CN117198132B - 可视化心肺复苏模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了可视化心肺复苏模型，涉及模型技术领域，包括训练组件，训练组件包括按压板、按压柱、导向柱、压力传感器、压块、四个凹槽、四个弹性支撑杆、支撑板、底板、四个限位杆、升降齿轮、四个弹簧、安装架、驱动电机、调节齿轮、第一传感器、第二传感器、第三传感器、显示屏和控制器，本发明通过按压柱向下按压支撑板，当医护人员的手部用力出现偏移时，压块在凹槽内沿着导向柱向下移动，压块推动压力传感器，压力传感器将信号发送至控制器，控制器则控制报警器报警，此时医护人员可以对按压位置进行调整，通过多次训练后，可以使医护人员能够快速找到按压点。

Description

可视化心肺复苏模型

技术领域

本发明涉及医疗训练器械技术领域，更具体地说，本发明涉及可视化心肺复苏模型。

背景技术

中国专利公开了一种心肺复苏模型，该专利申请号为202223468240.3，公开内容为：通过驱动组件带动移动板移动，从而调节移动板与限位块之间的距离，从而便于训练者对按压深度的训练，使对训练者形成肌肉记忆，同时通过限位块挤压压板，使得活塞向下移动，第二套筒便将内部的空气通过哨子排出去，在排气的过程中便产生声音，一方面通过哨子发出的声音计算出按压频率，另一方通过哨子发出的声音可以判断训练者按压力度是否到位。

但是无论是针对上述心肺复苏模型还是目前市面上的心肺复苏模型来说，均存在以下问题：其一，上述专利通过哨子发出的声音对按压的频率次数进行计算，不够直观，由于医护人员在模拟心肺复苏过程中，难以做到一心二用，需要第二人进行辅助计数，使用时不够方便；其二，在按压训练当中，成人一般按压深度为5—6cm，其通过哨子发出的声音难以判断按压的深度是否合格，而且不同人员的胸腔硬度不同，现有的模型难以模拟胸腔不同硬度的病人。

为此，我们提出可视化心肺复苏模型解决上述问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供可视化心肺复苏模型，通过弹性支撑杆、压块、导向柱和压力传感器的配合，可以对医护人员的用力重心进行监测，通过第一传感、第二传感器和第三传感器的配合，可以对医护人员训练时下按压深度和次数进行监测，通过显示屏可以对按压深度合格、训练次数和按压力重心数据进行实时显示，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：可视化心肺复苏模型，包括训练组件，所述训练组件包括按压板、按压柱、导向柱、压力传感器、压块、四个凹槽、四个弹性支撑杆、支撑板、底板、四个限位杆、升降齿轮、四个弹簧、安装架、驱动电机、调节齿轮、第一传感器、第二传感器、第三传感器、显示屏和控制器；所述按压柱的顶端通过万向球铰接于按压板的下表面中心，四个所述凹槽对称开设于按压柱的外侧壁，所述压块滑动连接于导向柱的外侧壁，所述压力传感器安装于凹槽的内底壁，四个所述弹性支撑杆的顶端转动连接于按压板的下表面，四个所述限位杆的底端对称固定连接于底板的上表面，所述弹簧套接于限位杆的外侧壁，所述支撑板滑动连接于四个限位杆的外侧壁，所述升降齿轮螺纹连接于限位杆的外侧壁底部，所述驱动电机安装于安装架的内顶壁，所述调节齿轮的顶端固定连接于驱动电机的输出轴，所述第一传感器、第二传感器和第三传感器的信号发送端均与控制器的信号接收端连通，所述控制器的信号发送端与显示屏的信号接收端连通。

在一个优选的实施方式中，所述压块的外侧壁滑动连接于凹槽的内侧壁，所述导向柱的顶端固定连接于凹槽的内顶壁，所述导向柱的底端固定连接于凹槽的内底壁，所述压块的下表面贴合于压力传感器的顶端，所述弹性支撑杆的底端转动连接于压块的一侧，所述压块位于凹槽的中部，所述限位杆的外侧壁底部开设有螺纹，所述升降齿轮的下表面贴合于底板的上表面，所述升降齿轮的外侧壁啮合连接于调节齿轮的外侧壁，所述调节齿轮的下表面转动连接于底板的上表面。

