一种便携式热敷电极贴片控制器的制作方法

本发明属于热敷电极技术领域，涉及一种便携式热敷电极贴片控制器。

背景技术：

随着生活节奏加快工作压力加大，越来越多的人面临着肩颈腰背等部位僵硬酸痛的问题，其中大部分人难以抽出大把空闲时间对相关症状进行治疗缓解。在这样的背景下，人们对于便携式按摩产品诉求不断攀升。近年来市面上出现了兼具电疗按摩与热敷功能的理疗产品，这些产品虽然实现了功能的叠加但通常体积较大，或需外接电源提供热敷功能，便携性均比较有限，在办公室等公共场景下使用不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有产品的不足提供一种便携式热敷电极贴片控制器。

本发明包括热敷电极控制板和控制器外壳组件；所述的控制器外壳组件包括下壳和上壳，热敷电极控制板设置在下壳和上壳之间通过螺丝固定在下壳上；热敷电极控制板包括pcb板、顶键、侧键、microusb、脉冲指示灯、电源指示灯、热敷指示灯和锂电池，pcb板一面设置顶键、脉冲指示灯、电源指示灯和热敷指示灯，另一面设置microusb；其中一面侧边设置有侧键；锂电池置于pcb板microusb面与下壳之间；pcb板上所有组件通过pcb板内控制电路连接，上壳与下壳通过卡扣实现装配；

所述的下壳上开有双脚磁扣安装孔，双脚磁扣母扣穿过双脚磁扣安装孔后经弯折后完成固定；双脚磁扣母扣弯脚与pogopin连接器头部接触，pogopin尾部通过通过焊接的方式固定在pcb板上，从而实现与控制电路的电连接；下壳和上壳连接处开有电源键安装槽，电源键通过下部伸出的弹臂插入下壳上对应形状的固定结构装配在电源键安装槽内；pc上键包括强度增大键、模式切换键、强度减小键，其下方十字柱与pcb板上的顶键相接触；

所述的pcb板内控制电路包括mcu主控模块、电源模块、电极脉冲模块、热敷模块、按键模块和指示灯模块；mcu通过接受各个模块的信息，处理并进行判断是否需要做出相应的反馈动作；mcu主控模块与其他模块连接，实现与各个模块的通讯和控制；电源模块与其他模块连接，为各个模块供电；电极脉冲模块实现升压及脉冲电流的输出，热敷模块实现升压及热敷电流输出；按键模块和指示灯模块分别对应实体按键控制及灯光显示功能。

所述的下壳上设置有螺丝柱，螺丝柱与螺丝配合安装将pcb板固定在下壳上。

所述的双脚磁扣选用磁性材质，与热敷电极贴片磁吸式连接。

所述的上壳顶部对应顶键位置开有pc上键安装槽，pc上键通过卡扣固定在pc上键安装槽内。

所述的在脉冲指示灯、电源指示灯、热敷指示灯上方设置灯罩，灯罩通过卡扣固定在pcb板上。

所述的pc上键采用免喷涂pc材料制成。

所述的mcu主控模块包括主控芯片u1，主控芯片u1采用上海晟矽微电子股份有限公司的mc89f7642a0y芯片；该芯片提供了丰富的外射接口，能够满足该系统的对软硬件的资源需求，芯片为工业级芯片，性能稳定可靠；主控芯片u1的电源脚接电源模块的+3v电源输出端，主控芯片u1的接地脚接地；电容c9的一端接地，电容c9的另一端通过电阻r7接主控芯片u1的10脚；电容c8的一端接地，另一端与主控芯片u1的vdd脚连接。

所述的电源模块包括充电电路、3v输出电源电路、9.6v输出电源电路；

充电电路包括充电芯片u2和插接件j1，接插件j1采用四脚接插件，充电芯片u2采用九脚芯片tp4056p；充电芯片u2的电源脚、ce脚接5v输入电源，充电芯片u2的接地脚、temp脚接地；电阻r1一端接地，另一端接充电芯片u2的prog脚；插接件的1脚接充电芯片u2的bat脚并与锂电池正极连接，插接件的2脚接地，插接件的3脚、4脚与锂电池正极连接；充电芯片u2的chrg脚接主控芯片u1的18脚，充电芯片u2的stdby脚接主控芯片u1的12脚；

