[发明专利]运动生物力学仿真结构的肋弓结构

说明书

本发明公开了运动生物力学仿真结构的肋弓结构，包括脊骨模拟板、倾斜布置的胸骨模拟板以及肋弓弹簧，肋弓弹簧包括多根弹簧簧片，连接脊骨模拟板和胸骨模拟板下端的弹簧簧片为第一弹簧片，连接脊骨模拟板和胸骨模拟板上端的弹簧簧片为第二弹簧片，第一弹簧片和第二弹簧片呈八字形布置，余下弹簧簧片布置在第一弹簧片和第二弹簧片之间。弹簧簧片被脊骨模拟板和胸骨模拟板夹紧后形成偏心的椭圆形椎台，长短轴约束。第一弹簧片、靠近第一弹簧片的弹簧簧片和第二弹簧片在胸骨受压力时形成扭转，形成向中性力相互拮抗，模拟肋间肌运动生物力学拮抗力作用。当按压力撤销时，整个肋弓自我恢复形状，包括前后，上下，左右的变形复形。

技术领域

本发明涉及模拟人教学教具技术研究领域中的一种仿真运动结构，特别是一种运动生物力学仿真结构的肋弓结构。

背景技术

胸弓教具属于医学模拟人(被动式机器人)内部带有模拟反馈力的仿生运动结构组件。模拟人应用于医学教学行业或者替代人的实验，例如汽车驾驶放模拟人进去撞车实验。

在外力作用下模拟人体骨骼运动时胸廓肋弓的应力反馈。胸骨正中位置按压时实现模拟真人反馈力由小变大缓慢渐变，胸廓向下向前的运动；其他方向按压时按压力反馈力快速达到最大值；撤销外力时能够模拟真人自主回复。

现有技术中的胸弓模拟教具，通常包括与人体胸骨轮廓心态相近的胸弓弹簧，该胸弓弹簧包括多根平行布置弓形的弹簧簧片，在胸弓弹簧围起的模拟胸腔内设置有导向机构，胸弓弹簧的上端与下端设置有上限位片与下限位片，导向机构包括一导套以及位于导套内的导杆，导套与导轨分别安装在上限位片和下限位片。在教学时，从上往下按压胸弓弹簧，胸弓弹簧受压时沿垂直方向运动的，然而该运动与人体实际运动变形不一样。在侧向力作用下，胸弓弹簧的形变时受支撑柱、导柱或导杆的限制或变形方向受限。该现有技术中的胸弓教具，在反复按压过程中，弹簧簧片中与上、下限位片端部接触的部位形成剪力区域，由于该区域收到剪力较大，因此，非常容易变形、断裂，造成教具无法使用。

另外，现有技术中，还有一胸弓模拟教具，包括与人体胸骨轮廓心态相近的胸弓弹簧，该胸弓弹簧包括多根平行布置弓形的弹簧簧片，胸弓弹簧的上方和/或下方设置有用于压住弹簧簧片的限位弹簧板，限位弹簧板包括与弹簧簧片相接触的基础部，以及位于基础部两侧的延伸部，延伸部沿着弹簧簧片在基础部所在平面上的投影进行延伸。在教学时，按压胸弓弹簧时，延伸部则开始压紧并贴合于弹簧簧片，并且相贴合的区域的面积随着弹簧簧片的逐渐变形而逐渐增大，合理设置延伸部的长度使得弹簧簧片变形达到最大程度时延伸部的端部依然与弹簧簧片具有间距，虽然其改变了弹簧簧片受压时的剪力状态，避免变形或断裂，但是其胸弓弹簧的形态布置导致其仍需要导向装置复位，不然胸弓弹簧在下压或者复位时，弹簧簧片会出现错位或者不能复位的情况，且其结构中胸弓弹簧受压时沿垂直方向运动的。在侧向力作用下，胸弓弹簧的形变时受支撑柱、导柱或导杆的限制或变形方向受限。

综上所述，目前全球的心肺复苏模型在胸廓按压模拟都是垂直按压和计算。但真实的实际真人按压时是胸廓向下向前运动。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种运动生物力学仿真结构的肋弓结构，解决目前仿真模拟错误，垂直下压时，肋弓结构的运动向下向前运动，其运动与人体胸廓正确的反馈一致，从而正确引导学员学会正确的心肺复苏动作。

本发明解决其技术问题的解决方案是：运动生物力学仿真结构的肋弓结构，包括脊骨模拟板、倾斜布置的胸骨模拟板以及布置在脊骨模拟板和胸骨模拟板之间的肋弓弹簧，所述肋弓弹簧包括多根弹簧簧片，连接脊骨模拟板和胸骨模拟板下端的弹簧簧片为第一弹簧片，连接脊骨模拟板和胸骨模拟板上端的弹簧簧片为第二弹簧片，第一弹簧片和第二弹簧片呈八字形布置，余下弹簧簧片布置在第一弹簧片和第二弹簧片之间。

作为上述技术方案的进一步改进，所述胸骨模拟板下端末处和脊骨模拟板之间布置有锁定单元，锁定单元位于第一弹簧片外侧，所述脊骨模拟板的两侧布置有限制锁定单元活动范围的限位槽。