(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 210466963 U(45)授权公告日 2020.05.05
(21)申请号 201921197323.9(22)申请日 2019.07.26
(73)专利权人 乐山师范学院
地址 614000 四川省乐山市市中区滨河路
778号(72)发明人 朱鸿超 方丽 王文琪 (74)专利代理机构 成都正华专利代理事务所
(普通合伙) 51229
代理人 陈选中(51)Int.Cl.
G09B 23/28(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图3页
(54)实用新型名称
一种甲状腺激素分泌的分级调节装置(57)摘要
本实用新型公开了一种甲状腺激素分泌的分级调节装置，通过温度传感器检测温度变化，主控模块控制LED灯阵列亮灭顺序，模拟人体在感受到外部温度下降时人体激素分泌情况和调节过程，使中小学生对激素分泌情况和调节过程有直观的感受，增加课堂的趣味性。
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权 利 要 求 书
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1.一种甲状腺激素分泌的分级调节装置，其特征在于，包括：USB模块、主控模块、第一继电器开关电路、第二继电器开关电路、风机、制热器、LED灯阵列、第一温度传感器、第二温度传感器和人体模型；所述USB模块分别与第一继电器开关电路、第二继电器开关电路、第一温度传感器、第二温度传感器和主控模块电连接，所述主控模块分别与第一继电器开关电路、第二继电器开关电路、第一温度传感器、第二温度传感器和LED灯阵列电连接，所述第一继电器开关电路与风机电连接，所述第二继电器开关电路与制热器电连接，所述人体模型包括：人体骨架结构、下丘脑模型、垂体模型和甲状腺模型；所述第一温度传感器、第二温度传感器、LED灯阵列、下丘脑模型、垂体模型和甲状腺模型固定安装在人体骨架结构上。
2.根据权利要求1所述的甲状腺激素分泌的分级调节装置，其特征在于，所述USB模块包括USB接口和USB转接芯片CH340，其外围接口包括：TXD、RXD、VCC端和GND端，所述USB模块的VCC端和GND端通过USB接口与外部USB供电装置连接。
3.根据权利要求2所述的甲状腺激素分泌的分级调节装置，其特征在于，所述主控模块的主控芯片采用STC89C52，其供电接口包括：VCC端和GND端；所述主控模块的VCC端与USB模块的VCC端连接，所述主控模块的GND端与USB模块的GND端连接。
4.根据权利要求2所述的甲状腺激素分泌的分级调节装置，其特征在于，所述第一继电器开关电路的外围接口包括：控制端1、接线端1、220V端、VCC端和GND端；所述第一继电器开关电路的VCC端与USB模块的VCC端连接，其GND端与USB模块的GND端连接，其220V端与外部220V交流电连接。
5.根据权利要求2所述的甲状腺激素分泌的分级调节装置，其特征在于，所述第二继电器开关电路的外围接口包括：控制端2、接线端2、220V端、VCC端和GND端；所述第二继电器开关电路的VCC端与USB模块的VCC端连接，其GND端与USB模块的GND端连接，其220V端与外部220V交流电连接。
6.根据权利要求2所述的甲状腺激素分泌的分级调节装置，其特征在于，所述LED灯阵列包括：LED白灯A1、LED白灯A2、LED红灯A3、LED红灯A4、LED蓝灯A5、LED白灯A6、LED绿灯A7和LED黄灯A8，所述LED白灯A1设置于下丘脑模型上端的人体骨架结构上，所述LED白灯A2设置于下丘脑模型上，所述LED红灯A3设置于垂体模型和下丘脑模型之间的人体骨架结构上，所述LED红灯A4设置于垂体模型上，所述LED蓝灯A5设置于垂体模型和甲状腺模型之间的人体骨架结构上，所述LED白灯A6设置于甲状腺模型上，所述LED绿灯A7设置于甲状腺模型下端的人体骨架结构上，所述LED黄灯A8设置于LED绿灯A7下端的人体骨架结构上。