3v输出电源电路包括电源芯片u4，电源芯片u4选用特瑞仕半导体株式会社的xc6206p332mr芯片；电容c2、c6并联后一端接电源芯片u4的vin脚后接锂电池正极，另一端接电源芯片u4的vss脚后接地；电容c7的一端、电源芯片43的vout脚连接后，作为3v输出电源电路的3v输出端；电容c7的另一端接地；

9.6v输出电源电路包括电源芯片u3，电源芯片u3选用西安航天民芯科技有限公司的mt3608芯片；电源芯片u3的接地脚接地，in口接锂电池正极；电阻r31的一端接主控芯片u1的11脚，电阻r31的另一端接电源芯片u3的en口；二极管d4的正极、电源芯片u3的sw口连接后接电感l2的一端，电感l2的另一端与锂电池正极相连；二极管d4的负极、电阻r26的一端、电容c4的一端连接后，作为9.6v输出电源电路的9.6v输出端；电阻r26的另一端、电源芯片u3的fb脚连接后接电阻r8的一端；电阻r8的另一端、电容c4的另一端接地。

所述的电极脉冲模块包括电极脉冲升压电路、电极脉冲控制电路；

电极脉冲升压电路通过mcu主控模块21进行控制；wdl为网络标号，左右两端分别与电极脉冲控制电路中wdl左右两端连接，电容c3的一端接地，电容c3的另一端与电感l1的一端连接后接锂电池正极；电感l1的另一端与二极管d5的正极连接后接三极管q1的集电极相连；电阻r2的一端接主控芯片u1的13脚，电阻r2的另一端与电阻r9的一端连接后接三极管q1的基极；电阻r9的另一端与三极管q1的发射极连接后接地；电容c5的一端、电阻r29的一端、电阻r3的一端连接后接二极管d5负极；电容c5的另一端通过电容c12后接地；电阻r29的另一端与电阻r5的一端连接后接电容c9的另一端；电阻r5的另一端、电阻r3的另一端接地；

电极脉冲控制电路通过mcu主控模块进行控制，包括第一对外输出端口j3和第二对外输出端口j4；电阻r12的一端接主控芯片u1的7脚，电阻r12的另一端接三极管q3的基极；电阻r13的一端接主控芯片u1的8脚，电阻r13的另一端接三极管q4的基级；三极管q3的发射极、三极管q4的发射极接地；三极管q3的集电极接电阻r21的一端；三极管q4的集电极接电阻r14的一端；电阻r21的另一端与电阻r27的一端连接后接三极管q5的基极；电阻r14的另一端、电阻r23的一端连接后接三极管q8的基极；电阻r27的另一端、电阻r28的一端、三级管q6的发射极连接后接三极管q5的发射极；电阻r23的另一端、三极管q8的发射极、三极管q5的集电极连接后接输出端第一对外输出端口j3；电阻r28的另一端与电阻r22的一端连接后接三极管q6的基极；三极管q6的集电极、电阻r24的一端、三极管q7的发射极一端连接后接第二对外输出端口j4；电阻r22的另一端接三极管q4的集电极；三极管q3的集电极接电阻r15的一端，电阻r24的另一端与电阻r15的另一端连接后接三极管q7的基极；三极管q7的集电极、三极管q8的集电极、电阻r4的一端连接后接二极管d6的负极；电阻r4的另一端接三极管q9基极；三极管q9的集电极、二极管d6的正极连接后接地；电阻r11的一端接3v输入电源，电阻r11的另一端与三极管q9的集电极连接后接主控芯片u1的4脚。

所述的热敷模块包括mos管q10、第一对外端口j5和第二对外端口j6；第二对外端口j6接9.6v输出电源电路的9.6v输出端；第一对外端口j5、电阻r30一端连接后接mos管q10的源极；电容c10的一端、电阻r25的一端、电阻r10的一端、mos管q10的漏极接地；电阻r30的另一端、电阻r25的另一端、电容c10的另一端连接后接主控芯片u1的9脚；电阻r6的一端接主控芯片u1的5脚，电阻r6的另一端与电阻r10的另一端连接后接mos管q10的栅极；

