專利名稱：移動式數(shù)控液壓體外心臟按壓機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，用于心跳驟停病人的搶救。
背景技術(shù)：
心跳驟停一經(jīng)確診，應(yīng)立即搶救，進行有效的人工呼吸，建立有效的人工血液循環(huán)。心臟驟停后，腦組織急性缺血必然導(dǎo)致缺氧性腦損傷，其嚴重程度與心臟驟停的時間密切相關(guān)。部分患者雖然獲心肺復(fù)蘇成功，但終因不可逆性腦功能損害而致死亡或殘留嚴重后遺癥。目前，在建立人工血液循環(huán)方面，普遍采用人工體外心臟按壓的方法，以80～100次/分的頻率使胸壁下陷4～5公分，其優(yōu)點為快速簡便，但對操作人員的技術(shù)有極為嚴格的要求，按壓頻率不夠、深度不足，按壓效果不理想；按壓過深、用力不均容易出現(xiàn)肋骨骨折等并發(fā)癥；操作人員體力消耗過大，易疲勞，難以持久保證按壓效果；當搶救非典等烈性傳染病人時，操作人員被傳染的機率大增?，F(xiàn)有的心臟按壓器械，往往是輕便的，其按壓頭易移位，機座不穩(wěn)，不能達到足夠的按壓深度，無法保證按壓效果；定位穩(wěn)固的，往往搬移費時，如專利申請?zhí)枮?8249385.1的自動心臟按壓器，由電機帶動偏心輪達到體外心臟按壓的目的，并配有手動高度調(diào)節(jié)裝置，但機器笨重，搬動不便，無法達到快速搶救的目的，且占據(jù)病人胸前空間過大，影響其他搶救步驟的開展；氣動的體外心臟按壓裝置如專利申請?zhí)枮?3117260.8心臟復(fù)蘇執(zhí)行裝置和專利申請?zhí)枮?1274169.8的全自動心臟按摩復(fù)蘇儀，由于氣壓的沖擊性，容易引發(fā)肋骨骨折，其前期準備工作也較為費時；而專利申請?zhí)枮?5111032.2和95239721.8的液壓式多功能電腦人體心肺復(fù)蘇機，采用了液壓傳動對心臟進行按壓，不易發(fā)生肋骨骨折，但病人必須躺到該機上的特定位置，然后把配有胸帶的液壓缸放到病人胸前才能進行搶救，而對心跳驟停病人，就地立即進行體外心臟按壓是基本原則，因而也得不到實際應(yīng)用，目前國家食品藥品監(jiān)督管理局的《醫(yī)療器械分類目錄》中還沒有體外心臟按壓器械。

發(fā)明內(nèi)容
為了使體外心臟按壓快捷有效、穩(wěn)定持久，避免肋骨骨折等并發(fā)癥的發(fā)生，降低醫(yī)務(wù)人員被烈性傳染病傳染的機率，本發(fā)明提供了一種能在幾秒種時間內(nèi)就能投入使用的移動式數(shù)控數(shù)顯液壓傳動的體外心臟按壓機。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本機是采用單片機(MCU)控制技術(shù)、利用液壓傳動原理的機電一體化產(chǎn)品；一個油泵拖三種功能的液壓缸，一組萬向輪液壓缸，控制萬向輪的升降，便于機器移動和按壓頭中心定位；在機身的側(cè)面裝一組按壓架升降液壓缸，控制按壓架的升降，用于按壓頭高度定位；按壓液壓缸裝在按壓架懸臂的一端，按壓頭連接在按壓液壓缸的活塞桿下端；按壓頭上裝有測力傳感器，按壓液壓缸配有位移傳感器測量按壓深度，并裝有萬向輪上、下限位傳感器和測量液壓系統(tǒng)壓力的壓力傳感器和按壓油路流量的流量傳感器；機身上面裝有操作臺，單片機按預(yù)設(shè)程序，根據(jù)操作臺按鍵和傳感器信號控制電動機、萬向輪液壓缸電磁換向閥、按壓架升降液壓缸電磁換向閥、按壓液壓缸電磁換向閥或步進電機帶動的換向轉(zhuǎn)閥、電磁比例流量閥、電磁比例壓力閥，進而控制液壓系統(tǒng)的開停、萬向輪的升降、按壓架及按壓頭的高度、按壓頻率、壓占比(下壓周期T1占整個周期T的百分比)、按壓深度、按壓頭下壓速度、按壓強度；在按壓前及按壓過程中可通過箭頭按鍵對參數(shù)進行調(diào)節(jié)；設(shè)定的按壓頻率、按壓深度、壓占比、按壓強度及系統(tǒng)壓力、流量用數(shù)碼管實時顯示，電機運轉(zhuǎn)、萬向輪和按壓架上下移動時用指示燈同步指示，按壓頭所處按壓深度及對胸壁的按壓力用光柱顯示器同步顯示，并配以按壓強度、按壓深度超出報警調(diào)節(jié)裝置。
本移動式數(shù)控液壓體外心臟按壓機主要由液壓移動式快速定位、按壓系統(tǒng)和單片機控制顯示系統(tǒng)構(gòu)成。
液壓移動式快速定位、按壓系統(tǒng)由一臺單相220V交流電動機拖動一個液壓泵，與一組萬向輪液壓缸、一組按壓架升降液壓缸、一個按壓液壓缸以及相應(yīng)的方向、壓力、速度、平衡、同步控制回路等組成液壓系統(tǒng)。
機身的內(nèi)部為油箱，油箱蓋板里面裝油泵，上面一側(cè)安裝電動機，另一側(cè)為液壓集成塊，方向、壓力、流量控制閥等安裝在液壓集成塊上，電動機、液壓集成塊及液壓閥用罩殼包住，罩殼上面為操作臺。
萬向輪液壓缸起萬向輪與機腳的位置作上下相對運動的作用，當萬向輪液壓缸使萬向輪下降落地、機腳離地時，機器可以在地面自由移動，以便按壓頭迅速對準病人胸前適當?shù)牟课?，而當萬向輪液壓缸使萬向輪上升，機腳著地，機身穩(wěn)定，按壓時不會晃動。萬向輪液壓缸可采用萬向輪與機身作相對位置運動、機腳與機身位置固定和萬向輪與機身位置固定、機腳與機身作相對運動兩種方式。
采用萬向輪與機身作相對位置運動、機腳與機身位置固定方式的，萬向輪伸出時機腳離地、萬向輪縮回時機腳著地。將單活塞桿式液壓缸的缸體底部或活塞桿固定于油箱底板、另一端與萬向輪車架相連，機身底板四角向下引出機腳，車架下面安裝多個萬向輪，以四角各安裝一個萬向輪為首選，為了使機器在需要時能快速投入使用，待機時，應(yīng)使萬向輪處于著地狀態(tài)，在萬向輪液壓缸上配有液控單向閥平衡回路，以防重力的作用使油液泄漏，機身緩慢下降致使機腳落地，影響緊急使用。萬向輪液壓缸的數(shù)量可以是一個，也可多個，只裝一個的，液壓缸較大，機器的重心必須通過液壓缸活塞桿的中心，在推動機器時因受力的不平衡，影響油缸的密封性能，易導(dǎo)致油液的泄漏，安裝多個的，以安裝3～4個規(guī)格相同的萬向輪液壓缸為宜，裝3個的，在萬向輪車架一側(cè)的中點安裝一個，另一側(cè)的前后角上各裝一個，通過1∶2分流集流閥和1∶1分流集流閥、電液伺服閥或比例流量閥等元件組成同步回路；裝4個的，可在萬向輪車架的四角各裝1個，配上相應(yīng)的分流集流元件組成同步回路。
采用萬向輪與機身位置固定，機腳與機身作相對位置運動方式的，機腳縮回時、萬向輪落地，機腳伸出落地時、萬向輪離地。將數(shù)個(以4個為實用)液壓缸組成同步回路，采用單活塞桿式液壓缸時，將缸體或活塞桿固定于機身底板或側(cè)面四角，另一端向下引出機腳，采用雙活塞桿液壓缸時，則將缸體與機身側(cè)面固定，活塞桿向下引出機腳。
按壓架升降液壓缸裝在機身的側(cè)面，用于按壓架與機身的位置作上下相對運動，調(diào)節(jié)按壓頭高度，數(shù)量1～2個。為使機器結(jié)構(gòu)緊湊，可將液壓缸裝在機身內(nèi)側(cè)壁。采用活塞桿朝上的單活塞桿液壓缸，活塞上下移動的行程較長；采用實心雙活塞桿式的，按壓時穩(wěn)固性好，油缸內(nèi)泄漏少。在按壓架升降液壓缸的上腔配有液控單向閥平衡回路，在下腔采用液控單向閥加單向順序閥的平衡回路。采用單個液壓缸的，按壓架由活塞桿套、懸臂、橫臂、滑桿、滑套等組成，通過緊固螺帽固定于按壓液壓缸的活塞桿上端，滑套與按壓架升降液壓缸相平行，裝于其的對側(cè)，滑桿緊密地套在滑套內(nèi)，上端通過橫臂與活塞桿套相連，在按壓時達到增加穩(wěn)定性、阻止活塞旋轉(zhuǎn)、減少油缸內(nèi)泄漏的作用。當按壓架升降液壓缸上腔進油時按壓架下移，帶動按壓液壓缸及按壓頭下降，而按壓架升降液壓缸下腔進油時則按壓架上移，帶動按壓液壓缸及按壓頭上升。采用空心雙活塞桿式的，將活塞桿兩頭固定，缸體上下活動，按壓架升降架與缸體相連，當其上腔進油時，缸體升高，帶動按壓架、按壓頭上升，下腔進油則相反。采用2個液壓缸的，將對側(cè)的滑桿、滑套換成液壓缸，組成同步回路。
