一种多功能慢阻肺康复训练装置的控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及康复训练系统领域，尤其是一种多功能慢阻肺康复训练装置的控制系统。


背景技术：

2.多功能慢阻肺康复训练装置是慢性阻塞性肺疾病简称慢阻肺，是一种破坏性的肺部疾病，是以不完全可逆的气流受限为特征的疾病，气流受限通常呈进行性发展并与对肺有害颗粒或气体的异常炎症反应有关，是一种可以预防和治疗的慢性气道炎症性疾病，虽然是气道的疾病，但对全身的系统影响也不容忽视。
3.传统的慢阻肺康复训练装置，如肺笛、呼吸训练器、三球仪等仅通过纯机械结构和物理原理帮助患者进行呼吸训练，不能实时监测患者呼吸状态、训练强度和效果，更不能根据患者现有的呼吸状况进行训练的调整，智能化程度较低，虽然设备装置简单易上手，但是患者训练体验不佳，训练时长较长。在互联网 的时代，传统的机械装置已不能满足人们对高水平高质量的医疗生活要求。


技术实现要素：

4.本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种多功能慢阻肺康复训练装置的控制系统。该控制系统与康复训练装置配合实现智能化训练，使患者根据自身需求循序渐进的开展训练，达到最佳训练效果。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.一种多功能慢阻肺康复训练装置的控制系统，包括控制器、氧气调节阀、药物调节阀、空气调节阀以及与控制器相连的氧气浓度传感器、药物浓度传感器、吸气流量检测计、呼气流量检测计和led灯组；氧气调节阀串接在康复训练装置中的氧气管上，药物调节阀串接在康复训练装置中的药物管上，空气调节阀串接在康复训练装置中的空气压缩机的空气管上，各个调节阀用于调节各管道的流速；氧气浓度传感器安装在康复训练装置的制氧机中，用于监测输入至康复训练装置的混合腔中的氧气浓度，药物浓度传感器安装在康复训练装置的雾化器中，用于监测输入至混合腔中的药物浓度，吸气流量检测计安装在康复训练装置的进气口处，用于监测从混合腔中吸入的气体流量，呼气流量检测计安装在康复训练装置的出气口处，用于监测从呼吸面罩呼出的气体流量；led灯组安装在康复训练装置的控制面板上，包括三个led，第一led用于指示吸气训练阶段，第二led用于指示屏气训练阶段，第三led用于指示呼气训练阶段。
7.其进一步的技术方案为，控制系统还包括与控制器相连的定时器单元，定时器单元安装在康复训练装置的控制面板上，包括吸气定时器、屏气定时器和呼气定时器，用于计时各自对应的训练阶段的时长。
8.其进一步的技术方案为，控制系统还包括与控制器相连的红外传感器、氧气电磁阀、药物电磁阀和空气压缩机电磁阀，红外传感器安装在康复训练装置的呼吸面罩上，用于
监测穿戴情况，氧气电磁阀串接在氧气管上，药物电磁阀串接在药物管上，空气压缩机电磁阀串接在空气压缩机的空气管上，各个电磁阀用于控制各管口的开闭。
9.其进一步的技术方案为，控制系统还包括与控制器相连的压力传感器，压力传感器分别安装在混合腔侧壁和康复训练装置的回收箱侧壁上，用于监测混合腔及回收箱的压力。
10.其进一步的技术方案为，控制系统还包括与控制器相连的温度传感器和加热装置，温度传感器和加热装置均安装在混合腔侧壁上，温度传感器用于监测混合腔的温度，加热装置用于加热混合腔内混合气体。
11.其进一步的技术方案为，控制系统还包括与控制器相连的人机交互装置，人机交互装置安装在康复训练装置的控制面板上，包括显示器、控制按钮和控制按键，显示器用于实时显示各传感器反馈的数据，控制按钮与各个电磁阀连接，用于手动控制各管口的开闭，控制按键用于手动调节定时器单元的定时时长。
12.其进一步的技术方案为，控制器基于at89c51芯片实现，氧气浓度传感器基于dgf
‑
i1气体密度传感器实现，药物浓度传感器基于dgf
‑
i1气体密度传感器实现，吸气流量检测计基于f1031气体流量传感器实现，呼气流量检测计基于f1031气体流量传感器实现。
13.本实用新型的有益技术效果是：
14.根据控制面板上显示的氧气浓度、药物浓度、进/出气口的气体流量通过各个调节阀手动调节药物氧气的用量；控制系统根据红外传感器反馈的患者穿戴信号，智能化的控制各个电磁阀动作，供氧供药供气通道关闭，并停止空气压缩机的运转以及加热装置，节约了系统能耗；根据患者自身需求通过控制按键手动设定定时器单元各阶段的训练时长，并配合led灯组的亮灭反馈训练强度和效果，还可以通过控制按键调节加热装置的加热温度，以适合不同患者对混合气体温度的个性化要求，获得最佳体验，该控制系统与康复训练装置配合实现智能化训练，使患者根据自身需求循序渐进的开展训练，达到最佳训练效果。
附图说明
