专利名称：一种精密控制及动作的体外反搏装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种体外反博装置，不是用现行的气压作能量传递模式，而是用 控制电动原理来驱动液体进行压力传递的体外反博装置。
背景技术：
目前，国内外的体外反搏装置大多数都是采用压縮空气作动力源。例如，中
国专利91103893.1、 02225981.3、 03210740.4等公开的体外反搏装置，都是由复 杂的气动式作动力源的反搏装置，但除了中国专利200810029443.8用伺服电机 作动力源和本实用新型类似外，其原理和结构均不一样。
对于气压式反搏装置，明显的有以下不可改变的缺陷1、体积大，设备多 管路复杂，造价高，维护成本高；2、压縮机和阀门开关均有较大噪音，故噪音 大；3、由于气体的可压縮性，动作响应不及时，很难做到根据心电原理来精准 的动作，从而影响实际的医疗效果；4、由于气体压縮的升温性，对于闭环用气 还要另设降温装置(如开环用气则能耗更大效率更低)；5、如果要做到负压还 要增加一套抽气设备，从而使系统更加复杂。由于以上的原因，造成体外反博 很难推广普及，更难进入家庭作保健用途。
发明内容
本发明的目的是提供一种体外反博装置。是由三套系统所组成精准动作系 统，液体水压包及液体压力传递系统，信息采集、处理、显示和发出命令的控 制系统所组成。
精准动作系统是由电机L电机控制器13和把电机的旋转能量转化成直线 运动的转化机构(以下简称直线转化机构)2所组成，也可以用两者的总成成为直线电机l+2。电机1接受来自电机控制器13的旋转速度和方向指令，执行按
要求的旋转工作，带动直线运动转化机构2动作；直线运动转化机构2的作用
是把电机1的方向和转速高效率的转化成直线运动的前进和后退，旋转速度转
换成前进或后退的速度；电机控制器13是接收来自控制系统9发出的行动指令， 转换成不同频率的脉冲电流，来带动电机l按要求动作。
液体水压包及液体压力传递系统采用液体作为压力传递介质，是取液体的 不可压縮性这一性质，当连通的一端液体受到压力时，能迅速地把压力传递到 另一端，且行程较少， 一端应该要多大压力才能满足另一端的压力需求，可通 过压强原理计算得知。在液体的选择上，我们选择尽可能没有杂质的纯净水作
为压力传递介质，这样做的好处是水最便宜造价低， 一旦泄漏不伤害人体，
对环境无危害，对设备防泄漏要求不苛刻。在该系统中是由把直线运动转化成
施压或收縮的单元(简称压/收单元:'3，连接水管4和三组五个水压包A.B.C所 组成，压/收单元3是一种可变形的盛水容器，其作用是通过水管4和水压包 A.B.C相连接并充满液体，接受直线转化机构2的推压力和拉力，使自身压縮变 形或涨大变形。压/收单元3压縮变形时向水压包A.B.C施加压力，水压包A.B.C 迅速向人体施加压力；压/收单元3涨大变形时，解除水压包压力，当涨大过头 时，则完全解除水压包对人体的压刀。水压包A.B.C的作用跟目前的气压包功 能类似，但本发明的新特点如下a.双脚部水压包C采用半包裹到脚的结构，这 样不但增加了反博面积，也避免了l目前常用的小腿部气压包压縮时，血液既会 往上流也会向脚底部充血的问题，这样降低了反博的效果；b.臀部-大腿部-脚部 的水压包A.B.C采用相互贴近的原则，以增大反博面积，客观上也起到避免在 反博过程中产生位移的弊端，A-B和B-C之间用若干个扣连接14; c.水压包A.B.C 的结构同现行的水压包类似，但不同的是，包扎的两边分别用较宽的皮带分别+B'~n、 C^+C"n，这样做的好处是，对水压包 的技术要求可以不用那么高，减小外部的压力膨胀的任务可以由皮带来承担，
并可以尽量减少水压包的水量以减轻肢体的负荷。丄水压包A.B.C的衬里采用经
有机硅处理的高强度、弹性、滑爽的布材料缝制，以满足当附于人体时容易贴
