一种高磁理疗装置及电磁脉冲治疗椅子的制作方法

1.本发明属于医疗保健器械领域，尤其涉及一种高磁理疗装置及电磁脉冲治疗椅子。


背景技术：

2.许多实验和实际使用案例可以证明，使用电磁场作用于人体，通过对人体电磁场的改变和控制，增强人体的自身调节机制及免疫力，具有消炎、止泻、安眠、活血化瘀、加强新陈代谢、促进上皮生长、调节生理机能等作用，使病患者能够迅速康复，非病患者能够提高对各种疾病的抵抗能力。
3.但是目前许多电磁理疗装置存在诸多问题，其治疗效果和使用体验都难以让人满意，其问题主要有以下几点：
4.(1)目前市面上的电磁理疗装置普遍采用直流电源，直接通过矽钢片线圈产生磁场，这样的磁场是一成不变的，没有脉冲及叠加方式，产生的磁场是微弱不足以穿透人体表面以产生治疗效果；
5.(2)线圈匝数及绕线线径的设置不合理不科学，造成通过线圈的电流小，进而导致磁场强度过低，无法产生线性高磁，对人体无多大益处；线圈匝数及线径是影响大电流流过线圈产生超高磁场的关键，绕线匝数多，但是线径小，线圈两端的电阻值大，产生的磁场弱，线圈发热量大；
6.(3)线圈中间无铁芯，磁场强度较低；或者线圈中间增加了铁芯，但是长度及位置不合适，磁场强度不会变化；产生的是永磁，不是脉冲磁，穿透力差，磁场衰减大；
7.(4)线圈及矽钢片一直处于通电状态，造成线圈及矽钢片发热厉害。或者采用大电容不断的放电、充电的方式，产生交变的磁场。这种方式在大电流情况下，长期的工作线圈及漆包线发热厉害。以上两种发热厉害的情况容易造成漆包线短路，损坏电气电路及伤害到人身安全；
8.(5)一直供电作用于线圈，电子元器件长时间工作容易老化烧坏等。电子控制电路过于简单(普遍采用电容充电和放电)，产生的磁场是不可控制、不可调节。


技术实现要素：

9.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高磁理疗装置及使用该装置的椅子，该装置可以产生高强度、高频次的叠加脉冲磁场，可以穿透人体表面，作用于人体深处，达到良好的治疗效果；具有良好的散热性能，在保证使用安全的同时，增加使用寿命。
10.本专利方案提供一种高磁理疗装置，包括：具有冷却装置的散热箱，其内设有中空的磁芯，所述磁芯的侧面周向缠绕有线圈，所述线圈连接有脉冲控制电路；若干磁针的上部贯穿于所述磁芯的中空部，所述磁针的下部插入所述散热箱中，所述磁针长度为50
‑
130mm，直径为2
‑
6mm，数量为30
‑
50根。
11.进一步地，所述线圈的绕线线径为0.5
‑
1.5mm，匝数为800
‑
1200匝。
12.进一步地，所述磁芯的中空部为沿轴线延伸的通孔，孔径为30
‑
35mm。
13.所述脉冲控制电路包括：电源电路，用于为所述线圈提供产生磁场的电流，先将由电子调压器输入到该电路的低压交流电整流升压为高压直流电，然后高压直流电流经电解电容，所述电解电容在嵌入式单片机pwm控制技术的控制下，瞬间循环交替储能或者放电，产生并输出脉冲高压电流，该脉冲高压电流输入到所述线圈中；
14.短路保护电路，连接所述电源电路，用于检测输入线圈的电流，判断线圈是否出现短路的情况；
15.温度采集电路，该电路用于采集线圈、磁芯、电源电路、散热箱的温度，防止各部件的温度过高，导致线路老化、影响使用体验；
16.补偿电路，用于监测和控制所述电源电路为线圈供电的时间和频率，正常情况下，控制所述电源电路正常运行；在监测到电源电路出现供电异常时进行及时的调整；或在所述电源电路电压不足时，该补偿电路进行一定程度的电压补偿。
