一种针灸教具及其教学方法与流程

本发明涉及针灸领域，特别涉及一种针灸教具及其教学方法。

背景技术：

针灸是针法和灸法的总称，针法是指在中医理论的指导下把针具(通常指毫针)按照一定的角度刺入患者体内，运用捻转与提插等针刺手法来对人体特定部位进行刺激从而达到治疗疾病的目的，刺入点称为人体腧穴，简称穴位，根据最新针灸学教材统计，人体共有361个正经穴位，灸法是以预制的灸炷或灸草在体表一定的穴位上烧灼、熏熨，利用热的刺激来预防和治疗疾病，通常以艾草最为常用，故而称为艾灸，另有隔药灸、柳条灸、灯芯灸、桑枝灸等方法，如今人们生活中也经常用到的多是艾条灸；

而针灸中对针法要求较高，在学习针灸时大多需要长期的投入训练，还需要导师实施指导，教学的速度慢，效率低，且导师在指导过程中对针灸手法的评测相对主观，不利于教学。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种针灸教具及其教学方法，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种针灸教具及其教学方法，包括以下步骤：教具和上位机，所述教具用于模拟针灸过程，并记录储存模拟针灸的各项行针数据，同时将数据传输至所述上位机内；

所述上位机用于储存正确针灸数据，并将模拟针灸的各项行针数据与正确针灸数据进行对比，同时根据对比度给出模拟针灸的评分。

优选的，所述教具包括电源、cpu、传感器、蓝牙、硅胶垫、教具针、手环、纤线吊杆、针筒和开关底座，所述硅胶垫用于模拟人体皮肤，供所述教具针行针，所述教具针用于模拟针灸用针，所述针筒用于存放所述教具针，所述手环与所述教具针连接，且所述手环用于套接在使用者腕部，方便所述教具针的行针，所述传感器置于所述教具针顶部，用于感应所述教具针的行针数据，所述纤线吊杆用于所述教具各个部分之间的电性连接，所述开关底座上设置有开关按钮，用于控制所述教具的开启、关闭或待机，所述cpu用于对传感器感应的各项行针数据进行解析计算，所述蓝牙用于将所述cpu计算后的各项行针数据传输至上位机中，所述电源用于为所述教具提供电源。

优选的，所述传感器包括三轴陀螺仪、加速度计、地磁场传感器。

优选的，所述cpu采用cortex-m3作为主控芯片，其主频72mhz，其待机电流为2μa，所述cpu具备动力学解算与卡尔曼动态滤波算法，能够快速求解出物体当前的实时运动姿态，并且所述cpu采用数字滤波技术。

优选的，所述蓝牙采用hc08蓝牙4.0。

优选的，所述一种针灸教具的教学方法，具体步骤如下

(1)、向所述上位机上传正确的针灸手法运动轨迹；

(2)、将所述手环套接在使用者腕部，并拿取所述教具针，预备行针；

(3)、打开所述开关按钮，所述教具进入运行状态，此时所述传感器根据当前教具针的状态修正数据模型，使教具针的各项行针数据处于初始状态，并进入数据收集模式；

(4)、通过所述教具针对所述硅胶垫进行模拟针灸，此时位于所述教具针上方的所述传感器感应模拟针灸的各项行针数据并传输至cpu内，所述cpu对传感器感应的各项行针数据进行解析计算，并通过所述蓝牙将所述cpu解析计算后的各项行针数据传输至上位机中；

(5)、关闭所述开关按钮，所述教具停止发送数据，并进入待机模式；

(6)、所述上位机接收所述教具模拟针灸的各项数据，并从接收的模拟针灸数据中提取模拟针灸的纯手法运动轨迹，同时将提取模拟针灸的纯手法运动轨迹与上位机内存储的正确的针灸手法运动轨迹进行对比计算，并根据对比度为模拟针灸进行评分；

(7)、所述上位机通过动态视频方式回放针灸用针的动画过程进行教学。

优选的，所述教具模拟针灸的各项数据包括教具针的运动轨迹、提插深度、摇摆角度、捻转方向和捻转范围。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

通过本发明中的针灸教具以及针灸教学方法，可以实现对针灸模拟实验教学，且通过上位机的各项数据对比，可以实现对使用者模拟针灸进行评分，这样使得针灸的教学速度更便利，同时学员的学习进度和学习效果也可以一目了然；

通过本发明中针灸教具以及针灸教学方法，在学习针灸的过程中不需要导师的指导就可以独立完成训练，并且通过上位机反应的对比数据可以客观了解到自身存在的问题和不足，进而做出调整，使得学员的学习效率更高。

