一种医用远红外热敷贴制备装置及其制备方法与流程

1.本发明涉及热敷贴技术领域，特别涉及一种医用远红外热敷贴制备装置，以及一种医用远红外热敷贴制备装置方法


背景技术：

2.医用远红外热敷贴是一种常用的医疗辅助产品，这一类产品可以持续发热，通过热疗以及药疗共同作用人体。其反应原理为利用发热材料在皮肤微刺激的作用下发生发热反应从而产生热量。热敷贴的持续放热可以促进人体微循环进入良性循环状态，恢复正常的生理机能，从而消除疼痛，治疗疾病。
3.如中国发明专利cn201811198331.5(公开日：2021年11月12日，无优先权日)公开的医用远红外热敷贴所示，医用远红外热敷贴的核心材料在于磁流体，磁流体是由微小磁性固体颗粒、基载液和界面活性剂混合而成的胶状液体。这些微小磁性固体颗粒通常具有纳米级别的直径，其尺寸通常在10纳米以下，其中：
4.(1)基载液或媒体是磁流体的主要成分，它是用来悬浮和稳定磁性固体颗粒的液体载体。基载液可以是水、矿物油或有机溶剂等，具体选择取决于应用的需要。
5.(2)界面活性剂在磁流体中起到稳定和分散磁性固体颗粒的作用。它们有助于防止磁性固体颗粒的聚集和沉淀，确保磁流体保持胶状液体状态，并具有流动性。
6.在现有技术中，医用远红外热敷贴的磁流体应当均匀涂覆于热敷贴上，这是为了确保磁流体在使用时能够均匀散发热量。当磁流体均匀涂覆在热敷贴的表面时，它能够与人体皮肤接触更紧密，使热量更有效地传递给皮肤。这样可以提高热敷贴的效果，促进血液循环、缓解肌肉疼痛和舒缓疲劳。
7.在现有技术中对于磁流体中的孔的稀疏度有较高的工艺需求，是为了确保磁流体的稳定性和持久性。磁流体中的孔是指在磁性固体颗粒和基载液之间的空隙或孔隙。如果磁流体中的孔过于稠密，可能导致磁性固体颗粒聚集在一起，形成团块或沉淀，从而影响磁流体的流动性和均匀性。因此通过控制磁流体中孔的稀疏度，可以确保磁流体保持胶状液体状态并具有良好的流动性，以便在使用时能够均匀散发热量。这需要在除了在制备磁流体的过程中注意选择合适的基载液和界面活性剂，更重要的是需要进行适当的机械制备控制。
8.但是，经过发明人长期工作与研究发现，传统技术中的制备装置或制备的方式存在如下的技术问题亟需解决：
9.一、不均匀性：传统的制备技术在制备医用远红外热敷贴时，很难实现磁流体的均匀分布。这可能导致热敷贴的某些部分温度过高或过低，影响疗效和使用体验。
10.二、控制难度：传统技术在制备过程中缺乏准确的控制手段，往往依赖人工操作或简单的机械设备。这样的制备方法难以实现精确的参数控制和调节，可能导致产品质量不稳定。
11.三、效率低下：传统技术在制备过程中可能需要较长的时间，并且需要大量的人工
操作。这不仅增加了制备成本，还限制了生产能力和效率。
12.四、无法实时监测和调节：传统技术通常缺乏实时监测和调节的手段。在制备过程中无法准确监测磁流体的分布情况，也无法及时调整制备参数以获得更好的均匀性和品质。
13.为此，提出一种医用远红外热敷贴制备装置及其制备方法。


技术实现要素：

14.有鉴于此，本发明实施例希望提供一种医用远红外热敷贴制备装置及其制备方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，即均匀性差、控制难度大、效率低下以及缺乏实时监测和调节等技术缺点。在传统方法中，磁流体很难实现均匀分布，导致热敷贴的温度不均匀。制备过程缺乏精确的参数控制和调节，依赖人工操作或简单机械设备，限制了产品质量稳定性。此外，传统技术耗时长、人力成本高，并无法实时监测和调节制备过程中的磁流体分布情况，并对此至少提供一种有益的选择；
15.本发明实施例的技术方案是这样实现的：
16.第一方面
17.一种医用远红外热敷贴制备装置，包括用于容置基载液、磁性固体颗粒及界面活性剂以制备磁流体的制备机构；所述制备机构包括转动自由度，所述转动自由度驱动具有固定升角及螺旋线间距的螺旋搅拌件螺旋搅拌容置基载液、磁性固体颗粒及界面活性剂不断地升降循环，所述螺旋线间距处设有用于输出震动力的激振组件；
18.所述制备机构的下部连通导向于调质机构，所述调质机构包括至少三个沿同轴向环形阵列式排布的线性自由度，所述线性自由度作用并连接于用于承接热敷贴作循环角度调节；
19.还包括用于通过检测热敷贴的光谱并调控磁流体的分布情况的检测件。
20.在上述实施方式中：该医用远红外热敷贴制备装置采用了一种特定的结构设计。制备机构包括一个具有转动自由度的装置，其中螺旋搅拌件被驱动以固定的升角和螺旋线间距进行旋转搅拌。该装置容置基载液、磁性固体颗粒和界面活性剂，并通过持续的升降循环使其均匀混合。制备机构的螺旋线间距处设有激振组件，用于提供震动力。调质机构位于制备机构下方，并与其连通。调质机构包括至少三个沿同轴向环形阵列式排布的线性自由度，用于承接热敷贴并实现循环角度调节。还包括一个检测件，用于通过检测热敷贴的光谱并调控磁流体的分布情况。
21.其中在一种实施方式中：还包括工作台，所述工作台上设有所述制备机构、所述调质机构、六轴机械臂和流水线体。
22.在上述实施方式中：装置包括工作台，工作台上布置有制备机构、调质机构、六轴机械臂和流水线体。工作台的设计使得装置能够作为一个完整的工作站，与现有的医用远红外热敷贴制备生产线集成在一起。它用于在医用远红外热敷贴的制备过程中执行磁流体的制备操作。流水线体连接前后生产线的输入和输出口，预先运输远红外热敷贴。六轴机械臂用于将远红外热敷贴夹紧并转运到调质机构上。制备机构将制备好的磁流体导出到调质机构上，并按照前文所述的流程进行制备。制备完成后，六轴机械臂将远红外热敷贴夹紧并转运回流水线体，将其运输到下一个工序段。
23.其中在一种实施方式中：所述检测件为傅里叶变换红外光谱仪。
24.在上述实施方式中：检测件被实现为傅里叶变换红外光谱仪。该光谱仪被集成到医用远红外热敷贴制备装置中，用于检测热敷贴的光谱信号。确保磁流体在热敷贴上均匀涂覆，并且通过控制磁流体中孔的稀疏度，保持磁流体的胶状液体状态和良好的流动性，以实现热敷贴在使用时的均匀散热效果。傅里叶变换红外光谱仪的使用使得装置具备了精确调控磁流体分布的能力，提高了热敷贴的质量和效果。
25.其中在一种实施方式中：外筒体及套设于所述外筒体内的内筒体，所述外筒体和所述内筒体之间留有空腔，所述激振组件设于所述空腔中；还包括用于输出所述转动自由度的伺服电机，所述伺服电机的输出轴与所述螺旋搅拌件固定连接；所述内筒体的内部连通于电磁阀的输入口，所述电磁阀的输出口朝向于所述调质机构。
26.使用时，开启盖体，将内筒体打开，随后倒入基载液、磁性固体颗粒及界面活性剂；制备完成后，由电磁阀导出上述磁流体。
27.其中在一种实施方式中：所述螺旋搅拌件为阿基米德蜗杆。
