电刺激装置及电刺激仪的制作方法

1.本实用新型涉及电刺激领域，特别是涉及一种电刺激装置及电刺激仪。


背景技术：

2.如今，肌肉电刺激是一种针对肌肉萎缩，肌无力，产后康复康以及卒中病患康复期采取的最为普遍和有效的物理治疗方式。采用电刺激的方式作用于人体，以外加电位的方式使神经或肌肉细胞膜两侧的电位差发生变动，使细胞膜处于不同的电位状态。对用户施加正电压，使得膜电位向膜内负值减小方向变化，为去极化；进一步去极化，膜内电位变为正值，膜外电位变为负值，为反极化；当细胞反极化达到动作电位，神经或肌肉细胞被触动，达到治疗目的。细胞经过反极化刺激后再向膜内为负的静息电位水平恢复，称为膜的复极化。复极化以后的细胞可以接受下一次的电刺激。但如果仅采用正电压刺激细胞，皮肤会有刺痛感，肌肉和神经也有麻木的感觉。


技术实现要素：

3.本技术的目的是提供一种电刺激装置及电刺激仪，在使用的过程中减轻用户的刺痛感，提升用户体验。
4.为解决上述技术问题，本技术提供了一种电刺激装置，包括升压模块、选通模块及隔离模块；
5.所述升压模块的输入端接电源，所述升压模块的输出正端与所述隔离模块的第一输入端连接，所述升压模块的输出负端与所述隔离模块的第二输入端连接，用于将所述电源输出的电压升压后输出至所述隔离模块；
6.所述选通模块的第一输入端接第一信号，所述选通模块的第二端接第二信号，所述选通模块的第一输出端与所述隔离模块的第三输入端连接，所述选通模块的第二输出端与所述隔离模块的第四输入端连接，所述选通模块用于根据所述第一信号及所述第二信号控制所述隔离模块将所述升压模块输出的电压转换为极性相反的电压输出。
7.优选的，所述升压模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、开关管及变压器，所述变压器包括原边线圈及副边线圈；
8.所述第一电阻的第一端接电源，所述第一电阻的第二端与所述原边线圈的第一端连接，所述原边线圈的第二端与所述开关管的第一端连接，所述开关管的控制端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接激励信号，所述开关管的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述副边线圈的第一端与所述第四电阻的第一端连接且连接的公共端作为所述升压模块的输出正端，所述副边线圈的第二端与所述第四电阻的第二端连接且连接的公共端作为所述升压模块的输出负端；
9.所述开关管用于根据所述激励信号导通或关断，以便所述变压器将所述电源输出的电压升高。
10.优选的，所述升压模块还包括第一电容，所述第一电容与所述第一电阻的第二端
连接，所述第一电容的第二端接地，所述第一电容用于存储所述电源的能量。
11.优选的，所述升压模块还包括第五电阻及第二电容，所述第五电阻的第一端与所述原边线圈的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述原边线圈的第二端连接，所述第五电阻及所述第二电容用于对电源输出的电压进行滤波。
12.优选的，所述升压模块还包括第一二极管及第二二极管，所述第一二极管的阴极与所述原边线圈的第一端连接，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述原边线圈的第二端连接；
13.所述第一二极管与所述第二二极管用于保护所述变压器。
14.优选的，所述选通模块包括第一可控开关、第二可控开关、第六电阻及第七电阻；
15.所述第六电阻的第一端接第一信号，所述第六电阻的第二端与所述第一可控开关的控制端连接，所述第一可控开关的第一端与所述隔离模块的第三输入端连接，所述第一可控开关的第二端接地，所述第一可控开关用于根据所述第一信号导通或关断；
16.所述第七电阻的第一端接第二信号，所述第七电阻的第二端与所述第二可控开关的控制端连接，所述第二可控开关的第一端与所述隔离模块的第四输入端连接，所述第二可控开关的第二端接地，所述第二可控开关用于根据所述第二信号导通或关断。
