本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前在醫(yī)院的重癥監(jiān)護(hù)室，由于呼吸道堵塞導(dǎo)致的危重病人死亡的事件經(jīng)常發(fā)生，目前主要的解決方法就是通過人工進(jìn)行手動操作吸痰。但是人工手動操作吸痰的不足之處很多，一方面對醫(yī)護(hù)人員操作要求比較高，因為吸痰的對象都是危重病人，屬于高危人群，如果醫(yī)護(hù)人員操作不當(dāng)會導(dǎo)致吸痰失敗，甚至導(dǎo)致氣道出血影響病人安危。另一方面對醫(yī)護(hù)人員有很高的限制，需要安排醫(yī)護(hù)人員24小時看護(hù)，以便應(yīng)對任何時刻病人包括晚上有吸痰的需要，這對醫(yī)護(hù)人員來說非常的不方便。因此急需研制出一種能夠應(yīng)用于臨床的代替醫(yī)護(hù)人員人工手動操作吸痰的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)及方法，能夠?qū)Σ∪诉M(jìn)行自動吸痰操作，代替醫(yī)護(hù)人員人工手動操作吸痰。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)，包括吸痰裝置及監(jiān)測控制系統(tǒng)，

所述的吸痰裝置包括外殼、內(nèi)殼和閉式吸痰管，閉式吸痰管由吸痰管及吸痰管上的兩個固定連接件構(gòu)成，吸痰管穿過外殼和內(nèi)殼，兩個固定連接件分別位于外殼的外部兩側(cè)，內(nèi)殼內(nèi)設(shè)有用于自動控制吸痰管向前推送及向后推送的傳動機(jī)構(gòu)，外殼上設(shè)有用于使內(nèi)殼沿吸痰管的周向方向擺動的擺動機(jī)構(gòu)；

所述的監(jiān)測控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、用于監(jiān)測吸痰管的輸送位置并將位置信息發(fā)送給單片機(jī)的限位傳感器、用于接收單片機(jī)指令并驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)和擺動機(jī)構(gòu)運行的電機(jī)驅(qū)動器、用于輸入操作信息并將操作信息發(fā)送給單片機(jī)的紅外遙控器和用于接收單片機(jī)發(fā)出的信息并實時顯示吸痰裝置狀態(tài)的顯示屏；其中限位傳感器設(shè)置在吸痰管上，電機(jī)驅(qū)動器與傳動機(jī)構(gòu)和擺動機(jī)構(gòu)相連。

所述的監(jiān)測控制系統(tǒng)還包括用于在緊急情況下使整個呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)斷電的觸碰傳感器，觸碰傳感器與單片機(jī)和呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)的電源相連。

所述的紅外遙控器上設(shè)有向前推送鍵、向后推送鍵、加速推送鍵、減速推送鍵和停止鍵。

所述的擺動機(jī)構(gòu)包括左側(cè)軸承、右側(cè)軸承、傳動齒輪和外殼步進(jìn)電機(jī)；其中外殼由左側(cè)外殼和右側(cè)外殼拼接而成，左側(cè)軸承設(shè)置在左側(cè)外殼上，右側(cè)軸承設(shè)置在右側(cè)外殼上，內(nèi)殼的兩側(cè)設(shè)有向外凸出的圓柱形的內(nèi)殼耳部，內(nèi)殼兩側(cè)的內(nèi)殼耳部分別與左側(cè)軸承和右側(cè)軸承相連，內(nèi)殼耳部的底部設(shè)有齒，傳動齒輪設(shè)置在外殼內(nèi)并與齒嚙合，傳動齒輪與外殼步進(jìn)電機(jī)相連，外殼步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在外殼上并與電機(jī)驅(qū)動器相連。

