落在對應(yīng)的支腳上,當支撐軸1嵌套在對應(yīng)的凹槽內(nèi),同時外殼在使用者無主動意識 的帶動下進行擺動時,前后均通過對應(yīng)側(cè)的支腳實現(xiàn)限位;外殼上設(shè)置有連接電源和為導 電手套和/或電極貼輸出電脈沖信號的插口 3。
[0043] 硬件電路系統(tǒng)原理示意圖見圖2。其中,控制電路包括電源板、顯示板和主控板。電 路板間的協(xié)同工作過程為:由電源適配器提供的5V電源通過電源板向主控板供電,主控板 微控制器判斷設(shè)置的電源按鍵與工作時間、足部脈沖強度、身體部位脈沖強度設(shè)置對應(yīng)的 按鍵,或者通過紅外接收電路接收遙控器發(fā)出的紅外按鍵信號,用三個兩位7段的數(shù)碼管顯 示出工作時間、足部脈沖強度、身體部位脈沖強度的數(shù)值,并設(shè)定內(nèi)部的工作時間,足部脈 沖輸出信號的電壓幅度值,身體部位脈沖輸出信號的電壓幅度值,微控制器產(chǎn)生信號經(jīng)光 耦隔離后產(chǎn)生一系列控制信號,通過這些控制信號,控制理療電壓生成電路輸出高壓,控制 理療電壓開關(guān)電路的開關(guān)動作,控制脈沖信號生成電路輸出作用于人體的脈沖信號。在微 控制器的控制下,可以輸出15種波形,每種波形工作大約1分鐘左右。
[0044]電源板將5V電源傳輸給主控板,并輸出手套和電極貼的脈沖信號。插口 3包括DC+ 5V接口的插座和插座CN4;其中,DC+5V接口的插座取自外部的DC+5V的電源適配器;DC+5V電 源轉(zhuǎn)接至插座CN4,插座CN4通過專用電纜與主控板連接,通過電源板插座CN4向主控板提供 +5V電源;主控板產(chǎn)生的脈沖信號也通過專用電纜傳給電源板的插座CN4,之后該脈沖信號 由插座CN4轉(zhuǎn)接至電源板上的輸出插座,輸出插座輸出的兩組信號即為血氧循環(huán)治療儀提 供的手套與電極貼的脈沖信號。
[0045]圖3所示為電源板的電路圖,J1、J2和J3均為圓形插座。插座J1提供三個引腳,其中 引腳1接DC+5V電源適配器的正極,插座J1的引腳2和引腳3在插座內(nèi)部是連接在一起的。插 座J1的引腳2和引腳3接DC+5V電源適配器的負極。插座J1的引腳1串聯(lián)電感L4后與插座CN4 的引腳6連接。插座J1的引腳2和引腳3串聯(lián)電感L5后與插座CN4的引腳5連接。通過插座CN4 的引腳5和引腳6向主控板提供+5V直流電源。插座J2提供三個引腳,其中插座J2的引腳1和 引腳2在插座J2內(nèi)部是連接在一起的。插座J2和J3相同,插座J3的引腳1和引腳2在插座J3內(nèi) 部是連接在一起的。插座CN4的引腳1和引腳2接收來自主控板的脈沖信號,CN4的引腳1分兩 路進彳丁轉(zhuǎn)接,一路為CN4的引腳1接J2的引腳1和引腳2;另一路為CN4的引腳1接J3的引腳1和 弓丨腳2。同時,CN4的引腳2分兩路進行轉(zhuǎn)接,一路為CN4的引腳2接J2的引腳3;另一路為CN4的 引腳2接J3的引腳3。
[0046] 主控板包括穩(wěn)壓電源電路、微控制器、理療電壓生成電路、理療電壓開關(guān)電路、脈 沖生成電路、信號隔離電路、蜂鳴器及其驅(qū)動電源和紅外接收電路,下面分別介紹如下。
