一种氧气枕用防爆加压式枕套及控制方法

摘要

本发明公开了一种氧气枕用防爆加压式枕套，包括：枕套上层，其为方形；枕套下层，其与所述枕套上层一体连接，并与枕套上层围合成两端开口的环形套体，能够套设在氧气枕上；多个贴布，其阵列分布在枕套上层，所述贴布边缘与枕套上层缝合，形成容置腔；多个配重块，其分别设置在容置腔内；其中，配重块在重力作用下能够带动枕套上层向枕套下层方向运动，进而挤压位于枕套上层和枕套下层之间的氧气枕，本发明能够套设在氧气枕上，氧气枕在弹性枕套的挤压和配重铅块的重力挤压下给氧，受力均匀，不易爆炸，提高了氧气枕的安全性能，本发明还提供了一种氧气枕用防爆枕套加压控制方法。

权利要求

1.一种氧气枕用防爆枕套加压控制方法，其特征在于，枕套包括：枕套上层，其为方形；

枕套下层，其与所述枕套上层一体连接，并与所述枕套上层围合成两端开口的环形套体，能够套设在氧气枕上；

多个第一贴布，其阵列分布在所述枕套上层，所述贴布边缘与所述枕套上层缝合，形成上层容置腔；

多个第二贴布，其阵列分布在所述枕套下层，所述贴布边缘与所述枕套上层缝合，形成下层容置腔；

多个第一压装块，其分别设置在所述上层容置腔内；

多个第二压装块，其分别设置在所述下层容置腔内；

其中，所述第一压装块为永磁体，所述第二压装块为电磁体，所述第一压装块和所述第二压装块能够两两吸合；

所述第一压装块和所述第二压装块均为圆柱形，所述枕套上层和所述枕套下层均由弹性材料制成，所述枕套上层和所述枕套下层表面均覆有纳米银粒子层；

加压控制方法还包括专家控制规则：

当 时，

其中， 为氧气枕的理想流量，Qi为氧气枕的实测流量，pm为变化比例系数，im为积分比例系数，dm为微分比例系数，δ为时间变化系数，k′p为规则流量环控制器的比例项修正系数，ki′为规则流量环控制器的积分项修正系数，kd′为规则流量环控制器的微分项修正系数；

当 时，

其中，为目标流量变化率，Pi为氧气真的实际流量变化率，δ为时间变化系数，k′i-p为规则流量差变化率环控制器的比例项修正系数，k′i-i为规则流量差变化率环控制器的积分项修正系数，k′i-d为规则流量差变化率环控制器的微分项修正系数，ep(t)为给定的目标流量变化率与所述实际流量变化率之差。

2.根据权利要求1所述的一种氧气枕用防爆枕套加压控制方法，其特征在于，包括：将所述枕套撑开套设在氧气枕上，开启充电电源，并实时检测氧气枕流量，并将理想流量、流量差和流量差变化率输入PID控制器，输出为供电电流的控制策略。

3.根据权利要求2所述的氧气枕用防爆枕套加压控制方法，其特征在于，所述PID控制器包括流量环控制器和流量差变化率环控制器；

所述流量环控制器的输入为给定的目标氧气枕流量与实际检测氧气枕流量之差，即为流量差，所述流量环控制器的输出为流量变化率控制幅度；

根据所述流量变化率控制幅度计算目标流量变化率；

将所述目标流量变化率与实际流量变化率之差输入流量差变化率环控制器，所述流量差变化率环控制器的输出为供电电流变化幅度。

4.根据权利要求3所述的氧气枕用防爆枕套加压控制方法，其特征在于，所述流量环控制器的PID控制算法公式为：其中，R(t)为输出的流量变化率控制幅度，kp为流量环控制器的比例项修正系数，ki为流量环控制器的积分项修正系数，kd为流量环控制器的微分项修正系数，ec(t)为为给定的目标氧气枕流量与实际检测氧气枕流量之差。

