CN113888939A - 一种人体肺功能模拟仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及本发明提供一种人体肺功能模拟仪，其包括：背板系统、肺模型、控制系统和导气系统；本发明具有体积小，操作便捷，维护方便，结构简单，功能系统数据优化，易于装配，自动化程度高，且能够清晰演示在清肺仪作用下有效的把存留人体肺功能模拟仪中的烟雾等众多残留物顺畅排出的效果，便于在医疗科研机构进行课题研究、医学院校教学演示、社区科普活动中使用。

Description

一种人体肺功能模拟仪

技术领域

本发明涉及医疗器械演示模型领域，特别是涉及一种人体肺功能模拟仪。

背景技术

伴随着社会经济的快速发展，城市中汇集大量的灰尘、有机氢化物等非水成物类细微颗粒物，当人体吸入混杂有上述细微颗粒物的空气时，在人体的肺部会留下大量的残留物质。同时，不良的生活习惯，吸烟以及室内和室外粉尘的袭扰也会在肺部留下众多残留物。

肺通气是肺与外界环境之间的气体交换过程。实现肺通气的器官包括呼吸道、肺泡和胸廓等。呼吸道是沟通肺泡与外界的通道；肺泡是肺泡气与血液气进行交换的主要场所。使用何种设备能够模拟人体肺部的呼吸动作，近距离展示肺泡的一张一吸，直观展示医疗设备吸出肺内众多残留物的过程，越来越多的被追求生活品质的人们所关注。

现有技术中国专利202021123532.1号的专利公开了一种COPD演示教具，但现有的演示时需要人为吹气模拟呼吸，存在自动化程度低、调节的频率有限，演示效果差的问题。

因此，现有技术中急需一种体积小、操作便捷、自动化程度高、结构简单，且能够清晰演示在清肺仪作用下有效的把存留人体肺功能模拟仪中的烟雾等众多残留物顺畅排出的设备。以便在医疗科研机构进行课题研究、医学院校教学演示、社区科普活动中使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人体肺功能模拟仪以克服现有技术中存在的上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种人体肺功能模拟仪，其包括：背板系统、肺模型、控制系统和导气系统；

所述背板系统，其包括：头部背景板、胸部安装空间和口鼻部分安装空间；所述头部背景板按照人体头部形状设计，面向观者一面可喷涂相应人体头部解剖图案；所述胸部安装空间包括箱体外罩和背光箱，所述箱体外罩整体呈长方体形密封空间，用于安装肺模型，其顶部与所述头部背景板的底部连接，其顶部、底部、侧面和正面采用透明材料，所述背光箱整体呈矩形，其正面设置有类似肺部形状的凸起槽，所述背光箱内部设置有背景光；所述口鼻部安装空间设置在头部背景板的鼻子的位置，其一端设置有仿人体鼻孔的软管接口，其另一端设置有与胸部安装空间连接；

所述肺模型，其包括：肺泡模型、主气道、第一气管和第二气管，所述肺模型按照人体肺部形状设置，且所述主气道顶端同时连接导气系统和所述口鼻部分安装空间，所述主气道侧部连接所述导气系统，其底部连接接有所述第一气管和所述第二气管，所述第一气管和第二气管进一步连接相应的支气管，所述肺泡模型整体呈气球状，其顶部连接相应的支气管；

所述控制系统，其包括：调节装置、驱动装置、控制箱体罩、控制箱体前面板、装饰面板和控制箱体底板；所述控制箱体罩整体呈长方形，其顶部设置有所述背板系统，所述控制箱体罩正面设置有所述控制箱体前面板，所述装饰面板覆盖在所述控制箱体前面板的正面，所述控制箱体底板设置在所述控制箱体罩底部，所述调节装置和驱动装置设置在所述控制箱体罩内部；

所述调节装置控制所述驱动装置并为其提供稳定电力，其包括：开关电源和电机控制器，所述开关电源一端连接外部电源，另一端连接电机控制器，其为电机控制器供电；所述电机控制器连接所述驱动装置，通过操作所述电机控制器控制所述驱动装置的效率；

所述驱动装置，其包括：伺服电机、传动凸轮、凸轮铰接点、传动连杆和气缸，所述伺服电机连接所述电机控制器，所述伺服电机的电机轴连接所述传动凸轮的中心，所述传动凸轮的一侧安装有凸轮铰接点，所述凸轮铰接点连接所述传动连杆的一端，所述传动连杆的另一端通过万向节连接所述气缸的杠杆，所述气缸的另一端连接所述导气系统。

