CN103494704A - 具有排气保护功能的电磁动力排痰机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有排气保护功能的电磁动力排痰机，包括：咳嗽感应器、频率输入端、气压输入端、电控开关、定时输入端、压力背心、空气振荡机和风机；另外所述排痰机还包括：连接压力传感器，继电器开关，电磁阀和排风风扇；连接计时器、排风风扇、电磁阀和继电器开关，对计时的时间进行监控，当计时时间达到第一设定值时间，发出报警指令；当计时时间达到第二设定时间发出断开电磁铁电源指令、电磁阀打开使外部同管路内部联通的指令和排风风扇开启指令的主控单元。该排痰机具有使用简单，成本低廉适于在新型排痰机使用领域广泛推广。

Description

具有排气保护功能的电磁动力排痰机

技术领域

本发明涉及一种具有排气保护功能的电磁动力排痰机。

背景技术

胸部物理疗法具有很长的临床应用史，非常有效，是各国改善呼吸道粘液清理功能的标准医学方法之一。胸部物理疗法的种类包括：人工叩背排痰，体外振动机排痰，都存在着较多的问题。

近年国外也在研发、改进背心式空气脉冲排痰机。气压脉冲机向固定于背心前面的两个气囊反复充气放气，每次加压将迫使气流快速穿越肺叶，推动分泌堆积物从肺壁上脱落，并向口腔移动；到达口腔后，通过正常咳嗽或负压吸痰就可以排出。其全自动化操作，标准参数设置，基本克服了前两种方法的弊端。新的问题：固定的两点式前胸壁脉冲无法拍打胸廓侧面和背面，对部分病人排痰效果不佳；治疗参数设定后完全按标准执行治疗程序，即使已经诱发病人咳嗽，仍不中断治疗，可能产生长时间连续咳嗽，导致消耗大量体力和过度换气等危险。针对上述问题一种新型的《智能型全胸腔高频振荡排痰机》被研制，具体内容如下：

如图1所示的智能型全胸腔高频振荡排痰机，包括软管1、咳嗽感应器3、导线4、箱体6、盖板7、压力背心8、频率输入端22、气压输入端23、电控开关26、定时输入端30；软管1连接压力背心8与箱体6中的空气振荡机9，压力传感器2安装于导线4一端，导线4的另一端与空气振荡机9连接；频率输入端22、气压输入端23、电控开关26、定时输入端30分别安装在盖板7上。如图2～图3所示的压力背心8，包括金属弹簧圈10、横向隔膜11、纵向隔膜12、表皮13、粘扣14所构成，纵向隔膜12上端与表皮13连接，纵向隔膜12将表皮13内的空间分割成纵向气室25，表皮13内部下端安装有金属弹簧圈10，在金属弹簧圈10上方安装横向隔膜11，横向隔膜11中间留有气孔24，在表皮13左右两侧安装有粘扣14。如图4所示，空气振荡机9由频率电压转换电路15、脉冲调节器16、气压脉冲调节器17、气压检测电路18、功率放大器19、电动机20、气压补偿机21所构成；压力传感器2检测到压力信号并将输入到频率电压转换电路15中，转换后的信号送入脉冲调节器16，调节后送入电动机20；同时压力传感器2还作为气压检测电路18的输入端与气压检测电路18连接，气压检测电路18中产生的信号送入气压脉冲调节器17，经分析调节后将信号送入气压补偿机21中，气压补偿机21与电动机20相连，电动机20的输出端与软管1相连；咳嗽感应器3作为输入端与功率放大器19相连，放大后的信号与电控开关26相连；定时输入端30连接定时装置29，定时装置29的输出端与电动机20相连。供电装置5采用220V交流电；纵向隔膜12与横向隔膜11将表皮13内部分隔成14个纵向气室25；

