智能呼吸训练系统、控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了智能呼吸训练系统、控制系统及控制方法，智能呼吸训练系统包括依次连接的的流体设备、净化设备、气体分离装置、气体混合器和加湿器，还包括通信组件、生理参数监测仪和控制器，控制器通过通信组件连接生理参数监测仪，净化设备连接有压力传感器，气体分离装置具有第一出口和第二出口，气体分离装置通过第一阀门和第二阀门连接气体混合器，气体混合器连接有氧气传感器，加湿器连接有温湿度传感器，流体设备、加湿器、第一阀门和第二阀门均连接控制器。本发明专利技术针对现有呼吸训练设备的气体控制不够精细灵活、结构复杂、可靠性低、气流不能稳定输出等问题提出新颖的设计方案，能够稳定地调节气体流量、含氧量和气压，并能输出稳定气流。

【技术实现步骤摘要】
智能呼吸训练系统、控制系统及控制方法
本专利技术涉及体育运动保健训练器械
，具体涉及智能呼吸训练系统、控制系统及控制方法。
技术介绍
众所周知，低氧环境对身体技能的代谢变化有损伤一面，也有抗损伤的一面，关键在于低氧发生的程度及持续时间等因素，因此适当的低氧训练提高机体的抗缺氧能力、增强体质有着十分显著的作用。在运动生理实践中，高原训练或模拟高原训练的低氧训练方式对一些特殊专业人员(如运动员、飞行员、宇航员、潜水员、高原工作者及健身人员等)提高运动成绩和工作能力、健身减肥等方面的作用被证明是行之有效的，而近年来所做的一些临床医学实践也表明，低氧训练可使人体红细胞数、血红蛋白、血细胞比容及血循环和氧利用能力提高。庞阳康等人发表在2009年7期《体育学刊》期刊上的“高氧恢复对低氧训练大鼠骨骼肌SDH和MDH活性的影响”一文中指出，高氧能提高血氧张力，增加血氧含量和组织储氧量，改善机体缺血缺氧状态，改善组织代谢；高氧可以迅速改善机体缺氧状况和能量代谢的模式，进而改善机体自由基的代谢状况。因此补氧可以拮抗自由基直接攻击细胞的超微结构，保证了细胞结构的完整性及其功能的正常发挥；并防止自由基损伤酶的结构导致有氧代谢酶活性的下降。瞿超艺等人发表在2020年4期《中国体育教练员》期刊上的“高氧气体补充对人体运动后恢复相关指标的影响”一文中指出，高氧气体补充对人体运动后恢复的相关指标具有一定的积极作用，对于运动后机体的恢复，高氧气体补充是一种无创、有效的干预手段。间歇性高低氧训练运用上述原理，要求模拟高海拔地区的低氧及低压的环境以达到促进细胞感知和适应氧气变化机制的训练效果，有效改善身体机能，提高身体适应低氧环境的耐受性。目前间歇性高低氧训练被医学和生理学证明，对于部分人群的高血压、高血脂、动脉硬化、心肌功能、男性精子质量、造血能力和人脑认知有着比较明显的改善效果，可用于提高人体机能，增强人体的免疫系统、非特异性补偿能力和有氧输出。目前的呼吸训练设备的气体控制不够精细灵活，结构复杂，可靠性低，气流不能稳定输出，部分设备还需配备气罐作为缓冲罐，导致设备体积增大。
技术实现思路
针对现有呼吸训练设备的气体控制不够精细灵活、结构复杂、可靠性低、气流不能稳定输出的技术问题，本专利技术提供的智能呼吸训练系统、控制系统及控制方法，能够稳定地调节气体流量、含氧量和气压，并能输出稳定气流。为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：智能呼吸训练系统，包括依次连接的的流体设备、净化设备、气体分离装置、气体混合器和加湿器，还包括通信组件、生理参数监测仪和控制器，所述控制器通过所述通信组件连接所述生理参数监测仪，所述净化设备连接有压力传感器，所述气体分离装置具有第一出口和第二出口，所述第一出口通过第一阀门连接所述气体混合器，所述第二出口通过第二阀门连接所述气体混合器，所述第一出口还连接有第三阀门，所述第二出口通过第四阀门连通大气，所述气体混合器连接有氧气传感器，所述加湿器连接有温湿度传感器，所述流体设备、加湿器、第一阀门和第二阀门均连接所述控制器。可选地，所述流体设备连接有冷凝器，所述冷凝器连接有气液分离器。可选地，所述气液分离器通过换热器连接所述净化设备。可选地，所述气液分离器连接所述加湿器。可选地，所述加湿器通过第五阀门连通大气。可选地，所述第三阀门连接所述第四阀门。可选地，所述流体设备连接有温度传感器和散热器，所述温度传感器连接所述控制器。可选地，所述加湿器连接有气囊。为实现本专利技术的目的，本专利技术还提供智能呼吸训练控制系统，包括所述的智能呼吸训练系统、终端设备和服务器，所述智能呼吸训练系统与所述终端设备连接，所述终端设备与所述服务器连接。应用于所述智能呼吸训练控制系统的控制方法，包括以下步骤：执行自检程序，判断所述智能呼吸训练系统的设备状态是否为正常；若所述智能呼吸训练系统的设备状态正常，则检测生理参数监测仪与所述控制器的连接状态；如果所述连接状态为已连接，则控制终端设备展示模式选项；监控终端设备发出的启动指令，所述启动指令用于启动流体设备；当接收到所述启动指令，依据所述启动指令启动流体设备，开启安全监测程序；执行所述模式选项。可选地，所述安全监测程序包括，流体设备温度监测、管路压力监测和生理参数监测。可选地，所述模式选项包括第一模式和第二模式。采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：智能呼吸训练系统以尽量少的传感器和部件降低了设备的复杂度，可靠性得以提升；第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门的配合工作能够灵活地调节含氧量、气流量和气压，智能呼吸训练系统能够实现与终端设备、生理参数监测仪和服务器的通信，设备运行状态能够被实时监控，能够根据外部信息和指令工作，并能根据用户生理状态调整输出气体参数，用户也能够在终端设备上直接选择或设置训练模式；气体分离装置能够持续稳定地分离出富氮气体和富氧气体，制气效率较高，第五阀门的设置允许在气压低时让空气进入气体输出管路，使得用户使用时不会产生不适感，同时通过加湿器利用了气液分离器产生的水，减少了补水操作，进一步减小了设备体积。附图说明图1为本专利技术实施例提出的智能呼吸训练系统结构示意图；图2为本专利技术实施例提出的智能呼吸训练控制系统结构示意图。附图标记：1、控制器；2、流体设备；3、换热器；4、气囊；5、气液分离器；6、气体混合器；7、排水阀；8、气体分离装置；9、加湿器；13、冷凝器；15、净化设备；10、第五阀门；11、第一阀门；12、第二阀门；16、第三阀门；17、第四阀门；20、终端设备；21、服务器；22、生理参数监测仪；100、智能呼吸训练系统。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。如图1所示的智能呼吸训练系统100，包括依次连接的的流体设备2、净化设备15、气体分离装置8、气体混合器6和加湿器9，流体设备2采用空气压缩机或鼓风机，优选为无油空压机或无油鼓风机，净化设备15包含一级滤芯和二级滤芯，一级滤芯的过滤精度为0.5微米，二级滤芯的过滤精度为0.01微米，气体分离装置8采用有机高分子膜组件，优选采用中空纤维膜组件，压缩空气通过气体分离装置8分离为富氮气体和富氧气体，气体混合器6可以为一段包含三通接头的管路，还可以在管路中设置静态混合器，加湿器9采用超声波雾化技术，还包括通信组件、生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能呼吸训练系统，其特征在于，包括依次连接的的流体设备、净化设备、气体分离装置、气体混合器和加湿器，还包括通信组件、生理参数监测仪和控制器，所述控制器通过所述通信组件连接所述生理参数监测仪，所述净化设备连接有压力传感器，所述气体分离装置具有第一出口和第二出口，所述第一出口通过第一阀门连接所述气体混合器，所述第二出口通过第二阀门连接所述气体混合器，所述第一出口还连接有第三阀门，所述第二出口通过第四阀门连通大气，所述气体混合器连接有氧气传感器，所述加湿器连接有温湿度传感器，所述流体设备、所述加湿器、所述第一阀门和所述第二阀门均连接所述控制器。/n