服，不产生皱折，从而不伤害皮肤的目的；e.在臀部水压包A的男性生殖器部位 设计成能够反博男性阴茎的形状，使之尽量包裹住阴茎，跟随臀部一起反博， 医学证明男性阴茎反博能提高男性的性能力。
信息采集5.6.7.8、、显示10和发出命令的控制系统9:信息采集是由心电信 号采集6、血压采集5、大腿根-膝盖部-脚碗部血流情况采集8、 A.B.C三组水压 包水压采集7，组成信息采集系统。大腿根-膝盖部-脚碗部血流情况采集8的作 用是结合心电图信号6，更加精准的选择压一放的时机和最终的压力大小;A.B.C 三组水压袋水压采集7的作用是当水压包A.B.C达到设定压力大小时及时反馈 给控制系统9停止施压。控制系统9是由可扩展的工控PC (PLC)组成分别扩 展伺服电机控制器13、血压5、心电6、三组血流8及三组水压包7压力的检测 组件，供PC 9分析处理，并把结果输出至显示器10上，同时向三个伺服电机 分别发出行动指令。
在本发明中，还包括了为了安全和舒适而设置的有线或无线手掌式安全控制 器11，以方便家庭用户自我操作控制，其中一项功能是可以调节反博的压力大 小，在感到不适时，能够自我降低反博压力甚至停机减压。
在本发明中，还包括了意外断电保护系统12，在电源部分设置一个蓄电池 及其控制器，当意外断电时，蓄电池能够提供能源使其水压袋减压复位，保证 人体的安全。
本发明具有以下几个特点1. 采用与气压式反博装置完全不同的思路，直接把电能转换成可控的直线
运动的机械能；'
2. 利用液体的不可压縮性，在水压包和肢体间处于充盈状态下，将很方便 和迅速的达到压和放的反博效果。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果
1. 由控制系统发出指令到水压包的压和放，动作响应敏捷和可控，还很容易 快速实现负压，不但能满足现有医学对体外反博的要求，还能据此研究出新的
反博模式和治疗范围；
2. 设备组件相对气压式反博装置大幅减少，不但减少了设备重量和体积，也 大幅降低了造价；
3. 由于是精密运行，运行噪音相比气压式装置大幅降低，基本能满足医疗单 位或家庭的使用要求；
4. 系统可动部分结构精密和简单，运行稳定，维护成本低；
5. 由于只是动作时才耗能量，相比气压装置过压排气及放气浪费，再加上 水压包采用皮带绕圈固定的方式，使得无效膨胀大为减少，节能一半以上。
图1、是体外反博系统结构示意图； 图2、是工作流程图3、 A.B.C三组五个水压包安装示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步描述，但是本发明要求保护的范围并不局 限于实施例表述的范围。
分别设置心电感应器6、血压感应器5、三段水压包的肢体部位的三个血流血压感应器8并分别装在三段水压包中。分别把以上的感应器扩展卡插入可扩 展的工控PC(PLC) 9中，设计相应的控制程序，并根据心电血流信号在最佳时 机向伺服电机控制器13发出行动指令，伺服电机控制器13接到行动指令后， 分别向三组伺服电机1发出独立的万向和转速指令或停止指令，三组伺服电机1 按指令的方向和转速把旋转能量分别传递给三组滚珠丝杆2，三组滚珠丝杆2把 伺服电机1的旋转能量转化成不同方向和速度的直线动作力，分别带动三组充 满纯净水的风琴式变形单元3作压縮或涨大变形，三组风琴式变形单元3的压 縮或涨大变形通过连接水管4分别向三组五个水压包A. B. C施压或解压，三组 五个水压包A. B. C通过涨大或縮小兒成对人肢体的反博。三组五个水压包A. B. C 的安装由图3表述，A-B、 B-C的连接用若干个扣带14锁紧，每个水压包的包扎 用较宽的皮带分别绕一圈共两圈再固定An+An、 Bn+Bn、 Cn+Cn，每个水压包用 若干组固定；臀部水压包从下档处引伸一组带A3+A3分别从前后两端在腰部固 定。
意外断电保护系统13是由蓄电池、控制器和转换器组成，当意外停电时控 制器能够及时开启，蓄电池电源通过转换器向伺服电机控制器供电，使滚珠丝 杆2带动风琴式变形单元3复位减压。