所述的傳動機(jī)構(gòu)包括扁輪A、扁輪B、以及與電機(jī)驅(qū)動器相連的第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)和第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)，其中第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)與扁輪B相連，第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)與扁輪A相連，扁輪A和扁輪B的轉(zhuǎn)動方向相反，扁輪A和扁輪B的周向上開設(shè)有環(huán)形凹槽，吸痰管夾持在扁輪A和扁輪B的環(huán)形凹槽之間。

所述的傳動機(jī)構(gòu)還包括扁輪C和扁輪D，其中扁輪A和扁輪C通過第一傳動系相連且兩者轉(zhuǎn)動方向相同，扁輪B和扁輪D通過第二傳動系相連且兩者轉(zhuǎn)動方向相同，扁輪C和扁輪D的周向上開設(shè)有環(huán)形凹槽，吸痰管同時夾持在扁輪A和扁輪B的環(huán)形凹槽以及扁輪C和扁輪D的環(huán)形凹槽之間。

所述的第一傳動系包括依次嚙合的齒輪A、齒輪B和齒輪C，其中扁輪A和齒輪A套裝在軸A上，齒輪B套裝在軸B上，扁輪C和齒輪C套裝在軸C上，軸B和軸C固定在內(nèi)殼內(nèi)的可滑動底座上，軸A與第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)相連，第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在內(nèi)殼內(nèi)的可滑動底座上；

所述的第二傳動系包括依次嚙合的齒輪D、齒輪E和齒輪F，其中扁輪D和齒輪D套裝在軸D上，齒輪E套裝在軸E上，扁輪B和齒輪F套裝在軸F上，軸D、軸E的固定在內(nèi)殼上，軸F與第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)相連，第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在內(nèi)殼上；

所述的軸A、軸B、軸C相互平行并位于同一平面內(nèi)，軸D、軸E、軸F相互平行并位于同一平面內(nèi)，且軸A、軸B、軸C所在的平面與軸D、軸E、軸F所在的平面相互平行。

所述的外殼上設(shè)有用于調(diào)節(jié)扁輪A和扁輪B的間距以及扁輪C和扁輪D的間距的絲杠螺母，絲杠螺母與內(nèi)殼內(nèi)的可滑動底座相連。

一種基于呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)的呼吸道痰液自動清理方法，包括以下步驟：

1)將需要推送的吸痰管夾緊固定在吸痰裝置內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)上；

2)按下紅外遙控器上的向前推送鍵，電機(jī)驅(qū)動器在單片機(jī)的指令下驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)向前推送吸痰管，使吸痰管進(jìn)入病人氣道；

3)在限位傳感器的監(jiān)控下，傳動機(jī)構(gòu)推送吸痰管到達(dá)目標(biāo)位置后自動停止，然后接通負(fù)壓機(jī)，開始進(jìn)行吸痰操作，此時在單片機(jī)的指令下，電機(jī)驅(qū)動器自動驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)和擺動機(jī)構(gòu)開始運轉(zhuǎn)，傳動機(jī)構(gòu)向后推送吸痰管，將吸痰管向回拉出氣道，擺動機(jī)構(gòu)帶動內(nèi)殼進(jìn)行擺動，從而帶動吸痰管轉(zhuǎn)動，對氣道壁四周吸痰；

4)當(dāng)吸痰管離開病人氣道回到起始位置時，吸痰裝置自動停止運動，整個吸痰過程結(jié)束。

所述步驟2)進(jìn)行過程中，根據(jù)病人的需要，按動紅外遙控器上的加速推送鍵或減速推送鍵來調(diào)節(jié)吸痰管的推送速度；

所述步驟2)和步驟3)進(jìn)行過程中，若病人出現(xiàn)不適應(yīng)，按下觸碰傳感器，傳動機(jī)構(gòu)將立即停止向前推送吸痰管，并開始向后推送吸痰管離開病人氣管，提前結(jié)束吸痰操作；