17.进一步地，所述磁针的上端部呈圆锥状凸起，更有利于形成集中叠加磁场，加强磁场强度。
18.进一步地，所述散热箱内底部设有由若干平行排列的散热鳍片构成的散热结构；所述磁针的下部插入所述散热箱中，具体为所述磁针的下部插入所述散热结构中；所述散热箱还设有进气口和出气口，所述冷却装置为风冷机，所述风冷机设置在进气口和出气口，用于推动外界空气从所述进气口进入所述散热箱，并从所述出气口排出。
19.进一步地，所述磁针的长度为110mm，直径为4mm，数量为39根。
20.进一步地，所述线圈的绕线线径为1mm，匝数为1000匝。
21.本发明还提供一种电磁脉冲治疗椅子，包括：设有散热通道的座椅主体，其内嵌有上述技术方案中任一项所述的高磁理疗装置；所述高磁理疗装置中的脉冲控制电路产生脉冲电流驱动所述高磁理疗装置产生叠加脉冲磁场，所述叠加脉冲磁场向所述座椅主体的椅面方向延伸。
22.进一步地，还包括与所述脉冲控制电路连接的无线通讯模块，与无线控制端连接，控制所述高磁理疗装置的工作状态和工作时间；所述无线控制端包括后台服务系统，或安装了控制软件的移动客户端。
23.进一步地，所述椅子上设置有二维码，用户可以通过扫椅子上的二维码或采用微信公众号实现所述高磁理疗装置的工作状态在低度、中度、重度治疗模式之中切换。
24.本专利的改进带来如下优点：
25.(1)本申请公开的高磁理疗装置在中空的磁芯内部设置多根磁针，用于替代现有技术在磁芯内放置的一整根铁芯。发明人经过几百次的反复试验并结合使用经验后，意想不到地发现，使用多根磁针组成的磁针束作为增强线圈磁场的部件，反而比使用一整根铁芯的增强效果更好。多根磁针组成的磁针束让多根磁针的磁场相互叠加，可以让磁场更加集中、强度更高。这样的磁场才能对人体表面具有更强的穿透力，让磁场抵达人体更深处，更好地发挥治疗效果。
26.(2)除了可以通过多根磁针的磁场叠加用于集中和增强磁场外，作为改进，发明人还通过大量的实验，对磁针的长度、粗细以及数量进行大量的反复试验，用于检测如何选择
各种不同类型的磁针，以达到如何在有限的体积、电流电压和重量等限制条件下，最大限度地增强磁场的目的。实验结果表明，当磁针的长度为50
‑
130mm，直径为2
‑
6mm，数量为30
‑
50根时，磁场的强度达到最大。与本领域技术人员的常识不同，超过此范围，过大或过小都会导致磁场的衰减。例如磁针长度超过130mm时，磁场会比使用上述范围内的磁针更弱；长度短于50mm，磁通量达不到磁疗效果。本发明优选磁针的长度为110mm，直径为4mm，数量为39根，可形成15000高斯以上磁场。
27.(3)作为改进，除了磁针外，线圈也是影响磁场强度和集中性的重要因素。线圈匝数及线径是影响大电流流过线圈产生超高磁场的关键。绕线匝数多，但是线径小，线圈两端的电阻值就大，产生的磁场弱，线圈发热量大，容易烧坏，工作时间少于50小时；如果绕线匝数多，线径也大，工作电流大的话产生的磁场强度也大，但是这样一来，电路的负荷、装置的体积及发热量也会变得很大。通过几百次试验，本发明人发现线圈的绕线线径为0.5
‑
1.5mm，匝数为800
‑
1200匝可以在磁场强度、体积、重量以及发热量中取得平衡，实现最好的工作时间长、发热少、磁场强度大的参数指标。优选线圈的绕线线径为1mm，匝数为1000匝。
