一种基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置及其方法与流程

1.本发明涉及中医诊断和仿真人体模拟技术领域，具体地说，是一种基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置及其方法。


背景技术：

2.人体的脉搏实际上反映了人体的状态，而中医中的切脉就是根据这一原理实现问诊。而实际上，在中医学习过程中，往往没有很多病人用于学习，只能通过仿真训练让初学者能够学习。而人体仿真模拟过程往往很难复现真是病人的脉搏波动。这主要是由于两方面原因，一是由于不同人的脉搏波动不同，想要普适性模拟这么多种脉搏，本身对模拟系统要求较高。另外，脉搏的产生本身是一种血管的波动，而人体的血液循环系统庞大而复杂，要用简单的装置实现复杂的模拟是极为困难的。
3.在这种条件下，依然有许多方案提出用于模拟人体的脉搏，主要分为两类，其中一类是利用马达的震动来模拟脉搏。这种方法虽然较为简单，但是却只能模拟脉搏的波动，但不能反应一些特殊情况，例如动脉硬化人群的脉搏。另一类则是模仿血液循环系统，以泵体带动液体或空气在管路中的循环，来仿真真实的血液循环，从而实现脉搏的仿真。这种方法避免了第一种方法的问题，但随着而来的是液体或空气循环带来的系统复杂问题以及维护困难等问题，同时装置体积较大，成本高，不利于推广。
4.中国专利申请：cn105078430b公开了一种脉搏波血压模拟器，其包括：血压模拟装置，用于模拟人体血压信号，其包括充满气体且可弹性舒张和收缩的软胶管以及用于挤压软胶管的挤压组件，软胶管设于挤压组件内；压力传感器，用于检测软胶管内的压力，其与软胶管连接；脉搏波模拟装置，用于模拟人体脉搏波信号，其包括用于提供脉冲气流的充气泵；控制器，用于控制血压模拟装置及脉搏波模拟装置的工作状态且用于收集压力传感器的反馈信息，血压模拟装置、脉搏波模拟装置及压力传感器均与控制器电性连接。该脉搏波血压模拟器能够模拟人体血压和脉搏信号，可用于准确地检测血压计；但整体结构过于复杂，体积较大，成本高，维护不便。
5.所以综上所述，现亟需要一种结构简单，操作方便，能够克服传统马达震动方法的模拟不足，同时又避免液体或空气循环所导致的系统复杂问题的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置及其方法；但是关于这种新型的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置及其方法，目前还未见报道。