17.优选的，所述选通模块还包括第三电容、第四电容、第八电阻及第九电阻；
18.所述第三电容与所述第六电阻并联，所述第八电阻的第一端与所述第六电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端接地，所述第八电阻用于辅助所述第一可控开关导通，所述第三电容用于滤波；
19.所述第四电容与所述第七电阻并联，所述第九电阻的第一端与所述第七电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端接地，所述第九电阻用于辅助所述第二可控开关导通，所述第四电容用于滤波。
20.优选的，所述第一可控开关与所述第二可控开关均为nmos管；
21.所述nmos管的源极作为所述第一可控开关的第一端，所述nmos管的漏极作为所述第一可控开关的第二端，所述nmos管的栅极作为所述第一可控开关的控制端。
22.优选的，所述隔离模块包括第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻及第十三电阻；
23.所述第十电阻的第一端接电源，所述第十电阻的第二端接所述第一光耦的发光器的阳极，所述第一光耦的发光器的阴极作为所述隔离模块的第三输入端，所述第一光耦的受光器的第一端作为所述隔离模块的第二输入端，所述第一光耦的受光器的第二端作为所述隔离模块的第一输出端；
24.所述第十一电阻的第一端接电源，所述第十一电阻的第二端接所述第二光耦的发光器的阳极，所述第二光耦的发光器的阴极作为所述隔离模块的第四输入端，所述第二光耦的受光器的第一端作为所述隔离模块的第一输出端，所述第二光耦的受光器的第二端作为所述隔离模块的第一输入端；
25.所述第十二电阻的第一端接电源，所述第十二电阻的第二端接所述第三光耦的发光器的阳极，所述第三光耦的发光器的阴极作为所述隔离模块的第三输入端，所述第三光耦的受光器的第一端作为所述隔离模块的第一输入端，所述第三光耦的受光器的第二端作
为所述隔离模块的第二输出端；
26.所述第十三电阻的第一端接电源，所述第十三电阻的第二端接所述第四光耦的发光器的阳极，所述第四光耦的发光器的阴极作为所述隔离模块的第四输入端，所述第四光耦的受光器的第一端作为所述隔离模块的第二输出端，所述第四光耦的受光器的第二端作为所述隔离模块的第二输入端；
27.在所述第一光耦及所述第三光耦导通，所述第二光耦及所述第四光耦关断时，所述隔离模块用于第一输出端输出负电压，所述隔离模块的第二输出端输出正电压；
28.在所述第一光耦及所述第三光耦关断，所述第二光耦及所述第四光耦导通时，所述隔离模块用于第一输出端输出正电压，所述隔离模块的第二输出端输出负电压。
29.为解决上述技术问题，本技术还提供了一种电刺激仪，包括上述的电刺激装置，还包括单片机，所述单片机用于输出激励信号至升压模块、输出第一信号及第二信号至选通模块。
30.本技术提供了一种电刺激装置及电刺激仪，应用于电刺激领域，包括升压模块、选通模块及隔离模块；升压模块用于将电源输出的电压升压后输出至隔离模块，选通模块用于根据第一信号及第二信号控制隔离模块将升压模块输出的电压转换为极性相反的电压输出。采用正电压刺激细胞后，用负电压再刺激细胞的方式，当膜电位会向膜内负值增大方向变化时，为超级化，增加这一环节可以缩短细胞复极化的时间，减轻刺痛感，肌肉和神经也不会觉得麻木。在使用的过程中减轻用户的刺痛感，提升用户体验。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本技术提供的一种电刺激装置的结构示意图；
33.图2为本技术提供的另一种电刺激装置的结构示意图；
34.图3为本技术提供的一种电刺激仪的结构示意图。
具体实施方式
35.本技术的核心是提供一种电刺激装置及电刺激仪，在使用的过程中减轻用户的刺痛感，提升用户体验。