7.根据权利要求2所述的甲状腺激素分泌的分级调节装置，其特征在于，所述第一温度传感器和第二温度传感器均采用DS18B20温度传感器，所述第一温度传感器的外围接口包括：数据输出端1、VCC端和GND端，并设置在LED白灯A1一侧的人体骨架结构上；所述第一温度传感器的VCC端与USB模块的VCC端连接，所述第一温度传感器的GND端与USB模块的GND端连接。
8.根据权利要求7所述的甲状腺激素分泌的分级调节装置，其特征在于，所述第二温度传感器的外围接口包括：数据输出端2、VCC端和GND端；所述第二温度传感器的VCC端与USB模块的VCC端连接，所述第二温度传感器的GND端与USB模块的GND端连接，并设置在LED黄灯A8一侧的人体骨架结构上。
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说 明 书
一种甲状腺激素分泌的分级调节装置
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技术领域
[0001]本实用新型涉及人体温度调节技术领域，具体涉及一种甲状腺激素分泌的分级调节装置。
背景技术
[0002]甲状腺激素分泌的分级调节是生物教学课程中的重要内容，研究人体受到寒冷时人体激素分泌过程是甲状腺激素分泌的分级调节教学内容的基础和前提，但在目前实际教学中，甲状腺激素分泌的分级调节主要是通过教学课本的图片和文字表述来讲述甲状腺激素分泌的分级调节过程，或者老师通过人体模型来指出具体部位在分泌激素；这两种教学形式的教学方式存在的缺陷为：第一、形式枯燥抽象，不易引起小学生或初中生的学习兴趣；第二、激素分泌过程无法动态展示。实用新型内容
[0003]针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供一种甲状腺激素分泌的分级调节装置解决了目前实际教学中甲状腺激素分泌的分级调节的教学形式枯燥抽象和激素分泌过程无法动态展示的问题。
[0004]为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种甲状腺激素分泌的分级调节装置，包括：USB模块、主控模块、第一继电器开关电路、第二继电器开关电路、风机、制热器、LED灯阵列、第一温度传感器、第二温度传感器和人体模型；所述USB模块分别与第一继电器开关电路、第二继电器开关电路、第一温度传感器、第二温度传感器和主控模块电连接，所述主控模块分别与第一继电器开关电路、第二继电器开关电路、第一温度传感器、第二温度传感器和LED灯阵列电连接，所述第一继电器开关电路与风机电连接，所述第二继电器开关电路与制热器电连接，所述人体模型包括：人体骨架结构、下丘脑模型、垂体模型和甲状腺模型；所述第一温度传感器、第二温度传感器、LED灯阵列、下丘脑模型、垂体模型和甲状腺模型固定安装在人体骨架结构上。[0005]进一步地：USB模块包括USB接口和USB转接芯片CH340，其外围接口包括：TXD、RXD、VCC端和GND端，所述USB模块的VCC端和GND端通过USB接口与外部USB供电装置连接。[0006]上述进一步地方案的有益效果为：采用USB接口便于教学过程中直接插入笔记本电脑或者教学设备的USB接口，不需要另外采用学生电源做供电设备，减少教学设备的重量。
[0007]进一步地：主控模块的主控芯片采用STC89C52，其供电接口包括：VCC端和GND端；所述主控模块的VCC端与USB模块的VCC端连接，所述主控模块的GND端与USB模块的GND端连接。
[0008]上述进一步地方案的有益效果为：主控芯片STC89C52具有高速、低功耗、超强抗干扰、成本低和控制简单等特点，完全满足本设计对控制芯片IO口的要求。[0009]进一步地：第一继电器开关电路的外围接口包括：控制端1、接线端1、220V端、VCC
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说 明 书
