申请/专利权人：惠州市美亚飞电器有限公司

申请日：2018-12-29

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN109646782B

主分类号：A61M16/10

分类号：A61M16/10;A61M16/00;A61M16/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.06.04#实质审查的生效;2019.04.19#公开

摘要：本发明公开了一种手动脉冲供氧装置及供氧方法，包括供电电源、MCU模块、供氧电磁阀模块、手动开关及脉冲输出的指示灯；供电电源与MCU模块的电源引脚连接；MCU模块的供氧信号输出端与供氧电磁阀模块的信号输入端连接，供氧电磁阀模块的信号输出端与氧气进气口和出气口相连接；MCU模块的指示灯信号输出端与指示灯的信号输入端连接；所述手动开关与MCU模块的开关检测信号引脚连接；上述供氧装置，通过手动开关的设置，采用手动触发呼吸信号，通过采集三个或以上触发信号，再利用MCU模块对手动触发信号进行处理，预测下一个呼吸的时间点,自动释放触发信号，通过驱动供氧电磁阀模块释放出氧气，同时在使用中再对信号进行同步修正，达到与呼吸同步的效果。

主权项：1.一种手动脉冲供氧装置，其特征在于：包括供电电源、MCU模块、供氧电磁阀模块、手动开关及脉冲输出的指示灯；所述供电电源与MCU模块的电源引脚连接；所述MCU模块的供氧信号输出端与供氧电磁阀模块的信号输入端连接，所述供氧电磁阀模块的信号输出端与氧气进气口和出气口相连接；所述MCU模块的指示灯信号输出端与指示灯的信号输入端连接；所述手动开关与MCU模块的开关检测信号引脚连接；所述手动开关用于接收使用者随自身呼吸同步触发的手动触发信号，所述MCU模块接收至少三个手动触发信号并对手动触发信号的时间进行分析，预测下一个呼吸的时间点，在下一个呼吸时间点自动释放触发信号，驱动供氧电磁阀模块自动释放出氧气。

