人体呼吸模拟装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种人类的生理活动仿真装置或人体健康状况模拟设备，特别是涉及一种人体呼吸系统健康状况模拟设备，应用于医用教学仪器技术领域。
【背景技术】
[0002]疾病往往带有危急和复杂的特点，特别是急诊在进行抢救和应对一些突发事件时，考虑到学生能力和经验的缺乏以及病人的安全需要，不能让他们承担第一处理者，这样就造成了学生理论和实践难以结合。学生的临床技能所面临的问题日益凸现。
[0003]随着近年来诊疗安全意识的空前强调和医学伦理学的发展以及现代仿生学和电脑软件技术的飞跃发展，具有“生理驱动功能”的真正意义上的高端智能模拟人呼之欲出，高度仿真的临床情境将开启医学教育的新篇章。基于智能模拟技术的仿真人能够模拟疾病的异常体征和各种病理生理指标的变化，甚至能实现“医患”的互动交流，创设了更贴近临床实际工作的场景，在医学教育中不仅为学习者提供一个无风险的学习临床知识和技能的条件与环境，而且对于培养医学生的临床思维能力、实践技能、团队协作精神提供了新的教学模式。
[0004]呼吸频率，是急性呼吸功能障碍的敏感指标。不论是医生还是护理人员都把它作为生命指征之一，另外，情绪变化可影响呼吸频率。肺活量是一次呼吸的最大通气量，在一定意义上反映了呼吸机能的潜在能力。一般地说，健康状况愈好的人肺活量愈大。肺活量具体在人体外在的表现男性为肚子的起伏，女性则为胸部的起伏。因此，测定呼吸频率和强度在临床上有很重要的意义。
为了避免不必要的医疗纠纷，同时模拟的临床工作场景可反复再现，最大程度地解决临床教学资源的匮乏，具有人体在不同生理状况下呼吸变化，并且可根据实际需要自行编制多种模拟病例的智能化呼吸模拟装置的研发势在必行。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种人体呼吸模拟装置，根据人类的不同运动以及健康状况模拟出其相应呼吸的快慢和强度，按照男性以腹式呼吸为主、女性以胸式呼吸为主的人体生理原理，模拟人体呼吸的功能，且可以独立控制，为了给医学教育实践创造一个高度仿真的临床情境，并提供高度仿真的具有一体化结构的医学模拟装置。
[0006]为达到上述发明创造目的，采用下述技术方案:
一种人体呼吸模拟装置，包括电源装置，以气栗作为输气动力源，气栗与储气包连通，由气栗向储气包中输气，储气包的气体再输出给两组电磁阀，其中第一组的电磁阀控制储气包向两个气囊充气，还控制两个气囊放气，来模拟女性的胸部的吸气和排气，从而模拟出人体在呼吸状态下胸部的跳动，其中第二组的电磁阀控制由储气包向另外一个气囊充气，还控制气囊放气，来模拟男性吸气和排气的肚子起伏，从而模拟出人体在呼吸状态下肚子的跳动，采用微处理器通过一系列继电器来对应控制各电磁阀，从而使对应的电磁阀处于通或断的状态，进而控制各气囊的充气和放气，至少在各气囊上对应安装气压表，气压表将实时检测对应气囊的压力信号向微处理器反馈，当气压表检测到的气囊的压力高于设定的阈值时，通过信息反馈，控制对应气囊的电磁阀的继电器断开，从而使气栗停止工作，当气压表检测到的气囊的压力低于设定的阈值时，通过信息反馈，控制对应气囊的电磁阀的继电器吸合，从而使气栗开始输气工作。气栗根据系统压强处于工作和停止两种状态，从而自我调节气压值使整个系统更加的稳定、可靠。
[0007]作为本发明优选的技术方案，各电磁阀至少具有一进三出的四个气路端口，其中三个出气口的出气量大小不同，且每个电磁阀的各气路端口是否工作能进行独立控制，进而模拟使人体在呼吸状态下的肚子和胸部的跳动的强弱程度。
[0008]上述微处理器优选通过无线模块与上位机进行信号传输，以上位机作为远程控制端，分别独立远程控制各电磁阀的开关。其微处理器内部编有相关的单片机程序，接收远程PC机控制端上位机发送的相关控制指令，然后分别单独远程控制电磁阀的开关。
