一种带监测和反馈功能的智能呼吸训练器

1.本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种带监测和反馈功能的智能呼吸训练器。


背景技术：

2.慢性疾病、劳累、不良的生活习惯、年老等因素均影响人体的肺功能，导致肺活量的降低，引起浅呼吸的通气方式，进而诱发多种疾病，因此进行呼吸功能的锻炼很有必要。呼吸训练分为吸气训练和吐气训练两种训练，其中吸气是一种主动过程，其需要靠主动收缩使胸腔扩大，使肺内压力降低，当肺内压力低于大气压时，空气便会吸入肺中；而呼气的原理与吸气一样是根据压力差，即肺内压力大过大气压。吐气呼吸训练对于体内气体交换的效率，有显著的帮助。吐气呼气训练需要使用特定装置(呼吸训练装备或呼吸训练器)进行训练，这些装置可调节吸气/呼气阻力，逐渐恢复或加强患者的肺部功能。现有的呼吸训练设备训练过程枯燥，智能化控制率低，难以根据患者实际的康复情况或者训练情况及时调整训练强度，训练效率低下，并且清洗困难。


技术实现要素：

3.基于以上问题，本发明提供一种带监测和反馈功能的智能呼吸训练器，本发明可及时监测患者的训练情况，并反馈信息，及时调整训练强度，同时可激励患者，并且便于清洗。
4.为解决以上技术问题，本发明提供了一种带监测和反馈功能的智能呼吸训练器，包括盒体，所述盒体的顶部设有控制显示屏，所述盒体内设有沿盒体的高度方向设置的压力腔，所述压力腔的底部穿过盒体的底部，所述压力腔的顶部设有穿过盒体的侧壁的通道，所述压力腔内设有侧壁与压力腔的内壁贴合的浮片，所述压力腔的内壁设有两条对称设置且沿盒体的高度方向设置的滑槽一，所述浮片的外侧壁设有两块分别位于两条滑槽一内的滑块一，所述滑块一的顶部和底部均设有铁块，所述滑槽一的顶壁和底部均设有与铁块相排斥的电磁铁一；所述压力腔的底部设有与盒体可拆卸连接的延长软管，所述延长软管远离盒体的一端设有与延长软管可拆卸连接的咬嘴；所述盒体内还设有蓄电池和沿盒体的高度方向设置的激励腔，所述激励腔设有沿盒体的高度方向设置的竖直杆，所述竖直杆的外周套设有多个可沿竖直杆的高度方向滑动的激励块，多个所述激励块的厚度之和是竖直杆的长度的一半，所述激励腔的一侧内壁设有穿过盒体的侧壁的窗口，所述窗口的高度是激励腔的高度的一半，所述窗口位于激励腔靠近延长软管的一端，所述窗口设有透明塑料窗；所述激励腔的内壁设有两组对称设置的阻挡组件，所述阻挡组件包括水平设置的挡杆一，所述激励腔的内壁设有水平设置的活动槽一，所述挡杆一的一端位于活动槽一内且可相对活动槽一移动，所述活动槽一远离激励腔的一端设有活动腔，所述活动槽一的下方设有与活动槽一平行设置且与活动腔连通的活动槽二，所述活动槽二内设有可相对活动槽二移动的挡杆二，所述挡杆二远离激励腔的一端设有沿盒体的高度方向设置且位于活动
腔内的竖杆，所述竖杆未设有挡杆二的五个外侧壁均与活动腔相应的内壁贴合，所述竖杆的顶端设有水平设置且穿过竖杆的穿孔二，所述穿孔二设有穿过穿孔二的衔接杆，所述衔接杆的中心设有穿过衔接杆的长度方向的穿孔三，所述穿孔三内设有与穿孔三螺纹旋接的螺纹杆，所述螺纹杆远离激励腔的一端设有旋转电机，所述挡杆一面向螺纹杆的一面设有水平设置的活动槽三，所述活动槽三靠近螺纹杆侧的一端设有与活动槽三螺纹旋接的铁杆一，所述穿孔二的顶壁设有电磁铁二，所述衔接杆包括铁杆二和塑料杆，所述铁杆二设于远离挡杆一侧的一端，所述塑料杆面向挡杆一的一端设有电磁铁三，所述螺纹杆靠近挡杆一的一端的外周嵌设有环绕螺纹杆设置的电磁铁四，所述螺纹杆、竖杆、挡杆一、挡杆二和盒体均为塑料材质；所述挡杆一正对底部的倒数第二个激励块，所述挡杆二所在的水平面位于最底部的激励块所在的水平面的下方。
