CN203260253U

CN203260253U - 脉象信号仿真模拟发生器

Info

Publication number: CN203260253U
Application number: CN 201320257690
Authority: CN
Inventors: 汤伟昌; 刘聪颖; 赵宇平
Original assignee: Shanghai University of Traditional Chinese Medicine
Current assignee: Shanghai University of Traditional Chinese Medicine
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2013-05-13
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2023-05-13

Abstract

本实用新型脉象信号仿真模拟发生器，具体指一种在仿生手上模拟出与真实人体基本一致的各种脉象信号的装置，涉及信号仿真模拟发生器技术领域。包括液压系统（100）、稳压系统（200）、流量分配器（300）、波形合成器（400）、仿生手系统（500）和储油罐（600）它们以管路和电路方式连接。在仿生手的桡动脉部位得到与人体基本一致的各种脉象信号和与中医切脉的各种脉象指感，实现了中医各种脉象的再生模拟。可广泛应用于中医实验教学；实现脉象的可视化和定量分析以及为脉象现代研究和产业化过程中提供标准的脉象信号；进行各种脉象形成机理的体外研究；为中医的教学、科研、临床、产业提供可靠的、稳定的标准化定量指标。

Description

脉象信号仿真模拟发生器

技术领域

本实用新型涉及信号仿真模拟发生器技术领域，具体指一种能在仿生手上模拟出与真实人体基本一致的各种脉象信号的装置。

背景技术

中医利用整体宏观的辨证思路，通过对人体特征信息的收集和综合分析，做出辨证论治的结论。其中，脉象信息是人体的一个重要生理、病理表达形式，是传统中医辨证论治的重要依据之一。传统的脉象获取方法是中医师通过手指感知各种脉象。这种方法虽然简单可行，但由于不能客观再现和定量描述，并受医生水平、经验等主观因素的制约，从而在一定程度上影响了中医脉诊的广泛传播和发展。

由于客观条件的限制，人们很难在有限的时间内、有限的人群样本中获取中医所描述的20多种脉象信息。因此，在中医脉象的传承教学、中医脉象的形成机理研究、中医脉象类仪器产业化研究、中医脉象的标准化研究等领域中均受到了一定的限制，阻碍了中医事业的现代化发展。

利用现代科学技术和方法对中医脉象进行客观定量的仿真模拟研究早在上世纪80年代就已经开始。有学者利用气动压力的原理，通过针筒活塞来回抽缩的频率与幅度的不同，来模拟各种不同的脉象信号。但这样的方法只是一种简单的搏动模拟，因为缺少流体（血液）的流动感，与实际的中医脉象指端感觉相差甚远，因此，未能被中医界认可应用。

发明内容

为了解决上述这些问题，本实用新型的主要目的旨在提供一种不但能在脉象波形上模拟，还在脉象的指感上也能完全模拟的（诸如：浮中沉、脉管软硬、血液流利度、粗细类脉、长短类脉等指感特征）脉象信号发生器。

本实用新型要解决的技术问题是：要解决模拟心脏输出量的小流量液压装置技术；要解决模拟相当于心脏瓣膜功能的流量开关装置技术；要解决不同类脉象的模拟血流在传布途径中血管外周阻力调节技术；采用物理的方法模拟出脉象的浮中沉、脉象的粗细、脉管的软硬度技术；解决各种脉搏波形的合成等技术。

一种脉象信号仿真模拟发生器，利用小流量液压系统来模拟人体心脏的血液输出功能，采用智能控制的电磁阀组结合分流装置器模拟人体心脏的瓣膜功能，采用波形合成器合成各种脉象信号，采用外周阻力调节阀模拟人体的血管外周阻力，采用不同粘度的硅油液体模拟人体的血液，采用高分子材料的物理特性或质感模拟人体的手臂和血管，最终能在脉象信号仿真模拟发生器上模拟出和人体基本一致的各种中医脉象。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该装置主要由液压系统、稳压器、流量分配器、波形合成器、外周阻力模拟、仿生手系统及储油罐等部件组成，这些部件之间通过管路和电路的方式连接。其中：

