CN106075613A - 一种呼吸道痰液自动清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种呼吸道痰液自动清理装置，包括壳体和闭式吸痰管，其中闭式吸痰管由吸痰管及吸痰管上的两个固定连接件构成，吸痰管穿过壳体，两个固定连接件分别位于壳体外部的两侧，壳体内设有用于自动控制吸痰管向前推送及向后推送的传动机构。本发明中通过传动机构的运转即可控制闭式吸痰管对病人进行自动吸痰操作，代替人工吸痰操作，不仅减少了医护人员工作量，也保证了病人的安全。本发明易于操作，无需专业知识就可实现吸痰管自动推送控制，能够确保推送的准确性，做到了高效安全的吸痰。

Description

一种呼吸道痰液自动清理装置

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种呼吸道痰液自动清理装置。

背景技术

目前在医院的重症监护室，由于呼吸道堵塞导致的危重病人死亡的事件经常发生，目前主要的解决方法就是通过人工进行手动操作吸痰。但是人工手动操作吸痰的不足之处很多，一方面对医护人员操作要求比较高，因为吸痰的对象都是危重病人，属于高危人群，如果医护人员操作不当会导致吸痰失败，甚至导致气道出血影响病人安危。另一方面对医护人员有很高的限制，需要安排医护人员24小时看护，以便应对任何时刻病人包括晚上有吸痰的需要，这对医护人员来说非常的不方便。因此急需研制出一种能够应用于临床的代替医护人员人工手动操作吸痰的呼吸道痰液自动清理装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种呼吸道痰液自动清理装置，能够对病人进行自动吸痰操作，代替医护人员人工手动操作吸痰。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种呼吸道痰液自动清理装置，包括壳体和闭式吸痰管，其中闭式吸痰管由吸痰管及吸痰管上的两个固定连接件构成，吸痰管穿过壳体，两个固定连接件分别位于壳体外部的两侧，壳体内设有用于自动控制吸痰管向前推送及向后推送的传动机构。

所述的壳体包括外壳和内壳，其中内壳设置在外壳中，传动机构位于内壳中，吸痰管穿过内壳和外壳，固定连接件位于外壳的外部，外壳上设有用于使内壳沿吸痰管的周向方向摆动的摆动机构。

所述的摆动机构包括左侧轴承、右侧轴承、传动齿轮和外壳步进电机；其中外壳由左侧外壳和右侧外壳拼接而成，左侧轴承设置在左侧外壳上，右侧轴承设置在右侧外壳上，内壳的两侧设有向外凸出的圆柱形的内壳耳部，内壳两侧的内壳耳部分别与左侧轴承和右侧轴承相连，内壳耳部的底部设有齿，传动齿轮设置在外壳内并与齿啮合，外壳步进电机设置在外壳上并与传动齿轮相连。

所述的传动机构包括第一内壳步进电机、第二内壳步进电机、扁轮A和扁轮B，其中第一内壳步进电机与扁轮B相连，第二内壳步进电机与扁轮A相连，扁轮A和扁轮B的转动方向相反，扁轮A和扁轮B的周向上开设有环形凹槽，吸痰管夹持在扁轮A和扁轮B的环形凹槽之间。

所述的传动机构还包括扁轮C和扁轮D，其中扁轮A和扁轮C通过第一传动系相连且两者转动方向相同，扁轮B和扁轮D通过第二传动系相连且两者转动方向相同，扁轮C和扁轮D的周向上开设有环形凹槽，吸痰管同时夹持在扁轮A和扁轮B的环形凹槽以及扁轮C和扁轮D的环形凹槽之间。

所述的第一传动系包括依次啮合的齿轮A、齿轮B和齿轮C，其中扁轮A和齿轮A套装在轴A上，齿轮B套装在轴B上，扁轮C和齿轮C套装在轴C上，轴B和轴C固定在内壳内的可滑动底座上，轴A与第二内壳步进电机相连，第二内壳步进电机设置在内壳内的可滑动底座上；

所述的第二传动系包括依次啮合的齿轮D、齿轮E和齿轮F，其中扁轮D和齿轮D套装在轴D上，齿轮E套装在轴E上，扁轮B和齿轮F套装在轴F上，轴D、轴E的固定在内壳上，轴F与第一内壳步进电机相连，第一内壳步进电机设置在内壳上。

