一种吞咽咽肌评估训练仪的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种吞咽咽肌评估训练仪。


背景技术：

2.吞咽咽肌评估训练仪通过强化喉部肌群舌骨上肌力量，从而增强气道保护，减少食物残留。在训练时，通过对咽肌的发力进行检测，进而对咽肌进行评估，并且可以为临床提供数据，并达到训练目的。
3.当前技术中，常使用薄膜式压力传感器进行测力。将薄膜式压力传感器设置在受力板上，使用者将下巴置于受力板并发力，薄膜式压力传感器可以根据弹性膜片的形变程度进行力的测量。但是该方法中，力直接作用于薄膜式压力传感器上，力的大小能够改变弹性膜片的形变程度较小，因此使得测力精度降低。
4.由此可见，如何提高测力精度以提高吞咽咽肌评估的准确性是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种吞咽咽肌评估训练仪，用于提高测力精度以提高吞咽咽肌评估的准确性。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种吞咽咽肌评估训练仪，包括：
7.弹力架、应变计、受力架、mcu；
8.所述受力架与所述弹力架连接，所述受力架在受力时使所述弹力架形变；
9.所述应变计设置于所述弹力架处，所述弹力架形变使所述应变计中的应变电阻形变；
10.所述mcu连接所述应变计，以根据所述应变电阻的形变对咽部咽肌进行评估。
11.优选的，所述应变计包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、箔式应变电阻、模数转换芯片；
12.所述第一电容的第一端接地，所述第一电容的第二端连接所述箔式应变电阻的第一端、所述模数转换芯片的参考电压引脚以及电压输出引脚；所述模数转换芯片的模拟地引脚接地，所述箔式应变电阻的第二端连接所述第二电容的第一端和所述第一电阻的第一端，所述箔式应变电阻的第三端接地，所述箔式应变电阻的第四端连接所述第二电容的第二端和所述第二电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述模数转换芯片的正输入端引脚，所述第二电阻的第二端连接所述模数转换芯片的负输入端引脚，所述模数转换芯片的数字电压引脚连接所述第三电容的第一端和电源，所述第三电容的第二端接地，所述模数转换芯片的数据输出引脚连接所述mcu的数据输出引脚，所述模数转换芯片的时钟引脚连接所述mcu的时钟引脚。
13.优选的，还包括：充电电路；
14.所述充电电路连接所述吞咽咽肌评估训练仪的电池和所述mcu，以接入电源为所
述电池充电并发送充电信息至所述mcu。
15.优选的，所述充电电路包括：usb接口、第四电容、第五电容、充电管理芯片、第六电容、第三电阻、第四电阻、第五电阻；
16.所述usb接口连接所述第四电容的第一端、所述第五电容的第一端以及所述充电管理芯片的电源输入引脚，所述第四电容的第二端和所述第五电容的第二端均接地，所述第三电阻的第一端连接所述充电管理芯片的最大电流设置引脚，所述第三电阻的第二端接地，所述充电管理芯片的指示引脚连接所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接所述mcu的第一上拉输入引脚，所述充电管理芯片的电池连接引脚连接所述第六电容的第一端和所述电池的正极，所述第六电容的第二端、所述电池的负极和所述充电管理芯片的接地引脚均接地，所述充电管理芯片的充电状态指示引脚连接所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端连接所述mcu的第二上拉输入引脚。
17.优选的，还包括：电源管理电路；
18.所述电源管理电路连接所述电池的正极和所述mcu，以对所述电池的电量进行检测；
19.所述mcu还用于获取所述电源管理电路中的按键信号，并根据所述按键信号控制所述吞咽咽肌评估训练仪的开关。