一液压系统包括：电机调速控制器、调速电机、联接器、液压泵、和输入输出管路接口。调速控制器控制调速电机转速，调速电机经联接器与液压泵连接，液压系统吸油管路连接到储油罐中吸取液体，液压系统的输出管路接口输出液体；

一稳压器包括：一个包含在稳压器外壳内的压力腔，稳压器内有一个由浮动稳压阀和恒压弹簧组成的稳压调节器，稳压器外壳经与稳压器的输入管路接口和输出管路接口连接，通过稳压器回流管与储油罐连接。

一流量分配器包括：分流器、电磁阀组、电磁阀组控制器、输入输出管路接口。分流器与流量分配器输入管路接口连接，分流器在内部分流后经与电磁阀组连接，分成三路流量，三路流量分别连接到波形合成器输入管路接口。

一波形合成器包括：一个金属密封腔、波形合成器输入管路接口、液体输出管路接口、节流阀以及波形合成器节流阀回流管，其中，波形合成器输入管路接口与金属密封腔连接，波形合成器节流阀回流管与储油罐连接。

一仿生手系统包括：桡骨骨架、仿生手、模拟血管、液体输入输出管路接口。模拟血管按照人体解剖位置安置在桡骨骨架上，仿生手安装在桡骨骨架的外围；仿生手输入管路接口与模拟血管的一端连接，输出管路接口与模拟血管的另一端连接，仿生手模拟血流回流管与储油罐连接。

一储油罐包括：储油罐外壳、储油罐总输出管、稳压器回流管、波形合成器节流阀回流管、仿生手模拟血管回流管、大气压平衡管和模拟血液（硅油）。加液管路接口接受外部注入液体，储油罐储存液体，储油罐总输出管输出液体，回流管回收液体。

本实用新型的有益效果是：该脉象信号仿真模拟发生器利用小流量液压系统来模拟人体心脏的血液输出量；利用时序控制下的电磁阀组的开关动作模拟人体心脏瓣膜的开闭；利用不同的液体粘度来模拟人体不同粘度的血液；利用外周阻力调节阀来调节模拟手臂外周阻力；利用乳胶高分子材料的不同配方来模拟人体血管的软硬；利用仿生手桡动脉处的0.5-6毫米不同厚度的乳胶高分子材料来模拟中医浮中沉切脉的指感。最终可以在仿生手的桡动脉部位得到与人体基本一致的各种脉象信号和与人体基本一致的中医切脉的各种脉象指感，实现了中医各种脉象的再生模拟。可广泛应用于中医实验教学；实现脉象的可视化和定量分析以及为脉象现代研究和产业化过程中提供标准的脉象信号；也可以进行各种脉象形成机理的体外研究；为中医的教学、科研、临床、产业提供可靠的、稳定的标准化定量指标。

