一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置，该装置包括：分离式组合手环：包括三个结构相同的脉象采集手环，每个脉象采集手环均包括腕带、粘扣带、设置在腕带上部用以相互连接并调整位置的位置调整机构、贴设在腕带内表面的气袋、设置在腕带内侧的脉象传感器以及设置在腕带内部电路板卡槽内的柔性电路板；外围设备箱：包括箱体以及设置在箱体内的三个微型蠕动泵和单片机，所述的单片机通过微型蠕动泵控制气袋的充放气速度，并且通过柔性电路板获取脉象传感器采集到的压力信号。与现有技术相比，本发明专利技术具有支持单部和三部采集、三部位置可进行调整、三部压力独立可调、佩戴方便舒适、便于携带等优点。

A Separable Hand Ring Device for Three-part Pulse Acquisition in Traditional Chinese Medicine

The invention relates to a separable Chinese medicine three-part pulse acquisition combined Bracelet device. The device comprises a separable combined bracelet, which comprises three pulse acquisition bracelets with the same structure. Each pulse acquisition Bracelet includes a wristband, a buckle, a position adjusting mechanism arranged at the upper part of the wristband for connecting and adjusting positions, an air bag attached to the inner surface of the wristband, and a wrist. The inner pulse sensor and the flexible circuit board arranged in the slot of the inner circuit board of the wristband; the peripheral equipment box includes the box body and three micro-peristaltic pumps and microcontrollers arranged in the box body. The microcontroller controls the filling and discharging speed of the air bag through the micro-peristaltic pump, and obtains the pressure signal collected by the pulse sensor through the flexible circuit board. Compared with the prior art, the invention has the advantages of supporting single-part and three-part acquisition, adjustable three-part position, independent adjustable three-part pressure, convenient and comfortable wearing, and easy carrying.

【技术实现步骤摘要】
一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置
本专利技术涉及中医脉象信号采集技术，尤其是涉及一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置。
技术介绍
中医四诊“望闻问切”是中国古代人民在寻求治病方法过程中积累的智慧结晶，脉诊是其中“切”所代表的内容，是传统中医学不可分割的重要组成部分。近年来，中医脉诊作为一种无创无痛检测手段，受到国内外人士的赞赏与欢迎。但中医脉诊也存在一些局限性，如在诊脉时仅凭指下感觉来判断脉象，主观性较强，容易与实际脉象情况存在偏差。此外，在中医诊脉方面的人才培养需要花费大量的人力物力，需要长期的实践经验，诊脉技巧难以得到言传和继承，不利于中医的发展和推广。因此，近年来国内外各种研究机构和学者展开了脉诊客观化研究，主要包括了脉搏信号的采集、信号处理和分析、脉象信号分类这三个方面的内容，逐步推进脉诊标准化、信息化和智能化的发展。在脉诊客观化研究中，最重要的是脉诊装置的研制。传统中医在诊脉过程中，一般在病人手腕桡动脉处的寸口区域“寸关尺”三部进行三指搭脉，由于不同人的三部位置有差异，在搭脉过程中，中医需要调整手指位置，以找到正确的三部，然后通过“举、按、寻”即在三部施加不同的压力来感受脉搏的跳动，以达到辨别病症的目的。