Robotic Ventilator
1.0.0
Привет,
С ключевыми людьми в области дизайна робототехники и разработки программного обеспечения, MD и студентом MD, мы решили поработать над вентилятором после кризиса Covid-19.
Поскольку мы работали вместе в многочисленном ненужном роботизированном проекте, мы назвали это командой репутаторов роботизированных роботов.
Мы также участвуем в https://www.agorize.com/en/challenges/code-life-challenge?lang=en как роботизированная команда. Это было проблемой для разработки вентилятора через несколько дней.
После нескольких идеи мы решили использовать существующий ручный вентилятор, Ambu (см. Веб -сайт) и управлять потоком, используя шаговый двигатель, чтобы точно управлять потоком воздуха, объемом, цилиндра в минуту. Конструкция может быть адаптирована к аналогичному Ambu, совместимому с ручным вентилятором для «автоматизации» процесса вентиляции.
Благодаря Пауло Арруду и Патрику Шмитту «поработали» поздней ночью, когда мозговой штурм этой идеи / концепции.
К сожалению, мы не могли заставить все детали иметь рабочий прототип по состоянию на 31 марта 2020 года, поэтому мы решили открыто поделиться нашей идеей, чтобы мы могли продолжать строить и улучшаться вокруг сообщества.
Магазин закрыл Aroud US (Монреаль, Канада), и доставка выпрыгивала из диапазона, чтобы мы могли иметь прототип для 31 марта 2020 года.
Поэтому, пожалуйста, не стесняйтесь быть вдохновленными этим предложением и не стесняйтесь улучшаться.
Не стесняйтесь обращаться к нам по электронной почте по каким -либо конкретным вопросам.
Спецификация - это фолоси:
Управление давлением до 40 см2 o, давление срока годности до 25 см2
Коэффициент дыхания от 6 до 40 дыхания в минуту
Регулируемое время Inspiratiory I: E рацион
FIO2 от 21 до 100 % при увеличении на 10 %
Запустить время и или пациент
Подключиться к стандартной маске
Двойная схема с неприноседовым клапаном (у пациента)
влажность и температура не контролируются в нашей конструкции
O2 Читайте не в нашем дизайне
Датчик O2 очень дороги и «невозможно найти» @ End of March 2020
Концепция 1: ML, F и I: E Регулировка через программное обеспечение, механический клапан Peep
Концепция 1A: ML, F и I: E Регулировка с помощью программного обеспечения, механический клапан PEEP, регулировка O2 на основе шаблона на основе ML/F для регулировки объема O2. (больница имеет клапан для корректировки потока)
Концепция 2: ML, F и I: E Регулировка с помощью программного обеспечения, механического клапана PEEP, но регулировка O2 с помощью программного обеспечения с использованием ElectrovalV
Концепция 3: ML, F и I: E Регулировка с помощью программного обеспечения, механического клапана PEEP, но регулировки O2 с помощью программного обеспечения с использованием ElectrovalVe, которое будет импульсировать на основе ШИМ в соответствии с соотношением микширования воздуха / O2, и регулировки PEEP на выхлопной камере на основе соленоидного клапана на выхлоп. Клапан безопасности должен быть, конечно, реализован.
Пожалуйста, смотрите документ PDF для концепции высокого уровня.
Полные 3D части и сборка доступны в конкретной папке. Различный клон Ambu может иметь разные разрядки, но наше намерение состоит в том, чтобы спроектировать когти таким образом, чтобы он соответствовал различным моделям, давно предназначенным для поддержки взрослых. Он был разработан с SolidWorks.
Вы можете скачать бесплатного просмотра, Edrawing, чтобы увидеть дизайн.
Свободный просмотрщик позволит вам скрывать детали (например, обложку) или сделать некоторые детали прозрачными, и, конечно, увеличить, повернуть и базовую навигацию вокруг механической конструкции.
Пожалуйста, откройте файл автоматического привода Ambu.
Части:
Все детали, начинающиеся с номера, являются https://www.mcmaster.com/ Части. Вы можете одержать детали непосредственно из них или найти эквивалентные детали.
Часть 3D Printed Начнется с 3D-XXXX. У нас есть доступ к 3D -принтеру, использующему пластик Onyx.
Основным компонентом является шаговый двигатель от https://www.pololu.com/product/2689, этот винт (выбран в конструкции для скорости доставки), но вы можете купить один и тот же двигатель и адаптироваться с этим двигателем https://www.pololu.com/product/22677
Мотор размером с 60 дыхания в минуту, см. Расчет Excel для размеров.
Электроник предназначен для того, чтобы иметь основной микропроцессор, основанный на arduino или particle.io.
Arduino хорошо доступен, но плата частиц способна удаленно обновлять. (плюс во время развития, но риск после работы с реальным пациентом).
Выбранный Arduino был https://www.pololu.com/product/2188
Микропроцессорная плата ведет драйвер 4988 шагового двигателя https://www.pololu.com/product/1182, который контролируется Usind 2 PIN, направление и импульс для «скорости». Этот импульс должен быть управляется для достижения скорости настройки от команды Medical, а также может иметь кривую «S» для вдохновения и истечения срока действия.