5.根据权利要求4所述的氧气枕用防爆枕套加压控制方法，其特征在于，所述流量差变化率环控制器的PID控制算法公式为：其中，P(t)为供电电流变化幅度，ki-p为流量差变化率环控制器的比例项修正系数，ki-i为流量差变化率环控制器的积分项修正系数，ki-d为流量差变化率环控制器的微分项修正系数，ep(t)为给定的目标流量变化率与所述实际流量变化率之差。

说明书

一种氧气枕用防爆加压式枕套及控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种氧气枕用防爆加压式枕套和一种氧气枕用防爆枕套加压控制方法。

背景技术

[0002] 氧气枕主要用于家庭氧疗、危重或转移病人途中的紧急救治，由于具有轻便易携带的特点，目前应用比较广泛，使用时需要事先对氧气枕内充入一定压力的氧气，通过建议呼吸器连通氧气枕为病人给氧，在临床使用时防护措施较少，在氧气枕内气体不足或病人为重需要氧气流量较大时通常由医护人员按压氧气枕或将氧气枕放置在病人枕后，由头部重量施压使氧气流出，这样的方法氧气枕受力不均匀，不能保证氧气流量，且在运输途中使用时，极易因路况颠簸使氧气枕移位没事氧气流量不稳定。

[0003] 申请号为201620924043.3的专利文件公开了一种可报警式氧气枕，在氧气枕的进气管位置加装防爆阀门和报警装置，解决了氧气枕在充入氧气过程中容易产生爆炸的问题，通过设置防爆阀门的充气压力阈值，连通报警装置提醒充气操作的医护人员停止充气，该专利虽然解决了氧气枕在充气过程中易产生爆炸的问题，但并未解决氧气枕在使用过程中流量不稳定，容易挤压爆炸的问题。

[0004] 申请号为201821160788.2的专利文件公开了一种具有流量控制功能的氧气枕，在氧气枕两侧加装支架，通过调节两侧支架的距离挤压氧气枕，保证氧气流量，但支架不易收纳，会使氧气枕失去易于携带的优点，临床应用前景不好。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种氧气枕用防爆加压式枕套在弹性枕套上层和下层分别设置永磁体和电磁铁，氧气枕在弹性枕套的挤压和两侧磁体的引力挤压下给氧，两侧施压，受力更均匀，氧气枕流量稳定，且提高了氧气枕的安全性能。

[0006] 本发明还提供了一种氧气枕用防爆枕套加压控制方法，通过闭环PID控制器精准控制电磁体供电电流大小，实现枕套挤压力的精准控制，提高了氧气枕流量的稳定性。

[0007] 本发明提供的技术方案为：

[0008] 一种氧气枕用防爆加压式枕套，包括：

[0009] 枕套上层，其为方形；

[0010] 枕套下层，其与所述枕套上层一体连接，并与所述枕套上层围合成两端开口的环形套体，能够套设在氧气枕上；

[0011] 多个第一贴布，其阵列分布在所述枕套上层，所述贴布边缘与所述枕套上层缝合，形成上层容置腔；

[0012] 多个第二贴布，其阵列分布在所述枕套下层，所述贴布边缘与所述枕套上层缝合，形成下层容置腔；

[0013] 多个第一压装块，其分别设置在所述上层容置腔内；

[0014] 多个第二压装块，其分别设置在所述下层容置腔内；

[0015] 其中，所述第一压装块为永磁体，所述第二压装块为电磁体，所述第一压装块和所述第二压装块能够两两吸合。

[0016] 优选的是，所述第一压装块和所述第二压装块均为圆柱形。

[0017] 优选的是，所述枕套上层和所述枕套下层均由弹性材料制成。

[0018] 优选的是，所述枕套上层和所述枕套下层表面均覆有纳米银粒子层。

[0019] 优选的是，还包括充电电源，其连接所述电磁体，为所述电磁体供电。

[0020] 优选的是，所述充电电源和所述电磁体之间具有开关控制器，能够控制供电电流大小。

[0021] 一种氧气枕用防爆枕套加压控制方法，包括：

[0022] 将所述枕套撑开套设在氧气枕上，开启所述充电电源，并实时检测氧气枕流量，并将理想流量、流量差和流量差变化率输入PID控制器，输出为供电电流的控制策略。

