一种机体内自动调温方法与流程

一种机体内自动调温方法涉及医疗康复，具体是指一种用于运动康复设备中，实现机体内部自动调节温度的方法，以优化设备的运行环境，延长设备使用寿命，并提高使用效率与安全性。

背景技术：

1、当前，在运动康复领域，众多设备的设计与运用旨在帮助康复者通过特定的运动组件进行康复训练。这些设备通常包括多个机械运动部件和电气部件，其在长时间运作过程中会产生一定量的热能，这些热能如果不被妥善管理，可能会对设备的稳定性和运动组件的寿命造成负面影响。现有的运动康复设备中管理热能的方法在实际应用中存在以下弊端：第一种是设备通过安装风扇并在开机后自动启动风扇进行散热的方法，例如目前低周波治疗仪壳体内就是用这种方法散热，这种方法虽然简单，但由于无法进行控制，导致风扇始终以同一速度运转，不仅效率不高，还存在在低温下造成能源浪费，而在高温下不足以散热的情况。第二种是使用集成芯片进行智能控制，这种方法一会增加设备的硬件成本：智能芯片本身的价格，以及与之配套的传感器、变速风扇等高性能组件，都会提升整体成本；二会增加维护和更换成本：智能系统需要定期的软件更新和硬件维护以保持最佳性能，这都是一种持续的成本压力；三是开发集成智能控制系统，从设计、测试到最终实施，涉及大量的研发投入，增加了前期的开发成本。因此，这一领域迫切需要一种克服以上两种方法弊端的、可以应用到各种带壳体需要散热的康复器械中的、可提高使用效率与安全性、能优化设备的运行环境、延长设备使用寿命的新方法，以适应广大人民群众对医疗康复的迫切需要。

技术实现思路

1、本发明的目的就是创新研发一种克服现有方法弊端的、可以应用到各种带壳体需要散热的康复器械中的机体内自动调温的新方法，以适应广大人民群众对医疗康复的迫切需要。

2、本发明的技术方案是：本机体内自动调温方法电路由风扇、可控开关、转速控制部分、转速控制部分使能控制和热敏电阻组成，经过特定设计；通过步骤一利用热敏电阻r1适时检测机体内温度，步骤二根据检测到的温度数据、调整ne555定时器的输出占空比、以改变风扇的运行速度，步骤三经比较器输出决定是否启用或禁用ne555定时器、从而控制风扇的启动或停止这样三个步骤，实现医疗康复器械机体内自动调温。

3、进一步，可控开关由p沟道增强型场效应晶体管q1、三极管q2、电阻r4及电阻r8组成，作用是控制和关闭风扇开关；转速控制部分由ne555定时器u1、二极管u2及二极管u3、电阻r2及电阻r3、电容c1及电容c2组成；转速控制部分使能控制由运算放大器u4.1、电阻r5、电阻r6、电阻r7及电阻r9、三极管q4组成，其作用是达到一定温度后，对ne555定时器进行使能，使其工作；热敏电阻为r1，作为关键的温度感应元件，其阻值随温度变化而变化，用于控制风扇转速，实现温度与风速的动态平衡。

4、进一步，当机体内部温度变化，热敏电阻r1的电阻值会发生变化，温度越高电阻值越低；正常温度下，电阻r3、热敏电阻r1、电阻r2首尾相连，形成分压电路，电阻r1和电阻r3连接处与运算放大器u4.1的同相输入端相连；运算放大器u4.1反相输入端与电阻r6、电阻r7形成的分压电路相连；此时运算放大器u4.1同相输入端电压大于反相输入端电压，输出端是高电平，通过电阻r5连接到pnp三极管q4的基极，三极管处于截至区，reset引脚是低电平，ne555定时器不工作。

5、进一步，随着温度升高，热敏电阻r1电阻值变低，运算放大器u4.1的同相输入端电压降低，当电压低于反相输入端电压时，输出端输出低电平，此时pnp三极管q4工作在饱和区，reset引脚是高电平，ne555定时器开始工作；ne555定时器产生pwm脉冲宽度调制信号，主要通过调整电路中的电阻和电容值来控制输出信号的高电平和低电平时间比例即占空比；pwm信号的产生可以分为两个阶段：充电和放电，充电阶段：输出为高电平时，电容c2开始通过电阻rl和电阻r3充电。当电容电压上升到vcc的2/3时，定时器内部的翻转触发，输出变为低电平，放电阶段：输出为低电平时，电容c2开始通过电阻rl放电。当电容电压下降到vcc的1/3时，定时器再次触发，输出变回高电平，电容重新开始充电；这个过程不断重复，形成pwm信号。

6、进一步，电路的关键组成部分包括电阻r1、电阻r2、电阻r3及电容c2，通过改变电阻r1、电阻r2、和电阻r3的值，可以控制电容充电和放电的时间，进而调节占空比；所以当温度逐渐升高，ne555定时器产生pwm信号的占空比就会逐渐升高，风扇的转速随着占空比的升高，转速变快，对设备进行降温，当温度降低后占空比又会下降，降低风扇转速，从而达到温度平衡，实现机体内自动调温的目的。