所述步驟4)中當(dāng)吸痰裝置停止運動后，接通清洗裝置，用生理鹽水對吸痰管進(jìn)行清洗。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)，包括吸痰裝置及監(jiān)測控制系統(tǒng)，用監(jiān)測控制系統(tǒng)控制吸痰裝置，通過傳動機(jī)構(gòu)和擺動機(jī)構(gòu)的運轉(zhuǎn)即可控制閉式吸痰管對病人進(jìn)行自動吸痰操作，代替人工吸痰操作。本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)配套目前醫(yī)院使用的閉式吸痰管，具有以下優(yōu)點：

1)從國內(nèi)外現(xiàn)狀看來，閉式吸痰管配合呼吸機(jī)使用時可以有效降低相關(guān)肺炎的發(fā)病率。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)表明，在醫(yī)院使用閉式吸痰管以后，有效減少了病人口腔，氣道細(xì)菌滋生的數(shù)量，大大降低了相關(guān)肺炎的感染率，提高了病人的安全，這對高危病人來說十分關(guān)鍵，保證了他們的安全，因此本發(fā)明選用閉式吸痰管。

2)利用本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)可以降低病人的不適程度，減輕病人痛苦感。通過臨床分析，使用閉式吸痰管無需斷開呼吸機(jī)，可以減少病人焦慮，減輕病人不適程度，也可以促進(jìn)吸痰過程順利進(jìn)行。利用呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)操作，也可以減少病人的焦慮程度，同時，機(jī)器的操作手法嚴(yán)格相同，與醫(yī)護(hù)人員不同，不存在因為醫(yī)護(hù)人員不同而產(chǎn)生的操作不同，減少病人的疼痛感。同時也可以降低病人的開支，減少費用。閉式吸痰管的使用減少了患者的醫(yī)療費用，減輕病人的醫(yī)療負(fù)擔(dān)。

3)減少醫(yī)務(wù)人員的職業(yè)暴露，減少醫(yī)護(hù)人員發(fā)病率。利用本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)后，醫(yī)護(hù)人員只需要每隔確定的時間檢查病人，不需要因為痰液堵塞隨時趕過去吸痰，大大減少了疾病的滋生，減少醫(yī)療人員的發(fā)病率。因為醫(yī)護(hù)人員都是在危重病房進(jìn)行工作，呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)大大減少了醫(yī)護(hù)人員與病菌接觸，因此機(jī)器操作大大保護(hù)了醫(yī)護(hù)人員的安全。

4)減輕護(hù)士的工作量。護(hù)士可以從手動吸痰的工作變?yōu)槎〞r更換閉式吸痰管以及檢查呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)是否正常工作，大大減少了護(hù)士的工作量，保證了醫(yī)護(hù)人員的休息以及作息安排。因此，在目前現(xiàn)狀下，本發(fā)明通過設(shè)計呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)來代替人工吸痰操作，不僅減少了醫(yī)護(hù)人員工作量，也保證了病人的安全，是十分必要的。

5)本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)的吸痰裝置中，外殼上設(shè)有用于使內(nèi)殼沿吸痰管的周向方向擺動的擺動機(jī)構(gòu)，而用于自動控制吸痰管向前推送及向后推送的傳動機(jī)構(gòu)位于內(nèi)殼中，這樣在吸痰管到達(dá)預(yù)設(shè)位置并且傳動機(jī)構(gòu)向后推送吸痰管的同時，擺動機(jī)構(gòu)能夠帶動內(nèi)殼從而帶動吸痰管小幅度轉(zhuǎn)動，達(dá)到旋轉(zhuǎn)吸痰的功能。由于吸痰管上開設(shè)的吸痰孔位置有限，吸痰管的轉(zhuǎn)動吸痰能夠提高痰液吸收效率。

