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系。 淮南東方醫院中醫住院部的艾灸盒還是選用傳統人工操作的木質艾灸盒，艾煙直接排出，既不方便也不安全。目前市場上也出現了一些智能調溫的艾灸器具，但高端產品價格昂貴，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。本文研究設計了一種智能調溫的艾灸裝置，通過溫度傳感器采集艾灸盒內部溫度，單片機對數據進行分析處理后，控制小扇葉來調節艾灸盒的內部溫度。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、性能穩定且安全，有利于市場推廣。

1 智能調溫的艾灸裝置設計方案

1.1 艾灸裝置智能調溫的技術方案

智能調溫的艾灸裝置主要由下端艾葉燃燒區和上端智能控制端組成。系統的技術方案如圖1 所示。

圖1 技術方案

1.2 艾灸裝置模型的結構方案

系統的溫度傳感器位于艾針盒內部的兩側如圖2（1）。單片機位于盒蓋內部如圖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。兩側是溫度調節按鈕，其中左側是“+”，右側是“—”。舵機位于盒蓋內部如圖2（7）。舵機主要是為了控制上端頂蓋的開與閉。

圖2 智能艾灸裝置的結構方案

1.3 艾灸裝置智能調溫的軟件實現

智能艾灸盒蓋的主控芯片把接收的溫度數據反饋給各個電機。各個電機協調工作，控制艾灸盒內部溫度保持在一個相對穩定的狀態，設計流程如圖3 所示。

圖3 裝置的軟件設計流程

2 系統調試與數據分析

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，測試數據如表1。整個測試過程沒有出現異常情況。溫度傳感器耐高溫特性良好，保證了艾灸盒的正常運行。達到預設溫度可以控制在5 分鐘之內，溫度誤差可以控制在±1℃。從圖6 可以看出，艾灸盒內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，而系統的降溫用時少，說明降溫效率更高。對患者來說，系統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 測試數據

圖6 系統升溫與降溫所需時間

3 結束語

本文設計的智能艾灸盒從結構和技術上對傳統的木質艾灸盒進行了改進。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溫，既安全可靠又方便操作。測試結果說明該系統穩定、耐高溫性能良好。今后該裝置可以在本市的社區、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。