專利名稱：一種呼吸流量調(diào)節(jié)裝置和呼吸機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫(yī)療器械領域，尤其涉及一種呼吸流量調(diào)節(jié)裝置和呼吸機。
背景技術：
現(xiàn)有的呼吸流量調(diào)節(jié)裝置的自動控制程度較低，給現(xiàn)場急救作業(yè)帶來較大的不便；另外現(xiàn)有的呼吸流量調(diào)節(jié)裝置的精度也很難保證，通常高精度裝置需要昂貴的電磁比例閥和流量傳感器通過采用復雜的閉環(huán)控制算法實現(xiàn)，不但成本高且維護難度大，維護成本高。當前的設備操作復雜，技術成本高，維護不方便，維護成本高，為了達到精度采用的技術手段復雜，風險性大。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術的不足降低技術成本提高技術可靠性和可維護性，提高呼吸流量調(diào)節(jié)裝置的精度及自動控制程度，本實用新型提供了一種呼吸流量調(diào)節(jié)裝置和呼吸機。一種呼吸流量調(diào)節(jié)裝置，包括裝置主體，所述裝置主體包括裝置主體腔、安裝在所述裝置主體腔內(nèi)的閥芯、進氣口、出氣口、以及連通所述進氣口和出氣口的氣流通道，還包括電機和控制單元，所述閥芯的靠近所述氣流通道一端設有通道塞，所述通道塞處于所述氣流通道內(nèi)的不同位置時所述通道塞與氣流通道之間的間隙不同，所述控制單元內(nèi)存儲有通過氣流通道的氣體流量與所述電機的電機軸轉動的角度的對應關系，所述控制單元通過控制所述電機軸旋轉角度而驅動控制所述閥芯，進而使所述通道塞停留在所述氣流通道內(nèi)的相應位置。優(yōu)選地,還包括齒輪副、旋轉電位器或光電編碼盤、第一光電傳感器、第二光電傳感器，所述齒輪副包括相嚙合的第一齒輪和第二齒輪，所述電機軸帶動所述旋轉電位器或光電編碼盤同步旋轉，所述電機軸依次通過驅動所述第一齒輪和第二齒輪，帶動所述閥芯沿著所述裝置主體腔內(nèi)運動，所述第一齒輪上距電機軸設定距離處設有軸向的通孔，在所述第一齒輪旁邊的至電機軸所述設定距離的圓周上，設置所述第一光電傳感器和第二光電傳感器，所述控制單元用于，當所述通孔運動至對準第一光電傳感器或第二光電傳感器時，驅動所述電機反向運動或者停止運動。優(yōu)選地，所述控制單元與所述旋轉電位器或光電編碼盤電連接，所述控制單元用于，當控制單元控制電機轉動設定角度后，檢測旋轉電位器或光電編碼盤的輸出電信號以判斷所述電機實際轉動的角度與設定角度是否相等。優(yōu)選地，還包括閥芯限位桿、彈性件，所述第二齒輪帶動所述閥芯限位桿沿所述裝置主體腔內(nèi)運動，所述閥芯限位桿一端與所述第二齒輪耦合，另一端在所述裝置主體腔內(nèi)且在所述閥芯和第二齒輪之間以限制所述閥芯的運動范圍，所述彈性件安裝在所述裝置主體腔內(nèi)且一端與閥芯接觸，用于產(chǎn)生使所述閥芯朝所述氣流通道運動的彈力。優(yōu)選地，所述控制單元用于包括接收輸入的氣體流量大小。優(yōu)選地，所述通道塞的形狀為球形、圓錐形或者棱錐形。[0010]本實用新型還提供了一種呼吸機，其采用所述的呼吸流量調(diào)節(jié)裝置。本實用新型的有益效果是通過建立氣體流量大小與電機軸旋轉的角度的對應關系，可以實現(xiàn)對氣體流量的自動控制；同時增加旋轉電位器或光電編碼盤對電機軸旋轉角度的反饋檢測，使得氣體流量的控制更加精確；另外，利用兩個光電傳感器對第一齒輪上的通孔的檢測，有效地避免了電機軸過度旋轉而破壞旋轉電位器。本實用新型的呼吸流量調(diào)節(jié)裝置穩(wěn)定可靠，成本低廉，維護簡單，維護成本低，操作方便，可以縮短搶救準備時間，提高病人搶救成功率，自動化程度高。