在一个优选的实施方式中，所述安装架呈L形，所述安装架的底端固定连接于底板的一侧，所述按压柱的底端固定连接于支撑板的上表面中心，所述按压板位于支撑板的上方。

在一个优选的实施方式中，所述限位杆的顶端固定连接有限位板，所述限位板位于支撑板的上方，所述弹簧的顶端贴合于支撑板的下表面，所述弹簧的底端贴合于升降齿轮的上表面，所述支撑板的下表面后部安装有感应块，所述第一传感器的位置与支撑板的位置相对应，所述感应块位于第二传感器上方，所述第二传感器的位于第三传感器的上方，所述底板的下表面安装有模拟组件，所述模拟组件包括底座、模拟胸腔、密封盖、报警器和空腔；所述空腔开设于模拟胸腔的前表面，所述密封盖安装于空腔的内侧壁前部。

在一个优选的实施方式中，所述模拟胸腔的材质为硅胶材质，所述模拟胸腔固定连接于底座的上表面，所述底板的下表面固定连接于空腔的内底壁，所述按压板的上表面贴合于空腔的内顶壁，所述按压板的位置位于模拟胸腔的胸部中心位置，所述第一传感器、第二传感器和第三传感器均安装于空腔的内后壁，所述显示屏和控制器均安装于底座的上表面，所述显示屏位于模拟胸腔的一侧。

在一个优选的实施方式中，所述报警器安装于底座的上表面，所述控制器的电性输出端通过继电器与报警器的电性输入端电性连接。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过按压柱向下按压支撑板，当医护人员的手部用力出现偏移时，受力的弹性支撑杆向下推动压块，压块在凹槽内沿着导向柱向下移动，压块推动压力传感器，压力传感器将信号发送至控制器，控制器则控制报警器报警，此时医护人员可以对按压位置进行调整，进而找到正确的按压点，通过多次训练后，可以使医护人员能够快速找到按压点；

本发明通过驱动电机带动调节齿轮转动，调节齿轮带动升降齿轮转动，升降齿轮在跟随调节齿轮转动时沿着限位杆向上移动，此时弹簧被压缩并产生形变，弹簧的弹性势能增加，此时按压板需要使用更大力才能被按动，进而模仿了胸腔硬度不同的病人，在对医护人员进行训练时，增加了模拟的变量，使整个模拟训练过程与实际心肺复苏过程更加接近，进一步的提高了模拟训练效果；

本发明通过第一传感器、第二传感器和第三传感器，可以对模拟训练时按压的合格次数、不合格次数和总次数进行监测，然后将数据发送至显示屏，通过显示屏对按压次数、按压合格次数和按压不合格次数进行直接显示，实现了数据的可视化，使数据更加精准，更方便观看，无需第二人配合即可实现心肺复苏的模拟训练。

附图说明

图1为可视化心肺复苏模型整体结构示意图。

图2为本发明的底板与模拟胸腔连接示意图。

图3为本发明的训练组件结构示意图。

图4为本发明的按压柱等部件的结构示意图。

图5为本发明的支撑板等部件的结构示意图。

图6为本发明的升降齿轮与调节齿轮连接示意图。

图7为本发明的模拟胸腔结构示意图。

图8为本发明的训练组件和模拟组件连接示意图。

附图标记为： 11、按压板；12、按压柱；13、导向柱；14、压力传感器；15、压块；16、凹槽；17、弹性支撑杆；18、支撑板；19、限位板；20、感应块；21、底板；22、限位杆；23、升降齿轮；24、弹簧；25、安装架；26、驱动电机；27、调节齿轮；28、第一传感器；29、第二传感器；30、第三传感器；310、显示屏； 31、底座；32、模拟胸腔；33、控制器；34、密封盖；35、报警器；36、空腔。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

