一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，包含主機(jī)和治療手柄，所述主機(jī)包含提供沖擊波能量的空氣壓縮機(jī)、氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器、單向閥、氣罐、過濾器、比例閥、氣壓傳感器、開關(guān)電路、電流采樣電路和人機(jī)交互接口。本發(fā)明包含一個氣路回路和兩個閉環(huán)控制電路回路，氣路回路為所述脈沖式體外沖擊波治療儀提供氣體和能量，兩個閉環(huán)控制電路為穩(wěn)定氣壓輸出提供保證，與傳統(tǒng)的沖擊波設(shè)備相比，具有設(shè)備體積小、輸出沖擊力平穩(wěn)、設(shè)備噪聲小及安全性好等優(yōu)點。
【專利說明】
_種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種物理治療設(shè)備，特別涉及一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]沖擊波是一種通過物理學(xué)機(jī)械介質(zhì)(如空氣和水)傳導(dǎo)的機(jī)械性脈沖強(qiáng)波(其能量的突然釋放而產(chǎn)生的高能量壓力波)，能在短時間內(nèi)給出多個陣波面，具有壓力瞬間增高和高速傳導(dǎo)的特性。
[0003]脈沖式體外沖擊波設(shè)備是將壓縮的空氣經(jīng)程序控制產(chǎn)生的脈沖聲波轉(zhuǎn)換成高精準(zhǔn)的彈道式?jīng)_擊波，利用儀器特有的頻率，通過治療手柄上的治療頭的定位和移動作用于人體激痛點，起到改善激痛點所影響區(qū)域的功能障礙，分解積存的代謝產(chǎn)物，刺激受影響的區(qū)域肌群，阻斷向心性疼痛傳導(dǎo)從而達(dá)到緩解疼痛的治療效果。壓縮機(jī)出來的空氣通過電磁閥推動錐體向前運動，直接撞擊治療頭，治療頭上套有反彈裝置，錐體沖擊到反彈裝置，回到初始位置，完成一次治療過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是開發(fā)一個用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，沖擊波能量由空氣壓縮機(jī)壓縮氣體產(chǎn)生，沖擊力的大小由控制氣體輸出的壓力來實現(xiàn)，沖擊頻率由治療手柄上的電磁閥來控制實現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明中，脈沖式體外沖擊波設(shè)備包含一個氣路回路和兩個閉環(huán)控制電路回路，所述一個氣路回路是大氣經(jīng)過空氣壓縮機(jī)壓縮后，壓縮的氣體通過單向閥進(jìn)入氣罐，氣罐內(nèi)的壓縮空氣被過濾器濾除水汽后流向比例閥，比例閥通過電控的方式實現(xiàn)將不大于其輸入端氣壓的壓縮氣體輸出到治療手柄，在治療手柄一次治療動作完成后壓縮的空氣又排放到大氣中；所述兩個閉環(huán)控制電路分別是氣罐氣壓閉環(huán)控制電路和比例閥氣壓閉環(huán)控制電路，所述氣罐氣壓閉環(huán)控制電路是連接在氣罐氣路中的氣壓傳感器檢測到的氣壓值反饋到氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器，經(jīng)氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器分析計算后控制開關(guān)電路的開關(guān)而控制空氣壓縮機(jī)的啟動或停止，從而實現(xiàn)氣罐氣壓的閉環(huán)控制，所述比例閥氣壓閉環(huán)控制電路是電流采樣電路采集流過比例閥的電流，將該電流值轉(zhuǎn)換成比例閥的輸出氣壓反饋到氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器，經(jīng)氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器分析計算后控制比例閥的輸出電壓，從而實現(xiàn)比例閥氣壓閉環(huán)控制。本發(fā)明中，空氣壓縮機(jī)只有啟動和停止兩種狀態(tài)，空氣壓縮機(jī)工作時產(chǎn)生的氣體輸出到氣罐中，氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器根據(jù)檢測到的治療手柄上的氣壓值和設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值來判斷啟動還是停止空氣壓縮機(jī)，啟動狀態(tài)下施加在空氣壓縮機(jī)兩端的電壓是恒定的。
