專利名稱：一種冰敷裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種冰敷裝置，更具體地說，本實用新型涉及一種用于醫療可制 冷和加壓的冰敷裝置，屬于醫療器械領域。
背景技術：
根據臨床醫學的RICE原則，加壓包扎和冰敷廣泛應用于治療急性創傷和手術前 后的炎癥、腫脹和疼痛。在我國，最傳統的治療方案就是用自制或者特制的冰袋包裹著在患 者患處，通過降低皮下溫度、收縮血管、降低新陳代謝等作用，達到抑制發炎過程、減少水腫 和降低疼痛等治療效果。近年來，美國研制出一款加壓冷療產品，結合加壓包扎和冷療治療方案，從而達到 更好的治療效果。該加壓冷療產品的技術原理是首先制作一個冰桶(桶蓋設有一個進風 口)，桶內裝有冰水混合物，并在冰水混合物上面放一層隔熱墊；其次，根據身體不同部位， 制作若干個不同形狀的雙層冰袋；第三，制作一個能向外鼓風的馬達，并且通過對電壓的設 置，能使馬達間歇工作；最后將冰桶與冰袋、馬達與冰桶蓋進風口分別通過一根導管連接； 讓冰桶、冰袋、馬達三者最高面處于同一水平面上，當馬達開始工作時，就會不停的向冰桶 內鼓風，擠壓桶內隔熱墊，使桶內冰水注入冰袋內，使冰袋的溫度降低，并由于桶內壓力的 作用，會使冰袋對患處產生一定的壓力作用，達到加壓與冷療的共同作用；當馬達停止工作 時，由于桶內壓力減小，冰袋內水又自動回流到冰桶內，從而達到自動換水和間歇加壓的雙 重效果，當馬達再次開始工作時，系統又開始下一個循環。但是，根據臨床使用時所得出的結論，該產品存在一系列的問題一、因為該系統本身不能制冷，所以一般兩個小時左右就要給冰桶換一次冰水混 合物，給醫務人員帶來很多不必要的麻煩；二、馬達沒有和冰桶固定，使用起來連接繁瑣，浪費人力；三、由于桶底只有一個冰水輸出口，所以一套系統只能給一個病人的一處患處使 用，資源利用率非常低。四、馬達工作時間和休息時間的檔位只有兩檔，不能夠適應多種病情的需要；五、冰桶、冰袋、馬達三者最高面處必須處于同一水平面上，對于不同高度的病人， 不同位置的患處，調節起來非常的不方便；申請號為200420115980. 1，名稱為“易于調整壓力的冰敷裝置”的實用新型公開了 一種易于調整壓力的冰敷裝置，該種人體用冰敷裝置，是在一冰敷本體中，設置包括有冰敷 單元、充氣單元以及壓力調整單元。其中該壓力調整單元可就充氣單元進行氣壓的充灌或 釋放的調整。該實用新型通過在冰敷單元處增設充氣單元以及壓力調整單元，可使壓力式 冰敷結構具有前所未見的任意微調功能。申請號為200920017957. 1，名稱為“一種制冷冰敷袋”的實用新型公開了一種制冷
冰敷袋，密封袋的底部置有固體制冷劑，在密封袋的頂邊部設有一單向閥，單向閥開口在密 封袋外，單向閥底部懸置于密封袋中；在單向閥的底部設有存放有固體催化劑的容置腔。通過在密封袋邊部設置單向閥，單向閥錐部內懸置于密封袋內，并且錐部容置腔存放固體催 化劑，密封袋底部存放固體制冷劑，使兩種固體化學物質隔離，使用時，通過尖狀物從單向 閥開口插入撐開容置腔，從單向閥口往密封袋中注水，注水完畢搖一搖密封袋，使密封袋中 充分產生化學反應瞬間制冷。上述兩篇文獻中的冰敷裝置存在以下缺陷一、兩種冰敷裝置都是適用于小創傷的應急處理，不能用來持續治療大型急性創 傷和手術前后的炎癥、腫脹、疼痛；二、第一篇文獻中的冰敷裝置充氣單元以及壓力調整單元為手動操作，且調整也 不精確；三、第二篇文獻中的冰敷裝置的制冷效果是由制冷劑達到的，而制冷劑制冷原理 是采用化學吸熱反應方法。需要不斷消耗反應物，難以維持，廢棄物不易處理，對周圍環境 有一定污染，并且操作繁瑣，經濟上也不太合算。

