按压主体和心肺复苏机的制作方法

1.本实用新型涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种按压主体和心肺复苏机。


背景技术：

2.随着医疗行业的发展，心肺复苏设备的设计与制造取得巨大进步，其中，气动式心肺复苏机是心肺复苏设备的重要组成部分。目前，市面上多数的气动式心肺复苏机都在按压杆上安装弹簧，工作时高压气体将按压杆推出，弹簧被压缩；高压气体散去，弹簧回弹，带动按压杆的复位，由此实现按压杆的往复运动。在高压力、高频率的按压操作下，弹簧的两端和中间区域被反复压缩与拉伸，容易出现材料疲劳，进而产生扭曲变形、错位、不能完全复原甚至损坏等问题，影响设备的使用效果和使用寿命。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提供一种按压主体，旨在使用一种特殊结构的弹簧，解决在高压力、高频率的按压操作下弹簧的疲劳问题，确保按压杆能够及时完全复位，维持产品的使用效果和提高产品的使用寿命。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的按压主体包括壳体、动力装置、按压组件以及弹簧。所述壳体形成具有两端开口的容纳腔；所述动力装置连接于所述壳体的一端开口；所述按压组件包括按压杆和按压头，所述按压杆设于所述容纳腔，所述按压杆的一端靠近所述动力装置，所述按压头与所述按压杆远离所述动力装置的一端连接；所述弹簧套设于所述按压杆。
5.优选地，所述弹簧由多个弹簧圈组成；多个所述弹簧圈形成受力区、承压区和伸缩区；所述受力区位于所述弹簧的两端，所述承压区位于所述弹簧的中部，所述伸缩区连接所述受力区和所述承压区，所述伸缩区的弹簧圈的节距相等，所述承压区和所述受力区的所述弹簧圈为支撑圈,所述弹簧的所述承压区的支撑圈数目大于或等于所述受力区的支撑圈数目。
6.优选地，所述承压区有多个，多个所述承压区间隔设置；
7.和/或，每一所述承压区中的所述支撑圈的数目范围为3-6；
8.和/或，每一所述受力区中的所述支撑圈的数目范围为2-4。
9.优选地，所述容纳腔设有推进件，所述推进件套于所述按压杆靠近所述动力装置的一端，且所述推进件连接所述受力区，所述推进件的侧壁与所述容纳腔的腔壁贴合。
10.优选地，所述推进件设有第一限位平台，所述第一限位平台连接所述按压杆和所述推进件，且所述弹簧的一个所述受力区套设于所述第一限位平台；
11.和/或，所述壳体背离所述动力装置的一端设有第二限位平台，另一个所述受力区嵌套于所述第二限位平台。
12.优选地，所述推进件靠近所述动力装置的一端的边缘部分朝向所述按压头的一端凹陷。
13.优选地，所述推进件朝向所述动力装置的表面设有第一缓冲件，所述第一缓冲件连接于所述推进件，并可抵接或远离所述壳体的内壁。
14.优选地，所述容纳腔远离所述动力装置的一端设有一阻挡件，所述阻挡件安装于所述壳体的远离所述动力装置的一端，所述阻挡件部分插入所述容纳腔并套设于所述按压杆。
15.优选地，所述容纳腔内设有第二缓冲件，所述第二缓冲件连接于所述阻挡件朝向所述推进件的表面，并套设于所述按压杆；
16.和/或，所述阻挡件包括第一阻挡段和第二阻挡段，所述第一阻挡段和所述第二阻挡段之间形成台阶面，所述第一阻挡段插设于所述容纳腔，且所述台阶面与所述壳体的端面相抵接。
17.本实用新型还提出一种心肺复苏机，所述心肺复苏机包括按压主体和设于所述按压主体两侧的支撑机构，所述按压主体为如上任意一项所述的按压主体。
18.本实用新型技术方案的按压主体包括动力装置、壳体、按压组件以及弹簧，壳体形成具有两端开口的容纳腔，动力装置安装于一端开口，按压组件包括按压杆和按压头，按压杆设于容纳腔，按压杆的一端靠近动力装置，按压头与按压杆远离动力装置的一端连接，从而在动力装置的驱动下，按压杆带动按压头往复运动，实现按压功能。