15.图1是本技术提供的康复训练装置控制系统的原理示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。
17.本技术公开了一种多功能慢阻肺康复训练装置的控制系统，其原理示意图如图1所示，控制系统包括控制器、氧气调节阀、药物调节阀、空气调节阀以及与控制器相连的氧气浓度传感器、药物浓度传感器、吸气流量检测计、呼气流量检测计和led灯组。可选的，还包括与控制器相连的定时器单元、红外传感器、氧气电磁阀、药物电磁阀、空气压缩机电磁阀、压力传感器、温度传感器、加热装置和人机交互装置。
18.康复训练装置包括制氧机、雾化器、混合腔、回收箱和呼吸面罩，制氧机通过氧气管接入混合腔，雾化器通过药物管接入混合腔，空气压缩机通过四通管分别与空气管的入风口、制氧机的进气口和雾化器的进气口相连接，空气管的入风口还接入混合腔中，呼吸面罩通过进气口接入混合腔、通过出气口接入回收箱。
19.氧气调节阀串接在康复训练装置中的氧气管上，药物调节阀串接在康复训练装置
中的药物管上，空气调节阀串接在康复训练装置中的空气压缩机的空气管上，各个调节阀用于调节各管道的流速。氧气电磁阀串接在氧气管上，药物电磁阀串接在药物管上，空气压缩机电磁阀串接在空气压缩机的空气管上，各个电磁阀用于控制各管口的开闭。氧气浓度传感器安装在康复训练装置的制氧机中，用于监测输入至康复训练装置的混合腔中的氧气浓度，药物浓度传感器安装在康复训练装置的雾化器中，用于监测输入至混合腔中的药物浓度。吸气流量检测计安装在康复训练装置的进气口处，用于监测从混合腔中吸入的气体流量，呼气流量检测计安装在康复训练装置的出气口处，用于监测从呼吸面罩呼出的气体流量。红外传感器安装在康复训练装置的呼吸面罩上，用于监测穿戴情况，当呼吸面罩上的红外传感器未检测到信号时，即患者没有穿戴呼吸面罩、未使用该康复训练装置，为了节约能耗，此时控制器通过控制在氧气管、药物管和空气管上的电磁阀动作，供氧供药供气通道关闭，并停止空气压缩机的运转以及加热装置。
20.压力传感器分别安装在混合腔侧壁和康复训练装置的回收箱侧壁上，用于监测混合腔及回收箱的压力。温度传感器和加热装置均安装在混合腔侧壁上，温度传感器用于监测混合腔的温度，加热装置用于加热混合腔内混合气体。
21.人机交互装置、led灯组和定时器单元均安装在康复训练装置的控制面板上。具体的，led灯组的亮灭反应了各阶段的训练强度和效果，led灯组包括三个led，第一led用于指示吸气训练阶段，第二led用于指示屏气训练阶段，第三led用于指示呼气训练阶段。定时器单元包括吸气定时器、屏气定时器和呼气定时器，用于计时各自对应的训练阶段的时长。人机交互装置包括显示器、控制按钮和控制按键，显示器用于实时显示各传感器反馈的数据，包括压力传感器反馈的压力、温度传感器反馈的温度、氧气浓度、药物浓度、进/出气口的气体流量、各阶段的训练时长，患者可以通过控制面板上显示的氧气浓度、药物浓度、进/出气口的气体流量通过各个调节阀手动调节药物氧气的用量。控制按钮与各个电磁阀连接，用于手动控制各管口的开闭，控制按键用于手动调节定时器单元的定时时长，还用于手动调节加热装置的温度，以适合不同患者对混合气体温度的个性化要求。
22.本技术的控制器基于at89c51芯片实现，氧气浓度传感器基于dgf
‑
i1气体密度传感器实现，药物浓度传感器基于dgf
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i1气体密度传感器实现，吸气流量检测计基于f1031气体流量传感器实现，呼气流量检测计基于f1031气体流量传感器实现。需要说明的是，本技术采用的其他设备均基于现有模组实现，在此不详细介绍其内部电路结构。
23.该控制系统的工作原理为：
24.当吸气流量检测计检测到流量大于零时，吸气定时器开始计时，当达到设定时间第一led灯亮；当吸气流量检测计和呼气流量检测计检测的流量均等于零时，屏气定时器开始计时，当达到设定时间第二led灯亮；当呼气流量检测计检测到流量大于零时，呼气定时器开始计时，当达到设定时间第三led灯亮，当三盏灯依次亮起表明此次训练成功。这三个阶段的训练时长可以通过控制面板上的控制按键调整定时器单元的初始值来实现，根据患者初期、中期和后期的不同训练强度调整不同的初始值。根据显示器上显示的氧气浓度和药物浓度以及医生意见指南，通过管道上的调节阀手动调节氧气药物浓度，初期阀门较松、浓度较高。后期阀门较紧、浓度较低，患者以一种循序渐进的方式切断氧气和药物的提供。显示器实时显示混合腔和回收箱内的压力和混合腔内的温度，使用者可以根据自身舒适程度调整气体温度获得最佳体验。
25.以上所述的仅是本技术的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。