[發明專利]一種針灸手法模擬訓練教學系統及訓練教學方法

在審

• 申請號: 202110329348.5
• 申請日: 2021-03-28
• 公開（公告）號: CN113539031A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 李正芃;鄭虹
• 申請（專利權）人: 李正芃
• 主分類號: G09B23/28
• 分類號: G09B23/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種針灸手法模擬訓練教學系統，其特征在于，包括針灸裝置，所述針灸裝置包括設有的底座，所述底座中安裝有控制裝置，所述底座與肌膚仿真裝置連接，所述肌膚仿真裝置上設有傳感裝置，所述傳感裝置與所述控制裝置電連接，所述控制裝置與上位機通過第一無線通信模塊進行通訊。

2.根據權利要求1所述的一種針灸手法模擬訓練教學系統，其特征在于，所述肌膚仿真裝置包括一端與所述底座連接的蛇形管，所述蛇形管的另一端設有第一轉軸，所述第一轉軸與叉形結構的叉柄端連接，所述叉形結構的叉口部內設有盤體，所述盤體在徑向方向上與所述叉形結構的兩個叉形部分別通過第二轉軸活動連接，靠近所述盤體上表面的中心部設有仿真皮膚層，所述傳感裝置包括在所述仿真皮膚層下的盤體內設有的力度監測裝置，以及與所述第二轉軸的一端固定連接的角度監測裝置。

3.根據權利要求2所述的一種針灸手法模擬訓練教學系統，其特征在于，所述力度監測裝置包括在所述盤體內設有的第三轉軸和第四轉軸，所述第三轉軸和第四轉軸并列靠接設置且軸端與所述盤體的側壁活動連接，所述第三轉軸中部設有第一硅膠層，第四轉軸中部設有第二硅膠層，所述第三轉軸的軸端連接有第一旋轉監測裝置，所述第一旋轉監測裝置的本體固定連接在所述盤體的外側壁上。

4.根據權利要求3所述的一種針灸手法模擬訓練教學系統，其特征在于，所述肌膚仿真裝置還包括穴位仿真部，所述穴位仿真部包括硅膠體，所述硅膠體固定安裝在托架上，所述托架的下端與第二旋轉監測裝置連接，所述第二旋轉監測裝置的下端與球頭連接，所述球頭與球頭臼配合，所述球頭臼設置在下平臺上,所述第二旋轉監測裝置通過數據線與所述針灸裝置底座中的控制裝置電連接。

5.根據權利要求4所述的一種針灸手法模擬訓練教學系統，其特征在于，所述控制裝置包括設置在所述針灸裝置的底座外殼內的第一微控制器，所述角度監測裝置、第一旋轉監測裝置、第二旋轉監測裝置分別與所述第一微控制器電連接，所述第一微控制器還電連接有蜂鳴器、第二電源模塊和第一無線通信模塊，所述第一無線通信模塊為藍牙模塊，所述第二電源模塊為5伏或6伏電池，所述第一無線通信模塊包括第一無線通信模塊第一微控制器端和第一無線通信模塊上位機端。

6.根據權利要求5所述的一種針灸手法模擬訓練教學系統，其特征在于，所述第一微控制器還通過第二無線通信模塊與測距裝置進行通信，所述測距裝置通過C形卡扣固定安裝在針具的柄部下端，所述第二無線通信模塊包括第二無線通信模塊測距裝置端和第二無線通信模塊第一微控制器端，所述測距裝置包括第二微控制器、測距傳感器、第一電源模塊，所述第二微控制器與測距傳感器、第一電源模塊以及所述第二無線通信模塊測距裝置端電連接，所述第二無線通信模塊為NRF24L01無線收發模塊，所述第一電源模塊為5伏或6伏電池。

7.根據權利要求6所述的一種針灸手法模擬訓練教學系統，其特征在于，所述仿真皮膚層為第三硅膠層。

8.使用如權利要求7所述的一種針灸手法模擬訓練教學系統的訓練教學方法，其特征在于，包括：

步驟一，在所述上位機中植入專家級進針技法量化參數閾值，量化參數閾值包括：各款毫針的針頭部長度定值、相應穴位名稱、相應穴位的進針力度閾值、進針角度閾值、進針深度閾值、捻動速度和圈數量閾值；