萬向輪液壓缸、萬向輪與按壓架升降液壓缸、按壓架組成液壓移動式快速定位系統(tǒng)。
液壓按壓系統(tǒng)由連在按壓架懸臂外端的按壓液壓缸和裝于其活塞桿下端的按壓頭構(gòu)成?？刹捎没钊麠U朝下的單活桿液壓缸或雙活塞桿液壓缸，采用單活塞桿液壓缸的外觀簡潔，但當活塞行到下方盡頭時，可能會因按壓頭受力不均勻而向一側(cè)偏位。采用雙活塞桿液壓缸則可避免偏位。按壓頭兩層圓板中間裝有一個測力傳感器，從上層圓板間隔一定的角度向上引幾根導(dǎo)桿，在按壓液壓缸的側(cè)面裝有導(dǎo)軌或套環(huán)，導(dǎo)桿從導(dǎo)軌或套環(huán)中通過，導(dǎo)桿既可阻止按壓頭轉(zhuǎn)動、偏位又使測力傳感器引線從其中心引出，并作為位移傳感器動件的載體。采用雙活塞桿式的，導(dǎo)桿的上端與活塞上桿相連。按壓頭下面套一個薄橡膠圓墊。按壓液壓缸活塞的最大行程定在6公分左右，當按壓液壓缸上腔進油時，按壓頭下移，向下壓迫胸壁，使心臟向動脈射血，下腔進油時，按壓頭回復(fù)，胸壁回彈，靜脈血回流，達到體外心臟按壓的目的。
對于按壓液壓缸的方向控制問題，由于要求按壓頻率每分鐘80～100次，換向響應(yīng)速度快，可選用濕式交流型三位四通電磁換向閥，但頻繁的換向?qū)ζ涞馁|(zhì)量有很高的要求。也可采用步進電機控制的換向轉(zhuǎn)閥。換向轉(zhuǎn)閥閥體的一端有進油口、回油口，另一端有兩個工作油口A、B，閥芯徑向堵油段的兩側(cè)有A、B兩油室，油口A、B則與各自的環(huán)槽相通，環(huán)槽通過各自的油溝與A、B油室相通，閥芯的轉(zhuǎn)軸由步進電機帶動，隨著閥芯的轉(zhuǎn)動，進油口、回油口與工作油口A、B的通斷狀況發(fā)生周期性的變化，如起始位置的閥芯堵油段堵住進油口和回油口，各油管互不相通，按壓頭處于0位，當步進電機帶動閥芯作順時針轉(zhuǎn)動，進油口與A口接通，回油口與B口接通時，按壓液壓缸上腔進油，活塞下移，向下按壓胸壁；步進電機使閥芯轉(zhuǎn)到半周位置時，進、出油口又被堵住，各油管又互不相通，按壓頭位于按壓的要求深度處；步進電機使閥芯繼續(xù)順時針轉(zhuǎn)動，使進油口與B口相通，回油口與A口相通時，活塞上移，按壓頭向上回復(fù)；當按壓頭回到0位時，步進電機使閥芯立即回到起始位置，再次堵住進、回油口，如此周而復(fù)始，閥芯每轉(zhuǎn)一周，完成一次完整的按壓、放松過程。
控制顯示系統(tǒng)單片機按預(yù)設(shè)程序，根據(jù)操作臺按鍵和傳感器信號控制電動機、萬向輪液壓缸電磁換向閥、按壓架升降液壓缸電磁換向閥、按壓液壓缸電磁換向閥或步進電機帶動的換向轉(zhuǎn)閥、電磁比例流量閥、電磁比例壓力閥的動作，進而控制液壓系統(tǒng)的開停、萬向輪的升降、按壓頭的高度、按壓頻率、壓占比、按壓深度、按壓頭下壓速度、按壓強度。
單片機輸入信息來自操作臺按鍵和傳感器。
操作臺上有16個按鍵，分別為開/關(guān)機鍵、萬向輪上升健、萬向輪放下鍵、按壓架升高鍵、按壓架下降鍵、按壓架升降停止鍵、按壓程序開始鍵、按壓程序停止鍵、頻率上調(diào)鍵、頻率下調(diào)鍵、深度上調(diào)鍵、深度下調(diào)鍵、壓占比上調(diào)鍵、壓占比下調(diào)鍵、按壓強度上調(diào)鍵、按壓強度下調(diào)鍵。
傳感器兩個開關(guān)量傳感器，感知萬向輪離地機腳落地的萬向輪上限位傳感器和感知萬向輪落地機腳離地的萬向輪下限位傳感器；模擬量傳感器有四個，測力傳感器裝在按壓頭兩層圓板中間，位移傳感器的靜件固定于按壓液壓缸的側(cè)壁，動件裝在于按壓頭相連的導(dǎo)桿上，壓力傳感器測系統(tǒng)的壓力，流量傳感器測按壓回路的流量，通過變送器、A/D轉(zhuǎn)換器與單片機I/O接口相連。
單片機的輸出控制電動機、液壓方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥及顯示報警系統(tǒng)。
單片機的輸出經(jīng)驅(qū)動器、交流型光電隔離器控制電動機、電磁換向閥萬向輪上升線圈、萬向輪下降線圈、電磁換向閥按壓架上升線圈、按壓架下降線圈，進而控制油泵的運轉(zhuǎn)和液壓系統(tǒng)的運行、萬向輪的升、降、按壓架的升、降，各自的驅(qū)動口并聯(lián)接一個LED指示燈，以顯示所處的狀態(tài)。
對按壓液壓缸的控制根據(jù)按壓回路的換向閥的選擇而有兩種方式。
采用電磁換向閥控制按壓頭運行的，單片機對電磁換向閥線圈的控制也經(jīng)過驅(qū)動器、交流型光電隔離器。
采用步進電機帶動換向轉(zhuǎn)閥方式的，單片機輸出經(jīng)步進電機驅(qū)動器控制步進電機。每一按壓周期步進電機在各分周期的前進步數(shù)由步進電機的步距角和換向轉(zhuǎn)閥的結(jié)構(gòu)特性決定，為提高換向轉(zhuǎn)閥的響應(yīng)速度，轉(zhuǎn)閥的閥芯徑向堵油段稍大于進、回油口，使A、B兩油室的扇面弧度盡量大，進、回油口從關(guān)閉狀態(tài)要與工作油口接通時，步進電機只要走一小步就達到目的，然后步進電機步進使轉(zhuǎn)閥閥芯徑向堵油段位于將要堵住進、回油口的位置，步進的速度由按壓頻率、壓占比等決定，當按壓深度到設(shè)定的要求或回復(fù)到0位時，步進電機可立即帶動轉(zhuǎn)閥閥芯堵住進、回油口。步進電機步距角過大，影響油口關(guān)閉速度，步距角小者則轉(zhuǎn)一周的步數(shù)太多，通過在步進電機與轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)軸之間安裝變速齒輪可用較小的步距角和較少的步數(shù)達到理想的控制效果。
換向轉(zhuǎn)閥對按壓液壓缸活塞的移動方向也可通過步進電機的正反向轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)。設(shè)起始0mm位時閥芯徑向堵油段將進、回油口堵住，步進電機正轉(zhuǎn)一定步數(shù)后停止，使A口與進油口接通，B口與回油口接通，按壓液壓缸上腔進油，按壓頭下降，到設(shè)定的深度后，步進電機倒轉(zhuǎn)同樣的步數(shù)，閥芯徑向堵油段回到原位，油路不通，活塞停止移動。步進電機繼續(xù)倒轉(zhuǎn)一定的步數(shù)后停止，使B口與進油口接通，A口與回油口接通，按壓液壓缸下腔進油，按壓頭向上回復(fù)，到0mm后，步進電機正轉(zhuǎn)一定的步數(shù)使閥芯回到原位，如此重復(fù)控制按壓過程。
單片機的輸出，經(jīng)多通道D/A轉(zhuǎn)換器、直流電流驅(qū)動器控制電磁比例壓力閥的電流強度，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力、控制電磁比例流量閥的電流強度，調(diào)節(jié)按壓油路的流量，進而控制按壓頭的下壓與回復(fù)速度，并與所需的按壓深度相適應(yīng)。
