目前在醫(yī)療康養(yǎng)領(lǐng)域都比較受歡迎的空氣波壓力治療儀，是一款通過對(duì)多腔氣囊按一定順序充放氣動(dòng)作，來對(duì)肢體和組織施加循環(huán)壓力，起到加速靜脈血流速度促進(jìn)淤血排空，生成搏動(dòng)血流以改善微循環(huán)的作用，并能增加纖溶系統(tǒng)活性，適用于DVT（深靜脈血栓）形成的預(yù)防，和減輕肢體水腫，對(duì)腦血管及周圍血管疾病的并發(fā)癥也有確切療效，特別是作為心腦血管早期保健和預(yù)防的意義極為重要，已廣泛應(yīng)用于臨床上的多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，和眾多的普通家庭之中。

因?yàn)閷儆卺t(yī)療健康類產(chǎn)品，想要DIY一臺(tái)空氣波壓力治療儀，首先就得查閱清楚相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件，再按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來制作，才能保證做出的產(chǎn)品符合規(guī)范要求。通過查閱《YY-0833-2020 肢體加壓理療設(shè)備通用技術(shù)要求》，并參照市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品功能參數(shù)，制定出如下基本參數(shù)要求：

基本參數(shù)：

充氣與保持時(shí)間設(shè)置范圍：5s-160s，初始充氣時(shí)間≤60秒，允許誤差±30%。

壓力設(shè)置范圍：10 -40Kpa。（默認(rèn)25Kpa）極限壓強(qiáng)：40Kpa（300mmHg）誤差±20%或±3Kpa（±22.5mmHg） 取最大值。

時(shí)間設(shè)置范圍：10-99分鐘，允許±2%，最大應(yīng)不大于 ±1 min。

過壓保護(hù)：氣囊內(nèi)的極限正壓不超過40Kpa（300mmHg），且超過2Kpa的持續(xù)時(shí)間應(yīng)不大于20 秒（超過自動(dòng)泄氣）。（標(biāo)準(zhǔn)：超過20%的持續(xù)時(shí) 間應(yīng)不大于1 秒）

治療模式：6種編程治療模式。

通過測(cè)評(píng)市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品，再結(jié)合實(shí)際用戶群體分析后，決定新增加3項(xiàng)功能：

1、增加任意氣囊腔體關(guān)閉功能，以方便某一部位受傷不適合按壓時(shí)可以直接跳過該部位；

2、增加語音播報(bào)功能，方便老年用戶及時(shí)獲知設(shè)備工作狀態(tài)；

3、采用一大、一小雙氣泵，加氣時(shí)候雙氣泵同時(shí)工作能更快速加到設(shè)定氣壓；補(bǔ)氣的時(shí)候僅小氣泵工作，這樣可以獲得更加精準(zhǔn)平穩(wěn)的氣壓保持狀態(tài)。

按照以上思路，設(shè)計(jì)出電路方框圖如下：? ?

接下來就根據(jù)方框圖，來分別設(shè)計(jì)出主板和按鍵顯示板的電路原理圖。原理設(shè)計(jì)中，盡量選用質(zhì)優(yōu)價(jià)廉容易購買的元件。

如果希望后續(xù)能往批量產(chǎn)品發(fā)展，還需要預(yù)留出一定的功能擴(kuò)展，例如4腔、6腔、8腔兼容，以及紅外遙控等，電源部分還需要考慮電磁兼容等方面的設(shè)計(jì)。? ?

按鍵顯示部分直接選用一片專用數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片，既可以節(jié)省單片機(jī)IO資源，又能簡(jiǎn)化電路布線、方便結(jié)構(gòu)布局。

設(shè)計(jì)好原理圖，檢查無誤后按照構(gòu)思繪制PCB圖就相對(duì)簡(jiǎn)單多了。

重點(diǎn)要注意線路電流大小、高低壓電路分割隔離、功率器件散熱、以及干擾輻射等方面。

主板在設(shè)計(jì)上已經(jīng)預(yù)留了4、6、8腔兼容。

考慮到兩個(gè)氣泵的驅(qū)動(dòng)和電源部分的功率器件功耗均不太大，就不再使用外加散熱器的方式，直接設(shè)計(jì)成PCB銅箔散熱即可。

220V氣泵驅(qū)動(dòng)部分相對(duì)獨(dú)立，為了保險(xiǎn)起見，直接將該部分PCB鏤空，加強(qiáng)同其他電路的安全隔離等級(jí)。