[0047] 穩(wěn)壓電源電路將+5V直流電源轉(zhuǎn)換為+3.3V電壓后輸出,該+3.3V電壓的直流電源 為微控制器供電。電源適配器輸出DC+5V的電源線和地線最終被轉(zhuǎn)接到主控板的插座CN3的 引腳1和引腳2XN3的引腳1為+5V電源線,引腳2為地線。圖4所示為穩(wěn)壓電源電路的電路圖。 保險F1用于短路保護,二極管D15用于當電源極性意外錯誤時進行反相保護,即當電源極性 錯誤,則電路不上電,避免電路燒壞。二極管D18用于當電源電壓意外過高時進行過壓保護。 隨后通過兩級電源濾波電路進行輸入電源紋波抑制,電容C22、CX1、C28和電感L3組成第一 級π型電源濾波電路,電容CX2、C8和電感L1組成第二級π型電源濾波電路。通過LD0芯片U3將 輸入的+5V電壓變換為+3.3V后輸出。通過電容組C3、CX5、和C9分別對芯片U3輸出+3.3V電壓 進行高頻、中頻、低頻濾波,確保+3.3V電壓的電源品質(zhì)優(yōu)良,進而提高產(chǎn)品在電源方面的電 磁兼容性。
[0048] 微控制器的核心部分由成熟穩(wěn)定的微控制器芯片實現(xiàn),優(yōu)選的微控制器采用單片 機。微控制器用于控制理療電壓生成、理療電壓開關(guān)信號生成、脈沖信號生成,同時微控制 器還提供蜂鳴器輸入信號、讀取紅外接收信號。
[0049] 針對微控制器的說明如下:
[0050] a)在每個電源管腳處均放置陶瓷電容進行濾波;
[0051] b)微控制器芯片通過外部晶振提供時鐘信號,該時鐘信號通過一個晶振和兩個陶 瓷電容共同作用后產(chǎn)生;
[0052] c)上電復位電路由電阻和電容組成;
[0053] d)微控制器其它I/O管腳的連接功能如表1所示。
[0054] 表1微控制器I/O功能管腳功能分配。
[0057] 理療電壓生成電路包括足部理療電壓生成電路,身體部位理療電壓生成電路。兩 種理療電壓生成電路的電路結(jié)構(gòu)完全相同,以足部理療電壓生成電路為例說明理療電壓生 成電路,足部理療電壓生成電路原理圖如圖5所示。
[0058] 在圖5中,通過電阻R62和電阻R104對控制信號S0LE-PWM進行分壓,分壓后的信號 控制三極管Q17的截止或?qū)?,通過變壓器T1實現(xiàn)電壓升高,通過二極管D10得到直流脈動 信號,通過電阻R57對高頻毛刺進行阻尼抑制,通過電容C10的積分效應(yīng)得到二級管D10輸出 信號的平均分量。通過電容CT1將微控制器地與理療電壓生成電路地連接起來,實現(xiàn)高頻毛 刺的有效泄放,提尚電路的抗噪聲性能。
[0059] 理療電壓開關(guān)電路包括足部理療電壓開關(guān)電路,身體部位理療電壓開關(guān)電路。兩 種理療電壓開關(guān)電路的電路結(jié)構(gòu)完全相同,以足部理療電壓開關(guān)電路為例說明理療電壓開 關(guān)電路,足部理療電壓開關(guān)電路原理圖如圖6所示。
[0060] 在圖6中,通過電阻R69、R73和電阻R102串聯(lián)電路對控制信號S0LE-0N進行分壓,通 過電容C11對分壓后的信號進行濾波,濾除高頻毛刺,提高抗噪聲裕度。濾波后的分壓信號 控制三極管Q6的截止或?qū)?。若Q6導通,則三極管Q5導通,隨后三極管Q1導通,理療電壓 VCC1通過三極管Q1進入脈沖生成電路。利用電容C17的充電效應(yīng)、以及C17和R66組成的高通 濾波電路可以有效避免VCC1上的高頻毛刺進入脈沖生成電路。若Q6截止,則Q5無法導通,最 終Q1無法導通,這樣VCC1將不會進入脈沖生成電路。因此通過控制信號S0LE-0N來控制理療 電壓VCC1是否進入脈沖生成電路。
