可穿戴式多功能电子理疗器

1、 Foshan University第十一届“挑战杯”佛山科学技术学院大学生课外学术科技作品（论文） 项目名称： 可穿戴式多功能电子理疗器 项目类别： 科技发明制作类 申报院系: 机械与电气工程学院 负 责 人： 郑思静 学 号： 2011934127 班 级： 11机械设计制造及其自动化1班 指导老师： 袁庆丹 2014年10月27日可穿戴式多功能电子理疗器郑思静专业：机械设计制造及其自动化 学号：2011934127 指导老师：袁庆丹摘要：随着生活水平与生活质量的提高，人们越来越注重自我保健。亚健康是一种介于健康和疾病之间的生理功能低下的状态，在中国事业型人群中最多见,如文员等。他们的忙碌

2、使他们既不注意休息又不进行体育锻炼,健康水平不断下降，是肩周炎，颈椎病的高发人群，而大多数人没有充分时间去医院进行治疗,因而需要一款携便式理疗仪来方便人们随时随地进行理疗,以缓解症状或消除痛苦。关键词：电子理疗器；多功能；微系统技术；移动医疗；可穿戴一体化设计；前 言现阶段，国内外大量慢性病正逐渐出现在各个年龄层。全国疾病监测数据表明(图l)，中国人群慢性病死亡占总死亡人数的比例已经由1991年的738上升到2000年的809，慢性病死亡人数将近600万，成为城乡居民死亡的主要原因；城市和农村的慢性病死比例分别为853和795。但相应的治疗手段却十分有限。1、 项目的选题背景及设计目的： 1.

3、随着生活水平与生活质量的提高，人们越来越注重自我保健。亚健康是一种介于健康和疾病之间的生理功能低下的状态，在中国事业型人群中最多见,如文员等。他们的忙碌使他们既不注意休息又不进行体育锻炼,健康水平不断下降，是肩周炎，颈椎病的高发人群，而大多数人没有充分时间去医院进行治疗,因而需要一款携便式理疗仪来方便人们随时随时随地进行理疗,以缓解症状或消除痛苦。 2.一些工作需要从业人员在工作时保持清醒，如长途司机在开车时，程序员在编写程序时均需要注意力高度集中，因而需要一款具有穴位刺激效果的设备，在不妨碍工作的前提下拥有提神醒脑的作用。 3.市场上现有的理疗仪大多数是功能单一的产品，不但不能够实现多种按摩

4、方式的切换，而且有些体积较大，操作繁琐，不能随身携带以到达随时随地做理疗的目的。2、 选题依据（包括项目的应用价值、国内外研究现状、可行性分析） 1.项目的应用价值： 1.1本仪器的市场需求量非常大。无论是长期伏案工作而患上肩周炎、颈椎病的文员，还是开车跑长途的司机，或是即将中考、高考的学生，他们都需要有一款设备在不影响工作学习的情况下，帮助他们缓解症状，消除疲劳，提高效率。 1.2本产品相对市场上已有的同类产品，具有开发成本低，开发周期短，能很快投入应用的优势。因此在电子产品更新换代非常快的情况下，本产品能够针对市场需求的变化迅速作出改进，在可穿戴方面作出设计，也是国内外首次将一体化可穿戴式

5、的设计理念融入电子理疗器，满足消费者的需求，保持一定的市场竞争力。2. 国内外研究现状： 可穿戴设备是延续性地穿戴在人体上，具备先进的电路系统、无线联网及独立处理能力的终端设备，其具备最重要的两个特点是可长期穿戴和智能化。可穿戴设备风潮由谷歌眼镜（GoogleProjectGlass）引领，在智能手机和平板进入停滞期后，以智能眼镜、手表等为代表的智能可穿戴设备成为谷歌、苹果等巨头下一部竞争的主战场。3.可行性分析： 移动医疗是正在兴起的医学模式，可穿戴式的治疗系统作为实现移动医疗的一种重要方式，承担着随时随地治疗的任务。从医学工程的角度出发，传统的治疗设备的微型化，便携化直至可穿戴话是必由之路

6、，而微机电技术，生物传感器技术的发展为可穿戴治疗设备的研制提供了可能，也为慢性病人解决长期治疗所带来的高额费用问题提供了可能。4. 先进性及创新性： 4.1随着生活质量的提高，消费者对各类产品的要求越来越高。从提高性价比的方面出发，人们普遍希望购买到的产品的作用和功能越强大越好，因而仅仅具有单一按摩模式的理疗仪已不能满足人们的需求。因此，几种不同模式集于一体的功能复合型的产品必将引起消费者的关注，得到他们的青睐，从而在市场中主要地位。 4.2本产品能够针对市场需求的变化迅速作出改进，在可穿戴方面作出设计，也是国内外首次将一体化可穿戴式的设计理念融入电子理疗器，满足消费者的需求，保持一定的市场竞