圖1是本實用新型一種實施例的呼吸流量調(diào)節(jié)裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下將結合附圖，對本實用新型的具體實施例作進一步詳細說明。如圖1所示，一種呼吸流量調(diào)節(jié)裝置，包括裝置主體、電機(控制電機)、齒輪副、旋轉電位器、控制單元、第一光電傳感器13、第二光電傳感器16，其中，裝置主體包括裝置主體腔A、安裝在裝置主體腔A內(nèi)的閥芯1、閥芯限位桿3、進氣口 B、出氣口 C，以及連通進氣口B和出氣口 C的氣流通道15，閥芯I的靠近氣流通道15 —端設有通道塞7 (又稱為節(jié)流器或者節(jié)流塞)，道塞7處于氣流通道15內(nèi)的不同位置時，通道塞7與氣流通道15之間的間隙不同，這樣，每一個通道塞7所處的不同位置即對應了流過氣流通道15的相應的氣體流量，為達到此目的，通道塞7的進入氣流通道15的部分的橫截面積可以是逐漸減小的，例如通道塞7是球形的、圓錐形、或者棱錐形的等等，這樣利于通道塞7進入氣流通道15，并且通道塞7的最大橫截面積最好能剛好與氣流通道15的大小吻合，這樣才能夠實現(xiàn)完全關閉氣流通道15的目的，齒輪副包括相嚙合的第一齒輪10和第二齒輪9，電機的電機軸安裝在第一齒輪10的中心上并驅動第一齒輪10轉動，閥芯限位桿3 —端安裝在第二齒輪9的中心上，另一端在裝置主體腔A內(nèi)并靠近閥芯I的頂端，第二齒輪9可以驅動閥芯限位桿3沿著裝置主體腔A上下運動，第二齒輪9每轉一個角度閥芯限位桿3運動一定的距離，從而，可以建立電機軸轉動角度與氣體流量的對應關系；靠近氣流通道15的閥芯I的底端上設有通道塞7，旋轉電位器通過固定銷11固定在電機軸上，從而可以與電機軸同步旋轉，旋轉電位器的電信號輸出端輸出與其旋轉角度相對應的電信號，并與控制單元電連接，電機與控制單元電連接，第一齒輪10上距離電機軸一定半徑的圓周上開設有一個通孔12，靠近第一齒輪10的距離電機軸該半徑的圓周上,設置第一光電傳感器13和第二光電傳感器16,第一齒輪10旋轉時,第一光電傳感器13和第二光電傳感器16可以對準該通孔12?？刂茊卧獌?nèi)存儲有通過氣流通道15的氣體流量與電機的電機軸轉動的角度的對應關系。呼吸流量調(diào)節(jié)裝置還可以包括彈性件4，該彈性件4安裝在裝置主體腔A內(nèi)且一端與閥芯I接觸，用于產(chǎn)生使閥芯I朝氣流通道15運動的彈力。優(yōu)選地，該彈性件4可以是壓簧，其套在閥芯限位桿3上，并且一端抵于閥芯I上，另一端抵于裝置主體的內(nèi)壁上。在進氣口 B有氣體進入的情況下，當需要某個氣體流量時，可以通過輸入設備向控制單元輸入該氣體流量，控制單元根據(jù)該氣體流量找出對應的電機應該轉動的角度，驅動電機軸轉動該角度，從而在電機軸的帶動下，第一齒輪10和第二齒輪9轉動相應的角度，并驅動閥芯限位桿3運動相應的距離，由于閥芯I受到進氣口 B的氣流壓力沿著裝置主體腔A朝閥芯限位桿3運動，最終被閥芯限位桿3擋住而停留在一定的位置，同時通道塞7停在氣流通道15內(nèi)的對應的位置，而通過該氣流通道15的氣體流量正是向控制單元輸入的