步驟二，針灸醫務學員手握毫針，包括采用適宜練習的拇、食、中單手三指持針進針法和拇、食單手兩指持針進針法，將針體垂直、針尖靠接在所述盤體中部設有的仿真皮膚層的上表面準備進針，安裝在針柄部下端的所述測距傳感器將此刻采集到的距離仿真皮膚層的實時測距值作為定位初始值經第一微控制器上傳至上位機，上位機利用該定位初始值減去量化參數閾值中該款毫針的針頭部長度定值，若偏差小于2%，則認可該定位初始值滿足要求，否則重新移動針體，使定位初始值滿足偏差要求；

步驟三，當定位初始值滿足要求，上位機與第一微控制器進行通信，使第一微控制器的蜂鳴器發出開始進針提示音并使第一微控制器同步重啟定時器計時，學習人員持針在聽到開始進針提示音的時刻立即將針刺入仿真皮膚層并向下進給，設置在所述盤體上的第三轉軸和第四轉軸對針尖部進行引導、夾持并在針尖繼續向下進給而導致靠接的第三轉軸和第四轉軸轉動的一瞬間，位于所述第三轉軸的軸端連接的第一旋轉監測裝置向第一微控制器發出中斷請求信號，第一微控制器隨即中斷定時器計時并上傳計時時長；

步驟四，上位機利用該款毫針的針頭部長度定值減去所述測距傳感器在中斷定時器計時時刻所采集到的距離仿真皮膚層的實時測距值，得到此刻的進針深度，將該進針深度與仿真皮膚層與第三轉軸和第四轉軸之間的實際機械安裝距離定值做校驗，若偏差小于±2%，則判定此刻得到的進針深度有效，否則，自步驟二開始重復上述進針操作；

步驟五，上位機將判定為有效的進針深度作為仿真皮膚層與第三轉軸和第四轉軸之間的距離與中斷定時器時刻所采集上傳的計時時長相除,獲得進針平均速度，并將該進針平均速度的大小作為衡量該學員初始進針力度的量化值，與專家級進針力度量化參數閾值進行對比，判斷該學員的進針力度是否合格，同時所述盤體上的第三轉軸和第四轉軸對針尖部進行夾持并在針尖繼續向下進給過程中，位于所述第三轉軸的軸端連接的第一旋轉監測裝置實時采集旋轉弧度，并利用第三轉軸或第四轉軸的半徑與實時采集旋轉弧度的乘積計算出旋轉弧長，即獲得針的進給量，將該進給量上傳上位機與上位機同步利用該款毫針的針頭部長度定值減去測距傳感器實時獲得的測距值所得到的同步實時進針深度相校驗，偏差小于±2%判定此刻進針深度有效，否則，自步驟二開始重復上述進針操作；

步驟六，所述第二轉軸的一端固定連接的角度監測裝置實時獲取進針角度量，通過第一微控制器實時上傳至上位機，直至針尖抵達并插入所述下平臺上的穴位仿真部的硅膠體，上位機將進針角度量，以及利用該款毫針的針頭部長度定值與所述測距傳感器實時測距值作差計算所獲得的進針深度采樣值，與專家級進針技法量化參數閾值進行對比，判斷該學員的進針角度、進針深度操作過程是否合格；

步驟七，捻動針體，所述穴位仿真部的硅膠體連同下部托架同步轉動，位于所述硅膠體下部托架的下端的第二旋轉監測裝置負責實時采集捻動速度、捻動圈數的數據，并通過第一微控制器上傳至上位機，上位機對上傳來的捻動速度、捻動圈數的數據與該穴位的專家級進針技法量化參數閾值進行比較，判斷操作過程是否合格，并連同該學員的進針力度、進針角度、進針深度操作判定結果進行顯示，供針灸醫務教學人員和針灸醫務學員觀摩；

步驟八，針灸醫務學員通過上述觀摩后，找出針法操作不足之處，利用本裝置對同一穴位重復進行針灸手法操作練習，直到達到進針力度，進針角度、進針深度、捻動速度和圈數量值符合所述上位機中對應穴位的專家級進針技法量化參數閾值要求為止。