CN101322673A

CN101322673A - 电动体外反搏装置

Info

Publication number: CN101322673A
Application number: CNA2008100294438A
Authority: CN
Inventors: 皮佑国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2008-12-17

Abstract

本发明公开了一种电动体外反搏装置，包括心电检测装置、反搏装置控制主机和反搏装置伺服系统，所述的心电检测装置、反搏装置控制主机、反搏装置伺服系统依次相连接，其中心电检测装置检测心脏的运动信号，反搏装置控制主机对心电检测装置检测的心电信号进行处理并发出反搏装置动作的指令信号，反搏装置伺服系统执行反搏装置控制主机发出的命令而实现体外反搏。本发明实现反博运动的动力源为电动的体外反搏装置，即由电动机来提供用于反搏的机械能而不是由电动机带动空压机或者是油压机将电能转换为流体的压力来提供用于反搏的机械能。与现有技术相比，本发明具有结构紧凑、装置体积小、噪音低、可实现精细控制、可适合家庭使用等特点。

Description

电动体外反搏装置

技术领域

本发明涉及一种体外反搏装置，尤其涉及一种非气压和液压的反搏动力源。

背景技术

目前，国内外的体外反搏装置都采用流体作为动力源，大多数采用压缩空气作为反搏的动力源，也有采用流体(液压)作为动力源的。例如中国专利85200090.5，87200288.8，88203328.X以及91103893.0等公开的体外反搏装置，都是由压缩机(空压机或油压机)、储气罐或储油罐、电磁阀组及各种管路件、气囊等组成。这些体外反搏装置的原理是由空气压缩机和储气罐产生高压起源，然后通过识别心音，在出现第二心音(也就是心脏舒张期的开始)时，通过电磁阀的打开将高压流体介质放入气囊，对人体开始施加压力，促使血液回流心脏；在心脏舒张后期，关闭高压起源，打开低压起源的电池阀，释放气囊压力，保证在心脏收缩时，血液容易从心脏搏出。

上述体外反搏装置存在如下缺点：(1)体积大、设备多。由于起源装置和管道、电池阀等，造成设备体积大，不易推广；(2)噪音大。压缩机和阀门开关，均有较大的噪音；(3)不易实现精细的控制。由于使用阀门太多，从成本角度只能使用通断阀门，很少能够使用比例阀、伺服阀等执行机构。因此对反搏的控制也在一种粗放的状态。对进一步探索精细控制的治疗和康复效果，缺乏必要的实验研究条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑、噪音低、可实现精细控制、实现反博运动的动力源为电动的电动体外反搏装置。

本发明电动体外反搏装置实现反博运动的动力源为电动的体外反搏装置，即由电动机来提供用于反搏的机械能而不是由电动机带动空压机或者是油压机将电能转换为流体的压力来提供用于反搏的机械能。本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种电动体外反搏装置，包括心电检测装置、反搏装置控制主机和反搏装置伺服系统，所述的心电检测装置、反搏装置控制主机、反搏装置伺服系统依次相连接，其中心电检测装置检测心脏的运动信号，反搏装置控制主机对心电检测装置检测的心电信号进行处理并发出反搏装置动作的指令信号，反搏装置伺服系统执行反搏装置控制主机发出的命令而实现体外反搏。

作为本发明的进一步改进，所述的反搏装置伺服系统由伺服电机驱动装置、伺服电机和机械传动机构组成，所述的伺服电机驱动装置将反搏装置控制主机发出的动作指令信号转换成合适的电功率从而驱动伺服电机运动，伺服电机在伺服电机驱动装置的电能驱动下将电能转换成机械能带动机械传动机构向人体提供反搏的机械运动和能量而实现体外反搏的功能。

作为本发明的一种实施方式，所述的反搏装置伺服系统的伺服电机驱动装置、伺服电机和机械传动机构置于一机箱内，机箱内设有电源接口和主机通信接口，所述的心电检测装置和反搏装置控制主机在机箱外连接，反搏装置控制主机与主机通信接口连接，所述的伺服电机通过电源接口获得电源，伺服电机驱动装置通过主机通信接口与反搏装置控制主机连接，伺服电机与伺服电机驱动装置配套连接。

本发明所述的伺服电机是交流电机、直流电机、步进电机、永磁同步电机、直线电机、交流伺服电机或直流伺服电机。

作为本发明的一种实施方式，所述的机械传动机构包括传动装置、运动形式转换装置、转轮、传动杆、反搏带和反搏托片，其中传动装置与伺服电机连接，运动形式转换装置与传动装置连接，反搏托片与传动杆连接，传动杆通过转轮与运动形式转换装置连接。

