袁健 夏泉清

摘?要：設計了一種新型智能溫控艾灸盒，在傳統(tǒng)的艾灸盒上增加了溫度可視，通過調(diào)節(jié)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(xiàn)單人可操作性。

關鍵詞：艾灸;自動化;理療;設計

經(jīng)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(tǒng)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(diào)節(jié)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(zhí)行機構和測溫機構（圖2）。利用遙控裝置和溫度檢測來實現(xiàn)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(diào)節(jié)溫度，打開通風口蓋，將艾灸盒放置于皮膚上。

1.2?執(zhí)行機構

執(zhí)行機構包括位于下箱體內(nèi)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(diào)節(jié)。

2?箱體結構設計

艾灸盒外殼采用木質(zhì)隔熱材料，可保持艾灸盒內(nèi)的溫度。艾灸盒裝置相對兩面設置有可調(diào)節(jié)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(wǎng)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(nèi)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(nèi)設置圓柱形結構的艾灸柱外殼，內(nèi)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(wǎng);艾灸盒腔體內(nèi)設置有皮膚溫度感應器。

3?控制系統(tǒng)設計

控制系統(tǒng)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(zhuǎn)換為數(shù)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(huán)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(zhuǎn)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(huán)境溫度值進行比較，根據(jù)比較結果輸出脈沖信號用于進步電機M的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)動量，DS18B20溫度傳感器對皮膚溫度實時監(jiān)測將數(shù)據(jù)反饋到單片機。

4?設計創(chuàng)新點

控溫良好。通過艾灸柱高度的變化，調(diào)節(jié)溫度;外殼使用木制隔熱材料，可以較好保持盒內(nèi)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(chǎn)。

智能化。通過單片機、遙控器實現(xiàn)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(xiàn)艾灸盒的單人自主操作。該產(chǎn)品實現(xiàn)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(xiàn)代養(yǎng)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(tǒng)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(yè)學生。