智能控温的艾灸装置研究

王 丽 王志刚 淮南师范学院 电子工程学院

引言

艾灸疗法在治疗慢性盆腔炎、排卵障碍性不孕症等方面疗效显著。艾烟有轻微毒性，且与艾烟的浓度及时间有一定关系。 淮南东方医院中医住院部的艾灸盒还是选用传统人工操作的木质艾灸盒，艾烟直接排出，既不方便也不安全。目前市场上也出现了一些智能调温的艾灸器具，但高端产品价格昂贵，如金维益的艾灸盒淘宝价398 元，燃烧的是艾精油、艾绒。成本太高不利于在病房和家庭推广。本文研究设计了一种智能调温的艾灸装置，通过温度传感器采集艾灸盒内部温度，单片机对数据进行分析处理后，控制小扇叶来调节艾灸盒的内部温度。用户还可以用手机蓝牙远程操控艾灸盒的温度。此装置成本低、操作方便、性能稳定且安全，有利于市场推广。

1 智能调温的艾灸装置设计方案

1.1 艾灸装置智能调温的技术方案

智能调温的艾灸装置主要由下端艾叶燃烧区和上端智能控制端组成。系统的技术方案如图1 所示。

图1 技术方案

1.2 艾灸装置模型的结构方案

系统的温度传感器位于艾针盒内部的两侧如图2（1）。单片机位于盒盖内部如图2（2）。直流电机采用的720 空心杯，在盒盖下端平板的中心如图2（3），盒盖下端采用的是网孔式面板，方便于散热。 蓝牙位于图2（4）。显示屏在图2（5）。图2（6）是按键。两侧是温度调节按钮，其中左侧是“+”，右侧是“—”。舵机位于盒盖内部如图2（7）。舵机主要是为了控制上端顶盖的开与闭。

图2 智能艾灸装置的结构方案

1.3 艾灸装置智能调温的软件实现

智能艾灸盒盖的主控芯片把接收的温度数据反馈给各个电机。各个电机协调工作，控制艾灸盒内部温度保持在一个相对稳定的状态，设计流程如图3 所示。

图3 装置的软件设计流程

2 系统调试与数据分析

装置的实物如图4 所示，智能盒盖如图5 所示。该装置进行了人体实测，测试数据如表1。整个测试过程没有出现异常情况。温度传感器耐高温特性良好，保证了艾灸盒的正常运行。达到预设温度可以控制在5 分钟之内，温度误差可以控制在±1℃。从图6 可以看出，艾灸盒内部的升温时间比降温时间要长很多。由于艾条燃烧慢，所以升温时间较长。当艾条快燃尽时，温度达到最高，而系统的降温用时少，说明降温效率更高。对患者来说，系统的性能更加安全可靠。

图4 艾灸装置

图5 智能控制盒盖

表1 测试数据

图6 系统升温与降温所需时间

3 结束语

本文设计的智能艾灸盒从结构和技术上对传统的木质艾灸盒进行了改进。盒盖上有黑色的活性炭空气过滤棉净化艾烟；用户可以按键或手机蓝牙两种方式来智能调温，既安全可靠又方便操作。测试结果说明该系统稳定、耐高温性能良好。今后该装置可以在本市的社区、敬老院等中老年场所进行推广和使用，并实时的进行信息跟踪。