6)本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)的監(jiān)測控制系統(tǒng)中，限位傳感器安裝在吸痰管左右兩段的極限位置，防止吸痰裝置在推送吸痰管時超過該極限位置，如果超過極限位置，限位傳感器感應(yīng)后單片機(jī)會命令吸痰裝置立即停止運動，保證吸痰過程的準(zhǔn)確性及安全性。在吸痰管被推送的過程中，限位傳感器能夠隨時將吸痰管的位置信息反饋給單片機(jī)，再由單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動器來控制傳動機(jī)構(gòu)對吸痰管的輸送，能夠保證吸痰過程的安全可靠性。紅外遙控器用于輸入操作信息。顯示屏用于實時顯示吸痰裝置的運動狀態(tài)，如目前吸痰裝置處于向前推送還是向后推送還是停止運作，以及推送速度等信息均顯示在顯示屏上，方便醫(yī)護(hù)人員觀察和了解情況。

進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)的監(jiān)測控制系統(tǒng)中，觸碰傳感器設(shè)在單片機(jī)與電源之間，而吸痰裝置又與單片機(jī)相連，電源給單片機(jī)以及吸痰裝置中的電機(jī)進(jìn)行供電。觸碰傳感器起到急停開關(guān)的作用，當(dāng)觸碰傳感器被按下時將會自動切斷電源供電，使系統(tǒng)停止工作，保證病人的安全。觸碰傳感器作為吸痰裝置的急停開關(guān)使用，在緊急情況下可以使系統(tǒng)斷電，防止意外情況發(fā)生。

進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)的監(jiān)測控制系統(tǒng)中，紅外遙控器上設(shè)有向前推送鍵、向后推送鍵、加速推送鍵、減速推送鍵和停止鍵，當(dāng)醫(yī)護(hù)人員按下相應(yīng)的功能鍵時，單片機(jī)接受信息并控制電機(jī)驅(qū)動器運作從而控制吸痰裝置進(jìn)行相應(yīng)的功能。電機(jī)驅(qū)動器主要為速度分級功能。本發(fā)明設(shè)有若干級推送速度，可以根據(jù)病人需求進(jìn)行吸痰管推送速度的調(diào)節(jié)。當(dāng)按下向前推送鍵時吸痰管被向前推送進(jìn)入人體。按下向后推送鍵時吸痰管被推送離開人體。按下停止鍵時停止推送運動。按下加速推送鍵時推送速度增加一級，按下減速推送鍵時推送速度降低一級。吸痰管的旋轉(zhuǎn)運動設(shè)定為向后推送時自動進(jìn)行，不單獨安排按鍵控制。

進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)的吸痰裝置中，擺動機(jī)構(gòu)帶動吸痰管旋轉(zhuǎn)吸痰是通過內(nèi)殼兩側(cè)的內(nèi)殼耳部套裝在外殼的軸承上，外殼上的傳動齒輪與內(nèi)殼耳部的齒嚙合，外殼步進(jìn)電機(jī)帶動傳動齒輪轉(zhuǎn)動，使內(nèi)殼沿吸痰管的周向方向小幅度擺動，由于吸痰管被內(nèi)殼中的傳動機(jī)構(gòu)夾持，因此吸痰管隨著內(nèi)殼的擺動而進(jìn)行轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)的吸痰裝置中，傳動機(jī)構(gòu)主要包括用于夾持吸痰管的扁輪和用于帶動扁輪旋轉(zhuǎn)的內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)，吸痰管可以被夾持在一對或多對扁輪的環(huán)形凹槽之間，至少需要一對扁輪即可完成對吸痰管的夾持，本發(fā)明中考慮到夾持的穩(wěn)定性，設(shè)置了兩對扁輪對吸痰管進(jìn)行夾持，兩對扁輪分別在兩個內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)的帶動下同速反向旋轉(zhuǎn)，從而帶動吸痰管向前或向后運動。兩對扁輪中位于吸痰管同一側(cè)的兩個扁輪之間通過齒輪傳動系相連，使得吸痰管同一側(cè)的兩個扁輪維持同速同向旋轉(zhuǎn)。為了使吸痰管同一側(cè)的兩個扁輪之間留有間隙，齒輪傳動系選用3個尺寸相同的齒輪，其直徑小于扁輪的直徑，兩邊的兩個齒輪分別與兩個扁輪同軸，中間的齒輪同時與兩邊的兩個齒輪嚙合，這樣在內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)帶動一個扁輪旋轉(zhuǎn)的情況下，另一個扁輪通過齒輪傳動系的帶動即可同速同向旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)的吸痰裝置中，外殼上設(shè)有用于調(diào)節(jié)吸痰管兩側(cè)的扁輪的間距的絲杠螺母，擰松絲杠螺母時扁輪間距變大，可以更換吸痰管，更換完畢后擰緊絲杠螺母使扁輪間距減小以加持住吸痰管，并且通過調(diào)節(jié)絲杠螺母能夠調(diào)節(jié)扁輪對吸痰管的夾持力的大小，使得吸痰管在扁輪的夾持作用下能夠更好的隨著扁輪的旋轉(zhuǎn)而向前或向后運動。

