本發(fā)明屬于醫(yī)療裝備，尤其涉及一種基于壓力自動(dòng)控制的高原高壓氧艙車。

背景技術(shù)：

1、高原的低壓環(huán)境會(huì)導(dǎo)致人體出現(xiàn)各種急慢性高原反應(yīng)，嚴(yán)重情況下會(huì)使人患上如高原性肺水腫、肺動(dòng)脈高壓、高原性心臟病、腦缺氧和腦水腫等疾病，嚴(yán)重威脅人的生命安全，此時(shí)高壓氧治療是首選的治療手段。因此，在高原施工或高原救援現(xiàn)場，須對(duì)急性高原病患者及時(shí)進(jìn)行高壓氧治療，以保障患者的生命安全。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，專利號(hào)為cn?102429778?a的專利公開了“一種高原增壓醫(yī)療保障車”，但其記載了高氧艙間內(nèi)的壓力最高可達(dá)到26kpa；在這個(gè)壓力環(huán)境中只能緩解被救治人員的急性高原反應(yīng)，并不能對(duì)高原肺水腫、腦水腫等致命性疾病進(jìn)行救治；而高壓氧治療(根據(jù)gb/t?12130-2020《氧艙》規(guī)定，醫(yī)用氧氣加壓艙的工作壓力應(yīng)小于等于0.2mpa；本專利提及的氧艙的工作壓力也為小于等于0.2mpa，屬于高壓氧治療的范疇)才是高原肺水腫、腦水腫等致命性疾病的首選救治手段。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，能夠達(dá)到上述國家標(biāo)準(zhǔn)的高壓氧設(shè)備通常在固定式醫(yī)院內(nèi)使用，采用固定式氧艙結(jié)構(gòu)，并不能滿足流動(dòng)性較強(qiáng)的高原野外作業(yè)人員突發(fā)高原肺水腫、腦水腫等致命性疾病的急救治療需求，不能實(shí)現(xiàn)伴隨性保障。

4、現(xiàn)有技術(shù)中，專利號(hào)為cn?202490133?u的專利公開了一種“高壓氧艙車”，記載了采用越野汽車底盤，上裝高壓氧艙及空壓機(jī)、氧氣瓶、發(fā)電機(jī)等設(shè)備設(shè)施，基本實(shí)現(xiàn)了氧艙機(jī)動(dòng)保障的功能；但該氧艙車艙內(nèi)不具備空氣品質(zhì)監(jiān)控功能，且壓力只能通過手動(dòng)控制，對(duì)操作人員要求較高。高壓氧治療過程中，氧艙間的加壓速率控制不當(dāng)易產(chǎn)生中耳氣壓傷，氣壓傷的產(chǎn)生基本是加壓前期加壓速率過快造成，壓力超過0.03mpa后，中耳氣壓傷的幾率大大降低，可提升加壓速率至治療方案要求。但是，現(xiàn)有技術(shù)中大多采用手動(dòng)控制壓力調(diào)節(jié)，無法達(dá)到精準(zhǔn)控制加壓速率的要求；此外，高壓氧艙為封閉式環(huán)境，治療過程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳、氨氣、硫化氫等污染氣體，需對(duì)內(nèi)部的污染氣體進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)控制進(jìn)排氣設(shè)備，及時(shí)對(duì)艙內(nèi)空氣進(jìn)行必要的更新。

5、現(xiàn)有技術(shù)中，高壓氧艙車為適應(yīng)野外環(huán)境，通常采用越野底盤，上裝氧艙艙體高度較高，對(duì)行動(dòng)困難的傷病員和擔(dān)架傷員，無法方便上下車輛；以及，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)要求，氧艙車應(yīng)配備水消防設(shè)備；但是，在野外低溫條件下，會(huì)導(dǎo)致消防水箱內(nèi)消防水結(jié)冰固化，而現(xiàn)有技術(shù)中的氧艙車通常不具備消防融冰裝置，無法完成緊急情況下的消防作業(yè)。