20.优选的，所述电源管理电路包括：第七电容、第八电容、第九电容、第一mos管、第二mos管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、稳压管、按键；
21.所述第七电容的第一端、所述第六电阻的第一端、所述第一mos管的源极共同连接所述电池的正极，所述第七电容的第二端接地，所述第一mos管的漏极连接所述第八电容的第一端和所述第七电阻的第一端，所述第八电容的第二端接地，所述第七电阻的第二端、所述第八电阻的第一端、所述第九电容的第一端共同连接所述mcu的电池电源引脚，所述第八电阻的第二端、所述第九电容的第二端共接地；
22.所述第六电阻的第二端、所述第一mos管的栅极共同连接所述第九电阻的第一端，所述第九电阻的第二端连接所述第一二极管的阳极和所述第二mos管的源极，所述第一二极管的阴极连接所述第二二极管的阴极、所述按键的第一端和第三端，所述第二二极管的阳极连接所述第十电阻的第一端，所述第十电阻的第二端连接所述mcu的第三上拉输入引脚，所述第二mos管的漏极接地，所述第二mos管的栅极连接所述稳压管的阴极和所述第十一电阻的第一端，所述第十一电阻的第二端连接所述第十二电阻的第一端、所述第三二极管的阴极和所述第四二极管的阴极，所述第十二电阻的第二端接地，所述第三二极管的阳极连接所述第四电容的第一端，所述第四二极管的阳极连接所述mcu的第一上拉输出引脚。
23.优选的，还包括：第一指示灯、第二指示灯、第十三电阻、第十四电阻；
24.所述第一指示灯的阳极和所述第二指示灯的阳极共同连接电源，所述第一指示灯的阴极连接所述充电管理芯片的充电状态指示引脚和所述第十三电阻的第一端，所述第十三电阻的第二端连接所述mcu的第二上拉输出引脚，所述第二指示灯的阴极连接所述第十四电阻的第一端，所述第十四电阻的第二端连接所述mcu的第三上拉输出引脚。
25.优选的，还包括：第十五电阻、第十电容、第十一电容、第十二电容、稳压芯片；
26.所述第十五电阻的第一端、所述第十电容的第一端、所述稳压芯片的电源输入引
脚共同连接所述第八电容的第一端，所述第十五电阻的第二端连接所述稳压芯片的使能引脚，所述稳压芯片的接地引脚接地，所述稳压芯片的电压输出引脚连接所述第十一电容的第一端、所述第十二电容的第一端和所述第一指示灯的阳极以及所述第二指示灯的阳极。
27.优选的，还包括：蓝牙模块；
28.所述蓝牙模块与所述mcu连接，所述mcu通过所述蓝牙模块将评估的结果发送至上位机。
29.优选的，还包括：第十六电阻、第十七电阻、软件接口；
30.所述第十六电阻的第一端和所述mcu的数据发送引脚共同连接所述软件接口的第二端，所述第十七电阻的第一端和所述mcu的数据接收引脚共同连接所述软件接口的第三端，所述软件接口的第四端接地，所述软件接口的第一端和所述第十六电阻的第二端、所述第十七电阻的第二端共同连接所述稳压芯片的电压输出引脚。
31.本实用新型所提供的吞咽咽肌评估训练仪，应变计设置在弹力架上，弹力架的形变也会使应变计中的应变电阻发生形变。使用者通过在受力架上发力，进而引起弹力架的形变，从而改变应变计的电压，进而通过mcu实现对咽部咽肌的评估。相对于当前技术中，使用者的发力直接作用于传感器上，采用本技术方案，使用者的发力作用于受力架进而使弹力架发生形变，弹力架的形变使应变电阻发生形变，通过弹力架对受力后形变程度的放大，从而提高应变电阻的形变程度，进而提高了测力精度。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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获得其他的附图。
33.图1为本技术实施例提供的一种吞咽咽肌评估训练仪的结构图；
34.图2为本技术实施例提供的一种应变计的电路图；
35.图3为本技术实施例提供的一种充电电路的电路图；
36.图4为本技术实施例提供的一种电源管理电路的电路图；
37.图5为本技术实施例提供的一种指示灯电路的电路图；