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端和GND端；所述第一继电器开关电路的VCC端与USB模块的VCC端连接，其GND端与USB模块的GND端连接，其220V端与外部220V交流电连接。[0010]进一步地：第二继电器开关电路的外围接口包括：控制端2、接线端2、220V端、VCC端和GND端；所述第二继电器开关电路的VCC端与USB模块的VCC端连接，其GND端与USB模块的GND端连接，其220V端与外部220V交流电连接。[0011]上述进一步地方案的有益效果为：第一继电器开关电路的接线端1接入风机，通过主控模块控制控制端1的高低电平，实现控制继电器RL1的通断；第二继电器开关电路的接线端2接入制热器，通过主控模块控制控制端2的高低电平，实现控制继电器RL2的通断；通过继电器RL1和继电器RL2实现大电流电路和小电流电路隔离。[0012]进一步地：LED灯阵列包括：LED白灯A1、LED白灯A2、LED红灯A3、LED红灯A4、LED蓝灯A5、LED白灯A6、LED绿灯A7和LED黄灯A8，所述LED白灯A1设置于下丘脑模型上端的人体骨架结构上，所述LED白灯A2设置于下丘脑模型上，所述LED红灯A3设置于垂体模型和下丘脑模型之间的人体骨架结构上，所述LED红灯A4设置于垂体模型上，所述LED蓝灯A5设置于垂体模型和甲状腺模型之间的人体骨架结构上，所述LED白灯A6设置于甲状腺模型上，所述LED绿灯A7设置于甲状腺模型下端的人体骨架结构上，所述LED黄灯A8设置于LED绿灯A7下端的人体骨架结构上。[0013]进一步地：第一温度传感器和第二温度传感器均采用DS18B20温度传感器，所述第一温度传感器的外围接口包括：数据输出端1、VCC端和GND端，并设置在LED白灯A1一侧的人体骨架结构上；所述第一温度传感器的VCC端与USB模块的VCC端连接，所述第一温度传感器的GND端与USB模块的GND端连接。[0014]进一步地：第二温度传感器的外围接口包括：数据输出端2、VCC端和GND端；所述第二温度传感器的VCC端与USB模块的VCC端连接，所述第二温度传感器的GND端与USB模块的GND端连接，并设置在LED黄灯A8一侧的人体骨架结构上。[0015]上述进一步地方案的有益效果为：风机放置于第一温度传感器旁，主控模块通过第一继电器开关电路控制风机启动工作，模拟人体温度降低，第一温度传感器将温度数据实时传输给主控模块，主控模块处理并分析温度数据，温度数据低于正常人人体体温，则将LED白灯A1点亮，模拟人体温度感受器将神经冲动传递给下丘脑模型；将LED白灯A2点亮，模拟下丘脑接收到神经冲动；将LED红灯A3点亮，模拟下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素；将LED红灯A4点亮，模拟促甲状腺激素释放激素运输到垂体；将LED蓝灯A5点亮，模拟垂体分泌促甲状腺激素，并随血液往甲状腺运输；将LED白灯A6点亮，模拟促甲状腺激素运输到甲状腺；将LED绿灯A7点亮，模拟甲状腺分泌甲状腺激素，并随血液运输至全身几乎所有细胞；控制LED黄灯A8闪烁，模拟细胞代谢增快产生更多热量；制热器放置于第二温度传感器旁，主控模块通过第二继电器开关电路控制制热器启动工作，模拟人体体温开始恢复；在第二温度传感器检测到温度高出一定阈值时，控制制热器停止工作，并将LED灯阵列的所有LED灯熄灭，模拟甲状腺激素增加到一定程度时，甲状腺激素负反馈调节。[0016]本实用新型的有益效果为：一种甲状腺激素分泌的分级调节装置通过温度传感器检测温度变化，主控模块控制LED灯阵列亮灭顺序，模拟人体在感受到外部温度下降时人体激素分泌情况和调节过程，使中小学生对激素分泌情况和调节过程有直观的感受，增加课堂的趣味性。
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附图说明
[0017]图1为一种甲状腺激素分泌的分级调节装置各模块间供电及通信的连接关系图；[0018]图2为一种甲状腺激素分泌的分级调节装置的USB模块的电路图；
[0019]图3为一种甲状腺激素分泌的分级调节装置的第一继电器开关电路的电路图；[0020]图4为一种甲状腺激素分泌的分级调节装置的第二继电器开关电路的电路图；[0021]图5为一种甲状腺激素分泌的分级调节装置的位置关系结构框图；[0022]图6为一种甲状腺激素分泌的分级调节装置的LED灯阵列的电路图。
具体实施方式