所述的轴A、轴B、轴C相互平行并位于同一平面内，轴D、轴E、轴F相互平行并位于同一平面内，且轴A、轴B、轴C所在的平面与轴D、轴E、轴F所在的平面相互平行。

所述的外壳上设有用于调节扁轮A和扁轮B的间距以及扁轮C和扁轮D的间距的丝杠螺母，丝杠螺母与内壳内的可滑动底座相连。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置，包括壳体和闭式吸痰管，闭式吸痰管穿过壳体，壳体内设有用于自动控制闭式吸痰管向前推送及向后推送的传动机构，通过传动机构的运转即可控制闭式吸痰管对病人进行自动吸痰操作，代替人工吸痰操作。本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置配套目前医院使用的闭式吸痰管，具有以下优点：

1)从国内外现状看来，闭式吸痰管配合呼吸机使用时可以有效降低相关肺炎的发病率。根据相关文献表明，在医院使用闭式吸痰管以后，有效减少了病人口腔，气道细菌滋生的数量，大大降低了相关肺炎的感染率，提高了病人的安全，这对高危病人来说十分关键，保证了他们的安全，因此本发明选用闭式吸痰管。

2)利用本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置可以降低病人的不适程度，减轻病人痛苦感。通过临床分析，使用闭式吸痰管无需断开呼吸机，可以减少病人焦虑，减轻病人不适程度，也可以促进吸痰过程顺利进行。利用呼吸道痰液自动清理装置操作，也可以减少病人的焦虑程度，同时，机器的操作手法严格相同，与医护人员不同，不存在因为医护人员不同而产生的操作不同，减少病人的疼痛感。同时也可以降低病人的开支，减少费用。闭式吸痰管的使用减少了患者的医疗费用，减轻病人的医疗负担。

3)减少医务人员的职业暴露，减少医护人员发病率。利用本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置后，医护人员只需要每隔确定的时间检查病人，不需要因为痰液堵塞随时赶过去吸痰，大大减少了疾病的滋生，减少医疗人员的发病率。因为医护人员都是在危重病房进行工作，呼吸道痰液自动清理装置大大减少了医护人员与病菌接触，因此机器操作大大保护了医护人员的安全。

4)减轻护士的工作量。护士可以从手动吸痰的工作变为定时更换闭式吸痰管以及检查呼吸道痰液自动清理装置是否正常工作，大大减少了护士的工作量，保证了医护人员的休息以及作息安排。

因此，在目前现状下，本发明通过设计呼吸道痰液自动清理装置来代替人工吸痰操作，不仅减少了医护人员工作量，也保证了病人的安全，是十分必要的。

进一步的，本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置中，外壳上设有用于使内壳沿吸痰管的周向方向摆动的摆动机构，而用于自动控制吸痰管向前推送及向后推送的传动机构位于内壳中，这样在吸痰管到达预设位置并且传动机构向后推送吸痰管的同时，摆动机构能够带动内壳从而带动吸痰管小幅度转动，达到旋转吸痰的功能。由于吸痰管上开设的吸痰孔位置有限，吸痰管的转动吸痰能够提高痰液吸收效率。其中摆动机构带动吸痰管旋转吸痰是通过内壳两侧的内壳耳部套装在外壳的轴承上，外壳上的传动齿轮与内壳耳部的齿啮合，外壳步进电机带动传动齿轮转动，使内壳沿吸痰管的周向方向小幅度摆动，由于吸痰管被内壳中的传动机构夹持，因此吸痰管随着内壳的摆动而进行转动。

进一步的，本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置中，传动机构主要包括用于夹持吸痰管的扁轮和用于带动扁轮旋转的内壳步进电机，吸痰管可以被夹持在一对或多对扁轮的环形凹槽之间，至少需要一对扁轮即可完成对吸痰管的夹持，本发明中考虑到夹持的稳定性，设置了两对扁轮对吸痰管进行夹持，两对扁轮分别在两个内壳步进电机的带动下同速反向旋转，从而带动吸痰管向前或向后运动。两对扁轮中位于吸痰管同一侧的两个扁轮之间通过齿轮传动系相连，使得吸痰管同一侧的两个扁轮维持同速同向旋转。为了使吸痰管同一侧的两个扁轮之间留有间隙，齿轮传动系选用3个尺寸相同的齿轮，其直径小于扁轮的直径，两边的两个齿轮分别与两个扁轮同轴，中间的齿轮同时与两边的两个齿轮啮合，这样在内壳步进电机带动一个扁轮旋转的情况下，另一个扁轮通过齿轮传动系的带动即可同速同向旋转。

进一步的，本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置中，外壳上设有用于调节吸痰管两侧的扁轮的间距的丝杠螺母，拧松丝杠螺母时扁轮间距变大，可以更换吸痰管，更换完毕后拧紧丝杠螺母使扁轮间距减小以加持住吸痰管，并且通过调节丝杠螺母能够调节扁轮对吸痰管的夹持力的大小，使得吸痰管在扁轮的夹持作用下能够更好的随着扁轮的旋转而向前或向后运动。