38.图6为本技术实施例提供的一种稳压电路的电路图；
39.图7为本技术实施例提供的一种通信电路的电路图；
40.附图标记如下：1为受力架，2为应变计，3为弹力架，4为底座，5为电路板安装盒。
具体实施方式
41.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一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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范围。
42.本实用新型的核心是提供一种吞咽咽肌评估训练仪，用于提高测力精度以提高吞咽咽肌评估的准确性。
43.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施
方式对本实用新型作进一步的详细说明。
44.图1为本技术实施例提供的一种吞咽咽肌评估训练仪的结构图，如图1所示，训练仪包括：
45.弹力架3、应变计2、受力架1、mcu；
46.受力架1与弹力架3连接，受力架1在受力时使弹力架3形变；
47.应变计2设置于弹力架3处，弹力架3形变使应变计2中的应变电阻形变；
48.mcu连接应变计2，以根据应变电阻的形变对咽部咽肌进行评估。
49.应变计2是电阻随作用力变化的传感器，它将力、压力、张力、重量等物理量转化为电阻的变化，从而测量这些物理量。当外力作用于固定物体时，就会产生应力和应变。物体内部产生的反作用力即为应力，产生的位移和形变即为应变。应变计2是电气测量技术中最重要的传感器之一，用于力学量的测量。
50.在本实施例中，受力架1作为吞咽咽肌评估训练仪的受力位置，使用者可以将下巴在此处发力，从而使弹力架3发生形变。在具体实施中，为了使应变计2能够最大程度的发生形变，应变计2应当安装在弹力架3形变程度最大的位置。本实施例中的mcu用于根据应变计2的变化计算使用者的发力情况，从而实现对咽部咽肌进行评估。在其他实施例中，mcu还可以与蓝牙模块连接，用于将咽部咽肌的评估结果通过蓝牙发送至上位机进行保存记录以及展示。
51.在具体实施中，吞咽咽肌评估训练仪还可以包括底座4，如图1所示，底座4与弹力架3连接，起到固定支撑的作用。在使用过程中，使用者可以通过手持底座4或者将底座4置于支撑物上进行训练，本实施例中的底座4还具有弯曲部分，使用者可以将该部分抵在胸口，从而以科学、舒适的角度将下巴置于受力架1上，便于下巴的发力，提高训练效果。
52.如图1所示，吞咽咽肌评估训练仪还包括电路板安装盒5，该电路板安装盒5用于存放mcu以及周边线路，实现对mcu与应变计2连接线路的收纳。
53.本实用新型实施例提供的吞咽咽肌评估训练仪，应变计设置在弹力架上，弹力架的形变也会使应变计中的应变电阻发生形变。使用者通过在受力架上发力，进而引起弹力架的形变，从而改变应变计的电压，进而通过mcu实现对咽部咽肌的评估。相对于当前技术中，使用者的发力直接作用于传感器上，采用本技术方案，使用者的发力作用于受力架进而使弹力架发生形变，弹力架的形变使应变电阻发生形变，通过弹力架对受力后形变程度的放大，从而提高应变电阻的形变程度，进而提高了测力精度。
54.相较于当前技术中，箔式应变计具有较薄膜式压力传感器更高的测试精度，因此在上述实施例中采用箔式应变计作为测力元件。
55.本实施例还提供一种具体的应变计结构，图2为本技术实施例提供的一种应变计的电路图，如图2所示，应变计2包括：第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第一电阻r1、第二电阻r2、箔式应变电阻r、模数转换芯片u1；
56.第一电容c1的第一端接地，第一电容c1的第二端连接箔式应变电阻r的第一端、模数转换芯片u1的参考电压引脚以及电压输出引脚；模数转换芯片u1的模拟地引脚接地，箔式应变电阻r的第二端连接第二电容c2的第一端和第一电阻r1的第一端，箔式应变电阻r的第三端接地，箔式应变电阻r的第四端连接第二电容c2的第二端和第二电阻r2的第一端，第一电阻r1的第二端连接模数转换芯片u1的正输入端引脚，第二电阻r2的第二端连接模数转