28.在上述实施方式中：装置采用阿基米德蜗杆作为螺旋搅拌件。阿基米德蜗杆是一种具有固定升角和螺旋线间距的设计。该装置中的螺旋搅拌件用于升降循环，并通过转动自由度驱动磁流体的制备过程。采用阿基米德蜗杆作为螺旋搅拌件的装置实施方式在磁流体的制备过程中发挥了重要作用，确保了磁流体的均匀性和质量。
29.其中在一种实施方式中：所述激振组件包括转动平台，所述转动平台安装于所述腔体内，所述转动平台的空心转动圈转动配合于所述内筒体的内壁，所述空心转动圈插入所述阿基米德蜗杆的任意两个旋转面之间的所述间距中；所述空心转动圈的表面以环形阵列的形式均匀安装有用于输出震动力的振动马达。
30.在上述实施方式中：在这种实施方式中，装置包括转动平台作为激振组件。转动平台安装在腔体内，并且其空心转动圈与内筒体的内壁配合。空心转动圈插入阿基米德蜗杆的两两相邻的旋转面之间的间距中。激振组件上均匀安装有用于输出震动力的振动马达。
31.其中在一种实施方式中：所述制备机构包括安装于工作台上的下架体、位于所述下架体上的上架体；所述下架体和所述上架体以其中轴线为基准，环形阵列式排布有六个用于输出所述线性自由度的直线执行器；所述上架体上安装有用于钳固热敷贴的电动卡爪。所述电动卡爪的上部正对着电磁阀。
32.在上述实施方式中：制备机构包括下架体和位于下架体上方的上架体，它们安装在工作台上。下架体和上架体以其中轴线为基准，形成一个环形阵列，并且在环形阵列上均匀排布有六个直线执行器，用于输出线性自由度。
33.其中在一种实施方式中：所述直线执行器优选为伺服电缸，所述伺服电缸的缸体和活塞杆分别通过万向节联轴器与所述下架体和所述上架体之间相互相对的各自一面万向铰接。
34.在上述实施方式中：直线执行器采用了伺服电缸，结合万向节联轴器的设计，能够有效地实现直线执行器的运动控制，为医用远红外热敷贴的制备提供更加灵活和精确的操作。
35.其中在一种实施方式中：两两相邻的两个所述伺服电缸呈v形或倒v形排布。进而提高每个所述线性自由度的最大行程点位置及其万向角度调节的精准度。
36.第二方面
37.一种医用远红外热敷贴制备方法，采用如上述所述的制备装置实施如下步骤：采用pid控制器：
38.s1、初始化：
39.设置初始位置参数：
40.position＝initial_position
41.s2、设置pid控制器参数：
42.比例增益：k_p
43.积分时间常数：t_i
44.微分时间常数：t_d
45.控制误差：
46.error＝0
47.积分项：
48.integral＝0
49.上一次控制误差：
50.prev_error＝0
51.s3、在每个控制周期中执行以下步骤：
52.s3.1、使用傅里叶变换红外光谱仪获取热敷贴的光谱数据：
53.spectra＝get_spectra
54.s3.2、使用光谱数据进行信号处理和分析，提取与位置相关的特征：
55.position_feature＝process_spectra(spectra)
56.s3.3、根据提取的位置特征，计算新的位置参数：
57.new_position＝calculate_position(position_feature)
58.s3.4、计算控制误差：
59.error＝new_position-position
60.s3.5、计算积分项：
61.integral＝integral+(error*delta_time)
62.s3.6、计算微分项：
63.derivative＝(error-prev_error)/delta_time
64.s3.7、计算pid控制输出：
65.output＝k_p*error+(k_p/t_i)*integral+(k_p*t_d)*derivative
66.s3.8、更新位置参数：
67.position＝position+output
68.s3.9、更新上一次控制误差：
69.prev_error＝error
70.s3.10、进入下一个控制周期。
71.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
72.一、均匀性改善：本发明通过阿基米德蜗杆、激振组件和调质机构的协同作用，实现了磁流体在热敷贴上的均匀涂覆。这种均匀性改善确保了产品的质量一致性和热效应的
均匀散发，提高了使用体验和治疗效果。
73.二、精确控制：本发明采用伺服电缸和倒v形排布的布局，实现了对行程点位置和万向角度的精准控制。这种精确控制可以根据需求进行微调和优化，确保每个制备过程的参数准确性，提高了产品的稳定性和可靠性。
74.三、自动化和高效率：本发明通过工作台、六轴机械臂和流水线的自动化组合，实现了整个制备过程的自动化操作。这种自动化节省了人工操作时间和劳动力成本，提高了生产效率和生产线的吞吐量。
75.四、实时监测和调节：本发明引入傅里叶变换红外光谱仪作为实时检测设备，可以监测磁流体的分布情况，并通过调质机构进行实时调节。这种实时监测和调节确保了制备过程的及时纠正和优化，提高了产品的质量控制和制备效果。
76.五、提高产品质量：本发明通过均匀性改善、精确控制和实时监测，该技术能够提高产品的质量稳定性、一致性和制备效果。优化的制备过程可以确保产品达到预期的性能要求，并提供更好的治疗效果和用户体验。
附图说明
77.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
78.图1为本发明的一视角立体示意图；
79.图2为本发明的另一视角立体示意图；
80.图3为本发明的另一视角立体示意图；
81.图4为本发明的制备机构立体示意图；
82.图5为本发明的制备机构仰视视角立体示意图；
83.图6为本发明的制备机构去除盖体及外筒体后的立体示意图；
84.图7为本发明的单组转动平台和螺旋搅拌件的位置配合示意图；
85.图8为本发明的激振组件立体示意图；
86.图9为本发明的调质机构立体示意图；
87.图10为本发明的控制程序示意图(第一部分)；
88.图11为本发明的控制程序示意图(第二部分)。
89.附图标记：1、工作台；2、制备机构；201、外筒体；202、内筒体；203、电磁阀；204、伺服电机；205、螺旋搅拌件；206、转动平台；207、盖体；208、振动马达；3、调质机构；301、下架体；302、上架体；303、直线执行器；304、万向节联轴器；305、电动卡爪；4、检测件；5、六轴机械臂；6、流水线体。
具体实施方式
90.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不
违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制；
