一种三维振动治疗仪、控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种三维振动治疗仪、控制系统及控制方法，三维振动治疗仪的结构包括接触外套、滚筒、振动内芯及操作手柄，接触外套套在滚筒上，滚筒转动嵌套在振动内芯外，振动内芯耦合在操作手柄上；通过控制系统的采集单元采集滚筒旋转的角速度和电机旋转频率以及采集振动内芯与操作手柄之间挤压力，处理单元接收到采集单元的采集数据后，对采集数据进行处理，形成对电机的控制反馈，并将处理后的采集数据通过显示单元显示在操作手柄的信号显示屏上。本发明专利技术通过采集到的数据，动态调节电机的偏心转子的转动频率，对治疗仪提供动态补偿，使得三维振动治疗仪对患者身体所施加的治疗压力更加科学精确。疗压力更加科学精确。疗压力更加科学精确。

【技术实现步骤摘要】
一种三维振动治疗仪、控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及振动治疗仪
，尤其涉及一种三维振动治疗仪、控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着医疗技术水平的不断发展，医疗器械
逐渐研发出各种振动治疗仪，通过物理振动方式促进血液循环和淋巴液回流，减轻肢体水肿，促进伤口愈合，预防压疮，缓解肌骨疼痛，改善关节活动度等逐渐成为用药、手术之外的重要补充治疗手段，特别是手持式振动治疗仪，有可便携、精准触达等优点。
[0003]但传统的手持式振动治疗仪在使用时，振动部件只能以设定的固定频率对使用者产生振动压力，无法动态补偿因手工操作治疗仪施加在患者身上压力，以及特定部位停留时间的不稳定性而造成的机械功率波动，这就造成了振动治疗仪治疗效果不佳的问题。
[0004]为此，我们设计出了一种三维振动治疗仪、控制系统及控制方法来解决以上问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的传统的振动治疗仪无法精确对患者身体表面施加压力的缺点，而提出的一种三维振动治疗仪、控制系统及控制方法，其目的是提供一种能够对患者表面三维施加压力，且借助控制系统调节，动态补偿，提升震动治疗仪对患者身体表面所受治疗压力的精确度。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种三维治疗仪，包括：
[0008]接触外套，为人体接触部分的柔性套件，一端呈封闭状，另一端呈开口状的腔体结构；
[0009]滚筒，作为所述接触外套的支撑结构体，嵌套在接触外套的腔体内，所述滚筒的一端内部设有磁片；
[0010]振动内芯，套设在所述滚筒内，并与所述滚筒转动连接，在所述振动内芯的内部设置有电机和霍尔传感器，其中所述电机位于振动内芯的一端，电机的输出端设置有偏心转子，振动内芯另一端的端头部圆周设置有压力传感器，所述霍尔传感器与所述磁片位于同一竖直面上；
[0011]操作手柄，设置有手握部，在所述手握部的上侧面设置有信号显示屏，紧邻所述信号显示屏的端部设置耦合部，所述耦合部与所述振动内芯设置有压力传感器的端部卡接结合，信号显示屏内置的处理芯片与电机、霍尔传感器以及压力传感器电性连接。
[0012]所述接触外套在人体表面进行滚动，带动所述滚筒一同参与滚动，所述磁片转动经过所述霍尔传感器时被检测，测量出接触外套和滚筒的旋转角速度；接触外套与人体接触时所产生的压力，被设置在振动内芯端部的所述压力传感器所检测，测出人体表面所受到的压力值，并将旋转角速度以及压力值通过所述信号显示屏进行显示，同时对所述电机