【技术特征摘要】
1.智能呼吸训练系统，其特征在于，包括依次连接的的流体设备、净化设备、气体分离装置、气体混合器和加湿器，还包括通信组件、生理参数监测仪和控制器，所述控制器通过所述通信组件连接所述生理参数监测仪，所述净化设备连接有压力传感器，所述气体分离装置具有第一出口和第二出口，所述第一出口通过第一阀门连接所述气体混合器，所述第二出口通过第二阀门连接所述气体混合器，所述第一出口还连接有第三阀门，所述第二出口通过第四阀门连通大气，所述气体混合器连接有氧气传感器，所述加湿器连接有温湿度传感器，所述流体设备、所述加湿器、所述第一阀门和所述第二阀门均连接所述控制器。


2.根据权利要求1所述的智能呼吸训练系统，所述流体设备连接有冷凝器，所述冷凝器连接有气液分离器。


3.根据权利要求2所述的智能呼吸训练系统，所述气液分离器通过换热器连接所述净化设备。


4.根据权利要求2所述的智能呼吸训练系统，所述气液分离器连接所述加湿器。


5.根据权利要求1所述的智能呼吸训练系统，所述加湿器通过第五阀门连通大气。


6.根据权利要求1所述的智能呼吸训练系统，所述第三阀门连接所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁红标，卢伟，刘兆国，连楠楠，
申请(专利权)人：杭州格森赫特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33