6、針對(duì)于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，亟需一種高原高壓氧艙車能夠?qū)崿F(xiàn)：兼具較強(qiáng)的高原環(huán)境適應(yīng)性能，即優(yōu)越的越野性、機(jī)動(dòng)性、低溫適應(yīng)性的同時(shí)，可以通過科學(xué)控制壓力的方式，減輕對(duì)操作人員的負(fù)擔(dān)和要求，降低治療過程中被救治人員產(chǎn)生中耳氣壓傷的概率，進(jìn)一步提高高原肺水腫或腦水腫等疾病的救治效率；能夠提高極低溫環(huán)境下消防系統(tǒng)的有效性；并能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采取自動(dòng)或手動(dòng)的方式對(duì)氧艙間內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行調(diào)控；還能夠減少高原環(huán)境下工作人員使用擔(dān)架搬運(yùn)傷員上下車輛時(shí)的工作負(fù)擔(dān)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種基于壓力自動(dòng)控制的高原高壓氧艙車設(shè)置有方艙、控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、氧氣供給系統(tǒng)、底盤和擔(dān)架舉升裝置；該高壓氧艙車能夠兼具較強(qiáng)的高原環(huán)境適應(yīng)性能，即優(yōu)越的越野性和機(jī)動(dòng)性、消防自救能力以及減輕人員負(fù)擔(dān)的功能；可以通過手動(dòng)和自動(dòng)方式控制氧艙內(nèi)的溫度和空氣質(zhì)量；具備融冰功能；且具備利用模糊pid控制的方式調(diào)控氧艙內(nèi)的壓強(qiáng)與升降壓變化速率，從而降低治療過程中被救治人員產(chǎn)生中耳氣壓傷的概率，并利用艙內(nèi)高壓氧環(huán)境實(shí)現(xiàn)治療高原肺水腫或腦水腫等疾病的功能。具體內(nèi)容如下：

2、一種基于壓力自動(dòng)控制的高原高壓氧艙車，包括方艙、控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、氧氣供給系統(tǒng)、底盤和擔(dān)架舉升裝置；

3、所述方艙內(nèi)部按由前至后順序由隔板分割為設(shè)備間、操作間和氧艙間；

4、所述控制系統(tǒng)包括plc模塊、環(huán)境監(jiān)測單元、環(huán)境調(diào)節(jié)單元、壓力供給單元和壓力調(diào)節(jié)單元；

5、所述plc模塊被布置于所述操作間內(nèi)，與所述環(huán)境監(jiān)測單元、環(huán)境調(diào)節(jié)單元和壓力調(diào)節(jié)單元電性連接，用于接收所述環(huán)境監(jiān)測單元傳輸?shù)男盘?hào)，并向所述環(huán)境調(diào)節(jié)單元和壓力調(diào)節(jié)單元發(fā)送控制指令；

6、所述環(huán)境監(jiān)測單元被布置于所述氧艙間內(nèi)，用于實(shí)時(shí)采集所述氧艙間內(nèi)的壓力、溫度以及空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)；

7、所述環(huán)境調(diào)節(jié)單元被布置于所述方艙外部、設(shè)備間、操作間和氧艙間，用于改善所述氧艙間內(nèi)的空氣質(zhì)量；

8、所述壓力供給單元被布置于所述設(shè)備間內(nèi)，用于向所述氧艙間提供高壓空氣；

9、所述壓力調(diào)節(jié)單元被布置于所述氧艙間內(nèi)，通過壓力管路與所述壓力供給單元連接；所述壓力調(diào)節(jié)單元用于手動(dòng)或由所述plc模塊自動(dòng)控制調(diào)節(jié)所述氧艙間的內(nèi)部壓強(qiáng)與升降壓變化速率，并將所述氧艙間的內(nèi)部壓力控制在不大于0.2mpa范圍；還能通過自動(dòng)控制調(diào)節(jié)的方式將氧艙間從常壓至0.03mpa的升壓過程的增壓速率控制在0.004mpa/min之內(nèi)，降低中耳氣壓傷的發(fā)病率；

10、所述消防系統(tǒng)被布置在所述設(shè)備間內(nèi)，用于所述氧艙間突發(fā)火災(zāi)險(xiǎn)情時(shí)的應(yīng)急滅火；

11、所述消防系統(tǒng)內(nèi)部置有融冰裝置；所述融冰裝置用于采集消防用水溫度，以及在環(huán)境溫度不低于-41℃時(shí)防止消防用水結(jié)冰或?yàn)橄烙盟诒?/p>

12、所述氧氣供給系統(tǒng)包括氧氣源、自動(dòng)充供氧裝置和吸排氧裝置；

13、所述氧氣源被布置于所述操作間內(nèi)，通過氧氣管路與所述自動(dòng)充供氧裝置連接；所述氧氣源用于存儲(chǔ)和釋放氧氣；

14、所述自動(dòng)充供氧裝置被布置于所述操作間內(nèi)，通過氧氣管路與所述吸排氧裝置連接；所述自動(dòng)充供氧裝置用于自動(dòng)控制所述氧氣源的氧氣釋放以及自動(dòng)為氧氣源補(bǔ)充氧氣；