實用新型內容本實用新型旨在解決上述現有技術中的冰敷裝置沒有制冷作用，或者制冷效果不 好等問題，提供一種帶有自動制冷裝置的加壓冰敷裝置。為了實現上述目的，本實用新型的具體技術方案如下一種冰敷裝置，包括冰敷袋、導管、冰水輸出口、殼體、冰桶蓋、冰桶、鼓風機、散熱 風扇、電源、支架，其特征在于所述的冰桶一側桶壁緊貼有半導體制冷片，半導體制冷片另 一面緊貼有金屬散熱片，金屬散熱片另一面緊貼散熱風扇，半導體制冷片通過導線與電源 連接；鼓風機固定在冰桶桶口處，與冰桶用送風管連通，通過導線與電源連接；電源和鼓風 機均連接于微控制系統；微控制系統包括主控芯片、主控芯片輸入端以及主控芯片輸出端。所述的主控芯片輸入端為電源穩壓模塊、鍵盤、溫度傳感器；主控芯片輸出端為數 碼管顯示、LED指示燈、半導體制冷裝置功率控制模塊以及鼓風機直流電機檔位控制模塊。上述的鼓風機直流電機檔位控制模塊采用PWM脈寬調制控制模式。所述的電源采用220伏輸入，穩壓輸出12伏和5伏直流電壓，并留有直接外部12 伏直流電壓輸入口。所述的冰水輸出口為2個或者2個以上。所述的支架為伸縮式支架，高度可調。本實用新型帶來的有益技術效果一、與背景技術中的文獻相比較，本實用新型提供的冰敷裝置設置有微控制系統 控制的半導體制冷裝置，能夠在初始設定了參數之后，自動對添加的冰水混合物進行保溫 和制冷，保溫及制冷效果良好，從而省去了醫護人員每隔一段時間就要更換一次冰水混合 物的工作，帶來了很多便利，也提高了工作效率；二、冰桶與鼓風機位置固定，操作簡便，并且鼓風機工作時間和休息時間可通過主 控芯片內部定時器控制，電機轉速通過PWM脈寬調制控制并實現比例可調，從而可以調節 鼓風機風力，產生不同的壓力，可以根據病人的病情需要選擇合適的檔位；三、溫度可調可設定，可以根據不同病人不同病情的需要進行溫度的調節；當桶內 冰水溫度低于所設溫度差值，系統將自動停止制冷；當桶內冰水溫度高于所設溫度差值，系
4統將自動啟動快速制冷；四、電源留有直接外部12伏直流電壓輸入口可以供車載使用，這樣本產品既可以 在病房內使用，也可以在救護車上使用，擴大了使用范圍，增加了使用價值；四、冰桶下方設置有多個冰水輸出口，一個裝置可以同時供多人或者同一個人多 個部位使用；五、支架高度可調，適合不同病人不同位置高度的患處使用。
圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型微控制系統單元硬件框圖。圖3為本實用新型軟件控制主流程框圖。附圖標記圖1中1為冰敷袋、2為導管、3為冰水輸出口、4為殼體、5為冰桶蓋、6 為冰桶、7為鼓風機、8為散熱風扇、9為電源、10為支架、11為半導體制冷片、12為金屬散熱 片、13為送風管、14為微控制系統。
具體實施方式