19.弹簧套设于按压杆，弹簧包括受力区、承压区和伸缩区；受力区位于弹簧的两端，承压区位于弹簧的中部，伸缩区连接受力区和承压区；受力区和承压区由若干支撑圈组成；伸缩区由若干相等节距的弹簧圈组成，如此，在弹簧的受力区和承压区增加支撑圈的数目，在保证整体高度不变的情况下，提高弹簧两端和中间区域的拉伸性能，降低弹簧两端和中间区域因反复拉伸与压缩造成疲劳的可能性，维持产品的使用效果，提高产品的使用寿命。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本实用新型按压主体一实施例自然状态下的剖面图；
22.图2为本实用新型按压主体一实施例按压状态下的剖面图；
23.图3为本实用新型按压主体一实施例中弹簧的结构示意图。
24.附图标号说明：
25.标号名称标号名称100按压主体150阻挡件110动力装置151第一阻挡段120壳体152第二阻挡段121容纳腔153台阶面130按压组件154第二缓冲件131按压杆155第二限位平台132按压头170弹簧
140推进件171受力区141第一缓冲件172承压区142第一限位平台173伸缩区
26.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
29.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
30.本实用新型提出一种按压主体100。
31.参照图1至图3，在一实施例中，按压主体100包括壳体120、动力装置110、按压组件130以及弹簧170。壳体120形成具有两端开口的容纳腔121；动力装置110连接于壳体120的一端开口；按压组件130包括按压杆131和按压头132，按压杆131设于容纳腔121，按压杆131的一端靠近动力装置110，按压头132与按压杆131远离动力装置110的一端连接；弹簧170套设于按压杆131，弹簧170由多个弹簧圈组成；多个弹簧圈形成受力区171、承压区172和伸缩区173；受力区171位于弹簧170的两端，承压区172位于弹簧170的中部，伸缩区173连接受力区171和承压区172，伸缩区173的弹簧圈的节距相等，承压区172和受力区171的弹簧圈为支撑圈。
32.本实施例中，动力装置110包括高压气体的导入设备(附图未显示)和连接导入设备与壳体120的管道，高压气体的导入设备安装在壳体120的外侧，通过一管道连入壳体120中，将外界的空气或氧气压缩并输入容纳腔121，为按压主体100的按压操作提供动力，可选的动力装置110有空气压缩机、储气瓶、气泵等。
33.壳体120整体呈筒状或柱状，便于生产和加工，根据实际的需要，可以在壳体120表面增设附加机构，比如动力系统、冷却体统、支撑系统等等。壳体120内部贯穿形成一容纳腔121，用于容纳按压组件130和弹簧170，容纳腔121设置于壳体120的中间区域，方便制造与加工。本实施例中的壳体120和容纳腔121均为圆柱形，其他实施例中可以设为棱柱状，方便取用和搬运。
34.在自然状态下，按压杆131完全置于容纳腔121中，按压头132在容纳腔121外侧，并抵住壳体120的一端，这样有利于节省容纳腔121的空间，方便弹簧170自然伸展。按压杆131
的和按压头132的材质可以选用金属材料、无机非金属材料或高分子材料，抗冲击性能好，且加工方便；考虑到按压头132直接接触人体，为了在施救过程中减轻患者的痛苦，优选在金属材质的按压头132外包裹一层柔性硅胶，这样患者被按压的部位的压强不会过大，皮肤感受到按压头132的温度不会太冷，体现人性关怀。
35.参照图3，本实用新型使用的弹簧170具有特殊的结构，相比于传统弹簧，本实用新型所用弹簧170在两端和中间区域增加支撑圈的数目，形成受力区171、承压区172和伸缩区173。
