本发明专利技术公开了一种桡动脉脉搏搏动模拟装置及控制方法，装置包括：上位机将脉搏搏动数据信息源传送到主控单片机模块，驱动控制脉搏搏动发生器在仿生手臂的桡动脉人造脉管产生脉搏搏动；第一压力检测反馈部件检测管道内的液体压力，第二压力检测反馈部件检测使用者的手感压力，位置检测反馈部件检测步进电机的运行位置，并分别将检测数据反馈至主控单片机模块，并传送到上位机。控制方法包括：根据波纹管的直径、步进电机在t时间内的行走步数及丝杠的螺距获取波纹管的体积流量；根据人造脉管膨胀时直径变化量、波纹管体积流量获取受力面积下的人造脉管内平均压强变化；根据平均压强变化获取人造脉管对手指肚的压力与步进电机的行走步数之间的关系。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，装置包括：上位机将脉搏搏动数据信息源传送到主控单片机模块，驱动控制脉搏搏动发生器在仿生手臂的桡动脉人造脉管产生脉搏搏动；第一压力检测反馈部件检测管道内的液体压力，第二压力检测反馈部件检测使用者的手感压力，位置检测反馈部件检测步进电机的运行位置，并分别将检测数据反馈至主控单片机模块，并传送到上位机。控制方法包括：根据波纹管的直径、步进电机在t时间内的行走步数及丝杠的螺距获取波纹管的体积流量；根据人造脉管膨胀时直径变化量、波纹管体积流量获取受力面积下的人造脉管内平均压强变化；根据平均压强变化获取人造脉管对手指肚的压力与步进电机的行走步数之间的关系。【专利说明】
本专利技术涉及中医脉象采集领域，尤其涉及。
技术介绍
中医四诊中的“切”即为脉诊，是指中医师通过手指指腹按压患者腕部桡动脉，感知桡动脉脉搏搏动的频率、形状、强弱、节律及深浅等变化来诊断疾病。由于桡动脉脉搏波在一定程度上能反映人体的各种生理和病理情况，是观察体内功能变化的一个重要窗口，因而脉诊对识别病症、判断病情、分辨病机和推断预后，都具有重要意义。然而几千年来，中医师一直依靠手指感觉和经验来体会患者桡动脉脉搏搏动时所提供的生理信息，缺乏客观标准；课堂教学大多只详其理未见其形，脉搏搏动表现与病理特征全靠教师“黑板+粉笔” 口头形容和书本文字描述，学习者仅凭教师讲授，个人对语言文字的理解，在实践中摸索，缺乏对桡动脉脉搏搏动指感直观、感性的认识，因此中医脉诊在教学中困难较大，临床诊脉时分歧较多，更使诊脉经验无法交流，阻碍了中医脉象诊断技术和理论发展。桡动脉脉搏搏动模拟装置为解决上述问题带了诸多便利。但现有脉搏搏动模拟装置多采用液压系统来模拟血液循环，利用电机或油泵控制液路的循环运行，利用电磁阀控制脉管内的液压及流量以实现脉搏搏动的模拟。模拟过程较为复杂，影响脉象效果的因素较多，如电机运转、油泵运行产生的噪音和震动、电磁阀及各种阀门机械加工产生的精度误差、液体的物理特性对液路循环的影响等，由此产生的性能问题，如一致性差、设备运行不稳定、漏油、噪音、震动、爆管等，严重影响了脉搏搏动模拟装置的使用效果。如何减少模拟装置的影响因素、提高装置的实用性和稳定性已成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了，本专利技术实现了模拟出人体28种临床桡动脉脉搏搏动，且模拟准确度高、一致性好，模拟装置实用性强、运行稳定可靠，详见下文描述:一种桡动脉脉搏搏动模拟装置，包括:上位机和电源，所述桡动脉脉搏搏动模拟装置还包括:主控单片机模块、第一压力检测反馈部件、脉搏搏动发生器、仿生手臂、第二压力检测反馈部件和位置检测反馈部件，所述上位机将脉搏搏动数据信息源传送到所述主控单片机模块，所述主控单片机模块驱动控制所述脉搏搏动发生器在所述仿生手臂的桡动脉人造脉管产生脉搏搏动；所述第一压力检测反馈部件用于检测管道内的液体压力，所述第二压力检测反馈部件用于检测使用者的手感压力，所述位置检测反馈部件用于检测步进电机的运行位置，三个检测反馈组件分别将检测数据反馈至所述主控单片机模块，并传送到所述上位机。所述电源由市网电压、医用隔离变压器和电源模块组成，所述市网电压经所述医用隔离变压器隔离后，由所述电源模块分别转换成220V交流电压、48V和5V直流电压，分别给所述上位机、所述脉搏搏动发生器和所述主控单片机模块供电。所述脉搏搏动发生器包括:波纹管、机架、丝杠、步进电机和减震螺栓，所述波纹管的一端固定在所述机架上，并通过管道及联接部件与所述仿生手臂连通，所述波纹管的另一端连接在所述丝杠的螺母上，所述丝杠连接在所述步进电机上，所述减震螺栓一端连接在所述机架上，另一端连接到固定部件上。