本发明涉及康复医疗器械技术领域，特别涉及一种吞咽功能障碍的康复训练装置。
背景技术：
随着脑卒中发病率的逐年升高，并发吞咽功能障碍的人数也越来越多。吞咽功能障碍易导致吸入性肺炎、脱水、电解质紊乱、营养不良等生理性的疾病和心理上的负担。目前，对于吞咽功能障碍的主要治疗方法为康复医师训练、电刺激、针灸等，这些方法都需要专业人员介入，且需要病人的接受程度较高，而一些重症吞咽功能障碍的患者需要长期鼻饲。
我国中医认为吞咽功能障碍属于痿病，“治痿独取阳明”，而咽僻穴属于阳明经经穴，据其病有热故僻，根据“热则寒之”的治则，目前临床上采用零下18度的冰棒雀啄冷炙咽僻穴治疗吞咽功能障碍，这种冰棒通常是由一圆柱形塑料袋体和袋体内的冷却冰构成，在使用前先将袋体放进冰箱内冷冻至零下18度形成冰棒，再用毛巾裹覆冰棒一端后手持，将冰棒伸进患者口腔中，用冰棒的另一端冷炙咽僻穴3～5秒后取出，让患者做吞咽动作，如此反复约10分钟。该方法能激发经气，提高临床疗效，但冰棒每次使用前都需要冷冻，步骤比较繁琐，使用不便，患者的咽僻穴经冷炙刺激后本能产生吞咽动作会引起牙齿本能咬冰棒进而导致冰棒外部的袋体破碎，影响使用寿命，需要经常更换，并且其冷炙过程需要与人配合，患者无法独立完成，且冰棒的温度及持续动作的时间均人为控制，精度有待进一步提高。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种吞咽功能障碍的康复训练装置，其结构简单，操作方便，可定时定温，临床效果好，使用寿命长，方便患者独立进行康复训练。
(二)技术方案
一种吞咽功能障碍的康复训练装置，包括底座，所述底座的一端设有第一铰座，所述底座的另一端设有控制台，所述第一铰座和所述控制台之间设有支撑架，所述第一铰座与连杆的尾端相铰接，所述连杆的顶端铰接第二铰座，所述第二铰座固定于直线电机的底部，所述直线电机的输出轴连接推杆的一端，所述推杆的另一端固定安装半导体制冷片，所述半导体制冷片与导温杆的一端相连接，所述导温杆的另一端设有冷炙头，所述导温杆靠近所述半导体制冷片侧安装一温度传感器，所述导温杆靠近所述冷炙头侧包裹有咬嘴，所述支撑架的顶部固定有支撑块，所述支撑块设有通槽，所述通槽内壁上包裹橡胶层，所述推杆带动所述半导体制冷片和所述导温杆在所述通槽内做直线运动，所述导温杆的长度大于所述通槽的长度，所述控制台的上表面设有控制面板，所述控制面板的中部为液晶显示屏，所述液晶显示屏的上部为扬声器，所述液晶显示屏的下部设有电源开关、温度键和时间键，所述控制台内部设有控制模块、按键模块、时钟模块、显示模块和语音播报模块，所述按键模块与所述温度键和所述时间键电连接，所述按键模块、所述时钟模块和所述温度传感器连接所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端与所述显示模块、所述半导体制冷片、所述直线电机和所述语音播报模块相连接，所述显示模块与所述液晶显示屏电连接，所述语音播报模块的输出与所述扬声器相连，外部电源通过所述电源开关给所述控制模块、所述按键模块、所述时钟模块、所述温度传感器、所述显示模块、所述半导体制冷片、所述直线电机和所述语音播报模块提供工作电压。
进一步的，所述导温杆和所述冷炙头由导温材料制成。
进一步的，所述咬嘴由柔性橡胶材料制成。
进一步的，所述控制模块选用单片机STC12C4052AD。
进一步的，所述按键模块选用键盘驱动芯片ZLG7289。
进一步的，所述时钟模块选用时钟芯片DS1302。
进一步的，所述温度传感器选用数字式温度传感器DS18B20。
进一步的，所述语音播报模块选用音频放大集成芯片LM386。
(三)有益效果
本发明提供了一种吞咽功能障碍的康复训练装置，其结合单片机控制和传感器技术，通过半导体制冷片导温传递给冷炙头，患者口含冷炙头对咽僻穴进行冷炙刺激，可定时定温，自动完成整个阶段的康复训练，温度传感器对冷炙头的温度进行监测，保证其冷炙效果，临床效果好，使用寿命长，方便患者独立进行康复训练，其结构简单，操作方便，检测精度高，稳定性和可靠性好，响应速度快，具有良好的实用价值。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种吞咽功能障碍的康复训练装置的结构示意图。