36.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
37.图1为本技术提供的一种电刺激装置的结构示意图，包括升压模块1、选通模块2及隔离模块3；
38.升压模块1的输入端接电源，升压模块1的输出正端与隔离模块3的第一输入端连接，升压模块1的输出负端与隔离模块3的第二输入端连接，用于将电源输出的电压升压后
输出至隔离模块3；
39.选通模块2的第一输入端接第一信号，选通模块2的第二端接第二信号，选通模块2的第一输出端与隔离模块3的第三输入端连接，选通模块2的第二输出端与隔离模块3的第四输入端连接，选通模块2用于根据第一信号及第二信号控制隔离模块3将升压模块1输出的电压转换为极性相反的电压输出。
40.考虑到如今，肌肉电刺激是一种针对肌肉萎缩，肌无力，产后康复康以及卒中病患康复期采取的最为普遍和有效的物理治疗方式。对用户施加治疗的设备通常对基准电压做升压处理，可以得到预期作用用户的刺激电压或者电流(该电压为正电压)。采用电刺激的方式作用于用户，就是采用外加电位的方式使神经或肌肉细胞膜两侧的电位差发生变动，使细胞膜处于不同的电位状态。对用户施加正电压，会使得膜电位向膜内负值减小方向变化，称为去极化；去极化进一步加剧，膜内电位变为正值，而膜外电位变为负值，则称为反极化；当细胞反极化的程序达到动作电位，神经或肌肉细胞就会被触动，达到治疗目的。细胞经过反极化刺激后再向膜内为负的静息电位水平恢复，称为膜的复极化。复极化以后的细胞可以接受下一次的电刺激。如果仅采用正电压刺激细胞，皮肤会有刺痛感，肌肉和神经也有麻木的感觉。
41.本技术提供了一种电刺激装置。由于电源输出的电压可能无法满足电刺激的需求，所以设置了升压模块1，升压模块1将电源输出的电压增大，以满足电刺激的需求，升压模块1将升压后的电压输出至隔离模块3。选通模块2接入第一信号以及第二信号，根据第一信号和第二信号控制隔离模块3将升压后的电压输出为极性相反的电压。具体的，隔离模块3输出的电压幅值相同、脉宽相同及极性相反。此外，由于用户与电路直接接触可能会存在安全隐患，所以隔离模块3还将电路与用户隔离开，保护用户。
42.综上，本技术提供了一种电刺激装置，如果采用正电压刺激细胞后，用负电压再刺激细胞的方式，当膜电位会向膜内负值增大方向变化时，称为超极化；增加细胞超级化环节可以缩短细胞负极化的时间，减轻刺痛感，肌肉和神经也不会觉得麻木。电路产生电刺激的一个周期由正电压和负电压组成，正负电压的幅值相同，脉宽相同，称为双极平衡波，双极平衡波作用于用户的时候，用户感受相应柔和与舒适。
43.在上述实施例的基础上：
44.图2为本技术提供的另一种电刺激装置的结构示意图；
45.作为一种优选的实施例，升压模块1包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、开关管q1及变压器t，变压器t包括原边线圈t1及副边线圈t2；
46.第一电阻r1的第一端接电源，第一电阻r1的第二端与原边线圈t1的第一端连接，原边线圈t1的第二端与开关管q1的第一端连接，开关管q1的控制端与第二电阻r2的第一端连接，第二电阻r2的第二端接激励信号，开关管q1的第二端与第三电阻r3的第一端连接，第三电阻r3的第二端接地，副边线圈t2的第一端与第四电阻r4的第一端连接且连接的公共端作为升压模块1的输出正端，副边线圈t2的第二端与第四电阻r4的第二端连接且连接的公共端作为升压模块1的输出负端；
47.开关管q1用于根据激励信号导通或关断，以便变压器t将电源输出的电压升高。
48.考虑到电源输出的电压为直流电，而隔离模块3需要输出极性相反的电压，所以升压模块1需要将直流电转换为交流电输出，开关管q1的控制端接激励信号，激励信号控制开
关管q1的导通或关断，进而变压器t将直流电转换为交流电。
49.考虑到电源不能直接接地，所以设置了第一电阻r1及第三电阻r3，考虑到开关管q1的基极电流不能过大，所以设置了第二电阻r2，通过第四电阻r4将副边线圈t2输出为正相电压以及反相电压。