采用智能型全胸腔高频振荡排痰机的排痰方法：

a、通过粘扣14将压力背心8固定在人体胸腔28上；

b、根据用户情况，调节盖板7上的频率输入端22、气压输入端23和定时输入端30后，打开电控开关26；

c、使得电动机20按照预设值向压力背心8输送空气；

d、输入空气使得压力背心8膨胀，对人体胸腔28进行按摩，与此同时，压力传感器2检测压力背心8对人体胸腔28的压力信号；

e、检测到的压力信号与预设值对比后，送入气压脉冲调节器17与脉冲调节器16调节；

f、调节后的信号送入电动机20与气压补偿机21中，使得电动机20按照调整后的信号向压力背心8送气；

e、在咳嗽感应器3检测到胸腔振动次数≥3次∕10秒的时候或按摩时间达到定时器预定后停止送气，反之继续送气。

在使用时，先将压力背心8围在人体胸腔28上，通过粘扣14固定使压力背心8与人体胸腔贴紧，根据使用者的不同情况，调节频率输入端22、气压输入端23、定时输入端30，调节适当后打开电控开关26，使得电动机20按照所设定值，通过软管1向压力背心8内周期性的输送空气，与此同时，压力传感器2与咳嗽感应器3对系统进行实时监控：

1）当压力传感器2检测到压力背心8的压力与预设定的压力不符合的时候，压力传感器2向频率电压转换电路15发出信号，使得频率电压转换电路15向脉冲调节器16输送信号，脉冲调节器16再做适当调节后，控制电动机20向与软管1相连的压力背心8输送空气，待压力传感器2检测到压力信号与预设值相符合的时候，脉冲调节器16停止调节，电动机20保持当前状态向软管1输送空气；

2）当压力传感器2检测到纵向气室25内部的峰值气压与气压检测电路18上的预设值不符时，气压检测电路18向气压脉冲调节器17输送信号，调节后的信号送入气压补偿机21中，利用气压补偿机21传输给电动机20一定量的空气，补充输入软管1中；

3)当咳嗽感应器3检测到使用者咳嗽信息，即当发生连续咳嗽（≥3次/10秒）时，咳嗽感应器3将信号送入功率放大器19，处理后的信号控制电控开关26，进行断电控制，使得电动机20停止向压力背心8输送空气。

压力背心8在接收到电动机20送入的空气时，空气通过首先充满金属弹簧圈10，同时部分气流通过气孔24流入纵向气室25，随着电动机20输送气流的改变，在纵向气室25内的空气将不同程度的从气孔27排出压力背心8，通过不断的更换纵向气室25内的空气，达到对胸腔按摩的效果。

上述方案很好的解决了以往的问题，但是由频率电压转换电路15、脉冲调节器16、气压脉冲调节器17、气压检测电路18、功率放大器19、电动机20和气压补偿机21所构成的空气振荡机9控制相对比较复杂，另外气压补偿机21也为电机来完成，整个系统反应相对比较缓慢，另外比较费电。同时还存在由于背心中的压力长时间存在，对患者胸腔长时间挤压，易造成患者软组织挫伤。所以一种新型的空气振荡装置需要被研制。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种具有排气保护功能的电磁动力排痰机。本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种具有排气保护功能的电磁动力排痰机，包括：咳嗽感应器、频率输入端、气压输入端、电控开关、定时输入端、压力背心、空气振荡机和风机；

其特征在于所述空气振荡机包括：第一不锈钢扎带，铁质拍板，箱体座和电磁铁；所述电磁铁固定在箱体座中间的容纳腔内；铁质拍板通过第一不锈钢扎带固定在箱体座上，铁质拍板和容纳腔形成一个密封空间，并且铁质拍板的形变区的位置同电磁铁的位置相对应；所述箱体座的容纳腔位置开有进风口和送风口，所述进风口同风机相连接，所述送风口通过软管同压力背心相连接；

另外所述排痰机还包括：连接压力传感器，当压力传感器传回的压力信号达到设定阈值后开始计时的计时器；

串联在电磁铁的电源接口上，处于常闭状态，同时连接主控单元和蓄电池，当接收主控单元发送过来的断开电磁铁电源指令后通电处于开启状态的继电器开关；

在连接送风口和压力背心的软管上设有使外部同管路内部联通或隔离的电磁阀；

所述电磁阀上部设有用于对压力背心内的空气进行快速排放的排风风扇；

连接计时器、排风风扇、电磁阀和继电器开关，对计时的时间进行监控，当计时时间达到第一设定值时间，发出报警指令；当计时时间达到第二设定时间发出断开电磁铁电源指令、电磁阀打开使外部同管路内部联通的指令和排风风扇开启指令的主控单元；