所述导气系统，其包括：排气管和导烟管，所述排气管底端连接所述气缸的排气口，所述排气管的顶端穿设所述传动箱体罩的顶部和所述箱体外罩的底部与所述主气道顶部连接；所述导烟管一端与所述主气道侧部连接，其另一端连接储烟盒。

优选的，所述肺泡模型、主气道、第一气管和第二气管和支气管的材质均为ABS材质。

优选的，所述第一气管及安装的肺泡模型与第二气管及安装的肺泡模型采用不同颜色的材料区分，以提升视觉效果。

优选的，所述电机控制器可以控制伺服电机产生不同的转速，进而控制气缸产生不同的供气量，驱动所述肺泡模型产生不同频率的膨胀与收缩。

优选的，所述肺泡模型具有多个，连接所述第一气管与连接所述第二气管的所述肺泡模型的颜色不同。

优选的，所述控制箱体前面板和装饰面板上设置有挡位调节钮、工作开关键和背光开关键，所述挡位调节钮控制电机控制器，以调节所述伺服电机的快慢。

优选的，人体肺功能模拟仪与负压脉动清肺仪和储烟盒配合使用，所述负压脉动清肺仪通过导管连接所述人体肺功能模拟仪的口鼻部分

安装空间的软管接口，所述储烟盒中储存有烟雾，所述储烟盒通过导烟管连接所述人体肺功能模拟仪的肺模型的主气道顶端透明管，储烟盒中的烟雾通过导烟管聚集到主气道顶端透明管中，开启负压脉冲清肺仪和人体肺功能模拟仪并调节好档位，利用人体肺功能模拟仪模拟人体呼吸，利用负压脉动清肺仪将主气道内烟雾排出，进而将烟雾箱中的烟雾全部清除，以演示负压脉动清肺仪的清肺效果。

优选的，所述储烟盒整体呈矩形，其顶部一端设置有与所述导烟管连接的接口。

本发明的医用负压吸引器的有益效果是：本发明具有体积小，操作便捷，维护方便，结构简单，功能系统数据优化，易于装配，自动化程度高，且能够清晰演示在清肺仪作用下有效的把存留人体肺功能模拟仪中的烟雾等众多残留物顺畅排出的效果，便于在医疗科研机构进行课题研究、医学院校教学演示、社区科普活动中使用。

附图说明

图1为本发明主要部件装配的主视图；

图2为本发明主要部件的爆炸图；

图3为本发明调节装置和驱动装置装配图；

图4为本发明与负压脉动清肺仪和储烟盒配合图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

根据附图1-4对本发明进行详细描述。

本发明提供一种人体肺功能模拟仪，其包括：背板系统、肺模型10、控制系统2和导气系统；

所述背板系统，其包括：头部背景板11、胸部安装空间1和口鼻部安装空间26；所述头部背景板11按照人体头部形状设计，面向观者一面可喷涂相应人体头部解剖图案；所述胸部安装空间1包括箱体外罩27和背光箱12，所述箱体外罩27整体呈长方体形密封空间，用于安装肺模型10，其顶部与所述头部背景板11的底部连接，其顶部、底部、侧面和正面采用透明材料，所述背光箱12整体呈矩形，其正面设置有类似肺部形状的凸起槽28，所述背光箱内部设置有背景光；所述口鼻部安装空间26设置在头部背景板11的鼻子的位置，其一端设置有仿人体鼻孔的软管接口，其另一端设置有与胸部安装空间1连接；

所述肺模型10，其包括：肺泡模型14、主气道29、第一气管30和第二气管31，所述肺模型10按照人体肺部形状设置，且所述主气道29顶端同时连接导气系统和所述口鼻部安装空间26，所述主气道29侧部连接所述导气系统，其底部连接接有所述第一气管30和所述第二气管31，所述第一气管30和第二气管31进一步连接相应的支气管，所述肺泡模型14整体呈气球状，其顶部连接相应的支气管；

所述控制系统2，其包括：调节装置、驱动装置、控制箱体罩17、控制箱体前面板16、装饰面板15和控制箱体底板21；所述控制箱体罩17整体呈长方形，其顶部设置有所述背板系统，所述控制箱体罩17正面设置有所述控制箱体前面板16，所述装饰面板15覆盖在所述控制箱体前面板16的正面，所述控制箱体底板21设置在所述控制箱体罩17底部，所述调节装置和驱动装置设置在所述控制箱体罩17内部；

