CN219476241U - 一种精巧型脉动泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种精巧型脉动泵，属于医疗教学仪器领域，一种精巧型脉动泵，包括有挤压机构、心脏模型以及控制箱，所述挤压机构包括有驱动电机、底座、连接板、滑块以及摆动杆，其中驱动电机通过其尾部的螺纹孔安装固定在底座上，连接板固定在驱动电机的轴侧端面上，滑块安装在电机轴上，随着电机轴正反向转动而产生上下移动，整个装置中包含若干个摆动杆，摆动杆尾部有两个分支，这两个分支分别连接到连接板和滑块上，通过滑块移动带动各摆动杆进行同步摆动，心脏模型被所有摆动杆包围，并固定在摆动杆之上。

Description

一种精巧型脉动泵

技术领域

本实用新型涉及医疗教学仪器技术领域，更具体的说是涉及一种精巧型脉动泵。

背景技术

随着近几十年的经济突飞猛进，疾病类型也从主要为传染性疾病转向了非传染性疾病，其中心血管疾病(CVD)已成为我国居民过早发病和死亡的主要原因。

因此，研究针对心血管疾病的有效治疗方法和心血管疾病的形成机理，从而有效的降低发病概率，显得尤为重要。因此需要对心血管流体特征和心血管的发病机理进行深入的分析和研究，为便于临床医生对人体血液循环规律的了解，需要开发出能模拟血管流体流动的脉动发生装置。

实用新型内容

通常情况下，模拟心脏脉动效果的途径是通过特定装置和外部管路将液体往复性的充入、抽出心脏模型，从而实现脉动效果，这类脉动发生装置往往体积比较庞大。而真实心脏是通过自身肌肉的收缩、舒张做功，实现血液的回流与泵出。为了使得脉动装置的运行过程更加符合心脏做功原理，同时进一步减小装置体积，提出一种精巧型脉动泵。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案，主要包括：

一种精巧型脉动泵，包括有挤压机构、心脏模型以及控制箱，所述挤压机构包括有驱动电机、底座、连接板、滑块以及摆动杆，其中驱动电机通过其尾部的螺纹孔安装固定在底座上，连接板固定在驱动电机的轴侧端面上，滑块安装在电机轴上，随着电机轴正反向转动而产生上下移动，整个装置中包含若干个摆动杆，摆动杆尾部有两个分支，这两个分支分别连接到连接板和滑块上，通过滑块移动带动各摆动杆进行同步摆动，心脏模型被所有摆动杆包围，并固定在摆动杆之上。

优选的，所述底座采用不锈钢或者铝合金加工而成，整体是一块厚度不小于5mm的方形板，在底座上开孔用于安装固定驱动电机。

优选的，所述驱动电机可选用交流异步电机、直流永磁同步电机或直流步进电机的一种。

优选的，所述驱动电机选用直流步进电机，电机的传动轴为螺纹轴，螺距采用6mm-10mm的范围。步进电机为两相混合式，步距角为1.8°，电机的额定扭矩不小于3N·m，额定转速为1500rpm。

优选的，所述连接板采用金属材料加工。连接板整体为圆形结构，圆形中部开孔，以便于电机轴从中穿过，开孔周围加工螺丝孔用以将连接板固定于电机端面上。

优选的，所述滑块和电机轴之间以螺纹方式相匹配，滑块中部加工螺纹内丝，滑块上螺纹内丝的螺距和电机轴螺距相同。

优选的，所述摆动杆在整体装置中存在4-6个，其单个整体长度覆盖整个心脏模型，总体外形为可贴合心脏模型外壁的长条形，在摆动杆的尾部有两个分支，分别用于和滑块、连接板相连接。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型与以往向心室内充液式被动式脉动装置不同，此装置是一款主动式脉动发生装置，爪子可比作于心肌，其直接作用于心室；心室是整套血管模型的动力来源，能与真实心脏工作原理保持一致。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型挤压机构的立体结构示意图。

附图标记说明：A-驱动电机，B-底座，C-连接板，D-滑块，E-摆动杆，F-心脏模型，G-控制箱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

本实用新型提供了一套精巧型脉动泵装置，装置总体上由驱动电机A、底座B、连接板C、滑块D、摆动杆E、心脏模型F及控制箱G共同构成，其中驱动电机A通过其尾部的螺纹孔安装固定在底座B上，连接板C固定在驱动电机A的轴侧端面上，滑块D安装在电机轴上，随着电机轴正反向转动而产生上下移动，整个装置中包含若干个摆动杆E，摆动杆E尾部有两个分支，这两个分支分别连接到连接板C和滑块D上，通过滑块D移动带动各摆动杆E进行同步摆动，心脏模型F被所有摆动杆E包围，并固定在摆动杆E之上，因此，电机转动带动摆动杆E摆动，摆动杆E的摆动动作会对心脏模型F产生向内的挤压或者向外的牵拉效果，通过这种方式可以周期性的改变心脏模型F腔室内液体容量的大小，以模拟心脏的做功过程。