连接主控单元，对主控单元发出的报警指令进行响应的声光报警单元；所述蓄电池分别同主控单元、排风风扇、电磁阀和继电器开关供电。

还包括：连接主控单元，用于获取使用者位置信息的GPS单元；

连接主控单元，用于将主控单元发送过来的信息以无线发送的方式向外发送的远程通信单元；所述主控单元在获取计时器计时的时间达到第二设定时间发出断开电磁铁电源指令、电磁阀打开使外部同管路内部联通的指令和排风风扇开启指令的同时，将当前使用者的位置信息和排痰机的运行状态信息打包通过远程通信单元发送到急救中心或使用者监护人通信终端上。

所述远程通信单元为GPRS通信单元或GSM通信单元或3G通信单元。所述铁质拍板的外部套有橡胶气囊，所述橡胶气囊通过不锈钢扎带Ⅰ固定在箱体座上。本发明的优点是显而易见的：通过电磁铁吸附铁质拍板进行空气挤压，从而产生振动气流，通过气囊背心作用于患者胸腔使患者胸腔产生振动，辅助患者排痰。由于电磁铁控制具有及时、稳定且耗能少等特点，因此采用电磁铁作为振动气流产生的动力排痰机也具有如上特点。另外，在保证新型排痰机的功能的基础上增加了安全保障功能，使用户能够安心的使用上述新型排痰机，同时又能够通过远终端对用户尽心远程监控，一但发生危险，急救中心和监护人会在第一时间获取信息，使使用者的生命获取最大的保障。该排痰机具有使用简单，成本低廉适于在新型排痰机使用领域广泛推广。

附图说明

图1为现有改进的排痰机的硬件结构示意图；

图2为现有改进的排痰机的压力背心的结构图；

图3为现有改进的排痰机的压力背心的工作原理图；

图4为现有改进的排痰机的空气振荡机电路框图；

图5为本发明所述排痰机的监控系统的框图；

图6为本发明所述排痰机的空气振荡机的结构示意图；

图7为本发明所述排痰机的空气振荡机组装后的结构示意图；

图8为本发明所述排痰机的空气振荡机的实施效果图。

具体实施方式

如图5至图8所示的具有排气保护功能的电磁动力排痰机，包括：咳嗽感应器、频率输入端、气压输入端、电控开关、定时输入端、压力背心80、空气振荡机90和风机70；所述空气振荡机90包括：第一不锈钢扎带903，铁质拍板904，箱体座905和电磁铁906；所述电磁铁906固定在箱体座905中间的容纳腔B内；铁质拍板904通过第一不锈钢扎带903固定在箱体座905上，铁质拍板904和容纳腔形成一个密封空间，并且铁质拍板904的形变区A的位置同电磁铁906的位置相对应；所述箱体座905的容纳腔位置开有进风口908和送风口909，所述进风口908同风机70相连接，所述送风口909通过软管同压力背心80相连接；另外所述排痰机还包括：连接压力传感器2，当压力传感器2传回的压力信号达到设定阈值，即压力达到对人体能够产生伤害的值，后开始计时的计时器501；串联在电磁铁906的电源接口上，处于常闭状态，同时连接主控单元500和蓄电池506，当接收主控单元500发送过来的断开电磁铁906电源指令后通电处于开启状态的继电器开关509；在连接送风口909和压力背心80的软管上设有使外部同管路内部联通或隔离的电磁阀508；所述电磁阀508上部设有用于对压力背心80内的空气进行快速排放的排风风扇507；连接计时器501、排风风扇507、电磁阀508和继电器开关509，对计时的时间进行监控，当计时时间达到第一设定值时间（如：3分钟），发出报警指令；当计时时间达到第二设定时间（医生根据临床经验给出一个极限的挤压时间（如：5分钟））发出断开电磁铁906电源指令、电磁阀508打开使外部同管路内部联通的指令和排风风扇507开启指令的主控单元500；单独电路的单片机连接压力传感器，感知是否长时间压紧状态，如果传感器感应压力时间过长，可以首先控制电磁开关通电，断开电磁铁的电源，然后控制电磁阀打开，同时控制排风扇开启，向外排气，防止气压对患者胸腔一致处于压制状态，对使用者起到保护作用。

