一種模擬人體呼吸的仿真器的製作方法

2023-06-01 07:22:01

專利名稱：一種模擬人體呼吸的仿真器的製作方法
技術領域：
本發明屬於生命探測技術領域，尤其涉及一種由無線射頻控制的人體呼吸仿真裝置。
背景技術：
在倒塌建築物廢墟內進行「雷達生命探測儀」應用基礎理論研究過程中，如果採用真人進行壓埋實驗，則無法保證壓埋人員的生命安全，顯然是不可行的。因此出現了人體呼吸等仿真人裝置。然而目前的仿真人裝置還存在以下問題1、呼吸頻率和幅度均為固定值，現實中這兩個值是隨時間變化的；2、每次調節呼吸裝置的參數時都需要將它挖出來，使用很不方便。隨著自動控制技術、無線通信技術及醫學理論的不斷發展，使得解決以上問題成為可能，其中，頻率和幅度自動控制及無線參數設置為本發明的創新點。

發明內容
本發明的目的是使現有人體呼吸仿真裝置具有頻率和幅度隨時間變化功能和無線射頻參數設置功能。本發明的技術核心在於具有頻率和幅度隨時間變化功能和無線射頻參數設置功能，能更加真實地仿真人體呼吸且調節參數更加方便。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種模擬人體呼吸的仿真器，該仿真器包括模擬肺腔、控制器、電源開關、天線、電動呼吸泵；模擬肺腔使用矽膠軟體材料；電動呼吸泵連接空氣呼吸管道，空氣呼吸管道的出口端伸出地面；打開電源開關仿真器開始工作，將該仿真器壓埋到地下即可開始工作，通過控制器能夠用天線實時的調整仿真器參數；控制器控制電動呼吸泵呼氣和吸氣使模擬肺腔擴展和收縮，實現人體呼吸仿真的效果；其中，該控制器包括所述的天線、所述的電動呼吸泵、狀態指示燈、EEPR0M、蜂鳴器、電源監測、鋰電池、CC430微處理器；CC430微處理器輸出控制信號使電動呼吸泵按照預定的頻率和幅度工作；天線用於接收參數設置信號和發送電源報警信號；EEPR0M用於存儲設置參數；電源監測用於監測仿真器電源狀態，電壓低時發出報警信號；狀態指示燈和蜂鳴器用於電源指示和電壓低報警；鋰電池參數為5V，5000mAh可充電電池。其中，所述的天線為無線射頻天線。其中，所述的控制器中CC430微處理器輸出控制信號為Y(t)=r1*A*sin(r2*2pft+j),其中 r1； r2, A, f, j 分別為隨機數 r1； r2,取值範圍為(O I),幅度A，取值範圍為(O 5cm)，頻率f，取值範圍為(O 2Hz)，相位j，取值範圍為(O 360° )，這些參數可以通過無線射頻天線進行設置，用於控制模擬肺腔的收縮和擴張。由於採用了以上的技術特徵，本發明相比於現有技術，能更加真實地仿真人體呼吸且調節參數更加方便。