控制箱G与驱动电机A之间通过通讯电缆相连接，控制箱G内包括电源、控制器、触摸屏、按键以及各种交互接口等。

底座B承受的重量负荷较大，因此用不锈钢或者铝合金加工而成，整体是一块厚度不小于5mm的方形板，在底座B上开孔用于安装固定驱动电机A。

整套机构采用旋转电机进行驱动，关于电机可选用交流异步电机、直流永磁同步电机或直流步进电机，从电机响应特性和控制精度等方面综合考虑，优先选用直流步进电机，电机的传动轴为螺纹轴，螺距采用6mm-10mm的范围。步进电机为两相混合式，步距角为1.8°，电机的额定扭矩不小于3N·m，额定转速为1500rpm。

连接板C的作用是将摆动杆E的转轴部分和电机端面之间相连，因此要求连接板C有足够的刚性。连接板C采用金属材料加工。连接板C整体为圆形结构，圆形中部开孔，以便于电机轴从中穿过，开孔周围加工螺丝孔用以将连接板C固定于电机端面上。

滑块D和电机轴之间以螺纹方式相匹配，滑块D中部加工螺纹内丝，滑块D上螺纹内丝的螺距和电机轴螺距相同。

摆动杆E用于给模型周期性的施加挤压、牵拉作用力，在系统中存在4-6个摆动杆E，其单个整体长度覆盖整个心脏模型F，总体外形为可贴合心脏模型F外壁的长条形，在摆动杆E的尾部有两个分支，分别用于和滑块D、连接板C相连接。摆动杆E和滑块D、连接板C之间通过滚子轴承相连，在电机旋转轴的带动下，滑块D带动摆动杆E，以摆动杆E和连接板C之间的连接点为圆心做一定幅度的摆动运动。所有的摆动杆E以同样的方式与滑块D、连接板C连接固定，因此电机旋转时，所有摆动杆E以相同的幅度和角速度进行同步摆动。

心脏模型F可选用聚氨酯或者硅胶这类软质材料进行制作，优先选用硬度为20度的硅胶材料进行制作。硅胶心脏模型F在摆动杆E上固定放置时，两者的相对位置类似在人体心脏的正下方放置了一套挤压机构，之后将心脏模型F和摆动杆E相互接触的位置涂抹AB组分的粘接胶水，以便可靠固定，这样随着摆动杆E往复摆动，心脏模型F会随之进行同步的收缩、舒张。

控制箱G有如下几点作用：为机构提供电源、便于用户操作、运行控制程序以控制摆动杆E的动作等。控制箱G内包含电源、控制器、触摸屏、按键以及各种交互接口等，其中控制器优先选用包含32位单片机芯片的运动控制卡。在控制程序中，至少可对两个电机运动参数进行编程：电机转动的圈数决定了腔室收缩、舒张动作的幅度，电机的转速决定了腔室收缩、舒张动作的频率，因此心率、每搏量对于该装置来说都是自变量。在程序中将电机旋转圈数分段，并为每段位移分配相应的运行速度，可实现简单的血流动力学生理波形模拟。

实施例2

制作硬度为20度的硅胶心脏模型F，同时在模型留出两个通路，分别为液体进口和出口，在进口和出口上按照液体流动方向分别安装一个单向阀，以实现液体的单向流动。将装有单向阀的硅胶心脏模型F用粘接胶水固定在摆动杆E上，将模型用管子同水箱连接起来。在程序中设置摆动杆E的往复周期为0.8s，即心脏跳动的周期也是0.8s，设置摆动杆E摆动的角度幅度为30°。设置好后，在控制箱G上启动脉动泵，心脏会以75BPM的速度跳动，同时产生和摆动杆E摆动幅度相应的输出流量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种精巧型脉动泵，其特征在于，包括有挤压机构、心脏模型以及控制箱，所述挤压机构包括有驱动电机、底座、连接板、滑块以及摆动杆，其中驱动电机通过其尾部的螺纹孔安装固定在底座上，连接板固定在驱动电机的轴侧端面上，滑块安装在电机轴上，所述心脏模型被所有摆动杆包围，并固定在摆动杆之上。

2.根据权利要求1所述的一种精巧型脉动泵，其特征在于，所述底座采用不锈钢或者铝合金加工而成，整体是一块厚度不小于5mm的方形板，在底座上开孔用于安装固定驱动电机。

3.根据权利要求1所述的一种精巧型脉动泵，其特征在于，所述驱动电机可选用交流异步电机、直流永磁同步电机或直流步进电机的一种。

4.根据权利要求3所述的一种精巧型脉动泵，其特征在于，所述驱动电机选用直流步进电机，电机的传动轴为螺纹轴，螺距采用6mm-10mm的范围，步进电机为两相混合式，步距角为1.8°，电机的额定扭矩不小于3N·m，额定转速为1500rpm。

5.根据权利要求1所述的一种精巧型脉动泵，其特征在于，所述连接板采用金属材料加工；连接板整体为圆形结构，圆形中部开孔，以便于电机轴从中穿过，开孔周围加工螺丝孔用以将连接板固定于电机端面上。

6.根据权利要求1所述的一种精巧型脉动泵，其特征在于，所述滑块和电机轴之间以螺纹方式相匹配，滑块中部加工螺纹内丝，滑块上螺纹内丝的螺距和电机轴螺距相同。

7.根据权利要求1所述的一种精巧型脉动泵，其特征在于，所述摆动杆在整体装置中存在4-6个，其单个整体长度覆盖整个心脏模型，总体外形为可贴合心脏模型外壁的长条形，在摆动杆的尾部有两个分支，分别和滑块、连接板相连接。