附图说明

图1为本发明一种针灸教具结构模块图；

图2为本发明一种针灸教具的教学方法整体结构流程图；

图3为本发明一种针灸教具及其教学方法中加速度计原理图；

图4为本发明一种针灸教具及其教学方法中地磁场传感器原理图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1所示，一种针灸教具，包括教具和上位机，教具用于模拟针灸过程，并记录储存模拟针灸的各项行针数据，同时将数据传输至上位机内；

上位机用于储存正确针灸数据，并将模拟针灸的各项行针数据与正确针灸数据进行对比，同时根据对比度给出模拟针灸的评分。

教具包括电源、cpu、传感器、蓝牙、硅胶垫、教具针、手环、纤线吊杆、针筒和开关底座，硅胶垫用于模拟人体皮肤，供教具针行针，教具针用于模拟针灸用针，针筒用于存放教具针，手环与教具针连接，且手环用于套接在使用者腕部，方便教具针的行针，传感器置于教具针顶部，用于感应教具针的行针数据，纤线吊杆用于教具各个部分之间的电性连接，开关底座上设置有开关按钮，用于控制教具的开启、关闭或待机，cpu用于对传感器感应的各项行针数据进行解析计算，蓝牙用于将cpu计算后的各项行针数据传输至上位机中，电源用于为教具提供电源。

传感器包括三轴陀螺仪、加速度计、地磁场传感器。

cpu采用cortex-m3作为主控芯片，其主频72mhz，其待机电流为2μa，cpu具备动力学解算与卡尔曼动态滤波算法，能够快速求解出物体当前的实时运动姿态，并且cpu采用数字滤波技术。

蓝牙采用hc08蓝牙4.0。

实施例2

如图2所示，本发明还公开了一种针灸教具的教学方法，具体步骤如下：

(1)、向上位机上传正确的针灸手法运动轨迹；

(2)、将手环套接在使用者腕部，并拿取教具针，预备行针；

(3)、打开开关按钮，教具进入运行状态，此时传感器根据当前教具针的状态修正数据模型，使教具针的各项行针数据处于初始状态，并进入数据收集模式；

(4)、通过教具针对硅胶垫进行模拟针灸，此时位于教具针上方的传感器感应模拟针灸的各项行针数据并传输至cpu内，cpu对传感器感应的各项行针数据进行解析计算，并通过蓝牙将cpu解析计算后的各项行针数据传输至上位机中；

(5)、关闭开关按钮，教具停止发送数据，并进入待机模式；

(6)、上位机接收教具模拟针灸的各项数据，并从接收的模拟针灸数据中提取模拟针灸的纯手法运动轨迹，同时将提取模拟针灸的纯手法运动轨迹与上位机内存储的正确的针灸手法运动轨迹进行对比计算，并根据对比度为模拟针灸进行评分；

(7)、上位机通过动态视频方式回放针灸用针的动画过程进行教学。

教具模拟针灸的各项数据包括教具针的运动轨迹、提插深度、摇摆角度、捻转方向和捻转范围。

上位机通过硬件采集，软件成像的方式将教具针的运动轨迹、提插深度、摇摆角度、捻转方向和捻转范围以表盘对比的方式与正确的针灸手法运动轨迹进行对比。

通过采用实施例1中的教具以及实施例2中的教学方法，可以实现对针灸模拟实验教学，且通过上位机的各项数据对比，可以实现对使用者模拟针灸进行评分，这样使得针灸的教学速度更便利，且学员的学习进度和学习效果也可以一目了然。

如图3所示，加速度计的计算原理如下：设矢量r是加速度计所检测的矢量rx，ry，rz是矢量r在x，y，z上的投影，则r^2＝rx^2+ry^2+rz^2，其中rx，ry，rz值是实际中加速度计输出的线性相关值，通过该原理可以计算出教具针的行针轨迹，包括教具针的运动轨迹，教具针的提插深度。

如图4所示，地磁场传感器的原理如下：地磁场是一个矢量，对于一个固定的地点来说，这个矢量可以被分解为两个与当地水平面平行的分量和一个与当地水平面垂直的分量，如果保持磁力计和水平面平行，那么磁力计的三个轴就和这三个分量对应起来，只需要用磁力计水平方向两轴(通常为x轴和y轴)的检测数据就可以用下式计算出航向角，当磁力计水平旋转的时候，航向角在0°-360°之间变化，通过该原理可以得到教具针的摇摆角度、捻转方向和捻转范围。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。