因此，在脉诊装置研制过程中，应当基于中医脉象理论和诊断方式，设计装置以满足功能需求。综上所述，关于脉诊装置的研究主要包括以下几个方面的内容：传感器的选择、传感器位置调整机构的设计、传感器加压机构的设计、装置整体机械结构及相关电路的设计。在传感器选择方面，现有的脉诊装置使用较多的是压力传感器、光电传感器等。光电传感器在采集脉搏信号时，无法获得取脉压力信息，此外光电传感器测量的脉象信息主要是血管内血流容积的变化，这与传统中医手指感受到的脉搏振动强弱存在一定差异，两者之间的转换关系有待深入研究，因此脉象信息的缺失及脉象原理之间的差异使得光电传感器的发展存在一定局限性。在传感器位置调整方面，现有脉象压力采集装置中，测量单部脉象的较多，而用于测量三部脉象的装置，由于压力传感器尺寸较大，位置调整范围有限，难以准确找到寸关尺三部的位置。在脉象加压方面，主要有机械加压、气动加压、液体加压三种方式。目前采用气动加压或液体加压的脉象采集装置，均对手腕寸口区采用整体加压方式，即不能对三部分开进行压力调整，无法模拟传统中医三指搭脉寻脉手法。在采用机械加压方式时，需要电机、轴等零部件，制作而成的台式或腕带式装置，其体积尺寸和重量都比较大，不方便携带，此外，在寻找三部位置和进行加减压力时，测量前期的准备和调整时间较长，且操作不够简便，需要专业人员进行指导和完成采集工作，不利于脉诊智能化的发展，不适用于家居医疗。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置，该装置包括：分离式组合手环：包括三个结构相同的脉象采集手环，每个脉象采集手环均包括腕带、粘扣带、设置在腕带上部用以相互连接并调整位置的位置调整机构、贴设在腕带内表面的气袋、设置在腕带内侧的脉象传感器以及设置在腕带内部电路板卡槽内的柔性电路板；外围设备箱：包括箱体以及设置在箱体内的三个微型蠕动泵和单片机，所述的单片机通过微型蠕动泵控制气袋的充放气速度，并且通过柔性电路板获取脉象传感器采集到的压力信号。所述的位置调整机构的正面开设有导向滑槽，背面设有导向片顶部设有用以固定导向片位置的定位螺钉。所述的柔性电路板为信号处理电路板，其上依次设有一级放大电路、二阶无源带通滤波器、交流放大电路、直流放大电路、信号叠加电路和电压抬升电路，所述的一级放大电路与脉象传感器的输出端连接，所述的电压抬升电路的输出端通过杜邦线与单片机连接。所述的一级放大电路通过AD620芯片进行放大，所述的单片机型号为STM32F103VET6，其内核为Cortex-M3。所述的微型蠕动泵通过泵安装固定件固定在箱体内，所述的单片机通过控制微型蠕动泵的无刷电机占空比和转向，调整微型蠕动泵的进出气速度以及转换进出气方向。所述的脉象传感器为Honeywell微型触力传感器，其型号为FSS-SMT系列FSS005WNGB。该装置包括单个手环测试脉象模式和三个手环组合装配测试两种使用模式。所述的单个手环测试脉象模式具体为：11)装置穿戴：将手腕置于腕带上，传感器区域对准手腕寸口区，扣上粘扣带，使手环内圈贴合手腕一圈；12)传感器位置调整：移动和旋转手环，使得传感器的探头对准手腕寸关尺的部位；13)缓慢连续加压：上位机发送串口指令给单片机，控制气泵开始充气缓慢加压，脉象传感器将连续增大压力下的脉象信号发送给柔性电路板；14)信号处理与发送：传感器信号经电路差分放大、滤波、交流放大、直流放大、叠加和电压抬升处理后，分别从电压抬升电路输出端获取脉象压力信号，从直流放大电路输出端获取取脉压力信号，将脉象压力信号和取脉压力信号经串口发送给上位机；15)最佳取脉压力搜索：上位机根据接收到的信号，实时显示脉象信号曲线和取脉压力值，根据脉象信号曲线获取脉象信号峰峰值，即单周期脉象信号的最高点到该周期信号的底部基线之间的距离，选取峰峰值最大时对应的取脉压力为最佳取脉压力，所述的取脉压力大小F的计算式为；其中，Upulse为取脉压力信号电压值，U0为脉象传感器空载时，上位机测得的输出信号电压值，As为脉象传感器在5v供电下的灵敏度，Au为电路取脉压力信号的放大倍数；16)获取不同压力下的单部脉象数据：上位机根据最佳取脉压力，设定加压范围和划分压力段后，执行步骤13)和14)，其中，每一段压力下保持10s的测试时间，从而获取该压力下的稳定脉象数据，上位机根据稳定脉象数据得到单部脉象信号在不同压力下的数据。所述的三个手环组合装配脉象模式具体为：21)装置穿戴：将手腕置于拼接组合好的三部采脉手环装置的腕带上，手环传感器区域对准手腕寸口区，扣上关部的粘扣带，使手环内圈贴合手腕一圈；22)传感器位置调整；移动和旋转手环，使得关位手环的传感器探头对准手腕关部，松开手环上的定位螺钉，移动寸位手环，使得寸位手环的传感器探头对准手腕寸部，扣上寸位手环粘扣带，并以同样方式调整尺位手环至手腕尺部；23)缓慢连续加压：上位机发送串口指令给单片机，关位气泵开始充气缓慢加压，脉象传感器将连续增大压力下的脉象信号发送给柔性电路板；24)信号处理与发送；关位传感器信号经电路差分放大、滤波、交流放大、直流放大、叠加和电压抬升处理后，分别从电压抬升电路输出端获取脉象压力信号，从直流放大电路输出端获取取脉压力信号，将脉象压力信号和取脉压力信号经串口发送给上位机；25)最佳取脉压力搜索：上位机根据接收到的信号，实时显示脉象信号曲线和取脉压力值，选取峰峰值最大时对应的取脉压力作为关部最佳取脉压力；26)获取不同压力下的三部脉象数据：上位机根据关位最佳取脉压力，设定加压范围和划分压力段，三部同时开始加压，将信号处理后发送给上位机，每一段压力下保持10s的测试时间，从而得到该压力下的稳定脉象数据，上位机根据所得数据得到三部脉象信号在不同压力下的数据。