袁健 夏泉清

摘 要：设计了一种新型智能温控艾灸盒，在传统的艾灸盒上增加了温度可视，通过调节艾柱高度控制温度变化，具有良好的恒温控温效果，艾灸更能有效利用和实现单人可操作性。

关键词：艾灸;自动化;理疗;设计

经查阅，艾灸可有效预防感冒和支气管炎疾病，增强免疫力等功效[1]，但是传统的艾灸无法单人操作、温度变化难以掌握，导致皮肤受热不均或者过热导致烫伤。因此，我们设计了一种新型智能艾灸盒，增加温度可视和可调节的功能。

1 机械部分设计

温控艾灸盒（图1），包括上腔体和下腔体，上腔体为长方体，下腔体为四棱台，外形尺寸：160mm×103mm×88mm。结构主要包括：运动机构、执行机构和测温机构（图2）。利用遥控装置和温度检测来实现单人独立操作、有效预防艾灸烫伤[2]。

1.艾灸柱外壳帽;2.艾灸柱外壳;3.上箱体外壳;4.通风口盖;5.下箱体外壳;6.灰槽

1.步进电机;2.艾灸柱外壳及齿条;3.弹簧;4.单片机控制板;5.小齿轮;6.电池;7.LED温度显示器;8.温度感应器

1.1 运动机构

运动机构主要包括步进电机1、齿轮5和齿条2机构。打开艾灸柱外壳装入艾条后，将艾灸柱装置装入升降装置。步进电机通过电池提供动力，带动齿轮5与艾灸柱外壳上的齿条2啮合，使艾灸柱上下移动。通过艾灸柱高度的变化，从而调节温度，打开通风口盖，将艾灸盒放置于皮肤上。

1.2 执行机构

执行机构包括位于下箱体内部的温度感应装置[3]、遥控接收及自动感应的单片机[4]。利用遥控装置设置温度，通过单片机自动控制艾灸柱升降，同时单片机控制板上包含遥控接收装置，使用者可利用遥控板对艾柱的高度进行自定义调节。

2 箱体结构设计

艾灸盒外壳采用木质隔热材料，可保持艾灸盒内的温度。艾灸盒装置相对两面设置有可调节绑带，用于将艾灸盒固定在身体的不同部位。艾灸盒下腔体装置距底部10mm处安装挡灰网抽屉，形成集灰腔，用于挡灰及收集灰尘。艾灸盒上下腔体通过磁铁吸附。

艾灸盒上腔体内有步进电机、单片机、升降装置、电池、感应温度显示器，感应温度显示器和升降装置连接。

艾灸盒下腔体内设置圆柱形结构的艾灸柱外壳，内部用于填装艾柱;艾灸盒下腔体底部设置有可移动式金属挡灰网;艾灸盒腔体内设置有皮肤温度感应器。

3 控制系统设计

控制系统主要由电源、DS18B20温度传感器、STC89C51系列单片机、LCD1602温度显示器组成。

温度传感器感应艾灸作用于皮肤上的温度，STC89C51单片机控制温度传感器将温度信息直接转换为数字信号并传送给单片机，单片机将接收到的温度信息传送给LCD1602温度显示器，进行实时显示。

环境温度采集程序用来完成DS18B20温度传感器的初始化以及温度转换。通过遥控设备设定用户的温度期望值，STC89C51单片机对用户输入的温度期望值和采集的环境温度值进行比较，根据比较结果输出脉冲信号用于进步电机M的转向及转动量，DS18B20温度传感器对皮肤温度实时监测将数据反馈到单片机。

4 设计创新点

控温良好。通过艾灸柱高度的变化，调节温度;外壳使用木制隔热材料，可以较好保持盒內的温度;防掉灰装置可以避免灰尘落在身体表面上造成烫伤。

设计简洁。整体分上下两部分，制作成本低，模块化设计，便于批量生产。

智能化。通过单片机、遥控器实现自动控制温度，便于单人自主操作。

5 结语

通过对艾灸盒自动化、可控制化来实现艾灸盒的单人自主操作。该产品实现了温度感应、遥控控制和自动控温，设计简洁，制作成本低。

参考文献：

[1]刘毛妮，贾利勤.浅谈新型艾灸树在临床中的应用[J].现代养生，2019（18）：133134.

[2]陈虹.预见性护理干预预防艾灸烫伤的有效性评价[J].蛇志，2019，31（03）：393394+431.

[3]张艳飞，曹正州.一种集成于系统芯片的低功耗温度传感器设计[J].电子与封装，2020，20（11）：4348.

[4]宋若愚，余娟，丁国宁，高凌.基于STC89C52单片机的温度记录仪探析[J].软件导刊，2013，12（03）：104105.

作者简介：袁健（1968— ），男，汉族，硕士，盐城工学院副教授，从事机械设计及理论;夏泉清，盐城工学院机械电子工程专业学生。