28.(4)本申请公开的高磁理疗装置通过将磁针的下部插入到散热箱，特别是散热结构中，让磁针下半部分与散热结构的散热鳍片非常靠近进行热交换，可以快速的将线圈和磁芯散发的热量快速地传递给散热结构，然后再通过散热箱中的吹风冷却装置，将热量散发出去的同时，对线圈磁场强度加强起到了作用。有效地避免了线圈和磁芯长期发热累计的热量对装置部件造成的损害。磁针通过外接触散热结构把整个线圈的温度给传导走，所以这样可以持续的提高工作电流作用于线圈，从而可以产生超高的磁场强度。现有技术中，都是将内含整个铁芯的线圈底部贴紧散热片，而不是将多个磁针下半部分插入所述散热箱中，散热效果差3倍，工作寿命短很多。
29.(5)本申请公开的电磁脉冲治疗椅子通过脉冲控制电路，驱动高磁理疗装置发出叠加的脉冲磁场，磁场强度大，方向集中，磁场变换灵活，是一种是直线叠加脉冲磁场，最深甚至可以穿透人体表面直达人体30cm深处。通过可靠的电子电路及软件控制原理将电能转化为脉冲叠加高磁场作用人体表面部位，通过膜电位差的改变，影响组织细胞的代谢功能，改善血液循环，加强血管的通透性，促进细胞膜内外物质的变换，达到消肿止痛的辅助作用，实现了对慢性病的治疗功能。
30.(6)作为改进，本申请公开的电磁脉冲治疗椅子还在通过无线通讯模块连接控制电路，并与无线控制端连接，使得使用者可以通过无线控制端控制直接控制该电磁脉冲治疗椅子的工作状态和工作时间。
附图说明
31.图1为本申请实施例一种高磁理疗装置的结构示意图；
32.图2为本申请实施例一种高磁理疗装置的后视结构示意图；
33.图3为本申请实施例一种高磁理疗装置的俯视结构示意图；
34.图4为沿图3中a
‑
a线的剖面结构示意图；
35.图5为本申请实施例一种高磁理疗装置中的磁芯、线圈、磁针以及散热结构的立体结构示意图；
36.图6为本申请实施例一种电磁脉冲治疗椅子的结构示意图；
37.图7为本申请实施例一种电磁脉冲治疗椅子沿轴线的剖面结构示意图；
38.其中，1为散热箱，11为进气口，12为出气口，2为冷却装置，3为磁芯，4为线圈，5为散热结构，6为磁针，61为上部，62为下部，100为座椅主体，200为高磁理疗装置。
具体实施方式
39.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
40.如图1
‑
5所示，本申请实施例1一种脉冲高磁理疗装置200，包括：一个具有散热功能的散热箱1，其内设有中空的磁芯，所述磁芯的侧面周向缠绕有线圈，所述线圈连接有脉冲控制电路；该散热箱1设置有冷却装置2，可以对散热箱1内部的部件进行冷却降温；散热箱1的内底部设有散热结构5，散热结构5由若干平行排列的散热鳍片构成；散热箱1内部设有中空的磁芯3，磁芯3的侧面周向缠绕有线圈4，线圈4用于生成磁场；磁芯3的上端面与散热箱1连接，下端面与散热结构5的基座连接；散热鳍片设置在散热结构5的基座下端面；数量为30
‑
50根、长度50
‑
130mm、直径2
‑
6mm的磁针6的上部61贯穿于磁芯3的中空部，磁针6的下部62插入到散热结构5内(详见图4)；上部61主要用于增强磁场强度和引导磁场方向，下部62主要与散热结构5进行热交换，对线圈4及磁芯3进行散热。
41.本实施例的高磁理疗装置200通过大电流流过绕线的线圈4，使线圈4产生高磁场，通过科学配置线圈4绕线的磁芯3、绕线线径、绕线匝数、磁针6长度及数量等，从而达到超高磁场强度的线性脉冲磁，使其对人体产生更大的疗效。
42.散热结构5优选使用铝合金制成。磁芯3的优选使用纯铁加工而成。
43.如图4
‑
5所示，磁芯3的可以是截面为工字型的轮毂形。轮毂形的磁芯3上下两端均有向外延伸的两翼，其下翼直接与散热结构5连接，可以起到与散热结构5热交换的、疏导多余热量的功能；其上翼与散热箱1连接，设置在中空部的磁针6可以在椅面上更好地发挥磁疗功能。