全文数据：一种手动脉冲供氧装置及其供氧方法技术领域本发明涉及制氧机技术领域，具体为一种手动脉冲供氧装置及其供氧方法。背景技术脉冲制氧机以其高效的氧气使用效率，在户外或者移动场景，以及降低氧气使用成本方面获得了广泛的应用。但是现有的脉冲制氧机一般是采用呼吸传感器检测使用人员的呼吸信息，然后将信号传送给驱动装置提供氧气。但是目前的呼吸传感器存在成本高，可先用的不多，主要还是压力传感器，微量流传感器等。这些传感器使用复杂，且国产化低，以压力检测传感器为例，目前高可靠性的传感器还没有国产货可替代。另一个缺点就是由于检测过程高度依赖传感器，且安装时要将氧气管分支接到压力传感器上，增加了安装工艺，也降低了氧气管的可靠性，而当吸氧器使用不当时，往往检测不到呼吸信号，导致功能失败，例如，出氧管发生弯折时，氧气管漏气时，传感器一致性出差错时，基于这些特点，都不利于脉冲制氧机的普及和使用。发明内容基于此，本发明提供了一种手动脉冲供氧装置及其供氧方法。一种手动脉冲供氧装置，包括供电电源、MCU模块、供氧电磁阀模块、手动开关及脉冲输出的指示灯；所述供电电源与MCU模块的电源引脚连接；所述MCU模块的供氧信号输出端与供氧电磁阀模块的信号输入端连接，所述供氧电磁阀模块的信号输出端与氧气进气口和出气口相连接；所述MCU模块的指示灯信号输出端与指示灯的信号输入端连接；所述手动开关与MCU模块的开关检测信号引脚连接。在其中一个实施例中，所述手动开关包括机械开关、光耦开关、脚踏开关、感应开关、无线开关中的至少一种。在其中一个实施例中，所述供氧电磁阀模块包括驱动单元、整流二极管、供氧控制阀，MCU模块的供氧信号输出端通过第一电阻与驱动单元的信号输入端连接，驱动单元的信号输出端与供氧控制阀连接，用于给供氧控制阀提供驱动电能，整流二极管与供氧控制阀并联连接，用于抵消信号中断时供氧控制阀产生的反向电势。在其中一个实施例中，所述供氧电磁阀模块包括场效应管、大电流三极管、驱动IC中的至少一种。在其中一个实施例中，所述MCU模块的型号为N76E003AT20。在其中一个实施例中，所述指示灯包括第二电阻和发光二极管，第二电阻的一端与MCU模块的指示灯信号输出端连接，另一端与发光二极管的正极连接，发光二极管的负极与地极连接。在其中一个实施例中，整流二极管的型号为B5819W。上述一种手动脉冲供氧装置，通过手动开关的设置，采用手动触发信号，再利用MCU模块对手动触发信号进行处理，预测下一个呼吸的时间点,自动释放触发信号，通过驱动供氧电磁阀模块释放出氧气，结构简单，成本低廉，避免了因为检测不到呼吸信号，而导致功能失败的问题出现；而且本装置可以单独作为一个功能模块，可以任意植入现有的制氧机中，使其增加脉冲功能，扩大应用，提高氧气的使用效率。一种手动脉冲供氧装置的供氧方法，第一步：MCU模块上电启动，MCU模块复位，内置程序启动，等待手动开关信号输入；第二步：使用者随自身的呼吸同步触发手动开关，并跟随自身的呼吸发出至少三个手动触发信号；第三步：MCU模块接收手动触发信号并记录触发时间；第四步：MCU模块根据手动触发信号驱动供氧电磁阀模块释放氧气；第五步：MCU模块计算后一触发时间与前一触发时间的时间差并获得至少两个第一时间差值；第六步：计算至少两个第一时间差值的加权平均值并保存为第一间隔时间；第七步：MCU模块根据第一间隔时间驱动供氧电磁阀模块自动释放氧气；第八步：MCU模块再次接收手动触发信号并记录触发时间；第九步：MCU模块重新计算后一触发时间与前一触发时间的时间差并获得至少一个第二时间差值；第十步：计算第二时间差值与第一间隔时间的加权平均值并保存为第二间隔时间；第十一步：MCU模块根据第二间隔时间驱动供氧电磁阀模块自动释放氧气；第十二步：在MCU模块自动释放氧气期间，如果再次收到手动触发信号，则重复上述第八步到第十一步动作。在其中一个实施例中，在第九步之前先判断供氧电磁阀模块是否在释放氧气，是则重新计算触发信号的时间差。在其中一个实施例中，在第十步之前先判断第二时间差值是否有效，是则执行后续步骤。上述一种手动脉冲供氧装置，通过手动开关的设置，采用手动触发呼吸信号，通过采集三个或以上触发信号，再利用MCU模块对手动触发信号进行处理，预测下一个呼吸的时间点,自动释放触发信号，通过驱动供氧电磁阀模块释放出氧气，同时在使用中再对信号进行同步修正，达到与呼吸同步的效果。方装置结构简单，成本低廉，避免了因为检测不到呼吸信号，而导致功能失败的问题出现。附图说明图1为本发明一实施例一种手动脉冲供氧装置的电路图；图2为本发明一实施例一种手动脉冲供氧装置的供氧方法的脉冲波形分析图和同步驱动图。