参照说明书附图1-8，本发明实的可视化心肺复苏模型，包括训练组件以及模拟组件，训练组件包括按压板11、按压柱12、导向柱13、压力传感器14、压块15、四个凹槽16、四个弹性支撑杆17、支撑板18、底板21、四个限位杆22、升降齿轮23、四个弹簧24、安装架25、驱动电机26、调节齿轮27、第一传感器28、第二传感器29、第三传感器30、显示屏310和控制器33；模拟组件包括底座31、模拟胸腔32、密封盖34、报警器35和空腔36；

按压柱12的顶端通过万向球铰接于按压板11的下表面中心，四个凹槽16对称开设于按压柱12的外侧壁，导向柱13设于凹槽16内，压块15滑动连接于导向柱13的外侧壁，压力传感器14安装于凹槽16的内底壁，四个弹性支撑杆17的顶端转动连接于按压板11的下表面，四个弹性支撑杆17的底端转动连接于压块15的外侧面；四个限位杆22的底端对称固定连接于底板21的上表面，弹簧24套接于限位杆22的外侧壁，支撑板18滑动连接于四个限位杆22的外侧壁，升降齿轮23螺纹连接于限位杆22的外侧壁底部，驱动电机26安装于安装架25的内顶壁，调节齿轮27的顶端固定连接于驱动电机26的输出轴，第一传感器28、第二传感器29和第三传感器30的信号发送端均与控制器33的信号接收端连通，控制器33的信号发送端与显示屏310的信号接收端连通。

如图3-4所示，压块15的外侧壁滑动连接于凹槽16的内侧壁，导向柱13的顶端固定连接于凹槽16的内顶壁，导向柱13的底端固定连接于凹槽16的内底壁，压块15的下表面贴合于压力传感器14的顶端，弹性支撑杆17的底端转动连接于压块15的一侧，压块15位于凹槽16的中部，进而当医护人员在进行训练时，用手部对按压板11进行按压，按压板11受力后向下按动按压柱12，按压柱12向下按压支撑板18，当医护人员的手部用力出现偏移时，按压板11会产生位置上的偏移，受力较大的一侧会向下偏移，进而按压板11向下偏移的一侧会推动对应侧的弹性支撑杆17，此侧的弹性支撑杆17受力后向下移动，而另外三个弹性支撑杆17则会产生形变，通过采用具有弹性的弹性支撑杆17，可以避免弹性支撑杆17之间产生冲突损坏，此时受力的弹性支撑杆17向下推动压块15，压块15在凹槽16内沿着导向柱13向下移动，通过导向柱13可以对压块15的位置进行限定，避免压块15从凹槽16内脱落，当压块15向下移动时，压块15则推动压力传感器14，压力传感器14将信号发送至控制器33，控制器33控制显示屏310显示对应数据，同时控制器33控制报警器35报警，此时医护人员可以参照显示屏310内的数据，对按压位置进行调整，进而找到正确的按压点，通过多次训练后，可以使医护人员能够快速找到按压点，初始状态下，按压板11的中心位置，位于模拟胸腔32的两个乳头连线的中心位置。

如图5-6所示，限位杆22的外侧壁底部开设有外螺纹，升降齿轮23的内部开设有内螺纹，升降齿轮23的外侧壁啮合连接于调节齿轮27的外侧壁，调节齿轮27的下表面转动连接于底板21的上表面，安装架25呈L形，安装架25的底端固定连接于底板21的一侧，按压柱12的底端固定连接于支撑板18的上表面中心，按压板11位于支撑板18的上方，当需要对按压时的反馈力度进行调节时，通过控制器33控制驱动电机26的输出轴顺时针转动，驱动电机26的输出轴带动调节齿轮27转动，由于调节齿轮27与升降齿轮23啮合连接，因此当调节齿轮27转动时通过齿牙带动升降齿轮23转动，由于升降齿轮23与限位杆22螺纹连接，因此升降齿轮23在跟随调节齿轮27转动时，升降齿轮23沿着限位杆22向上移动，由于弹簧24位于升降齿轮23和支撑板18之间，因此随着升降齿轮23的向上移动，弹簧24被压缩并产生形变，弹簧24的弹性势能增加，此时按压板11需要使用更大力才能被按动，进而模仿了胸腔硬度不同的病人，在对医护人员进行训练时，增加了模拟的变量，使整个模拟训练过程与实际心肺复苏过程更加接近，进一步的提高了模拟训练效果。