按壓頻率、深度、壓占比、按壓強度、系統(tǒng)壓力和按壓回路流量等參數(shù)，以目前普遍采用的人工體外心臟按壓的要求為基礎(chǔ)，作默認設(shè)置，再給予適當?shù)纳舷赂又怠?br> 正常成人安靜時的心率為60～100次/分，目前人工體外心臟按壓頻率的要求為80～100次/分，有人測得110～130次/分的按壓頻率可達到最大的心輸出量(中國危重病急救醫(yī)學(xué)，1993年總第5卷第2期第77～78頁)，為此將默認的頻率設(shè)定為90次/分，上限130次/分，下限60次/分。
按壓深度一般為40～50mm，過深易發(fā)生肋骨骨折等并發(fā)癥，過淺按壓效果不佳，體格特別魁梧者需要壓得深些，兒童、瘦小者則要壓得淺些，為此將默認深度設(shè)為45mm，上限60mm，下限25mm。按壓深度超過設(shè)定值3mm時自動聲光報警，紅色警報燈亮，蜂鳴器鳴叫，LED數(shù)碼管顯示實測最大值并閃爍，調(diào)低電磁比例流量閥電流強度。
正常人的心房與心室收縮不同步，心房收縮期約占心動周期的八分之一，隨后心房舒張心室開始收縮，心室收縮期占心動周期的八分之三，然后心室舒張進入全心舒張期，全心舒張期約占心動周期的一半。心跳停止后的心房、心室靠體外心臟按壓的胸壁前后同步擠壓使心臟射血。目前對人工體外心臟按壓的下壓與放松時間比要求相等，即壓占比為50％，但使心輸出量最大化的理想壓占比尚需通過試驗進一步測定，可通過本機先用豬作動物實驗，為此本機將默認壓占比設(shè)為50％，上限55％，下限40％。根據(jù)實驗結(jié)果可將此值作合理調(diào)整，將理想的壓占比(略小于50％的可能性較大)設(shè)定為默認值。按壓液壓缸采用單活塞桿式的，下腔活塞面積小于上腔，回復(fù)速度快于下壓速度，有利于胸壁充分回彈靜脈血回流。按壓液壓缸采用雙活塞桿式的，為確?；貜?fù)周期胸壁充分回彈和靜脈血的回流，可根據(jù)理想的壓占比確定上下活塞桿的直徑，如理想的壓占比略小于50％，上下活塞桿的直徑可相等；如等于50％，可使上活塞桿直徑略小于下活塞桿；如大于50％，則應(yīng)使上活塞桿直徑小于下活塞桿；如明顯小于50％，則上活塞桿直徑可略粗于下活塞桿。
液壓傳動按壓頭對胸壁的按壓力等于胸壁對按壓頭的回彈力，對一般成人按壓到所需深度時，胸壁對按壓頭的回彈力在45Kg以內(nèi)，特別魁偉者可能會高些，而兒童只要很小的按壓力就夠了，為此設(shè)定按壓頭對胸壁的默認按壓強度為45Kg，可上調(diào)到60Kg，下調(diào)到10Kg。測力傳感器測出的按壓力超出設(shè)定的按壓強度時自動聲光報警，紅色警報燈亮，蜂鳴器鳴叫，LED數(shù)碼管顯示實測最大值并閃爍，調(diào)低電磁比例壓力閥電流強度。
設(shè)定的頻率單位次/分、三位數(shù)，深度單位mm、二位數(shù)，壓占比單位％、二位數(shù)，按壓強度單位Kg、二位數(shù)用LED數(shù)碼管在操作臺上實時顯示，在數(shù)碼管下面都配有上、下箭頭調(diào)節(jié)按鍵，按一下，相應(yīng)的參數(shù)朝箭頭方向變動一個單位，按住則連續(xù)變動，直至上下限，中途松開則設(shè)定在此刻數(shù)碼管顯示的相應(yīng)參數(shù)上。
按壓時上腔進油量等于上腔面積乘按壓深度，回復(fù)時下腔進油量等于下腔面積與按壓深度的乘積。按壓頭下壓周期T1包括按壓液壓缸上腔進油的按壓頭下移時段及按壓到位后換向閥關(guān)閉按壓頭停留在設(shè)定深度時段，回復(fù)周期T2則包括按壓頭下腔進油按壓頭上移時段和換向閥關(guān)閉按壓頭停留在0位時段，按壓油路電磁比例流量閥控制的流量應(yīng)能確保按壓頭下移時段能完成設(shè)定的按壓深度的同時使停留時段盡量短、上移時段及時回復(fù)到0位。流量取上腔進油量/下移時段與下腔進油量/上移時段的大者并上浮5％，按壓程序開始時通過對電磁比例流量閥電流的控制而輸出按壓油路所需之流量，在按壓過程中由于油溫變化等因素使設(shè)定的流量與實際需要會有所偏差，通過位移傳感器所測數(shù)據(jù)進行自動調(diào)節(jié)。流量值經(jīng)流量傳感器測得后在操作臺上用LED數(shù)碼管顯示。
系統(tǒng)壓力是液壓油從油泵出來經(jīng)單向閥后的總油路的壓力，由于油液經(jīng)過閥口及油管時的壓力損失，按壓時按壓液壓缸上腔的壓力小于系統(tǒng)壓力，當流量一定時，按壓頭下壓過程中(換向閥使按壓液壓缸上腔進油且活塞未到盡頭)按壓頭對胸壁的按壓力(與胸壁對按壓頭的回彈力、測力傳感器所測得數(shù)據(jù)相等)與系統(tǒng)壓力有確定的對應(yīng)關(guān)系，從而可根據(jù)按壓強度確定電磁比例壓力閥之所需值，在按壓程序開始時通過對電磁比例壓力閥電流的控制而控制系統(tǒng)壓力，測力傳感器所測力低于設(shè)定值、流量夠大而按壓頭不能按時到達設(shè)定之深度則通過調(diào)大電磁比例壓力閥電流強度使系統(tǒng)壓力升高，測力傳感器所測力高于設(shè)定值則調(diào)低電磁比例壓力閥的電流強度。壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)在操作臺上用LED數(shù)碼管將其顯示。
按開/關(guān)機鍵開機時預(yù)設(shè)程序使單片機接通電機，帶動油泵運轉(zhuǎn)、液壓系統(tǒng)運作，電磁比例壓力閥控制電流處于最大狀態(tài)，使主油路壓力處于最大，能適應(yīng)機身升降的需要；檢測位移傳感器的按壓頭是否處于0位，如非0位則使按壓液壓缸下腔進油使按壓頭回復(fù)到0位；隨即進入主循環(huán)，查詢報警、故障、工作參數(shù)、按鍵等信息并作出相應(yīng)的處理；如檢測到關(guān)機鍵，則只有在萬向輪升降電磁閥線卷、按壓架升降電磁閥線圈、按壓程序的非工作狀態(tài)時才響應(yīng)關(guān)機命令。
按萬向輪上升健單片機通過萬向輪升降電磁換向閥使萬向輪上升，機腳落地，萬向輪上限位傳感器感知到萬向輪上升到位后電磁換向閥回到中位，萬向輪停止上升，同時單片機通過按壓架升降電磁換向閥使按壓架、按壓液壓缸、按壓頭下降。
按萬向輪放下鍵單片機通過萬向輪升降電磁換向閥使萬向輪下降落地，機腳離地，機器可以自由推動，當萬向輪下限位傳感器感知到萬向輪下移到位后電磁換向閥復(fù)位，萬向輪不再下降。
根據(jù)萬向輪液壓缸組上、下腔的容量與系統(tǒng)流量可算出萬向輪放下或上升所需的最長時間，從而可在按萬向輪放下鍵或上升鍵后延時若干秒的辦法而替代萬向輪限位傳感器?？紤]到萬向輪上移是在緊急狀況下為使機腳落地機身穩(wěn)定進行搶救的需要，從穩(wěn)妥的角度出發(fā)，萬向輪上限位傳感器還是保留的好。
按按壓架升高鍵單片機通過按壓架升降電磁換向閥使按壓架上升。按按壓架下降鍵則正好相反使按壓架下降。按按壓架升降停止鍵則使電磁換向閥回到中位，按壓架停止升降。在按壓架下移時，單片機選中A/D轉(zhuǎn)換器測力傳感器通道進行查詢，一旦按壓頭觸及胸壁，測力傳感器測到按壓頭對胸壁的按壓力后單片機立即使按壓架升降電磁換向閥回到中位按壓架停止移動，并自動啟動按壓程序。根據(jù)按壓架升降液壓缸的上、下容量與系統(tǒng)流量同樣可算出其升降到極限位所需時間，當按按壓架升高健或下降健后如未按按壓架升降停止健且測力傳感器未測出阻力，則延時一定時間(較計算的時間長)單片機使按壓架升降電磁換向閥自動復(fù)位。
按壓程序可由按按壓程序開始鍵或在按壓架下移過程中測力傳感器測到按壓力而啟動。單片機按默認的按壓頻率、深度、壓占比、強度進行體外心臟按壓，如在按壓前或按壓過程中對參數(shù)進行了調(diào)整則以調(diào)整后的參數(shù)進行按壓，電磁比例流量閥、電磁比例壓力閥自動適應(yīng)按壓過程的需要。
按壓程序因按壓回路所選的換向閥不同而有所差別。