91.需要指出的是，“自由度”类的术语均指代至少一个部件的连接关系及施加作用力的关系，例如“线性自由度”指代某部件通过该线性自由度与另一个或多个部件相连并对其施加作用力，使得其能够在一个直线方向上滑动配合或施加力；“转动自由度”指代某个部件至少能够绕一个旋转轴自由旋转，并且可以施加扭矩或承受扭矩。
92.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征；同时，所有的轴向描述例如x轴向、y轴向、z轴向、x轴向的一端、y轴向的另一端或z轴向的另一端等，均基于笛卡尔坐标系。
93.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解；例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型；可以是机械连接，可以是直接相连，可以是焊接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据说明书附图结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
94.在现有技术中，远红外热敷贴使用滴塑布，添加中草药粉，医用压敏胶，远红外陶瓷粉，背衬纸加工而成制备而成，医用远红外热敷贴中的磁流体又称磁性液体、铁磁流体或磁液，是一种新型的功能材料，它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。是由直径为纳米量级(10纳米以下)的磁性固体颗粒、基载液(也叫媒体)以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体；对于磁流体中的孔的稀疏度有较高的工艺需求，是为了确保磁流体的稳定性和持久性。磁流体中的孔是指在磁性固体颗粒和基载液之间的空隙或孔隙。如果磁流体中的孔过于稠密，可能导致磁性固体颗粒聚集在一起，形成团块或沉淀，从而影响磁流体的流动性和均匀性。通过控制磁流体中孔的稀疏度，可以确保磁流体保持胶状液体状态并具有良好的流动性，以便在使用时能够均匀散发热量。这需要在制备磁流体的过程中注意选择合适的基载液和界面活性剂，并进行适当的工艺控制，以使磁流体中的孔分布均匀且适度稀疏，以满足产品的要求。为此，请参阅图1-9，本具体实施方式将提供相关技术方案以满足上述需求：一种医用远红外热敷贴制备装置及其制备方法，包括用于容置基载液、磁性固体颗粒及界面活性剂以制备磁流体的制备机构2；制备机构2包括转动自由度，转动自由度驱动具有固定升角及螺旋线间距的螺旋搅拌件205螺旋搅拌容置基载液、磁性固体颗粒及界面活性剂不断地升降循环，螺旋线间距处设有用于输出震动力的激振组件；
95.制备机构2的下部连通导向于调质机构3，调质机构3包括至少三个沿同轴向环形阵列式排布的线性自由度，线性自由度作用并连接于用于承接热敷贴作循环角度调节；还包括用于通过检测热敷贴的光谱并调控磁流体的分布情况的检测件4。
96.医用远红外热敷贴的主要组成部分是磁流体，磁流体是由微小磁性固体颗粒、基载液和界面活性剂混合而成的胶状液体。该磁流体的上述至少三种原料基于配比容置于制备机构2内，基于上述转动自由度控制螺旋搅拌件205螺旋搅拌，以其固定升角及螺旋线间
距的特征带动磁流体不断地升降循环及均匀制备，在此过程中，因其升角是不变的，所以通过设置激振组件的形式对螺旋搅拌件205的每个螺旋间距中的磁流体输出激振力，进一步提高制备均匀度与效果。
97.在本方案中：该医用远红外热敷贴制备装置采用了一种特定的结构设计。制备机构2包括一个具有转动自由度的装置，其中螺旋搅拌件205被驱动以固定的升角和螺旋线间距进行旋转搅拌。该装置容置基载液、磁性固体颗粒和界面活性剂，并通过持续的升降循环使其均匀混合。制备机构2的螺旋线间距处设有激振组件，用于提供震动力。调质机构3位于制备机构2下方，并与其连通。调质机构3包括至少三个沿同轴向环形阵列式排布的线性自由度，用于承接热敷贴并实现循环角度调节。还包括一个检测件4，用于通过检测热敷贴的光谱并调控磁流体的分布情况。
98.在本方案中，本装置整体的所有电器元件依靠市电进行供能；具体的，装置整体的电器元件与市电输出端口处通过继电器、变压器和按钮面板等装置进行常规电性连接，以满足本装置的所有电器元件的供能需求。
99.具体的，本装置的外部还设有一控制器，该控制器用于连接并控制本装置整体的所有电器元件按照预先设置的程序作为预设值及驱动模式进行驱动；需要指出的是，上述驱动模式即对应了下文中的相关电器元件之间对应的启停时间间距、转速、功率等输出参数，即满足了下文所述的相关电器元件驱动相关机械装置按其所描述的功能进行运行的需求。
100.具体的：该制备装置的原理是通过制备机构2和调质机构3的协同工作实现磁流体的均匀涂覆。制备机构2利用转动自由度和螺旋搅拌件205的特殊设计，将基载液、磁性固体颗粒和界面活性剂均匀混合成磁流体。螺旋搅拌件205的固定升角和螺旋线间距导致磁流体在升降循环中持续均匀混合。激振组件的作用是提供震动力，进一步增强磁流体的均匀性和制备效果。调质机构3承接制备机构2制备好的磁流体，并通过检测件4对磁流体的分布情况进行监测。检测件4通过检测热敷贴的光谱，获取磁流体的分布信息，并将目标位置的数值传递给调质机构3。调质机构3根据指定的路径和角度进行循环角度调节，实现对热敷贴的摇制。制备机构2不断导出磁流体，而调质机构3根据检测件4提供的数据持续进行均匀摇制，从而使磁流体均匀涂覆于热敷贴上。
101.可以理解的是，在本具体实施方式中，该制备装置的功能是实现医用远红外热敷贴的均匀涂覆。通过制备机构2和调质机构3的协作，磁流体可以被均匀地制备和涂覆在热敷贴上。制备机构2确保磁流体的均匀混合，并通过激振组件的震动力进一步提高制备效果。调质机构3根据检测件4的光谱检测结果对磁流体进行调控，使其在热敷贴上均匀分布。通过控制磁流体中孔的稀疏度，确保磁流体保持胶状液体状态并具有良好的流动性，从而实现在使用时的均匀散发热量。这样的均匀涂覆能够提供更好的治疗效果和舒适感受。
102.制备完成后基于制备机构2将磁流体导出至调质机构3上承接的热敷贴，此时检测件4通过检测热敷贴的光谱，判断磁流体的分布情况，进而将目标位置数值传递至调质机构3按照指定的路径与角度万向角度调节，实现摇制；制备机构2不断地导出磁流体，调质机构3不断地按照检测件4的检测数据对其进行均匀摇制，使得磁流体均匀涂覆于热敷贴上，通过控制磁流体中孔的稀疏度，可以确保磁流体保持胶状液体状态并具有良好的流动性，以便在使用时能够均匀散发热量。
103.在本方案中：制备完成后，通过制备机构2将制备好的磁流体导出至调质机构3上承接的热敷贴。这个过程中，检测件4通过对热敷贴的光谱进行检测，以判断磁流体的分布情况。根据检测结果，将目标位置数值传递给调质机构3。