附图说明

图1为本实用新型脉象信号仿真模拟发生器结构框图；

图2为本实用新型之液压系统结构示意图；

图3为本实用新型之稳压系统结构示意图；

图4为本实用新型之流量分配器结构示意图；

图5为本实用新型之波形合成器结构示意图；

图6为本实用新型之仿生手系统结构示意图；

图7为本实用新型之储油罐结构示意图。

标号说明：

100-液压系统；

200-稳压系统；

300-流量分配器；

400-波形合成器；

500-仿生手系统；

600-储油罐；

101-电机调速控制器；

102-调速电机；

103-联轴器；

104-液压泵；

105-液压系统输出管路接口；

106-吸油管路；

201-稳压器输入管路接口；

202-稳压器外壳；

203-稳压器输出管路接口；

204-溢流出口；

205-浮动稳压阀；

206-恒压弹簧；

207-稳压器回流管；

301-流量分配器输入管路接口；

302-分流器；

303-电磁阀组；

304-电磁阀组控制器；

401-波形合成器输入管路接口；

402-金属密封腔；

403-液体输出管路接口；

404-节流阀；

405-波形合成器节流阀回流管

501-仿生手输入管路接口；

502-仿生手；

503-模拟血管；

504-外周阻力调节阀；

505-桡骨骨架；

506-仿生手模拟血流回流管

601-储油罐外壳；

602-大气压平衡管；

603-模拟血液。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步描述

请参阅附图1、2、3、4、5、6、7所示，本实用新型主要由液压系统、稳压系统、流量分配器、波形合成器、仿生手系统、储油罐等部件组成，由各种连接接口和流体压力调节机构组合成一整体的结构，包括：液压系统100、稳压系统200、流量分配器300、波形合成器400、仿生手系统500和储油罐600；所述液压系统100、稳压系统200、流量分配器300、波形合成器400、仿生手系统500与储油罐600之间均为有机的连接关系。

其中，液压系统100、稳压系统200、流量分配器300、波形合成器400、仿生手系统500与储油罐600通过管路和电路的方式连接。

其中，电机调速控制器101与调速电机102作电路连接，联接器103与油泵104作固定连接；液压系统输出管路接口105与稳压器输入管路接口202作管路连接；吸油管路106与储油罐600作管路连接。

其中，液压系统输出管路接口105与稳压器输入管路接口201作管路连接；稳压器外壳202密封体内设置浮动稳压阀205、恒压弹簧206；溢流出口204通过稳压器回流管207与储油罐600作管路连接；恒压稳压器输出管路接口203与流量分配器输入管路接口301作管路连接。

其中，稳压器输出管路接口203与流量分配器输管路入口301、分流器302作管路连接；电磁阀组控制器304经电磁阀组303分别与电磁阀C1、电磁阀C2、电磁阀C3作电路连接；电磁阀C1的输出口1、电磁阀C2的输出口2、电磁阀C3的输出口3与波形合成器输入管路接口401作管路连接。

其中，波形合成器输入管路接口401与电磁阀C1的输出口1、电磁阀C2的输出口2、电磁阀C3的输出口3，波形合成器金属密封腔402作管路连接，一路经节流阀404出口通过波形合成器节流阀回流管405与储油罐600作管路连接，另一路合成后的波动液体经合成器液体输出管路接口403与仿生手输入管路接口501作管路连接。

其中，模拟血管503设置在桡骨骨架505和仿生手502夹层内；合成器液体输出管路接口403与仿生手输入管路接口501作管路连接进入模拟血管503，经外周阻力调节阀504通过仿生手模拟血流回流506与储油罐600作管路连接。

其中，储油罐600通过液压系统吸油管路106与液压系统100连接；

储油罐600通过稳压器回流管207与稳压系统200连接；

储油罐600通过波形合成器节流阀回流管405与波形合成器400连接；

储油罐600通过仿生手模拟血管回流管506与仿生手系统（500连接。

本实用新型的实施例，仿生手采用厚度为0.5-6毫米的乳胶高分子材料。

模拟血液603为硅油。

吸油管路106、稳压器回流管207、节流阀回流管405、模拟血管回流管506采用直径5-10mm的无毒PVC软管。

综上所述，在仿生手的桡动脉部位得到与人体基本一致的各种脉象信号和与人体基本一致的中医切脉的各种脉象指感，实现了中医各种脉象的再生模拟。可广泛应用于中医实验教学；实现脉象的可视化和定量分析以及为脉象现代研究和产业化过程中提供标准的脉象信号；也可以进行各种脉象形成机理的体外研究；为中医的教学、科研、临床、产业提供可靠的、稳定的标准化定量指标。

Claims

1.一种脉象信号仿真模拟发生器，其特征在于，包括：液压系统（100）、稳压系统（200）、流量分配器（300）、波形合成器（400）、仿生手系统（500）和储油罐（600）；

其中，液压系统（100）、稳压系统（200）、流量分配器（300）、波形合成器（400）、仿生手系统（500）与储油罐（600）通过管路和电路的方式连接。

2.如权利要求1所述的脉象信号仿真模拟发生器，其特征在于，所述液压系统（100）包括：电机调速控制器（101）、调速电机（102）、联轴器（103）、油泵（104）、液压系统输出管路接口（105）、吸油管路（106）；