如图3-5所示，限位杆22的顶端固定连接有限位板19，限位板19位于支撑板18的上方，弹簧24的顶端贴合于支撑板18的下表面，弹簧24的底端贴合于升降齿轮23的上表面，当模拟心肺复苏时，医护人员向下按动按压板11，按压板11受力后推动按压柱12向下移动，按压柱12受力后推动支撑板18向下移动，支撑板18沿着四个限位杆22向下移动并挤压弹簧24，此时弹簧24将反向作用力反馈至按压板11，然后通过按压板11反馈至医护人员的手部，随着按压深度的增加，反馈力度逐渐增大，进而可以对真实人体的胸腔进行模拟，当松开按压板11时，在弹簧24的推动下，按压板11复位，进而当往复按动按压板11时，整个过程可以实现对人体心肺复苏的模拟训练。

如图5所示，支撑板18的下表面后部安装有感应块20，第一传感器28的位置与支撑板18的位置相对应，感应块20位于第二传感器29上方，第二传感器29的位于第三传感器30的上方，在模拟心肺复苏按动按压板11时，按压柱12向下推动支撑板18，支撑板18沿着限位杆22向下移动，由于支撑板18的位置与第一传感器28的位置相对应，因此此时第一传感器28被触发，第一传感器28至第二传感器29的距离为5cm，进而当支撑板18带动感应块20向下移动并到达5cm处时，第二传感器29被触发，第二传感器29将信号发送至控制器33，控制器33收到信号后控制报警器35亮绿灯，当松开按压板11后，支撑板18复位，第一传感器28被再次触发，此时第一传感器28将信号发送至控制器33，控制器33开始计数并通过显示屏310对按压次数进行显示；第二传感器29至第三传感器30的距离为1.1cm，当支撑板18触发第二传感器29后仍然继续向下移动时，支撑板18通过感应块20触发第三传感器30，此时第三传感器30将信号发送至控制器33，控制器33控制报警器35亮起红灯，同时显示屏310对不合格次数进行显示。

请参阅图1-2和图7-8，空腔36开设于模拟胸腔32的前表面，密封盖34安装于空腔36的内侧壁前部，通过密封盖34可以对空腔36进行密封，使模拟胸腔32更加真实，而通过对密封盖34进行拆卸，方便对空腔36内的各种零部件结构进行维修或更换。

如图2所示，模拟胸腔32的材质为硅胶材质，训练组件位于模拟胸腔32内，模拟胸腔32固定连接于底座31的上表面，底板21的下表面固定连接于空腔36的内底壁，按压板11的上表面贴合于空腔36的内顶壁，按压板11的位置位于模拟胸腔32的胸部中心位置，通过模拟胸腔32可以对真人的胸腔样式进行模拟，当医护人员进行训练时，可增加训练时的真实度。

如图7所示，第一传感器28、第二传感器29和第三传感器30均安装于空腔36的内后壁，显示屏310和控制器33均安装于底座31的上表面，显示屏310位于模拟胸腔32的一侧，通过显示屏310可以对按压次数、按压合格次数和按压不合格次数进行直接显示并而以此数据作为考核标准，可以对医护人员的心肺复苏手法进行矫正。

如图1所示，报警器35安装于底座31的上表面，控制器33的电性输出端通过继电器与报警器35的电性输入端电性连接，控制器33的电性输出端通过继电器分别与压力传感器14、驱动电机26、第一传感器28、第二传感器29、第三传感器30、显示屏310和报警器35的电性输入端电性连接，控制器33的电性输入端与外界电源连接，为压力传感器14、驱动电机26、第一传感器28、第二传感器29、第三传感器30、显示屏310和报警器35供电，第一传感器28、第二传感器29、第三传感器30的电性输出端分别与显示屏310和控制器33的电性输入端电性连接。