所述的指示灯模块包括包括三个结构相同的模块，分别对应脉冲指示灯156、电源指示灯157、热敷指示灯158，包括三个发光二极管d1、d2、d3、三个发光二极管d1、d2、d3的负极分别通过电阻r16、r17、r18接地，三个发光二极管d1、d2、d3的正极分别接主控芯片u1的三个输出控制io管脚；

所述的按键模块包括三个结构相同的模块，分别对应强度增大键191、模式切换键192、强度减小键193，强度增大键191、模式切换键192、强度减小键193均采用四角轻触按键；四角轻触按键k2、k3、k4的1脚和2脚接地，3脚和4脚连接后接主控芯片u1的一个带中断功能的io管脚；四角轻触按键k1对应侧键154，2脚和4脚接地，1脚和3脚连接后接主控芯片u1的一个带中断功能的io管脚。

本发明通过改变热敷电极控制器结构及电路，使用pogopin连接器取代焊接及传统连接件，采用内置电源供电，使热敷电极贴片控制器的组装更加简易，体积小巧而无需外接电源供电，更加具有便携性能够满足使用者在更多场景下的使用需求。

附图说明

图1为本发明的整体结构分解图；

图2为本发明组装后的一个剖视图；

图3为本发明整体结构组装后的俯视图；

图4为本发明组装后的另一个剖视图；

图5本发明控制电路的整体结构模块图；

图6为图5中mcu主控模块的电路图；

图7-1为图5中电源模块的充电电路的电路图；

图7-2为图5中电源模块的3v输出电源电路的电路图；

图7-3为图5中电源模块的9.6v输出电源电路的电路图；

图8-1为图5中电极脉冲模块的电极脉冲升压电路的电路图；

图8-2为图5中电极脉冲模块的电极脉冲控制电路的电路图；

图9为图5中热敷模块的电路图；

图10为图5中指示灯模块的电路图；

图11为图5中按键模块的电路图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明进行详细的描述。

如图1所示，一种便携式热敷电极贴片控制器，包括热敷电极控制板15和控制器外壳组件；控制器外壳组件包括下壳12和上壳18，热敷电极控制板15设置在下壳12和上壳18之间通过螺丝16固定在下壳上。热敷电极控制板15包括pcb板155、顶键153、侧键154、microusb152、脉冲指示灯156、电源指示灯157、热敷指示灯158和锂电池14，pcb板155一面设置顶键153、脉冲指示灯156、电源指示灯157和热敷指示灯158，另一面设置microusb152；其中一面侧边设置有侧键154。锂电池14置于pcb板microusb152面与下壳12之间。pcb板155上所有组件通过pcb板155内控制电路连接，上壳与下壳通过卡扣实现装配。

如图2所示，下壳12上开有双脚磁扣安装孔，双脚磁扣母扣11穿过双脚磁扣安装孔后经弯折后完成固定；双脚磁扣母扣弯脚与pogopin连接器151头部接触，pogopin尾部通过通过焊接的方式固定在pcb板155上，从而实现与控制电路的电连接；下壳1上还设置有螺丝柱，螺丝柱与螺丝16配合安装将pcb板固定在下壳上。双脚磁扣选用磁性材质，与热敷电极贴片磁吸式连接。

上壳18顶部对应顶键153位置开有pc上键安装槽，pc上键19通过卡扣固定在pc上键安装槽内。

下壳12和上壳18连接处开有电源键安装槽，电源键13通过下部伸出的弹臂插入下壳上对应形状的固定结构装配在电源键安装槽内；

在脉冲指示灯156、电源指示灯157、热敷指示灯158上方设置灯罩17，灯罩通过卡扣固定在pcb板上；

如图3和4所示，pc上键19包括强度增大键191、模式切换键192、强度减小键193，其下方十字柱与pcb板上的顶键153相接触；pc上键采用免喷涂pc材料制成，具备柔软的特点；由于上壳支撑结构的存在及pc上键19柔软的特性，连在一体的强度增大键191、模式切换键192、强度减小键193在分别受力时只会触发上键153中的某一个而不会互相干扰。