形成控制反馈，控制所述偏心转子的转动，对三维治疗仪所施加的治疗压力产生动态补偿。
[0013]优选的，所述接触外套为采用硅胶、橡胶或TPE中任意一种材料制作而成，接触外套呈封闭状的一端为半圆形的凸起结构。
[0014]优选的，所述滚筒为采用硬质塑料制作，其两端为开口的圆柱形空腔结构，设置在滚筒内部的所述磁片为一种能够长期保持其磁性的永磁体，若干磁片围绕滚筒的轴线方向并沿滚筒的圆周等间隔分布，且磁片位于滚筒靠近所述操作手柄一侧的端部；在滚筒远离操作手柄一侧的腔体内壁表面设置有凸起的滑条，与所述滑条相对应的所述振动内芯上开设有凹槽状的滑动轨道，滑条嵌设在所述滑动轨道内，并沿滑动轨道转动。
[0015]优选的，所述振动内芯的结构由治疗头、中间体和卡头三部分组成，所述治疗头为半圆形凸头结构，所述中间体由两个半圆柱腔体所组成的圆柱形空腔结构，所述电机和霍尔传感器安装在下部的所述半圆柱腔体内，且治疗头的下部固定安装在下部的所述半圆柱腔体的端部，所述卡头的下部固定安装在下部的所述半圆柱腔体的另一端部，沿卡头靠近中间体的一侧外圆周设置突出的垫圈，在卡头远离中间体的一端设置卡接头，所述卡接头与卡头同轴分布，且一体化硫化成型，所述压力传感器沿所述卡接头的一周贴设在所述垫圈的一侧端面上，卡接头卡接在所述耦合部内，并使压力传感器与耦合部相抵。
[0016]优选的，所述滚筒上靠近所述滑条一端，围绕滚筒轴线方向均匀开设若干镂空部，所述镂空部的长度为滚筒整体长度的三分之一，所述耦合部包括用于卡接所述卡接头的卡槽，所述卡槽是凸起于耦合部端面的凹槽结构，所述振动内芯通过卡接头与卡槽之间耦合连接。
[0017]优选的，两个所述半圆柱腔体之间采用卡扣卡合连接或螺栓紧固连接，所述压力传感器为薄膜式压力传感器。
[0018]一种应用于权利要求1所述的三维治疗仪的控制系统，所述控制系统包括采集单元、处理单元、显示单元、预警单元以及电机驱动单元，所述处理单元分别与采集单元、显示单元、预警单元以及电机驱动单元建立传输连接，处理单元控制电机驱动单元将反馈信号返回给电机；所述采集单元包括用于采集滚筒旋转的角速度和电机旋转频率的霍尔传感器，以及用于采集振动内芯与操作手柄之间挤压力的压力传感器，所述处理单元接收到采集单元的采集数据后，对采集数据进行处理，形成对电机的控制反馈，并将处理后的采集数据通过显示单元显示在操作手柄的信号显示屏上，所述预警单元用于监测所述压力传感器的采集压力值超过预设阈值后，并反馈至处理单元，控制电机停止运转。
[0019]优选的，所述预设阈值为2kg，所述采集数据包括滚筒旋转的角速度ω和电机旋转频率f，振动内芯与操作手柄之间挤压力F0。
[0020]一种三维治疗仪控制系统的控制方法，所述控制方法包括以下内容：
[0021]1)单位时间内接触外套向人体单位表面积传送的累计机械能与滚筒旋转的角速度ω成反比，与权重系数w(f)的平方成正比，与人体接触压力g(F0)成正比，即：
[0022]2)首先根据ISO5349
‑
1:2001(E)Table A.2中的数值表获取权重系数w(f)；
[0023]3)然后根据扭矩平衡公式，以及振动内芯与操作手柄之间挤压力F0，获得通过接触外套与人体接触的接触压力g(F0)；
[0024]4)信号显示屏提示操作者主动调节当前滚筒的滚动速度和接触外套与人体接触的接触压力；
[0025]5)处理单元根据当前操作者所设的输出频率，在
±
10％范围内上下调节电机转速，动态补偿操作者手工操作三维治疗仪过程中滚筒旋转的角速度ω和振动内芯与操作手柄之间挤压力F0的抖动；