50.具体的，激励信号为pwm波，开关管q1为高电平导通。变压器连接的电源为+9v。
51.开关管q1为npn型三极管，三极管的基极作为开关管q1的控制端，三极管的集电极作为开关管q1的第一端，三极管的发射极作为开关管q1的第二端。
52.通过升压模块1将电源输出的电压升压，输出至隔离模块3，将直流电转换为交流电，以便隔离模块3将升压后的电压输出为极性相反的电压至用户。
53.作为一种优选的实施例，升压模块1还包括第一电容c1，第一电容c1与第一电阻r1的第二端连接，第一电容c1的第二端接地，第一电容c1用于存储电源的能量。
54.考虑到电源输出的电压能量较小，本技术设置了第一电容c1，第一电容c1对第一电源的能量进行存储，以便变压器t对电压进行放大。
55.设置了第一电阻r1存储电源的的能量，以便变压器t对电源输出的电压进行放大。
56.作为一种优选的实施例，升压模块1还包括第五电阻r5及第二电容c2，第五电阻r5的第一端与原边线圈t1的第一端连接，第五电阻r5的第二端与第二电容c2的第一端连接，第二电容c2的第二端与原边线圈t1的第二端连接，第五电阻r5及第二电容c2用于对电源输出的电压进行滤波。
57.考虑到电源输出的电压中可能存在较多杂波，影响变压器t的输出，本技术设置了第五电阻r5及第二电容c2，对电源输出的电压进行滤波，以便升压模块1输出的电压更加准确，稳定。
58.作为一种优选的实施例，升压模块1还包括第一二极管d1及第二二极管d2，第一二极管d1的阴极与原边线圈t1的第一端连接，第一二极管d1的阳极与第二二极管d2的阳极连接，第二二极管d2的阴极与原边线圈t1的第二端连接；
59.第一二极管d1与第二二极管d2用于保护变压器t。
60.电流较大时有可能损伤变压器t的原边线圈t1，本技术设置了反向串联的两个二极管与变压器t的原边线圈t1并联，以保护变压器t。
61.作为一种优选的实施例，选通模块2包括第一可控开关q2、第二可控开关q3、第六电阻r6及第七电阻r7；
62.第六电阻r6的第一端接第一信号，第六电阻r6的第二端与第一可控开关q2的控制端连接，第一可控开关q2的第一端与隔离模块3的第三输入端连接，第一可控开关q2的第二端接地，第一可控开关q2用于根据第一信号导通或关断；
63.第七电阻r7的第一端接第二信号，第七电阻r7的第二端与第二可控开关q3的控制端连接，第二可控开关q3的第一端与隔离模块3的第四输入端连接，第二可控开关q3的第二端接地，第二可控开关q3用于根据第二信号导通或关断。
64.考虑到选通模块2需要根据第一信号以及第二信号控制隔离模块3输出极性相反的电压，为了便于控制，第一信号及第二信号往往为pwm波，所以设置了第一可控开关q2及第二可控开关q3，此外在信号源与可控开关之间设置了电阻用于限流。
65.具体的，在第一信号为低电平时，第一可控开关q2导通，第二信号为低电平时第二
可控开关q3导通。
66.作为一种优选的实施例，选通模块2还包括第三电容c3、第四电容c4、第八电阻r8及第九电阻r9；
67.第三电容c3与第六电阻r6并联，第八电阻r8的第一端与第六电阻r6的第一端连接，第八电阻r8的第二端接地，第八电阻r8用于辅助第一可控开关q2导通，第三电容c3用于滤波；
68.第四电容c4与第七电阻r7并联，第九电阻r9的第一端与第七电阻r7的第一端连接，第九电阻r9的第二端接地，第九电阻r9用于辅助第二可控开关q3导通，第四电容c4用于滤波。
69.考虑到第一信号以及第二信号可能存在部分杂波，设置第三电容c3及第四电容c4进行滤波。考虑到可控开关需要一部分电压差才可以导通，所以一般在控制端和接地端设置电阻，产生压差，辅助可控开关导通。
70.作为一种优选的实施例，第一可控开关q2与第二可控开关q3均为nmos管；
71.nmos管的源极作为第一可控开关q2的第一端，nmos管的漏极作为第一可控开关q2的第二端，nmos管的栅极作为第一可控开关q2的控制端。