具体实施方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，一种手动脉冲供氧装置，包括供电电源100、MCU模块200、供氧电磁阀模块300、手动开关400及脉冲输出的指示灯600；所述供电电源100与MCU模块200的电源引脚连接；所述MCU模块200的供氧信号输出端与供氧电磁阀模块300的信号输入端连接，所述供氧电磁阀模块300的信号输出端与氧气进气口和出气口相连接；所述MCU模块200的指示灯信号输出端与指示灯600的信号输入端连接；所述手动开关400与MCU模块200的开关检测信号引脚连接。当需要吸氧时，手动开关400发出一个触发信号，当MCU模块200检测到手动开关400发出的触发信号后，立即输出一个驱动信号给供氧电磁阀模块300，供氧电磁阀模块300驱动氧气进气口和出气口动作，输出一定量的氧气。当有重复的触发信号时，则由MCU模块200对触发信号的时间进行分析，预测下一个脉冲时间的到来，由供氧电磁阀模块300驱动氧气进气口和出气口动作，自动输出一定量的氧气。当再次收到手动开关400触发信号收到时，则按手动开关400触发信号由MCU模块200输出驱动信号，如果在延时一个区间内还没有收到手动开关400触发信号，则自动转入自动脉冲功能。当供氧装置处于自动脉冲功能时，收到了手动开关400触发信号，则供氧装置的时间立即同步于手动开关400触发信号。这样，一种手动脉冲供氧装置，通过手动开关400的设置，采用手动触发信号，再利用MCU模块200对手动触发信号进行处理，预测下一个呼吸的时间点,自动释放触发信号，通过驱动供氧电磁阀模块300释放出氧气，结构简单，成本低廉，避免了因为检测不到呼吸信号，而导致功能失败的问题出现；而且本装置可以单独作为一个功能模块，可以任意植入现有的制氧机中，使其增加脉冲功能，扩大应用，提高氧气的使用效率。进一步地，所述手动开关400包括机械开关、光耦开关、脚踏开关、感应开关、无线开关中的至少一种。进一步地，所述供氧电磁阀模块300包括驱动单元302、整流二极管301、供氧控制阀303，MCU模块200的供氧信号输出端通过第一电阻201与驱动单元302的信号输入端连接，驱动单元302的信号输出端与供氧控制阀303连接，用于给供氧控制阀303提供驱动电能，整流二极管301与供氧控制阀303并联连接，用于抵消信号中断时供氧控制阀303产生的反向电势。MCU模块200接收到手动开关400的触发信号后，通过第一电阻201发送驱动信号给驱动单元302，驱动单元302发送驱动信号给供氧控制阀303，供氧控制阀303控制氧气进气口和出气口输出氧气供人们使用。这样，MCU模块200通过控制驱动单元302开启或关闭，来控制供氧控制阀303的开启或关闭，使氧气进气口和出气口输出氧气，结构简单，使用方便，同时，整流二极管301的设置，有效了保护了供氧控制阀303，延长了元器件的使用寿命。进一步地，所述供氧电磁阀模块300包括场效应管、大电流三极管、驱动IC中的至少一种。进一步地，所述MCU模块200的型号为N76E003AT20。进一步地，所述指示灯600包括第二电阻602和发光二极管601，第二电阻602的一端与MCU模块200的指示灯信号输出端连接，另一端与发光二极管601的正极连接，发光二极管601的负极与地极连接。这样，当MCU模块200发送驱动信号给供氧电磁阀模块300时，发光二极管601发光，提示使用者有氧气输出，以便使用者可以及时使用，避免了浪费。进一步地，发光二极管301的型号为B5819W。供电电源100包括：稳压芯片101、第三电阻102、第四电阻103、第五电阻105、第一电容104、第二电容106、第三电容107，稳压芯片101信号输入端与外接电源连接，信号输出端与MCU模块200的引脚VDD连接，为MCU模块200提供5V的供电电压，第三电阻102的一端与稳压芯片101的信号输出端和MCU模块200的引脚VDD之间的公共连接点连接，另一端与第四电阻103的一端连接，第四电阻103的另一端与地极连接，第一电容104与第三电阻102和第四电阻103并联连接，第五电阻105的一端与稳压芯片101的信号输出端和MCU模块200的引脚VDD之间的公共连接点连接，另一端与第二电容106的一端连接，第二电容106的另一端与地极连接，第三电容107并联连接在电路中。进一步地，MCU模块200还包括第六电阻202，第六电阻202的一端与MCU模块200的引脚P1.4连接，另一端与5V电源连接。