[0026]6)当预警单元监测到接触外套与人体接触的接触压力超过预设阈值时，预警单元发出预警提示，并将接触压力g(F0)反馈至处理单元，处理单元控制电机驱动单元将反馈信号返回给电机，控制电机停止运转。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的三维治疗仪通过采集监测滚筒旋转的角速度和振动内芯与操作手柄之间挤压力对人体接触部所施加的治疗压力，通过控制系统动态调节电机的偏心转子的转动频率，对治疗仪提供动态补偿，使得三维振动治疗仪对患者身体所施加的治疗压力更加科学精确。
附图说明
[0028]图1为本专利技术提出的三维治疗仪的结构组装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维治疗仪，其特征在于，包括：接触外套，为人体接触部分的柔性套件，一端呈封闭状，另一端呈开口状的腔体结构；滚筒，作为所述接触外套的支撑结构体，嵌套在接触外套的腔体内，所述滚筒的一端内部设有磁片；振动内芯，套设在所述滚筒内，并与所述滚筒转动连接，在所述振动内芯的内部设置有电机和霍尔传感器，其中所述电机位于振动内芯的一端，电机的输出端设置有偏心转子，振动内芯另一端的端头部圆周设置有压力传感器，所述霍尔传感器与所述磁片位于同一竖直面上；操作手柄，设置有手握部，在所述手握部的上侧面设置有信号显示屏，紧邻所述信号显示屏的端部设置耦合部，所述耦合部与所述振动内芯设置有压力传感器的端部卡接结合，信号显示屏内置的处理芯片与电机、霍尔传感器以及压力传感器电性连接；所述接触外套在人体表面进行滚动，带动所述滚筒一同参与滚动，所述磁片转动经过所述霍尔传感器时被检测，测量出接触外套和滚筒的旋转角速度；接触外套与人体接触时所产生的压力，被设置在振动内芯端部的所述压力传感器所检测，测出人体表面所受到的压力值，并将旋转角速度以及压力值通过所述信号显示屏进行显示，同时对所述电机形成控制反馈，控制所述偏心转子的转动，对三维治疗仪所施加的治疗压力产生动态补偿。2.根据权利要求1所述的三维治疗仪，其特征在于，所述接触外套为采用硅胶、橡胶或TPE中任意一种材料制作而成，接触外套呈封闭状的一端为半圆形的凸起结构。3.根据权利要求1所述的一种三维治疗仪，其特征在于，所述滚筒为采用硬质塑料制作，其两端为开口的圆柱形空腔结构，设置在滚筒内部的所述磁片为一种能够长期保持其磁性的永磁体，若干磁片围绕滚筒的轴线方向并沿滚筒的圆周等间隔分布，且磁片位于滚筒靠近所述操作手柄一侧的端部；在滚筒远离操作手柄一侧的腔体内壁表面设置有凸起的滑条，与所述滑条相对应的所述振动内芯上开设有凹槽状的滑动轨道，滑条嵌设在所述滑动轨道内，并沿滑动轨道转动。4.根据权利要求1所述的一种三维治疗仪，其特征在于，所述振动内芯的结构由治疗头、中间体和卡头三部分组成，所述治疗头为半圆形凸头结构，所述中间体由两个半圆柱腔体所组成的圆柱形空腔结构，所述电机和霍尔传感器安装在下部的所述半圆柱腔体内，且治疗头的下部固定安装在下部的所述半圆柱腔体的端部，所述卡头的下部固定安装在下部的所述半圆柱腔体的另一端部，沿卡头靠近中间体的一侧外圆周设置突出的垫圈，在卡头远离中间体的一端设置卡接头，所述卡接头与卡头同轴分布，且一体化硫化成型，所述压力传感器沿所述卡接头的一周贴设在所述垫圈的一侧端面上，卡接头卡接在所述耦合部内，并使压力传感器与耦合部相抵。5.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱子奕，刘驰，
申请(专利权)人：尼亚加拉南京医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：