104.具体的：检测件4通过对热敷贴的光谱进行分析，可以获取关于磁流体在热敷贴上的分布信息。通过分析光谱特征，可以确定磁流体的均匀性和分布情况。这些信息被传递给调质机构3，根据指定的路径和角度进行万向角度调节，实现磁流体的均匀摇制。
105.可以理解的是，在本具体实施方式中，通过检测件4对热敷贴光谱的分析，能够判断磁流体在热敷贴上的分布情况。根据检测结果，调质机构3根据指定的路径和角度对磁流体进行调节，实现摇制过程。这样可以保证磁流体均匀涂覆于热敷贴上，从而提高热敷贴的治疗效果和舒适度。通过控制磁流体中孔的稀疏度，可以确保磁流体保持胶状液体状态并具有良好的流动性。这样，在使用热敷贴时，磁流体能够均匀散发热量，提供均匀的热敷效果。这种控制磁流体中孔的稀疏度的方式，可以确保磁流体在热敷贴制备过程中的流动性和稳定性，进一步提高热敷贴的质量和效果。
106.在本技术一些具体实施方式中，请结合参阅图1～3：还包括工作台1，工作台1上设有制备机构2、调质机构3、六轴机械臂5和流水线体6。
107.通过工作台1的布置，实现了上述装置呈一个完整的工作站的形式并入到现有的医用远红外热敷贴制备生产线中，作为磁流体的制备工序段对医用远红外热敷贴实施制备作业。其中流水线体6对接前后生产线的输入与输出口，通过流水线体6预先运输来远红外热敷贴，六轴机械臂5将远红外热敷贴钳固并转运至调质机构3上，随后制备机构2导出制备好的磁流体于调质机构3上，并按照前文的流程对其进行制备；制备完成后，六轴机械臂5将远红外热敷贴钳固并转运回流水线体6，运输至下一个工序段。
108.在本方案中：装置包括工作台1，工作台1上布置有制备机构2、调质机构3、六轴机械臂5和流水线体6。工作台1的设计使得装置能够作为一个完整的工作站，与现有的医用远红外热敷贴制备生产线集成在一起。它用于在医用远红外热敷贴的制备过程中执行磁流体的制备操作。流水线体6连接前后生产线的输入和输出口，预先运输远红外热敷贴。六轴机械臂5用于将远红外热敷贴夹紧并转运到调质机构3上。制备机构2将制备好的磁流体导出到调质机构3上，并按照前文的流程进行制备。制备完成后，六轴机械臂5将远红外热敷贴夹紧并转运回流水线体6，将其运输到下一个工序段。
109.具体的：工作台1的布置使得装置能够与现有的生产线集成，并实现医用远红外热敷贴制备的连续作业。流水线体6负责将远红外热敷贴从前一工序段输送到装置中，六轴机械臂5负责在调质机构3上固定和转运热敷贴。制备机构2负责将制备好的磁流体导出到调质机构3上，进行磁流体的制备操作。六轴机械臂5再次将热敷贴固定并转运回流水线体6，以便运输到下一个工序段。
110.可以理解的是，在本具体实施方式中，通过工作台1的布置，装置能够作为一个独立的工作站，与医用远红外热敷贴制备生产线无缝集成。流水线体6和六轴机械臂5的运输和操作功能使得热敷贴可以方便地输入和输出装置，实现连续的制备过程。制备机构2和调质机构3的配合操作保证了磁流体在热敷贴上的均匀分布和调节，提高了热敷贴的质量和效果。这样的工作站形式的装置提高了生产效率，并能够满足大规模生产需求。
111.在本技术一些具体实施方式中，请结合参阅图3：检测件4为傅里叶变换红外光谱
仪。
112.在本方案中：检测件4被实现为傅里叶变换红外光谱仪。该光谱仪被集成到医用远红外热敷贴制备装置中，用于检测热敷贴的光谱信号。确保磁流体在热敷贴上均匀涂覆，并且通过控制磁流体中孔的稀疏度，保持磁流体的胶状液体状态和良好的流动性，以实现热敷贴在使用时的均匀散热效果。傅里叶变换红外光谱仪的使用使得装置具备了精确调控磁流体分布的能力，提高了热敷贴的质量和效果。
113.具体的：傅里叶变换红外光谱仪是一种用于分析物质的红外光谱的仪器。它基于傅里叶变换的原理，通过将光信号在时间域和频率域之间进行转换，可以得到样品的红外光谱信息。在医用远红外热敷贴制备装置中，检测件4使用傅里叶变换红外光谱仪的原理来分析热敷贴的光谱信号。当红外光照射到热敷贴上时，不同的成分和结构会对光产生吸收或散射，形成独特的光谱特征。傅里叶变换红外光谱仪可以将接收到的光信号进行傅里叶变换处理，将其转换为频谱图或光谱图，从而获得样品的红外光谱信息。
114.可以理解的是，在本具体实施方式中，傅里叶变换红外光谱仪作为检测件4的一部分，具有高精度和高灵敏度的光谱分析能力。它可以对热敷贴的红外光谱进行全面的分析和检测。通过分析热敷贴的光谱信号，可以判断磁流体在热敷贴中的分布情况。通过傅里叶变换红外光谱仪的应用，制备装置能够实时监测热敷贴的红外光谱，并根据检测到的信号调节磁流体的分布情况。
115.在本方案中，傅里叶变换红外光谱仪包括红外光源、光阑、干涉仪和检测器，进一步的：
116.(1)红外光源：红外光源产生具有特定波长的红外光线。这些红外光线会照射到热敷贴上的磁流体上。
117.(2)光阑：光阑是用于控制光线的进入和传播的装置。它通过限制入射光束的直径和角度，确保只有特定的光线进入下一个组件。
118.(3)干涉仪：干涉仪是傅里叶变换红外光谱仪的核心部件。它包括一个分束器和两个光路，其中一个光路通过样品(热敷贴上的磁流体)而另一个不经过样品。两个光路的光束再次合并形成干涉。
119.(4)检测器：干涉产生的信号被检测器接收和转换为电信号。检测器可以是光电二极管、光电倍增管或其他红外光谱仪常用的探测器。
120.当红外光源照射到热敷贴上的磁流体时，其中一部分光线经过样品，而另一部分则绕过样品。这两个光路的光线再次合并时会发生干涉现象。干涉会导致不同波长的光在合并时发生干涉图样的变化。干涉仪中的检测器会接收到这种干涉图样，并将其转换为电信号。这些电信号随后被传送到数据处理单元进行分析和处理。
121.通过分析干涉图样的变化，可以获得磁流体的光谱信息。傅里叶变换红外光谱仪通过测量不同波长的光线在样品中的吸收和透射情况，可以获取与磁流体相关的特征光谱。基于所获得的光谱信息，数据处理单元可以判断磁流体在热敷贴上的分布情况。根据预先设定的标准或模型，可以确定磁流体的均匀性、浓度分布等参数，并将这些信息用于进一步的调节和优化过程。因此，通过傅里叶变换红外光谱仪中的红外光源、光阑、干涉仪和检测器，可以实现对磁流体在热敷贴上的检测和分析，从而确保制备过程中的质量控制和产品性能的一致性。
122.在本技术一些具体实施方式中，请结合参阅图3～9：外筒体201及套设于外筒体201内的内筒体202，外筒体201和内筒体202之间留有空腔，激振组件设于空腔中；还包括用于输出转动自由度的伺服电机204，伺服电机204的输出轴与螺旋搅拌件205固定连接；内筒体202的内部连通于电磁阀203的输入口，电磁阀203的输出口朝向于调质机构3。
