肺活量训练仪的设计与制作

李海娟 张会彬

一、研制目的

提高肺活量，可以促进心肺功能增强，有效地避免气管炎、哮喘以及肺炎的发病率。肺活量的加大也可以促使血液循环，让幼儿的精力更充沛，学习注意力更集中，也让神经系统反应灵活、迅速。秉承寓教于乐、寓教于玩的设计原则，制作了肺活量训练仪。

本仪器适用于3～6岁的所有幼儿，也适用于小学、初中段的青少年学生。

二、制作材料

单向阀6个；亚克力管外径160 mm×4 mm，140 mm×3 mm，50 mm×5 mm，8 mm×2 mm 规格的各半米；圆形亚克力板直径为20 mm×4 mm，15 mm×4 mm各1个；食品级透明软管2 m；无影胶。

三、设计原理

肺活量是指一次深吸气后的最大呼出的气体容积。

由于人体呼出的气体密度比水轻，在水中会上升，通过带单向阀的导管向筒内吹气，利用气体把内筒的水排出，以内筒上升的原理可以进行肺活量测量。

基本原理是通过带单向阀的导管向筒内吹气，利用气体上升把内筒的水排出，水使内筒上升，进行肺活量测量。在使用时不受外部因素限制，可快速读出肺活量数值，使用极其方便，让幼儿在游戏中锻炼并测量肺活量。

四、制作方法

1.水桶制作

(1)在外径为160 mm×4 mm和40 mm×5 mm的亚克力管的底部的左右两侧各打一个外径为8 mm的孔。在2个孔的中间再打一个孔，外径相同。

(2)把2根外径8 mm×2 mm的亚克力管分别插入大小2个亚克力管底部的打孔内。

(3)将底板与2个筒体黏合密封在一起。

2.浮筒制作

(1)在14 mm×3mm的筒体上黏合直径为150 mm×4mm的圆底。浮筒从上往下刻制刻度，单位为20 mm3一个单位。

(2)中间打孔，孔径为8 mm。

(3)取喷雾器喷头改装气体阀门。关闭阀门，拧开放气，取下来，可以作为吹管使用。

图1 关键部位图

3.整体组装

(1)在水桶的3个管上安装饮水机进水管，左右两侧的进水管末端安装单向阀，中间的软管上安装阀门。

(2)打开阀门，将浮筒放入水桶。

图2 整体示意图

4.实物图

装置实物图如图3所示。

图3 实物及应用效果图

五、实际应用

《学龄前儿童(3～6岁)运动指南》指出宝宝处于发育中正确的运动方式有助于身心发育。该仪器能开展多种肺活量相关活动，还能够量化幼儿的肺活量，具有制作简单、操作方便、方便卫生、互动性强、易于量化等优点。为了有效地提高肺活量，促进幼儿健康成长，设计了5种活动方式。

1.测定肺活量(如图4所示)

(1)打开阀门，使浮筒下降到底部。

(2)关闭阀门，幼儿从一侧的单向阀或者吹嘴吹气。

(3)浮筒慢慢升起，升起的高度就是该幼儿的肺活量。

(4)打开阀门放气，使浮筒下降到底部。

(5)下一名幼儿从另一侧吹气，教师对使用过的单向阀或者吹嘴消毒。

图4

2.谁的力气大(如图5所示)

(1)打开阀门，使浮筒下降到底部。

(2)在浮筒上放上一定量的木块。

(3)关闭阀门，幼儿从一侧的单向阀或者吹嘴吹气。比赛谁吹起的木块多，浮筒高。

图5

3.谁吹得远(如图6所示)

(1)在浮筒中间的亚克力管内，放入一个乒乓球。

(2)将水桶斜放45°。

(3)关闭阀门。

(4)用力吹气。

(5)比赛谁吹得乒乓球远。

图6

4.谁吹的泡泡大又多(如图7所示)

(1)配制发泡剂：洗洁精、白糖、甘油、水。

(2)拿下浮筒，将发泡剂倒入中间的圆筒内，约3/4体积。

(3)幼儿从一侧的单向阀或者吹嘴吹气。

(4)控制气流的大小与速度，试试看：怎样吹的泡泡又大又多。

(5)也可以两个人同时吹气。

也可以比比看：谁吹的泡泡又大又多。

图7

5.谁能吹出乒乓球(如图8所示)

(1)拧开浮筒上面的螺丝，套入一个漏斗。(2)将乒乓球放入漏斗内。

(3)幼儿从一侧的单向阀或者吹嘴吹气。

(4)也可以两个人同时吹气。

看看能不能将乒乓球吹出来。

图8

六、创新点与意义

(1)结构简单，操作方便，具有显著的实用性与可玩性。

(2)在使用时不受外部因素限制，可快速读出肺活量数值，使用极其方便。

(3)采用吹嘴可更换的设置，卫生、防止交替传染。

(4)由于使用了单向阀，有效地克服了常见肺活量测试仪吹气时的漏气弊病。

(5)形体较小，方便携带。