[0006]本發(fā)明中，氣罐氣壓閉環(huán)控制電路保證氣罐內(nèi)的氣壓的穩(wěn)定性，氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器控制空氣壓縮機(jī)啟動和停止，當(dāng)檢測到氣罐中的氣壓值小于設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值時，啟動空氣壓縮機(jī)使其連續(xù)工作使氣罐中的氣壓值大于設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值，在上述二者壓力值達(dá)到一定偏差值時使空氣壓縮機(jī)停止工作，上述偏差值與設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值和設(shè)置的沖擊頻率值正相關(guān)。
[0007]設(shè)備在工作過程中，氣罐內(nèi)的氣壓值始終大于設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值，比例閥氣壓閉環(huán)控制電路保證比例閥輸出的氣壓的穩(wěn)定性，氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器根據(jù)設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值調(diào)節(jié)比例閥的電壓時治療手柄上輸出的氣壓值與設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值一致，檢測比例閥反饋的電流值，當(dāng)出現(xiàn)偏差時，氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器改變比例閥的輸出電壓予以校正。
[0008]通過上述的氣路回路和兩個氣壓閉環(huán)控制電路，其最終目的是控制輸出到治療手柄的氣壓值等于設(shè)備設(shè)定的輸出氣壓值，并使其保持穩(wěn)定。
[0009]氣罐聯(lián)合比例閥并采用氣罐氣壓閉環(huán)控制電路和比例閥氣壓閉環(huán)控制電路雙閉環(huán)控制的方式，使得比例閥輸入端的氣壓值高于輸出端的氣壓值，該方式的優(yōu)點在于設(shè)備工作時可以獲得穩(wěn)定的氣流，減輕氣壓在輸出過程中的抖動，使得治療手柄輸出沖擊力平
Ilo
[0010]采用氣罐作為儲氣裝置，氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器在判斷氣流量充裕的情況下使空氣壓縮機(jī)停止工作，該方式的優(yōu)點在于能有效降低設(shè)備的噪聲，且空氣壓縮機(jī)間歇性工作有利于設(shè)備的散熱，避免空氣壓縮機(jī)連續(xù)工作而導(dǎo)致溫升過大。
[0011]氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器根據(jù)氣罐內(nèi)的氣壓值和設(shè)備設(shè)定的輸出氣壓值對空氣壓縮機(jī)施加控制，具有一定的提前量，且可以根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整，因此氣罐的儲氣量不需要很大，可以使用小容量氣罐，該方式的優(yōu)點在于可以使得設(shè)備整機(jī)的體積較小。
[0012]本發(fā)明采用空氣壓縮機(jī)間歇式工作，可以使氣路中的氣體最快程度的降溫，附著在管壁上，在重力作用下進(jìn)入氣罐下方連接的排水閥中，排水閥可防止水分回流，排水閥中的水積累到一定量的時候排放到機(jī)器下部的海綿中，在風(fēng)扇通風(fēng)的環(huán)境中揮發(fā)到空氣中。
[0013]本發(fā)明采用壓力傳感器測試氣罐的實時氣壓值，在實際測試中得出氣壓的誤差值范圍，以及零點的誤差值，再應(yīng)用相應(yīng)的采集分析軟件控制當(dāng)前空氣壓縮機(jī)的狀態(tài)，最大程度的減少空氣壓縮機(jī)啟停的次數(shù)與時間，提高管路中氣體的有效利用率。
[0014]本發(fā)明使用了安全閥，將可能危險人身安全以及機(jī)器性能的較大的壓力的氣體排出管路，限制管路內(nèi)的最大氣壓值。
[0015]本發(fā)明使用了單向閥，空氣壓縮機(jī)停止工作時氣體不會從氣罐中倒流到空氣壓縮機(jī)，使氣罐保持一定的壓力。當(dāng)下一次治療開始時氣罐的壓力從當(dāng)前基準(zhǔn)開始調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍變窄，較快就能夠達(dá)到設(shè)定的氣壓值。
【附圖說明】
[0016]圖1是設(shè)備的控制原理示意圖；
[0017]圖2是設(shè)備的整機(jī)結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0018]圖3是設(shè)備的整機(jī)效果圖；