如图2所示，一种手动脉冲供氧装置的供氧方法，第一步：MCU模块200上电启动，MCU模块200复位，内置程序启动，等待手动开关400信号输入；第二步：使用者随自身的呼吸同步触发手动开关，并跟随自身的呼吸发出至少三个手动触发信号第三步：MCU模块200接收手动触发信号并记录触发时间；第四步：MCU模块200根据手动触发信号驱动供氧电磁阀模块300释放氧气；第五步：MCU模块200计算后一触发时间与前一触发时间的时间差并获得至少两个第一时间差值；第六步：计算至少两个第一时间差值的加权平均值并保存为第一间隔时间；第七步：MCU模块200根据第一间隔时间驱动供氧电磁阀模块300自动释放氧气；第八步：MCU模块200再次间隔接收至少两个手动触发信号并记录触发时间；第九步：MCU模块200重新计算后一触发时间与前一触发时间的时间差并获得至少一个第二时间差值；第十步：计算第二时间差值与第一间隔时间的加权平均值并保存为第二间隔时间；第十一步：MCU模块200根据第二间隔时间驱动供氧电磁阀模块300自动释放氧气；第十二步：在MCU模块自动释放氧气期间，如果再次收到手动触发信号，则重复上述第八步到第十一步动作。例如：当使用者触发手动开关400输入第一个开关触发信号时，MCU模块200响应两个动作，第一个动作是立即输出控制信号给供氧电磁阀模块300，供氧电磁阀模块300释放出氧气；第二个动作是将当前的时间点A记录下来，等待第二个手动触发信号；当手动开关400输入第二个开关触发信号时，MCU模块200响应三个动作，第一个动作是立即输出控制信号给供氧电磁阀模块300，供氧电磁阀模块300释放出氧气；第二个动作是计算与第一个开关触发信号间的时间差,这个时间差记录为t1；第三个动作是将当前的时间点B记录下来，等待第三个手动触发信号；当手动开关400输入第三个开关触发信号时，MCU模块200响应四个动作，第一个动作是立即输出控制信号给供氧电磁阀模块300，供氧电磁阀模块300释放出氧气，第二个动作是计算与第二个开关触发信号间的时间差,这个时间差记录为t2，第三个动作是将当前的时间点C记录下来，t1、t2即为两个第一时间差值，第四个动作是计算t1和t2的平均值t，并将第一间隔时间t保存下来。计算公式是t=t1+t22以后每隔第一间隔时间t，MCU模块200就自动控制供氧电磁阀模块300释放出氧气，直到重新收到手动开关400触发信号或关机为止。当计算出第一间隔时间t后，可以不用再有手动触发信号，第一间隔t即为预测下一个呼吸的时间周期。MCU模块200将自动按第一间隔t的间隔输出信号控制供氧电磁阀模块300释放出氧气。例如，图中的时间点D即为自动信号输出点，其时间长度T=t。当MCU处理自动输出信号时，若重新收到手动开关400触发信号，第一个动作是立即同步输出信号，MCU模块200控制供氧电磁阀模块300释放出氧气，例如，本应在时间点F输出信号，但是在时间点E收到手动触发信号时，则第一间隔t重新开始计算时间。若再次收到手动开关400触发信号，则立即执行三个动作，第一个动作是立即同步输出信号，MCU模块200控制供氧电磁阀模块300释放出氧气；第二个动作是计算与前一次的手动触发信号间的时间差，这个时间差记录为第二时间差值t3,重新计算第二间隔时间t',第二间隔时间t'计算方法是：t'=（t+t3）2若后续连续收到手动开关400触发信号，则依次按上述方法计算新的t，并按新t的时间周期给出输出信号，使供氧电磁阀模块300释放出氧气。上述周期平均法，可依据脉冲制氧机的场所，为提高抗干扰或提高精度，可以采用更多次周期平均法，比如5次或更多。上述一种手动脉冲供氧装置的供氧方法，通过手动开关400的设置，采用手动触发信号，再利用MCU模块200对手动触发信号进行处理，通过采集三个或以上触发信号，预测下一个呼吸的时间点,不再需要手动触发信号，自动释放触发信号，供氧电磁阀模块300放出氧气，避免了因为检测不到呼吸信号，而导致功能失败的问题出现。进一步地，在第九步之前先判断供氧电磁阀模块300是否在释放氧气，是则重新计算触发信号的时间差。当MCU处理自动输出信号时，若重新收到手动开关400触发信号，第一个动作是立即同步输出信号，MCU模块200控制供氧电磁阀模块300释放出氧气，判断供氧电磁阀模块300是否在收到手动触发信号之前就开始释放氧气了，即：如果当前已经有输出了，则供氧时间重新开始计算，即前面已输出的供氧时间不算在间隔时间内；如果是在等待期间，则立即输出信号，输出的规则不变。