顯示按鍵板的布局走線就相對(duì)簡(jiǎn)單很多，因主板元器件較多，而顯示按鍵板空間較大，故將語音電路放在了這塊板子上上面。

剩下的事情只需要交給PCB線路板廠就是了。

發(fā)出去制作PCB的時(shí)候，同時(shí)按照BOM清單購買元器件，各種電子元件、接插件包括按鍵和配套的按鍵帽等，所有的元器件都可以在tb和pxx上購買到，等PCB板子和電子元件到齊就可以焊接樣板啦。??

然后就是根據(jù)前面的功能定義和原理設(shè)計(jì)編寫程序。語音播報(bào)可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)先列出一張?jiān)~語表，找一個(gè)播音專業(yè)的同學(xué)朗讀錄制好，再燒寫進(jìn)語音芯片就可以了。

（詳細(xì)程序源代碼此處略過）

在仔細(xì)檢查PCBA板子元件焊接正確、沒有連錫短路后，將編寫好的代碼燒寫進(jìn)單片機(jī)（該型號(hào)單片機(jī)不用燒錄器，可直接通過USB線連接電腦燒錄）。連上按鍵顯示板和氣泵、氣閥、氣囊套、開關(guān)電源后開始通電測(cè)試各功能狀態(tài)是否正常。

需要注意的是，本機(jī)顯示的壓力值必須從0KPA-40KPA依次手動(dòng)加壓輸入測(cè)量（可使用標(biāo)準(zhǔn)的水銀血壓計(jì)），并根據(jù)串口打印信息反復(fù)調(diào)校直到符合設(shè)計(jì)精度要求。

整個(gè)電路部分全部調(diào)試完成后，就得要給找一套合適的外殼了。

因?yàn)槭荄IY，不可能有剛好合適的現(xiàn)成外殼可用，只要能先尋找到一款大致可以安裝進(jìn)去所有電路器件的外殼，自己動(dòng)手改裝就基本上沒啥問題了。

先根據(jù)面板數(shù)碼管、發(fā)光二極管和按鍵的PCB設(shè)計(jì)位置，結(jié)合這款外殼面板框設(shè)計(jì)一份定位圖紙，1:1打印出來貼到面殼對(duì)應(yīng)位置。

然后先用1mm鉆頭鉆出中心定位孔，再用10mm鉆頭（按鍵8mm直徑）開出按鍵孔位；用2.5mm鉆頭開出LED燈孔（發(fā)光管3mm直徑），再用5mm鉆頭從背面銑成一個(gè)圓錐形孔，這樣才能保證發(fā)光管可以貼緊面板孔壁。四個(gè)角的按鍵板固定螺絲孔也必須從正面銑成圓錐形孔，再用沉頭螺絲和螺母固定好按鍵板，這樣才能保證面板貼紙貼上去時(shí)能平整。? ?

氣路插頭在網(wǎng)上可以直接買到就不用自行加工了，佳禾和奧美佳的規(guī)格都一樣，氣孔中心間距10毫米。

需要仔細(xì)加工的是氣路插座，先裁切出一塊90mm*15mm*22mm的長(zhǎng)方塊，然后打磨平整光滑。

用雙面膠粘貼上1:1打印好的鉆孔定位圖；

同樣，先用1mm鉆頭鉆出中心定位孔來，再用5毫米鉆頭鉆穿中間的6個(gè)孔，再使用5.5mm鉆頭（插頭直徑5mm）鉆約12mm深度后，使用9mm平口銑刀(密封圈外徑9mm）下鉆約1.8mm深度，并清理干凈毛邊碎屑。注意兩端的的孔是固定螺絲孔，使用2.5mm鉆頭鉆孔即可。

再將網(wǎng)上購買的3mm*5mm尼龍管，切割成20mm長(zhǎng)的小段，用PVC管專用膠水分別涂抹均勻小尼龍管一端外壁，和插座5mm鉆孔的內(nèi)壁部分，再將小尼龍管壓入插座，注意只需插入10mm深度，然后放置12小時(shí)以待達(dá)到最大粘合強(qiáng)度。