本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理方法，依靠監(jiān)測控制系統(tǒng)實現(xiàn)對吸痰裝置的自動操作及控制，能夠?qū)崿F(xiàn)自動向前推送、向后推送以及吸痰管旋轉(zhuǎn)的功能，能夠代替醫(yī)護(hù)人員的手動操作對病人進(jìn)行所有的基礎(chǔ)性吸痰操作。該方法能夠確保吸痰管推送的準(zhǔn)確性，保證病人的安全，做到了高效安全的吸痰。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的吸痰裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的吸痰裝置中扁輪的示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的吸痰裝置中內(nèi)殼的示意圖；其中(a)為俯視圖，(b)為仰視圖；

圖4為本發(fā)明提供的監(jiān)測控制系統(tǒng)的示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理方法的流程圖；

其中：1為左側(cè)外殼，2為內(nèi)殼，3為左側(cè)軸承，4為吸痰管，5為第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)，6為外殼步進(jìn)電機(jī)，7為扁輪A，8為傳動齒輪，9為第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)，10為齒輪A，11為軸A，12為絲杠螺母，13為齒輪B，14為軸B，15為扁輪C，16為右側(cè)軸承，17為齒輪C，18為軸C，19為固定連接件，20為扁輪D，21為齒輪D，22為軸D，23為齒輪E，24為軸E，25為齒輪F，26為右側(cè)外殼，27為軸F，28為扁輪B，29為內(nèi)殼耳部，30為齒。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖1至圖4，本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)，包括吸痰裝置及監(jiān)測控制系統(tǒng)。

所述的吸痰裝置包括殼體和閉式吸痰管，閉式吸痰管由吸痰管4及吸痰管4上的兩個固定連接件19構(gòu)成；殼體由外殼和內(nèi)殼2構(gòu)成，外殼由左側(cè)外殼1和右側(cè)外殼26通過螺釘裝配在一起構(gòu)成，左側(cè)外殼1上設(shè)有左側(cè)軸承3，右側(cè)外殼26上設(shè)有右側(cè)軸承16，內(nèi)殼2的兩側(cè)設(shè)有向外凸出的圓柱形的內(nèi)殼耳部29，內(nèi)殼2兩側(cè)的內(nèi)殼耳部29分別與左側(cè)軸承3和右側(cè)軸承16相連，使得內(nèi)板2可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動。吸痰管4分別穿過內(nèi)殼2、內(nèi)殼2兩側(cè)的內(nèi)殼耳部29和外殼上的左側(cè)軸承3及右側(cè)軸承16，兩個固定連接件19分別位于外殼的外部兩側(cè)。吸痰管4前端的固定連接件19連接病人的呼吸機(jī)，該固定連接件19固定不動，吸痰管4能夠穿過該固定連接件19進(jìn)入病人氣道；吸痰管4后端的固定連接件19用于連接負(fù)壓機(jī)，固定在吸痰管4上隨吸痰管4一起移動。外殼上設(shè)有用于使內(nèi)殼2沿吸痰管4的周向方向擺動的擺動機(jī)構(gòu)，內(nèi)殼2內(nèi)設(shè)有用于自動控制吸痰管4向前推送及向后推送的傳動機(jī)構(gòu)。