5.进一步的，所述盒体的外侧壁设有把手。
6.进一步的，所述浮片设有穿过浮片的厚度方向的穿孔一，所述穿孔一的内壁的顶端设有穿过穿孔一的顶部且环绕穿孔一的圆周方向设置的缺槽，所述缺槽的底面设有嵌入缺槽内且覆盖穿孔一的活动片，所述活动片的侧壁设有两个卡凸一，所述缺槽的内侧壁设有与卡凸一卡合的卡槽一；所述活动片的底部设有沿盒体的高度方向设置的延长杆，所述延长杆的顶端插入活动片的底部且与活动片螺纹旋接；所述压力腔的内壁的底端设有两条对称设置且沿盒体的高度方向设置的滑槽二，所述滑槽二内设有滑块二，两个所述滑块二之间设有连接杆，所述连接杆的中心设有穿孔四，所述延长杆的底端依次穿过穿孔四和压力腔的底部，所述延长杆与穿孔四螺纹旋接。
7.进一步的，所述滑块二的顶部和底部均设有卡凸二，所述滑槽二的底面和顶面均设有与卡凸二卡合的卡槽二。
8.进一步的，所述盒体的底部设有收纳腔，所述延长杆可插入收纳腔内且与收纳腔螺纹旋接。
9.进一步的，所述压力腔的顶面设有花洒，所述花洒的顶部与通道连通。
10.进一步的，所述活动片的顶部和底部均设有监测槽，所述监测槽内设有可相对监测槽移动的连接块，所述连接块面向监测槽内的一面设有压力传感器，所述连接块穿出监测槽的一端设有弹簧，位于所述活动片上方的弹簧的顶部与压力腔的顶壁相连，位于所述活动片的下方的弹簧的底部与连接杆的顶部相连；所述监测槽的侧壁设有滑槽三，所述滑槽三内设有与连接块的侧壁相连的滑块三。
11.进一步的，所述压力腔的底部设有与盒体的底面相连的连接硬管一，所述延长软管的顶部设有套设于连接硬管一的外侧壁且与连接硬管一螺纹旋接的连接硬管二。
12.进一步的，所述延长软管远离盒体的一端设有连接硬管三，所述咬嘴与连接硬管三螺纹旋接。
13.进一步的，还包括呼吸功能测定模块，所述呼吸功能测定模块可根据压力传感器的压力值大小以及压力值升高的速率以及在某压力值下持续的时间记录最大吸气量和呼吸峰值流速。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在训练过程中通过弹簧的反作用力以及压力传感器的压力值大小以及压力值升高的速率以及在某压力值下持续的时间推断患者在一定的训练强度下的吃力程度，可及时监测患者的训练情况，并反馈信息，及时调
整训练强度，提高训练效率；当患者完成设定的小目标时，可增加一块激励块，通过激励块可激励患者，给患者信心，同时提醒患者继续努力；另外，本装置还便于清洗；本发明还可记录最大吸气量和呼吸峰值流速，控制显示屏可根据病人初次使用本装置的情况判定病人的初始情况，进行记录后根据训练规律设定训练目标及训练时间，也可人工设定，之后根据达标情况，可人工调整或者由控制显示屏给出指示，自动设置逐步提升训练目标，控制显示屏监控训练强度和时间，反馈给医护人员，医护人员跟进训练情况，给予个性化指导。
附图说明
15.图1为本发明的外部结构示意图；图2为本发明的内部结构示意图；图3为本发明的压力传感器处的结构示意图；图4为本发明的卡凸二处的结构示意图；图5为本发明的挡杆一抵住倒数第二个激励块而挡杆二未位于最底部的激励块的下方时的挡杆一处的结构示意图；图6为本发明的挡杆一抵住倒数第二个激励块而挡杆二未位于最底部的激励块的下方时的电磁铁四处的结构示意图；图7为本发明的卡凸一处的结构示意图；其中：1、盒体；2、控制显示屏；3、压力腔；4、通道；5、浮片；6、滑槽一；7、滑块一；8、铁块；9、电磁铁一；10、延长软管；11、咬嘴；12、激励腔；13、竖直杆；14、激励块；15、窗口；16、透明塑料窗；17、挡杆一；18、活动槽一；19、活动腔；20、活动槽