接下來就可以加工氣路插座在底殼上的安裝孔位了，同樣，用雙面膠粘貼上1:1打印好的鉆孔定位圖，先用1mm鉆頭鉆出中心定位孔來，再用5.5毫米鉆頭鉆出6個(gè)氣路孔。兩端的固定螺絲孔使用3mm鉆頭開孔后，再用5mm鉆頭銑成圓錐形孔，以方便使用沉頭螺絲固定。如果不介意螺絲頭露在外面，可以省略銑圓錐形孔這一步。? ?

然后就是將220V大氣泵、12V小氣泵、開關(guān)電源、主板、電磁閥等一一安裝到底殼上去。

首先，把這些部件擺放到底殼上，調(diào)整好擺放位置后，在對(duì)應(yīng)固定螺絲孔位的地方分別做好標(biāo)記，再根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)鉆孔，為了保證誤差較小，同樣先用1mm鉆頭定位，再用3.5mm鉆頭擴(kuò)大。并在鉆孔位置使用3mm機(jī)牙螺絲固定緊支撐柱，220V氣泵重量較大，使用銅鑼柱，其它部件使用尼龍柱即可。??? ??

把各部件放置到固定好的支撐柱上后，再用3mm機(jī)牙螺絲鎖緊。接下來就是焊接安裝電源插座、開關(guān)電源、氣泵氣閥的連接線，并一一插入到主板上的對(duì)應(yīng)插座，用螺旋管將線纜扎束整潔。

接下來在將6個(gè)外徑9mm、內(nèi)徑5mm的密封圈，裝入氣路插座，再用兩顆3mm的沉頭自攻螺絲緊固在底殼對(duì)應(yīng)位置上；然后用4mm*7mm的硅膠氣管按照原理圖邏輯關(guān)系將整個(gè)氣路連接起來。? ?

接下來用一個(gè)22mm的開孔器，將左側(cè)外殼的最上面圓孔擴(kuò)大成22mm的圓孔，并裝上急停開關(guān)。下面的兩個(gè)圓孔可以剪兩個(gè)礦泉水瓶蓋堵上，背面用熱熔膠粘貼牢固。? ?

仔細(xì)檢查所有電路、氣路都安裝無誤后，先通電測(cè)試按鍵操作和顯示均正常后，便可以使用一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)用水銀血壓計(jì)串接入氣路中，打氣加壓來檢測(cè)驗(yàn)證本設(shè)備從0-40KPA范圍內(nèi)的誤差精度，如發(fā)現(xiàn)有某個(gè)點(diǎn)的氣壓顯示誤差較大，可以通過串口工具抓取該點(diǎn)的電壓值，反復(fù)調(diào)校直到符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

以上步驟全部完成后，合上外殼再做全功能測(cè)試（為了直觀方便操作，暫時(shí)先1:1打印出一張面板示意圖貼紙貼上）。? ? ? ?

測(cè)試完所有功能準(zhǔn)確無誤后，裝上外殼固定螺絲，再在淘寶上定制幾張PVC背膠面貼貼上，整個(gè)外觀檔次立馬就提升了一大截。

接著再裁剪6排硅膠氣管，按照氣路1對(duì)應(yīng)腳、氣路6對(duì)應(yīng)大腿的次序裝好腿部氣囊套，插入主機(jī)氣路插座就可以開機(jī)體驗(yàn)和享受啦！? ? ? ? ?

如果想簡(jiǎn)單省事，不在意多花幾十元費(fèi)用，也可以網(wǎng)上拍一對(duì)組裝好的6腔腿套直接使用。除了下肢的氣囊套，還可以制作（或購買）6腔的上肢氣囊套、6腔腰部氣囊套插入設(shè)備使用。

最后，找了兩個(gè)塑膠堵頭替換掉礦泉水瓶蓋塞入小圓孔堵上，看起來顯得更加的美觀大方。?? ?

至此，一臺(tái)經(jīng)濟(jì)適用、又不失美觀大方的空氣波壓力治療儀就此誕生了！

審核編輯：黃飛

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