呼吸训练指导系统的制作方法

1.本实用新型涉及保健器材领域，更具体的说，它涉及呼吸训练指导系统。


背景技术：

2.正常的呼吸模式对呼吸功能本身、姿势和脊柱的稳定性发挥着重要作用。良好的呼吸模式，包括了腹腔和胸腔的整体运动。因为腹内压的提高可以给予脊柱更强的支撑，稳定脊柱的姿态，从而为外周的肌群可以提供更好的发力条件。反之，错误的呼吸模式影响呼吸功能的发挥、影响姿势和脊柱的发力。目前呼吸模式的评估主要依赖人工评估和影像学评估。人工评估时，评估者将双手分别、逐次放置于胸部前后位、侧位、锁骨区、腹部，通过评估者个人感觉来进行评价。影像学评估法是采用x线、ct、mri、超声来测量呼吸过程中胸廓的前后径、左右径、上下径的变化来评价呼吸模式的变化。前者具有主观性，后者以患者接收电离辐射为代价。缺乏更安全和数字化客观评估的系统。


技术实现要素：

3.本实用新型克服了现有技术的不足，提供使用方便、能实时反馈训练的呼吸训练指导系统。
4.本实用新型的技术方案如下：
5.呼吸训练指导系统，包括背心、中央处理器、显示器、外置电源、蓝牙模块和传感器；传感器相应分布设置在背心上，设置位置包括与人体的腹部的中间、腹部的左右两侧、胸廓的上胸廓、肋缘前后两侧上的位置；
6.中央处理器与显示器、外置电源、蓝牙模块电性连接；传感器与蓝牙模块电性连接；中央处理器与传感器通过蓝牙协议进行信息传输。
7.进一步的，传感器嵌入背心相应位置处。
8.进一步的，背心内嵌入电源，且设置有对外接口，电源通过外接接口进行充电。
9.进一步的，传感器通过可拆卸的卡扣结构固定在背心上。
10.进一步的，传感器上内置电源，且设置有外接接口，内置电源通过外接接口进行充电。
11.进一步的，传感器与蓝牙模块之间、中央处理器与蓝牙模块之间都连接高速输出模块；
12.高速输出模块包括电阻r319、电阻r320、电阻r325、电阻r327、电阻r328、电阻r330、电阻r331、电容c213、电容c214、电容c216、稳压二极管d56、npn型三极管q16、三极管q19、光电耦合器iso12和倒相放大器u35；
13.所述光电耦合器iso12的1号引脚与电阻r319的2号端和电阻r325的1号端连接，电阻r319的1号端与接入电源连接；该接入电源为正极，其电压为5v;光电耦合器iso12的2号引脚与电阻r325的2号端和npn型三极管q16的3号端连接；npn型三极管q16的1号端与电阻r330的2号端、电阻r331的1号端以及电容c216的2号端连接；npn型三极管q16的2号端与电
阻r331的2号端连接，并且其两者接地；电阻r330的1号端和电容c216的1号连接，并且其两者与pa_o连接；
14.所述光电耦合器iso12的5号引脚与电阻r320的1号端连接，并且其两者之间设置有接入电源；该接入电源为正极，其电压为5v；光电耦合器iso12的4号引脚与电阻r320的2号端和倒相放大器u35的a端连接；光电耦合器iso12的3号引脚接地；
15.倒相放大器u35的y端与电阻r327的1号端连接，电阻r327的1号端与三极管q19的1号端和电阻r328的1号端连接；三极管q19的3号端与电阻r328的2号端、稳压二极管d56的2号端和电容c213的2号端连接，并且其四者之间设置有接地；三极管q19的4号端与稳压二极管d56的1号端和电容c213的1号端，并且其三者与out_a连接；
16.电容c214的1号端与接入电源连接；该接入电源为正极，其电压为5v；电容c214的2号端接地。
17.进一步的，电阻r319的电阻值为470ohms；电阻r325的电阻值为2kohms；电阻r331的电阻值为10kohms；电阻r330的电阻值为4.7kohms；电容c216的电容量为0.001μf；电阻r320的电阻值为4.7kohms；电阻r328的电阻值为10kohms；电容c213的电容量为100pf；电容c214的电容量为0.1μf。
18.进一步的，传感器中包括3.3v电压检测电路，3.3v电压检测电路包括元器件q3、电阻r37、电阻r38、电阻r39、电阻r40、电阻r41，元器件q3的一端与电源模块连接，元器件q3的另一端与电阻r37的一端、电阻r38的一端连接，电阻r37的另一端与元器件q3的一端连接，电阻r38的另一端与中央处理模块连接；元器件q3的剩下一端与电阻r39的一端连接，电阻r39的另一端与电阻r40的一端、电阻r41的一端连接，电阻r40的另一端与中央处理模块连接，电阻r41的另一端接地。
19.进一步的，传感器包括压力传感器、位置传感器、led指示灯和mcu；mcu与蓝牙传感器、压力传感器、位置传感器、led指示灯电性连接。
20.本实用新型相比现有技术优点在于：
21.1.本实用新型模块化设计，结构合理，维护方便，易于推广使用。
22.2.本实用新型传感器，放置在腹部的中间、左右两侧，胸廓的上胸廓、肋缘前后两侧。在显示屏上出现人的躯干模拟图，测试者胸廓和腹肌位置。人呼吸时，展示胸廓有上下运动和四周扩张的运动，以及腹肌收缩舒张时前凸和后缩的运动，形成运动模拟图。
23.3. 本实用新型可以内置训练方案，进行模仿训练，使用者通过视觉反馈，加强腹部肌肉的收缩和舒张的幅度，从来训练腹式呼吸、抑制胸式呼吸。实现实时展示呼吸时胸廓的上下径、运动径、前后径改变，实时展示腹部前凸后缩幅度的改变。便于根据呼吸训练中腹部肌肉收缩的指令，让腹部肌肉学会节律性运动。
24.4.本实用新型与人工评估相比，评估准确，更加客观。与影像学评估相比，本方案无电离辐射、数据通过计算机自动计算，无需手工测量，且本方案不受场地限制，不受环境光线等影响。