二；21、挡杆二；22、竖杆；23、穿孔二；24、衔接杆；25、穿孔三；26、螺纹杆；27、旋转电机；28、活动槽三；29、铁杆一；30、电磁铁二；31、铁杆二；32、塑料杆；33、电磁铁三；34、电磁铁四；35、把手；36、穿孔一；37、缺槽；38、活动片；39、卡凸一；40、卡槽一；41、延长杆；42、滑槽二；43、滑块二；44、连接杆；45、穿孔四；46、卡凸二；47、卡槽二；48、收纳腔；49、花洒；50、监测槽；51、连接块；52、压力传感器；53、弹簧；54、滑槽三；55、滑块三；56、连接硬管一；57、连接硬管二；58、连接硬管三。
具体实施方式
16.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
17.实施例：参见图1至图7，一种带监测和反馈功能的智能呼吸训练器，包括盒体1，盒体1的顶部设有控制显示屏2，盒体1内设有沿盒体1的高度方向设置的压力腔3，压力腔3的底部穿过盒体1的底部，压力腔3的顶部设有穿过盒体1的侧壁的通道4，通道4与外界连通。
18.压力腔3内设有侧壁与压力腔3的内壁贴合的浮片5，浮片5可在压力腔3内移动。压力腔3的内壁设有两条对称设置且沿盒体1的高度方向设置的滑槽一6，浮片5的外侧壁设有两块分别位于两条滑槽一6内的滑块一7，滑块一7的三个侧壁与滑槽一6的内壁贴合，滑块一7的顶部和底部均设有铁块8，铁块8与滑块一7粘接，滑槽一6的顶壁和底部均设有与铁块8相排斥的电磁铁一9，控制显示屏2可控制电磁铁一9的磁性大小。压力腔3的底部设有与盒
体1可拆卸连接的延长软管10，延长软管10远离盒体1的一端设有与延长软管10可拆卸连接的咬嘴11。本实施例的压力腔3的底部设有与盒体1的底面相连的连接硬管一56，连接硬管一56与盒体1粘接，延长软管10的顶部设有套设于连接硬管一56的外侧壁且与连接硬管一56螺纹旋接的连接硬管二57，连接硬管二57与延长软管10粘接。延长软管10远离盒体1的一端设有连接硬管三58，连接硬管三58与延长软管10粘接，咬嘴11与连接硬管三58螺纹旋接。需要更换或者清洗消毒咬嘴11或者延长软管10时，将咬嘴11或者延长软管10拆卸下来即可。
19.盒体1内还设有蓄电池和沿盒体1的高度方向设置的激励腔12，蓄电池给盒体1内所有的用电零件供电。激励腔12设有沿盒体1的高度方向设置的竖直杆13，竖直杆13的顶部和底部均与激励腔12粘接，竖直杆13的外周套设有多个可沿竖直杆13的高度方向滑动的激励块14，为了突出激励块14的效果，激励块14可涂有各种颜色。多个激励块14的厚度之和是竖直杆13的长度的一半，激励腔12的一侧内壁设有穿过盒体1的侧壁的窗口15，窗口15的高度是激励腔12的高度的一半，窗口15位于激励腔12靠近延长软管10的一端，窗口15设有透明塑料窗16，可通过透明塑料窗16看到激励腔12的底端内的激励块14，本实施例的盒体1的外侧壁还设有把手35，把手35与盒体1粘接，使用时可通过把手35拿着盒体1，使用时，使窗口15所在侧面向使用者。
20.激励腔12的内壁设有两组对称设置的阻挡组件，阻挡组件包括水平设置的挡杆一17，激励腔12的内壁设有水平设置的活动槽一18，挡杆一17的一端位于活动槽一18内且可相对活动槽一18移动，活动槽一18远离激励腔12的一端设有活动腔19，活动槽一18的下方设有与活动槽一18平行设置且与活动腔19连通的活动槽二20，活动槽一18和活动槽二20分别位于活动腔19的顶端和底端。活动槽二20内设有可相对活动槽二20移动的挡杆二21，挡杆二21远离激励腔12的一端设有沿盒体1的高度方向设置且位于活动腔19内的竖杆22，竖杆22未设有挡杆二21的五个外侧壁均与活动腔19相应的内壁贴合，竖杆22可朝压力腔3所在侧移动。