一种用于模拟膈肌运动的手自一体教学模型的制作方法

1.本实用新型涉及一种中学实验教学模型，更具体地说，尤其涉及一种用于模拟膈肌运动的手自一体教学模型。


背景技术：

2.呼吸是指人体与外界环境进行气体交换的整个过程。这个过程包括外界与肺泡的气体交换，肺泡内的气体交换和组织细胞内的气体交换三个过程。其中，外界与肺泡的气体交换是通过呼吸运动实现的，即吸气和呼气两个过程，而呼吸运动是通过膈肌和肋间肌的收缩和舒张来完成的。
3.目前，在学习膈肌运动的中学实验中，大多实验教学模型采用玻璃钟罩模拟胸腔，气球模拟肺，支管模拟气管，玻璃钟罩底部套设橡皮膜模拟隔膜；模拟膈肌运动时需要手动牵拉橡皮膜来模拟膈肌运动，这样容易造成橡皮膜损坏，使用寿命减短；现有的一些自动演示教具虽然能够很好的模拟膈肌运动过程，但会降低学生的体验效果，教学效果不理想。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种结构设计合理，操作简单方便，使用寿命较长，能够有效提高学生的学习体验效果，保证实验以及教学质量的用于模拟膈肌运动的手自一体教学模型。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：一种用于模拟膈肌运动的手自一体教学模型，包括实验台和设置在实验台底部的支座，所述实验台一侧顶部设置有透明固定筒，在透明固定筒顶部通过密封连接结构可拆卸连接有用于模拟胸腔的透明套筒，透明固定筒与透明套筒连接端处设置有与密封连接结构相配合的弹性膜；在透明套筒顶部设置有密封旋盖，在密封旋盖上设置有与透明套筒内部相连通的y形气管，y形气管分叉端位于透明套筒内且在y形气管分叉端对称导通连接有气囊；在透明固定筒底部的实验台内设置有抽气室，透明固定筒底部设置有与抽气室相连通的第一抽气管，在抽气室与透明固定筒之间设置有自动抽补气机构；在实验台另一侧顶部设置有与第一抽气管相连通的手动抽压气机构。
6.上述的一种用于模拟膈肌运动的手自一体教学模型中，所述密封连接结构包括滑动套设在透明固定筒外侧壁上且内侧壁上设置有螺纹的锁紧环，锁紧环内径与透明套筒外径相配合且二者通过螺纹连接；在透明套筒底端内侧设置有压紧翻边，在透明固定筒顶端外侧设置有与压紧翻边相配合的密封翻边，在锁紧环底端内侧设置有与密封翻边相配合的限位环；压紧翻边、锁紧环、密封翻边与限位环之间形成用于夹紧弹性膜的夹紧槽，在压紧翻边底端设置有用于压紧固定弹性膜的压紧凸环。
7.上述的一种用于模拟膈肌运动的手自一体教学模型中，所述自动抽补气机构包括设置在抽气室内且与第一抽气管相连通的抽气泵，在抽气室内设置有与抽气泵电性连接的蓄电池；在透明固定筒底部侧壁上导通连接有与外界相连通的泄压管，在泄压管上设置有泄压电磁阀；在第一抽气管上设置有第一电磁阀，所述手动抽压气机构通过三通接头与第
一电磁阀进气端一侧的第一抽气管相连通；所述泄压管的过流面积小于第一抽气管的过流面积。
8.上述的一种用于模拟膈肌运动的手自一体教学模型中，所述手动抽压气机构包括设置在实验台另一侧顶部的活塞筒，在活塞筒底部与三通接头之间导通连接有第二抽气管，在第二抽气管上设置有第二电磁阀，在活塞筒内设置有活塞杆，在活塞杆底部设置有与活塞筒内壁相配合的抽压活塞，活塞杆顶部伸出活塞筒顶端且在活塞杆顶端设置有推拉把手。