有线或无线手掌式安全控制器12设有反博压力调整控制开关、不适停车开 关以及开机初始化开关等。
权利要求
1、一种全新的精密控制和动作的体外反搏装置。是由精准动作系统、液体水压包及液体压力传递系统，信息采集、处理、显示和发出命令的控制系统组成。
2、 丰又利要求1所述的精密动力系统，其特征在于，是由电机、电机运动控制器所组成，如是旋转式电机，将设把旋转能量转化成直线运动的转化机构。
3、 丰又利要求2所述的电机，其特征在于，是步进电机、数字式交流伺服 电机、数字式直流伺服电机、数字式永磁伺服电机，也是直线电机。
4、 丰又利要求2所述的把电机的旋转能量转化成直线运动的转化机构，其 特征在于，是用电动缸或是经改进的滚珠丝杆所组成，也是把这两者总成而成 为螺杆式直线电机。
5、 丰又利要求l所述的液体水压包及液体压力传递系统，其特征在于，是 由直线运动转化成施压或收縮的单元分别用水管连接三组五个液体水压包所组 成。
6、 丰又利要求6所述的直线运动转化成施压或收縮的单元，其特征在于， 能够把直线运动的直线能量转化成液体的压縮能和收縮能，可以是活塞缸，也 可以是能够压縮变形和拉伸变形的容器如风琴式可变形容器，当采用可压縮变 形和拉伸变形的容器时，选取强度高、摩擦系数小、线涨系数低、耐水性好、 易加工的塑料制品来制作，优选尼龙、PE、 PP材料。
7、 丰又利要求6所述的液体水压包，其特征在于是由三组五个组成，水压 包分别裹住臀部、大腿、小腿含脚部，双小腿的水压包采用半包裹到脚的结构， 小腿-大腿-臀部尽量相连，目的是尽可能多的增大反博面积，水压包的衬里布是 经有机硅处理的高强度、弹性、滑爽的布制作，以起到当附于肢体时容易帖服，不产生皱折，达到压力均匀不伤害皮肤之目的，水压包的包扎是采用若干组双 向皮带各绕一圈再固定的方式，臀部设计了从下档部到腰部的固定带。
8、 丰又利要求6所述的液体压力传递系统中的液体，其特征在于，采用纯净的水作为液体传递介质，这样做的好处是采用纯净水一旦泄漏不伤害人体， 对环境没有污染，水是最便宜的东西，因此维护成本低。
9、 丰又利要求6所包含的臀部水压包，其特征在于，其臀部水压包在男性 生殖器部位设计成能够反搏男性阴茎的形状，使之最大限度的包裹住充血时的 阴茎，跟随臀部一起反搏，起到改善性功能的作用。
10、 丰又利要求1所述的人体有关信息采集系统，其特征在于，分别设置心脏脉搏感应器、血压感应器、大腿根-膝盖部-脚碗部三段血流通过情况感应器；脚部-大腿部-臀部水压袋的压力感应器，并把这些信号分别输入处理系统进行分 析处理。
11、 丰又利要求l所述的控制系统，还包括为了安全和舒适而设置的有线或 无线手掌式安全控制器，以方便家庭用户自我控制操作，其中一项功能是可以 调节反博压力的大小，在感到不适时，能够自我降低反博压力甚至停机减压。
12、 丰又利要求1所述的控制系统，还包括意外断电保护系统，其特征在于， 在电源部分设置一个蓄电池及其控制器，当意外断电时，蓄电池能够提供能源 使其水压包减压复位。
全文摘要
本发明公开了一种精密控制及动作的体外反搏装置。是由伺服电机配上滚珠丝杆作直线动作的精密动力系统；以水为介质的液体包裹和压缩装置，接受滚珠丝杆的动力，迅速的把压力传递给人体表面，达到反搏的目的；通过采集人体的有关信息，来精密控制反搏的压缩和释放。和现有技术相比，本发明具有以下突出特点1.动作响应敏捷和可控，实现了精准的控制和动作，还无须增加设备快速实现负压；2.设备组件大幅减少，大幅减少了重量、体积和造价；3.运行噪音大幅降低；4.系统结构精密和简单，运行稳定，维护成本低；5.只是动作时才耗能量，节能一半以上。这些创新为体外反搏进入家庭作保健用途创造了条件。
文档编号A61H31/00GK101589986SQ200910107880
公开日2009年12月2日 申请日期2009年6月22日 优先权日2009年6月22日
发明者健 卢 申请人:健 卢