[0019]圖4是設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)裝配圖。
【具體實施方式】
[0020]空氣壓縮機(jī)I將壓縮的空氣通過單向閥2單方向性地注入氣罐3中，氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器13根據(jù)設(shè)備設(shè)定的輸出值調(diào)節(jié)比例閥5的輸出，得到相應(yīng)氣壓的氣流通過氣路管道進(jìn)入治療手柄6，當(dāng)治療手柄6上的電磁閥打開時，氣流推動手柄中的錐體撞擊治療手柄6上的沖擊頭，將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械式脈沖沖擊波，這種脈沖式?jīng)_擊波被用于骨肌疾病的治療。
[0021]本發(fā)明包含主機(jī)15和治療手柄6，其中主機(jī)15包含提供沖擊波能量的空氣壓縮機(jī)
1、氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器13、氣罐3、比例閥5和人機(jī)交互接口14。其中治療手柄6包含電磁閥、沖擊頭、錐體、錐體加速管道和啟動開關(guān)。
[0022]空氣壓縮機(jī)I上的電機(jī)通過一個開關(guān)電路7連接到24V直流電源上，由氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器13控制該開關(guān)電路7的開通與關(guān)閉，從而控制空氣壓縮機(jī)I的啟動與停止?？諝鈮嚎s機(jī)I的氣路輸入端通過一個消聲器連接到大氣，空氣壓縮機(jī)I氣路輸出端通過一個單向閥2連接到一個容量不大于2L的氣罐3。
[0023]氣罐氣壓閉環(huán)控制電路保證氣罐3內(nèi)的氣壓的穩(wěn)定性，氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器13控制空氣壓縮機(jī)I啟動和停止，當(dāng)檢測到氣罐3中的氣壓值小于設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值時，啟動空氣壓縮機(jī)I使其連續(xù)工作使氣罐3中的氣壓值大于設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值，在上述二者壓力值達(dá)到一定偏差值時使空氣壓縮機(jī)I停止工作，上述偏差值與設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值和設(shè)置的沖擊頻率值正相關(guān)。設(shè)備在工作過程中，氣罐3內(nèi)的氣壓值始終大于設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值，比例閥氣壓閉環(huán)控制電路保證比例閥5輸出的氣壓的穩(wěn)定性，氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器13根據(jù)設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值調(diào)節(jié)比例閥5的電壓時治療手柄6上輸出的氣壓值與設(shè)備設(shè)置的輸出壓力值一致，檢測比例閥5反饋的電流值，當(dāng)出現(xiàn)偏差時，氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器13改變比例閥5的輸出電壓予以校正。
[0024]氣罐3具有良好的密封性，且能承受不大于1bar的氣體壓強(qiáng)。氣罐3分別與單向閥
2、氣壓傳感器8及防冷凝水裝置連接，當(dāng)比例閥5被控制打開時，壓縮的空氣被防冷凝水裝置過濾液態(tài)水后通過比例閥5流向治療手柄6。
[0025]防冷凝水裝置由過濾器4、排水閥9和控制電路10組成，空氣壓縮機(jī)I在壓縮氣體過程中會產(chǎn)生熱量會將空氣加熱，被加熱的空氣在輸出后遇冷會迅速冷凝成液態(tài)水，過濾器4用于濾除壓縮空氣中的液態(tài)水，過濾器4有儲水功能，當(dāng)儲水量達(dá)到一定量后，打開與其連接的排水閥9可以將液態(tài)水排出。
[0026]與治療手柄6連接的氣路中安裝了一個機(jī)械式的安全閥12，治療手柄6連通的氣路中的氣壓大于設(shè)備標(biāo)稱最大輸出壓強(qiáng)的1.2倍時，氣壓安全閥12能自動打開將氣體排出。
[0027]氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器13通過氣壓傳感器8反饋值來控制空氣壓縮機(jī)I的啟動與停止，并控制比例閥5以實現(xiàn)調(diào)節(jié)所述沖擊手柄的輸出沖擊力，所述氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器13是一個雙閉環(huán)控制電路。