15、所述吸排氧單元被布置于所述氧艙間內(nèi)，用于向所述氧艙間內(nèi)提供傷病員所需的氧氣，并將傷病員呼出的廢氣和未吸入的氧氣排至外界；

16、所述底盤包括車架和固定在所述車架下方的第一驅(qū)動(dòng)橋、第二驅(qū)動(dòng)橋、第三驅(qū)動(dòng)橋和第四驅(qū)動(dòng)橋；所述車架用于承載所述方艙；所述第一驅(qū)動(dòng)橋與所述車架之間采用雙橫臂獨(dú)立懸架和扭桿彈簧結(jié)構(gòu)的緩沖裝置；所述第二驅(qū)動(dòng)橋、第三驅(qū)動(dòng)橋和第四驅(qū)動(dòng)橋與所述車架之間均采用雙橫臂獨(dú)立懸架和變剛度螺旋彈簧結(jié)構(gòu)的緩沖裝置；

17、所述擔(dān)架舉升裝置被布置在所述方艙后端外部，用于為擔(dān)架抬升提供助力。

18、進(jìn)一步的，所述氧艙間為長方體壓力容器結(jié)構(gòu)，長度方向的4條邊緣均為圓弧形倒角形狀，采用q345r熱軋鋼板材料。

19、所述氧艙間的內(nèi)表面鋪設(shè)有縱橫交錯(cuò)的加強(qiáng)筋；

20、所述加強(qiáng)筋，為不等厚槽狀結(jié)構(gòu)，其底板厚度＞側(cè)板厚度。

21、進(jìn)一步的，所述壓力供給單元包括空氣壓縮機(jī)、緩沖罐和儲(chǔ)氣罐；

22、所述空氣壓縮機(jī)被布置在所述設(shè)備間的一側(cè)，并固定安裝在所述方艙的底板上，通過壓力管路與所述緩沖罐連接；

23、所述緩沖罐被布置在所述設(shè)備間的另一側(cè)，并固定安裝在所述方艙的底板上，通過壓力管路與所述儲(chǔ)氣罐連接；

24、所述儲(chǔ)氣罐被布置在所述緩沖罐的一側(cè)，并固定安裝在所述方艙的底板上，通過壓力管路與所述壓力調(diào)節(jié)單元連接。

25、進(jìn)一步的，所述壓力調(diào)節(jié)單元采用集成面板結(jié)構(gòu)，包括被安裝在所述集成面板上的壓力調(diào)節(jié)閥、減壓閥、應(yīng)急卸壓閥和安全閥；

26、所述壓力調(diào)節(jié)閥通過壓力管路與所述儲(chǔ)氣罐連接，用于根據(jù)設(shè)定的壓力值和增壓速率向所述氧艙間供氣增壓；

27、所述減壓閥通過壓力管路與外界連通，用于將所述氧艙間內(nèi)部空氣按設(shè)定的減壓速率排到外界；

28、所述應(yīng)急卸壓閥通過壓力管路與外界連通，用于在緊急狀態(tài)下將所述氧艙間內(nèi)的空氣迅速排放至外界；

29、所述安全閥通過壓力管路與外界連通，用于將氧艙間內(nèi)部壓力限定在0.2mpa以下。

30、進(jìn)一步的，所述環(huán)境調(diào)節(jié)單元包括均與所述plc模塊電性連接的空調(diào)、空氣過濾器和進(jìn)排氣設(shè)備；所述空調(diào)包括室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)和燃油加熱器；

31、所述室外機(jī)被布置于所述方艙前部的上端外側(cè)；所述室內(nèi)機(jī)，被布置于氧艙間內(nèi)并通過空調(diào)管路與所述室外機(jī)連接；

32、所述燃油加熱器被安裝在所述室外機(jī)內(nèi)部，用于所述空調(diào)的輔助加熱；

33、所述空氣過濾器被安裝在所述儲(chǔ)氣罐與所述壓力調(diào)節(jié)單元之間的壓力管路內(nèi)，用于凈化輸送至所述氧艙間的壓縮空氣；

34、所述進(jìn)排氣設(shè)備分別被布置于所述設(shè)備間和操作間的頂壁，用于為所述設(shè)備間和操作間置換空氣。

35、進(jìn)一步的，所述環(huán)境監(jiān)測單元包括被布置在氧艙間并與所述plc模塊電性連接的溫度傳感器、氣壓傳感器、氧濃度傳感器、二氧化碳傳感器、一氧化碳傳感器、氨氣傳感器和硫化氫傳感器。