123.使用时，开启盖体207，将内筒体202打开，随后倒入基载液、磁性固体颗粒及界面活性剂；制备完成后，由电磁阀203导出上述磁流体。
124.在本方案中：装置包括外筒体201和内筒体202，内筒体202被套设于外筒体201内，形成一个空腔。激振组件被安装在空腔中。此外，装置还包括伺服电机204用于输出转动自由度，伺服电机204的输出轴与螺旋搅拌件205连接。内筒体202的内部通过电磁阀203与调质机构3相连。通过内筒体202与电磁阀203的连接，基载液、磁性固体颗粒和界面活性剂可以轻松倒入内筒体202，并在制备完成后通过电磁阀203导出制备好的磁流体。这样的设计和功能保证了制备过程的便捷性和高效性。
125.具体的：在制备过程中，装置通过外筒体201和内筒体202之间的空腔以及激振组件来实现磁流体的制备。伺服电机204通过输出转动自由度，使螺旋搅拌件205固定连接在伺服电机204的输出轴上。内筒体202内部与电磁阀203相连，用于导入基载液、磁性固体颗粒和界面活性剂，并在制备完成后通过电磁阀203导出磁流体。在使用时，打开盖体207，将内筒体202打开，然后将基载液、磁性固体颗粒和界面活性剂倒入内筒体202中。制备完成后，通过电磁阀203导出制备好的磁流体。
126.可以理解的是，在本具体实施方式中，外筒体201和内筒体202的设计以及空腔的存在，确保了磁流体制备过程中的隔离与封闭。激振组件的安装在空腔中，通过输出震动力使得螺旋搅拌件205不断地升降循环，以实现磁流体的均匀制备。伺服电机204的输出轴与螺旋搅拌件205固定连接，保证了转动自由度的传递。
127.在本技术一些具体实施方式中，请结合参阅图3～9：螺旋搅拌件205为阿基米德蜗杆。
128.在本方案中：装置采用阿基米德蜗杆作为螺旋搅拌件205。阿基米德蜗杆是一种具有固定升角和螺旋线间距的设计。该装置中的螺旋搅拌件205用于升降循环，并通过转动自由度驱动磁流体的制备过程。采用阿基米德蜗杆作为螺旋搅拌件205的装置实施方式在磁流体的制备过程中发挥了重要作用，确保了磁流体的均匀性和质量。
129.具体的：阿基米德蜗杆是一种螺旋线与轴线呈固定升角的螺旋形结构。在这种实施方式中，阿基米德蜗杆作为螺旋搅拌件205，通过转动自由度的驱动，在装置中升降循环。螺旋搅拌件205的固定升角和螺旋线间距的特征确保了磁流体的均匀制备。通过转动自由度驱动螺旋搅拌件205的旋转运动，使得磁流体中的基载液、磁性固体颗粒和界面活性剂不断上升和下降，从而实现磁流体的升降循环。阿基米德蜗杆的设计能够有效地推动磁流体的运动，确保磁性固体颗粒和界面活性剂均匀分布在基载液中。
130.可以理解的是，在本具体实施方式中，采用阿基米德蜗杆作为螺旋搅拌件205的实施方式具有多个功能。首先，阿基米德蜗杆的固定升角和螺旋线间距保证了磁流体的均匀制备过程，确保磁性固体颗粒和界面活性剂的均匀分散。其次，通过转动自由度的驱动，螺旋搅拌件205能够升降循环，使得磁流体在装置中得到充分搅拌和混合。采用阿基米德蜗杆作为螺旋搅拌件205的装置设计，能够有效地提高制备的均匀度和效果。螺旋搅拌件205的
旋转运动将磁流体中的各种成分均匀分散，并确保磁性固体颗粒和界面活性剂与基载液的充分混合。这样，制备出的磁流体在使用时能够均匀散发热量，提高医用远红外热敷贴的效果。
131.在本技术一些具体实施方式中，请结合参阅图3～9：激振组件包括转动平台206，转动平台206安装于腔体内，转动平台206的空心转动圈转动配合于内筒体202的内壁，空心转动圈插入阿基米德蜗杆的任意两个旋转面之间的间距中；空心转动圈的表面以环形阵列的形式均匀安装有用于输出震动力的振动马达208。使用时基于转动平台206驱动其空心转动圈旋转，空心转动圈的空心部直径大于或等于阿基米德蜗杆的直径，进而其振动马达208在阿基米德蜗杆的螺旋间距处输出震动力的同时，还能够进一步将该震动力旋转驱动化，进一步提高均匀度的效果。
132.在本方案中，转动平台206的型号为“zct130转动式平台”。
133.在本方案中：装置包括转动平台206作为激振组件。转动平台206安装在腔体内，并且其空心转动圈与内筒体202的内壁配合。空心转动圈插入阿基米德蜗杆的两两相邻的旋转面之间的间距中。激振组件上均匀安装有用于输出震动力的振动马达208。
134.具体的：在使用时，通过驱动转动平台206使其空心转动圈旋转。空心转动圈的空心部直径大于或等于阿基米德蜗杆的直径。同时，振动马达208在阿基米德蜗杆的螺旋间距处输出震动力。这样，装置可以通过振动力的输出来进一步提高均匀度的效果。振动力的旋转驱动化有助于更好地将震动力传递给磁流体，从而进一步提高制备的均匀性。因此，通过这种实施方式中的激振组件，装置能够有效地输出震动力并进一步提高磁流体制备的均匀度。这样可以确保医用远红外热敷贴制备过程中磁流体的均匀性，提高其使用效果。
135.进一步的，通过驱动转动平台206使其空心转动圈旋转，并且在阿基米德蜗杆的螺旋间距处输出震动力，同时具备沿轴向旋转的特性，震动力沿轴向旋转的特性可以进一步增强磁流体与基载液、磁性固体颗粒以及界面活性剂之间的混合效果。通过震动力的旋转驱动，可以促进不同组分之间的良好混合，并确保它们的均匀分散，从而提高磁流体的均一性和稳定性。
136.具体的：震动力沿轴向旋转的特性可以进一步增强磁流体与基载液、磁性固体颗粒以及界面活性剂之间的混合效果，原理包括：
137.(1)提供更多的接触机会：当震动力沿轴向旋转时，磁流体中的颗粒和基载液、界面活性剂之间会不断接触和分散。由于旋转的震动力会产生剪切力和涡流效应，这些作用会促进颗粒与液体之间的相互作用，使得它们更好地混合和扩散。
138.(2)扩散的路径增加：轴向旋转的震动力可以改变磁流体中颗粒的分布状态，并提供更多的扩散路径。通过不断改变颗粒的位置和运动方向，震动力可以促使颗粒在液体中更均匀地分散，避免出现颗粒团块或沉积现象，从而增强混合效果。
139.(3)破坏表面张力：旋转的震动力可以破坏液体的表面张力，使得液体分子之间的相互吸引力减弱，进而促进颗粒和液体的相互渗透和扩散。这种破坏表面张力的作用有助于提高磁流体的均匀性和稳定性。
140.在本技术一些具体实施方式中，请结合参阅图3～9：制备机构2包括安装于工作台1上的下架体301、位于下架体301上的上架体302；下架体301和上架体302以其中轴线为基准，环形阵列式排布有六个用于输出线性自由度的直线执行器303；上架体302上安装有用
于钳固热敷贴的电动卡爪305。电动卡爪305的上部正对着电磁阀203。
141.在本方案中：制备机构2包括下架体301和位于下架体301上方的上架体302，它们安装在工作台1上。下架体301和上架体302以其中轴线为基准，形成一个环形阵列，并且在环形阵列上均匀排布有六个直线执行器303，用于输出线性自由度。
