适于艾灸的操作控制系统

技术领域

本发明涉及中医理疗使用的艾灸装置，尤其是涉及适于艾灸的操作控制系统。

背景技术

艾灸是采用艾叶制成的艾柱（艾条）燃烧，刺激人体穴位达到防病、治病目的。中国古代就曾把太阳称之为“天之阳”，艾称之为“地之阳”。其燃烧产生热量，作用于穴位处，给线粒体活动提供能量；同时，其燃烧也能产生一种特殊波段的短红外线，这种短红外线具有更强的穿透能力，直击病灶。中医研究表明，艾灸可以对感冒、胃胀、痛经、肾病等慢性疾病具有较好的医治作用，在新冠疫情期间，更是被很多医生用作治疗新冠肺炎的一种途径。

传统的艾灸分为两大类：一类是专业医师手持艾柱在患者穴位周围进行移动，常见的手法有雀啄灸和回旋灸；另外一类是以葫芦作为安装艾条的载体，在葫芦内壁安装艾柱，常见的手法是悬灸。

专业医师给患者进行艾灸，其优点是每位患者能够享受专业医师提供的理疗过程；缺点是艾灸理疗过程重复性工作较多，专业医师工作量繁重，同时专业医师水平参差不齐，施灸手法的熟练度不同，艾灸技术不精湛的医师必然会影响疗效，并存在理疗排烟装置笨重的不足。

艾灸的优点是保温性能好，疗效更好；但同时存在不少弊端，其一，艾柱只能通过螺丝固定在葫芦内壁，灵活性差，不能模仿专业医师移动艾条；其二，艾柱燃烧产生的焦油会附着在葫芦内壁，影响艾灸理疗效果；其三，自动化程度地，疗效得不到保障。

发明内容

本发明目的在于提供一种适于艾灸的操作控制系统，实现智能化艾灸理疗。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述适于艾灸的操作控制系统，包括安装在艾灸灸器内的伞状固定机构、回钩定位机构、旋转升降机构、空气净化模块、传感器模块、控制模块、智能手机和云平台服务器；

所述伞状固定机构，用于与艾灸灸器内部固定；

所述回钩定位机构，用于控制伞状固定机构伸展动作，以适配所述艾灸灸器内部直径；

所述旋转升降机构，用于对患者穴位进行悬灸、雀啄灸、隔物灸、回旋灸、螺旋灸；

所述空气净化模块，用于对艾灸灸器内的烟雾进行净化后排出；

所述传感器模块，用于对患者穴位处的温度以及艾灸灸器内艾柱位置进行采集，并将采集的数据传输给所述控制模块；

所述控制模块，用于控制旋转升降机构动作，并与所述云平台服务器和智能手机交互通信。

优选地，所述伞状固定机构包括固定在中心轴顶端的连接环，滑动套装在所述中心轴上的轴套，中心轴下端固定在支撑盘中心位置；所述连接环上均布铰接有多个摆臂，所述轴套上铰接有与所述摆臂个数一致的撑杆，多个所述撑杆和摆臂的另一端相铰接，每个摆臂的外端分别固定有弹性块，所述弹性块用于与所述艾灸灸器内壁摩擦固定；

所述回钩定位机构包括锯齿定位杆，开设在所述支撑盘上的定位孔，拉力弹簧；所述锯齿定位杆下端穿过所述定位孔，并通过开设在杆体上的锯齿与定位孔卡接定位，锯齿定位杆上端与轴套相铰接，所述拉力弹簧连接在轴套和支撑盘之间；

所述旋转升降机构包括第一舵机和第二舵机，所述第一舵机通过曲柄连接机构与所述第二舵机座连接，第一舵机通过曲柄连接机构带动第二舵机上下往复运动；支撑盘通过第一立柱与其下方的下开口圆筒固定连接，第一舵机安装在所述下开口圆筒顶壁上，第二舵机设置在下开口圆筒内，第二舵机的舵盘水平连接有艾柱安装圆盘，所述舵盘用于带动所述艾柱安装圆盘水平旋转运动；

所述空气净化模块由垂直向上安装在支撑盘上的空心杯电机、安装在所述空心杯电机动力输出轴上的风扇叶片，和设置在所述艾灸灸器内位于排烟口处的烟雾过滤材料组成；空心杯电机用于带动所述风扇叶片旋转，在艾灸灸器下方形成负压，将艾柱燃烧产生的烟雾吸入所述烟雾过滤材料内过滤后排出；

所述传感器模块，包括设置在艾灸灸器内壁或艾柱安装圆上的温度传感器和艾柱位移传感器；

所述控制模块为搭载RTOS实时操作系统的ARM控制器，用于实现蓝牙通信、控制第一、第二舵机和空心杯电机；所述蓝牙通信实现所述ARM控制器与应用程序之间的双向数据传输。

进一步地，所述艾柱安装圆盘上方设置有平衡环，所述平衡环通过第二立柱与其下方的艾柱安装圆盘固定连接。

本发明专为艾灸而设计，通过多种灸位手法的组合功能，适应不同用户的需求。利用温度传感器实时采集到的穴位处温度，将其作为反馈值读入ARM控制器，通过PID控制算法的输出量控制艾柱距离穴位表面的距离，进而自动调整预设模式下穴位处的温度。ARM控制器实时上传用户艾灸过程中的数据至云平台服务器，云平台服务器通过聚类分析，生成个性化的治疗方案；医生也可以远程查看用户理疗的数据，为用户提供更加专业的参数推荐，让艾灸理疗更加科学。