本发明的工作原理是：医护人员在进行训练时，用手部对按压板11进行按压，按压板11受力后向下按动按压柱12，按压柱12向下按压支撑板18，当医护人员的手部用力出现偏移时，按压板11会产生位置上的偏移，受力较大的一侧会向下偏移，进而按压板11向下偏移的一侧会推动弹性支撑杆17，此侧的弹性支撑杆17受力后向下移动，而另外三个弹性支撑杆17则会产生形变，此时受力的弹性支撑杆17向下推动压块15，压块15在凹槽16内沿着导向柱13向下移动，通过导向柱13可以对压块15的位置进行限定，避免压块15从凹槽16内脱落，当压块15向下移动时，压块15则推动压力传感器14，压力传感器14将数据信号发送至显示屏310，同时压力传感器14将信号发送至控制器33，控制器33则控制报警器35报警，此时医护人员可以参照显示屏310内的数据，对按压位置进行调整，进而找到正确的按压点，通过多次训练后，可以使医护人员能够快速找到按压点；

医护人员向下按动按压板11，按压板11受力后推动按压柱12向下移动，按压柱12受力后推动支撑板18向下移动，支撑板18沿着四个限位杆22向下移动并挤压弹簧24，此时弹簧24将反向作用力反馈至按压板11，然后通过按压板11反馈至医护人员的手部，随着按压深度的增加，反馈力度逐渐增大，进而可以对真实人体的胸腔进行模拟，当松开按压板11时，在弹簧24的推动下，按压板11复位，进而当往复按动按压板11时，整个过程可以实现对人体心肺复苏的模拟训练，由于支撑板18的位置与第一传感器28的位置相对应，因此在模拟训练时第一传感器28被触发，第一传感器28至第二传感器29的距离为5cm，进而当支撑板18带动感应块20向下移动并到达5cm处时，第二传感器29被触发，第二传感器29将信号发送至控制器33，控制器33收到信号后控制报警器35亮绿灯，当松开按压板11后，支撑板18复位，第一传感器28被再次触发，此时第一传感器28将信号发送至控制器33，控制器33开始计数并通过显示屏310对按压次数进行显示；第二传感器29至第三传感器30的距离为1.1cm，当支撑板18触发第二传感器29后仍然继续向下移动时，支撑板18通过感应块20触发第三传感器30，则表示按压深度超过6cm（按压深度5—6cm为合格），此时第三传感器30将信号发送至控制器33，控制器33控制报警器35亮起红灯，同时显示屏310对不合格次数进行显示，通过显示屏310对按压次数、按压合格次数和按压不合格次数进行直接显示并而以此数据作为考核标准，可以对医护人员的心肺复苏手法进行矫正，通过控制器33控制驱动电机26的输出轴顺时针转动，驱动电机26的输出轴带动调节齿轮27转动，由于调节齿轮27与升降齿轮23啮合连接，因此当调节齿轮27转动时通过齿牙带动升降齿轮23转动，由于升降齿轮23与限位杆22螺纹连接，因此升降齿轮23在跟随调节齿轮27转动时，升降齿轮23沿着限位杆22向上移动，由于弹簧24位于升降齿轮23和支撑板18之间，因此随着升降齿轮23的向上移动，弹簧24被压缩并产生形变，弹簧24的弹性势能增加，此时按压板11需要使用更大力才能被按动，进而模仿了胸腔硬度不同的病人，在对医护人员进行训练时，增加了模拟的变量，使整个模拟训练过程与实际心肺复苏过程更加接近，进一步地提高了模拟训练效果。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.可视化心肺复苏模型，包括训练组件，其特征在于：所述训练组件包括按压板（11）、按压柱（12）、导向柱（13）、压力传感器（14）、压块（15）、四个凹槽（16）、四个弹性支撑杆（17）、支撑板（18）、底板（21）、四个限位杆（22）、升降齿轮（23）、四个弹簧（24）、安装架（25）、驱动电机（26）、调节齿轮（27）、第一传感器（28）、第二传感器（29）、第三传感器（30）、显示屏（310）和控制器（33）；