36.受力区171直接受到动力装置110的推力，需要较大的抗冲击能力，防止断裂或弯曲；同时也需要注意支撑圈的数目不要过多，避免受力区171吸收过多的能量，传递到其他区域的能量不足，弹簧170压缩的尺度不够，降低按压效果。
37.承压区172位于弹簧170的中部，在整个按压工作中不断地压缩和舒张，更容易造成材料疲劳和损坏，因此需要增加承压区172的支撑圈数，降低承压区172中单个支撑圈受到的的机械冲击，维护承压区172的工作性能，基于与受力区171相同的考量，承压区172的固定圈数目也不能过多。
38.伸缩区173在整个弹簧170中起到连接受力区171和承压区172的作用，同时也具有形变储能、帮助推杆复位的功能，因此伸缩区173的弹簧圈的节距固定且相等，形变范围较上述两个区域的大，在实际使用和生产测试中，针对不同的使用场景和使用要求，可以将伸缩区173的节距调大或者调小，以满足伸缩的需求。
39.本实用新型技术方案提出一种按压主体100，所述按压主体100包括壳体120、动力装置110、按压组件130以及弹簧170。所述壳体120形成具有两端开口的容纳腔121；所述壳体120的一端连接所述动力装置110；所述按压组件130包括按压杆131和按压头132，所述按压杆131设于所述容纳腔121，所述按压杆131的一端靠近所述动力装置110，所述按压头132与所述按压杆131远离所述动力装置110的一端连接；所述弹簧170套设于所述按压杆131，所述弹簧170包括受力区171、承压区172和伸缩区173；所述受力区171位于所述弹簧170的两端，所述承压区172位于所述弹簧170的中部，所述伸缩区173连接所述受力区171和所述承压区172，所述受力区171和所述承压172区均由若干支撑圈组成，所述伸缩区173由若干相等节距的弹簧圈组成。
40.本实用新型技术方案通过采用在弹簧170的受力区171和承压区172增加支撑圈的数目，在保证整体高度不变的情况下，提高弹簧170两端和中间区域的拉伸性能，降低弹簧170两端和中间区域因反复拉伸与压缩造成疲劳的可能性，维持产品的使用效果，提高产品的使用寿命。
41.参照图3，优选地，弹簧170的承压区172的支撑圈数目大于或等于受力区171的支撑圈数目。
42.上文说到受力区171和承压区172都需要提高抗冲击性能，所以选择增加支撑圈的数目，不同的地方在于，受力区171只受到来自动力装置110单方向的强冲击，其复位过程为自然舒张，对材料的损耗较小；承压区172在弹簧170中部，吸收和释放的能量较大，且在整个按压工作中不断地压缩和舒张，材料易疲劳，也容易发热变软，降低材料的机械性能，更容易损坏。所以承压区172的支撑圈数目多于受力区171的支撑圈数目，至少要相等，这样才能保证承压区172的机械性能和使用寿命符合使用要求，减少发生故障的频率和减少维修
次数。传统弹簧两端的支撑圈数目一般为1.5、2.0和2.5，以2.0居多，且无承压区，本方案的一个实施例中受力区171中支撑圈数目为2，承压区172中支撑圈数目为3，其检测方法和检测结果在下文有详细描述。
43.优选地，所述承压区172有多个，多个所述承压区172间隔设置；
44.和/或，每一所述承压区172中的所述支撑圈的数目范围为3-6；
45.和/或，每一所述受力区171中的所述支撑圈的数目范围为2-4。
46.本实用新型所使用的弹簧170用于高压力、高频率、长时间做往复运动的装置中，基本的原理是将弹簧170的形变量从中间区域沿两端方向分散，减少弹簧170局部位置的形变量，对于呼吸机这一类装置，在弹簧中设置一个承压区足以满足使用要求，但是，车辆、发动机等大型装置中使用的弹簧，其长度更长，压缩和舒张范围更大，对于弹簧的抗冲击性能、抗拉伸性能要求更高，此时就需要在弹簧上间隔设置多个承压区，由此分散单个的弹簧圈和单个的区域承受的机械强度。例如，在一根40cm的弹簧上每间隔10cm设置一个承压区，共设置3个承压区，每个承压区的支撑圈数目为3。