竖杆22的顶端设有水平设置且穿过竖杆22的穿孔二23，穿孔二23设有穿过穿孔二23的衔接杆24，衔接杆24的中心设有穿过衔接杆24的长度方向的穿孔三25，穿孔三25内设有与穿孔三25螺纹旋接的螺纹杆26，螺纹杆26远离激励腔12的一端设有旋转电机27，旋转电机27可以设置于活动腔19内，也可嵌设于盒体1内，螺纹杆26与旋转电机27的输出轴端相连。挡杆一17面向螺纹杆26的一面设有水平设置的活动槽三28，活动槽三28靠近螺纹杆26侧的一端设有与活动槽三28螺纹旋接的铁杆一29。穿孔二23的顶壁设有电磁铁二30，衔接杆24包括铁杆二31和塑料杆32，铁杆二31设于远离挡杆一17所在侧的一端，塑料杆32面向挡杆一17的一端设有电磁铁三33，螺纹杆26靠近挡杆一17的一端的外周嵌设有环绕螺纹杆26设置的电磁铁四34，螺纹杆26、竖杆22、挡杆一17、挡杆二21和盒体1均为塑料材质，挡杆一17正对底部的倒数第二个激励块14，挡杆二21所在的水平面位于最底部的激励块14所在的水平面的下方。
21.控制显示屏2可控制电磁铁一9、电磁铁二30、电磁铁三33和电磁铁四34的开启和关闭，电磁铁二30通电即可与铁杆二31磁吸，电磁铁四34通电即可与铁杆二31磁吸，电磁铁三33通电即可与铁杆一29磁吸。
22.本实施例的浮片5设有穿过浮片5的厚度方向的穿孔一36，穿孔一36的内壁的顶端设有穿过穿孔一36的顶部且环绕穿孔一36的圆周方向设置的缺槽37，缺槽37的底面设有嵌
入缺槽37内的活动片38，活动片38完全挡住穿孔一36，活动片38可直接从缺槽37内取出。活动片38的侧壁设有两个卡凸一39，缺槽37的内壁设有与卡凸一39卡合的卡槽一40。活动片38的底部设有沿盒体1的高度方向设置的延长杆41，延长杆41的顶端插入活动片38的底部且与活动片38螺纹旋接。压力腔3的内壁的底端设有两条对称设置且沿盒体1的高度方向设置的滑槽二42，滑槽二42内设有滑块二43，两个滑块二43之间设有连接杆44，连接杆44的中心设有穿孔四45，延长杆41的底端依次穿过穿孔四45和压力腔3的底部，延长杆41与穿孔四45螺纹旋接，本实施例的滑块二43的顶部和底部均设有卡凸二46，滑槽二42的底面和顶面均设有与卡凸二46卡合的卡槽二47，便于固定，不需要使用者一直手持延长杆41以固定活动片38的位置。使用本装置进行吸气或者呼气训练时，需要将延长杆41取出，此时使滑块二43的底部的卡凸二46与滑槽二42的底部的卡槽二47卡合，同时卡凸一39与卡槽一40卡合。为了便于收纳延长杆41，本实施例还在盒体1的底部设有收纳腔48，延长杆41可插入收纳腔48内且与收纳腔48螺纹旋接。为了直接冲洗，本实施例还在压力腔3的顶面设有花洒49，花洒49的顶部与通道4连通，花洒49与压力腔3的顶部粘接。
23.本实施例的活动片38的顶部和底部均设有监测槽50，监测槽50内设有可相对监测槽50移动的连接块51，连接块51面向监测槽50槽底的一面设有压力传感器52，连接块51穿出监测槽50的一端设有弹簧53，位于活动片38上方的弹簧53的顶部与压力腔3的顶壁相连，位于活动片38的下方的弹簧53的底部与连接杆44的顶部相连，监测槽50的侧壁设有滑槽三54，滑槽三54内设有与连接块51的侧壁相连的滑块三55。当浮片5处于压力腔3的中间时，两个弹簧53都处于松弛状态，所以浮片5上下移动时，弹簧53会像相应的压力传感器52施加一定的压力，控制显示屏2可监测到压力传感器52的压力值大小，进而监控患者的训练状态。