技术实现要素：

6.本发明的目的是，提供一种基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置。
7.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
8.一种基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置，包括铝块基板、主控电路、步进电机、螺纹铝块、音圈电机、软硅胶棒、软硅胶垫以及铝块；所述的铝块基板为一块平整的铝块，其在靠右侧的上部设置有一铝块凸起，且所述的铝块凸起与铝块基板为一体式结构，且在所
述铝块凸起的中间位置设置有一横向通孔，所述的螺纹铝块穿过铝块凸起中间的通孔与所述的步进电机相连接，且所述的步进电机位于铝块凸起的左侧位置，其底面与铝块基板固定相接；所述铝块凸起的右侧设置有一铝块a，且所述的螺纹铝块与铝块a垂直固定连接；所述铝块凸起的左侧远端位置还设置有铝块b，且所述软硅胶棒的两端分别水平穿过铝块a和铝块b，并粘贴在所述的铝块a和铝块b上；所述软硅胶棒的顶部紧贴有一层软硅胶垫；所述铝块a的右侧设置有一音圈电机，所述音圈电机的底端固定在所述的铝块基板上，其上端顶住所述的软硅胶棒；在所述的铝块基板上还设置有一主控电路，且所述的主控电路分别与音圈电机和步进电机电性连接，以驱动两个电机运动。
9.在上述所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置中，作为一个优选方案，所述的铝块a位于铝块基板的上方，且与铝块基板无直接接触。
10.在上述所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置中，作为一个优选方案，所述的铝块b位于铝块基板的上方，其底部与铝块基板固定连接。
11.在上述所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置中，作为一个优选方案，所述铝块凸起中通孔的形状与螺纹铝块的形状相吻合，且所述通孔的尺寸略大于螺纹铝块的尺寸。
12.在上述所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置中，作为一个优选方案，所述的螺纹铝块与软硅胶棒平行，并位于软硅胶棒的下方。
13.在上述所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置中，作为一个优选方案，所述步进电机的正转或者反转可以控制螺纹铝块左右运动，从而控制铝块b的左右运动。
14.本发明的再一的目的是，提供一种用于模拟人体脉搏的方法。
15.为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：
16.一种用于模拟人体脉搏的方法，包括上述所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置以及以下步骤；
17.经由所述主控电路，控制步进电机的转动正反转动步数，从而控制带螺纹的铝块左右运动的距离；向左运动可降低软硅胶棒的紧绷程度，以模拟血管松弛状态；反之，向右运动可增加软硅胶棒的紧绷程度，以模拟血管硬化状态；
18.经过所述主控电路，控制音圈电机的伸缩，从而使得软硅胶棒受到音圈电机驱动，实现软硅胶棒的震动；通过调节音圈电机的伸缩量和伸缩频率，可实现软硅胶棒的不同振动模式，从而模拟人体脉搏的不同跳动规律，即不同脉象。
19.本发明优点在于：
20.1、本发明结构简单，操作方便，制作成本较低，整体采用仅有两个电机即可实现包括血管软硬度和脉搏跳动模式的多重模拟；同时降低了模拟脉搏与人体实际脉搏的差异，提高了模拟脉象的还原度；其整体稳定性好，准确度高，受外界干扰影响小。
21.2、本发明采用软硅胶棒模拟血管，避免了使用流体带来的复杂系统，同时有保证了血管的相关特性得以呈现。
附图说明
22.附图1是本发明中所述基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置的结构示意图。
23.附图2是本实施例2中所述用于模拟人体脉搏的方法的局部流程图。
具体实施方式
24.下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
25.附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
26.1.铝块基板2.主控电路3.步进电机4.螺纹铝块5.音圈电机6.软硅胶棒7.软硅胶垫8.铝块9.铝块凸起10.通孔11.铝块a12.铝块b
27.实施例1
28.请参见附图1所示，附图1是本发明中所述基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置的结构示意图。
29.本发明主要利用一根弹性硅胶棒来模拟血管，并通过控制硅胶棒的拉伸程度实现血管软硬的控制，以及通过对硅胶棒的敲击实现血管搏动的模拟，进而克服马达方法的模拟不足，同时又避免液体或空气循环所导致的系统复杂问题；对于此，其具体涉及一种基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置，该装置主要包括铝块基板1、主控电路2、步进电机3、螺纹铝块4、音圈电机5、软硅胶棒6、软硅胶垫7以及铝块8；所述的铝块基板1为一块平整的铝块，其在靠右侧的上部设置有一铝块凸起9，且所述的铝块凸起9与铝块基板1为一体式结构，且在所述铝块凸起9的中间位置设置有一横向通孔10，所述的螺纹铝块4穿过铝块凸起中间的通孔10与所述的步进电机3相连接，且所述的步进电机3的内部设置有输出轴以及齿轮，且所述的螺纹铝块4中的输出轴转动式连接，其所述的步进电机3为现有技术，而且已配合应用于临床中的多项设备使用，其内部结构再次便不多加赘述；且所述的步进电机3位于铝块凸起的左侧位置，其底面与铝块基板1固定相接；所述铝块凸起9的右侧设置有一铝块a11，且所述的螺纹铝块与铝块a11垂直固定连接；所述铝块凸起的左侧远端位置还设置有铝块b12，且所述软硅胶棒的两端分别水平穿过铝块a11和铝块b12，并粘贴在所述的铝块a和铝块b上，且所述的软硅胶棒6可通过黏胶或者其他黏性材质进行与铝块a和铝块b的粘贴固定；所述软硅胶棒6的顶部紧贴有一层软硅胶垫7，且所述的软硅胶垫6可以在音圈电机5上下震动的频率下，通过该顶部的软硅胶垫6得以缓冲，使得用于模拟脉搏的震动更为柔和，增强模拟的真实性；所述铝块a11的右侧设置有一音圈电机5，所述音圈电机5的底端固定在所述的铝块基板1上，其上端顶住所述的软硅胶棒6，且所述的音圈电机5用于模拟人体脉搏的不同跳动规律；在所述的铝块基板1上还设置有一主控电路2，且所述的主控电路2分别与音圈电机5和步进电机3电性连接，以驱动两个电机运动。