采用電磁換向閥的，因為單片機控制信號撤銷后，只有在流過雙向可控硅負載電流為零時才關(guān)斷，50Hz交流電源的最大關(guān)斷延時為10ms，為避免電磁換向閥兩側(cè)線圈同時通電，在下壓周期T1及回復(fù)周期T2結(jié)束前各設(shè)一10ms的間隔期，即控制按壓液壓缸上腔進油的電磁線圈的最長控制電流通電時間為T1-10ms，控制下腔進油的電磁線圈的最長控制電流通電時間為T2-10ms。
T1計時開始，電磁換向閥使按壓液壓缸上腔進油，按壓頭從0位開始下移，單片機每3～5ms對位移傳感器進行采樣，以相同的頻率對測力傳感器進行采樣，將采樣結(jié)果送光柱顯示器顯示，并與所設(shè)按壓深度或按壓強度進行比較，在T1的一半時從流量傳感器采樣1次并送顯示，一旦按壓深度到位、按壓強度超過設(shè)定值或定時器計時到T1-10ms，單片機使電磁換向閥復(fù)位，活塞停止移動，并對壓力傳感器采樣1次，若有異常自動報警，如測力傳感器超過設(shè)定值則將所測最高按壓力送LED數(shù)碼管顯示并閃爍、自動調(diào)低電磁比例壓力閥控制電流降低系統(tǒng)壓力，如深度超過設(shè)定值3mm，則所測的最大深度送LED數(shù)碼管顯示并閃爍，自動調(diào)低電磁比例流量閥的控制電流以降低按壓油路流量。T2計時開始，電磁換向閥使按壓液壓缸下腔進油，單片機同樣定時對位移傳感器、測力傳感器進行采樣、顯示、比較，在T2的一半時對流量傳感器采樣1次并送顯示，深度回復(fù)到0位或定時器計時到T2-10ms，電磁換向閥復(fù)位。若按壓在T1-10ms的95～100％到達要求深度并在T2-10ms內(nèi)回復(fù)到0位或在T1-10ms內(nèi)到達要求深度并在T2-10ms的95～100％內(nèi)回復(fù)到0位，則按壓頭下壓速度適當，流量合適；兩者均短于95％，說明按壓頭下壓速度過快，流量太大，調(diào)低電磁比例流量閥的控制電流減少按壓油路流量；若有一個不能按時到位，由于按壓液壓缸上、下活塞桿在設(shè)計時已經(jīng)考慮到讓按壓頭能快速回復(fù)，一般情況下，按壓頭能夠在T2-10ms內(nèi)及時回復(fù)到0位，可能是流量不足，調(diào)高電磁比例流量閥的控制電流以增加流量，也可能是壓力不足，如按壓力沒有超過設(shè)定值同時調(diào)高電磁比例壓力閥的控制電流以增加系統(tǒng)壓力。如此周而復(fù)始完成自動體外心臟按壓。
采用步進電機帶動換向轉(zhuǎn)閥的，T1計時開始，單片機控制步進電機立即作順時針步進轉(zhuǎn)動，換向轉(zhuǎn)閥閥芯使按壓油路從關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)為A口與進油口相通，按壓頭從0位開始下移，步進電機繼續(xù)步進使換向轉(zhuǎn)閥的閥芯徑向堵油段在接近堵住進、出油口的位置等待，單片機對位移傳感器、測力傳感器的采樣、顯示、比較和流量傳感器的采樣與采用電磁換向閥換向的方式相同，一旦按壓深度到位、按壓力超限、T1結(jié)束步進電機立即步進使閥口關(guān)閉，單片機對壓力傳感器采樣1次，T2計時開始，步進電機轉(zhuǎn)到換向轉(zhuǎn)閥B口與進油口相通的位置使按壓頭開始復(fù)位，電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動使轉(zhuǎn)閥閥芯堵油段又到接近進、出油口處(與上次等待位置相差180度角)等待，一旦回復(fù)到0位或T2結(jié)束步進電機使轉(zhuǎn)閥閥芯回到原位將按壓油路關(guān)閉。單片機對按壓過程的分析與采用電磁換向閥的基本相同，只是T1、T2不用減10ms。如此周而復(fù)始同樣實現(xiàn)體外心臟按壓，步進電機的步進速度在完成任務(wù)的同時盡量勻速轉(zhuǎn)動。
按按壓程序停止鍵單片機在按壓頭回復(fù)到0位后結(jié)束按壓程序，隨后單片機通過按壓架升降電磁換向閥使按壓架上升，按壓頭離開胸壁，如不加干預(yù)，按壓架將升到上限，延時一定時間電磁換向閥自動回到中位，如在升高過程中按按壓架升降停止鍵則可使按壓頭停留在相應(yīng)高度。
通過擴展ROM、RAM，采用LCD中文顯示，可進一步增強機器的顯示功能。
本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下幾方面一是電子數(shù)控，操作簡單，靈活快捷，待機態(tài)操作時人工按開機鍵，推動機器使按壓頭定位合適，按萬向輪上升鍵，機器就按預(yù)設(shè)程序迅捷進入工作態(tài)進行自動體外心臟按壓，不會耽擱對病人的搶救；二是顯示直觀，可在按壓前或按壓過程中對參數(shù)進行調(diào)節(jié)，按操作臺上的箭頭按鍵能方便地調(diào)節(jié)按壓的頻率、深度、壓占比、按壓強度預(yù)設(shè)值以達到最佳的按壓效果；三是與人工按壓相比具有療效確切、穩(wěn)定持久的優(yōu)點；四是安全系數(shù)高，液壓傳動，按壓頭下壓勻速、平穩(wěn)，沒有沖擊性，不易發(fā)生肋骨骨折等并發(fā)癥，按壓力、按壓深度超限自動報警、調(diào)節(jié)；五是按壓頭小巧，在病人的胸前所占空間小，有利于其它搶救工作的展開；六是能讓醫(yī)生騰出手來，采取電除顫、電起搏等進一步的搶救措施，盡快恢復(fù)自主心律，以利提高復(fù)蘇的成功率；七是搶救烈性傳染病人時，降低了醫(yī)務(wù)人員被傳染的機率。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例的3個單活塞桿式萬向輪液壓缸組成同步回路，缸體底部與機身底板固定，萬向輪通過萬向輪車架與液壓缸活塞桿相連，按壓架升降液壓缸1個選用雙實心活塞桿式，按壓液壓缸也為雙實心活塞桿式，按壓油路采用電磁換向閥和步進電機換向轉(zhuǎn)閥兩種方式。
圖1是本移動式數(shù)控液壓體外心臟按壓機的輪廓示意圖。
圖2是操作臺按鍵與顯示報警裝置分布示意圖。
圖3是液壓油路圖。
圖4是換向轉(zhuǎn)閥的換向原理示意圖。
圖5是單片機控制原理框圖，虛線框內(nèi)根據(jù)按壓方向控制閥選擇電磁換向閥抑或步進電機換向轉(zhuǎn)閥而取其一。
圖6是主程序流程框圖。
圖中1.機身，2.機身底板，3.機腳，4.萬向輪，5.萬向輪車架，6.左側(cè)萬向輪液壓缸，7.右前萬向輪液壓缸，8.右后萬向輪液壓缸，9.按壓架升降液壓缸，10.左側(cè)萬向輪液壓缸活塞，11.左側(cè)萬向輪液壓缸活塞桿，12.左側(cè)萬向輪液壓缸上腔，13.左側(cè)萬向輪液壓缸下腔，14.右前萬向輪液壓缸活塞，15.右前萬向輪液壓缸活塞桿，16.右前萬向輪液壓缸上腔，17.右前萬向輪液壓缸下腔，18.按壓架升降液壓缸活塞，19.按壓架升降液壓缸上活塞桿，20.按壓架升降液壓缸下活塞桿，21.按壓架升降液壓缸上腔，22.按壓架升降液壓缸下腔，23.按壓架，24.活塞桿套，25.緊固螺帽，26.懸臂，27.橫臂，28.滑桿，29.滑套，30.按壓液壓缸，31.按壓液壓缸活塞，32.按壓液壓缸上活塞桿，33.按壓液壓缸下活塞桿，34.按壓液壓缸上腔，35.按壓液壓缸下腔，36.按壓頭，37.測力傳感器，38.導(dǎo)桿，39.測力傳感器引線，40.套環(huán)，41.位移傳感器，42.萬向輪上限位傳感器，43.萬向輪下限位傳感器，44.萬向輪限位傳感器擋塊，45.液壓集成塊，46.操作臺，47.開/關(guān)機鍵，48.電動機指示燈，49.萬和輪上升鍵，50.萬向輪上升指示燈，51.萬向輪放下鍵，52.萬向輪放下指示燈，53.按壓架升高鍵，54.按壓架升降停止鍵，55.按壓架下降鍵，56.