氣體流量。在某些情況下，電機可能沒有轉動相對應的角度，從而使得實際通過氣體通道15的氣體流量出現(xiàn)誤差，因此，控制單元通過檢測旋轉電位器輸出的電信號，判斷旋轉電位器旋轉的角度是否與該相應的角度相同，若不同，則繼續(xù)對電機進行驅動控制，直至檢測到的旋轉電位器旋轉的角度與該相應的角度一致。這樣，即完成了對電機旋轉角度及氣體流量的閉環(huán)控制，提聞了氣體流量的精度。由于旋轉電位器的旋轉角度有一定的范圍，超出其范圍則會破壞其內(nèi)部結構而使其失效。因此，將第一光電傳感器13 (光電開關)和第二光電傳感器16設置在以電機軸為中心的某個圓周上，這兩者間的角度可以配合旋轉電位器的旋轉角度范圍設置(例如O至360° ),這樣,若通孔12旋轉至對準第一光電傳感器13時,第一光電傳感器13探測到通孔12的存在，控制單元則控制電機停止運動或者控制電機回轉運動(反向運動)，除非控制單元已經(jīng)接收到要使電機反向運動的指令。同樣，當通孔12旋轉至對準第二光電傳感器16時，第二光電傳感器16探測到通孔的存在，控制單元則控制電機停止運動，或者控制電機反向運動(除非控制單元已經(jīng)接收到要使電機反向運動的指令)。例如，當光電開關對準通孔12時即處于關狀態(tài)(光電開關沒有對準通孔12時處于開狀態(tài))，控制單元檢測到光電開關處于關狀態(tài)時，即驅動電機停止或者回轉運動。由此可見，基于兩個光電傳感器的探測結果對電機的控制，要優(yōu)先于控制單元接收到用戶輸入的控制指令后對電機的控制，以保護旋轉電位器?；剞D運動是指，電機朝與當前旋轉方向相反的方向旋轉。當用光電編碼盤代替旋轉電位器時，光電編碼盤也與電機軸同步運動，光電編碼盤轉動至某個角度時，對應輸出相應個數(shù)的脈沖電信號，控制單元根據(jù)該電信號即可以判斷光電編碼盤實際轉動的角度，即電機軸實際轉動的角度，同樣可以實現(xiàn)反饋檢測。當沒有氣體從進氣口 B進入時，閥芯I在彈性件4的彈力作用下朝氣流通道15運動，從而通道塞7進入氣流通道15內(nèi)，堵住氣流通道15。由上述工作原理可知，彈性件4并非是必須的，因為在進氣口 B沒有氣體時，氣體通道15關閉與否無關緊要，而有了彈性件4可以使得閥芯I不容易產(chǎn)生晃動。另外，當沒有彈性件4時，閥芯I和閥芯限位桿3可以固定在一起，即可以看作成是一個整體的閥芯1，該閥芯I可以隨著第二齒輪9的轉動而在裝置主體腔A內(nèi)運動?？刂茊卧梢园ㄖ靼搴碗姍C控制板，主板內(nèi)存儲有氣體流量與電機旋轉角度的對應關系表，當主板接收用戶輸入氣體流量后，主板將電機旋轉角度的數(shù)據(jù)傳送給電機控制板，電機控制板從而驅動電機軸轉動對應的角度，旋轉電位器、電機控制板與主板電連接，電機控制板分別與電機、第一光電傳感器13和第二光電傳感器16電連接。旋轉電位器和電機可以安裝在裝置主體上(例如，電機安裝在上閥塊2上，旋轉電位器安裝在下閥塊5上)，第一光電傳感器13和第二光電傳感器16可以安裝在光電傳感器支架14上,光電傳感器支架14可以固定在電機上。氣源與進氣口 B之間還可以設置電磁閥門，主板控制電磁閥門的通斷。[0024]裝置主體可以由上閥塊2和下閥塊5圍成裝置主體腔A。閥芯I的底端的外側套有密封圈6，以防止氣體從閥芯I和裝置主體之間的縫隙進入裝置主體腔A內(nèi)，當采用球形通道塞7時，可以在下閥塊5的底部安裝限位堵頭8，以防止通道塞7從氣流通道15內(nèi)掉出。