7、本发明的有益效果是：利用热敏电阻作为关键的温度感应元件，用来控制风扇转速，实现温度与风速的动态平衡。可以根据实际温度的精确变化，细致调整风扇速度，实现风扇转速的无级调节，从而更加精确地控制散热效果，同时也能有效降低噪音和能耗。控制ne555定时器输出占空比的改变控制风扇转速，并且通过运算放大器组成的比较器，对ne555定时器进行使能控制。根据温度不同，通过热敏电阻控制ne555定时器输出占空比和比较器的输出，从而控制ne555定时器使能，实现机体内自动调温；在低温条件下，电路自动切断风扇电源，使风速降至0，从而避免不必要的能源浪费，不仅节能环保，而且延长了康复器械的使用寿命。采用了纯硬件设计，整个系统的维护和升级变得更加简单，可以直接替换或调整电路中的组件，以适应不同的应用需求或改善系统性能。这一机体内自动调温方法已在低周波治疗仪等医疗康复器械上广泛应用，取得了良好效果。

技术特征：

1.一种机体内自动调温方法，其特征在于：本机体内自动调温方法电路由风扇、可控开关、转速控制部分、转速控制部分使能控制和热敏电阻组成，经过特定设计；通过步骤一利用热敏电阻r1适时检测机体内温度，步骤二根据检测到的温度数据、调整ne555定时器的输出占空比、以改变风扇的运行速度，步骤三经比较器输出决定是否启用或禁用ne555定时器、从而控制风扇的启动或停止这样三个步骤，实现医疗康复器械机体内自动调温。

2.根据权利要求1所述的一种机体内自动调温方法，其特征在于：可控开关由p沟道增强型场效应晶体管q1、三极管q2、电阻r4及电阻r8组成，作用是控制和关闭风扇开关；转速控制部分由ne555定时器u1、二极管u2及二极管u3、电阻r2及电阻r3、电容c1及电容c2组成；转速控制部分使能控制由运算放大器u4.1、电阻r5、电阻r6、电阻r7及电阻r9、三极管q4组成，其作用是达到一定温度后，对ne555定时器进行使能，使其工作；热敏电阻为r1，作为关键的温度感应元件，其阻值随温度变化而变化，用于控制风扇转速，实现温度与风速的动态平衡。

3.根据权利要求1所述的一种机体内自动调温方法，其特征在于：当机体内部温度变化，热敏电阻r1的电阻值会发生变化，温度越高电阻值越低；正常温度下，电阻r3、热敏电阻r1、电阻r2首尾相连，形成分压电路，电阻r1和电阻r3连接处与运算放大器u4.1的同相输入端相连；运算放大器u4.1反相输入端与电阻r6、电阻r7形成的分压电路相连；此时运算放大器u4.1同相输入端电压大于反相输入端电压，输出端是高电平，通过电阻r5连接到pnp三极管q4的基极，三极管处于截至区，reset引脚是低电平，ne555定时器不工作。

4.根据权利要求1所述的一种机体内自动调温方法，其特征在于：随着温度升高，热敏电阻r1电阻值变低，运算放大器u4.1的同相输入端电压降低，当电压低于反相输入端电压时，输出端输出低电平，此时pnp三极管q4工作在饱和区，reset引脚是高电平，ne555定时器开始工作；ne555定时器产生pwm脉冲宽度调制信号，主要通过调整电路中的电阻和电容值来控制输出信号的高电平和低电平时间比例即占空比；pwm信号的产生可以分为两个阶段：充电和放电，充电阶段：输出为高电平时，电容c2开始通过电阻rl和电阻r3充电。当电容电压上升到vcc的2/3时，定时器内部的翻转触发，输出变为低电平，放电阶段：输出为低电平时，电容c2开始通过电阻rl放电。当电容电压下降到vcc的1/3时，定时器再次触发，输出变回高电平，电容重新开始充电；这个过程不断重复，形成pwm信号。

5.根据权利要求1所述的一种机体内自动调温方法，其特征在于：电路的关键组成部分包括电阻r1、电阻r2、电阻r3和电容c2，通过改变电阻r1、电阻r2和电阻r3的值，可以控制电容充电和放电的时间，进而调节占空比；所以当温度逐渐升高，ne555定时器产生pwm信号的占空比就会逐渐升高，风扇的转速随着占空比的升高，转速变快，对设备进行降温，当温度降低后占空比又会下降，降低风扇转速，从而达到温度平衡，实现机体内自动调温的目的。

技术总结一种机体内自动调温方法属于医疗康复技术领域，本发明的技术方案是：本机体内自动调温方法电路由风扇、可控开关、转速控制部分、转速控制部分使能控制和热敏电阻组成，经过特定设计；通过步骤一利用热敏电阻R1适时检测机体内温度，步骤二根据检测到的温度数据、调整NE555定时器的输出占空比、以改变风扇的运行速度，步骤三经比较器输出决定是否启用或禁用NE555定时器、从而控制风扇的启动或停止这样三个步骤，实现医疗康复器械机体内自动调温。有益效果是：利用热敏电阻作为关键的温度感应元件，通过调整NE555定时器的输出占空比以及比较器输出，精确地控制散热效果，有效降低噪音和能耗，不仅节能环保，而且延长了康复器械的使用寿命。技术研发人员：何永正,赵银焕,钱春生,戴朝强,张磊受保护的技术使用者：河南翔宇医疗设备股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18