图2为本发明所涉及的一种吞咽功能障碍的康复训练装置的系统工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。
结合图1和图2，一种吞咽功能障碍的康复训练装置，包括底座1，底座1的一端设有第一铰座2，底座1的另一端设有控制台3，一铰座2和控制台3之间设有支撑架4，第一铰座2与连杆5的尾端相铰接，连杆5的顶端铰接第二铰座6，第二铰座6固定于直线电机7的底部，直线电机7的输出轴连接推杆8的一端，推杆8的另一端固定安装半导体制冷片11，半导体制冷片11与导温杆12的一端相连接，导温杆12的另一端设有冷炙头15，导温杆12靠近半导体制冷片11侧安装一温度传感器13，导温杆12靠近冷炙头15侧包裹有咬嘴14，支撑架4的顶部固定有支撑块9，支撑块9设有通槽，通槽内壁上包裹橡胶层10，推杆8带动半导体制冷片11和导温杆12在通槽内做直线运动，导温杆12的长度大于通槽的长度，控制台3的上表面设有控制面板16，控制面板16的中部为液晶显示屏17，液晶显示屏17的上部为扬声器18，液晶显示屏18的下部设有电源开关19、温度键20和时间键21，控制台3内部设有控制模块、按键模块、时钟模块、显示模块和语音播报模块，按键模块与温度键20和时间键21电连接，按键模块、时钟模块和温度传感器13连接控制模块的输入端，控制模块的输出端与显示模块、半导体制冷片11、直线电机7和语音播报模块相连接，显示模块与液晶显示屏17电连接，语音播报模块的输出与扬声器18相连，外部电源通过电源开关19给控制模块、按键模块、时钟模块、温度传感器、显示模块、半导体制冷片11、直线电机7和语音播报模块提供工作电压。
控制模块对按键模块的按键指令、时钟模块的外部供时和温度传感器13的监测数据进行处理，输出两路PWM脉冲信号控制直线电机7和半导体制冷片11工作，同时驱动显示模块和语音播报模块。控制模块选用单片机STC12C4052AD，STC12C4052AD是一个时钟/机器周期的单片机，速度比普通的8051单片机快8～12倍，有20个引脚且为小巧封装。STC12C4052AD具有超强抗干扰、抗静电的特点，能轻松通过4KV快速脉冲干扰，其功耗超低，正常工作模式下的典型功耗为2.7～7mA。STC12C4052AD自带硬件看门狗，具有高速SPI通信端口，8通道8位A/D转换，2路PWM输出，4KB容量的Flash存储器，256B容量的SRAM，4个定时器，1个全双工串行通信口。由于STC12C4052AD内部的资源丰富，性价比高，能够很好的满足系统要求，而且减少了外围硬件电路设计，提高了工作效率，降低了设计成本。
时钟模块为系统提供外部计时，用于设定冷炙康复训练的工作时间。时钟模块选用时钟芯片DS1302，DS1302是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片，可以对年、月、日、周、时、分和秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。工作电压为2.0～5.5V，采用三线接口与MCU单片机进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。VCC2脚为主电源，VCC1脚为后备电源，在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。RST脚是复位/片选线，I/O脚为串行数据输入输出端，SCLK脚为系统时钟输入端。
按键模块与温度键20和时间键21电连接，通过温度键20设定半导体制冷片11需要制冷的温度，时间键21设定系统工作时间，按键模块选用键盘驱动芯片ZLG7289。ZLG7289是具有SPI串行接口功能的可同时驱动最多达8*8键盘或64只独立LED的智能显示驱动芯片，单片即可完成显示、键盘接口的全部功能，采用串行方式与STC12C4052AD通信，数据从DIO脚送入芯片，并由CLK脚同步，当CS脚信号变为低电平后，DIO脚上的数据在CLK脚的上升沿被写入ZLG7289的缓冲寄存器。整个电路无需添加锁存器和驱动器，耗电少，并且软件设计中无需编写显示译码程序，省去了静态显示扩展芯片，大大节省了STC12C4052AD的时间。