[0023] 优选的是，所述PID控制器包括流量环控制器和流量差变化率环控制器；

[0024] 所述流量环控制器的输入为给定的目标氧气枕流量与实际检测氧气枕流量之差，即为流量差，所述流量环控制器的输出为流量变化率控制幅度；

[0025] 根据所述流量变化率控制幅度计算目标流量变化率；

[0026] 将所述目标流量变化率与所述实际流量变化率之差输入流量差变化率环控制器，所述流量差变化率环控制器的输出为供电电流变化幅度。

[0027] 优选的是，所述流量环控制器的PID控制算法公式为：

[0028]

[0029] 其中，R(t)为输出的流量变化率控制幅度，kp为流量环控制器的比例项修正系数，ki为流量环控制器的积分项修正系数，kd为流量环控制器的微分项修正系数，ec(t)为为给定的目标氧气枕流量与实际检测氧气枕流量之差。

[0030] 优选的是，所述流量差变化率环控制器的PID控制算法公式为：

[0031]

[0032] 其中，P(t)为供电电流变化幅度，ki-p为流量差变化率环控制器的比例项修正系数，ki-i为流量差变化率环控制器的积分项修正系数，ki-d为流量差变化率环控制器的微分项修正系数，ep(t)为给定的目标流量变化率与所述实际流量变化率之差。

[0033] 优选的是，还包括专家控制规则：

[0034] 当 时，

[0035] 其中， 为氧气枕的理想流量，Qi为氧气枕的实测流量，pm为变化比例系数，im为积分比例系数，dm为微分比例系数，δ为时间变化系数，k′p为规则流量环控制器的比例项修正系数，ki′为规则流量环控制器的积分项修正系数，kd′为规则流量环控制器的微分项修正系数；

[0036] 当 时，

[0037] 其中， 为目标流量变化率，Pi为氧气真的实际流量变化率，δ为时间变化系数，k′i-p为规则流量差变化率环控制器的比例项修正系数，k′i-i为规则流量差变化率环控制器的积分项修正系数，k′i-d为规则流量差变化率环控制器的微分项修正系数，ep(t)为给定的目标流量变化率与所述实际流量变化率之差。

[0038] 有益效果

[0039] 1、本发明在弹性枕套上层和下层分别设置永磁体和电磁铁，氧气枕在弹性枕套的挤压和两侧磁体的引力挤压下给氧，两侧施压，受力更均匀。

[0040] 2、本发明还提供了一种氧气枕用防爆枕套加压控制方法，通过闭环PID控制器精准控制电磁体供电电流大小，实现枕套挤压力的精准控制，提高了氧气枕流量的稳定性。

