脉诊作为中医医学体系的重要组成部分,具有无创诊断且高效的特点,依据切脉后手指的触觉感知,结合脉诊理论与行医经验,即可诊断身体疾病状况。但脉诊过程易受主观因素影响,且脉象概念和描述复杂抽象,迟滞了中医脉诊的现代化发展。为解决上述问题,诸多学者投身到脉诊仪的现代化研究中,并基于不同的检测机理与传感技术实现了脉搏信号的采集与复现,然而所设计的脉诊仪存在体积庞大、舒适性与便携性能不足等问题,无法满足脉诊仪的临床应用。基于此,本文以传感单元为核心,结合气动技术,设计具有自动分层施压的便携式脉诊仪,以满足实际应用需求。首先,通过分析手指生理结构和触觉感知机理,以此为基础构建多层结构的脉搏传感模型。针对传感模型结构和受力分析,得到影响传感模型性能的主要因素,包括覆盖层的厚度、材料的弹性模量、柔性基底的表面结构和硬质支撑的曲率半径。应用仿真分析软件,针对不同影响因素进行仿真分析,根据分析结果,拟合出各影响因素与传感器的应力应变曲线,为脉诊仪传感单元的优化设计提供理论与数据支撑。设计可分离传感单元的传感实验装置进行耦合实验,验证传感模型的有效性,同时,测试多组不同影响因素下的脉搏波波形,证实了仿真分析结果。其次,围绕便携式脉诊仪总体方案,设计基于气动原理的便携式脉诊仪,结合传感模型设计4通道独立柔性传感单元,全面覆盖桡动脉寸、关、尺及尺下取脉区域,通过微型气泵-气囊的施压方式,满足采脉时的柔性接触与快速施压,结合硬件控制电路,实现脉诊仪的自动分层施压,契合中医脉诊原理。同时配合穿戴单元设计,实现脉诊仪采集区域的快速定位与固定。最后,应用脉诊仪采集冠心病脉搏信号,提取脉搏波的典型时域特征,由特征数据统计分析,冠心病脉搏波的潮波和主波的幅值比例明显大于正常人波形,同时主波下降支斜率A2和潮波上升斜率A3均偏大。时频域分析中,对脉搏波进行EEMD分解并计算相关系数,结合HHT变换,分析关键IMF分量的瞬时频率和能量分布特点,同时以相空间重构理论研究冠心病脉搏波的混沌特性,为冠心病的无创诊断和预测提供一定的理论支撑。