7、争力。3、 发明设计的基本思路 1.通过查找资料以及大量的市场调查，设计出一个符合大多数人要求的外观造型，并在后续的工作中对其各个零部件进行优化设计，使其达到轻便的效果。 2.结合学过的知识进行电路设计，使本仪器同时具有机械按摩，电脉冲刺激，红外理疗的复合功能。4、 项目的研究工作安排 1.主要研究内容：进行市场调研、分析，得到初步的设计概念，再进一步完善方案。方案确定后进行电路系统的设计，通过仿真软件进行仿真试验。电路试验成功后，进行外观造型的设计和各个零件的加工并组装，最后对仪器的功能进行调试，确保仪器能正常工作。 2.进度和工作安排： 1）2014年08月-2014年09月，进行市场分析

8、和设计理念的筛选； 2）2014年10月-2014年11月，对系统的电路进行设计；3）2014年12月-2015年01月，进行外形设计和零件加工，组装；4）2015年02月-2015年03月，对仪器的功能进行完善和调试；5）2015年04月，作品完成，参赛。5、 可穿戴式多功能电子理疗器的现阶段成果 1.电路原理部分： 1.1电路原理部分产品电路原理见图如下图2所示： 图2电路模块1电路模块2电路模块3注意事项：1）电路板暂时没有外壳，请注意存放时避免触碰电池正负极，从而造成短路。2）试用时避免手触碰电子元器件，以免造成放电。3）开启电路板，长按2秒以上即可，没有必要按太长时间。4）在模式1工

9、作时，若偶尔出现启动后自动关断的现象，这是由于在强度1时电流较小，电容未充满电造成的，微处理器误认为耳夹没接好，此时只需设置成中等强度启动即可。2.电路参数和相关操作说明 2.1性能指标参数工 作 电 压： DC 3.7V功 耗： 工作时 20-70nA环 境 温 度： 0-70 外 形 尺 寸： 72×26×10mm(电路板) 重 量： 充 电 电 压： DC 5V 2.2使用说明 2.2.1 按键与指示灯，如图4 图4如上图所示，该装置有开启/确定按键(key1)、强度选择按键（key2）、模式选择按键（key3）三个按键。指示灯有6个，从上至下依次为充电状态指示灯（红

10、绿双色）、工作指示灯（红色）、强度/人体检测指示灯（绿色）、模式指示灯（3个均为蓝色）。Mini-USB充电口可通过充电导线与车载点烟器连接。2.2.2操作流程当用户带上耳夹，长按key1键至少2秒后，工作指示灯点亮，模式指示灯同时点亮。模式默认为模式1（即90秒模式），用户此时可按key3件选择合适的模式，现有模式共三种，分别为90秒、180秒和5分钟，除时间有差异外，放电波形也不相同。然后再短按key1键，此时电路通过耳夹对耳部放电，若佩戴正确，绿灯开始闪烁，闪烁频率较为缓慢，约为1.5秒一次，强度默认为强度1，即最弱强度。使用过程中，用户可通过按key2键调节强度，每按一次强度提高1级，

11、绿灯闪烁频率增加，强度最高为5级，也可通过按key3键调节模式。每种模式放电结束后约5秒，装置自动进入休眠状态，指示灯全部熄灭，此时功耗为最低。如果用户在使用过程中，临时摘掉耳夹，绿灯也将停止闪烁，约5秒后，装置进入休眠，系统会记忆此时状态，再次开启时从中断处开始工作。该装置具有记忆功能，可记忆用户上次选择的强度和模式，下次开启时，将按照上次用户设置的强度和模式进行工作，无需每次都进行设置。装置充电时，可用充电线连接Mini-USB和车载点烟器接口，此时充电状态指示灯点亮，充电完成后，指示灯变为绿色，充电时间约3个小时，也可在家中通过普通的适配器对该装置充电，为保证电池寿命，在充电时，不要使用该装置。3. 外形部分： 3.1产品内部结构排布，如图5图5 3.2产品整体外观结构，如图6 产品整体外观装配体图66、 总结 可穿戴式多功能电子理疗器正以其独特的个性化优势逐步受到重视，可以看到，这一领域中新的产品和治疗概念将会不断涌现，所适用的治疗范嗣也在不断扩大。可以认为，正如世人对大量常规意义上的先进治疗设备所期待的那样可穿戴式多功能电子理疗器的研究和设计前景展望应用也将拉开帷幕，大量新的概念和技术将不断得到发展。现阶段可穿戴式多功能电子理疗器概念还处于酝酿待发阶段随着生活质量的提高，消费者对各类产品的要求越来越高。从提高性价比