附图说明

[0041] 图1为本发明所述的氧气枕用防爆加压式枕套的结构示意图。

[0042] 图2为本发明所述的氧气枕用防爆加压式枕套的主视图。

[0043] 图3为本发明所述的氧气枕用防爆加压式枕套的后视图。

[0044] 图4为本发明所述的氧气枕用防爆加压式枕套折线示意图。

[0045] 图5为本实用本发明所述的氧气枕用防爆加压式枕套第一次折叠后示意图。

[0046] 图6为本发明所述的氧气枕用防爆加压式枕套第二次折叠后示意图。

[0047] 图7为本发明所的氧气枕用防爆加压式枕套完全折叠后示意图。

[0048] 图8为本发明所的氧气枕用防爆加压式枕套完全折叠后立体图

[0049] 图9为本发明所述的氧气枕用防爆加压式枕套另一实施例的主视图。

[0050] 图10为本发明所述的氧气枕用防爆加压式枕套另一实施例的后视图。

具体实施方式

[0051] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

[0052] 如图1所示，本发明提供的一种氧气枕用防爆加压式枕套，包括：枕套上层110、枕套下层120和多个配重块130。

[0053] 其中，枕套上层110为方形；枕套下层120与枕套上层110一体连接，并与枕套上层110围合成两端开口的环形套体，能够套设在氧气枕上；多个贴布131阵列分布在枕套上层，贴布131边缘与枕套上层110缝合，形成容置腔；多个配重块130分别设置在容置腔内。

[0054] 使用时将枕套撑起，套在氧气枕上，将枕套上层110朝上，配重块130在重力作用下能够带动枕套上层110向枕套下层120方向运动，进而挤压位于枕套上层110和枕套下层120之间的氧气枕。

[0055] 作为一种优选，配重块130为铅块，配重块130为圆柱形，配重块设计为圆柱形，避免出现棱角，安全系数更高。

[0056] 在另一实施例中，枕套上层110和枕套下层120均由弹性材料制成，枕套上层110和枕套下层表面120均覆有纳米银粒子层，纳米银粒对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性，枕套外侧包覆纳米银粒子层可以防止病人交叉使用，感染病毒。

[0057] 如图2、3所示，在枕套下层的一端缝合有连接耳140，连接耳140的一端缝合在枕套下层120的一端，作为一种优选连接耳140的另一端具有圆角。连接耳140的另一端具有第一连接扣141，枕套下层120上安装有第二连接扣142，安装扣142位于连接耳和枕套下层缝合线的一侧，连接耳140为柔性材料制成，卷曲连接耳140第一连扣141能够与第二连接扣142扣合，连接耳卷曲形成的捆圈能够容纳折叠的枕套。

[0058] 如图4所示，枕套为柔性材料制成，可以沿第一折叠线151a和第二折叠线152b折叠，其中，第一折叠线151a与第二折叠线152b平行设置，并与枕套宽度方向平行，与枕套开口部垂直，第一折叠线151a与第二折叠线152b将枕套分为三个部分，第一部分151，第二部分152和位于第一部分151和第二部分153之间的第三部分，其中，第一部分151和第二部分152面积相等，第一部分151的面积是第三部分面积的一半。

[0059] 如图5所示，将第一部分151沿第一折叠线151a折叠，将第一部分151叠放在第三部分153上方，第二部分152沿第二折叠线152b折叠，将第二部分152叠放在第三部分153上方，得到第一次折叠后的枕套。

[0060] 其中，第一次折叠后的枕套可以沿第三折叠线154a、第四折叠线155a和第五折叠线156a折叠，第三折叠线154a、第四折叠线155a和第五折叠线156a平行设置，并与第一折叠线151a与第二折叠线152b垂直。第三折叠线154a、第四折叠线155a和第五折叠线156a将第一次折叠后的枕套分为相等的四部分，第四部分154、第五部分155、第六部分156和第七部分157。

[0061] 如图6所示，将第四部分154沿第三折叠线154a叠放在第五部分155上方，再次将第四部分154和第五部分155沿第四折叠线155a叠放在第六部分156上，再次将第四部分154、第五部分155和第六部分156沿第五折叠线156a叠放在第七部分157上方。

[0062] 如图7所示，将连接耳140卷曲，缠绕在折叠后的枕套上，并将第一连扣141能够与第二连接扣142扣合。折叠后枕套存放面积变小，易于携带，且折叠后枕套存放，延长了枕套使用寿命。

