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

背景技術(shù)：

1、高原的低壓環(huán)境會導致人體出現(xiàn)各種急慢性高原反應，嚴重情況下會使人患上如高原性肺水腫、肺動脈高壓、高原性心臟病、腦缺氧和腦水腫等疾病，嚴重威脅人的生命安全，此時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，須對急性高原病患者及時進行高壓氧治療，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)的壓力最高可達到26kpa；在這個壓力環(huán)境中只能緩解被救治人員的急性高原反應，并不能對高原肺水腫、腦水腫等致命性疾病進行救治；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，能夠達到上述國家標準的高壓氧設備通常在固定式醫(yī)院內(nèi)使用，采用固定式氧艙結(jié)構(gòu)，并不能滿足流動性較強的高原野外作業(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，不能實現(xiàn)伴隨性保障。

4、現(xiàn)有技術(shù)中，專利號為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、氧氣瓶、發(fā)電機等設備設施，基本實現(xiàn)了氧艙機動保障的功能；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控制，對操作人員要求較高。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)中大多采用手動控制壓力調(diào)節(jié)，無法達到精準控制加壓速率的要求；此外，高壓氧艙為封閉式環(huán)境，治療過程中會產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳、氨氣、硫化氫等污染氣體，需對內(nèi)部的污染氣體進行監(jiān)控，同時控制進排氣設備，及時對艙內(nèi)空氣進行必要的更新。

5、現(xiàn)有技術(shù)中，高壓氧艙車為適應野外環(huán)境，通常采用越野底盤，上裝氧艙艙體高度較高，對行動困難的傷病員和擔架傷員，無法方便上下車輛；以及，根據(jù)國家標準要求，氧艙車應配備水消防設備；但是，在野外低溫條件下，會導致消防水箱內(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)：兼具較強的高原環(huán)境適應性能，即優(yōu)越的越野性、機動性、低溫適應性的同時，可以通過科學控制壓力的方式，減輕對操作人員的負擔和要求，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)實時數(shù)據(jù)采取自動或手動的方式對氧艙間內(nèi)空氣質(zhì)量進行調(diào)控；還能夠減少高原環(huán)境下工作人員使用擔架搬運傷員上下車輛時的工作負擔。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種基于壓力自動控制的高原高壓氧艙車設置有方艙、控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、氧氣供給系統(tǒng)、底盤和擔架舉升裝置；該高壓氧艙車能夠兼具較強的高原環(huán)境適應性能，即優(yōu)越的越野性和機動性、消防自救能力以及減輕人員負擔的功能；可以通過手動和自動方式控制氧艙內(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?，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)，用于實時采集所述氧艙間內(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)單元用于手動或由所述plc模塊自動控制調(diào)節(jié)所述氧艙間的內(nèi)部壓強與升降壓變化速率，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)被布置在所述設備間內(nèi)，用于所述氧艙間突發(fā)火災險情時的應急滅火；

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℃時防止消防用水結(jié)冰或為消防用水融冰；

12、所述氧氣供給系統(tǒng)包括氧氣源、自動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充供氧裝置連接；所述氧氣源用于存儲和釋放氧氣；

14、所述自動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；所述自動充供氧裝置用于自動控制所述氧氣源的氧氣釋放以及自動為氧氣源補充氧氣；

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)動橋、第二驅(qū)動橋、第三驅(qū)動橋和第四驅(qū)動橋；所述車架用于承載所述方艙；所述第一驅(qū)動橋與所述車架之間采用雙橫臂獨立懸架和扭桿彈簧結(jié)構(gòu)的緩沖裝置；所述第二驅(qū)動橋、第三驅(qū)動橋和第四驅(qū)動橋與所述車架之間均采用雙橫臂獨立懸架和變剛度螺旋彈簧結(jié)構(gòu)的緩沖裝置；

17、所述擔架舉升裝置被布置在所述方艙后端外部，用于為擔架抬升提供助力。

18、進一步的，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)表面鋪設有縱橫交錯的加強筋；

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

21、進一步的，所述壓力供給單元包括空氣壓縮機、緩沖罐和儲氣罐；

22、所述空氣壓縮機被布置在所述設備間的一側(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氣罐連接；

