一個空氣波壓力治療儀DIY詳細步驟

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

因為屬于醫療健康類產品，想要DIY一臺空氣波壓力治療儀，首先就得查閱清楚相關標準文件，再按照相關技術標準來制作，才能保證做出的產品符合規范要求。通過查閱《YY-0833-2020 肢體加壓理療設備通用技術要求》，并參照市場上的同類產品功能參數，制定出如下基本參數要求：

基本參數：

充氣與保持時間設置范圍：5s-160s，初始充氣時間≤60秒，允許誤差±30%。

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

時間設置范圍：10-99分鐘，允許±2%，最大應不大于 ±1 min。

過壓保護：氣囊內的極限正壓不超過40Kpa（300mmHg），且超過2Kpa的持續時間應不大于20 秒（超過自動泄氣）。（標準：超過20%的持續時 間應不大于1 秒）

治療模式：6種編程治療模式。

通過測評市場上的同類產品，再結合實際用戶群體分析后，決定新增加3項功能：

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

2、增加語音播報功能，方便老年用戶及時獲知設備工作狀態；

3、采用一大、一小雙氣泵，加氣時候雙氣泵同時工作能更快速加到設定氣壓；補氣的時候僅小氣泵工作，這樣可以獲得更加精準平穩的氣壓保持狀態。

按照以上思路，設計出電路方框圖如下：? ?

接下來就根據方框圖，來分別設計出主板和按鍵顯示板的電路原理圖。原理設計中，盡量選用質優價廉容易購買的元件。

如果希望后續能往批量產品發展，還需要預留出一定的功能擴展，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計。? ?

按鍵顯示部分直接選用一片專用數碼管驅動芯片，既可以節省單片機IO資源，又能簡化電路布線、方便結構布局。

設計好原理圖，檢查無誤后按照構思繪制PCB圖就相對簡單多了。

重點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。

主板在設計上已經預留了4、6、8腔兼容。

考慮到兩個氣泵的驅動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，直接設計成PCB銅箔散熱即可。

220V氣泵驅動部分相對獨立，為了保險起見，直接將該部分PCB鏤空，加強同其他電路的安全隔離等級。

顯示按鍵板的布局走線就相對簡單很多，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。

發出去制作PCB的時候，同時按照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。??

然后就是根據前面的功能定義和原理設計編寫程序。語音播報可以根據自己的設計先列出一張詞語表，找一個播音專業的同學朗讀錄制好，再燒寫進語音芯片就可以了。

（詳細程序源代碼此處略過）

在仔細檢查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單片機（該型號單片機不用燒錄器，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、開關電源后開始通電測試各功能狀態是否正常。

需要注意的是，本機顯示的壓力值必須從0KPA-40KPA依次手動加壓輸入測量（可使用標準的水銀血壓計），并根據串口打印信息反復調校直到符合設計精度要求。

整個電路部分全部調試完成后，就得要給找一套合適的外殼了。

因為是DIY，不可能有剛好合適的現成外殼可用，只要能先尋找到一款大致可以安裝進去所有電路器件的外殼，自己動手改裝就基本上沒啥問題了。

先根據面板數碼管、發光二極管和按鍵的PCB設計位置，結合這款外殼面板框設計一份定位圖紙，1:1打印出來貼到面殼對應位置。

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（發光管3mm直徑），再用5mm鉆頭從背面銑成一個圓錐形孔，這樣才能保證發光管可以貼緊面板孔壁。四個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能平整。? ?

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

需要仔細加工的是氣路插座，先裁切出一塊90mm*15mm*22mm的長方塊，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。

再將網上購買的3mm*5mm尼龍管，切割成20mm長的小段，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小時以待達到最大粘合強度。

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，調整好擺放位置后，在對應固定螺絲孔位的地方分別做好標記，再根據標記點鉆孔，為了保證誤差較小，同樣先用1mm鉆頭定位，再用3.5mm鉆頭擴大。并在鉆孔位置使用3mm機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機牙螺絲鎖緊。接下來就是焊接安裝電源插座、開關電源、氣泵氣閥的連接線，并一一插入到主板上的對應插座，用螺旋管將線纜扎束整潔。

接下來在將6個外徑9mm、內徑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應位置上；然后用4mm*7mm的硅膠氣管按照原理圖邏輯關系將整個氣路連接起來。? ?

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

仔細檢查所有電路、氣路都安裝無誤后，先通電測試按鍵操作和顯示均正常后，便可以使用一臺標準的醫用水銀血壓計串接入氣路中，打氣加壓來檢測驗證本設備從0-40KPA范圍內的誤差精度，如發現有某個點的氣壓顯示誤差較大，可以通過串口工具抓取該點的電壓值，反復調校直到符合標準要求。

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

測試完所有功能準確無誤后，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對應腳、氣路6對應大腿的次序裝好腿部氣囊套，插入主機氣路插座就可以開機體驗和享受啦！? ? ? ? ?

如果想簡單省事，不在意多花幾十元費用，也可以網上拍一對組裝好的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備使用。

最后，找了兩個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，一臺經濟適用、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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