进一步地，在第十步之前先判断第二时间差值是否有效，是则执行后续步骤。当MCU处理自动输出信号时，若再次间隔收到至少两个手动开关400触发信号，并计算两个触发信号的时间差，这个时间记录为第二时间差值t3,若t3与第一间隔时间t误差小于预设阀值，例如误差20%以内，则认为当次的手动开关触发信号是有效信号，将重新计算第二间隔时间t',第二间隔时间t'计算方法是：t'=（t+t3）2如果第二时间差值t3与第一间隔时间t的误差超过预设阀值，则认为当次的手动触发信号为无效信号，MCU模块200认为只收到了最近的一个信号，之前的信号丢失，不需要重新计算第一间隔时间t.上述在计算周期误差时，亦可根据用户群特点进行调整。如上述中的20%也可以减小到5%，亦可增加到30%。由于本装置的发明点是手动脉冲输出，因此图中的t内的出氧时长，如出氧时长K，开关时长t5,呼吸感时长t4将不在本专利涉及内，由于脉冲处理不可避免的要遇到这个问题，这里标出是便于理解本发明的实施例。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求：1.一种手动脉冲供氧装置，其特征在于：包括供电电源、MCU模块、供氧电磁阀模块、手动开关及脉冲输出的指示灯；所述供电电源与MCU模块的电源引脚连接；所述MCU模块的供氧信号输出端与供氧电磁阀模块的信号输入端连接，所述供氧电磁阀模块的信号输出端与氧气进气口和出气口相连接；所述MCU模块的指示灯信号输出端与指示灯的信号输入端连接；所述手动开关与MCU模块的开关检测信号引脚连接。2.根据权利要求1所述的一种手动脉冲供氧装置，其特征在于：所述手动开关包括机械开关、光耦开关、脚踏开关、感应开关、无线开关中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种手动脉冲供氧装置，其特征在于：所述供氧电磁阀模块包括驱动单元、整流二极管、供氧控制阀；MCU模块的供氧信号输出端通过第一电阻与驱动单元的信号输入端连接，驱动单元的信号输出端与供氧控制阀连接，用于给供氧控制阀提供驱动电能，整流二极管与供氧控制阀并联连接，用于抵消信号中断时供氧控制阀产生的反向电势。4.根据权利要求3所述的一种手动脉冲供氧装置，其特征在于：所述供氧电磁阀模块包括场效应管、大电流三极管、驱动IC中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种手动脉冲供氧装置，其特征在于：所述MCU模块的型号为N76E003AT20。6.根据权利要求1所述的一种手动脉冲供氧装置，其特征在于：所述指示灯包括第二电阻和发光二极管，第二电阻的一端与MCU模块的指示灯信号输出端连接，另一端与发光二极管的正极连接，发光二极管的负极与地极连接。7.根据权利要求4所述的一种手动脉冲供氧装置，其特征在于：整流二极管的型号为B5819W。8.一种手动脉冲供氧装置的供氧方法，其特征在于：第一步：MCU模块上电启动，MCU模块复位，等待手动开关信号输入；第二步：使用者随自身的呼吸同步触发手动开关，并跟随自身的呼吸发出至少三个手动触发信号；第三步：MCU模块接收手动触发信号并记录触发时间；第四步：MCU模块根据手动触发信号驱动供氧电磁阀模块释放氧气；第五步：MCU模块计算后一触发时间与前一触发时间的时间差并获得至少两个第一时间差值；第六步：计算至少两个第一时间差值的加权平均值并保存为第一间隔时间；第七步：MCU模块根据第一间隔时间驱动供氧电磁阀模块自动释放氧气；第八步：MCU模块再次接收手动触发信号并记录触发时间；第九步：MCU模块重新计算后一触发时间与前一触发时间的时间差并获得至少一个第二时间差值；第十步：计算第二时间差值与第一间隔时间的加权平均值并保存为第二间隔时间；第十一步：MCU模块根据第二间隔时间驱动供氧电磁阀模块自动释放氧气；第十二步：在MCU模块自动释放氧气期间，如果再次收到手动触发信号，则重复上述第八步到第十一步动作。9.根据权利要求8所述的一种手动脉冲供氧装置的供氧方法，其特征在于：在第九步之前先判断供氧电磁阀模块300是否在释放氧气，是则重新计算触发信号的时间差。10.根据权利要求8所述的一种手动脉冲供氧装置的供氧方法，其特征在于：在第十步之前先判断第二时间差值是否有效，是则执行后续步骤。

百度查询： 惠州市美亚飞电器有限公司 一种手动脉冲供氧装置及其使用方法

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