按壓架升高指示燈，57.按壓架下降指示燈，58.按壓程序開始鍵，59.按壓程序停止鍵，60.按壓力光柱顯示器，61.按壓深度光柱顯示器，62.頻率數(shù)碼管顯示器，63.頻率上調(diào)鍵，64.頻率下調(diào)鍵，65.設(shè)定深度數(shù)碼管顯示器，66.深度上調(diào)鍵，67.深度下調(diào)鍵，68.設(shè)定壓占比數(shù)碼管顯示器，69.壓占比上調(diào)鍵，70.壓占比下調(diào)鍵，71.設(shè)定按壓強度數(shù)碼管顯示器，72.按壓強度上調(diào)鍵，73.按壓強度下調(diào)鍵，74.報警燈，75.蜂鳴器，76.系統(tǒng)壓力數(shù)碼管顯示器，77.按壓油路流量數(shù)碼管顯示器，78.右后萬向輪液壓缸活塞，79.右后萬向輪液壓缸活塞桿，80.右后萬向輪液壓缸上腔，81.右后萬向輪液壓缸下腔，82.油箱，83.過濾器，84.油泵，M.油泵電動機，85.單向閥，86.電磁比例壓力閥，87.電磁比例流量閥，88.流量傳感器，89.壓力傳感器，90.按壓換向閥進油管，91.按壓換向閥回油管，92.按壓電磁換向閥，93.油管，94.油管，95.按壓架升降換向閥進油管，96.按壓架升降電磁換向閥，97.油管，98.單向順序閥平衡回路，99.溢流閥，100.油管，101.單向閥，102.控制油路，103.油管，104.油管，105.液控單向閥，106.油管，107.控制油路，108.油管，109.液控單向閥，110.油管，111.控制油路，112.油管，113.萬向輪電磁換向閥，114.油管，115.控制油路，116.油管，117.液控單向閥，118.油管，119.油管，120.油管，121.油管，122.油管，123.油管，124.油管，125.油管，126.油管，127.電液伺服閥，128.1∶2分流集流閥，129.1∶1分流集流閥，130.油管，131.油管，132.油管，133.油管，134.電液伺服閥，135.鋼帶，136.平衡板，137.滑輪組，138.差動變壓器，139.伺服閥放大器，140.鋼帶，141.滑輪組，142.差動變壓器，143.伺服閥放大器，144.萬向輪車架左右方向滑輪支架，145.萬向輪車架前后方向滑輪支架，146.換向轉(zhuǎn)閥及閥體，147.轉(zhuǎn)閥閥芯，148.轉(zhuǎn)軸，149.步進電機，150.油室A，151.油室B，152.進油口，153.回油口，154.油溝A，155.油溝B，156.環(huán)槽B，157.環(huán)槽A，158.油口B，159.油口A，YA1.萬向輪升高電磁線圈，YA2.萬向輪下降電磁線圈，YA3.按壓架升高電磁線圈，YA4.按壓架下降電磁線圈，YA5.按壓頭下壓電磁線圈，YA6.按壓頭回復(fù)電磁線圈。
具體實施例方式
為了使機器能在需要時迅速投入搶救，平時應(yīng)使機器處于待機態(tài)。將軟性護套導(dǎo)線的三極插頭插入單相三眼插座，導(dǎo)線長度能保證機器在搶救場地自由移動，機器離搶救床的位置盡量近。通電后單片機經(jīng)初始化1及安全檢測后，進入待機狀態(tài)。
按開/關(guān)機鍵(47)，單片機接通油泵電機(M)電源，使電機(M)運轉(zhuǎn)，電機指示燈(48)亮，帶動油泵(84)轉(zhuǎn)動，油液從油箱(82)、經(jīng)過濾器(83)吸入油泵(84)，壓力油經(jīng)單向閥(85)到總油路，此時萬向輪電磁換向閥(113)、按壓架升降電磁換向閥(96)和按壓電磁換向閥(92)或換向轉(zhuǎn)閥(146)均處于關(guān)閉狀態(tài)，液壓系統(tǒng)壓力迅速升高，超過電磁比例壓力閥(86)的初始調(diào)整壓力，油路導(dǎo)通，壓力油經(jīng)電磁比例壓力閥(86)回油箱(82)。在接通油泵電機(M)電源的同時，單片機進行初始化2運行檢測，使電磁比例壓力閥(86)電流最大、液壓系統(tǒng)壓力最大化，能適應(yīng)機身(1)升高的需要；位移傳感器(41)檢測按壓頭(36)是否處于0位，如為非0位，則進行自動復(fù)位，按壓油路采用電磁換向閥(92)換向的，單片機使按壓電磁換向閥(92)的按壓頭回復(fù)電磁線圈(YA6)通電，閥芯右移，壓力油經(jīng)電磁比例流量閥(87)、油管(90)、電磁換向閥(92)、油管(94)進入按壓液壓缸下腔(35)，活塞(31)上移，帶動按壓頭(36)向上回復(fù)，按壓液壓缸上腔(34)油液經(jīng)油管(93)、按壓電磁換向閥(92)、回油管(91)回油箱(82)，同時單片機定時對位移傳感器(41)進行查詢、顯示、比較，一旦按壓頭(36)回復(fù)到0位，單片機立即使電磁線圈(YA6)失電，閥芯回到中位，關(guān)閉油路，按壓頭停止移動；按壓油路采用步進電機(149)帶動換向轉(zhuǎn)閥(146)換向的，單片機也使按壓液壓缸下腔(35)進油，按壓頭(36)上升(后面有詳細的原理講述)，回復(fù)到0位后關(guān)閉油路；將默認的按壓頻率、深度、壓占比、按壓強度及壓力傳感器(89)檢測到的系統(tǒng)壓力送數(shù)碼管顯示；隨即進入主循環(huán)，查詢報警、故障、工作參數(shù)、按鍵等信息并作出相應(yīng)的處理。
按萬向輪放下鍵(51)，單片機使萬向輪電磁換向閥(113)的萬向輪下降電磁線圈(YA2)通電，萬向輪放下指示燈(52)亮，閥芯右移，萬向輪電磁換向閥進油管(112)與油管(116)按通，壓力油經(jīng)油管(116)、液控單向閥(117)、油管(118)、油管(119)后分別經(jīng)油管(120)到左側(cè)萬向輪液壓缸上腔(12)、油管(122)到右前萬向輪液壓缸上腔(16)、油管(121)到右后萬向輪液壓缸上腔(80)，推動左側(cè)萬向輪液壓缸活塞(10)及左側(cè)萬向輪液壓缸活塞桿(11)、右前萬向輪液壓缸活塞(14)及右前萬向輪液壓缸活塞桿(15)、右后萬向輪液壓缸活塞(78)及右后萬向輪液壓缸活塞桿(79)下移，使萬向輪車架(5)、萬向輪(4)下降；右前萬向輪液壓缸下腔(17)的回油經(jīng)油管(131)、右后萬向輪液壓缸下腔(81)的回油經(jīng)油管(130)到1∶1分流集流閥(129)匯合后到油管(124)，左側(cè)萬向輪液壓缸下腔(13)的回油到油管(123)，油液再從油管(123)與油管(124)經(jīng)1∶2分流集流閥(128)后到油管(114)、萬向輪電磁換向閥(113)回油箱(82)。隨著活塞的下移萬向輪(4)不斷下降，當萬向輪(4)落地后，機腳(3)開始離地，當萬向輪下限位傳感器(43)檢測到萬向輪限位傳感器擋塊(44)后單片機使萬向輪下降電磁線圈(YA2)失電，萬向輪放下指示燈(52)滅，閥芯回到中位，關(guān)閉油路，萬向輪(4)下降到位，此時機器的自重有使3個萬向輪液壓缸上腔的油液經(jīng)萬向輪電磁換向閥(113)回流泄漏的傾向，液控單向閥(117)阻斷了油液的泄漏途徑，保證萬向輪(4)長時間處于著地狀態(tài)，機身(1)可以在地面自由推移。
按按壓架升高鍵(53)，按壓架升高電磁線圈(YA3)通電，按壓架升高指示燈(56)亮，按壓架升降電磁換向閥(96)閥芯左移，壓力油經(jīng)油管(95)、電磁換向閥(96)、油管(97)、油管(100)、單向閥(101)、油管(103)、油管(104)、液控單向閥(105)、油管(106)到按壓架升降液壓缸下腔(22)，此時液控單向閥(109)尚處于關(guān)閉狀態(tài)，按壓架升降液壓缸活塞(18)不能向上移動，使進油路壓力迅速升高，控制油路(107)的壓力上升，液控單向閥(109)立即導(dǎo)通，按壓架升降液壓缸上腔(21)油液經(jīng)油管(108)、液控單向閥(109)、油管(110)、按壓架升降電磁換向閥(96)回到油箱(82)，按壓架升降液壓缸活塞(18)上移，帶動按壓架(23)、按壓液壓缸(30)、按壓頭(36)上升，當按壓頭(36)升高到稍高于病床與胖病人胸壁前后徑之和后，按按壓架升降停止鍵(54)，單片機使按壓架升高電磁線圈(YA3)失電，按壓架升高指示燈(56)滅，按壓架升降電磁換向閥(96)復(fù)位，油路關(guān)閉，按壓架(23)、按壓頭(36)高度被液控單向閥(109)和液控單向閥(105)鎖定。