47.在此前提下，经过多次实验测试，确定本方案中承压区172中支撑圈的数目可以选则3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0等，在此范围内，承压区172的耐压缩和耐拉伸的性能均满足使用要求。
48.在本条方案的基础上，结合上一条方案，可以确定本方案中受力区171的支撑圈数目可以为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0等，承压区172的支撑圈数目可以根据受力区171的支撑圈数目进行增设，具体的选择则需要结合试验结果和实际使用情况。
49.优选地，容纳腔121设有推进件140，推进件140套于按压杆131靠近动力装置110的一端，且推进件140连接受力区171，推进件140的侧壁与容纳腔121的腔壁贴合。
50.结合图1和图2，考虑到如果按压杆131直接面对动力装置110，其横截面面积满足不了推动需求，也容易产生侧向的移动，造成设备损坏，因此，在按压杆131的上部套设一个推进件140以增大接受推力的范围，本方案中的推进件140又被称作气缸上盖，整体呈柱状，该推进件140正对动力装置110，高压气体进入容纳腔121后会迅速散开，均匀作用于推进件140，给按压杆131一个均匀的沿轴线方向的作用力，避免侧向的移动。推进件140正好贴合于容纳腔121的腔壁，彼此间的摩擦力很小，在无压杆的情况下可贴合腔壁滑动。套设在按压杆131后，推进件140随着按压杆131运动，提供均匀推力的同时也不会因为摩擦产生大量的热或者消耗按压杆131的动能。本方案中推进件140的材质和壳体120的材质相同，推进件140的表面和容纳腔121的表面做得光滑，其它方案中也可以在此基础上涂抹润滑剂。
51.优选地，推进件140设有第一限位平台142，所述第一限位平台142连接所述按压杆131和所述推进件140，且所述弹簧170的一个所述受力区171套设于所述第一限位平台142；
52.和/或，壳体120背离动力装置110的一端设有第二限位平台155，另一个受力区171嵌套于第二限位平台155。
53.为了确保弹簧170的轴线与端面垂直，以便弹簧170受力均匀，在生产时可以使用支撑圈，弹簧170套设于按压杆131后则需要固定受力区171，本方案在推进件140上设有第一限位平台142，第一限位平台142能够穿过受力区171的中心区域，对弹簧170起到固定和限位，如此，在动力装置110的作用下受力区171和承压区172只能沿着按压杆131的方向，即弹簧170的轴线方向运动，避免产生扭矩，减小弹簧170发生扭曲变形的风险。
54.在此基础上，可以在壳体120的下端设置第二限位平台155，第二限位平台155也穿过受力区171，与第一限位平台142共同对弹簧170起到固定、支撑和限位的作用。其他方案中，如果不设置限位平台，可以增加受力区的支撑圈的数目。
55.现在我们用一组实验来说明实施效果。本实验中，按压主体100的运行频率为110次/分钟，单次测试时间为8小时，两次测试的间歇时间为16小时，总的测试时间为32小时，高压气体施加的压力为750n。
56.本实验中对照组使用的传统弹簧节距为9.3mm，自由长度126.5mm，总圈数14.5，有效圈数12.5，弹簧线径1.6mm，中径17.5mm，受力区各并紧1圈，即支撑圈数2.0，无承压区。测试之后取出弹簧，弹簧两端发生的位置偏差超过6mm，中间区域也有严重形变，整个弹簧无法将按压杆复原到最初的位置，影响按压高度读取，使用效果和使用寿命均不理想。
57.实验组所用的特殊结构的弹簧170，节距为9.3mm，整体的自由长度126.5mm，承压区172的支撑圈数目为3，受力区171的支撑圈数目为2.0；总圈数20圈,有效圈数15；弹簧170的线径1.6mm，中径17.5mm。测试后，受力区171相对承压区172发生微小变形，变形量不超过2mm，且受力后能够正常回弹，将按压杆131复位到要求高度。也就是说，在基本参数相同的情况下，本方案中的弹簧170的性能是普通弹簧的性能的三倍，大大提高了使用效果。