连接主控单元500，对主控单元500发出的报警指令进行响应的声光报警单元502；所述蓄电池分别同主控单元500、排风风扇507、电磁阀508和继电器开关509供电。连接主控单元500，用于获取使用者位置信息的GPS单元504；连接主控单元500，用于将主控单元500发送过来的信息以无线发送的方式向外发送的远程通信单元503；所述主控单元500在获取计时器501计时的时间达到第二设定时间发出断开电磁铁906电源指令、电磁阀508打开使外部同管路内部联通的指令和排风风扇507开启指令的同时，将当前使用者的位置信息和排痰机的运行状态信息打包通过远程通信单元503发送到急救中心（可以为具有获取无线信息的PC）或使用者监护人通信终端（可以为手机）上，让急救中心和监护人会在第一时间获取信息，使使用者的生命获取最大的保障。所述远程通信单元503为GPRS通信单元或GSM通信单元或3G通信单元。所述铁质拍板904的外部套有橡胶气囊902，所述橡胶气囊902通过不锈钢扎带Ⅰ901固定在箱体座905上。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有排气保护功能的电磁动力排痰机，包括：咳嗽感应器、频率输入端、气压输入端、电控开关、定时输入端、压力背心（80）、空气振荡机（90）和风机（70）；

其特征在于所述空气振荡机（90）包括：第一不锈钢扎带（903），铁质拍板（904），箱体座（905）和电磁铁（906）；

所述电磁铁（906）固定在箱体座（905）中间的容纳腔（B）内；铁质拍板（904）通过第一不锈钢扎带（903）固定在箱体座（905）上，铁质拍板（904）和容纳腔形成一个密封空间，并且铁质拍板（904）的形变区（A）的位置同电磁铁（906）的位置相对应；所述箱体座（905）的容纳腔位置开有进风口（908）和送风口（909），所述进风口（908）同风机（70）相连接，所述送风口（909）通过软管同压力背心（80）相连接；

另外所述排痰机还包括：连接压力传感器（2），当压力传感器（2）传回的压力信号达到设定阈值后开始计时的计时器（501）；

串联在电磁铁（906）的电源接口上，处于常闭状态，同时连接主控单元（500）和蓄电池（506），当接收主控单元（500）发送过来的断开电磁铁（906）电源指令后通电处于开启状态的继电器开关（509）；

在连接送风口（909）和压力背心（80）的软管上设有使外部同管路内部联通或隔离的电磁阀（508）；

所述电磁阀（508）上部设有用于对压力背心（80）内的空气进行快速排放的排风风扇（507）；

连接计时器（501）、排风风扇（507）、电磁阀（508）和继电器开关（509），对计时的时间进行监控，当计时时间达到第一设定值时间，发出报警指令；当计时时间达到第二设定时间发出断开电磁铁（906）电源指令、电磁阀（508）打开使外部同管路内部联通的指令和排风风扇（507）开启指令的主控单元（500）；

连接主控单元（500），对主控单元（500）发出的报警指令进行响应的声光报警单元（502）；所述蓄电池分别同主控单元（500）、排风风扇（507）、电磁阀（508）和继电器开关（509）供电。

2.根据权利要求1所述的一种具有排气保护功能的电磁动力排痰机，其特征在于还包括：连接主控单元（500），用于获取使用者位置信息的GPS单元（504）；

连接主控单元（500），用于将主控单元（500）发送过来的信息以无线发送的方式向外发送的远程通信单元（503）；

所述主控单元（500）在获取计时器（501）计时的时间达到第二设定时间发出断开电磁铁（906）电源指令、电磁阀（508）打开使外部同管路内部联通的指令和排风风扇（507）开启指令的同时，将当前使用者的位置信息和排痰机的运行状态信息打包通过远程通信单元（503）发送到急救中心或使用者监护人通信终端上。

3.根据权利要求2所述的一种具有排气保护功能的电磁动力排痰机，其特征在于所述远程通信单元（503）为GPRS通信单元或GSM通信单元或3G通信单元。

4.根据权利要求1所述的一种具有排气保护功能的电磁动力排痰机，其特征在于所述铁质拍板（904）的外部套有橡胶气囊（902），所述橡胶气囊（902）通过不锈钢扎带Ⅰ（901）固定在箱体座（905）上。

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