其中擺動機(jī)構(gòu)包括傳動齒輪8和大功率的外殼步進(jìn)電機(jī)6，內(nèi)殼耳部29的底部設(shè)有齒30，傳動齒輪8設(shè)置在外殼內(nèi)并與齒30嚙合，外殼步進(jìn)電機(jī)6設(shè)置在外殼上并與傳動齒輪8同軸相連，通過外殼步進(jìn)電機(jī)6帶動傳動齒輪8，進(jìn)而帶動內(nèi)板2做小幅度擺動。

傳動機(jī)構(gòu)包括第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)5、第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)9、扁輪A7和扁輪B28、扁輪C15和扁輪D20、第一傳動系和第二傳動系，其中第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)5與扁輪B28相連，第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)9與扁輪A7相連，扁輪A7和扁輪B28的轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)動方向相反，扁輪A7和扁輪C15通過第一傳動系相連且兩者轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動方向相同，扁輪B28和扁輪D20通過第二傳動系相連且兩者轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動方向相同，扁輪A7、扁輪B28、扁輪C15和扁輪D20完全相同且互相平行，扁輪A7、扁輪B28、扁輪C15和扁輪D20的周向上開設(shè)有環(huán)形凹槽，吸痰管4夾持在扁輪A7和扁輪B28的環(huán)形凹槽以及扁輪C15和扁輪D20的環(huán)形凹槽之間。

第一傳動系包括尺寸完全相同且相互平行并依次嚙合的齒輪A10、齒輪B13和齒輪C17，其中扁輪A7和齒輪A10套裝在軸A11上，齒輪B13套裝在軸B14上，扁輪C15和齒輪C17套裝在軸C18上，軸B14和軸C18固定在內(nèi)殼2內(nèi)的可滑動底座上，軸A11與第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)9相連，第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)9設(shè)置在內(nèi)殼2內(nèi)的可滑動底座上。軸A11、軸B14、軸C18直徑相同且相互平行、間距相等、并位于同一平面內(nèi)。由于第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)9與齒輪A10均連接在軸A11上，通過第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)9帶動齒輪A10轉(zhuǎn)動，能夠使得齒輪B13和齒輪C17轉(zhuǎn)動，其中齒輪B13為傳動輪，保證齒輪A10與齒輪C17轉(zhuǎn)向相同，同樣也使得扁輪A7和扁輪C15轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速均相同?？苫瑒拥鬃c外殼上的絲杠螺母12相連，當(dāng)轉(zhuǎn)動絲杠螺母12時，絲杠螺母12水平直線運動，進(jìn)而帶動可滑動底座在內(nèi)板2內(nèi)水平移動，用于調(diào)節(jié)扁輪A7和扁輪B28的間距以及扁輪C15和扁輪D20的間距，實現(xiàn)吸痰管的更換及夾緊固定功能。

第二傳動系包括尺寸完全相同且相互平行并依次嚙合的齒輪D21、齒輪E23和齒輪F25，其中扁輪D20和齒輪D21套裝在軸D22上，齒輪E23套裝在軸E24上，扁輪B28和齒輪F25套裝在軸F27上，軸D22、軸E24的固定在內(nèi)殼2上不動，軸F27與第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)5相連，第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)5設(shè)置在內(nèi)殼2上不動。軸D22、軸E24、軸F27直徑相同且相互平行、間距相等、并位于同一平面內(nèi)，且軸A11、軸B14、軸C18所在的平面與軸D22、軸E24、軸F27所在的平面相互平行。由于第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)5與齒輪F25均連接在軸F27上，通過第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)5帶動齒輪F25轉(zhuǎn)動，能夠使得齒輪E23和齒輪D21轉(zhuǎn)動，其中齒輪E23為傳動輪，保證齒輪F25與齒輪D21轉(zhuǎn)向相同，同樣也使得扁輪B28和扁輪D20轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速均相同。