附图说明

图1为本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置的结构示意图；

图2为本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置中扁轮的示意图；

图3为本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置中内壳的示意图；其中(a)为俯视图，(b)为仰视图；

其中：1为左侧外壳，2为内壳，3为左侧轴承，4为吸痰管，5为第一内壳步进电机，6为外壳步进电机，7为扁轮A，8为传动齿轮，9为第二内壳步进电机，10为齿轮A，11为轴A，12为丝杠螺母，13为齿轮B，14为轴B，15为扁轮C，16为右侧轴承，17为齿轮C，18为轴C，19为固定连接件，20为扁轮D，21为齿轮D，22为轴D，23为齿轮E，24为轴E，25为齿轮F，26为右侧外壳，27为轴F，28为扁轮B，29为内壳耳部，30为齿。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

参见图1至图3，本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置，包括壳体和闭式吸痰管，其中闭式吸痰管由吸痰管4及吸痰管4上的两个固定连接件19构成；壳体由外壳和内壳2构成，外壳由左侧外壳1和右侧外壳26通过螺钉装配在一起构成，左侧外壳1上设有左侧轴承3，右侧外壳26上设有右侧轴承16，内壳2的两侧设有向外凸出的圆柱形的内壳耳部29，内壳2两侧的内壳耳部29分别与左侧轴承3和右侧轴承16相连，使得内板2可以进行旋转运动。吸痰管4分别穿过内壳2、内壳2两侧的内壳耳部29和外壳上的左侧轴承3及右侧轴承16，两个固定连接件19分别位于外壳的外部两侧。吸痰管4前端的固定连接件19连接病人的呼吸机，该固定连接件19固定不动，吸痰管4能够穿过该固定连接件19进入病人气道；吸痰管4后端的固定连接件19用于连接负压机，固定在吸痰管4上随吸痰管4一起移动。外壳上设有用于使内壳2沿吸痰管4的周向方向摆动的摆动机构，内壳2内设有用于自动控制吸痰管4向前推送及向后推送的传动机构。

其中摆动机构包括传动齿轮8和大功率的外壳步进电机6，内壳耳部29的底部设有齿30，传动齿轮8设置在外壳内并与齿30啮合，外壳步进电机6设置在外壳上并与传动齿轮8同轴相连，通过外壳步进电机6带动传动齿轮8，进而带动内板2做小幅度摆动。

传动机构包括第一内壳步进电机5、第二内壳步进电机9、扁轮A7和扁轮B28、扁轮C15和扁轮D20、第一传动系和第二传动系，其中第一内壳步进电机5与扁轮B28相连，第二内壳步进电机9与扁轮A7相连，扁轮A7和扁轮B28的转速相同、转动方向相反，扁轮A7和扁轮C15通过第一传动系相连且两者转速及转动方向相同，扁轮B28和扁轮D20通过第二传动系相连且两者转速及转动方向相同，扁轮A7、扁轮B28、扁轮C15和扁轮D20完全相同且互相平行，扁轮A7、扁轮B28、扁轮C15和扁轮D20的周向上开设有环形凹槽，吸痰管4夹持在扁轮A7和扁轮B28的环形凹槽以及扁轮C15和扁轮D20的环形凹槽之间。

第一传动系包括尺寸完全相同且相互平行并依次啮合的齿轮A10、齿轮B13和齿轮C17，其中扁轮A7和齿轮A10套装在轴A11上，齿轮B13套装在轴B14上，扁轮C15和齿轮C17套装在轴C18上，轴B14和轴C18固定在内壳2内的可滑动底座上，轴A11与第二内壳步进电机9相连，第二内壳步进电机9设置在内壳2内的可滑动底座上。轴A11、轴B14、轴C18直径相同且相互平行、间距相等、并位于同一平面内。由于第二内壳步进电机9与齿轮A10均连接在轴A11上，通过第二内壳步进电机9带动齿轮A10转动，能够使得齿轮B13和齿轮C17转动，其中齿轮B13为传动轮，保证齿轮A10与齿轮C17转向相同，同样也使得扁轮A7和扁轮C15转向与转速均相同。可滑动底座与外壳上的丝杠螺母12相连，当转动丝杠螺母12时，丝杠螺母12水平直线运动(与吸痰管的轴线方向垂直)，进而带动可滑动底座在内板2内水平移动，用于调节扁轮A7和扁轮B28的间距以及扁轮C15和扁轮D20的间距，实现吸痰管的更换及夹紧固定功能。