附图说明
25.图1为本实用新型的整体示意图；
26.图2为本实用新型的背心结构示意图；
27.图3为本实用新型的背心另一面结构示意图；
28.图4为本实用新型的高速输出模块的电路示意图；
29.图5为本实用新型的3.3v电压检测电路示意图。
30.图中标注：背心1、传感器2。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。此处所说明的只用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。本实用新型未做具体描述的结构和具体连接电路等，均可采用常规技术手段即可实现，故不再赘述。
32.如图1至图5所示，呼吸训练指导系统，包括背心1、中央处理器、显示器、外置电源、蓝牙模块和传感器2。传感器2相应分布设置在背心1上，设置位置包括与人体的腹部的中间、腹部的左右两侧、胸廓的上胸廓、肋缘前后两侧上的位置。自然背心1采用紧身的硅胶材料或者类似的绝缘、可紧缩的材质都可。
33.传感器2的设置有两种方式。方式一：传感器2嵌入背心1相应位置处。即传感器2是固定在此背心1上的。背心1内嵌入电源，且设置有对外接口，电源通过外接接口进行充电。自然此对外接口也可以进行相应传感器2数据的传输。嵌入的电源可以设置在背心1的底部，通过电线连接传感器2。
34.方式二：传感器2通过可拆卸的卡扣结构固定在背心1上。传感器2上内置电源，且设置有外接接口，内置电源通过外接接口进行充电。自然此对外接口也可以进行相应传感器2数据的传输。其中可拆卸的卡扣结构采用常规技术手段即可。
35.中央处理器与显示器、外置电源、蓝牙模块电性连接；传感器2与蓝牙模块电性连接；中央处理器与传感器2通过蓝牙协议进行信息传输。
36.传感器2与蓝牙模块之间、中央处理器与蓝牙模块之间都连接高速输出模块。高速输出模块实现在进行信息传输中利用高速光耦进行隔离，可以防止外部其它电路故障造成中央处理器或传感器2中的主控制芯片的损坏。
37.高速输出模块包括电阻r319、电阻r320、电阻r325、电阻r327、电阻r328、电阻r330、电阻r331、电容c213、电容c214、电容c216、稳压二极管d56、npn型三极管q16、三极管q19、光电耦合器iso12和倒相放大器u35；
38.所述光电耦合器iso12的1号引脚与电阻r319的2号端和电阻r325的1号端连接，电阻r319的1号端与接入电源连接；该接入电源为正极，其电压为5v;光电耦合器iso12的2号引脚与电阻r325的2号端和npn型三极管q16的3号端连接；npn型三极管q16的1号端与电阻r330的2号端、电阻r331的1号端以及电容c216的2号端连接；npn型三极管q16的2号端与电阻r331的2号端连接，并且其两者接地；电阻r330的1号端和电容c216的1号连接，并且其两者与pa_o连接；
39.所述光电耦合器iso12的5号引脚与电阻r320的1号端连接，并且其两者之间设置有接入电源；该接入电源为正极，其电压为5v；光电耦合器iso12的4号引脚与电阻r320的2号端和倒相放大器u35的a端连接；光电耦合器iso12的3号引脚接地；
40.倒相放大器u35的y端与电阻r327的1号端连接，电阻r327的1号端与三极管q19的1
号端和电阻r328的1号端连接；三极管q19的3号端与电阻r328的2号端、稳压二极管d56的2号端和电容c213的2号端连接，并且其四者之间设置有接地；三极管q19的4号端与稳压二极管d56的1号端和电容c213的1号端，并且其三者与out_a连接；
41.电容c214的1号端与接入电源连接；该接入电源为正极，其电压为5v；电容c214的2号端接地。
42.其中，电阻r319的电阻值为470ohms；电阻r325的电阻值为2kohms；电阻r331的电阻值为10kohms；电阻r330的电阻值为4.7kohms；电容c216的电容量为0.001μf；电阻r320的电阻值为4.7kohms；电阻r328的电阻值为10kohms；电容c213的电容量为100pf；电容c214的电容量为0.1μf。
43.传感器2包括压力传感器2、位置传感器2、3.3v电压检测电路、高速输出模块、led指示灯和mcu。mcu与高速输出模块、压力传感器2、位置传感器2、led指示灯、3.3v电压检测电路电性连接。高速输出模块与蓝牙传感器2电性连接。led指示灯来指示位置传感器2的mcu是否处于合适的电压下，实现使用者了解传感器2的mcu是否处于正常运转状态，避免误操作、使用错误充电器充电等情况的发生，而损坏传感器2。
44.3.3v电压检测电路包括元器件q3、电阻r37、电阻r38、电阻r39、电阻r40、电阻r41，元器件q3的一端与电源模块连接，元器件q3的另一端与电阻r37的一端、电阻r38的一端连接，电阻r37的另一端与元器件q3的一端连接，电阻r38的另一端与中央处理模块连接；元器件q3的剩下一端与电阻r39的一端连接，电阻r39的另一端与电阻r40的一端、电阻r41的一端连接，电阻r40的另一端与中央处理模块连接，电阻r41的另一端接地。
45.综上所述，使用者穿上背心1即可通过传感器2进行实时数据采集，通过蓝牙协议高速传输相应数据，数据处理后实时在显示器上显示使用者的呼吸情况。
46.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型保护范围内。