實施例1一種冰敷裝置，包括冰敷袋1、導管2、冰水輸出口 3、殼體4、冰桶蓋5、冰桶6、鼓風 機7、散熱風扇8、電源9、支架10，所述的冰桶6 —側桶壁緊貼有半導體制冷片11，半導體 制冷片11另一面緊貼有金屬散熱片12，金屬散熱片12另一面緊貼散熱風扇8，半導體制冷 片11通過導線與電源9連接；鼓風機7固定在冰桶6桶口處，與冰桶6用送風管13連通， 通過導線與電源9連接；電源9和鼓風機7均連接于微控制系統14 ；微控制系統14包括主 控芯片、主控芯片輸入端以及主控芯片輸出端；電源9采用220伏輸入，穩壓輸出12伏和5 伏直流電壓，并留有直接外部12伏直流電壓輸入口，供車載使用；冰水輸出口 3為2個，支 架10為伸縮式支架，高度可調。主控芯片輸入端為電源穩壓模塊、鍵盤、溫度傳感器；主控芯片輸出端為數碼管顯 示、LED指示燈、半導體制冷裝置功率控制模塊以及鼓風機直流電機檔位控制模塊；鼓風機 直流電機檔位控制模塊采用PWM脈寬調制控制模式。實施例2一種冰敷裝置，包括冰敷袋1、導管2、冰水輸出口 3、殼體4、冰桶蓋5、冰桶6、鼓風 機7、散熱風扇8、電源9、支架10，所述的冰桶6 —側桶壁緊貼有半導體制冷片11，半導體 制冷片11另一面緊貼有金屬散熱片12，金屬散熱片12另一面緊貼散熱風扇8，半導體制冷 片11通過導線與電源9連接；鼓風機7固定在冰桶6桶口處，與冰桶6用送風管13連通， 通過導線與電源9連接；電源9和鼓風機7均連接于微控制系統14 ；微控制系統14包括主 控芯片、主控芯片輸入端以及主控芯片輸出端；電源9采用220伏輸入，穩壓輸出12伏和5 伏直流電壓，并留有直接外部12伏直流電壓輸入口，供車載使用；冰水輸出口 3為3個，支 架10為伸縮式支架，高度可調。主控芯片輸入端為電源穩壓模塊、鍵盤、溫度傳感器；主控芯片輸出端為數碼管顯 示、LED指示燈、半導體制冷裝置功率控制模塊以及鼓風機直流電機檔位控制模塊；鼓風機直流電機檔位控制模塊采用PWM脈寬調制控制模式。實施例3一種冰敷裝置，包括冰敷袋1、導管2、冰水輸出口 3、殼體4、冰桶蓋5、冰桶6、鼓風 機7、散熱風扇8、電源9、支架10，所述的冰桶6 —側桶壁緊貼有半導體制冷片11，半導體 制冷片11另一面緊貼有金屬散熱片12，金屬散熱片12另一面緊貼散熱風扇8，半導體制冷 片11通過導線與電源9連接；鼓風機7固定在冰桶6桶口處，與冰桶6用送風管13連通， 通過導線與電源9連接；電源9和鼓風機7均連接于微控制系統14 ；微控制系統14包括主 控芯片、主控芯片輸入端以及主控芯片輸出端；電源9采用220伏輸入，穩壓輸出12伏和5 伏直流電壓，并留有直接外部12伏直流電壓輸入口，供車載使用；冰水輸出口 3為4個，支 架10為伸縮式支架，高度可調。主控芯片輸入端為電源穩壓模塊、鍵盤、溫度傳感器；主控芯片輸出端為數碼管顯 示、LED指示燈、半導體制冷裝置功率控制模塊以及鼓風機直流電機檔位控制模塊；鼓風機 直流電機檔位控制模塊采用PWM脈寬調制控制模式。實施例4結合圖2對微控制系統單元硬件進行說明電源穩壓模塊采用220伏輸入，穩壓輸出12伏和5伏直流電壓，并留有直接外部 12伏直流電壓輸入口。半導體制冷裝置采用兩片半導體制冷片并聯工作，單片半導體制冷 片，輸入電壓12V，額定功率40W，兩片并聯額定功率80瓦。當冰水溫度高于設定的溫度門 限范圍值時，系統自動啟動電壓為12伏的快速制冷；當冰水溫度在設定的門限范圍內時， 系統自動切換為電壓為5伏的緩慢制冷(保溫狀態);當冰水溫度低于設定的門限范圍值時， 系統則自動斷開制冷片工作電源，停止制冷。鼓風機直流電機采用12伏直流電對供電；鍵盤采用2*3矩陣鍵盤，MCU掃描鍵盤狀態，讀取鍵值，并根據所讀取鍵值設定系 統工作狀態，在按鍵設置狀態下，可以設置系統當前預定溫度值，電機工作模式，及電機檔 位控制。數碼管顯示當前溫度狀態，LED指示燈包括鍵盤設置狀態指示，警告指示。