如图5所示，pcb板内控制电路包括mcu主控模块21、电源模块22、电极脉冲模块23、热敷模块24、按键模块25和指示灯模块26。mcu通过接受各个模块的信息，处理并进行判断是否需要做出相应的反馈动作。mcu主控模块21与其他模块连接，实现与各个模块的通讯和控制；电源模块22与其他模块连接，为各个模块供电；电极脉冲模块23实现升压及脉冲电流的输出，热敷模块24实现升压及热敷电流输出；按键模块25和指示灯模块26分别对应实体按键控制及灯光显示功能。

如图6所示，mcu主控模块21包括主控芯片u1，主控芯片u1采用上海晟矽微电子股份有限公司的mc89f7642a0y芯片。该芯片提供了丰富的外射接口，能够满足该系统的对软硬件的资源需求，芯片为工业级芯片，性能稳定可靠。主控芯片u1的电源脚接电源模块的+3v电源输出端，主控芯片u1的接地脚接地；电容c9的一端接地，电容c9的另一端通过电阻r7接主控芯片u1的10脚；电容c8的一端接地，另一端与主控芯片u1的vdd脚连接。

电源模块22包括充电电路、3v输出电源电路、9.6v输出电源电路。

如图7-1所示，充电电路包括充电芯片u2和插接件j1，接插件j1采用四脚接插件，充电芯片u2采用九脚芯片tp4056p；充电芯片u2的电源脚、ce脚接5v输入电源，充电芯片u2的接地脚、temp脚接地；电阻r1一端接地，另一端接充电芯片u2的prog脚；插接件的1脚接充电芯片u2的bat脚并与锂电池正极连接，插接件的2脚接地，插接件的3脚、4脚与锂电池正极连接。充电芯片u2的chrg脚接主控芯片u1的18脚，充电芯片u2的stdby脚接主控芯片u1的12脚。

如图7-2所示，3v输出电源电路包括电源芯片u4，电源芯片u4采用特瑞仕半导体株式会社的xc6206p332mr芯片；电容c2、c6并联后一端接电源芯片u4的vin脚后接锂电池正极，另一端接电源芯片u4的vss脚后接地；电容c7的一端、电源芯片43的vout脚连接后，作为3v输出电源电路的3v输出端；电容c7的另一端接地。

如图7-3所示，9.6v输出电源电路包括电源芯片u3，电源芯片u3选用西安航天民芯科技有限公司的mt3608芯片；电源芯片u3的接地脚接地，in口接锂电池正极；电阻r31的一端接主控芯片u1的11脚，电阻r31的另一端接电源芯片u3的en口；二极管d4的正极、电源芯片u3的sw口连接后接电感l2的一端，电感l2的另一端与锂电池正极相连；二极管d4的负极、电阻r26的一端、电容c4的一端连接后，作为9.6v输出电源电路的9.6v输出端；电阻r26的另一端、电源芯片u3的fb脚连接后接电阻r8的一端；电阻r8的另一端、电容c4的另一端接地。

电极脉冲模块23包括电极脉冲升压电路、电极脉冲控制电路。

如图8-1所示，电极脉冲升压电路通过mcu主控模块21进行控制；wdl为网络标号，左右两端分别与图8-2中wdl左右两端连接，电容c3的一端接地，电容c3的另一端与电感l1的一端连接后接锂电池正极；电感l1的另一端与二极管d5的正极连接后接三极管q1的集电极相连；电阻r2的一端接主控芯片u1的13脚，电阻r2的另一端与电阻r9的一端连接后接三极管q1的基极；电阻r9的另一端与三极管q1的发射极连接后接地；电容c5的一端、电阻r29的一端、电阻r3的一端连接后接二极管d5负极；电容c5的另一端通过电容c12后接地；电阻r29的另一端与电阻r5的一端连接后接电容c9的另一端；电阻r5的另一端、电阻r3的另一端接地。