按開/關(guān)機鍵(47)，單片機關(guān)閉輸出，電動機(M)停止轉(zhuǎn)動，電機指示燈(48)關(guān)閉，顯示停止。
此時機器萬向輪(4)著地可在地面自由移動，按壓頭(36)高度適宜，可在幾秒種內(nèi)就投入搶救工作，即機器處于待機態(tài)。
在待機態(tài)要投入使用時，人工操作3個步驟首先按開/關(guān)機鍵(47)，其次推動機器使按壓頭(36)對準病人胸前適當部位，最后按萬向輪上升降(49)，機器按默認的參數(shù)自動開始體外心臟按壓，如對按壓參數(shù)進行調(diào)整，則機器自動適應(yīng)調(diào)整后的參數(shù)。如先將按壓頭(36)對準病人胸前，再按開/關(guān)機鍵(47)，則會因電動機(M)起動延時因素而耽擱幾秒鐘寶貴的搶救時間。
按萬向輪上升鍵(49)后，單片機使萬向輪上升電磁線圈(YA1)通電，萬向輪上升指示燈(50)亮，萬向輪電磁換向閥(113)閥芯左移，壓力油經(jīng)油管(112)、電磁換向閥(113)、油管(114)到1∶2分流集流閥(128)后分兩路，三分之一經(jīng)油管(123)到左側(cè)萬向輪液壓缸下腔(13)，三分之二經(jīng)油管(124)、1∶1分流集流閥(129)平分后分別經(jīng)油管(130)到右后萬向輪液壓缸下腔(81)、油管(131)到右前萬向輪液壓缸下腔(17)，因液控單向閥(117)此時處于關(guān)閉狀態(tài)，使進油路壓力迅速升高，控制油路(115)壓力升高使液控單向閥(117)導(dǎo)通，回油從萬向輪左側(cè)液壓缸上腔(12)經(jīng)油管(120)、萬向輪右前液壓缸上腔(16)經(jīng)油管(122)、萬向輪右后液壓缸上腔(80)經(jīng)油管(121)匯合到油管(118)后經(jīng)液控單向閥(117)、油管(116)、萬向輪電磁換向閥(113)到油箱(82)，3個萬向輪升降液壓缸活塞(10)、(14)、(78)上移帶動萬向輪車架(5)、萬向輪(4)上升；當萬向輪(4)離地后，機腳(3)著地，機身(1)穩(wěn)定；當萬向輪上限位傳感器(42)檢測到萬向輪限位傳感器擋塊(44)后，單片機使萬向輪上升電磁線圈(YA1)失電，萬向輪上升指示燈(50)滅，萬向輪電磁換向閥(113)閥芯回到中位，關(guān)閉萬向輪升降油路，同時使按壓架下降電磁線圈(YA4)通電，按壓架下降指示燈(57)亮，按壓架升降電磁換向閥(96)閥芯右移，壓力油從油管(95)經(jīng)電磁換向閥(96)、油管(110)、液控單向閥(109)、油管(108)到按壓架升降液壓缸上腔(21)，由于液控單向閥(105)的單向阻擋，進油路壓力迅速上升，控制油路(111)壓力升高，液控單向閥(105)導(dǎo)通，回路從按壓架升降液壓缸下腔(22)經(jīng)油管(106)、液控單向閥(105)、油管(104)到起平穩(wěn)下移作用的單向順序閥回路(98)，由于單向閥(101)、溢流閥(99)的阻擋，油管(104)、控制油路(102)內(nèi)的壓力升高，超過溢流閥(99)的預(yù)緊力，溢流閥(99)導(dǎo)通，油液從油管(104)經(jīng)溢流閥(99)、油管(97)、電磁換向閥(96)回油箱(82)；按壓架升降液壓缸活塞(18)下移帶動按壓架(23)、按壓液壓缸(30)、按壓頭(36)下降；單片機查詢測力傳感器(37)信號，一旦檢測到按壓頭(36)對胸壁的按壓力，單片機立即使按壓架下降電磁線圈(YA4)失電，按壓架下降指示燈(57)滅，同時開啟按壓程序；按壓架下降電磁線圈(YA4)失電后，電磁換向閥(96)閥芯回到中位，按壓架升降油路關(guān)閉，由于液控單向閥(109)和液控單向閥(105)的鎖缸作用，按壓架(23)在按壓過程中不會移位。
左側(cè)萬向輪液壓缸(6)通過1∶2分流集流閥(128)、張緊鋼帶(135)、差動變壓器(138)、伺服放大器(139)、小流量伺服閥(127)與右側(cè)兩萬向輪液壓缸組成左右同步回路，鋼帶(135)的一端固定于機身底板(2)、經(jīng)過固定于萬向輪車架左右方向滑輪支架(144)上的滑輪組(137)將另一端固定于引自機腳(3)平行于機身底板(2)的平衡板(136)，當左側(cè)萬向輪液壓缸活塞(10)與右側(cè)的兩萬向輪液壓缸的活塞移動不同步時，差動變壓器(138)檢測到同步誤差后，經(jīng)伺服放大器(139)控制電液伺服閥(127)；右前萬向輪液壓缸(7)與右后萬向輪液壓缸(8)通過1∶1分流集流閥(129)、張緊鋼帶(140)、差動變壓器(142)、伺服放大器(143)、小流量伺服閥(134)組成前后同步回路，鋼帶(140)的一端固定于機身底板(2)、經(jīng)過固定于萬向輪車架前后方向滑輪支架(145)上的滑輪組(141)將另一端連于平衡板(136)，當右前萬向輪液壓缸活塞(14)與右后萬向輪液壓缸活塞(78)的移動不同步時，差動變壓器(142)檢測到同步誤差后經(jīng)伺服放大器(143)控制電液伺服閥(134)；在萬向輪液壓缸活塞的上升過程中，電液伺服閥(138)和電液伺服閥(142)使超前缸的進油路由旁路放掉，而在活塞下移過程中使落后缸的回油路從旁路放掉，從而確保精確同步。
按壓程序開啟后，單片機對電磁比例壓力(86)和電磁比例流量閥(87)的控制電流根據(jù)按壓參數(shù)的需要自動調(diào)節(jié)，并將壓力傳感器(89)測得的系統(tǒng)壓力顯示在數(shù)碼管顯示器(76)、流量傳感器(88)測得的按壓油路流量顯示在數(shù)碼管顯示器(77)上。在按壓前或按壓過程中通過按頻率上調(diào)鍵(63)、頻率下調(diào)鍵(64)對按壓頻率進行調(diào)整，按深度上調(diào)鍵(66)、深度下調(diào)鍵(67)對按壓深度進行設(shè)定，按壓占比上調(diào)鍵(69)、壓占比下調(diào)鍵(70)對壓占比進行調(diào)節(jié)，按按壓強度上調(diào)鍵(72)、按壓強度下調(diào)鍵(73)對按壓強度進行設(shè)定，按壓頻率數(shù)碼管顯示器(62)、深度數(shù)碼管顯示器(65)、壓占比數(shù)碼管顯示器(68)、按壓強度數(shù)碼管顯示器(71)對設(shè)定的按壓參數(shù)實時顯示。