第二传动系包括尺寸完全相同且相互平行并依次啮合的齿轮D21、齿轮E23和齿轮F25，其中扁轮D20和齿轮D21套装在轴D22上，齿轮E23套装在轴E24上，扁轮B28和齿轮F25套装在轴F27上，轴D22、轴E24的固定在内壳2上不动，轴F27与第一内壳步进电机5相连，第一内壳步进电机5设置在内壳2上不动。轴D22、轴E24、轴F27直径相同且相互平行、间距相等、并位于同一平面内，且轴A11、轴B14、轴C18所在的平面与轴D22、轴E24、轴F27所在的平面相互平行。由于第一内壳步进电机5与齿轮F25均连接在轴F27上，通过第一内壳步进电机5带动齿轮F25转动，能够使得齿轮E23和齿轮D21转动，其中齿轮E23为传动轮，保证齿轮F25与齿轮D21转向相同，同样也使得扁轮B28和扁轮D20转向与转速均相同。

在本发明中，扁轮A至扁轮D完全相同，均匀分布在吸痰管的两侧，主要起到夹紧吸痰管并且进行推送吸痰管的功能。扁轮的结构如图2所示。材料选用尼龙材料，光滑且对吸痰管损伤小。根据机械设计原理手册，设计扁轮整体直径为40～80mm，内槽直径为2～8mm，厚度为6～10mm。

第一内壳步进电机5和第二内壳步进电机9为相同型号的小功率步进电机，型号为42BYGH47-401A，主要负责驱动4个扁轮，实现扁轮推送吸痰管的功能。外壳步进电机6为大功率步进电机，型号为57BYG250C，用于驱动传动齿轮8，进而带动与传动齿轮8啮合的内壳2做小角度的摆动。

内壳2的结构根据整体尺寸确定，材料为铁件，如图3(a)所示。其中内壳耳部29为连接外壳轴承，轴承型号为深沟球轴承6006GB/T276-94，方便内壳2整体摆动，图3(b)为仰视图，内壳耳部29下方开有少量齿，与传动齿轮8进行啮合，带动内壳2进行旋转。内壳2的整体尺寸在90×120×80左右，有±10mm变动量。齿轮采用塑料制作，主要用于传动，本发明中选用直径为10mm～30mm的小齿轮(齿轮A至齿轮F)与直径25mm～50mm的大齿轮(传动齿轮8)。

外壳为整体外壳，保护内部结构，材料选为铁件，整体尺寸为110×150×100mm，有±15mm变动量，考虑到加工的方便，将外壳剖分为左侧外壳1以及右侧外壳26，便于装配。丝杠螺母主要用于夹紧固定吸痰管，选用T型丝杠，立式结构。

本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置，为了实现吸痰操作包括3部分运动。第一部分为固定夹紧吸痰管，并推送吸痰管进入人体。第二部分为从人体抽出吸痰管。第三部分为在抽出吸痰管时给吸痰管增加一定角度的旋转，提高痰液吸收效率。其中丝杠螺母12主要负责固定夹紧吸痰管4的功能，内壳步进电机带动扁轮转动达到推送吸痰管的功能，小直径的齿轮A至齿轮F负责传动以及带动扁轮转动，大直径的传动齿轮8带动内壳2做小角度的旋转运动，达到旋转吸痰的功能。

本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置的工作过程及使用方法为：

1)首先通过调节丝杠螺母12，将需要推送的吸痰管4夹紧固定在扁轮中，固定以后将整个吸痰管放平，便于进行下一步吸痰运动。

2)启动呼吸道痰液自动清理装置，此时第一内壳步进电机5和第二内壳步进电机9转动，带动扁轮转动开始推送吸痰管，吸痰管开始进入人体气道。

3)待吸痰管到达目标位置后停止第一内壳步进电机5和第二内壳步进电机9的转动，在2s以后接通负压机，开始进行吸痰操作，同时第一内壳步进电机5和第二内壳步进电机9反转，将吸痰管向回拉出气道，并且外壳步进电机6开始转动，带动内壳2摆动从而带动吸痰管旋转，以达到四周吸痰的目的。

4)当吸痰管向回输送至离开病人气道时即可停止呼吸道痰液自动清理装置的运转，可以对吸痰管进行清洗或更换吸痰管。

本发明的优点在于：本发明提供的呼吸道痰液自动清理装置实现了自动向前推送、向后推送以及吸痰管旋转的功能，能够代替医护人员的手动操作对病人进行所有的基础性吸痰操作。本发明易于操作，无需专业知识就可实现吸痰管自动推送控制，能够确保推送的准确性，保证病人的安全，做到了高效安全的吸痰。