溫度傳感器(DS18B20)為單總線數字式溫度傳感器，實際產品中金屬防水密封頭 處理，芯片與金屬殼中間涂導熱硅膠；置于桶內冰水中，采集當前桶內水溫度，通過單總線 傳輸給主控芯片，做相關處理。鼓風機直流電機部分主控芯片控制直流電機工作狀態；初始狀態下，為檔位5， 即PWM脈寬占空比為50%，檔位控制可通過鍵盤設置，通過PWM脈寬調制控制，調節直流電機 工作和休息的時間比，從而控制鼓風機風力大小，產生不同的壓力；同時，鼓風機工作時，冰 水被壓入冰敷袋，休息時，冰敷袋中溫度上升的冰水流回冰桶，又重新制冷，降低溫度，如此 循環。實施例5結合圖3對軟件控制部分進行說明軟件控制包含三部分，第一部分是環境溫度控制，第二部分是電機工作模式控制， 第三部分是電機檔位控制。系統環境溫度寄存器Temp，可設置范圍為0-30°C，系統內部根 據設定溫度值，加減溫度門限差值，確定為系統內部處理溫度門限范圍，溫度門限差值Texp 固定為1°C。溫度顯示采用兩位數碼管顯示，只顯示整數值部分。電機工作模式寄存器 Mode,可設置范圍為0和1，顯示采用兩位發光二極管指示。電機檔位寄存器Mstatue，可設置范圍為0-9檔，電機檔位顯示采用一位數碼管顯示。系統采用七位發光二極管顯示當 前工作狀態，其中LEDO亮，為環境溫度寄存器Temp設置狀態；LEDl亮，為電機工作模式寄 存器Mode設置狀態；LED2亮，為電機檔位設置狀態；LED3亮，為當前實測環境溫度T顯示狀 態；LED4亮，為電機工作模式0 ；LED5亮，為電機工作模式1 ； LED6亮，為非法操作報警狀 態。系統按鍵描述BUTT0N1為環境溫度設置狀態功能鍵，BUTT0N2為電機工作模式設 置狀態功能鍵，BUTT0N3為電機檔位設置狀態功能鍵，BUTT0N4為數值減1功能鍵，BUTT0N5 為數值加1功能鍵，BUTT0N6為確認鍵。系統上電時，進入系統主函數main (void)，首先初始化系統工作狀態，包括設置環 境溫度寄存器Temp初值為10，即10°C，溫度門限差值Texp為1°C。設置電機檔位寄存器 Mstatue為5檔。再調用DS18B20_ Initial (void)函數，初始化DS18B20溫度傳感器；依 次，調用void PWM_Initial (void)函數初始化電機檔位控制函數；調用Temp_read(void) 溫度采集函數，讀取當前環境溫度；調用iTempjompareGnt temp, int temp_read)溫度比 較函數，并設置半導體制冷片工作電源電壓；調用Temp_diSp(int temp)函數顯示當前環 境溫度；調用M0T0R_diSp(int mstatue)函數顯示當前電機工作檔位。系統初始化完成后，進入while(l)循環，首先掃描鍵盤，并根據鍵值進入相關參 數設置狀態。當BUTT0N1按下，系統切換至環境溫度設置狀態，此時可通過數值加減功能 鍵BUTT0N5、BUTT0N4設置環境溫度寄存器Temp值，并顯示，當設置值超出可設置范圍時，保 持原來值不變，報警指示燈LED4亮0. k ；當BUTT0N2按下，系統切換至電機工作模式設置 狀態，此時可通過數值加減功能鍵BUTT0N5、BUTT0N4設置電機工作模式寄存器Mode值，并 顯示，其中Mode值為0時，電機工作30秒，休息30秒，Mode值為1時，電機工作60秒，休 息30秒；當BUTT0N3按下，系統切換至電機檔位控制設置狀態，此時可通過數值加減功能鍵 BUTT0N5、BUTT0N4設置電機檔位寄存器Mstatue值，并顯示，當設置值超出可設置范圍時， 保持原來值不變，報警指示燈LED4亮0. 