具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供的呼吸运动模拟装置的结构示意图；图2为图1中往复运动机构的结构示意图；图3为图1中对称运动机构的结构示意图。

本发明所提供的呼吸运动模拟装置，结构如图1所示，包括底板1、往复运动机构和对称运动机构。往复运动机构和对称运动机构均安装在底板1的上侧面，对称运动机构包括导向部、推动部以及两组滑块组件。往复运动机构的移动端与推动部相连，导向部与底板1固定连接，导向部为关于预设直线对称的结构。预设直线可为底板1的中线，当然，用户也可选择底板1上的其他直线作为预设直线，预设直线的位置需要保证底板1上具有足够的空间用于安装往复运动机构和对称运动机构。导向部与预设直线之间的具有预设角度，预设角度大于0°。滑块组件与导向部可移动连接，且两组滑块组件分别位于预设直线的两侧，往复运动机构通过推动部推动滑块组件沿导向部移动。两组滑块组件的移动轨迹关于预设直线对称，移动的过程中滑块组件与预设直线之间的距离往复变化，进而模拟呼吸过程中胸围的变化。往复运动机构可参考现有技术中的气缸、丝杠副或电动伸缩杆等。

可选的，如图3所示，推动部为水平导板9，水平导板9包括平行底板1的水平板和位于水平板靠近往复运动机构一侧的连接板，连接板垂直于水平板。往复运动机构的移动端与连接板相连，进而推动水平导板9沿预设直线移动。水平板中设有两个沿厚度方向贯穿的条形导向孔，两个条形导向孔关于预设直线对称分布，两条形导向孔之间的距离沿远离连接板的方向逐渐增加。两组滑块组件的上部设有导向柱，两根导向柱分别与两个条形导向孔间隙配合。导向部为垂直预设直线的水平导轨19，水平导板9移动过程中会对两导向柱施加水平的分力，进而推动两组滑块组件沿水平导轨19移动。

可选的，两滑块组件上方均设有水平运动块，水平运动块呈圆柱状。位于预设直线左侧的滑块组件包括左水平滑块16，左水平滑块16通过导向柱与左水平运动块10相连。左水平运动块10位于水平板的上方，且左水平运动块10的直径大于导向孔的宽度。位于预设直线右侧的滑块组件包括右水平滑块18，右水平滑块18通过导向柱与右水平运动块11相连。右水平运动块11位于水平板的上方，且右水平运动块11的直径大于导向孔的宽度。当然，用户也可根据需要采用连杆滑块机构作为对称运动机构，在此不做限定。

另外，为减小导向柱与导向孔之间的摩擦力，导向柱外周设有滚轮。具体的，位于左侧的导向柱外周设有左滚轮15，位于右侧的导向柱外周设有右滚轮17。左滚轮15位于左侧的导向孔内，右滚轮17位于右侧的导向孔内。水平导板9推动滑块移动时，导向孔的内侧壁与滚轮的外侧壁贴合，滚轮的滚动摩擦代替了导向柱与导向孔之间的滑动摩擦，减小了移动阻力，减缓了导向柱的磨损。

可选的，往复运动机构的移动端还连有垂直连接座，垂直连接座垂直于预设直线，垂直连接座的两端各设有一个垂直运动块8，两垂直运动块8在预设直线两侧对称分布。两垂直运动块8和两水平运动块均处于同一水平高度。呼吸运动模拟装置还包括环形的弹性轮廓带12，弹性轮廓带12围绕在水平运动块和垂直运动块8所形成的四边形的外周。往复运动机构动作时，移动端推动垂直运动块8沿平行预设直线的方向运动，水平导板9推动水平运动块沿垂直预设直线的方向运动。水平运动块和垂直运动块8所形成的四边形的周长不断变化，弹性轮廓带12可伸缩，进而随四边形的周长变化。

可选的，如图2所示，往复运动机构包括电机2和丝杠副，电机2与底板1固定连接，且电机2的机轴位于预设直线所在的底板1法平面中。丝杠副包括丝杆6和丝杆螺母7，丝杆6与电机2的机轴相连。水平导板9的连接板具有沿水平方向贯穿的通孔，丝杆螺母7固定在通孔中。丝杆6转动可通过丝杆螺母7推动水平导板9沿预设直线移动。

可选的，底板1上侧面设有垂直预设直线的电机座3，电机座3和连接板平行设置，且二者均位于预设直线上。电机2与电机座3远离连接板的一侧固定连接，电机座3具有平行预设直线的轴孔，电机2的机轴穿过轴孔，并通过联轴器4与丝杆6的端部固定连接。

可选的，底板1设有沿预设直线设置的垂直导轨13，垂直导轨13上设有垂直滑块14，垂直连接座的下部与垂直滑块14固定连接。丝杆6往复移动的过程中，垂直连接座沿垂直导轨13滑动。

可选的，底板1上还设有丝杆座5，丝杆座5位于电机座3和水平导板9之间。丝杆座5具有过孔，过孔与电机2的机轴以及连接板的通孔同轴。丝杆6穿过过孔，过孔与丝杆6可转动地连接，丝杆座5可起到支撑丝杆6的作用，避免丝杆6因重力作用变形。

呼吸运动模拟装置工作过程中，电机2的正转和反转可控制水平导板9的移动方向。水平导板9移动至距离电机2最远端时，左水平运动块10和右水平运动块11的间距最小，同时垂直运动块8与水平导轨19的间距也最小。此时，弹性轮廓带12周长最小，即呼吸运动模拟装置能够实现的最小胸围l_min；水平导板9移动至距离电机2最近端时，左水平运动块10和右水平运动块11的间距最大，同时垂直运动块8与水平导轨19的间距也最大。此时，弹性轮廓带12周长最大，即呼吸运动模拟装置能够实现的最大胸围l_max。垂直运动块8的位置由电机2的绝对转角α决定。模拟胸围l满足l_min≤l≤l_max，绝对转角α和模拟胸围l为两个相关量，二者中任意一个为已知量时，通过丝杆6的导程即可推导出另外一个。呼吸差Δl为最大胸围l_max与最小胸围l_min的差值，因此控制电机2转动角度增量Δα便可实现呼吸差的模拟。

本实施例中，呼吸运动模拟装置模拟呼气时，丝杆6推动垂直连接座向远离电机2的方向移动，同时水平导板9向远离电机2的方向移动，垂直运动块8靠近水平导轨19，导向孔推动左水平运动块10和右水平运动块11相互靠近，垂直运动块8和水平运动块所形成的四边形周长缩小，进而模拟呼气过程中胸腔的前后径与左右径同时缩小；模拟吸气时垂直连接座和水平导板9向靠近电机2的方向移动，进而使垂直运动块8和水平运动块所形成的四边形周长扩大，进而模拟呼气过程中胸腔的前后径与左右径同时增大。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的呼吸运动模拟装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。