Claims (8)

1.一种呼吸道痰液自动清理装置，其特征在于：包括壳体和闭式吸痰管，其中闭式吸痰管由吸痰管(4)及吸痰管(4)上的两个固定连接件(19)构成，吸痰管(4)穿过壳体，两个固定连接件(19)分别位于壳体外部的两侧，壳体内设有用于自动控制吸痰管(4)向前推送及向后推送的传动机构。

2.根据权利要求1所述的呼吸道痰液自动清理装置，其特征在于：所述的壳体包括外壳和内壳(2)，其中内壳(2)设置在外壳中，传动机构位于内壳(2)中，吸痰管(4)穿过内壳(2)和外壳，固定连接件(19)位于外壳的外部，外壳上设有用于使内壳(2)沿吸痰管(4)的周向方向摆动的摆动机构。

3.根据权利要求2所述的呼吸道痰液自动清理装置，其特征在于：所述的摆动机构包括左侧轴承(3)、右侧轴承(16)、传动齿轮(8)和外壳步进电机(6)；其中外壳由左侧外壳(1)和右侧外壳(26)拼接而成，左侧轴承(3)设置在左侧外壳(1)上，右侧轴承(16)设置在右侧外壳(26)上，内壳(2)的两侧设有向外凸出的圆柱形的内壳耳部(29)，内壳(2)两侧的内壳耳部(29)分别与左侧轴承(3)和右侧轴承(16)相连，内壳耳部(29)的底部设有齿(30)，传动齿轮(8)设置在外壳内并与齿(30)啮合，外壳步进电机(6)设置在外壳上并与传动齿轮(8)相连。

4.根据权利要求2或3所述的呼吸道痰液自动清理装置，其特征在于：所述的传动机构包括第一内壳步进电机(5)、第二内壳步进电机(9)、扁轮A(7)和扁轮B(28)，其中第一内壳步进电机(5)与扁轮B(28)相连，第二内壳步进电机(9)与扁轮A(7)相连，扁轮A(7)和扁轮B(28)的转动方向相反，扁轮A(7)和扁轮B(28)的周向上开设有环形凹槽，吸痰管(4)夹持在扁轮A(7)和扁轮B(28)的环形凹槽之间。

5.根据权利要求4所述的呼吸道痰液自动清理装置，其特征在于：所述的传动机构还包括扁轮C(15)和扁轮D(20)，其中扁轮A(7)和扁轮C(15)通过第一传动系相连且两者转动方向相同，扁轮B(28)和扁轮D(20)通过第二传动系相连且两者转动方向相同，扁轮C(15)和扁轮D(20)的周向上开设有环形凹槽，吸痰管(4)同时夹持在扁轮A(7)和扁轮B(28)的环形凹槽以及扁轮C(15)和扁轮D(20)的环形凹槽之间。

6.根据权利要求5所述的呼吸道痰液自动清理装置，其特征在于：所述的第一传动系包括依次啮合的齿轮A(10)、齿轮B(13)和齿轮C(17)，其中扁轮A(7)和齿轮A(10)套装在轴A(11)上，齿轮B(13)套装在轴B(14)上，扁轮C(15)和齿轮C(17)套装在轴C(18)上，轴B(14)和轴C(18)固定在内壳(2)内的可滑动底座上，轴A(11)与第二内壳步进电机(9)相连，第二内壳步进电机(9)设置在内壳(2)内的可滑动底座上；

所述的第二传动系包括依次啮合的齿轮D(21)、齿轮E(23)和齿轮F(25)，其中扁轮D(20)和齿轮D(21)套装在轴D(22)上，齿轮E(23)套装在轴E(24)上，扁轮B(28)和齿轮F(25)套装在轴F(27)上，轴D(22)、轴E(24)的固定在内壳(2)上，轴F(27)与第一内壳步进电机(5)相连，第一内壳步进电机(5)设置在内壳(2)上。

7.根据权利要求6所述的呼吸道痰液自动清理装置，其特征在于：所述的轴A(11)、轴B(14)、轴C(18)相互平行并位于同一平面内，轴D(22)、轴E(24)、轴F(27)相互平行并位于同一平面内，且轴A(11)、轴B(14)、轴C(18)所在的平面与轴D(22)、轴E(24)、轴F(27)所在的平面相互平行。

8.根据权利要求6所述的呼吸道痰液自动清理装置，其特征在于：所述的外壳上设有用于调节扁轮A(7)和扁轮B(28)的间距以及扁轮C(15)和扁轮D(20)的间距的丝杠螺母(12)，丝杠螺母(12)与内壳(2)内的可滑动底座相连。