24、所述儲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氣罐連接，用于根據(jù)設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)部空氣按設定的減壓速率排到外界；

28、所述應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)、空氣過濾器和進排氣設備；所述空調(diào)包括室內(nèi)機、室外機和燃油加熱器；

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

32、所述燃油加熱器被安裝在所述室外機內(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、所述進排氣設備分別被布置于所述設備間和操作間的頂壁，用于為所述設備間和操作間置換空氣。

35、進一步的，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、進一步的，所述plc模塊與所述壓力調(diào)節(jié)閥、減壓閥、應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，自動控制所述壓力調(diào)節(jié)閥、減壓閥、應急卸壓閥、安全閥、空調(diào)和進排氣設備，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、應急卸壓閥、安全閥、空調(diào)和進排氣設備均可以通過所述觸摸屏進行手動操作控制。

38、進一步的，所述plc模塊，獲取壓力目標值，利用壓力估計模型計算得到當前所述氧艙間內(nèi)壓力值，利用壓力控制模型，對所述壓力目標值和當前所述氧艙間內(nèi)壓力值進行處理，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，對所述壓力調(diào)節(jié)閥進行控制；

39、所述壓力估計模型的計算表達式為：

40、

41、其中，mt為t時刻氧艙間內(nèi)氣體質(zhì)量，所述壓力調(diào)節(jié)閥的進氣端流量為q1，所述壓力調(diào)節(jié)閥的排氣端流量為q2，ρ為標況干空氣的密度值，其取值為1.29kg/m3，p0為當前壓強值，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時刻的修正氣體常數(shù)。

42、進一步的，所述壓力控制模型，用于對所述壓力目標值和當前氧艙間內(nèi)壓力值進行計算，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壓力誤差值e和誤差變換率值ec進行處理，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備間靠近所述空氣壓縮機的一側(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消防用水；

46、所述增壓泵被布置于所述設備間的前壁上端，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)火情時向所述氧艙間噴灑消防用水。

48、進一步的，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；

49、所述融冰電源開關和溫度傳感器均與所述plc模塊電性連接。

50、進一步的，所述氧氣源包括至少2個氧氣瓶；

51、所述氧氣瓶通過氧氣管路與所述自動充供氧裝置連接；

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面罩和能夠自主呼吸的傷病員使用的二級面罩。

53、進一步的，所述第一驅(qū)動橋、第二驅(qū)動橋、第三驅(qū)動橋和第四驅(qū)動橋均可以傳遞驅(qū)動力，且所述第一驅(qū)動橋、第二驅(qū)動橋、第三驅(qū)動橋和第四驅(qū)動橋的最低點位置與地面的垂直距離≥420mm。

54、進一步的，所述擔架舉升裝置包括驅(qū)動部和傳動部；

55、所述傳動部包括被設置有滑槽的固定部；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軌；所述導軌的下端可折疊的連接有擔架支架；

56、所述驅(qū)動部的輸出端與所述導軌連接，并被設置為驅(qū)動所述導軌沿所述滑槽上下移動。

57、本發(fā)明的有益效果是：

58、1、本高壓氧艙車的方艙被設置為設備間、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的工作壓力時不發(fā)生足以影響氣密性形變前提下，相對于現(xiàn)有壓力容器，擴大了可利用空間；

59、2、本高壓氧艙車設置有控制系統(tǒng)，由plc模塊控制壓力調(diào)節(jié)單元；可以通過手動或自動方式科學調(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)，從而減輕對操作人員的負擔和要求，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，可以實現(xiàn)實時采集所述氧艙間內(nèi)的壓力、溫度以及空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)；并由plc模塊手動或自動控制氧艙間的壓力、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℃時防止消防用水結(jié)冰或為消防用水融冰，確保了人員和設施的安全；

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

63、6、基于壓力自動控制的高原高壓氧艙車采用4個驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)的底盤，可以有效提高高壓氧艙車的越野性能和機動性能，使高壓氧艙車可以更好的適應高原地形的同時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、本高壓氧艙車的擔架舉升裝置，相較于現(xiàn)有技術(shù)可以有效的為醫(yī)護人員提供搬運擔架上下車的助力，節(jié)省了人員體力，確保了傷病員的安全。