30.在本实施例中，优选所述的铝块a11位于铝块基板1的上方，且与铝块基板1无直接接触，该设置可方便螺纹铝块带动铝块a左右移动，已实现对血管不同状态下的模拟效果。
31.在本实施例中，优选所述的铝块b12位于铝块基板1的上方，其底部与铝块基板1固定连接，其所述的铝块b可与铝块基板通过螺钉螺母固定式连接，进而增加其稳定性。
32.在本实施例中，优选所述铝块凸起9中通孔10的形状与螺纹铝块4的形状相吻合，且所述通孔10的尺寸略大于螺纹铝块4的尺寸，该设置能够便于螺纹铝块在通孔中进行往
返运动。
33.在本实施例中，优选所述的螺纹铝块9与软硅胶棒6平行，并位于软硅胶棒6下方。
34.在本实施例中，优选所述步进电机3的正转或者反转可以控制螺纹铝块左右运动，从而控制铝块b12的左右运动，以实现对模拟血管松弛或硬化状态，以保证血管的相关特性得以呈现。
35.需要说明的是：本发明结构简单，操作方便，制作成本较低，整体采用仅有两个电机即可实现包括血管软硬度和脉搏跳动模式的多重模拟；同时降低了模拟脉搏与人体实际脉搏的差异，提高了模拟脉象的还原度；其整体稳定性好，准确度高，受外界干扰影响小；且本发明中所采用软硅胶棒模拟血管，避免了使用流体带来的复杂系统，同时有保证了血管的相关特性得以呈现。
36.实施例2
37.请参见附图2所示，附图2是本实施例2中所述用于模拟人体脉搏的方法的局部流程图。
38.本发明主要能够真实准确地实现血管软硬度和脉搏跳动模式的多重模拟，继而来涉及一种用于模拟人体脉搏的方法，该方法主要包括所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置以及以下步骤；
39.首先在经由所述主控电路1开启后，来控制步进电机3的转动正反转动步数，从而控制螺纹铝块4左右运动的距离；同时向左运动可降低软硅胶棒的紧绷程度，以模拟血管松弛状态；反之，向右运动可增加软硅胶棒的紧绷程度，以模拟血管硬化状态；
40.其次经过所述主控电路1开启后，来控制音圈电机5的伸缩，从而使得软硅胶棒6受到音圈电机驱动，实现软硅胶棒6的震动；在使用过程中可通过调节音圈电机的伸缩量和伸缩频率，来实现软硅胶棒6的不同振动模式，从而模拟人体脉搏的不同跳动规律，即不同脉象。
41.其所述软硅胶棒6的震动可通过顶部的软硅胶垫7得以缓冲，使得用于模拟脉搏的震动更为柔和，增强模拟的真实性。
42.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置，其特征在于，包括铝块基板、主控电路、步进电机、螺纹铝块、音圈电机、软硅胶棒、软硅胶垫以及铝块；所述的铝块基板为一块平整的铝块，其在靠右侧的上部设置有一铝块凸起，且所述的铝块凸起与铝块基板为一体式结构，且在所述铝块凸起的中间位置设置有一横向通孔，所述的螺纹铝块穿过铝块凸起中间的通孔与所述的步进电机相连接，且所述的步进电机位于铝块凸起的左侧位置，其底面与铝块基板固定相接；所述铝块凸起的右侧设置有一铝块a，且所述的螺纹铝块与铝块a垂直固定连接；所述铝块凸起的左侧远端位置还设置有铝块b，且所述软硅胶棒的两端分别水平穿过铝块a和铝块b，并粘贴在所述的铝块a和铝块b上；所述软硅胶棒的顶部紧贴有一层软硅胶垫；所述铝块a的右侧设置有一音圈电机，所述音圈电机的底端固定在所述的铝块基板上，其上端顶住所述的软硅胶棒；在所述的铝块基板上还设置有一主控电路，且所述的主控电路分别与音圈电机和步进电机电性连接，以驱动两个电机运动。2.根据权利要求1所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置，其特征在于，所述的铝块a位于铝块基板的上方，且与铝块基板无直接接触。3.根据权利要求1所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置，其特征在于，所述的铝块b位于铝块基板的上方，其底部与铝块基板固定连接。4.根据权利要求1所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置，其特征在于，所述铝块凸起中通孔的形状与螺纹铝块的形状相吻合，且所述通孔的尺寸略大于螺纹铝块的尺寸。5.根据权利要求1所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置，其特征在于，所述的螺纹铝块与软硅胶棒平行，并位于软硅胶棒的下方。6.根据权利要求1所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置，其特征在于，所述步进电机的正转或者反转可以控制螺纹铝块左右运动，从而控制铝块b的左右运动。7.一种用于模拟人体脉搏的方法，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置以及以下步骤；经由所述主控电路，控制步进电机的转动正反转动步数，从而控制带螺纹的铝块左右运动的距离；向左运动可降低软硅胶棒的紧绷程度，以模拟血管松弛状态；反之，向右运动可增加软硅胶棒的紧绷程度，以模拟血管硬化状态；经过所述主控电路，控制音圈电机的伸缩，从而使得软硅胶棒受到音圈电机驱动，实现软硅胶棒的震动；通过调节音圈电机的伸缩量和伸缩频率，可实现软硅胶棒的不同振动模式，从而模拟人体脉搏的不同跳动规律，即不同脉象。

技术总结
本发明涉及一种基于弹性硅胶棒的人体脉搏模拟装置及其方法，包括铝块基板、主控电路、步进电机、螺纹铝块、音圈电机、软硅胶棒、软硅胶垫以及铝块；所述的铝块基板右侧的上部设置有铝块凸起，在所述铝块凸起的中间位置设置有横向通孔，所述的螺纹铝块穿过铝块凸起中间的通孔与步进电机相连接；所述的铝块基板上还设置有主控电路，且所述的主控电路分别与音圈电机和步进电机电性连接，以驱动两个电机运动；其优点表现在：本发明结构简单，制作成本较低，整体采用两个电机即可实现包括血管软硬度和脉搏跳动模式的多重模拟；同时降低了模拟脉搏与人体实际脉搏的差异，提高了模拟脉象的还原度；其整体稳定性好，准确度高，受外界干扰影响小。小。小。


技术研发人员：赵嘉晶 郭进先 张从周 吴媛 龚雯静 汪颖珏 范佳玮 陈敬贤 叶杰 顾嘉明
受保护的技术使用者：上海市普陀区人民医院（上海纺织第一医院）
技术研发日：2022.01.10
技术公布日：2022/3/8