本发明所述的传动装置是转矩和速度匹配的机械装置，可以采用齿轮、摩擦轮、皮带、链轮等多种机械传动装置。

本发明所述的运动形式转换装置是将伺服电机的旋转运动形式转换成传动杆的直线运动形式，可以采用凸轮装置等各种机械部件实现。当采用直线电机作为伺服电机时，电机的运动方式已经是直线运动，可以省略运动形式转换装置。

本发明所述的反搏带是一种多层捆紧装置，其两端加工成扣眼或者粘扣形式，根据人的肢体大小，可以扣住不同位置的扣眼孔或者回粘在带端的粘扣上。

本发明所述的反搏托片是具有一定弹性的薄板，当传动杆上顶时，可以在反搏带的导向下自由弯曲，其上端伸进反搏带与人体反搏部位间缝中。

本发明电动体外反搏装置具有以下几个工作特点：

1.通过电动机将电能转换为机械能并产生运动(旋转运动或直线运动)；

2.在需要进行运动形式转换时通过相应的机构进行运动形式的转换；

3.将机构的运动通过相应的接触部件直接作用于人体的相应部位如大腿等，从而产生反搏所需要的压力。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1)由于取消了介质泵、储气罐(或储油罐)和大量的管道、阀门等，使装置的体积大幅度减少，结构更加紧凑；

2)由于取消了泵、阀等噪声设备，使整个装置的噪声大幅度降低；

3)可以利用先进的控制策略对运动部件的运动轨迹、处理、功率等进行精细的控制，从而产生更好的治疗和康复效果；

4)可采用低压电源，从而提高整个装置的安全性；

5)由于以上4个优点，从而可降低成本，有利于将本装置推广到社区和家庭使用。

附图说明

图1是本发明的原理控制框图；

图2是本发明实施例的结构示意图；

图3是本发明的工作流程图。

具体实施方式

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。

如图1所示，本发明电动体外反搏装置，包括心电检测装置、反搏装置控制主机和反搏装置伺服系统，心电检测装置、反搏装置控制主机、反搏装置伺服系统依次相连接，反搏装置伺服系统由伺服电机驱动装置、伺服电机和机械传动机构组成，其中心电检测装置检测心脏的运动信号，其功能和设备选型与传统的检测相同；反搏装置控制主机对心电检测装置检测的心电信号进行处理，识别出第二心音并发出反搏装置动作的指令信号，反搏装置伺服系统中的伺服电机驱动装置将反搏装置控制主机发出的动作指令信号转换成功率驱动伺服电机运动，伺服电机在伺服电机驱动装置的电能驱动下将电能转换成机械能带动机械传动机构向人体提供反搏的机械运动和能量，实现体外反搏的功能。

如图2所示，作为本发明的一种实施方式，反搏装置伺服系统的伺服电机驱动装置9、伺服电机1和机械传动机构置于一机箱8内，机箱8内设有电源接口10和主机通信接口11，所述的心电检测装置和反搏装置控制主机在机箱8外连接，反搏装置控制主机与主机通信接口11连接，所述的伺服电机1通过电源接口10获得电源，伺服电机驱动装置9通过主机通信接口11与反搏装置控制主机连接，伺服电机1与伺服电机驱动装置9配套连接；机械传动机构包括传动装置3、运动形式转换装置5、转轮6、传动杆7、反搏带13和反搏托片14，其中传动装置3通过伺服电机轴2与伺服电机1连接，运动形式转换装置5通过转动轴4与传动装置3连接，反搏托片14与传动杆7连接，传动杆7通过转轮6与运动形式转换装置5连接。

反搏工作时，伺服电机1可以是交流电机、直流电机、步进电机、永磁同步电机、直线电机、交流伺服电机或直流伺服电机等转动电动机(如采用直线电机，则后面的传动装置3、转动轴4、运动形式转换装置5和转轮6都将被取消，直线电机的电机轴2直接与传动杆7相连)。本实施例中，伺服电机1采用日本三洋公司生产的交流伺服电机，型号是P30B08075DXS11。传动装置3是转矩和速度匹配的机械装置，可以采用齿轮、摩擦轮、皮带、链轮等多种机械传动装置。当伺服电机1力矩好速度不需要匹配时，可以取消传动装置3而将伺服电机1的电机轴2直接与运动形式转换装置5相连。本实施例中，传动装置3为皮带传动，两个皮带轮的直径比是1∶3。运动形式转换装置5是将伺服电机1的旋转运动形式转换成传动杆7的直线运动形式，可采用凸轮装置等各种机械部件实现，本实施例中采用凸轮装置。转轮6的作用是减少摩擦，从而减少噪声。伺服电机驱动装置9是与伺服电机1配套的驱动装置，当采用交流电机时应该是变频器，如采用直流电机，则为直流电机驱动装置，采用伺服电机时则应该是配套的交、直流伺服电机驱动装置。本实施例采用日本三洋电机公司生产的交流伺服电机驱动装置QS1A03AA。反搏带13是一种多层捆紧装置，其两端可以加工成扣眼或者粘扣形式，根据人的肢体大小，可以扣住不同位置的扣眼孔或者回粘在带端的粘扣上。反搏托片14是具有一定的弹性的薄板，当传动杆7上顶时，可以在反搏带13的导向下自由弯曲，其上端伸进反搏带13与人体反搏部位12的间隙中。