36、進(jìn)一步的，所述plc模塊與所述壓力調(diào)節(jié)閥、減壓閥、應(yīng)急卸壓閥和安全閥電性連接，并根據(jù)所述溫度傳感器、氣壓傳感器、氧濃度傳感器、二氧化碳傳感器、一氧化碳傳感器、氨氣傳感器和硫化氫傳感器采集的信息，自動(dòng)控制所述壓力調(diào)節(jié)閥、減壓閥、應(yīng)急卸壓閥、安全閥、空調(diào)和進(jìn)排氣設(shè)備，以便調(diào)節(jié)氧艙間內(nèi)的溫度、氣壓和空氣質(zhì)量；

37、所述plc模塊置有觸摸屏，所述壓力調(diào)節(jié)閥、減壓閥、應(yīng)急卸壓閥、安全閥、空調(diào)和進(jìn)排氣設(shè)備均可以通過所述觸摸屏進(jìn)行手動(dòng)操作控制。

38、進(jìn)一步的，所述plc模塊，獲取壓力目標(biāo)值，利用壓力估計(jì)模型計(jì)算得到當(dāng)前所述氧艙間內(nèi)壓力值，利用壓力控制模型，對(duì)所述壓力目標(biāo)值和當(dāng)前所述氧艙間內(nèi)壓力值進(jìn)行處理，得到所述壓力調(diào)節(jié)閥的閥門開度數(shù)值，利用所述壓力調(diào)節(jié)閥的閥門開度數(shù)值，對(duì)所述壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制；

39、所述壓力估計(jì)模型的計(jì)算表達(dá)式為：

40、

41、其中，mt為t時(shí)刻氧艙間內(nèi)氣體質(zhì)量，所述壓力調(diào)節(jié)閥的進(jìn)氣端流量為q1，所述壓力調(diào)節(jié)閥的排氣端流量為q2，ρ為標(biāo)況干空氣的密度值，其取值為1.29kg/m3，p0為當(dāng)前壓強(qiáng)值，其通過所述氣壓傳感器測量得到，r0為氣體常數(shù)，v為氧艙間內(nèi)部體積，t為溫度常數(shù)，其取值為293k，rt為t時(shí)刻的修正氣體常數(shù)。

42、進(jìn)一步的，所述壓力控制模型，用于對(duì)所述壓力目標(biāo)值和當(dāng)前氧艙間內(nèi)壓力值進(jìn)行計(jì)算，得到壓力誤差值e和誤差變換率值ec，利用流程控制方法對(duì)壓力誤差值e和誤差變換率值ec進(jìn)行處理，得到控制變量δkp、δki、δkd，利用所述控制變量確定所述壓力調(diào)節(jié)閥的閥門開度數(shù)值。

43、進(jìn)一步的，所述消防系統(tǒng)包括注水泵、消防水罐、增壓泵和消防噴頭；

44、所述注水泵被布置于所述設(shè)備間靠近所述空氣壓縮機(jī)的一側(cè)，通過消防管路與所述消防水罐連接；所述注水泵用于為所述消防水罐注水；

45、所述消防水罐被布置于所述設(shè)備間內(nèi)所述緩沖罐的后側(cè)，通過消防管路與所述增壓泵連接；所述消防水罐用于存儲(chǔ)消防用水；

46、所述增壓泵被布置于所述設(shè)備間的前壁上端，通過消防管路與所述消防噴頭連接；所述增壓泵用于從所述消防水罐抽取消防用水并為消防用水加壓；

47、所述消防噴頭被布置于所述氧艙間的前壁上端，用于突發(fā)火情時(shí)向所述氧艙間噴灑消防用水。

48、進(jìn)一步的，所述融冰裝置包括置于所述消防水罐的內(nèi)部的融冰電熱器和溫度傳感器，以及被布置于所述消防水罐外部的融冰電源開關(guān)；

49、所述融冰電源開關(guān)和溫度傳感器均與所述plc模塊電性連接。

50、進(jìn)一步的，所述氧氣源包括至少2個(gè)氧氣瓶；

51、所述氧氣瓶通過氧氣管路與所述自動(dòng)充供氧裝置連接；

52、所述吸排氧單元包括至少2套吸氧面罩；所述吸氧面罩通過氧氣管路與所述自動(dòng)充供氧裝置連接；所述吸氧面罩包括重癥傷病員使用的一級(jí)面罩和能夠自主呼吸的傷病員使用的二級(jí)面罩。

