一种人体力学干预仪器的制作方法

本发明属于中医临床治疗与养生康复保健领域，尤其是一种人体力学干预仪器。

背景技术：

对人体施加力学干预是中西医共有的理疗手段，并形成了各自的力学干预技术和应用特点。中医力学干预是在中医藏象、经络等学说指导下对人体特定部位实施点、按、滚、揉等多种手法，将力作用于人体不同部位和不同层次，达到调和气血、疏通经络、缓解疼痛、祛病健身的目的。西医的力学干预以解剖和病理等学科为基础，通过力学刺激达到辅助治疗与康复的目的。

腹部按摩是以腹部作为主要的作用部位，其技术来源于传统中医的腹部按摩技术。传统中医认为“脾胃为后天之本”，开展腹部按摩可以有效提升脾胃功能，进而对生命的健康水平产生重要的促进作用。西医也认为，腹腔内器官不仅包括肠胃等消化系统，还与心脏、肝脏、肺脏、肾脏等重要脏器具有紧密的联系，对腹部实施合理的按摩，不仅可以直接强化肠胃功能，还可以充分调节血液循环和内脏神经，对于大量由于脏腑功能失调造成的功能性疾病都能产生良好的干预作用。

然而科学有效的腹部按摩对于施术者的手法和力量都有着严格的要求，未经严格培训的腹部按摩很难达到上述效果，极大地影响了这种力学干预手段的广泛应用。在这种背景下，采用机械方法实施符合科学原理的腹部按摩成为必然的选择。目前可见的腹部按摩仪器大都采用高频震动或简单转动完成对人体腹部的力学刺激，远远不能准确实现传统腹部按摩对于压力、频率等力学参数的要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种速度、压力及作用范围都可以调节的人体力学干预仪器。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种人体力学干预仪器，包括支撑固定结构、机械传动机构、力学作用端和操控系统，其中，

所述力学作用端，包括底座和硅胶层，所述硅胶层和底座固定连接形成中空结构，在该硅胶层的中空结构中分别设有电加热片和监测模块，所述监测模块包括压力传感器、温度传感器和具备蓝牙功能的微控制器；

所述机械传动机构，包括升降机构、旋转机构和滑动机构，所述升降机构为连有第一步进电机的高度可调节支架；所述旋转机构由圆管、连有旋转电机的滑动导轨组成，所述圆管一端与所述高度可调节支架固定连接、另一端与所述旋转电机固定连接；所述滑动机构由丝杠和第二步进电机组成，所述丝杠和第二步进电机分别设置于所述滑动导轨下方，所述第二步进电机与所述力学作用端的底座连接，所述力学作用端的底座设置于所述丝杠上与该丝杠滑动连接；

所述支撑固定结构，由支撑板和脚轮组成，所述脚轮固定于支撑板底部，所述高度可调节支架设置于支撑板上表面并与该支撑板垂直固定；

所述操控系统，包括单片机和控制面板，所述单片机与各上述电机控制连接进行程序控制，所述单片机和控制面板线路连接。

优选的，上述人体力学干预仪器，还包括辅助加热模块，所述辅助加热模块由调节臂和红外加热灯组成，所述红外加热灯与调节臂顶端轴动连接，所述调节臂另一端与支撑板或高度可调节支架轴动连接。

优选的，上述人体力学干预仪器，还包括夹具，所述夹具与所述高度可调节支架垂直设置。

本发明的有益效果是：

上述人体力学干预仪器，可实现对腹部力学干预过程的精确控制，替代有经验的按摩医生完成腹部按摩过程；该仪器还适用于人体背部、下肢等多个部位，是一种广泛适用于人体不同部位的新型力学干预仪器，可以按照直线型、圆周型以及螺旋线型轨迹对人体不同部位实施干预，且所述仪器的干预速度、压力及作用范围可任意调节，力学作用端通过加热片保持人体适宜的温度，对作用实施适当的温热刺激。同时，温度传感器与压力传感器实时监测并显示作用部位的温度和压力。辅助加热模块通过对作用部位较大范围的温热刺激，形成和保持一种适宜的温度环境。整个仪器可根据工作需要灵活移动及固定，使用方便。

附图说明

图1是本发明所述人体力学干预仪器的结构示意图；

图2是本发明所述人体力学干预仪器中力学作用端和机械传动机构的结构示意图；

图3是本发明所述人体力学干预仪器的操作程序流程图。

图中：1-支撑板 2-脚轮 3-夹具 4-高度可调节支架 5-圆管 6-旋转电机 7-滑动导轨 8-丝杠 9-第二步进电机 10-电刷 11-底座 12-硅胶层 13-控制面板 14调节臂 15-红外加热灯

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图及具体实施方式对本发明所述技术方案作进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示，一种人体力学干预仪器，包括支撑固定结构、机械传动机构、力学作用端、辅助加热模块和操控系统，其中，