58.参照图1，优选地，推进件140靠近动力装置110的一端的边缘部分朝向按压头132的一端凹陷。
59.进一步地，上文已提到，推进件140为按压杆131提供一个均匀的沿轴向的作用力，为避免推进件140边缘区域因受力不均匀产生扭矩，本方案中推进件140的上部向其中心方向凹陷一点，整体看上去，呈两个同心堆叠的圆柱，凹陷处与容纳腔121形成凹槽，高压气体进入容纳腔121后沿着推进件140的表面扩散展开，凹槽处空间更大，气体更容易向该处扩散，所以推进件140边缘处的推力与推进件140中心区域的推力的差别不大，整个推进件140受到的推力均匀且方向一致，避免按压杆131因扭矩而降低按压效果。其它方案中可以考虑在进气口安装蜂窝状的导流板。
60.优选地，推进件140和动力装置110之间设有第一缓冲件141，第一缓冲件141连接于推进件140，并可抵接或远离壳体120的内壁。
61.可以理解的，弹簧170吸收大量能量后被压缩，其伸展时必然释放出大量能量，产生强大的冲击力，为了避免按压杆131和壳体120相互碰撞产生损耗，有必要在推进件140和动力装置110之间设置第一缓冲件141，以消解多余的冲击力。本方案中第一缓冲件141的大小与推进件140的上部等大，采用柔性橡胶，取材方便，成本低廉。其他方案中第一缓冲件141的材质可以选择海绵。
62.优选地，容纳腔121远离动力装置110的一端设有一阻挡件150，阻挡件150安装于壳体120的远离动力装置110的一端，阻挡件150部分插入容纳腔121并套设于按压杆131。
63.为了避免按压杆131被推出容纳腔121，本方案在容纳腔121的下部设置一阻挡件150，本实施例中该阻挡件150又叫气缸下壳，其横截面呈一个“凸”字形，阻挡件150的一部分插入容纳腔121中，起到阻挡推进件140继续运动的作用，且该部分套设于按压杆131和弹簧170，亦能起到限位和导向的功能。其他方案中，可以将容纳腔121的下部在加工时收紧，形成倒着的“凸”字形的结构，使容纳腔121下部的横截面面积小于推进件140的横截面面积，亦能起到同样效果。
64.优选地，容纳腔121内设有第二缓冲件154，第二缓冲件154连接于阻挡件150朝向推进件140的表面，并套设于按压杆131；
65.和/或，阻挡件150包括第一阻挡段151和第二阻挡段152，第一阻挡段151和第二阻挡段152之间形成台阶面153，第一阻挡段151插设于容纳腔121，且台阶面153与壳体120的端面相抵接。
66.进一步地，出于与推进件140处同样的考量，本方案在阻挡件150上方设置第二缓冲件154，第二缓冲件154的大小正好贴合容纳腔121，为了零件的稳定安放，将第二缓冲件154固定于阻挡件150上。第二缓冲件154中心区域开设通孔，通孔大小比套上弹簧170的按压杆131的宽度略微大一点，如此，则避免按压杆131与第二缓冲件154摩擦，减少损耗。第二缓冲件154的材质可以选择橡胶、海绵等等。
67.在此基础上，考虑到阻挡件150的安全防护功能，需要对其做巩固加强。本方案中的阻挡件150包括第一阻挡段151和第二阻挡段152，二者之间形成台阶面153，第一阻挡段151塞入容纳腔121中，第二阻挡段152在壳体120外端，台阶面153与壳体120端面抵接，抵接处采用螺纹连接的方式固定，稳定牢靠。
68.本实用新型还提出一种心肺复苏机，心肺复苏机包括按压主体100和设于按压主体100两侧的支撑机构，按压主体100为如上任意一所述的按压主体100。该按压主体100的具体结构参照上述实施例，由于本按压主体100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
69.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。