【摘要】：隨著時代的發(fā)展和人類文明的進步,人們的健康意識不斷增強,眾多的便攜式理療產(chǎn)品開始進入普通家庭。這些理療產(chǎn)品在促進人體血液循環(huán)、舒緩疲勞、治療軟組織疼痛等方面具有積極作用。但目前市面上出現(xiàn)的理療設(shè)備普遍存在功能單一、價格昂貴、舒適度欠缺等問題�；诖�,本文設(shè)計了一款便攜式多功能理療裝置,該裝置具有電磁理療、電刺激、超聲理療三大功能,利用此裝置可以完成對家庭成員的理療任務(wù)。本文充分從裝置的便攜性、舒適性、可靠性考慮,發(fā)熱板采用柔性石墨片和碳纖維絲等材料,增強了舒適度;電刺激選用硅膠電極片替代毫針,增加了刺激面積,減少針刺感;超聲換能器采用凹型壓電陶瓷片,產(chǎn)生的超聲波聚焦于皮層內(nèi)部,減少超聲傳輸過程中的損耗。在硬件設(shè)計上,本文選擇ST公司的高集成芯片STM32F103作為中央處理器。電磁理療模式中,設(shè)計RC測溫電路采集TDP發(fā)熱板的實時溫度,并通過負(fù)載開關(guān)對發(fā)熱板進行加熱;電針模式中,設(shè)計升壓電路,脈沖信號調(diào)理電路以及過流保護電路,并對電路設(shè)計和器件選型進行深入討論;超聲模式中,設(shè)計驅(qū)動電源激勵超聲換能器,以及對boost電路和換能器阻抗匹配進行詳細(xì)分析。軟件設(shè)計上,利用RC測溫算法控制發(fā)熱板溫度,進行自適應(yīng)調(diào)節(jié),并采用平均法濾除溫度奇異點;利用增量式PID算法,自動調(diào)節(jié)PWM信號占空比,實現(xiàn)對超聲功率的自動控制。最后,本文針對裝置的性能和準(zhǔn)確性進行測試和分析,發(fā)熱板溫度最大誤差±3℃,表面溫度不均勻度小于10%,響應(yīng)時間不超過15分鐘;電針模式中,能穩(wěn)定輸出連續(xù)脈沖、疏密脈沖和斷續(xù)脈沖三種波形,且頻率范圍為30~150Hz,脈沖幅度范圍為70~85V,脈沖寬度范圍為1~10ms,輸出端電流不超過40mA;超聲波的頻率為1MHz,最大誤差±1%,功率為0.1W/cm~2和0.2W/cm~2,最大誤差±10%。綜上所述,本文設(shè)計的便攜式多功能理療儀滿足設(shè)計需求并具有實際應(yīng)用價值。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH789
【圖文】：

激勵超聲換能器。電源模塊采用 5V 移動電源或者電源適配器將 220VV 直流電，經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)定輸出 3.3V 電壓為各模塊供電。磁理療硬件設(shè)計加熱模塊熱模塊是電磁理療模式中一個重要組成部分，RC 測溫電路檢測到發(fā)用戶所設(shè)溫度時，便利用該模塊對發(fā)熱板繼續(xù)加熱�？紤]到加熱的及，該模塊選用高度集成的 TPS22965 芯片，這是一款常用的單通道負(fù)載.8~5.7V 的電壓范圍內(nèi)工作，該芯片內(nèi)嵌一個 220Ω 的負(fù)載電阻器，開現(xiàn)快速放電。通過對 ON 端口設(shè)置高低電平，控制輸出端 VOUT 輸出而控制發(fā)熱板的加熱時間。加熱模塊如圖 3.2 所示。

電路的CON_1端和CON_2端以及CHA_1端和CHA_2端與雙向模擬開關(guān)相控制電流的導(dǎo)通方向，三極管 Q5 和 Q11 的集電極連接 22μF 的電容，Q6 和電極同樣連接 22μF 電容，兩個 22μF 電容連接導(dǎo)電電極片，形成橋式回路當(dāng)設(shè)置 CON_1 端為高電平，CON_2 為低電平時，三極管 Q7 導(dǎo)通，Q8 截 端與 boost 電路輸出端相連，輸出為高電平，Q6 導(dǎo)通，由于模擬開關(guān)的作 CHA_1 輸出高電平，Q11 導(dǎo)通，電流流動方向為 Q6、人體、Q11、最后到回路，此時，電流正向刺激人體。當(dāng) CON_2 端設(shè)置為高電平，CON_1 端電平時，Q5、Q8 導(dǎo)通，Q6、Q7 截止，此時雙向模擬開關(guān)的 CHA_2 端為Q10 導(dǎo)通，電流經(jīng) Q5、人體、Q10 再到地，此時，電流反向刺激人體。不驅(qū)動電路的導(dǎo)通方向，可形成穩(wěn)定的正負(fù)雙向電脈沖，這種脈沖刺激人體產(chǎn)生耐受性。

電大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 多功能理療儀的硬同的導(dǎo)通方向。首先，單片機引腳輸出 PWM1 波，接入分壓電路，之后連較器的同相輸入端，反相輸入端連接 H 橋式驅(qū)動電路 FB 端口，比較器的接雙向模擬開關(guān)的CORL_I端。根據(jù)用戶的具體需要可調(diào)節(jié)PWM1波的占輸入電壓值。PWM1 輸出端串聯(lián)一個電阻 R35 進行分壓，分壓后得到比較入端的電壓值 Vc，當(dāng)驅(qū)動電路中的電流乘以 10Ω 電阻 R33 所得電壓大CORL_I 端輸出低電平，雙向模擬開關(guān)停止工作，驅(qū)動電路立刻停止工作于 R33 兩端電壓時，CORL_I 輸出高電平，雙向模擬開關(guān)使橋式驅(qū)動電路工作。人體能承受的電流值，根據(jù)不同人的體質(zhì)而設(shè)置不同的值，本文設(shè)較器同相輸入端的電壓不超過 0.4V，換言之，電針輸出端的最大電流值不A。

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本文編號：2749357