所述调节装置控制所述驱动装置并为其提供稳定电力，其包括：开关电源19和电机控制器18，所述开关电源19一端连接外部电源，另一端连接电机控制器18，其为电机控制器18供电；所述电机控制器18连接所述驱动装置，通过操作所述电机控制器18控制所述驱动装置的效率；

所述驱动装置，其包括：伺服电机22、传动凸轮23、凸轮铰接点24、传动连杆25和气缸20，所述伺服电机22连接所述电机控制器18，所述伺服电机22的电机轴连接所述传动凸轮23的中心，所述传动凸轮23的一侧安装有凸轮铰接点24，所述凸轮铰接点24连接所述传动连杆25的一端，所述传动连杆25的另一端通过万向节连接所述气缸20的杠杆，所述气缸20的另一端连接所述导气系统。

所述导气系统，其包括：排气管13和导烟管8，所述排气管13底端连接所述气缸20的排气口，所述排气管13的顶端穿设所述传动箱体罩17的顶部和所述箱体外罩27的底部与所述主气道29顶部连接；所述导烟管8一端与所述主气道29侧部连接，其另一端连接储烟盒7。

所述肺泡模型14、主气道29、第一气管30和第二气管31和支气管的材质均为ABS材质。

所述第一气管30及安装的肺泡模型14与第二气管31及安装的肺泡模型14采用不同颜色的材料区分，以提升视觉效果。

所述电机控制器18可以控制伺服电机22产生不同的转速，进而控制气缸20产生不同的供气量，驱动所述肺泡模型14产生不同频率的膨胀与收缩。

所述肺泡模型14具有多个，连接所述第一气管30与连接所述第二气管31的所述肺泡模型14的颜色不同。

所述控制箱体前面板16和装饰面板15上设置有挡位调节钮3、工作开关键4和背光开关键5，所述挡位调节钮3控制电机控制器18，以调节所述伺服电机22的快慢。

人体肺功能模拟仪与负压脉动清肺仪6和储烟盒7配合使用，所述负压脉动清肺仪6通过导管9连接所述人体肺功能模拟仪的口鼻部安装空间26的软管接口，所述储烟盒7中储存有烟雾，所述储烟盒7通过导烟管8连接所述人体肺功能模拟仪的肺模型的主气道29顶端透明管，储烟盒7中的烟雾通过导烟管8聚集到主气道29中，开启负压脉冲清肺仪6和人体肺功能模拟仪并调节好档位，利用人体肺功能模拟仪模拟人体呼吸，利用负压脉动清肺仪6将主气道29内烟雾排出，进而将烟雾箱7中的烟雾全部清除，以演示负压脉动清肺仪的清肺效果。

所述储烟盒7整体呈矩形，其顶部一端设置有与所述导烟管8连接的接口。

本申请演示效果好，便于在医疗科研机构进行课题研究、医学院校教学演示、社区科普活动中使用。根据附图4，配合本发明人专利一种负压脉动式清肺仪6(CN104307056A)和储烟盒7使用，所述负压脉动清肺仪6通过导管9连接所述人体肺功能模拟仪的口鼻部安装空间26的软管接口，所述储烟盒7中储存有烟雾，所述储烟盒7通过导烟管8连接所述人体肺功能模拟仪的肺模型的主气道29顶端透明管，储烟盒7中的烟雾通过导烟管8聚集到主气道29顶端透明管中，开启负压脉冲清肺仪6和人体肺功能模拟仪并调节好档位，利用人体肺功能模拟仪模拟人体呼吸，利用负压脉动清肺仪6将主气道29内烟雾排出，进而将烟雾箱7中的烟雾全部清除，可以清晰的模拟利用负压脉动式清肺仪6清理人体肺部众多残留物的过程。并可以通过调节本申请人体肺功能模拟仪的电机控制器18，控制伺服电机22产生不同的转速，进而控制气缸20产生不同的供气量，驱动所述肺泡模型14产生不同频率的膨胀与收缩，以模拟不同呼吸频率下的呼吸和利用负压脉动式清肺仪6清理人体肺部众多残留物的过程。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种人体肺功能模拟仪，其特征在于包括：背板系统、肺模型、控制系统和导气系统；