142.具体的：上架体302上安装有电动卡爪305，用于钳固热敷贴。电动卡爪305的上部正对着电磁阀203，以便在制备完成后能够方便地将磁流体导出。通过这种实施方式中的制备机构2，可以实现对热敷贴的钳固和磁流体的导出。直线执行器303提供了线性自由度，使得制备机构2能够在指定路径上对磁流体进行移动和搅拌。电动卡爪305的使用方便了热敷贴的固定和取下。而电磁阀203则起到导出磁流体的作用。因此，通过这种实施方式中的制备机构2，可以实现对热敷贴和磁流体的控制和操作，从而有效地完成医用远红外热敷贴的制备过程。
143.在本技术一些具体实施方式中，请结合参阅图3～9：直线执行器303优选为伺服电缸，伺服电缸的缸体和活塞杆分别通过万向节联轴器304与下架体301和上架体302之间相互相对的各自一面万向铰接。
144.在本方案中：直线执行器303采用了伺服电缸，结合万向节联轴器304的设计，能够有效地实现直线执行器303的运动控制，为医用远红外热敷贴的制备提供更加灵活和精确的操作。
145.具体的：伺服电缸是一种能够控制线性运动的装置，由缸体和活塞杆组成。缸体和活塞杆之间的连接采用万向节联轴器304，它具有一定的灵活度和旋转能力，能够在两个部件之间提供相对运动。这种铰接连接的方式使得直线执行器303能够在多个方向上进行运动，并适应不同角度的工作需求。
146.可以理解的是，在本具体实施方式中，通过采用伺服电缸和万向节联轴器304的组合，可以实现直线执行器303在下架体301和上架体302之间的万向运动，从而实现对磁流体的线性自由度控制。这样，制备机构2能够在六个方向上对磁流体进行精确的移动和搅拌操作，提高了制备的均匀度和效果。
147.在本技术一些具体实施方式中，请结合参阅图3～9：两两相邻的两个伺服电缸呈v形或倒v形排布。进而提高每个线性自由度的最大行程点位置及其万向角度调节的精准度。
148.具体的：通过将伺服电缸排布成v形或倒v形，可以使得每个线性自由度的运动范围更加合理和均衡。当伺服电缸的行程点位置和角度调节需要精确控制时，v形或倒v形排布可以提供更好的平衡和稳定性。
149.具体来说，当伺服电缸呈v形排布时，两个相邻的伺服电缸之间形成一个夹角，使得它们的行程点位置相对对称。这样可以在控制每个线性自由度时提供更加平衡的力和位置控制，增强精准度。同样地，当伺服电缸呈倒v形排布时，也能够实现类似的效果。倒v形排布将两个相邻的伺服电缸的行程点位置相对调换，从而在不同的角度调节下仍然保持平衡。
150.通过采用v形或倒v形排布，可以提高每个线性自由度的最大行程点位置及其万向角度调节的精准度，使得医用远红外热敷贴的制备过程更加准确和可控。
151.总结性的，针对传统技术中的相关问题，本具体实施方式基于上述所提供的一种医用远红外热敷贴制备装置及其制备方法，采用了如下的技术手段或特征实现了解决：
152.(1)均匀性改善：通过阿基米德蜗杆、激振组件和调质机构3的协同作用，实现了磁流体在热敷贴上的均匀涂覆。这种均匀性改善确保了产品的质量一致性和热效应的均匀散发，提高了使用体验和治疗效果。
153.(2)精确控制：采用伺服电缸和倒v形排布的布局，实现了对行程点位置和万向角度的精准控制。这种精确控制可以根据需求进行微调和优化，确保每个制备过程的参数准确性，提高了产品的稳定性和可靠性。
154.(3)自动化和高效率：通过工作台1、六轴机械臂5和流水线的自动化组合，实现了整个制备过程的自动化操作。这种自动化节省了人工操作时间和劳动力成本，提高了生产效率和生产线的吞吐量。
155.(4)实时监测和调节：引入傅里叶变换红外光谱仪作为实时检测设备，可以监测磁流体的分布情况，并通过调质机构3进行实时调节。这种实时监测和调节确保了制备过程的及时纠正和优化，提高了产品的质量控制和制备效果。
156.(5)提高产品质量：通过均匀性改善、精确控制和实时监测，该技术能够提高产品的质量稳定性、一致性和制备效果。优化的制备过程可以确保产品达到预期的性能要求，并提供更好的治疗效果和用户体验。
157.在本技术上述具体实施方式中，上文所述的具体实施方式公开了本发明装置层面的机械原理，接下来将进一步公开本装置的控制层面原理及其制备方法：
158.采用如上述所述的制备装置实施如下步骤：采用pid控制器：
159.s1、初始化：
160.设置初始位置参数：
161.position＝initial_position
162.s2、设置pid控制器参数：
163.比例增益：k_p
164.积分时间常数：t_i
165.微分时间常数：t_d
166.控制误差：
167.error＝0
168.积分项：
169.integral＝0
170.上一次控制误差：
171.prev_error＝0
172.s3、在每个控制周期中执行以下步骤：
173.s3.1、使用傅里叶变换红外光谱仪获取热敷贴的光谱数据：
174.spectra＝get_spectra
175.s3.2、使用光谱数据进行信号处理和分析，提取与位置相关的特征：
176.position_feature＝process_spectra(spectra)
177.s3.3、根据提取的位置特征，计算新的位置参数：
178.new_position＝calculate_position(position_feature)s3.4、计算控制误差：
179.error＝new_position-positions3.5、计算积分项：
180.integral＝integral+(error*delta_time)
181.s3.6、计算微分项：
182.derivative＝(error-prev_error)/delta_time
183.s3.7、计算pid控制输出：
184.output＝k_p*error+(k_p/t_i)*integral+(k_p*t_d)*derivative
185.s3.8、更新位置参数：
186.position＝position+output
187.s3.9、更新上一次控制误差：
188.prev_error＝error
189.s3.10、进入下一个控制周期。
190.通过以上算法，傅里叶变换红外光谱仪获取热敷贴的光谱数据，并提取位置特征。然后，pid控制器根据控制误差、积分项和微分项计算出控制输出，并将其应用于更新位置参数。这样，pid控制器实现了根据光谱数据调节位置参数的功能。具体的信号处理、特征提取和pid控制器参数的选择可以根据具体应用需求进行调整和优化。傅里叶变换红外光谱仪通过检测热敷贴表面的温度分布，提取与位置相关的特征，然后根据这些特征计算出新的位置参数。pid控制器根据设定的目标温度和当前温度计算出控制误差，并利用比例、积分和微分项计算出控制输出。控制输出被应用于更新位置参数，进而通过调整热敷贴的温度来实现温度的控制。整个过程是一个闭环控制系统，通过不断的检测、计算和调节，使系统的温度逐渐趋近于设定的目标温度。