Конечно, шаговый двигатель должен иметь «ноль», что это может быть достигнуто путем «возврата» двигателя в ноль и его «механически» остановилось, или добавление датчика для нуля положения и контроля этого положения «ноль» для каждого положительного давления для пациента. Гибкость может только достигать с помощью шагового двигателя.
Чтобы улучшить немного больше системы и иметь настройку давления, мы хотели использовать монитор Athmosperic Damess на основе Bosch 280 https://www.adafruit.com/product/2652. Это позволит нам сравнивать амбиантное давление с давлением с выхлопом Ambu и соответствующим образом управлять шаговым двигателем, используя петлю PID. (Кроме того, с банками для обеспечения минимальной настройки дыхания докторами)
Эти датчики были бы использованы в результате выхода AMBU, возврата от пациента для мониторинга давления PEEP (от 5 до 20 в качестве стандартного давления PEEP), даже если мы хотим использовать существующий клапан PEEP из Ambu.
Этот датчик давления также использовался для мониторинга дыхания пациента, для того, чтобы сделать «вспомогательную вентиляцию», и, конечно, было программное обеспечение для обеспечения минимального дыхания в минуту в соответствии с стандартным вентилятором.
Преподобный, ожидаемый с использованием датчика Athmospherique Bosch 280, основывался на положении кривой, от 5 до 10 %, что было приемлемым диапазоном точности для вызова.
Как только мы получим все датчики, мы также протестируем и проверяем теорию.
Конечно, эти датчики не соответствуют требованиям «очистки», но это можно изменить, и мы установим их в удаленном небольшом Chanber, подключенном к основным «камерам», чтобы избежать загрязнения, но это не идеально.
Конечно, нам нужно иметь питание от 120-240 до 12 вольт, зарядное устройство для зарядки аккумулятора и сохранить электроэнергию в течение 3 часов в соответствии с требованиями, но это скорее оборудование «от полки».
Нам нужно завершить потребление электроэнергии до размера батареи.
Мы также должны добавить яркий светодиодный свет и зуммер в «тревогу» медицинскую команду.
Опять же, это считается стандартным оборудованием, от нескольких поставщиков, и мы не концентрировали тезисы.
Чтобы иметь пользовательский опыт, пользовательский интерфейс способен воспроизвести то, что используется медицинская команда, мы выбрали 2 вариант.
1 - Использование 7,00 -дюймового сенсорного экрана 2 - использование меньшего 3,2 -дюймового сенсорного экрана, чтобы сэкономить стоимость и получить больше доступности
Экран 7.00-https://www.robotshop.com/ca/fr/affichage-lcd-tactile-7-nextion-hmi.html из Nextion
Экран 3.20-https://www.robotshop.com/ca/fr/affichage-lcd-tactile-hmi-32-nextion.html также из Nextion
Эта система предназначена для быстрого девеооработения и предоставляет бесплатный «HMI» Intreface, а также весь код для взаимодействия с Arduino и другой микропроцессорной платой.
Вы можете скачать программное обеспечение для разработки HMI из Nextion по адресу https://nextion.tech/
Существует также более дешевая версия из Китая, но не доступна за пределами Китая.
Экран 7,00 дюйма способен рисовать кривую, поэтому мы сможем воспроизвести пользовательский интерфейс, используемый в реальном вентиляторе.
Окончательная концепция, включающая сложную коробку и поддержку ЖК -экрана HMI, не завершена и должна быть завершена.
Это не было нашим главным приоритетом и «легко» сделать, как только все тесты будут выполнены.
Программное обеспечение WA в нескольких шагах, конечно, мы начали с POC, доказательство концепции и развивались до предварительной религи.
POC: Двигатель управления на основе тома «Параметр из консоли» контролируется сервоприводом
Шаг 01: Убедитесь, что датчик "ноль" активирован и создает тревогу
Шаг 02: Цикл изменения в минуту на основе «Параметр из консоли:
Шаг 03: Коэффициент изменения толчка, высвобождение воздуха (соотношение от 1/4 до 3/4) на основе консоли параметров FOM FOM
Шаг 04: Давление считывания от нескольких датчиков и определить давление от 0 - до - 60 мм
Шаг 05: Добавить цикл управления PID на основе датчика давления
Шаг 06: добавьте тревоги для нескольких тревог в соответствии с спецификацией
Шаг 07: запустите экран HMI с +/- для FiO2 Vt F Ration
Шаг 08: Тестовые функции и интеграция HMI
Шаг 09: Процедура калибровки для ввода данных через HMI
Шаг 10: сгорайте и подтверждают долговечность.
PRERELEASE после того, как все шаги выполняются и работают 24/7.
Калибровка должна быть выполнена с использованием https://www.mcmaster.com/4125k21. Калибровка будет сделана и введена через HMI до отправки.
Конечно, метод калибровки с использованием «водной трубки» для измерения давления также должен быть обеспечен, чтобы обеспечить калибровку с использованием «основного» оборудования.
Процедура очистки основана на процедуре AMBU. Если датчик, используемый для атмосферного давления, очистка Shoud рассматривает «замену датчика», поскольку стоимость низкая, особенно если поиск прямого датчика в большем объеме от Bosch или ключевого поставщика.
Если вы взаимосвязаны этой концепции, используя шаговый двигатель, PID, HMI, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.
Мы все еще продолжаем идти вперед, даже если мертвая линия 31 марта ... мертва.