采用電磁換向閥(92)控制按壓油路換向的，T1計時開始，按壓頭下壓電磁線圈(YA5)得電，電磁換向閥(92)閥芯左移，從總油路出來的壓力油經(jīng)電磁比例流量閥(87)、油管(90)、電磁換向閥(92)、油管(93)到按壓液壓缸上腔(34)，按壓液壓缸下腔(35)的回油經(jīng)油管(94)、電磁換向閥(92)、油管(91)回油箱(82)，按壓液壓缸活塞(31)下移，帶動按壓頭(36)按壓胸壁，單片機每3～5ms對位移傳感(41)進行采樣，將采樣結(jié)果送按壓深度光柱顯示器(61)顯示，并與所設(shè)按壓深度進行比較；以相同的頻度對測力傳感器(37)進行采樣，將結(jié)果送按壓力光柱顯示器(60)顯示，并與所設(shè)按壓強度進行比較；在T1的一半時從流量傳感器(88)采樣1次送顯示；一旦按壓深度到位、按壓強度超過設(shè)定值或定時器計時到T1-10ms，單片機使按壓頭下壓電磁線圈(YA5)失電，電磁換向閥(92)復(fù)位，活塞(31)、按壓頭(36)停止移動，并對壓力傳感器(89)采樣1次，送系統(tǒng)壓力數(shù)碼管顯示器(76)顯示；若有異常紅色報警燈(74)、蜂鳴器(75)報警，如測力傳感器(37)超過設(shè)定值則將所測最高按壓力送LED數(shù)碼管(71)顯示并閃爍、自動調(diào)低電磁比例壓力閥(86)控制電流降低系統(tǒng)壓力，如深度超過設(shè)定值3mm，則所測的最大深度送LED數(shù)碼管(65)顯示并閃爍，自動調(diào)低電磁比例流量閥(87)的控制電流以降低按壓油路流量。T2計時開始，按壓頭回復(fù)電磁線圈(YA6)得電，電磁換向閥(92)閥芯右移，壓力油從油管(90)經(jīng)電磁換向閥(92)、油管(94)進入按壓液壓缸下腔(35)，回油從按壓液壓缸上腔(31)經(jīng)油管(93)、電磁換向閥(92)、油管(91)回油箱，單片機同樣定時對位移傳感器(41)、測力傳感器(37)進行采樣、顯示、比較，在T2的一半時對流量傳感器(88)采樣1次并送顯示，深度回復(fù)到0位或定時器計時到T2-10ms，按壓頭回復(fù)電磁線圈(YA6)失電，電磁換向閥(92)復(fù)位。若按壓在T1-10ms的95～100％到達要求深度并在T2-10ms內(nèi)回復(fù)到0位或在T1-10ms內(nèi)到達要求深度并在T2-10ms的95～100％內(nèi)回復(fù)到0位，則按壓頭(36)下壓速度適當，流量合適；兩者均短于95％，說明按壓頭(36)下壓速度過快，流量太大，調(diào)低電磁比例流量閥(87)的控制電流減少按壓油路流量；若有一個不能按時到位可能是流量不足，調(diào)高電磁比例流量閥(87)的控制電流以增加流量，也可能是壓力不足，如按壓力沒有超過設(shè)定值同時調(diào)高電磁比例壓力閥(86)的控制電流以增加系統(tǒng)壓力。如此周而復(fù)始完成自動體外心臟按壓。
采用步進電機(149)帶動換向轉(zhuǎn)閥(146)控制按壓油路方向的，在按壓程序開始前，轉(zhuǎn)閥閥芯(147)處于圖4-1所示位置，進油口(152)、回油口(153)被閥芯(147)堵住，按壓油路處于關(guān)閉狀態(tài)。T1計時開始，單片機控制步進電機(149)立即作順時針步進轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)閥閥芯(147)作順時針轉(zhuǎn)動，使按壓油路從關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)為圖4-2所示的狀態(tài)，壓力油從油管(90)進入換向轉(zhuǎn)閥(146)的進油口(152)到油室A(150)，再經(jīng)油溝A(154)、環(huán)槽A(157)、工作油口A(159)到油管(93)進入按壓液壓缸上腔(34)，按壓液壓缸下腔(35)的回油經(jīng)油管(94)進入換向轉(zhuǎn)閥(146)，經(jīng)工作油口B(158)、環(huán)槽B(156)、油溝B(155)、油室B(151)、回油口(153)后到回油管(91)回油箱(82)，按壓頭(36)從0位開始下移，步進電機(149)繼續(xù)步進使轉(zhuǎn)閥閥芯(147)徑向堵油段在接近堵住進油口(152)、回油口(153)的位置等待，單片機對位移傳感器(41)、測力傳感器(37)的采樣、顯示、比較和對流量傳感器(88)的采樣與采用電磁換向閥(92)換向的方式相同，一旦按壓深度到位、按壓力超限、T1結(jié)束步進電機(149)立即步進使轉(zhuǎn)閥閥芯(147)處于圖4-3所示的位置，進油口(152)、回油口(153)關(guān)閉，按壓液壓缸活塞(31)、按壓頭(36)停止移動，單片機對壓力傳感器(89)采樣1次并送顯示，T2計時開始，步進電機(149)使轉(zhuǎn)閥閥芯處于圖4-4所示的狀態(tài)，壓力油從油管(90)經(jīng)進油口(152)進入換向轉(zhuǎn)閥(146)的油室B(151)，經(jīng)油溝B(155)、環(huán)槽B(156)、工作油口B(158)、油管(94)到按壓液壓缸下腔(35)，按壓液壓缸上腔(34)的回油經(jīng)油管(93)、工作油口A(159)、環(huán)槽A(157)、油溝A(154)、油室A(150)、回油口(153)、油管(91)回油箱(82)，按壓頭(36)開始復(fù)位，步進電機(149)繼續(xù)轉(zhuǎn)動使轉(zhuǎn)閥閥芯堵油段又到接近進油口(152)、回油口(153)處(與上次等待位置相差180度角)等待，一旦回復(fù)到0位或T2結(jié)束步進電機(149)使轉(zhuǎn)閥閥芯(147)回到原位將按壓油路關(guān)閉。單片機對按壓過程的分析與采用電磁換向閥(92)的基本相同，只是T1、T2不用減10ms。如此周而復(fù)始同樣實現(xiàn)體外心臟按壓，步進電機(149)的步進速度在完成任務(wù)的同時盡量勻速轉(zhuǎn)動。
按壓結(jié)束，按按壓程序停止鍵(59)單片機在按壓頭(36)回復(fù)到0位后結(jié)束按壓程序，隨后單片機使按壓架上升電磁線圈(YA3)通電，按壓架上升指示燈(56)亮，按壓架升降電磁換向閥(96)使按壓架(23)上升，按壓頭(36)離開胸壁，如不加干預(yù)，按壓架(23)將升到上限，延時一定時間按壓架上升電磁線圈(YA3)失電，如在按壓架(23)升高到一定的位置按按壓架升降停止鍵(54)則可使按壓頭(36)停留在相應(yīng)高度，按壓架上升指示燈(56)滅。
按萬向輪放下鍵(51)，萬向輪下降電磁線圈(YA2)通電，萬向輪下降指示燈(52)亮，萬向輪(4)下移，萬向輪(4)落地、機腳(3)離地、萬向輪下限位傳感器(43)檢測到萬向輪限位傳感器擋塊(44)后，萬向輪下降電磁線圈(YA2)失電，萬向輪下降指示燈(52)滅，推開機器；按開/關(guān)機鍵(47)，機器又進入待機態(tài)。
如在機腳(3)著地狀態(tài)下要使用時，必須先按開/關(guān)機鍵(47)，再按萬向輪放下鍵(51)，萬向輪(4)落地后立即推動機器，如按壓架(23)、按壓頭(36)的位置太低，則按按壓架升高鍵(53)使按壓頭(33)定到合適高度，將按壓頭(36)對到病例人胸前適當部位，按萬向輪上升鍵(49)，機器按預(yù)設(shè)程序進行運作。
權(quán)利要求