5s ；不同設置狀態下，均可通過按下相應功能鍵進 行功能切換。當系統狀態設置完成后，按確認鍵，推出鍵盤掃描程序，讀取環境溫度T，并顯示， 再與系統環境溫度設定值比較。當讀取環境溫度值TXTemp+Texp時，設定半導體制冷片工 作電源電壓為12V，此時為快速制冷狀態；當讀取環境溫度值Temp-TexpCKTemp+Texp時， 設定半導體制冷片工作電源電壓為5V，此時為緩慢制冷(保溫)狀態；當讀取環境溫度值 T<Temp-Texp時，斷開半導體制冷片工作電源電壓，此時為溫度回升狀態。半導體制冷片工作狀態控制完成后，進入電機檔位控制狀態。系統根據電機 檔位寄存器Mstatue值，修改脈寬調制PWM控制寄存器0CR0A的值，設定直流電機控制信號 的占空比。當Mstatue=O時，占空比為10%，依次可設置占空比為20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%，80%, 90%, 99%等。設置完成后，流程結束，重新進入while (1)循環上述操作。
權利要求1.一種冰敷裝置，包括冰敷袋(1)、導管(2)、冰水輸出口(3)、殼體(4)、冰桶蓋(5)、冰 桶(6)、鼓風機(7)、散熱風扇(8)、電源(9)、支架(10)，其特征在于所述的冰桶(6)—側 桶壁緊貼有半導體制冷片(11)，半導體制冷片(11)另一面緊貼有金屬散熱片(12)，金屬散 熱片(12)另一面緊貼散熱風扇(8)，半導體制冷片(11)通過導線與電源(9)連接；鼓風機 (7)固定在冰桶(6)桶口處，與冰桶(6)用送風管(13)連通，通過導線與電源(9)連接；電 源(9)和鼓風機(7)均連接于微控制系統(14)；微控制系統(14)包括主控芯片、主控芯片 輸入端以及主控芯片輸出端。
2.根據權利要求1所述的一種冰敷裝置，其特征在于所述的主控芯片輸入端為電源 穩壓模塊、鍵盤、溫度傳感器；主控芯片輸出端為數碼管顯示、LED指示燈、半導體制冷裝置 功率控制模塊以及鼓風機直流電機檔位控制模塊。
3.根據權利要求2所述的一種冰敷裝置，其特征在于所述的鼓風機直流電機檔位控 制模塊采用PWM脈寬調制控制模式。
4.根據權利要求1所述的一種冰敷裝置，其特征在于所述的電源(9)采用220伏輸 入，穩壓輸出12伏和5伏直流電壓，并留有直接外部12伏直流電壓輸入口。
5.根據權利要求1所述的一種冰敷裝置，其特征在于所述的冰水輸出口( 為2個 或者2個以上。
6.根據權利要求1所述的一種冰敷裝置，其特征在于所述的支架(10)為伸縮式支架，高度可調。
專利摘要本實用新型涉及一種冰敷裝置，更具體地說，本實用新型涉及一種用于醫療可制冷加壓冰的敷裝置，屬于醫療器械領域。本實用新型在傳統的冰敷裝置的冰桶上設置有微控制系統的半導體制冷裝置，能夠在初始設定了參數之后，自動對添加的冰水混合物進行保溫和制冷，保溫及制冷效果良好，從而省去了醫護人員每隔一段時間就要更換一次冰水混合物的工作，帶來了很多便利，也提高了工作效率。
文檔編號A61F7/10GK201847825SQ20102058457
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月1日 優先權日2010年11月1日
發明者周江訓 申請人:周江訓