[0063] 如图8、9所示，在另一实施例中，氧气枕用防爆加压式枕套，包括：枕套上层110、枕套下层120、第一压装块210和第二压装块220。枕套上层110为方形，枕套下层120与枕套上层110一体连接，并与枕套上层110围合成两端开口的环形套体，能够套设在氧气枕上；多个第一贴布阵列分布在枕套上层110上，第一贴布边缘与枕套上层110缝合，形成多个上层容置腔，多个第二贴布阵列分布在枕套110下层，第二贴布边缘与枕套下层120缝合，形成多个下层容置腔；上层容置腔与下层容置腔一一对应，多个第一压装块210分别设置在上层容置腔内；多个第二压装块220分别设置在所述下层容置腔内；其中，第一压装块210为永磁体，第二压装块220为电磁体，使用时将枕套撑起，套在氧气枕上，通电后，第二压装块220具有磁性，第一压装块210和第二压装块220能够两两吸合，挤压位于枕套中心的氧气枕。作为一种优选，第一压装块和第二压装块均为圆柱形。

[0064] 本发明设计开发了一种氧气枕用防爆加压式枕套，能够套设在氧气枕上，氧气枕在弹性枕套的挤压和配重铅块的重力挤压下给氧，受力均匀，不易爆炸，提高了氧气枕的安全性能，本发明在枕套一侧设置连接耳，枕套折叠后，右连接耳固定，易于携带，且折叠后枕套存放，延长了枕套使用寿命。弹性枕套上层和下层分别设置永磁体和电磁铁，氧气枕在弹性枕套的挤压和两侧磁体的引力挤压下给氧，两侧施压，受力更均匀。

[0065] 本发明还提供了一种氧气枕用防爆枕套加压控制方法，包括：

[0066] 将所述枕套撑开套设在氧气枕上，开启充电电源，并实时检测氧气枕流量，并将理想流量、流量差和流量差变化率输入PID控制器，输出为供电电流的控制策略。

[0067] 其中，PID控制器包括流量环控制器和流量差变化率环控制器；

[0068] 流量环控制器的输入为给定的目标氧气枕流量与实际检测氧气枕流量之差，即为流量差，流量环控制器的输出为流量变化率控制幅度；

[0069] 根据流量变化率控制幅度计算目标流量变化率；

[0070] 将目标流量变化率与实际流量变化率之差输入流量差变化率环控制器，流量差变化率环控制器的输出为供电电流变化幅度。

[0071] 流量环控制器的PID控制算法公式为：

[0072]

[0073] 其中，R(t)为输出的流量变化率控制幅度，kp为流量环控制器的比例项修正系数，ki为流量环控制器的积分项修正系数，kd为流量环控制器的微分项修正系数，ec(t)为为给定的目标氧气枕流量与实际检测氧气枕流量之差。

[0074] 流量差变化率环控制器的PID控制算法公式为：

[0075]

[0076] 其中，P(t)为供电电流变化幅度，ki-p为流量差变化率环控制器的比例项修正系数，ki-i为流量差变化率环控制器的积分项修正系数，ki-d为流量差变化率环控制器的微分项修正系数，ep(t)为给定的目标流量变化率与所述实际流量变化率之差。

[0077] 在另一实施例中，还包括专家控制规则：

[0078] 当 时，

[0079] 其中， 为氧气枕的理想流量，Qi为氧气枕的实测流量，pm为变化比例系数，im为积分比例系数，dm为微分比例系数，δ为时间变化系数，k′p为规则流量环控制器的比例项修正系数，ki′为规则流量环控制器的积分项修正系数，kd′为规则流量环控制器的微分项修正系数；

[0080] 当 时，

[0081] 其中， 为目标流量变化率，Pi为氧气真的实际流量变化率，δ为时间变化系数，k′i-p为规则流量差变化率环控制器的比例项修正系数，k′i-i为规则流量差变化率环控制器的积分项修正系数，k′i-d为规则流量差变化率环控制器的微分项修正系数，ep(t)为给定的目标流量变化率与所述实际流量变化率之差。

[0082] 本发明通过闭环PID控制器精准控制电磁体供电电流大小，实现枕套挤压力的精准控制，提高了氧气枕流量的稳定性。

[0083] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。