[0028]第一個閉環(huán)控制電路即氣罐氣壓閉環(huán)控制電路是通過采樣氣罐3內(nèi)的實時氣壓值，根據(jù)設(shè)備設(shè)置的輸出氣壓，即給定氣壓，由控制器分析判斷后控制開關(guān)電路7的開通與關(guān)閉，從而控制空氣壓縮機(jī)I的啟動與停止。氣罐3內(nèi)的實時氣壓值通過氣壓傳感器8進(jìn)行采樣，所述氣壓傳感器8為數(shù)字式的氣壓傳感器8，控制器將采樣到的氣壓傳感器8的電壓值轉(zhuǎn)換成壓力值，在該閉環(huán)控制電路中，氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器13通過一個模糊控制器來實現(xiàn)，該模糊控制器通過軟件的方式實施。
[0029]第二個閉環(huán)控制電路即比例閥氣壓閉環(huán)控制電路是通過采樣比例閥5的電流值，根據(jù)設(shè)備設(shè)置的輸出氣壓，即給定氣壓，由控制器分析計算偏差后調(diào)整比例閥5的輸出電壓，控制比例閥5的輸出穩(wěn)定在給定氣壓值，在該閉環(huán)控制電路中，氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器13通過一個PI控制器來實現(xiàn)，該模糊控制器通過軟件的方式實施。
[0030]氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器13連接有人機(jī)交互接口14，其【具體實施方式】為彩色液晶屏顯示和觸摸屏輸入，用于操作者設(shè)置設(shè)備的輸出參數(shù)，如沖擊壓力、沖擊頻率、沖擊次數(shù)等，和顯示相關(guān)信息。
[0031]治療手柄6上有一個用于控制氣流通斷的電磁閥，當(dāng)電磁閥打開時，氣體進(jìn)入治療手柄6內(nèi)，氣流推動手柄中的椎體撞擊治療手柄6上的沖擊頭，將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械式脈沖沖擊波。治療手柄6上啟動開關(guān)用來控制治療手柄6內(nèi)電磁閥的打開或關(guān)閉，所述電磁閥的開關(guān)頻率不大于25Hz。
[0032]治療手柄6上還有一個計數(shù)器，用來記錄治療手柄6的沖擊次數(shù)，其原理是記錄電磁閥的開關(guān)次數(shù)。
[0033]空氣壓縮機(jī)I下還包含一個減震裝置，所述減震裝置由減震橡膠腳、空氣壓縮機(jī)I固定板和防脫落安全柱組成，設(shè)置減震裝置的目的是減少噪聲、降低工作過程和設(shè)備運輸過程中對空氣壓縮機(jī)I的損傷幾率。
[0034]主機(jī)15上還包含一個用于放置治療手柄6的放置架16，其用途是在設(shè)備停止工作時用來放置治療手柄6，所述放置架16通過螺絲固定在主機(jī)15上，運輸過程中可將其從主機(jī)15上分咼。
【主權(quán)項】
1.一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，包含主機(jī)(15)和治療手柄(6)，所述主機(jī)(15)包含提供沖擊波能量的空氣壓縮機(jī)(I)、氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器(13)、單向閥(2)、氣罐(3)、過濾器(4)、比例閥(5)、氣壓傳感器(8)、開關(guān)電路(7)、電流采樣電路(11)和人機(jī)交互接口(14); 其特征在于:所述脈沖式體外沖擊波設(shè)備包含一個氣路回路和兩個閉環(huán)控制電路回路，所述一個氣路回路是大氣經(jīng)過空氣壓縮機(jī)(I)壓縮后，壓縮的氣體通過單向閥(2)進(jìn)入氣罐(3)，氣罐(3)內(nèi)的壓縮空氣被過濾器(4)濾除水汽后流向比例閥(5)，比例閥(5)通過電控的方式實現(xiàn)將不大于其輸入端氣壓的壓縮氣體輸出到治療手柄(6)，在治療手柄(6)—次治療動作完成后壓縮的空氣又排放到大氣中；所述兩個閉環(huán)控制電路分別是氣罐氣壓閉環(huán)控制電路和比例閥氣壓閉環(huán)控制電路，所述氣罐氣壓閉環(huán)控制電路是連接在氣罐(3)氣路中的氣壓傳感器(8)檢測到的氣壓值反饋到氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器(13)，經(jīng)氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器(13)分析計算后控制開關(guān)電路(7)的開關(guān)而控制空氣壓縮機(jī)(I)的啟動或停止，從而實現(xiàn)氣罐氣壓的閉環(huán)控制，所述比例閥氣壓閉環(huán)控制電路是電流采樣電路(11)采集流過比例閥(5)的電流，將該電流值轉(zhuǎn)換成比例閥(5)的輸出氣壓反饋到氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器(13)，經(jīng)氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器(13)分析計算后控制比例閥(5)的輸出電壓，從而實現(xiàn)比例閥氣壓閉環(huán)控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器(13)通過控制比例閥(5)的輸出氣壓以實現(xiàn)控制調(diào)節(jié)所述沖擊手柄(6)的輸出沖擊力。