9.本实用新型采用上述结构后，通过透明固定筒、弹性膜和透明套筒之间相互配合能够较为直观地模拟膈肌的运动过程和原理。通过密封连接结构能够在保证透明固定筒、弹性膜和透明套筒之间密封性的同时方便弹性膜和透明套筒进行拆装和清洗更换。通过密封旋盖、y形气管和气囊相互配合能够较为直观、生动地模拟肺的吸气和呼气过程，同时能够通过打开密封旋盖方便对y形气管和气囊进行更换和清洗。通过自动抽补气机构能够代替手动操作对透明固定筒进行往复抽气和补气，从而通过非接触方式使弹性膜向下往复运动模拟膈肌的收缩舒张运动过程。通过手动抽压气机构能够通过试验人员手动对透明固定筒进行往复抽气和压气，从而通过非接触方式使弹性膜向下往复运动模拟膈肌的收缩舒张运动过程，能够有效延长模型的使用寿命，提高学生的学习体验效果，保证实验以及教学质量。
附图说明
10.下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。
11.图1是本实用新型的结构示意图；
12.图2是本实用新型吸气时的结构示意图
13.图3是图1中a处的局部放大图。
14.图中：1、实验台；1a、支座；1b、抽气室；2、透明固定筒；2a、第一抽气管；2b、密封翻边；3、透明套筒；3a、压紧翻边；3b、压紧凸环；4、弹性膜；5、密封旋盖；5a、y形气管；6、气囊；7、自动抽补气机构；7a、抽气泵；7b、蓄电池；7c、泄压管；7d、泄压电磁阀；7e、第一电磁阀；8、手动抽压气机构；8a、活塞筒；8b、第二抽气管；8c、第二电磁阀；8d、活塞杆；8e、抽压活塞；8f、推拉把手；9、锁紧环；9a、限位环；10、夹紧槽；11、三通接头；12、控制器。
具体实施方式
15.参阅图1至图3所示，本实用新型的一种用于模拟膈肌运动的手自一体教学模型，包括实验台1和设置在实验台1底部的支座1a，所述实验台1一侧顶部设置有透明固定筒2，在透明固定筒2顶部通过密封连接结构可拆卸连接有用于模拟胸腔的透明套筒3，透明固定筒2与透明套筒3连接端处设置有与密封连接结构相配合的弹性膜4；通过透明固定筒2、弹性膜4和透明套筒3之间相互配合能够使实验人员较为直观地观察模拟膈肌运动的过程和原理。所述密封连接结构包括滑动套设在透明固定筒2外侧壁上且内侧壁上设置有螺纹的锁紧环9，锁紧环9内径与透明套筒3外径相配合且二者通过螺纹连接；在透明套筒3底端内侧设置有压紧翻边3a，在透明固定筒2顶端外侧设置有与压紧翻边3a相配合的密封翻边2b，
在锁紧环9底端内侧设置有与密封翻边2b相配合的限位环9a；压紧翻边3a、锁紧环9、密封翻边2b与限位环9a之间形成用于夹紧弹性膜4的夹紧槽10，在压紧翻边3a底端设置有用于压紧固定弹性膜4的压紧凸环3b。
16.安装时，将弹性膜4水平铺设在透明固定筒2顶部，并将弹性膜4外侧边缘往下翻并套设在密封翻边2b外围，然后将锁紧环9向上滑动并通过限位环9a与密封翻边2b相互配合夹紧弹性膜4，接着将透明套筒3通过螺纹旋入锁紧环9上部，透明套筒3旋紧过程中通过压紧翻边3a与密封翻边2b相互配合进一步对弹性膜4进行压紧固定，同时保证透明固定筒2与透明套筒3之间的密封效果。通过压紧凸环3b能够在压紧翻边3a对弹性膜4进行压紧时对弹性膜4起固定作用，防止弹性膜4发生形变时脱离夹紧槽10造成实验失败，保证实验能够正常稳定进行；同时，能够方便对弹性膜4和透明套筒3进行拆装和清洗更换。