1.一種移動式液壓傳動數(shù)控數(shù)顯的體外心臟按壓機，其特征是由液壓移動式快速定位、液壓按壓系統(tǒng)和單片機控制顯示系統(tǒng)構(gòu)成，一個液壓泵帶動三種不同功能的液壓缸，萬向輪液壓缸用于控制萬向輪與機腳的相對位置、以便機器在地面自由移動或固定，在機身側(cè)面安裝按壓架升降液壓缸用于調(diào)節(jié)按壓架及按壓頭高度，萬向輪的伸縮與按壓架的自動下移定位組成了移動式快速定位系統(tǒng)，按壓液壓缸安裝在按壓架上，單片機按預(yù)設(shè)程序根據(jù)按鍵及測力傳感器、位移傳感器、限位傳感器、壓力傳感器、流量傳感器信號控制電動機、電磁換向閥、步進電機換向轉(zhuǎn)閥、電磁比例壓力閥、電磁比例流量閥，進而控制液壓系統(tǒng)的開停、萬向輪的升降、按壓架升降、按壓頻率、深度、壓占比、按壓強度、按壓頭下壓及回復(fù)速度，并配以指示燈、數(shù)碼管、光柱顯示器、報警裝置顯示機器所處的狀態(tài)，處于待機態(tài)的機器使用時人工按開/關(guān)機鍵、推動機器使按壓頭對準部位、按萬向輪上升鍵，機器就迅捷按預(yù)設(shè)程序以一定的頻率、深度、壓占比、下壓速度和強度進行自動體外心臟按壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制萬向輪與機腳相對位置的萬向輪液壓缸，其特征是包括萬向輪與機身作相對位置運動、機腳與機身位置固定和萬向輪與機身位置固定、機腳與機身作相對運動兩種方式，采用萬向輪與機身作相對運動方式的，將單活塞桿式液壓缸的缸體底部或活塞桿固定于油箱底板、另一端與萬向輪車架相連，機身底板四角向下引出機腳，萬向輪車架下面裝多個萬向輪，以四角各裝1個為常用，液壓缸的數(shù)量可以是1個，也可以多個，以3～4個相同規(guī)格的液壓缸，將缸體固定于機身底板、活塞桿連接萬向輪車架，配以相應(yīng)的分流集流閥及電液伺服閥組成同步回路為優(yōu)選方案，采用萬向輪固定于機身方式的，數(shù)個(以4個為實用)液壓缸組成同步回路，采用單活塞桿式液壓缸時，可將缸體或活塞桿固定于機身底板或側(cè)面，另一端向下引出機腳，采用雙活塞桿液壓缸時，則將缸體與機身側(cè)面固定，活塞桿向下引出機腳，當萬向輪液壓缸使萬向輪著地、機腳離地時，機器可在地面自由移動，當萬向輪液壓缸使萬向輪離地、機腳著地時，機器固定于地面，按壓時不會晃動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝在機身側(cè)面的按壓架升降液壓缸及按壓架，其特征是液壓缸數(shù)量1～2個，可采用單活塞桿式液壓缸、雙實心活塞桿式液壓缸或雙空心活塞桿式，采用單活塞桿式或雙實心活塞桿式液壓缸的，按壓架與活塞桿的上端相連，采用雙空心活塞桿液壓缸的，按壓架與液壓缸上端相連，按壓架向外升出懸臂，按壓架升降液壓缸數(shù)量為1個的，在液壓缸的對側(cè)與之平行裝1個滑套，套內(nèi)有滑桿通過，滑桿與按壓架橫臂相連，按壓液壓缸數(shù)量為2個的，兩者平行裝于機身對側(cè)組成同步回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按壓液壓缸，其特征是采用單活塞桿式或雙實心活塞桿式，缸體固定于按壓架懸臂的外端，按壓頭裝于活塞桿下端，在按壓頭的兩層圓板之間裝1個測力傳感器，按壓頭上層圓板向上引若干根導(dǎo)桿，從按壓液壓缸側(cè)壁的導(dǎo)軌或套環(huán)中通過，位移傳感器的靜件固定于液壓缸的側(cè)壁，動件裝在導(dǎo)桿上，能隨按壓頭上下移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進電機換向轉(zhuǎn)閥，其特征是步進電機帶動換向轉(zhuǎn)閥控制按壓液壓缸的上下腔進、出油，換向轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)1周或者正轉(zhuǎn)一定角度、倒轉(zhuǎn)回復(fù)、再倒轉(zhuǎn)一定角度、正轉(zhuǎn)回復(fù)，使按壓頭從0位向下移動到設(shè)定的深度后，按壓頭向上回復(fù)又到0位，步進電機可直接帶動換向轉(zhuǎn)閥也可通過變速齒輪控制換向轉(zhuǎn)閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述按鍵，其特征是16個，分別是開/關(guān)機鍵、萬向輪上升健、萬向輪放下鍵、按壓架升高鍵、按壓架下降鍵、按壓架升降停止鍵、按壓程序開始鍵、按壓程序停止鍵、頻率上調(diào)鍵、頻率下調(diào)鍵、深度上調(diào)鍵、深度下調(diào)鍵、壓占比上調(diào)鍵、壓占比下調(diào)鍵、按壓強度上調(diào)鍵、按壓強度下調(diào)鍵，各自的功能與名稱相適應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征是1個萬向輪上限位傳感器，當萬向輪上升到位后，使萬向輪上升電磁換向閥線圈斷電，并使按壓架下降電磁換向閥線圈通電，1個萬向輪下限位傳感器，當萬向輪下降到位后使萬向輪下降電磁換向閥線圈斷電，1個測力傳感器檢測按壓頭對胸壁的按壓力，在按壓架下降過程中當其檢測到按壓頭對胸壁的按壓力時自動開啟體外心臟按壓程序，1個位移傳感器，檢測按壓頭對胸壁的下壓深度，1個壓力傳感器，檢測液壓系統(tǒng)壓力，1個流量傳感器，檢測按壓油路流量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示燈、數(shù)碼管、光柱顯示器、報警裝置，其特征是電動機、萬向輪升、降電磁換向閥線圈、按壓架升、降電磁換向閥線圈通電時以指示燈顯示，按壓頻率、設(shè)定的按壓深度、按壓強度、壓占比、液壓系統(tǒng)壓力、按壓油路流量用數(shù)碼管實時顯示，按壓深度、按壓頭對胸壁的按壓力用光柱顯示器同步顯示，當按壓強度超過設(shè)定值、按壓深度超過設(shè)定上限3mm時聲光報警，紅色報警燈亮，蜂鳴器響，實測按壓力或按壓深度最大值在各自的數(shù)碼管上閃爍，通過擴展ROM、RAM，采用LCD中文顯示，可進一步增強機器的顯示功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)設(shè)程序，其特征是開機后，按壓液壓缸的按壓頭自動回復(fù)到0位，對按鍵、傳感器信號進行查詢并作出相應(yīng)的處理，按壓程序可以通過按按壓程序開始鍵或在按壓架下行時測力傳感器檢測到按壓頭對胸壁的按壓力而啟動，系統(tǒng)壓力、數(shù)量自動適應(yīng)按壓頻率、深度、壓占比、按壓強度等參數(shù)的需要，當按壓強度或按壓深度超過設(shè)定值時，報警并自動調(diào)低電磁比例壓力閥和電磁比例流量閥電流強度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的按壓參數(shù)，其特征是頻率默認90次/分，上限130次/分，下限60次/分，深度默認45mm，上限60mm，下限25mm，按壓強度默認45Kg，上限60Kg，下限10Kg，壓占比默認50％，上限55％，下限40％，可在按壓前或按壓過程中按箭頭按鍵對參數(shù)進行調(diào)節(jié)，按一下，參數(shù)向箭頭方向變動1個單位，按住則連續(xù)變動直至上下限，中途松開則設(shè)定在此刻數(shù)碼管顯示的相應(yīng)參數(shù)上。
全文摘要
一種移動式數(shù)控數(shù)顯液壓傳動的體外心臟按壓機。一個油泵拖三種液壓缸，分別控制萬向輪、按壓架和按壓頭的升降。單片機按預(yù)設(shè)程序，根據(jù)按鍵和限位、測力、位移傳感器等信息控制油泵電機、電磁換向閥、步進電機換向轉(zhuǎn)閥、電磁比例壓力閥、流量閥的工作，進而控制液壓系統(tǒng)的開停，萬向輪的升降、按壓頭高度、按壓頻率、深度、強度、壓占比、下壓速度。處于待機態(tài)的機器使用時人工按開/關(guān)機鍵、推動機器使按壓頭對準部位、按萬向輪上升鍵，機器就按預(yù)設(shè)程序迅捷進入工作態(tài)，以默認的頻率、深度、壓占比、下壓速度和強度進行自動體外心臟按壓。按壓前或按壓時可用按鍵調(diào)節(jié)參數(shù)。指示燈、數(shù)碼管、光柱顯示器顯示機器所處的狀態(tài)。
文檔編號A61H31/00GK1513432SQ20031010425
公開日2004年7月21日 申請日期2003年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者毛寶倫, 楊最素, 諸華豐 申請人:毛寶倫