44.磁芯3的中空部为沿轴线延伸的通孔，其孔径优选为32mm。
45.线圈4的绕线优选使用漆包线。
46.线圈4匝数及线径设置若不合理不科学，容易造成通过线圈4的电流小，磁场强度低；磁场微弱，产生不了线性的高磁，对人体无多大益处。将线圈4的绕线线径为0.5
‑
1.5mm，匝数为800
‑
1200匝可以在磁场强度、体积、重量以及发热量中取得平衡。更好的设置是线圈4的绕线线径为1mm，匝数为1000匝。
47.磁针6整体可以是为圆柱体，也可以是三棱体或者长方体等长条形的形状，并不作为对本申请的限制。
48.磁针6的上端部呈圆锥状凸起。圆锥状凸起的上端部，可以将磁针6散发的磁场更加集中，从而增强磁场的强度；同时可以通过调节圆锥的指向，从而对磁场的方向进行精细调整。在增强和调节单个磁针6的磁场强度和方向的同时，通过合理配置多个磁针6在磁芯3中空部中的位置，将它们的磁场相互叠加在一起，从而进一步提高磁场的强度，从而获得更好的治疗效果。
49.其中，磁针6长度可以既可以改变磁场方向，又可以增加磁场强度(上部61)。通过线性脉冲通过线圈4，产生线性脉冲磁场。还有外露的磁针6的散热部分(下部62)对线圈4磁场强度加强起到了作用，同时线圈4的温度传导到这个磁针6，磁针6通过流动空气接触散热结构5把整个线圈4的温度给传导走，所以这样可以持续的提高工作电流作用于线圈4，从而可以产生超高的磁场强度。优选磁针6的长度为110mm，直径为4mm，数量为39根。实验结果表明，当磁针6的长度为50
‑
130mm，直径为2
‑
6mm，数量为30
‑
50根时，磁场的强度达到最大。与本领域技术人员的常识不同，超过此范围，过大或过小都会导致磁场的衰减。例如磁针6长度超过130mm时，磁场会比使用上述范围内的磁针6更弱。
50.为了更好地将线圈4及磁芯3在工作中产生的热量散发出去，本申请创造性地将磁针6的下部62插入到散热结构5中，通过将磁针6作为线圈4、磁芯3与散热结构5之间的热传导媒介，很好地解决了线圈4和磁芯3散热难的问题。更进一步地，在散热箱1的一个侧面设置一个进气口11和一个并排的出气口12，并且在进气口11和出气口12设置风冷机。一方面，风冷机将外界的冷空气从散热箱1外吹进散热箱1内，让冷空气吹过散热结构5的散热鳍片以及线圈4和磁芯3，给这三者降温；另一方面，出气口12的风冷机将散热箱1里面的高温空气抽出，与进气口11一起形成一个风冷循环，直接作用于线圈4及磁针6所发出的热量，采用铝合金散热结构5设计，及不锈钢风道循环散热系统，保证了在高磁场强度下各配件及元器件的稳定工作。
51.请参阅图6
‑
7，本申请实施例2一种脉冲高磁理疗椅子，包括一个设置有散热通道的座椅主体100，座椅主体100的内部嵌有实施例1中的高磁理疗装置200，发挥电磁脉冲理疗功能，散热通道与高磁理疗装置200的散热箱1连接，用于将散热箱1的废热排出座椅主体100之外；高磁理疗装置200中的脉冲控制电路通过产生脉冲电流驱动高磁理疗装置200产生叠加脉冲磁场，同时也可以为散热箱1的冷却装置2供电，以及为其他用电模块供电；高磁理疗装置200中磁针6的上部61指向座椅主体100的椅面，使叠加脉冲磁场可以直接作用于人体的下半身。脉冲控制电路将电子调压器输出的交流269伏电压整流出380伏直流电，经过单片机(mcu)控制软件输出pwm脉宽比脉冲，驱动大电流的场效应管作用于线圈4产生脉冲磁场。
52.所述脉冲控制电路包括：