STC12C4052AD输出的驱动直线电机7的PWM脉冲信号为正反转PWM脉冲信号，正转周期和反转周期结束之后都连接5秒的停留期。STC12C4052AD先输出PWM脉冲信号使半导体制冷片11快速制冷，导温杆12和冷炙头15均由导温材料制成，因此半导体制冷片11可通过导温杆12和冷炙头15将冷刺激传递到与冷炙头15相接触的咽僻穴。患者口含冷炙头15时，牙齿咬住咬嘴14，因此咬嘴14为柔性橡胶材料制成，避免擦伤患者的口腔，同时咬嘴14包裹在导温杆12上，患者可随意调整咬嘴14在导温杆12上的位置。温度传感器13监测冷炙头15的温度，当冷炙头15的温度到达设定的制冷温度后，温度传感器13反馈给STC12C4052AD，STC12C4052AD暂停输出PWM脉冲信号给半导体制冷片11，半导体制冷片11暂停工作，同时STC12C4052AD驱动语音播报模块进行语音提醒患者。由于当冷炙头15的温度升到零下10度以上时，对咽僻穴的冷炙效果会变差，因此预设温度传感器13监测的阈值温度为零下10度，当冷炙头15的温度高于零下10度时，温度传感器13反馈给STC12C4052AD，STC12C4052AD控制直线电机7缩回推杆8，同时恢复输出PWM脉冲信号给半导体制冷片11使其快速制冷。温度传感器选用数字式温度传感器DS18B20，DS18B20是DALLAS公司生成的一线式数字温度传感器，具有微型化、低功耗、高性能抗干扰能力、强易配处理器等优点，特别适合用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号(按9位二进制数字)给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片，具有三引脚TO-92小体积封装形式，温度测量范围为-55～+125℃，可编程为9～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到三根或两根线上，单片机只需一根端口线就能与多个DS18B20通信，占用单片机的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路，非常适用于远距离多点温度检测系统。
显示模块通过液晶显示屏17显示设定的系统工作时间、制冷温度和冷炙头15的实际温度。
当冷炙头15的实际温度到达制冷温度或系统完成设定的工作时间，STC12C4052AD控制语音播报模块通过扬声器18进行语音提醒患者。语音播报模块选用音频放大集成芯片LM386，LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、工作电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点。STC12C4052AD通过I/O脚输出1KHz的音频信号驱动扬声器18，作为语音信号。
下面简述装置的工作原理：
接通外部电源，打开电源开关19，点亮液晶显示屏17，系统处于待机状态。通过温度键20设定半导体制冷片11的制冷温度为零下18度，确认后，STC12C4052AD、半导体制冷片11和温度传感器13开始工作，液晶显示屏17显示设定温度和冷炙头15的实际温度，当冷炙头15的实际温度为零下18度时，半导体制冷片11暂停工作，扬声器18发声提醒患者，患者口含冷炙头15，牙齿咬住咬嘴14，使冷炙头15接触咽僻穴，通过时间键21设定康复训练时间为10分钟，确认后，直线电机7开始工作，冷炙头15在咽僻穴停留5s后，直线电机7将冷炙头15从患者口腔取出，患者做吞咽动作，等直线电机7将冷炙头15重新推出，患者再次使冷炙头15接触咽僻穴，如此反复10分钟，液晶显示屏17同时显示设定工作时间的倒计时，到计时时间，扬声器18再次发声提醒患者。
本发明提供了一种吞咽功能障碍的康复训练装置，其结合单片机控制和传感器技术，通过半导体制冷片导温传递给冷炙头，患者口含冷炙头对咽僻穴进行冷炙刺激，可定时定温，自动完成整个阶段的康复训练，温度传感器对冷炙头的温度进行监测，保证其冷炙效果，临床效果好，使用寿命长，方便患者独立进行康复训练，其结构简单，操作方便，检测精度高，稳定性和可靠性好，响应速度快，具有良好的实用价值。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。