17.在透明套筒3顶部设置有密封旋盖5，在密封旋盖5上设置有与透明套筒3内部相连通的y形气管5a，y形气管5a分叉端位于透明套筒3内且在y形气管5a分叉端对称导通连接有气囊6；通过密封旋盖5、y形气管5a和气囊6相互配合能够较为直观、生动地模拟肺的吸气和呼气过程，同时能够通过打开密封旋盖5方便对y形气管5a和气囊6进行更换和清洗。
18.进一步地，所述透明固定筒2底部的实验台1内设置有抽气室1b，透明固定筒2底部设置有与抽气室1b相连通的第一抽气管2a，在抽气室1b与透明固定筒2之间设置有自动抽补气机构7；所述自动抽补气机构7包括设置在抽气室1b内且与第一抽气管2a相连通的抽气泵7a，在抽气室1b内设置有与抽气泵7a电性连接的蓄电池7b；在透明固定筒2底部侧壁上导通连接有与外界相连通的泄压管7c，在泄压管7c上设置有泄压电磁阀7d；在第一抽气管2a上设置有第一电磁阀7e，所述手动抽压气机构8通过三通接头11与第一电磁阀7e进气端一侧的第一抽气管2a相连通；所述泄压管7c的过流面积小于第一抽气管2a的过流面积。
19.当抽气泵7a工作时，泄压电磁阀7d和第一电磁阀7e处于打开状态，通过抽气泵7a与第一抽气管2a相互配合能够对透明固定筒2进行抽气，因泄压管7c的过流面积小于第一抽气管2a的过流面积，所以透明固定筒2内的气压越来越小，弹性膜4在气压作用下往下扩张，弹性膜4往下扩张时模拟膈肌进行收缩运动，弹性膜4往下扩张使得透明套筒3内的气压减小，外界气体从y形气管5a进入气囊6，气囊6变大模拟肺的吸气过程。
20.当抽气泵7a停止工作时，外界空气从泄压管7c进入透明固定筒2进行补气从而平衡气压，使得弹性膜4恢复原位模拟膈肌进行舒张运动，弹性膜4复位实现气囊6变小模拟呼气过程。
21.优选地，所述实验台1另一侧顶部设置有与第一抽气管2a相连通的手动抽压气机构8；所述手动抽压气机构8包括设置在实验台1另一侧顶部的活塞筒8a，在活塞筒8a底部与三通接头11之间导通连接有第二抽气管8b，在第二抽气管8b上设置有第二电磁阀8c，在活塞筒8a内设置有活塞杆8d，在活塞杆8d底部设置有与活塞筒8a内壁相配合的抽压活塞8e，活塞杆8d顶部伸出活塞筒8a顶端且在活塞杆8d顶端设置有推拉把手8f。
22.当采用手动抽压气机构8进行模拟膈肌运动时，第二电磁阀8c处于打开状态，泄压电磁阀7d和第一电磁阀7e处于关闭状态；当手动向上拉动推拉把手8f时，活塞杆8d带动抽气活塞上移，抽气活塞、活塞筒8a和第二抽气管8b相互配合对透明固定筒2进行抽气，透明固定筒2内的气压越来越小，弹性膜4在气压作用下往下扩张，弹性膜4往下扩张时模拟膈肌进行收缩运动，弹性膜4往下扩张使得透明套筒3内的气压减小，外界气体从y形气管5a进入
气囊6，气囊6变大模拟肺的吸气过程。
23.当手动向下推动推拉把手8f回位时，活塞杆8d带动抽气活塞下移，抽气活塞将抽出的空气通过活塞筒8a和第二抽气管8b输送回透明固定筒2内，透明固定筒2内气体平衡，使得弹性膜4恢复原位模拟膈肌进行舒张运动，弹性膜4复位实现气囊6变小模拟呼气过程。
24.通过采用压差这种非接触方式使弹性膜4向下往复运动模拟膈肌的收缩舒张运动过程，能够防止直接接触拉动弹性膜4时造成弹性膜4损伤，延长弹性膜4和模型的使用寿命，提高学生的学习体验效果，保证实验以及教学质量。
25.进一步地，所述实验台1上设置有与泄压电磁阀7d、第一电磁阀7e和第二电磁阀8c电线连接的控制器12。
26.以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。