53、進(jìn)一步的，所述第一驅(qū)動(dòng)橋、第二驅(qū)動(dòng)橋、第三驅(qū)動(dòng)橋和第四驅(qū)動(dòng)橋均可以傳遞驅(qū)動(dòng)力，且所述第一驅(qū)動(dòng)橋、第二驅(qū)動(dòng)橋、第三驅(qū)動(dòng)橋和第四驅(qū)動(dòng)橋的最低點(diǎn)位置與地面的垂直距離≥420mm。

54、進(jìn)一步的，所述擔(dān)架舉升裝置包括驅(qū)動(dòng)部和傳動(dòng)部；

55、所述傳動(dòng)部包括被設(shè)置有滑槽的固定部；所述固定部被固定安裝在所述方艙的后部端壁外側(cè)；還包括與所述滑槽相配合的導(dǎo)軌；所述導(dǎo)軌的下端可折疊的連接有擔(dān)架支架；

56、所述驅(qū)動(dòng)部的輸出端與所述導(dǎo)軌連接，并被設(shè)置為驅(qū)動(dòng)所述導(dǎo)軌沿所述滑槽上下移動(dòng)。

57、本發(fā)明的有益效果是：

58、1、本高壓氧艙車的方艙被設(shè)置為設(shè)備間、操作間和氧艙間的結(jié)構(gòu)，采用矩形壓力容器的氧艙結(jié)構(gòu)，在氧艙承受0.2mpa的工作壓力時(shí)不發(fā)生足以影響氣密性形變前提下，相對(duì)于現(xiàn)有壓力容器，擴(kuò)大了可利用空間；

59、2、本高壓氧艙車設(shè)置有控制系統(tǒng)，由plc模塊控制壓力調(diào)節(jié)單元；可以通過手動(dòng)或自動(dòng)方式科學(xué)調(diào)節(jié)、控制壓力使得氧艙間的內(nèi)部壓力控制在不大于0.2mpa的范圍內(nèi)，并可以通過自動(dòng)控制調(diào)節(jié)的方式將氧艙間從常壓升至0.03mpa的升壓過程的增壓速率控制在0.004mpa/min之內(nèi)，從而減輕對(duì)操作人員的負(fù)擔(dān)和要求，以及降低治療過程中被救治人員產(chǎn)生中耳氣壓傷的概率，且能夠?qū)崿F(xiàn)治療高原肺水腫或腦水腫等疾病的功能；

60、3、控制系統(tǒng)中置有環(huán)境監(jiān)測單元和環(huán)境調(diào)節(jié)單元，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集所述氧艙間內(nèi)的壓力、溫度以及空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)；并由plc模塊手動(dòng)或自動(dòng)控制氧艙間的壓力、溫度和空氣質(zhì)量；

61、4、本高壓氧艙車的消防系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)氧艙間火情的自救；以及可以通過消防系統(tǒng)中的融冰裝置采集消防用水溫度，并在環(huán)境溫度不低于-41℃時(shí)防止消防用水結(jié)冰或?yàn)橄烙盟诒_保了人員和設(shè)施的安全；

62、5、本高壓氧艙車的氧氣供給系統(tǒng)，設(shè)置有自動(dòng)充供氧裝置，可以實(shí)現(xiàn)氧氣的充供氧的自動(dòng)控制，省去了高原環(huán)境更換氧氣瓶的不便；

63、6、基于壓力自動(dòng)控制的高原高壓氧艙車采用4個(gè)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)的底盤，可以有效提高高壓氧艙車的越野性能和機(jī)動(dòng)性能，使高壓氧艙車可以更好的適應(yīng)高原地形的同時(shí)還具有較好的減震緩沖功能提高乘坐人員的舒適性，從而提高高原野外作業(yè)人員的醫(yī)療保障質(zhì)量；

64、7、本高壓氧艙車的擔(dān)架舉升裝置，相較于現(xiàn)有技術(shù)可以有效的為醫(yī)護(hù)人員提供搬運(yùn)擔(dān)架上下車的助力，節(jié)省了人員體力，確保了傷病員的安全。