53.电源电路，该电路用于为线圈4提供产生磁场的电流，先将由电子调压器输入到该电路的低压交流电整流升压为高压直流电，然后高压直流电流经电解电容，电解电容在嵌入式单片机pwm控制技术的控制下，瞬间循环交替储能或者放电，产生并输出脉冲高压电流，该脉冲高压电流输入到线圈4中，驱动线圈4产生高强度的脉冲磁场；
54.短路保护电路，该电路用于检测输入线圈4的电流，判断线圈4是否出现短路的情况；若线圈4出现短路，则会在短时间内产生高温，进而导致芯片烧毁；若该电路检测判断出线圈4出现短路状态，则控制电源电路停止向线圈4输入电流；
55.温度采集电路，该电路用于采集线圈4、磁芯3、电源电路、散热箱1的温度，防止上述各部件的温度过高，导致线路老化、影响使用体验、甚至威胁使用者的人身安全；当该温度采集电路检测发现某个部件的温度超过阈值，则控制开启风冷机，或者加大风冷机的工作功率；若该温度采集电路检测发现某个部件的温度超过最大阈值，当该温度超过最大阈值时，会出现安全隐患，则温度采集电路向补偿电路和电源电路发出停止工作的指令，并向
使用者或者管理者发出报障指令；
56.补偿电路，用于监测和控制所述电源电路为线圈5供电的时间和频率，正常情况下，所述电源电路正常运行；在监测到电源电路出现供电异常(不符合预定的时间、频率及电压)时进行及时的调整；或在所述电源电路电压不足时，该补偿电路进行一定程度的电压补偿。
57.所述脉冲控制电路将外界输入的低压交流电整流为高压直流电，然后在输出为脉冲高压电流，驱动线圈产生脉冲磁场。相比于现有技术中的永磁磁场，高压脉冲磁场具有更好的穿透性，长时间使用后，磁场的衰减幅度也相对较小。本发明采用脉冲电流为线圈4供电，并且使用补偿电路稳定控制电源电路为线圈4供电的时间及频率，有效地避免了现有技术中由于线圈4及矽钢片一直处于通电状态，造成线圈4及矽钢片发热厉害的问题。
58.本电磁脉冲治疗椅子通过可靠的电子电路及软件控制原理将电能转化为脉冲叠加高磁场作用人体表面部位，通过膜电位差的改变，影响组织细胞的代谢功能，改善血液循环，加强血管的通透性，促进细胞膜内外物质的变换，达到消肿止痛的辅助作用，实现了慢性病的治疗功能。而目前普遍采用直流电直接通过矽钢片线圈产生磁场，磁场是一成不变的，没有脉冲及叠加方式，产生的磁场是微弱的，本电磁脉冲治疗椅子产生的磁场是高强度的脉冲磁场。是直线叠加脉冲磁场，可以穿透人体表面直达人体30cm深处。
59.座椅主体100的形状可以为图6所示，也可以是任何其他座椅的形状，座椅的形状不作为对本申请实施例的限制。值得注意的是，本文的座椅一词包括本领域技术人员理解的椅子、凳子，包括各种有靠背或无靠背的坐具，并不能因为座椅中有“椅”字，作为对本申请的限制。
60.脉冲控制电路还连接有无线通讯模块，该无线通讯模块可以是4g通讯模块，通过无线网络与无线控制端连接，使用者可以通过无线控制端，例如后台服务系统、安装了控制软件的手机、电脑等，对脉冲控制电路发送控制指令，进而控制高磁理疗装置200的工作状态和工作时间，工作状态可以有低度、中度、重度治疗模式。例如，可以将本实施例的电磁脉冲治疗椅子设置为共享椅子，放置在公共场合，用户可以采用微信公众号实现治疗套餐(低度治疗，中度治疗，重度治疗)的选择，工作时间可以通过管理后台进行设置。
61.为了更好地检验本申请实施例电磁脉冲治疗椅子的性能，发明人收集了年龄从22岁到78岁共55人、其中男性24人、女性31人的性能测试数据，与现有的电磁治疗椅进行对比，测试数据及使用者反馈如下：
62.63.