圖1 (a)為模擬人體呼吸的仿真器結構後視圖；圖1 (b)為模擬人體呼吸的仿真器結構側視圖；圖2為模擬人體呼吸的控制器硬體框圖。
具體實施例方式以下結合附圖，對本發明做進一步詳細描述本發明的技術核心在於具有頻率和幅度隨時間變化功能和無線射頻參數設置功能，能更加真實地仿真人體呼吸且調節參數更加方便。圖1 (a)、圖1(b)分別為本發明實施例提供的模擬人體呼吸的仿真器結構後視圖 和側視圖。該仿真器包括模擬肺腔1、控制器2、開關3、天線4、電動呼吸泵5。模擬肺腔I使用矽膠軟體材料；電動呼吸泵5連接空氣呼吸管道，空氣呼吸管道的出口端伸出地面；打開電源開關3仿真器開始工作，將仿真器壓埋到地下即可開始工作，通過控制器2可以用無線射頻天線4實時的調整仿真器參數。控制器2控制電動呼吸泵5呼氣和吸氣使模擬肺腔I擴展和收縮，實現人體呼吸仿真的效果。圖2為本發明實施例提供的模擬人體呼吸的控制器硬體結構圖。該控制器硬體包括天線4、電動呼吸泵5、狀態指示燈6、EEPR0M7、蜂鳴器8、電源監測9、鋰電池10、CC430微處理器11。CC430微處理器11輸出控制信號使電動呼吸泵5按照預定的頻率和幅度工作；天線4用於接收參數設置信號和發送電源報警信號；EEPR0M7用於存儲設置參數；電源監測9用於監測仿真器電源狀態，電壓低時發出報警信號；指示燈和蜂鳴器用於電源指示和電壓低報警；鋰電池10參數為5V，5000mAh可充電電池。本發明實施例中CC430微處理器11輸出控制信號為Y(t) =I^Akin(r2*2pft+j)，其中r1;r2，A，f，j分別為隨機數r1;r2，取值範圍為(O 1)，幅度A，取值範圍為(O 5cm)，頻率f，取值範圍為(O 2Hz )，相位j，取值範圍為(O 360 ° )，這些參數可以通過無線射頻天線進行設置，用於控制模擬肺腔I的收縮和擴張。本發明提供的模擬人體呼吸的仿真器，可無線調節仿真器各種參數，結構簡單、操作方便，在雷達生命探測儀研究中具有廣泛的應用價值和市場前景。以上公開的僅僅是發明的較佳實施例，但並非用來限制其本身，任何熟悉本領域的技術人員，能思之變化，在不違背本發明精神的情況下，都應該落在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種模擬人體呼吸的仿真器，其特徵在於，該仿真器包括模擬肺腔(I)、控制器 (2)、電源開關(3)、天線(4)、電動呼吸泵(5);模擬肺腔(I)使用矽膠軟體材料；電動呼吸泵(5)連接空氣呼吸管道，空氣呼吸管道的出口端伸出地面；打開電源開關(3)仿真器開始工作，將該仿真器壓埋到地下即可開始工作，通過控制器(2)能夠用天線(4)實時的調整仿真器參數；控制器(2)控制電動呼吸泵(5)呼氣和吸氣使模擬肺腔(I)擴展和收縮，實現人體呼吸仿真的效果；其中，該控制器包括所述的天線(4)、所述的電動呼吸泵(5)、狀態指示燈(6)、EEPROM (7)、 蜂鳴器(8 )、電源監測(9 )、鋰電池(10 )、CC430微處理器(11);CC430微處理器(11)輸出控制信號使電動呼吸泵(5)按照預定的頻率和幅度工作；天線(4)用於接收參數設置信號和發送電源報警信號；EEPR0M (7)用於存儲設置參數；電源監測(9)用於監測仿真器電源狀態，電壓低時發出報警信號；狀態指示燈(6)和蜂鳴器(8)用於電源指示和電壓低報警；鋰電池(10)參數為5V，5000mAh可充電電池。
2.根據權利要求1所述的一種模擬人體呼吸的仿真器，其特徵在於，所述的天線(4)為無線射頻天線。
3.根據權利要求1所述的一種模擬人體呼吸的仿真器，其特徵在於，所述的控制器中 CC430微處理器(11)輸出控制信號為Y (t)可岸也(r2*2pft+j)，其中r1; r2，A，f，j分別為隨機數，取值範圍為(O 1)，幅度A，取值範圍為(O 5cm)，頻率f，取值範圍為(O 2Hz)，相位j，取值範圍為(O 360° )，這些參數可以通過無線射頻天線進行設置，用於控制模擬肺腔(I)的收縮和擴張。
全文摘要
本發明提供一種模擬人體呼吸的仿真器，該仿真器包括模擬肺腔(1)、控制器(2)、電源開關(3)、天線(4)、電動呼吸泵(5)。模擬肺腔(1)使用矽膠軟體材料；電動呼吸泵(5)連接空氣呼吸管道，空氣呼吸管道的出口端伸出地面；打開電源開關(3)仿真器開始工作，將仿真器壓埋到地下即可開始工作，通過控制器(2)可以用無線射頻天線(4)實時的調整仿真器參數。控制器(2)控制電動呼吸泵(5)呼氣和吸氣使模擬肺腔(1)擴展和收縮，實現人體呼吸仿真的效果。由於採用了以上的技術特徵，本發明相比於現有技術，能更加真實地仿真人體呼吸且調節參數更加方便。
文檔編號G09B23/28GK103021247SQ201210574780
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者胡海兵, 張永明, 何豪 申請人:中國科學技術大學