權利要求1.一種呼吸流量調(diào)節(jié)裝置，包括裝置主體，所述裝置主體包括裝置主體腔、安裝在所述裝置主體腔內(nèi)的閥芯、進氣口、出氣口、以及連通所述進氣口和出氣口的氣流通道，其特征是還包括電機和控制單元，所述閥芯的靠近所述氣流通道一端設有通道塞，所述通道塞處于所述氣流通道內(nèi)的不同位置時所述通道塞與氣流通道之間的間隙不同，所述控制單元內(nèi)存儲有通過氣流通道的氣體流量與所述電機的電機軸轉動的角度的對應關系，所述控制單元通過控制所述電機軸旋轉角度而驅動控制所述閥芯，進而使所述通道塞停留在所述氣流通道內(nèi)的相應位置。
2.如權利要求1所述的呼吸流量調(diào)節(jié)裝置，其特征是還包括齒輪副、旋轉電位器或光電編碼盤、第一光電傳感器、第二光電傳感器，所述齒輪副包括相哨合的第一齒輪和第二齒輪，所述電機軸帶動所述旋轉電位器或光電編碼盤同步旋轉，所述電機軸依次通過驅動所述第一齒輪和第二齒輪，帶動所述閥芯沿著所述裝置主體腔內(nèi)運動，所述第一齒輪上距電機軸設定距離處設有軸向的通孔，在所述第一齒輪旁邊的至電機軸所述設定距離的圓周上，設置所述第一光電傳感器和第二光電傳感器，所述控制單元用于，當所述通孔運動至對準第一光電傳感器或第二光電傳感器時，驅動所述電機反向運動或者停止運動。
3.如權利要求2所述的呼吸流量調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述控制單元與所述旋轉電位器或光電編碼盤電連接，所述控制單元用于，當控制單元控制電機轉動設定角度后，檢測旋轉電位器或光電編碼盤的輸出電信號以判斷所述電機實際轉動的角度與設定角度是否相坐寸ο
4.如權利要求2所述的呼吸流量調(diào)節(jié)裝置，其特征是還包括閥芯限位桿、彈性件，所述第二齒輪帶動所述閥芯限位桿沿所述裝置主體腔內(nèi)運動，所述閥芯限位桿一端與所述第二齒輪耦合，另一端在所述裝置主體腔內(nèi)且在所述閥芯和第二齒輪之間以限制所述閥芯的運動范圍，所述彈性件安裝在所述裝置主體腔內(nèi)且一端與閥芯接觸，用于產(chǎn)生使所述閥芯朝所述氣流通道運動的彈力。
5.如權利要求1所述的呼吸流量調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述控制單元用于包括接收輸入的氣體流量大小。
6.如權利要求1所述的呼吸流量調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述通道塞的形狀為球形、圓錐形或者棱錐形。
7.—種呼吸機，其特征是采用如權利要求1至6任一所述的呼吸流量調(diào)節(jié)裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種呼吸流量調(diào)節(jié)裝置和呼吸機，其中呼吸流量調(diào)節(jié)裝置包括裝置主體，裝置主體包括裝置主體腔、安裝在裝置主體腔內(nèi)的閥芯、進氣口、出氣口、以及連通進氣口和出氣口的氣流通道，還包括電機和控制單元，閥芯的靠近氣流通道一端設有通道塞，通道塞處于氣流通道內(nèi)的不同位置時通道塞與氣流通道之間的間隙不同，控制單元內(nèi)存儲有通過氣流通道的氣體流量與電機的電機軸轉動的角度的對應關系，控制單元通過控制電機軸旋轉角度而驅動控制閥芯，進而使通道塞停留在氣流通道內(nèi)的相應位置。本實用新型可以實現(xiàn)對氣體流量的自動、精確控制，同時有效地避免了電機軸過度旋轉而破壞旋轉電位器。
文檔編號G05D7/06GK202870631SQ20122052846
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權日2012年10月16日
發(fā)明者劉建林, 馮耿超, 但果 申請人:深圳市安保科技有限公司