换芯片u1的负输入端引脚，模数转换芯片u1的数字电压引脚连接第三电容c3的第一端和电源，第三电容c3的第二端接地，模数转换芯片u1的数据输出引脚连接mcu的数据输出引脚，模数转换芯片u1的时钟引脚连接mcu的时钟引脚。
57.本实施例中的第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3作为滤波电容，用于消除电路中的谐波，提高应变计2的精度。第一电阻r1和第二电阻r2作为限流电阻，实现对模数转换芯片u1的保护，避免大电流对模数转换芯片u1造成损伤。模拟信号只有通过a/d转化为数字信号后才能用软件进行处理。因此本实施例中通过模数转换芯片u1对电路中的模拟信号转换成数字信号后发送至mcu。
58.箔式应变电阻r的敏感栅用厚度0.002～0.005毫米的金属箔刻蚀成形，在具体实施中，箔栅的横向部分可以做成比较宽的栅条，使横向效应较小，而且箔栅很薄，能较好地反映构件表面的变形，因而测量精度较高。
59.本实施例提供了一种具体的应变计结构，采用箔式应变电阻提高测量精度，并通过限流电阻、滤波电容、模数转换芯片实现对信号的传输转化，进而实现mcu对吞咽咽肌的评估。
60.应变计的检测以及mcu的使用都需要电源，为了便于使用者的长期使用，本实施例提供的吞咽咽肌评估训练仪还需要包括充电电路，充电电路连接吞咽咽肌评估训练仪的电池和mcu，以接入电源为电池充电并发送充电信息至mcu。
61.此外，本实施例还提供一种具体的充电电路，图3为本技术实施例提供的一种充电电路的电路图，如图3所示，充电电路包括：usb接口u3、第四电容c4、第五电容c5、充电管理芯片u2、第六电容c6、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5；
62.usb接口u3连接第四电容c4的第一端、第五电容c5的第一端以及充电管理芯片u2的电源输入引脚，第四电容c4的第二端和第五电容c5的第二端均接地，第三电阻r3的第一端连接充电管理芯片u2的最大电流设置引脚，第三电阻r3的第二端接地，充电管理芯片u2的指示引脚连接第四电阻r4的第一端，第四电阻r4的第二端连接mcu的第一上拉输入引脚，充电管理芯片u2的电池连接引脚连接第六电容c6的第一端和电池的正极，第六电容c6的第二端、电池的负极和充电管理芯片u2的接地引脚均接地，充电管理芯片u2的充电状态指示引脚连接第五电阻r5的第一端，第五电阻r5的第二端连接mcu的第二上拉输入引脚。
63.本实施例通过usb接口获取电能，使用充电管理芯片实现对电能的变换、分配、检测及其他电能管理，从而通过充电电路实现对电池的充电。并且还通过充电管理芯片与mcu的连接，实现mcu对电池充电的监测。
64.在上述实施例的基础上，为了实现对电池电量是否充满的检测，以及控制电池为吞咽咽肌评估训练仪供电，在本实施例中，还包括：电源管理电路；
65.电源管理电路连接电池的正极和mcu，以对电池的电量进行检测；
66.mcu还用于获取电源管理电路中的按键信号，并根据按键信号控制吞咽咽肌评估训练仪的开关。
67.本实施例还提供一种具体的电源管理电路，图4为本技术实施例提供的一种电源管理电路的电路图，如图4所示，电源管理电路包括：第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第一mos管q1、第二mos管q2、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二
极管d4、稳压管d、按键j1；
68.第七电容c7的第一端、第六电阻r6的第一端、第一mos管q1的源极共同连接电池的正极，第七电容c7的第二端接地，第一mos管q1的漏极连接第八电容c8的第一端和第七电阻r7的第一端，第八电容c8的第二端接地，第七电阻r7的第二端、第八电阻r8的第一端、第九电容c9的第一端共同连接mcu的电池电源引脚，第八电阻r8的第二端、第九电容c9的第二端共接地；