本发明电动体外反搏装置工作时，其工作流程如图3所示。当电动体外反搏装置接通电源时，伺服电机驱动装置便进行准备，首先是初始化，自动检测伺服电机驱动装置的各个部分是否正常，是否与反搏装置控制主机连接且通信正常。完成初始化后进行反搏装置自动定位，通过适度旋转将反搏装置的反搏托片运动到最低位置，等待主机的运动命令。当主机有运动命令时，反搏装置跟随主机命令，按照主机命令规定的上升速度曲线驱动伺服电机旋转使反搏托片上升，上升过程中，装置自动进行上升负载检测，当上升过程中负载超过设定的最大负载时，装置会保持在最大负载并停止上升。当上升过程中，负载在设定的最大负载范围内时，伺服电机将上升到最高点等待，等待时伺服电机仍然旋转，通过运动形式转换装置使反搏托片保持在一定的高度。如果采用直线电机作为传动电机，则电机停止上升，但保持零速度运转。当主机运动指令规定的在最上位置时间到，装置继续旋转，使反搏托片按照主机设定的下降速度曲线下降。当下降到最低位置时，又等待下一次运行命令。

Claims

1.一种电动体外反搏装置，其特征在于，包括心电检测装置、反搏装置控制主机和反搏装置伺服系统，所述的心电检测装置、反搏装置控制主机、反搏装置伺服系统依次相连接，其中心电检测装置检测心脏的运动信号，反搏装置控制主机对心电检测装置检测的心电信号进行处理并发出反搏装置动作的指令信号，反搏装置伺服系统执行反搏装置控制主机发出的命令而实现体外反搏。

2.根据权利要求1所述的电动体外反搏装置，其特征在于，所述的反搏装置伺服系统由伺服电机驱动装置、伺服电机和机械传动机构组成，所述的伺服电机驱动装置将反搏装置控制主机发出的动作指令信号转换成合适的电功率从而驱动伺服电机运动，伺服电机在伺服电机驱动装置的电能驱动下将电能转换成机械能带动机械传动机构向人体提供反搏的机械运动和能量而实现体外反搏的功能。

3.根据权利要求2所述的电动体外反搏装置，其特征在于，所述的反搏装置伺服系统的伺服电机驱动装置、伺服电机和机械传动机构置于一机箱内，机箱内设有电源接口和主机通信接口，所述的心电检测装置和反搏装置控制主机在机箱外连接，反搏装置控制主机与主机通信接口连接，所述的伺服电机通过电源接口获得电源，伺服电机驱动装置通过主机通信接口与反搏装置控制主机连接，伺服电机与伺服电机驱动装置配套连接。

4.根据权利要求2或3所述的电动体外反搏装置，其特征在于，所述的伺服电机是交流电机、直流电机、步进电机、永磁同步电机、直线电机、交流伺服电机或直流伺服电机。

5.根据权利要求2或3所述的电动体外反搏装置，其特征在于，所述的机械传动机构包括传动装置、运动形式转换装置、转轮、传动杆、反搏带和反搏托片，其中传动装置与伺服电机连接，运动形式转换装置与传动装置连接，反搏托片与传动杆连接，传动杆通过转轮与运动形式转换装置连接。

6.根据权利要求5所述的电动体外反搏装置，其特征在于，所述的传动装置可以采用齿轮、摩擦轮、皮带或链轮机械传动装置。

7.根据权利要求5所述的电动体外反搏装置，其特征在于，所述的运动形式转换装置采用凸轮装置，将伺服电机的旋转运动形式转换成传动杆的直线运动形式。

8.根据权利要求5所述的电动体外反搏装置，其特征在于，所述的反搏带是一种多层捆紧装置，其两端加工成扣眼或者粘扣形式。

9.根据权利要求5所述的电动体外反搏装置，其特征在于，所述的反搏托片是具有弹性的薄板。