其中，电机调速控制器（101）与调速电机（102）作电路连接，联接器（103）与油泵（104）作固定连接；液压系统输出管路接口（105）与稳压器输入管路接口（202）作管路连接；吸油管路（106）与储油罐（600）作管路连接。

3.如权利要求1所述的脉象信号仿真模拟发生器，其特征在于，所述稳压系统（200）包括：稳压器输入管路接口（201）、稳压器外壳（202）、稳压器输出管路接口（203）、溢流出口（204）、浮动稳压阀（205）、恒压弹簧（206）、稳压器回流管（207）；

其中，液压系统输出管路接口（105）与稳压器输入管路接口（201）作管路连接；稳压器外壳（202）密封体内设置浮动稳压阀（205）、恒压弹簧（206）；溢流出口（204）通过稳压器回流管（207）与储油罐（600）作管路连接；恒压稳压器输出管路接口（203）与流量分配器输入管路接口（301）作管路连接。

4.如权利要求1所述的脉象信号仿真模拟发生器，其特征在于，所述流量分配器（300）包括：流量分配器输入管路接口（301）、分流器（302）、电磁阀组(303)、电磁阀组控制器（304）；

其中，稳压器输出管路接口（203）与流量分配器输管路入口（301）、分流器（302）作管路连接；电磁阀组控制器（304）经电磁阀组（303）分别与电磁阀C1、电磁阀C2、电磁阀C3作电路连接；电磁阀C1的输出口1、电磁阀C2的输出口2、电磁阀C3的输出口3与波形合成器输入管路接口（401）作管路连接。

5.如权利要求1所述的脉象信号仿真模拟发生器，其特征在于，所述波形合成器（400）包括：波形合成器输入管路接口（401）、金属密封腔（402）、液体输出管路接口（403）、节流阀（404）、波形合成器节流阀回流管（405）；

其中，波形合成器输入管路接口（401）与电磁阀C1的输出口1、电磁阀C2的输出口2、电磁阀C3的输出口3，波形合成器金属密封腔（402）作管路连接，一路经节流阀（404）出口通过波形合成器节流阀回流管（405）与储油罐（600）作管路连接，另一路合成后的波动液体经合成器液体输出管路接口（403）与仿生手输入管路接口（501）作管路连接。

6.如权利要求1所述的脉搏信号仿真模拟发生器，其特征在于，所述仿生手系统（500）包括：仿生手输入管路接口（501）、仿生手（502）、模拟血管（503）、外周阻力调节阀（504）、桡骨骨架（505）、仿生手模拟血流回流（506）；

其中，模拟血管（503）设置在桡骨骨架（505）和仿生手（502）夹层内；合成器液体输出管路接口（403）与仿生手输入管路接口（501）作管路连接进入模拟血管（503），经外周阻力调节阀（504）通过仿生手模拟血流回流（506）与储油罐（600）作管路连接。

7.如权利要求1所述的脉象信号仿真模拟发生器，其特征在于，所述储油罐（600）包括：储油罐外壳（601）、大气压平衡管（602）、模拟血液（603）；

其中，储油罐（600）通过液压系统吸油管路（106）与液压系统（100）连接，储油罐（600）通过稳压器回流管（207）与稳压系统（200）连接、储油罐（600）通过波形合成器节流阀回流管（405）与波形合成器（400）连接，储油罐（600）通过仿生手模拟血管回流管（506）与仿生手系统（500）连接。

8.如权利要求6所述的脉象信号仿真模拟发生器，其特征在于，所述仿生手采用厚度为0.5-6毫米的乳胶高分子材料。

9.如权利要求7所述的脉象信号仿真模拟发生器，其特征在于，所述模拟血液（603）为硅油。

10.如权利要求7所述的脉象信号仿真模拟发生器，其特征在于，所述吸油管路（106）、稳压器回流管（207）、节流阀回流管（405）、模拟血管回流管（506）采用直径5-10mm的无毒PVC软管。