如图8-2所示，电极脉冲控制电路通过mcu主控模块21进行控制，包括第一对外输出端口j3和第二对外输出端口j4；电阻r12的一端接主控芯片u1的7脚，电阻r12的另一端接三极管q3的基极；电阻r13的一端接主控芯片u1的8脚，电阻r13的另一端接三极管q4的基级；三极管q3的发射极、三极管q4的发射极接地；三极管q3的集电极接电阻r21的一端；三极管q4的集电极接电阻r14的一端；电阻r21的另一端与电阻r27的一端连接后接三极管q5的基极；电阻r14的另一端、电阻r23的一端连接后接三极管q8的基极；电阻r27的另一端、电阻r28的一端、三级管q6的发射极连接后接三极管q5的发射极；电阻r23的另一端、三极管q8的发射极、三极管q5的集电极连接后接输出端第一对外输出端口j3；电阻r28的另一端与电阻r22的一端连接后接三极管q6的基极；三极管q6的集电极、电阻r24的一端、三极管q7的发射极一端连接后接第二对外输出端口j4；电阻r22的另一端接三极管q4的集电极；三极管q3的集电极接电阻r15的一端，电阻r24的另一端与电阻r15的另一端连接后接三极管q7的基极；三极管q7的集电极、三极管q8的集电极、电阻r4的一端连接后接二极管d6的负极；电阻r4的另一端接三极管q9基极；三极管q9的集电极、二极管d6的正极连接后接地；电阻r11的一端接3v输入电源，电阻r11的另一端与三极管q9的集电极连接后接主控芯片u1的4脚。

如图9所示，热敷模块包括mos管q10、第一对外端口j5和第二对外端口j6；第二对外端口j6接9.6v输出电源电路的9.6v输出端；第一对外端口j5、电阻r30一端连接后接mos管q10的源极；电容c10的一端、电阻r25的一端、电阻r10的一端、mos管q10的漏极接地；电阻r30的另一端、电阻r25的另一端、电容c10的另一端连接后接主控芯片u1的9脚；电阻r6的一端接主控芯片u1的5脚，电阻r6的另一端与电阻r10的另一端连接后接mos管q10的栅极。

如图10所示，指示灯模块包括包括三个结构相同的模块，分别对应脉冲指示灯156、电源指示灯157、热敷指示灯158，包括三个发光二极管d1、d2、d3、三个发光二极管d1、d2、d3的负极分别通过电阻r16、r17、r18接地，三个发光二极管d1、d2、d3的正极分别接主控芯片u1的三个输出控制io管脚。

如图11所示，按键模块包括三个结构相同的模块，分别对应强度增大键191、模式切换键192、强度减小键193，强度增大键191、模式切换键192、强度减小键193均采用四角轻触按键。四角轻触按键k2、k3、k4的1脚和2脚接地，3脚和4脚连接后接主控芯片u1的一个带中断功能的io管脚；四角轻触按键k1对应侧键154，2脚和4脚接地，1脚和3脚连接后接主控芯片u1的一个带中断功能的io管脚。

其余管脚空置。

本发明工作过程如下：长按侧键13后开机，电源指示灯157长亮；将控制器吸附在热敷电极贴片上，并通过水凝胶将贴片贴于人体表面；完成此步骤之后，短按强度增大键191，开启电极脉冲输出，脉冲指示灯长亮，可通过连续短按强度增大键191增大按摩强度，最大档位为10档，短按强度减小键193可减小按摩强度，按摩过程中短按模式切换键192切换按摩模式；开机后短按侧键13可开启或关闭热敷功能，热敷开启时热敷指示灯158长亮；开启微电流输出后定时15分钟自动关机。

工作流程和原理介绍：开机后，mcu进入初始化状态，用户可根据个人偏好开启按摩、热敷并调节至合适的档位及模式；该控制器利用主控芯片u1对mos管q10进行开断控制，控制位于热敷电极贴片上的发热膜的平均输出功率，从而实现热敷电极贴片的加热功能；利用主控芯片u1对三极管q1进行开断控制，电感l1储能实现高电压输出；主控芯片u1通过pwm占空比控制脉冲电压的强度，通过对三极管q3、q4进行开断控制实现脉冲电压频率的变化从而实现可调的按摩强度及模式。