[0061] 脈沖生成電路包括足部脈沖生成電路,身體部位脈沖生成電路。兩種脈沖生成電 路的電路結(jié)構(gòu)完全相同,以足部脈沖生成電路為例說明脈沖生成電路,足部脈沖生成電路 原理圖如圖7所示,脈沖生成電路在微控制器的控制下,通過四個三級管來實現(xiàn)在S0LE-0UT1和S0LE-0UT2之間輸出脈沖信號的功能。在圖7中,通過電阻R67和電阻R74對控制信號 Q7-B進行分壓,分壓后信號控制三極管Q7的截止或?qū)āMㄟ^電阻R71和電阻R75對控制信 號Q8-B進行分壓,分壓后信號控制三極管Q8的截止或?qū)āH艨刂芉7導通,Q8截止,則S0LE-0UT1接地,此時Q3的截止,Q4的導通,理療電壓VCC1通過Q4傳給S0LE-0UT2,則S0LE-0UT2上 的電壓為VCC1,在S0LE-0UT1和S0LE-0UT2上存在壓差為-VCC1。若控制Q7截止,Q8導通,則 S0LE-0UT2接地,此時Q3導通,Q4截止,理療電壓VCC1通過Q3傳給S0LE-0UT1,則S0LE-0UT1上 的電壓為VCC1,在S0LE-0UT1和S0LE-0UT2上存在壓差為VCC1。
[0062] 為了提高電路工作的可靠性,避免電路間互相干擾,需要將數(shù)字電路和模擬電路 進行隔離,在本電路中通過光耦進行隔離。由于光耦輸入輸出間互相隔離,電信號傳輸具有 單向性,因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又因為光耦的輸入端屬于電流型工作 的低阻元件,因而具有很強的共模抑制能力。選用的光耦信號單向傳輸,輸入端與輸出端完 全實現(xiàn)了電氣隔離,輸出信號對輸入端無影響,抗干擾能力強,工作穩(wěn)定,無觸點。使用壽命 長,傳輸效率高。信號隔離電路包括足部信號隔離電路,身體部位信號隔離電路。兩種信號 隔離電路的電路結(jié)構(gòu)完全相同,以足部信號隔離電路為例說明信號隔離電路,足部信號隔 離電路原理圖如圖8所示。在圖8中,來自微控制器的控制信號經(jīng)過限流電阻R98后進入光耦 U4A輸入端,控制光耦U4A的導通與截止,光耦導通后,VCC1通過上拉電阻R61對光耦輸出信 號進行上拉,穩(wěn)壓二極管ZD2用于對VCC1電壓值進行鉗位,電容C12用于對VCC1進行濾波。 SOLE信號起使能作用,用于控制S0LE1和S0LE2信號是否起作用。當SOLE信號為低電平時, S0LE1和S0LE2信號起作用;當SOLE信號為高電平時,S0LE1和S0LE2信號不起作用。微控制器 輸出信號與光親隔離處理后的輸出信號對應(yīng)表見表2。
[0063] 表2光耦隔離信號表。
[0066]蜂鳴器的主要作用是在產(chǎn)品的運行過程中,依據(jù)既定的設(shè)計工作模式,在執(zhí)行的 特定環(huán)節(jié)提供提示音,蜂鳴器的工作電壓為+3.3V。蜂鳴器是依靠線圈進行驅(qū)動的,因此對 其驅(qū)動電路的設(shè)計要考慮線圈的驅(qū)動電壓關(guān)閉時,其反向電勢的泄放通道,蜂鳴器及驅(qū)動 電路如圖9所示,在圖9中,B1為蜂鳴器的接口...