191.示例性的：傅里叶变换红外光谱仪检测到的位置信息是磁流体在热敷贴表面的坐标(x，y)，表示磁流体在热敷贴上的位置。
192.(1)pid控制器参数定义如下：
193.比例增益：k_p＝0.5
194.积分时间常数：t_i＝1.2
195.微分时间常数：t_d＝0.8
196.(2)其他参数定义如下：
197.目标位置：(x_target，y_target)，表示期望磁流体涂覆的目标位置。
198.系统当前位置：(x_current，y_current)，表示磁流体当前涂覆的位置。
199.控制周期：dt＝0.1，表示每次控制的时间间隔。
200.(3)算法推导：
201.p1、初始化：
202.设置初始位置参数：
203.(x，y)＝(x_init，y_init)
204.p2、设置pid控制器参数：
205.比例增益：k_p＝0.5
206.积分时间常数：t_i＝1.2
207.微分时间常数：t_d＝0.8
208.控制误差：e＝0
209.积分项：i＝0
210.上一次控制误差：e_prev＝0
211.p3、在每个控制周期中执行以下步骤：
212.p3.1、使用傅里叶变换红外光谱仪获取热敷贴表面的光谱数据，并通过光谱分析得到磁流体在热敷贴上的位置坐标(x，y)。
213.p3.2、计算位置误差：
214.e_x＝x_target-x e_y＝y_target-y
215.p3.3、计算积分项：
216.i_x＝i_x+(e_x*dt)i_y＝i_y+(e_y*dt)
217.p3.4、计算微分项：
218.d_x＝(e_x-e_prev_x)/dt d_y＝(e_y-e_prev_y)/dt
219.p3.5、计算pid控制输出：
220.output_x＝k_p*e_x+(k_p/t_i)*i_x+(k_p*t_d)*d_x output_y
221.＝k_p*e_y+(k_p/t_i)*i_y+(k_p*t_d)*d_y
222.p3.6、更新位置参数：
223.x＝x+output_x y＝y+output_y
224.p3.7、更新上一次控制误差：
225.e_prev_x＝e_x e-prev_y＝e_y
226.p4、根据更新后的位置(x，y)，调整调质机构3按照指定的路径与角度进行万向角度调节，实现磁流体的均匀涂覆。
227.该制备方法的逻辑如下：
228.(1)初始化算法参数和控制器参数。
229.(2)在每个控制周期中，获取光谱数据并计算位置误差。
230.(3)根据位置误差计算控制输出，包括比例项、积分项和微分项。
231.(4)更新位置参数并记录上一次的位置误差。
232.(5)根据更新后的位置参数，进行调质机构3的调节，实现磁流体的均匀涂覆。
233.(6)重复执行以上步骤，直到达到期望的涂覆效果。
234.在本技术一些具体实施方式中，请结合参阅图10～11：图中所示的为本具体实施方式上述所提供的算法在实际应用时，对其进行驱动或控制的程序，该程序存储于上述控制器内，其原理为：
235.该程序定义了一个名为pidcontroller的类，封装了pid控制逻辑。该类具有私有成员变量用于控制增益(kp，ti，td)，上一个误差(error_prev)和积分项(integral)。pidcontroller类提供了一个名为calculateoutput的公共成员函数，它接受当前误差和时间间隔(dt)作为输入，根据pid控制公式计算控制输出。
236.关键函数在于：
237.(1)pidcontroller(double kp,double ti,double td)：这是pidcontroller类的构造函数。它初始化控制增益(kp，ti，td)，将上一个误差和积分项设置为零。
238.(2)double calculateoutput(double error,double dt)：该函数根据pid控制算法计算控制输出。它接受当前误差和时间间隔作为输入，并返回控制输出。以下是具体步骤：
239.a.计算微分项：(error-error_prev)/dt
240.b.计算积分项：integral+＝error*dt
241.c.计算控制输出：kp*error+(kp/ti)*integral+(kp*td)*derivative
242.d.更新上一个误差：error_prev＝error
243.(3)主函数演示了pidcontroller类的用法。它定义了目标位置、初始位置、控制参数(时间间隔和仿真时间)，并创建了pidcontroller的实例。在控制循环内，它计算位置误差，应用pid控制算法计算控制输出，更新位置，并打印当前位置。
244.以上所述具体实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述具体实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
245.实施例
246.为使本发明的上述具体实施方式更加明显易懂，接下来将采用实施例的形式对本发明做详细的应用性的说明。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的实施例的限制。
247.在本实施例中，均基于上述具体实施方式所提供的一种医用远红外热敷贴制备装置及其制备方法结构、原理作为实施方式：包括制备机构2和调质机构3。制备机构2用于将磁流体导出至承接热敷贴的调质机构3上。通过傅里叶变换红外光谱仪(ftir)检测热敷贴的光谱，判断磁流体的分布情况，并将目标位置数值传递给调质机构3，使其按照指定的路径和角度进行调节，实现摇制。
248.s1、初始化设定参数和变量：
249.定义目标位置(desired_position)和初始位置(initial_position)。
250.设置pid控制器的增益参数(kp，ti，td)。
251.定义采样时间间隔(dt)和仿真时间(simulation_time)。
252.s2、创建pid控制器对象：
253.pidcontroller pid_controller(kp，ti，td)
254.s3、控制循环：
255.for(doublet＝0；t＜＝simulation_time；t+＝dt){
256.获取当前位置、计算位置误差：
257.double error＝desired_position
‑‑
current_position；