72.通过nmos管在第一信号或第二信号为低电平时导通，在第一信号或第二信号为高电平时关断，实现了选通模块2根据第一信号及第二信号输出不同的信号，进而控制隔离模块3输出极性相反的电压。
73.作为一种优选的实施例，隔离模块3包括第一光耦u1、第二光耦u2、第三光耦u3、第四光耦u4、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12及第十三电阻r13；
74.第十电阻r10的第一端接电源，第十电阻r10的第二端接第一光耦u1的发光器的阳极，第一光耦u1的发光器的阴极作为隔离模块3的第三输入端，第一光耦u1的受光器的第一端作为隔离模块3的第二输入端，第一光耦u1的受光器的第二端作为隔离模块3的第一输出端；
75.第十一电阻r11的第一端接电源，第十一电阻r11的第二端接第二光耦u2的发光器的阳极，第二光耦u2的发光器的阴极作为隔离模块3的第四输入端，第二光耦u2的受光器的第一端作为隔离模块3的第一输出端，第二光耦u2的受光器的第二端作为隔离模块3的第一输入端；
76.第十二电阻r12的第一端接电源，第十二电阻r12的第二端接第三光耦u3的发光器的阳极，第三光耦u3的发光器的阴极作为隔离模块3的第三输入端，第三光耦u3的受光器的第一端作为隔离模块3的第一输入端，第三光耦u3的受光器的第二端作为隔离模块3的第二输出端；
77.第十三电阻r13的第一端接电源，第十三电阻r13的第二端接第四光耦u4的发光器的阳极，第四光耦u4的发光器的阴极作为隔离模块3的第四输入端，第四光耦u4的受光器的第一端作为隔离模块3的第二输出端，第四光耦u4的受光器的第二端作为隔离模块3的第二输入端；
78.在第一光耦u1及第三光耦u3导通，第二光耦u2及第四光耦u4关断时，隔离模块3用于第一输出端输出负电压，隔离模块3的第二输出端输出正电压；
79.在第一光耦u1及第三光耦u3关断，第二光耦u2及第四光耦u4导通时，隔离模块3用
于第一输出端输出正电压，隔离模块3的第二输出端输出负电压。
80.考虑到光耦的发光端导通时，会发光至受光端，此时受光端导通。本技术设置了四个光耦，以第一光耦u1为例，第一光耦u1的发光端的阳极及电源，在第一信号输出低电平，第一可控开关q2导通时，发光端的阴极接地，此时第一光耦u1导通。第一光耦u1及第四光耦u4的受光端与升压模块1的输出负端连接，第二光耦u2与第三光耦u3与升压模块1的输出正端连接。
81.在第一信号为低电平，第二信号为高电平时，第一可控开关q2导通，第二可控开关q3关断，第一光耦u1以及第三光耦u3导通，此时第一输出端与升压模块1的输出负端连接，输出负电压，第二输出端与升压模块1的输出正好端连接，输出正电压。
82.在第一信号为高电平，第二信号为低电平时，第一可控开关q2关断，第二可控开关q3导通，第二光耦u2以及第四光耦u4导通，此时第一输出端与升压模块1的输出正端连接，输出正电压，第二输出端与升压模块1的输出负端连接，输出负电压。
83.在第一信号与第二信号均为高电平时，第一可控开关q2及第二可控开关q3均关断，第一光耦u1、第二光耦u2、第三光耦u3及第四光耦u4均不导通，隔离模块3无输出。
84.需要说明的是，第一信号与第二信号不可以同时为低电平。
85.通过设置四个光耦实现输出极性相反的电压，使得电路连接更加简便。
86.具体的，光耦连接的电源为+3v。
87.图3为本技术提供的一种电刺激仪的结构示意图，包括上述的电刺激装置，还包括单片机4，单片机4用于输出激励信号至升压模块1、输出第一信号及第二信号至选通模块2。
88.本技术提供的电刺激仪的介绍请参照上述实施例，在此处不再赘述。
89.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
90.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
91.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。