所述背板系统，其包括：头部背景板、胸部安装空间和口鼻部分的安装空间；所述头部背景板按照人体头部形状设计，面向观者一面可喷涂相应人体头部解剖图案；所述胸部安装空间包括箱体外罩和背光箱，所述箱体外罩整体呈长方体形密封空间，用于安装肺模型，其顶部与所述头部背景板的底部连接，其顶部、底部、侧面和正面采用透明材料，所述背光箱整体呈矩形，其正面设置有类似肺部形状的凸起槽，所述背光箱内部设置有背景光；所述口鼻部分安装空间设置在头部背景板的鼻子的位置，其一端设置有仿人体鼻孔的软管接口，其另一端设置有与胸部安装空间连接；

所述肺模型，其包括：肺泡模型、主气道、第一气管和第二气管，所述肺模型按照人体肺部形状设置，且所述主气道顶端同时连接导气系统和所述口鼻部安装空间，所述主气道侧部连接所述导气系统，其底部连接接有所述第一气管和所述第二气管，所述第一气管和第二气管进一步连接相应的支气管，所述肺泡模型整体呈气球状，其顶部连接相应的支气管；

所述控制系统，其包括：调节装置、驱动装置、控制箱体罩、控制箱体前面板、装饰面板和控制箱体底板；所述控制箱体罩整体呈长方形，其顶部设置有所述背板系统，所述控制箱体罩正面设置有所述控制箱体前面板，所述装饰面板覆盖在所述控制箱体前面板的正面，所述控制箱体底板设置在所述控制箱体罩底部，所述调节装置和驱动装置设置在所述控制箱体罩内部；

所述调节装置控制所述驱动装置并为其提供稳定电力，其包括：开关电源和电机控制器，所述开关电源一端连接外部电源，另一端连接电机控制器，其为电机控制器供电；所述电机控制器连接所述驱动装置，通过操作所述电机控制器控制所述驱动装置的效率；

所述驱动装置，其包括：伺服电机、传动凸轮、凸轮铰接点、传动连杆和气缸，所述伺服电机连接所述电机控制器，所述伺服电机的电机轴连接所述传动凸轮的中心，所述传动凸轮的一侧安装有凸轮铰接点，所述凸轮铰接点连接所述传动连杆的一端，所述传动连杆的另一端通过万向节连接所述气缸的杠杆，所述气缸的另一端连接所述导气系统；

所述导气系统，其包括：排气管和导烟管，所述排气管底端连接所述气缸的排气口，所述排气管的顶端穿设所述传动箱体罩的顶部和所述箱体外罩的底部与所述主气道顶部连接；所述导烟管一端与所述主气道侧部连接，其另一端连接储烟盒。

2.根据权利要求1所述的一种人体肺功能模拟仪，其特征在于：所述肺泡模型、主气道、第一气管和第二气管和支气管的材质均为ABS材质。

3.根据权利要求2所述的一种人体肺功能模拟仪，其特征在于：所述第一气管及安装的肺泡模型与第二气管及安装的肺泡模型采用不同颜色的材料区分，以提升视觉效果。

4.根据权利要求3所述的一种人体肺功能模拟仪，其特征在于：所述电机控制器可以控制伺服电机产生不同的转速，进而控制气缸产生不同的供气量，驱动所述肺泡模型产生不同频率的膨胀与收缩。

5.根据权利要求4所述的一种人体肺功能模拟仪，其特征在于：所述肺泡模型具有多个，连接所述第一气管与连接所述第二气管的所述肺泡模型的颜色不同。

6.根据权利要求5所述的一种人体肺功能模拟仪，其特征在于：所述控制箱体前面板和装饰面板上设置有挡位调节钮、工作开关键和背光开关键，所述挡位调节钮控制电机控制器，以调节所述伺服电机的快慢。

7.根据权利要求6所述的一种人体肺功能模拟仪，其特征在于：人体肺功能模拟仪与负压脉动清肺仪和储烟盒配合使用，所述负压脉动清肺仪通过导管连接所述人体肺功能模拟仪的口鼻部分安装空间的软管接口，所述储烟盒中储存有烟雾，所述储烟盒通过导烟管连接所述人体肺功能模拟仪的肺模型的主气道顶端透明管内，储烟盒中的烟雾通过导烟管聚集到主气道顶端透明管中，开启负压脉冲清肺仪和人体肺功能模拟仪并调节好档位，利用人体肺功能模拟仪模拟人体呼吸，利用负压脉动清肺仪将主气道内烟雾排出，进而将烟雾箱中的烟雾全部清除，以演示负压脉动清肺仪的清肺效果。

8.根据权利要求7所述的一种人体肺功能模拟仪，其特征在于：所述储烟盒整体呈矩形，其顶部一端设置有与所述导烟管连接的接口。

Images