69.第六电阻r6的第二端、第一mos管q1的栅极共同连接第九电阻r9的第一端，第九电阻r9的第二端连接第一二极管d1的阳极和第二mos管q2的源极，第一二极管d1的阴极连接第二二极管d2的阴极、按键j1的第一端和第三端，第二二极管d2的阳极连接第十电阻r10的第一端，第十电阻r10的第二端连接mcu的第三上拉输入引脚，第二mos管q2的漏极接地，第二mos管q2的栅极连接稳压管d的阴极和第十一电阻r11的第一端，第十一电阻r11的第二端连接第十二电阻r12的第一端、第三二极管d3的阴极和第四二极管d4的阴极，第十二电阻r12的第二端接地，第三二极管d3的阳极连接第四电容c4的第一端，第四二极管d4的阳极连接mcu的第一上拉输出引脚。
70.本实施例提供的电源管理电路，mcu通过按键的按下与弹起，能够输出高低电平控制第二mos管的通断，进而改变第一mos管的通断，从而可以控制电池是否为吞咽咽肌评估训练仪供电，实现了对吞咽咽肌评估训练仪开关的控制。并且在第一mos管导通时，mcu也能够根据电池的输出电平实现对电池的电量进行检测。
71.在上述实施例的基础上，为了实现对充电状态的显示，本实施例还包括指示灯电路，如图5所示，在本实施例中，还包括：第一指示灯led1、第二指示灯led2、第十三电阻r13、第十四电阻r14；
72.第一指示灯led1的阳极和第二指示灯led2的阳极共同连接电源，第一指示灯led1的阴极连接充电管理芯片u2的充电状态指示引脚和第十三电阻r13的第一端，第十三电阻r13的第二端连接mcu的第二上拉输出引脚，第二指示灯led2的阴极连接第十四电阻r14的第一端，第十四电阻r14的第二端连接mcu的第三上拉输出引脚。
73.本实施例中的指示灯用于显示电池的充电状态，在具体实施中可以通过第一指示灯和第二指示灯发光颜色的不同确认电池是否充满，例如第一指示灯亮红光表示电池正在充电，第二指示灯亮蓝光时表示电池已充满。
74.可以理解的是，由于电网电压的波动或者负载发生变化，可能会对电池的充电造成影响。因此，本实施例还提供一种稳压电路，如图6所示，稳压电路：第十五电阻r15、第十电容c10、第十一电容c11、第十二电容c12、稳压芯片u4；
75.第十五电阻r15的第一端、第十电容c10的第一端、稳压芯片u4的电源输入引脚共同连接第八电容c8的第一端，第十五电阻r15的第二端连接稳压芯片u4的使能引脚，稳压芯片u4的接地引脚接地，稳压芯片u4的电压输出引脚连接第十一电容c11的第一端、第十二电容c12的第一端和第一指示灯led1的阳极以及第二指示灯led2的阳极。
76.稳压芯片是指在输入电压、负载、环节温度、电路参数等发生变化时仍可以保持电路，并输出电压恒定的芯片。本实施例通过稳压芯片以及周边的电容等器件，实现对充电电压的稳定，避免电压波动对电路元件造成损伤。
77.在上述实施例的基础上，在本实施例中，还包括通信电路，如图7所示，通信电路包
括第十六电阻r16、第十七电阻r17、软件接口j2；
78.第十六电阻r16的第一端和mcu的数据发送引脚共同连接软件接口j2的第二端，第十七电阻r17的第一端和mcu的数据接收引脚共同连接软件接口j2的第三端，软件接口j2的第四端接地，软件接口j2的第一端和第十六电阻r16的第二端、第十七电阻r17的第二端共同连接稳压芯片u4的电压输出引脚。
79.本实施例中的软件接口用于与上位机连接，从而实现上位机与mcu的数据交互，能够通过上位机设置mcu的相关检测数据，实现对吞咽咽肌的评估。
80.以上对本实用新型所提供的吞咽咽肌评估训练仪进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
81.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。