所述仿生手臂包括:分油器、人造骨架、人造脉管、弹性硅胶块和仿生手皮，所述人造骨架注塑而成；所述仿生手皮套在所述人造骨架上，由硅胶制；所述人造脉管安装在所述分油器上；所述弹性硅胶块放置在所述人造脉管与所述第二压力检测反馈部件之间。所述弹性硅胶块包括:位置控制块，在所述位置控制块的顶部开设有分油器铜管固定槽和人造脉管槽，分别用于固定所述分油器和所述人造脉管，在所述位置控制块的底部还设置有圆形突起，使得使用者手指压力直接作用于所述第二压力检测反馈部件。所述分油器由定位孔、人造血液进端口、流量调节端口、人造血液注入端口、第一铜管和第二铜管组成，所述第一铜管和所述第二铜管之间接入人造脉管，所述第一铜管和所述第二铜管焊接在由所述定位孔、所述人造血液进端口、所述流量调节端口和所述人造血液注入端口组成的金属块上。一种桡动脉脉搏搏动模拟装置的控制方法，所述控制方法包括:(I)根据波纹管的直径、步进电机在t时间内的行走步数以及丝杠15的螺距获取波纹管的体积流量；(2)根据人造脉管膨胀时直径变化量、波纹管的体积流量获取受力面积S下的人造脉管内平均压强变化P;( 3 )根据平均压强变化P获取人造脉管21对手指肚的压力与步进电机的行走步数之间的关系。本专利技术提供的技术方案的有益效果是:1、采用波纹管、人造脉管和连接管道及联接部件形成封闭液路，步进电机带动丝杠运动，使波纹管拉伸或压缩，将其内人造血液压出和吸入，在封闭液路中形成不断变化的压力搏动，导致人造脉管内人造血液压力跟随变化，从而在人造脉管上形成脉搏搏动，模拟脉搏搏动的形成过程简单，影响因素少，设备运行稳定、可靠，为临床脉搏搏动的模拟提供了一种完善设备；2、采用仿生手皮、人造骨架、人造脉管、弹性硅胶块、分油器组成仿生手臂，形态、大小、质感与成年人真实手臂相当，分油器提高了桡动脉脉搏搏动模拟装置运行的稳定性和可靠性；3、上位机采用多传感信息融合技术将第一压力检测反馈部件、第二压力检测反馈部件、位置检测反馈部件采集的信息进行特征级融合，智能判断取脉位置、取脉压力和步进电机运行状态，保证了模拟桡动脉脉搏搏动的准确度高、一致性好；4、通过本专利技术能使中医学生方便地进行中医脉诊的反复实践练习，熟练掌握各种病脉特征特点，从而克服因没有稳定病脉源进行练习而导致把脉不熟、对病脉特征区分不清等不利影响，也减少了在临床过程中的误诊，为提高中医脉诊教学质量、中医学生脉诊技能水平及脉象研究提供了可靠的技术保障；5、通过本专利技术克服了现有技术中远程脉诊的困难，可真实再现患者桡动脉脉搏搏动，使远程中医师可以真真切切摸到患者“脉搏”。【专利附图】【附图说明】图1为桡动脉脉搏搏动模拟装置的电路原理图；图2为桡动脉脉搏搏动模拟装置的机械结构图；图3为弹性硅胶块的结构示意图；图4为分油器的结构示意图；图5为封闭管路的结构简图；图6分别为 变量η (步进电机行走步数)与理论力F的波形图。附图中，各标号所代表的部件列表如下:1:上位机；2:市网电压；3:医用隔离变压器； 4:电源模块；5:主控单片机模块； 6、25:第一压力检测反馈部件7:脉搏搏动发生器；8:仿生手臂；9、26:位置检测反馈部件；10、23:第二压力检测反馈部件；11、18:管道；12:波纹管；13:机架；14:连接部件；15:丝杠；16:步进电机；17:减震螺栓；19:分油器；20:人造骨架；21:人造脉管；22:弹性硅胶块；24:仿生手皮；27:分油器铜管固定槽；28:人造脉管槽；29:位置控制块；30:圆形突起；31:定似本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种桡动脉脉搏搏动模拟装置，包括：上位机和电源，其特征在于，所述桡动脉脉搏搏动模拟装置还包括：主控单片机模块、第一压力检测反馈部件、脉搏搏动发生器、仿生手臂、第二压力检测反馈部件和位置检测反馈部件，所述上位机将脉搏搏动数据信息源传送到所述主控单片机模块，所述主控单片机模块驱动控制所述脉搏搏动发生器在所述仿生手臂的桡动脉人造脉管产生脉搏搏动；所述第一压力检测反馈部件用于检测管道内的液体压力，所述第二压力检测反馈部件用于检测使用者的手感压力，所述位置检测反馈部件用于检测步进电机的运行位置，三个检测反馈组件分别将检测数据反馈至所述主控单片机模块，并传送到所述上位机。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王学民，宋鹏，周鹏，王玥，陆小左，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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