在本發(fā)明中，扁輪A至扁輪D完全相同，均勻分布在吸痰管的兩側(cè)，主要起到夾緊吸痰管并且進(jìn)行推送吸痰管的功能。扁輪的結(jié)構(gòu)如圖2所示。材料選用尼龍材料，光滑且對吸痰管損傷小。根據(jù)機(jī)械設(shè)計原理手冊，設(shè)計扁輪整體直徑為40～80mm，內(nèi)槽直徑為2～8mm，厚度為6～10mm。

第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)5和第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)9為相同型號的小功率步進(jìn)電機(jī)，型號為42BYGH47-401A，主要負(fù)責(zé)驅(qū)動4個扁輪，實現(xiàn)扁輪推送吸痰管的功能。外殼步進(jìn)電機(jī)6為大功率步進(jìn)電機(jī)，型號為57BYG250C，用于驅(qū)動傳動齒輪8，進(jìn)而帶動與傳動齒輪8嚙合的內(nèi)殼2做小角度的擺動。

內(nèi)殼2的結(jié)構(gòu)根據(jù)整體尺寸確定，材料為鐵件，如圖3所示。其中內(nèi)殼耳部29為連接外殼軸承，軸承型號為深溝球軸承6006GB/T276-94，方便內(nèi)殼2整體擺動，圖3為仰視圖，內(nèi)殼耳部29下方開有少量齒，與傳動齒輪8進(jìn)行嚙合，帶動內(nèi)殼2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。內(nèi)殼2的整體尺寸在90×120×80左右，有±10mm變動量。齒輪采用塑料制作，主要用于傳動，本發(fā)明中選用直徑為10mm～30mm的小齒輪與直徑25mm～50mm的大齒輪。

外殼為整體外殼，保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，材料選為鐵件，整體尺寸為110×150×100mm，有±15mm變動量，考慮到加工的方便，將外殼剖分為左側(cè)外殼1以及右側(cè)外殼26，便于裝配。絲杠螺母主要用于夾緊固定吸痰管，選用T型絲杠，立式結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)，為了實現(xiàn)吸痰操作包括3部分運動，這3部分運動通過監(jiān)測控制系統(tǒng)控制吸痰裝置完成。第一部分為固定夾緊吸痰管，并推送吸痰管進(jìn)入人體。第二部分為從人體抽出吸痰管。第三部分為在抽出吸痰管時給吸痰管增加一定角度的旋轉(zhuǎn)，提高痰液吸收效率。其中絲杠螺母12主要負(fù)責(zé)固定夾緊吸痰管4的功能，內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)帶動扁輪轉(zhuǎn)動達(dá)到推送吸痰管的功能，小直徑的齒輪A至齒輪F負(fù)責(zé)傳動以及帶動扁輪轉(zhuǎn)動，大直徑的傳動齒輪8帶動內(nèi)殼2做小角度的旋轉(zhuǎn)運動，達(dá)到旋轉(zhuǎn)吸痰的功能。

