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RESEARCHWORK研究论著
基于单片机开发板和3D打印的一种多参数
呼吸训练装置的研究开发
赵东升，张龙，孔康辉，郭鸣周，娄阳
河南省人民医院医学装备部，河南郑州450003
[摘要]目的通过野火骄阳32单片机开发板和3D建模及打印技术进行软硬件开发，实现一种多参数呼吸训练装置的专利样
机转化。方法利用野火骄阳32单片机开发板开发应用程序，通过单片机开发板实现流量信号和压力信号的输入，舵机阀、
涡轮风机、电磁阀的控制输出与上位机的数据通信等功能；样机非标零部件通过3D建模及打印技术完成制造，并将单片机
开发板、标准零部件和非标零部件进行组合以完成样机开发。结果野火骄阳32单片机开发实现了传感器数据采集、运动
部件的控制输出、上位机软件的数据上传和接收；3D建模及打印技术实现了非标零部件及机器外壳的制作，以低成本成功
制作出样机；样机通过质控仪检测，流量值误差范围为±15%，气道压力值误差范围为±[2%FS（满量程）+4%×实际读
数]，样机参数精度满足JJF1234-2018《呼吸机校准规范》要求。结论野火骄阳32单片机开发板和3D建模及打印技术的应
用，以低成本实现了样机制作，能够为专利的商业转化提供重要参考，为医工专利转化提供了一种新的思路。
[关键词]单片机开发板；3D建模及打印技术；专利转化；控制系统；压力传感器；流量传感器
ResearchandDevelopmentofaMulti-ParameterBreathingTrainingDeviceBasedon
Single-ChipMicrocomputerDevelopmentBoardand3DPrinting
ZHAODongsheng,ZHANGLong,KONGKanghui,GUOMingzhou,LOUYang
DepartmentofMedicalEquipment,HenanProvincialPeople’sHospital,ZhengzhouHenan450003,China
Abstract:ObjectiveTousethesoftwareandhardwaredevelopmentofWildfireSun32MCUdevelopmentboardand3Dmodeling
andprintingtechnologytorealizethetransformationofapatentprototypeofamulti-parameterbreathingtrainingdevice.MethodsThe
applicationwasdevelopedbyusingtheWildfireSun32single-chipmicrocomputerdevelopmentboard.Theinputofflowsignaland
pressuresignal,thecontroloutputofservovalve,turbinefanandsolenoidvalve,andthedatacommunicationwiththehostcomputer
wererealizedthroughthesingle-chipmicrocomputerdevelopmentboard.Non-standardpartsoftheprototypeweremanufacturedby
using3Dmodelingandprintingtechnology.Thesingle-chipmicrocomputerdevelopmentboard,standardparts,andnon-standardparts
wereassembledtocompletetheprototypedevelopment.ResultsThed
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