了溫度可視，通過調節艾柱高度控制溫度變化，具有良好的恒溫控溫效果，艾灸更能有效利用和實現單人可操作性。

關鍵詞：艾灸;自動化;理療;設計

經查閱，艾灸可有效預防感冒和支氣管炎疾病，增強免疫力等功效[1]，但是傳統的艾灸無法單人操作、溫度變化難以掌握，導致皮膚受熱不均或者過熱導致燙傷。因此，我們設計了一種新型智能艾灸盒，增加溫度可視和可調節的功能。

1?機械部分設計

溫控艾灸盒（圖1），包括上腔體和下腔體，上腔體為長方體，下腔體為四棱臺，外形尺寸：160mm×103mm×88mm。結構主要包括：運動機構、執行機構和測溫機構（圖2）。利用遙控裝置和溫度檢測來實現單人獨立操作、有效預防艾灸燙傷[2]。

1.艾灸柱外殼帽;2.艾灸柱外殼;3.上箱體外殼;4.通風口蓋;5.下箱體外殼;6.灰槽

1.步進電機;2.艾灸柱外殼及齒條;3.彈簧;4.單片機控制板;5.小齒輪;6.電池;7.LED溫度顯示器;8.溫度感應器

1.1?運動機構

運動機構主要包括步進電機1、齒輪5和齒條2機構。打開艾灸柱外殼裝入艾條后，將艾灸柱裝置裝入升降裝置。步進電機通過電池提供動力，帶動齒輪5與艾灸柱外殼上的齒條2嚙合，使艾灸柱上下移動。通過艾灸柱高度的變化，從而調節溫度，打開通風口蓋，將艾灸盒放置于皮膚上。

1.2?執行機構

執行機構包括位于下箱體內部的溫度感應裝置[3]、遙控接收及自動感應的單片機[4]。利用遙控裝置設置溫度，通過單片機自動控制艾灸柱升降，同時單片機控制板上包含遙控接收裝置，使用者可利用遙控板對艾柱的高度進行自定義調節。

2?箱體結構設計

艾灸盒外殼采用木質隔熱材料，可保持艾灸盒內的溫度。艾灸盒裝置相對兩面設置有可調節綁帶，用于將艾灸盒固定在身體的不同部位。艾灸盒下腔體裝置距底部10mm處安裝擋灰網抽屜，形成集灰腔，用于擋灰及收集灰塵。艾灸盒上下腔體通過磁鐵吸附。

艾灸盒上腔體內有步進電機、單片機、升降裝置、電池、感應溫度顯示器，感應溫度顯示器和升降裝置連接。

艾灸盒下腔體內設置圓柱形結構的艾灸柱外殼，內部用于填裝艾柱;艾灸盒下腔體底部設置有可移動式金屬擋灰網;艾灸盒腔體內設置有皮膚溫度感應器。

3?控制系統設計

控制系統主要由電源、DS18B20溫度傳感器、STC89C51系列單片機、LCD1602溫度顯示器組成。

溫度傳感器感應艾灸作用于皮膚上的溫度，STC89C51單片機控制溫度傳感器將溫度信息直接轉換為數字信號并傳送給單片機，單片機將接收到的溫度信息傳送給LCD1602溫度顯示器，進行實時顯示。

環境溫度采集程序用來完成DS18B20溫度傳感器的初始化以及溫度轉換。通過遙控設備設定用戶的溫度期望值，STC89C51單片機對用戶輸入的溫度期望值和采集的環境溫度值進行比較，根據比較結果輸出脈沖信號用于進步電機M的轉向及轉動量，DS18B20溫度傳感器對皮膚溫度實時監測將數據反饋到單片機。

4?設計創新點

控溫良好。通過艾灸柱高度的變化，調節溫度;外殼使用木制隔熱材料，可以較好保持盒內的溫度;防掉灰裝置可以避免灰塵落在身體表面上造成燙傷。

設計簡潔。整體分上下兩部分，制作成本低，模塊化設計，便于批量生產。

智能化。通過單片機、遙控器實現自動控制溫度，便于單人自主操作。

5?結語

通過對艾灸盒自動化、可控制化來實現艾灸盒的單人自主操作。該產品實現了溫度感應、遙控控制和自動控溫，設計簡潔，制作成本低。

參考文獻：

[1]劉毛妮，賈利勤.淺談新型艾灸樹在臨床中的應用[J].現代養生，2019（18）：133134.

[2]陳虹.預見性護理干預預防艾灸燙傷的有效性評價[J].蛇志，2019，31（03）：393394+431.

[3]張艷飛，曹正州.一種集成于系統芯片的低功耗溫度傳感器設計[J].電子與封裝，2020，20（11）：4348.

[4]宋若愚，余娟，丁國寧，高凌.基于STC89C52單片機的溫度記錄儀探析[J].軟件導刊，2013，12（03）：104105.

作者簡介：袁健（1968—?），男，漢族，碩士，鹽城工學院副教授，從事機械設計及理論;夏泉清，鹽城工學院機械電子工程專業學生。