在三个手环组合装配脉象模式下，通过定位螺钉和导向片调整手环之间的相对位置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置，其特征在于，该装置包括：分离式组合手环：包括三个结构相同的脉象采集手环，每个脉象采集手环均包括腕带(11)、粘扣带、设置在腕带上部用以相互连接并调整位置的位置调整机构、贴设在腕带(11)内表面的气袋(10)、设置在腕带(11)内侧的脉象传感器(9)以及设置在腕带(11)内部电路板卡槽(3)内的柔性电路板(4)；外围设备箱：包括箱体(12)以及设置在箱体(12)内的三个微型蠕动泵(14)和单片机，所述的单片机通过微型蠕动泵(14)控制气袋(10)的充放气速度，并且通过柔性电路板(4)获取脉象传感器(9)采集到的压力信号。

【技术特征摘要】
1.一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置，其特征在于，该装置包括：分离式组合手环：包括三个结构相同的脉象采集手环，每个脉象采集手环均包括腕带(11)、粘扣带、设置在腕带上部用以相互连接并调整位置的位置调整机构、贴设在腕带(11)内表面的气袋(10)、设置在腕带(11)内侧的脉象传感器(9)以及设置在腕带(11)内部电路板卡槽(3)内的柔性电路板(4)；外围设备箱：包括箱体(12)以及设置在箱体(12)内的三个微型蠕动泵(14)和单片机，所述的单片机通过微型蠕动泵(14)控制气袋(10)的充放气速度，并且通过柔性电路板(4)获取脉象传感器(9)采集到的压力信号。2.根据权利要求1所述的一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置，其特征在于，所述的位置调整机构的正面开设有导向滑槽(5)，背面设有导向片(7)顶部设有用以固定导向片(7)位置的定位螺钉(6)。3.根据权利要求1所述的一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置，其特征在于，所述的柔性电路板(4)为信号处理电路板，其上依次设有一级放大电路、二阶无源带通滤波器、交流放大电路、直流放大电路、信号叠加电路和电压抬升电路，所述的一级放大电路与脉象传感器(9)的输出端连接，所述的电压抬升电路的输出端通过杜邦线与单片机连接。4.根据权利要求3所述的一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置，其特征在于，所述的一级放大电路通过AD620芯片进行放大，所述的单片机型号为STM32F103VET6，其内核为Cortex-M3。5.根据权利要求1所述的一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置，其特征在于，所述的微型蠕动泵(14)通过泵安装固定件(20)固定在箱体(12)内，所述的单片机通过控制微型蠕动泵(14)的无刷电机占空比和转向，调整微型蠕动泵(14)的进出气速度以及转换进出气方向。6.根据权利要求1所述的一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置，其特征在于，所述的脉象传感器(9)为Honeywell微型触力传感器，其型号为FSS-SMT系列FSS005WNGB。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置，其特征在于，该装置包括单个手环测试脉象模式和三个手环组合装配测试两种使用模式。8.根据权利要求7所述的一种可分离式中医三部脉象采集组合手环装置，其特征在于，所述的单个手环测试脉象模式具体为：11)装置穿戴：将手腕置于腕带上，传感器区域对准手腕寸口区，扣上粘扣带，使手环内圈贴合手腕一圈；12)传感器位置调整：移动和旋转手环，使得传感器的探头对准手腕寸关尺的部位；13)缓慢连续加压：上位机发送串口指令给单片机，控制气泵开始充气缓慢加压，脉象传感器将连续增大压力下的脉象信号发送给柔性电路板；14)信号处理与发送：传感器信号经电路差分放大、滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏春明，金陈玲，王忆勤，燕海霞，王立人，张诗雨，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31