所述按压柱（12）的顶端通过万向球铰接于按压板（11）的下表面中心，四个所述凹槽（16）对称开设于按压柱（12）的外侧壁，所述压块（15）滑动连接于导向柱（13）的外侧壁，所述压力传感器（14）安装于凹槽（16）的内底壁，四个所述弹性支撑杆（17）的顶端转动连接于按压板（11）的下表面，四个所述限位杆（22）的底端对称固定连接于底板（21）的上表面，所述弹簧（24）套接于限位杆（22）的外侧壁，所述支撑板（18）滑动连接于四个限位杆（22）的外侧壁，所述升降齿轮（23）螺纹连接于限位杆（22）的外侧壁底部，所述驱动电机（26）安装于安装架（25）的内顶壁，所述调节齿轮（27）的顶端固定连接于驱动电机（26）的输出轴，所述第一传感器（28）、第二传感器（29）和第三传感器（30）的信号发送端均与控制器（33）的信号接收端连通，所述控制器（33）的信号发送端与显示屏（310）的信号接收端连通；

所述压块（15）的外侧壁滑动连接于凹槽（16）的内侧壁，所述导向柱（13）的顶端固定连接于凹槽（16）的内顶壁，所述导向柱（13）的底端固定连接于凹槽（16）的内底壁，所述压块（15）的下表面贴合于压力传感器（14）的顶端，所述弹性支撑杆（17）的底端转动连接于压块（15）的一侧，所述压块（15）位于凹槽（16）的中部；

所述限位杆（22）的外侧壁底部开设有螺纹，所述升降齿轮（23）的下表面贴合于底板（21）的上表面，所述升降齿轮（23）的外侧壁啮合连接于调节齿轮（27）的外侧壁，所述调节齿轮（27）的下表面转动连接于底板（21）的上表面；

所述安装架（25）呈L形，所述安装架（25）的底端固定连接于底板（21）的一侧，所述按压柱（12）的底端固定连接于支撑板（18）的上表面中心，所述按压板（11）位于支撑板（18）的上方；

所述限位杆（22）的顶端固定连接有限位板（19），所述限位板（19）位于支撑板（18）的上方，所述弹簧（24）的顶端贴合于支撑板（18）的下表面，所述弹簧（24）的底端贴合于升降齿轮（23）的上表面。

2.根据权利要求1所述的可视化心肺复苏模型，其特征在于：所述支撑板（18）的下表面后部安装有感应块（20），所述第一传感器（28）的位置与支撑板（18）的位置相对应，所述感应块（20）位于第二传感器（29）上方，所述第二传感器（29）的位于第三传感器（30）的上方。

3.根据权利要求2所述的可视化心肺复苏模型，其特征在于：还包括模拟组件，所述模拟组件包括底座（31）、模拟胸腔（32）、密封盖（34）、报警器（35）和空腔（36）； 所述空腔（36）开设于模拟胸腔（32）的前表面，所述密封盖（34）安装于空腔（36）的内侧壁前部。

4.根据权利要求3所述的可视化心肺复苏模型，其特征在于：所述模拟胸腔（32）的材质为硅胶材质，所述模拟胸腔（32）固定连接于底座（31）的上表面，所述底板（21）的下表面固定连接于空腔（36）的内底壁，所述按压板（11）的上表面贴合于空腔（36）的内顶壁，所述按压板（11）的位置位于模拟胸腔（32）的胸部中心位置。

5.根据权利要求4所述的可视化心肺复苏模型，其特征在于：所述第一传感器（28）、第二传感器（29）和第三传感器（30）均安装于空腔（36）的内后壁，所述显示屏（310）和控制器（33）均安装于底座（31）的上表面，所述显示屏（310）位于模拟胸腔（32）的一侧。

6.根据权利要求5所述的可视化心肺复苏模型，其特征在于：所述报警器（35）安装于底座（31）的上表面，所述控制器（33）的电性输出端通过继电器与报警器（35）的电性输入端电性连接。