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述氣罐氣壓閉環(huán)控制電路的目的是控制氣罐(3)的氣壓保持穩(wěn)定，其控制目標(biāo)值與設(shè)備的設(shè)定輸出氣壓相關(guān)，且大于設(shè)備的設(shè)定輸出氣壓。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述比例閥氣壓閉環(huán)控制電路的目的是控制比例閥(5)的氣壓保持穩(wěn)定，其控制目標(biāo)值與設(shè)備的設(shè)定輸出氣壓相等。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述氣壓反饋與調(diào)節(jié)控制器(13)在氣罐氣壓閉環(huán)控制電路和比例閥氣壓閉環(huán)控制電路分別有一個控制器，在氣罐氣壓閉環(huán)控制電路中有一個模糊控制器，在比例閥氣壓閉環(huán)控制電路有一個PI控制器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述模糊控制器和所述PI控制器均采用軟件算法實現(xiàn)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述空氣壓縮機(jī)(I)只具有啟動和停止兩種狀態(tài)，啟動狀態(tài)下施加在空氣壓縮機(jī)(I)兩端的電壓是恒定的。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述氣壓傳感器(8)是一種數(shù)字式的壓力傳感器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述空氣壓縮機(jī)(I)提供的氣壓范圍為O?7bar。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述氣罐(3)的容量不大于2L。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:與所述治療手柄(6)連通的氣路中還包含一個用于過壓保護(hù)的機(jī)械式氣壓安全閥(12)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:當(dāng)與所述治療手柄(6)連通的氣路中的氣壓大于設(shè)備標(biāo)稱最大輸出壓強(qiáng)的1.2倍時，所述氣壓安全閥(12)能自動泄壓。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述人機(jī)交互接口( 14)的【具體實施方式】為彩色液晶屏顯示和觸摸屏輸入。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述治療手柄(6)上有一個控制氣體通斷的電磁閥，所述電磁閥實現(xiàn)不同的沖擊頻率，所述沖擊頻率不大于25Hz。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述治療手柄(6)上具有統(tǒng)計治療手柄輸出次數(shù)的功能。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述空氣壓縮機(jī)氣體輸出端還包含一個防冷凝水裝置，所述防冷凝水裝置由過濾器(4)、排水閥(9)和排水控制電路(1)組成。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述單向閥(2)使氣流只能單方向性地從空氣壓縮機(jī)流向氣罐。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于骨肌疾病治療的脈沖式體外沖擊波設(shè)備，其特征在于:所述主機(jī)上還包含一個治療手柄放置架(16)，所述治療手柄放置架(16)可與主機(jī)(15)分離。
【文檔編號】A61H23/00GK105997468SQ201610286635
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】資道周, 湯燕梅, 羅院龍
【申請人】廣州龍之杰科技有限公司