[发明专利]一种仿鸟类呼吸系统的换气装置

说明书

本发明公开了一种仿鸟类呼吸系统的换气装置，包括固定在底座上的缸体，缸体内部为空腔，缸体内部左右对称设置有两组腹腔，缸体内部中间腔体为主腔，主腔的一端联通进气口，主腔的另一端联通排气口，气体由进气口进入缸体，在主腔和各个腹腔中流通，两组腹腔均与动力同步机构配合，动力同步机构又与往复直线运动机构、换气机构配合，实现气体交换，主腔中间装有反应滤芯，气体从进气口进入并与反应滤芯中的固体发生物理化学反应，再通过排气口排出。本发明解决了现有技术中存在的井下作业发生坍塌时，在空间狭小密闭、氧气稀少的极端环境下窒息造成的死亡率高的问题。

技术领域

本发明属于仿生机械学技术领域，具体涉及一种仿鸟类呼吸系统的换气装置。

背景技术

本发明的灵感来源于鸟类的双重呼吸系统，为适应飞翔生活，鸟类具有其独特的呼吸方式，其呼吸系统主要由气管、肺和气囊组成，呼吸的时候，吸入的空气先通过肺部，一部分气体在肺部进行气体交换，还有一部分气体没来得及进行气体交换，经肺进入气囊；呼气时，气囊中的气体会被压出，再次通过肺部进行气体交换。这种在吸气和呼气时都能在肺部进行气体交换的呼吸方式，称为“双重呼吸”。双重呼吸原理大大提高了换气效率，并且多气囊的特点使鸟类能够减轻自身重量、散发飞行时的大量热量。本发明可应用于各种坍塌事故的自我救援，在很多坍塌事故中受害者面临着缺氧造成的呼吸困难，尤其在井下作业发生坍塌时，在空间狭小密闭、氧气稀少的极端环境下如何利用辅助呼吸设备实施自我救援，争取救援时间，从而有效降低因窒息造成的死亡率变得意义非凡，而现有的制氧机和呼吸机等辅助呼吸设备无法满足高效制氧同时用于人体呼吸，并且需要配备固定交流电源、体积庞大、成本较高，无法用于极端环境下。

发明内容

本发明的目的是提供一种仿鸟类呼吸系统的换气装置，解决了现有技术中存在的井下作业发生坍塌时，在空间狭小密闭、氧气稀少的极端环境下窒息造成的死亡率高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种仿鸟类呼吸系统的换气装置，包括固定在底座上的缸体，缸体内部为空腔，缸体内部左右对称设置有两组腹腔，缸体内部中间腔体为主腔，主腔的一端联通进气口，主腔的另一端联通排气口，气体由进气口进入缸体，在主腔和各个腹腔中流通，两组腹腔均与动力同步机构配合，动力同步机构又与往复直线运动机构、换气机构配合，实现气体交换，主腔中间装有反应滤芯，气体从进气口进入并与反应滤芯中的固体发生物理化学反应，再通过排气口排出。

本发明的特点还在于，

底座上设置有支座A、支座B、支座C、支座D四个支座，缸体通过螺栓组件E、螺栓组件F、螺栓组件G、螺栓组件H分别与支座A、支座B2-2、支座C、支座D配合固定在底座上。

两组腹腔结构相同，每组腹腔包括3个腹腔，3个腹腔A依次排列设置于主腔的其中一侧，3个腹腔B依次排列设置于主腔的另一侧，腹腔A和腹腔B均与主腔连通，且腹腔A的长轴线和腹腔B的长轴线均与主腔的长轴线垂直。

换气机构具体结构为：其中一侧的一组腹腔中依次设置有缸筒B、缸筒C、缸筒D，另一侧的一组腹腔中依次设置有缸筒A、缸筒E、缸筒F，缸筒A、缸筒B、缸筒C、缸筒D、缸筒E、缸筒F均通过过盈配合分别嵌在缸体两侧的6个腹腔中，每个腹腔中的缸筒轴向靠腹腔中的台阶面进行定位，6个腹腔内部均设计有台阶面，每个腹腔内对应的缸筒从腹腔大孔端嵌入，由孔肩处台阶面实现轴向定位，活塞A、活塞B、活塞C、活塞D、活塞E、活塞F均采用间隙配合的方式分别对应嵌入缸筒A、缸筒B、缸筒C、缸筒D、缸筒E、缸筒F中，活塞沿缸筒内壁做往复直线运动，活塞杆A、活塞杆F、活塞杆E的其中一端分别对应与活塞A、活塞F、活塞E相连，活塞杆B、活塞杆C、活塞杆D的其中一端分别对应与活塞B、活塞C、活塞D相连，活塞杆A、活塞杆F、活塞杆E的另一端通过螺母A、螺母F、螺母E与所在侧连接板A固定连接，连接板A通过螺栓组件C、螺栓组件D与所在侧轴承座A固定连接，活塞杆B、活塞杆C、活塞杆D的另一端通过螺母B、螺母、螺母与所在侧连接板B固定连接，连接板B通过螺栓组件A、螺栓组件B与所在侧轴承座B固定连接，上下连接杆A与轴承座A内孔之间为过渡配合，上下连接杆B与轴承座B内孔之间为过渡配合。