所述的監(jiān)測控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、用于監(jiān)測吸痰管4的輸送位置并將位置信息發(fā)送給單片機(jī)的限位傳感器、用于在緊急情況下使整個呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)斷電的觸碰傳感器、用于接收單片機(jī)指令并驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)和擺動機(jī)構(gòu)運行的電機(jī)驅(qū)動器、用于輸入操作信息并將操作信息發(fā)送給單片機(jī)的紅外遙控器和用于接收單片機(jī)發(fā)出的信息并實時顯示吸痰裝置狀態(tài)的顯示屏；其中限位傳感器設(shè)置在吸痰管4左右兩端的極限位置上，能夠保證機(jī)構(gòu)在安全的范圍內(nèi)運動。單片機(jī)設(shè)置在吸痰裝置上，觸碰傳感器設(shè)置在單片機(jī)與呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)的電源之間，可作為急停開關(guān)，在緊急情況下可以終止所有操作，保證病人的安全。電機(jī)驅(qū)動器與第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)5、第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)9和外殼步進(jìn)電機(jī)6相連，負(fù)責(zé)驅(qū)動電機(jī)運轉(zhuǎn)及調(diào)速。紅外遙控器上設(shè)有向前推送鍵、向后推送鍵、加速推送鍵、減速推送鍵和停止鍵，能夠通過紅外遙控實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制吸痰裝置運動的功能。監(jiān)測控制系統(tǒng)設(shè)有速度調(diào)節(jié)功能，一共分為7級，初始速度為4級，可以根據(jù)病人需要進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。

參見圖5，本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理方法，包括以下步驟：

1)首先通過調(diào)節(jié)絲杠螺母12，將需要推送的吸痰管4夾緊固定在傳動機(jī)構(gòu)上，固定以后將吸痰管4放平，便于進(jìn)行下一步吸痰運動。

2)按下紅外遙控器上的向前推送鍵，單片機(jī)接收指令并向電機(jī)驅(qū)動器發(fā)出指令，電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)中的第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)5和第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)9開始轉(zhuǎn)動(正轉(zhuǎn))，帶動扁輪A至扁輪D轉(zhuǎn)動，向前推送吸痰管4，使吸痰管4逐漸進(jìn)入人體氣道。

3)在步驟2)進(jìn)行過程中，可以根據(jù)病人的需要按動紅外遙控器上的加速推動鍵或減速推動鍵來選擇最佳的推送速度(共有0～7級速度選擇)。

4)如果沒有特殊情況，在限位傳感器的監(jiān)控下，傳動機(jī)構(gòu)推送吸痰管4到達(dá)目標(biāo)位置后會自動停止，在2秒以后接通醫(yī)院吸痰用的負(fù)壓機(jī)，開始進(jìn)行吸痰操作，此時在單片機(jī)的指令下，電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動第一內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)5和第二內(nèi)殼步進(jìn)電機(jī)9反轉(zhuǎn)，將吸痰管4向回拉出氣道，同時電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動外殼步進(jìn)電機(jī)6工作，帶動內(nèi)殼2整體進(jìn)行小角度的擺動，從而帶動吸痰管4轉(zhuǎn)動達(dá)到對氣道壁四周吸痰的目的。如出現(xiàn)病人不適應(yīng)等特殊情況，醫(yī)護(hù)人員或病人自己可按下身旁的觸碰傳感器，吸痰裝置將會提前停止推送，結(jié)束吸痰操作。

5)當(dāng)吸痰管4向回輸送離開病人氣道回到起始位置時，系統(tǒng)自動停止，開始接通生理鹽水進(jìn)行清洗吸痰管的操作，整個吸痰過程結(jié)束。清洗干凈的吸痰管可供下次吸痰使用，當(dāng)一根吸痰管使用至一定次數(shù)時，需要擰松絲杠螺母12更換吸痰管4，以保證衛(wèi)生。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明提供的呼吸道痰液自動清理系統(tǒng)實現(xiàn)了自動向前推送、向后推送以及吸痰管旋轉(zhuǎn)的功能，能夠代替醫(yī)護(hù)人員的手動操作對病人進(jìn)行所有的基礎(chǔ)性吸痰操作。本發(fā)明易于操作，無需專業(yè)知識就可實現(xiàn)吸痰管自動推送控制，能夠確保推送的準(zhǔn)確性，保證病人的安全，做到了高效安全的吸痰。