附图说明

图1是本发明所述系统的拓扑图。

图2是本发明所述伞状固定机构、回钩定位机构和旋转升降机构的结构示意图。

图3是图2的左视结构示意图。

图4是本发明所述艾灸温度控制流程图。

图5是本发明所述系统的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1-3所示，本发明所述适于艾灸的操作控制系统，包括安装在艾灸灸器1内的伞状固定机构、回钩定位机构、旋转升降机构、空气净化模块、传感器模块、控制模块，以及智能手机和云平台服务器。

所述伞状固定机构，用于与艾灸灸器1内壁固定。伞状固定机构包括固定在中心轴2顶端的连接环3，滑动套装在中心轴2上的轴套4，中心轴2下端固定在支撑盘5中心位置；连接环3上均布铰接有多个摆臂6，轴套4上铰接有与摆臂6个数一致的撑杆7，多个撑杆7和摆臂6的另一端相铰接，每个摆臂6的外端分别固定有橡胶弹性块8，橡胶弹性块8用于与艾灸灸器1内壁通过撑力摩擦固定。

所述回钩定位机构，用于控制伞状固定机构伸展动作，以适配艾灸灸器1内部直径。回钩定位机构包括锯齿定位杆9，开设在支撑盘5上的定位孔，拉力弹簧；锯齿定位杆9下端穿过定位孔，并通过开设在杆体上的锯齿与定位孔卡接定位，锯齿定位杆9上端与轴套4相铰接，拉力弹簧连接在轴套4和支撑盘5之间，起到稳定锯齿与定位孔卡接作用。

所述旋转升降机构，用于对患者穴位进行悬灸、雀啄灸、隔物灸、回旋灸、螺旋灸。旋转升降机构包括第一舵机10和第二舵机11，第一舵机10通过曲柄连接机构12与第二舵机11座连接，第一舵机10通过曲柄连接机构12带动第二舵机11上下往复运动，不断改变艾柱13与皮肤之间的距离，进而控制不同温度的刺激效果，实现雀啄灸效果；并可通过曲柄连杆机构12控制艾柱13停留在人体皮肤上方指定的位置，实现悬灸和隔物灸的效果。

支撑盘5通过第一立柱14与其下方的下开口圆筒15固定连接，第一舵机10安装在下开口圆筒15顶壁上，第二舵机11设置在下开口圆筒15内，第二舵机11的舵盘16水平连接有艾柱安装圆盘17，舵盘16用于带动艾柱安装圆盘17水平旋转运动，促使艾柱13随艾柱安装圆盘17完成回转运动，达到回旋灸效果；同时，第一舵机10和第二舵机11的动作配合，还可实现螺旋灸的效果。为提高艾柱安装圆盘17水平旋转的稳定性，艾柱安装圆盘17上方设置有平衡环18，平衡环18通过第二立柱19与其下方的艾柱安装圆盘17固定连接。

所述空气净化模块，用于对艾灸灸器1内的烟雾进行净化后排出，避免污染环境。空气净化模块由垂直向上安装在支撑盘5上的空心杯电机20、安装在空心杯电机20动力输出轴上的风扇叶片21，以及设置在艾灸灸器1内位于排烟口处的烟雾过滤材料22组成；空心杯电机20用于带动风扇叶片21旋转，在艾灸灸器1下方形成负压，将艾柱13燃烧产生的烟雾吸入烟雾过滤材料22内过滤后排出。

所述传感器模块，用于对患者穴位处的温度以及艾灸灸器1内艾柱13位置进行采集，并将采集的数据传输给控制模块。传感器模块由设置在艾灸灸器1内艾柱安装圆17上的温度传感器23，和安装在艾灸灸器1内壁上的艾柱位移传感器24组成。

如图4所示，温度控制是利用温度传感器23实时采集到的穴位处温度，将其作为反馈值读入ARM控制器，通过PID控制算法的输出量控制艾柱13距离穴位表面的距离，进而自动调整预设模式下穴位处的艾灸温度。

所述控制模块，用于控制旋转升降机构动作，并与云平台服务器和智能手机交互通信。控制模块为搭载RTOS实时操作系统的ARM控制器，用于实现蓝牙通信、控制第一、第二舵机10、11和空心杯电机20；蓝牙通信实现了ARM控制器与应用程序之间的双向数据传输。

如图5所示，远程操作控制系统，通过智能手机蓝牙进行数据交互，功能分为三个模块：基本控制、数据显示及记录、智能问诊。

基本控制主要实现疗程的时间、模式、温度设置，其余还有风扇开关、自动温控开关、位置调节按钮、急停开关实现各次要功能开关与控制。

数据显示与记录实现穴位温度、设备温度及疗程时间计时，并在屏幕上的实时显示，可导出全疗程的时间-穴位温度数据（EXCEL格式）供计算机处理。

智能问诊，实现通过自动问诊（症状选择栏提示）和病症索引（索引栏病症或症状输入）确定具体病症后，显示相关穴位的穴位名称及图片、取穴位置、灸疗作用、与施灸疗程等信息。

云平台服务器通过获得的上述信息，给出最优的艾灸方案指令来控制运动机构和排风扇工作。同时每次用户使用结束之后，ARM控制器会将用户的使用数据上传至云平台服务器，并通过聚类分析生成个性化的参数推荐。