[0009]上述无线模块优选采用支持TTL的WIFI模块，使上位机与微处理器进行通信，通过远程控制微处理系统单元使系统的各个模块处于不同的工作状态。
[0010]上述气囊优选采用软且有弹性的材料制成，在充放气状态下可以模拟人体在呼吸状态下肚子和腹部变化。
[0011 ]上述储气包优选采用软且有弹性的材料制成。
[0012]上述微处理器与外围电路间优选采用光耦隔离电路进行连接。
[0013]本发明人体呼吸模拟装置以单片机为微处理器核心单元，通过上位机，利用WIFI网络，分别单独远程控制电磁阀的开关。电磁阀的开合，使气囊充气和放气，从而形成了肚子和胸部呼吸的跳动。最后电磁阀一组供给两个气囊模拟女性的胸部、另外一组供给一个气囊来模拟男性的肚子。由于肚子和胸部跳动的频率和强度不同，从而形成不同的生理状态。此外，气栗可以根据系统压强处于工作和停止两种状态，从而使整个系统更加的稳定、可靠。
[0014]本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明人体呼吸模拟装置可以模拟人体在呼吸状态下男性肚子和女性胸部的跳动起伏情况，且单独可控；
2.本发明人体呼吸模拟装置模拟肚子和胸部跳动强度和频率有多个等级，且受上位机控制，用户可以根据自己的实际需要进行改变；
3.本发明人体呼吸模拟装置可以自动调节气囊的气压，使其稳定在一个恒定的气压范围内，而不至于装置气压过大使破坏装置；
4.本发明人体呼吸模拟装置的通信方式可采用WIFI通信，与传统的串口通信相比减少了接线的麻烦并且显得更加灵活可变；
5.本发明人体呼吸模拟装置能直观、形象、有趣地模拟演示人体肚子和胸部的跳动现象，提高学生的学习兴趣，帮助学生理解和掌握相关的科学知识。
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例一人体呼吸模拟装置的气路结构示意图。
[0016]图2为本发明实施例一人体呼吸模拟装置的检测与控制信号系统原理示意图。
【具体实施方式】
[0017]本发明的优选实施例详述如下:
实施例一:
在本实施例中，参见图1和图2，一种人体呼吸模拟装置，包括电源装置，以气栗5作为输气动力源，气栗5与储气包9连通，储气包9采用软且有弹性的材料制成，由气栗5向储气包9中输气，储气包9的气体再输出给两组电磁阀2，其中第一组的电磁阀2控制储气包9向两个气囊4充气，还控制两个气囊4放气，来模拟女性的胸部的吸气和排气，从而模拟出人体在呼吸状态下胸部的跳动，其中第二组的电磁阀2控制由储气包9向另外一个气囊4充气，还控制气囊4放气，来模拟男性吸气和排气的肚子起伏，从而模拟出人体在呼吸状态下肚子的跳动，采用微处理器I通过一系列继电器3来对应控制各电磁阀2，从而使对应的电磁阀2处于通或断的状态，进而控制各气囊4充气和放气，微处理器I采用单片机，气囊4采用软且有弹性的材料制成，至少在各气囊4上对应安装气压表8，气压表8将实时检测对应气囊4的压力信号向微处理器I反馈，当气压表8检测到的气囊4的压力高于设定的阈值时，通过信息反馈，控制对应气囊4的电磁阀2的继电器3断开，从而使气栗5停止工作，当气压表8检测到的气囊4的压力低于设定的阈值时，通过信息反馈，控制对应气囊4的电磁阀2的继电器3吸合，从而使气栗5开始输气工作。本实施例人体呼吸模拟装置参考肺部结构进行设计，根据各种病理生理指标的变化，人类呼吸的频率和强度也会随之波动。为了模拟出肺部呼吸的效果，在气路的塑料硬管末端套上各气囊4，这样在气体压力变化的时候就能感受到肺部呼吸。本实施例人体呼吸模拟装置采用自适应动力方案，本系统的动力驱动为气压，为了给系统供给合适的气压，采用在气栗5的输出端口安装一个储气包9作为储气设备从而给本系统提供稳定动力。因为气栗5—直工作情况下储气包9气压就会过大，为了保护气囊4不使其气压过大，本系统中增加了