所述力学作用端，包括底座11和符合医疗卫生行业标准的硅胶层12，所述硅胶层和底座固定连接形成中空结构，在该硅胶层的中空结构中分别设有恒温电加热片(图略)和监测模块(图略)，所述监测模块包括压力传感器FSR400、贴片式温度传感器(型号PT100)和具备蓝牙功能的微控制器(MCU)，工作过程中，所述电加热片使得力学作用端恒定保持适宜的温度，监测模块实现对温度和压力的监测，其中，恒温电加热片使力学作用端保持恒定的适宜温度，同时，压力传感器FSR400实时检测力学作用端对人体接触部位施加的压力，贴片式温度传感器实时监测力学作用端的温度，MCU将采集到的压力信号和温度信号通过蓝牙回传到操控系统单片机的主控制程序，并在操控系统的控制面板的上显示压力数据和温度数据，主控制程序根据获得的压力值进行相应调节，从而自动地改变干预力学参数；

所述机械传动机构，包括升降机构、旋转机构和滑动机构，所述升降机构为连有第一步进电机(由操控系统的单片机进行程序控制)的高度可调节支架4，所述高度可调节支架利用第一步进电机(图略)带动机械臂，使其沿升降导轨完成上下的移动，实现对力学作用端的压力可调；所述旋转机构由圆管5(例如，铝管)、连有旋转电机6(由操控系统的单片机进行程序控制)的滑动导轨7组成，所述圆管一端与所述高度可调节支架固定连接、另一端与所述旋转电机固定连接，所述旋转电机通过其电机轴带动滑动导轨进行旋转，进而调节旋转速度和旋转方向；所述滑动机构由丝杠8和第二步进电机9(由操控系统的单片机进行程序控制)组成，所述丝杠和第二步进电机分别设置于所述滑动导轨下方，所述第二步进电机与所述力学作用端的底座连接，所述力学作用端的底座设置于所述丝杠上与该丝杠滑动连接，实现该力学作用端在机械传动机构上的滑动，从而调节力学作用端的作用半径，具体来说，如图2所示，旋转电机的电机轴转动，通过导向轴承带动滑动导轨转动，同时，通过旋转电机的电刷10给滑动导轨上的第二步进电机供电和传递脉冲信号，第二步进电机在脉冲信号的激励下，电机输出轴转动，联轴器连接丝杠与第二步进电机输出轴，在联轴器的带动下丝杠转动，导致力学作用端的底座在丝杠上直线运动，因此在旋转电机工作、第二步进电机不工作状态下，力学作用端仍可以实现圆周运动轨迹的力学干预，在旋转电机不工作、第二步进电机工作状态下可以实现直线轨迹的力学干预，在旋转电机和第二步进电机均工作的状态下，可以实现螺旋线轨迹的力学干预；

所述支撑固定结构，由支撑板1、脚轮2和夹具3组成，所述脚轮固定于支撑板底部，所述高度可调节支架设置于支撑板上表面并与该支撑板垂直固定，所述夹具与所述高度可调节支架垂直设置；所述支撑固定结构用于按摩仪的移动及固定，非工作状态下通过该支撑固定结构使整个仪器可以灵活移动到指定位置，然后将脚轮锁住，固定台车，通过夹具与床或者椅子固定，以防止作用过程中产生晃动；

所述辅助加热模块，由调节臂14和红外加热灯15组成，所述红外加热灯与调节臂顶端轴动连接，所述调节臂另一端与高度可调节支架轴动连接，进而通过转轴调节红外灯的位置，通过红外灯照射实现对作用部位的加热，使得干预过程处于一种舒适的温度环境中；

所述操控系统包括单片机(型号STC89C51)(图略)和控制面板13，所述单片机与各上述电机控制连接进行程序控制，通过单片机对多个电机的控制实现力学作用端的多种作用轨迹模式，通过调制脉冲发生器调节作用速度，通过电压改变作用方向，通过调整力学作用端的高度调整施加的压力，所述单片机和控制面板线路连接，所述控制面板设置于所述高度可调节支架上的控制箱部分，所述控制面板上可设置多个开关按键，例如，升降按键开关、旋转半径调节旋钮、旋转速度旋钮，实现力学干预的手动设置等等，同时设有显示温度和压力的数码LCD显示屏，操控软件包括参数设置界面和状态监测界面，参数设置界面可以选择常用参数方案，如腹部干预方案、腰背部干预方案、肢体干预方案等，也可以设置当前使用的参数，每个方案设置参数包括作用时间、作用模式(直线、圆周、螺旋线)、速度、方向、压力等参数，状态监测界面实时显示力学作用端的作用压力与温度，使用过程中，单片机通过串口与上位机通信连接，上位机按照通信协议发送控制指令，实现对机械传动机构及力学作用端的控制，如图3所示，仪器上电启动开始工作，程序初始化可以选择默认的参数，也可以根据实际情况，通过按键手动配置工作参数，保存参数后单片机读取工作指令，机械传动机构作为传动装置按照配置参数执行相应操作，同时实时监测压力和温度，LCD显示屏用于实时显示力学作用端与人体接触部分的压力值和温度值，以及显示设定的各项参数值，当各参数适宜时停止参数配置，否则系统继续配置工作参数做相应调整。

上述参照具体实施方式对该一种人体力学干预仪器进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。