24.本实施例的使用原理如下：使用时，通过控制显示屏2设置训练强度，即设置电磁铁一9的磁力大小，做呼气训练时，设置滑槽一6的底部的电磁铁一9的磁力大小，使当滑槽一6的顶部的电磁铁一9不通电时，滑块一7的底部的铁块8与滑槽一6的底部的电磁铁一9之间的排斥力使浮片5位于压力腔3的中间，此时浮片5下方的弹簧53处于松弛状态，之后根据训练强度调整滑槽一6的顶部的电磁铁一9的磁力大小，进行呼气训练时，患者咬住咬嘴11，呼入气体，呼入的气体会推动浮片5向上移动，浮片5向上移动的过程中，浮片5上方的弹簧53会处于压缩状态，弹簧53会给监测槽50的槽底施加压力，压力传感器52监测该压力，并由控制显示屏2监控，控制显示屏2可根据压力传感器52的压力值大小以及压力值升高的速率以及在某压力值下持续的时间推断患者在这样的训练强度下的吃力程度，压力传感器52的压力值越大，说明患者将浮片5吹的越高，即患者的状态越好，压力值升高的速率越快，代表患者在本装置设置的压力强度下，吹气吹的越顺畅，此时可以增加训练强度，压力传感器52在某压力值下的持续时间代表患者呼气的耐力强度；控制显示屏2可通过监测上述情况获得患者的训练情况的反馈，以自动调整电磁铁一9的磁力大小；当患者需要做吸气训练时，则调整滑槽的底部的电磁铁一9的磁力大小，所采取的控制方式与呼气训练相同；呼吸功能测定模块可根据压力传感器52的压力值大小以及压力值升高的速率以及在某压力值下持续的时间记录最大吸气量和呼吸峰值流速，控制显示屏2可根据病人初次使用本装置的情况判定病人的初始情况，进行记录后根据训练规律设定训练目标及训练时间，也可人工设定，之后根据达标情况，可人工调整或者由控制显示屏给出指示，自动设置逐步提升训练目标，控制显示屏监控训练强度和时间，反馈给医护人员，医护人员跟进训练情况，给予个体
化指导；当患者完成控制显示屏2设置的训练目标时，控制显示屏2则控制激励腔12内的激励块14下落至窗口15处，给患者视觉上的鼓励，增加患者的训练信心，控制显示屏2的控制方法如下：此时挡杆一17没有抵住倒数第二个激励块14的侧壁，挡杆二21靠近激励块14的一端位于最后一个激励块14的底部，控制显示屏2给电磁铁三33和电磁铁四34通电，电磁铁三33吸附住铁杆一29，电磁铁四34吸附住铁杆二31，旋转电机27转动，带动衔接杆24转动，同时带动铁杆一29转动，本实施例的铁杆一29的直径与衔接杆24的外径大小相同且彼此正对，所以挡杆一17沿着铁杆一29和衔接杆24朝激励腔12的方向移动，直至挡杆一17抵住倒数第二片激励块14，随后给电磁铁三33和电磁铁四34断电，此时铁杆一29靠近螺纹杆26的一端穿出活动槽三28，再给电磁铁二30通电，电磁铁二30吸附铁杆二31，此时衔接杆24与竖杆22连接为一体，旋转电机27运行，带动螺纹杆26转动，螺纹杆26驱动衔接杆24朝远离激励腔12的方向移动，竖杆22跟着一起移动，从而将挡杆二21朝远离激励腔12的方向移动，挡杆二21不再挡住最底部的激励块14时，最底部的激励块14沿着竖直杆13滑落至激励腔12的底端，从而记录患者打破纪录的次数，鼓励患者；当需要对压力腔3以及延长软管10进行清洗时，拆下延长软管10，将延长杆41从收纳腔48内取出，通过压力腔3的底部将延长杆41依次插入穿孔四45且与活动片38的底部螺纹旋接，延长杆41也与连接杆44螺纹旋接，向上推动延长杆41，将活动片38推离缺槽37，使压力腔3的上下两部分连通，再通过注射管向通道4内注入清洗液，清洗液从花洒49喷出，从而对压力腔3内进行冲洗。
25.如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。