258.使用pid控制器计算控制输出：
259.double control_output＝pid_controller.calculateoutput(error，dt)
260.更新位置(例如，通过调节调质机构3实现位置调节)：
261.s4、pid控制器：
262.在每个控制循环迭代中，首先计算位置误差，即目标位置与当前位置之间的差异。然后，将位置误差作为输入传递给pid控制器的calculateoutput函数，根据pid控制算法计算控制输出。pid控制器的计算过程包括比例项、积分项和微分项的计算，通过调整控制输出的大小来纠正位置误差。最后，根据控制输出更新位置(例如，通过调节调质机构3实现位置调节)。
263.pid控制器在每个控制循环中根据位置误差调整控制输出，从而实现将磁流体均匀涂覆于热敷贴的目标位置。这种控制器的使用可以有效地调节制备机构2和调质机构3，以确保磁流体的均匀分布和胶状液体状态，从而实现热敷贴的良好性能和热量散发。
264.以上所述实施例仅表达了本发明的相关实际应用的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种医用远红外热敷贴制备装置，其特征在于，包括用于容置基载液、磁性固体颗粒及界面活性剂的制备机构(2)；所述制备机构(2)包括转动自由度，所述转动自由度驱动具有固定升角及螺旋线间距的螺旋搅拌件(205)螺旋搅拌容置基载液、磁性固体颗粒及界面活性剂，所述螺旋线间距处设有用于输出震动力的激振组件；所述制备机构(2)连通导向于调质机构(3)，所述调质机构(3)包括至少三个沿同轴向环形阵列式排布的线性自由度，所述线性自由度作用并连接于用于承接热敷贴作循环角度调节；还包括用于通过检测热敷贴的光谱并调控磁流体的分布情况的检测件(4)。2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于：还包括工作台(1)，所述工作台(1)上设有所述制备机构(2)、所述调质机构(3)、六轴机械臂(5)和流水线体(6)。3.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于：所述检测件(4)为傅里叶变换红外光谱仪。4.根据权利要求3所述的制备装置，其特征在于：所述制备机构(2)包括：外筒体(201)及套设于所述外筒体(201)内的内筒体(202)，所述外筒体(201)和所述内筒体(202)之间留有空腔，所述激振组件设于所述空腔中；还包括用于输出所述转动自由度的伺服电机(204)，所述伺服电机(204)的输出轴与所述螺旋搅拌件(205)固定连接；所述内筒体(202)的内部连通于电磁阀(203)的输入口，所述电磁阀(203)的输出口朝向于所述调质机构(3)。5.根据权利要求4所述的制备装置，其特征在于：所述螺旋搅拌件(205)为阿基米德蜗杆。6.根据权利要求5所述的制备装置，其特征在于：所述激振组件包括转动平台(206)，所述转动平台(206)安装于所述腔体内，所述转动平台(206)的空心转动圈转动配合于所述内筒体(202)的内壁，所述空心转动圈插入所述阿基米德蜗杆的任意两个旋转面之间的所述间距中；所述空心转动圈的表面以环形阵列的形式均匀安装有用于输出震动力的振动马达(208)。7.根据权利要求1～6任意一项所述的制备装置，其特征在于：所述制备机构(2)包括下架体(301)、位于所述下架体(301)上的上架体(302)；所述下架体(301)和所述上架体(302)以其中轴线为基准，环形阵列式排布有六个用于输出所述线性自由度的直线执行器(303)。8.根据权利要求7所述的制备装置，其特征在于：所述直线执行器(303)为伺服电缸，所述伺服电缸的缸体和活塞杆分别通过万向节联轴器(304)与所述下架体(301)和所述上架体(302)之间相互相对的各自一面万向铰接。9.根据权利要求8所述的制备装置，其特征在于：两两相邻的两个所述伺服电缸呈v形或倒v形排布。10.一种医用远红外热敷贴制备方法，其特征在于，采用如权利要求1～9任意一项所述的制备装置实施如下步骤：采用pid控制器：s1、初始化：设置初始位置参数：
position＝initial_positions2、设置pid控制器参数：比例增益：k_p积分时间常数：t_i微分时间常数：t_d控制误差：error＝0积分项：integral＝0上一次控制误差：prev_error＝0s3、在每个控制周期中执行以下步骤：s3.1、使用傅里叶变换红外光谱仪获取热敷贴的光谱数据：spectra＝get_spectras3.2、使用光谱数据进行信号处理和分析，提取与位置相关的特征：position_feature＝process_spectra(spectra)s3.3、根据提取的位置特征，计算新的位置参数：new_position＝calculate_position(position_feature)s3.4、计算控制误差：error＝new_position
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positions3.5、计算积分项：integral＝integral+(error*delta_time)s3.6、计算微分项：derivative＝(error-prev_error)/delta_times3.7、计算pid控制输出：output＝k_p*error+(k_p/t_i)*integral+(k_p*t_d)*derivatives3.8、更新位置参数：position＝position+outputs3.9、更新上一次控制误差：prev_error＝errors3.10、进入下一个控制周期。

技术总结
本发明公开了一种医用远红外热敷贴制备装置及其制备方法；包括用于容置基载液、磁性固体颗粒及界面活性剂以制备磁流体的制备机构；所述制备机构包括转动自由度，所述转动自由度驱动具有固定升角及螺旋线间距的螺旋搅拌件螺旋搅拌容置基载液、磁性固体颗粒及界面活性剂不断地升降循环，所述螺旋线间距处设有用于输出震动力的激振组件。一、均匀性改善：本发明通过阿基米德蜗杆、激振组件和调质机构的协同作用，实现了磁流体在热敷贴上的均匀涂覆。这种均匀性改善确保了产品的质量一致性和热效应的均匀散发，提高了使用体验和治疗效果。二、精确控制：本发明采用伺服电缸和倒V形排布的布局，实现了对行程点位置和万向角度的精准控制。精准控制。精准控制。


技术研发人员：杨顺涛 杨小航 黄亚琪 凌晓黎 孙宁
受保护的技术使用者：郑州顺风堂医药科技有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/5