[0023]下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。[0024]如图1所示，一种甲状腺激素分泌的分级调节装置，包括：USB模块、主控模块、第一继电器开关电路、第二继电器开关电路、风机、制热器、LED灯阵列、第一温度传感器、第二温度传感器和人体模型；所述USB模块分别与第一继电器开关电路、第二继电器开关电路、第一温度传感器、第二温度传感器和主控模块电连接，所述主控模块分别与第一继电器开关电路、第二继电器开关电路、第一温度传感器、第二温度传感器和LED灯阵列电连接，所述第一继电器开关电路与风机电连接，所述第二继电器开关电路与制热器电连接，所述人体模型包括：人体骨架结构、下丘脑模型、垂体模型和甲状腺模型；所述第一温度传感器、第二温度传感器、LED灯阵列、下丘脑模型、垂体模型和甲状腺模型固定安装在人体骨架结构上。[0025]如图2所示，USB模块包括USB接口和USB转接芯片CH340，其外围接口包括：TXD、RXD、VCC端和GND端，所述USB模块的VCC端和GND端通过USB接口与外部USB供电装置连接。[0026]采用USB接口便于教学过程中直接插入笔记本电脑或者教学设备的USB接口，不需要另外采用学生电源做供电设备，减少教学设备的重量。[0027]主控模块的主控芯片采用STC89C52，其供电接口包括：VCC端和GND端；所述主控模块的VCC端与USB模块的VCC端连接，所述主控模块的GND端与USB模块的GND端连接。[0028]主控芯片STC89C52具有高速、低功耗、超强抗干扰、成本低和控制简单等特点，完全满足本设计对控制芯片IO口的要求。[0029]如图3所示，第一继电器开关电路的外围接口包括：控制端1、接线端1、220V端、VCC端和GND端；所述第一继电器开关电路的VCC端与USB模块的VCC端连接，其GND端与USB模块的GND端连接，其220V端与外部220V交流电连接。[0030]如图4所示，第二继电器开关电路的外围接口包括：控制端2、接线端2、220V、VCC端和GND端；所述第二继电器开关电路的VCC端与USB模块的VCC端连接，其GND端与USB模块的GND端连接，其220V端与外部220V交流电连接。[0031]第一继电器开关电路的接线端1接入风机，通过主控模块控制控制端1的高低电平，实现控制继电器RL1的通断；第二继电器开关电路的接线端2接入制热器，通过主控模块控制控制端2的高低电平，实现控制继电器RL2的通断；通过继电器RL1和继电器RL2实现大电流电路和小电流电路隔离。
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LED灯阵列包括：LED白灯A1、LED白灯A2、LED红灯A3、LED红灯A4、LED蓝灯A5、LED白
灯A6、LED绿灯A7和LED黄灯A8，所述LED白灯A1设置于下丘脑模型上端的人体骨架结构上，所述LED白灯A2设置于下丘脑模型上，所述LED红灯A3设置于垂体模型和下丘脑模型之间的人体骨架结构上，所述LED红灯A4设置于垂体模型上，所述LED蓝灯A5设置于垂体模型和甲状腺模型之间的人体骨架结构上，所述LED白灯A6设置于甲状腺模型上，所述LED绿灯A7设置于甲状腺模型下端的人体骨架结构上，所述LED黄灯A8设置于LED绿灯A7下端的人体骨架结构上。[0033]第一温度传感器和第二温度传感器均采用DS18B20温度传感器，所述第一温度传感器的外围接口包括：数据输出端1、VCC端和GND端，并设置在LED白灯A1一侧的人体骨架结构上；所述第一温度传感器的VCC端与USB模块的VCC端连接，所述第一温度传感器的GND端与USB模块的GND端连接。[0034]第二温度传感器的外围接口包括：数据输出端2、VCC端和GND端；所述第二温度传感器的VCC端与USB模块的VCC端连接，所述第二温度传感器的GND端与USB模块的GND端连接，并设置在LED黄灯A8一侧的人体骨架结构上。[0035]风机放置于第一温度传感器旁，主控模块通过第一继电器开关电路控制风机启动工作，模拟人体温度降低，第一温度传感器将温度数据实时传输给主控模块，主控模块处理并分析温度数据，温度数据低于正常人人体体温，则将LED白灯A1点亮，模拟人体温度感受器将神经冲动传递给下丘脑模型；将LED白灯A2点亮，模拟下丘脑接收到神经冲动；将LED红灯A3点亮，模拟下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素；将LED红灯A4点亮，模拟促甲状腺激素释放激素运输到垂体；将LED蓝灯A5点亮，模拟垂体分泌促甲状腺激素，并随血液往甲状腺运输；将LED白灯A6点亮，模拟促甲状腺激素运输到甲状腺；将LED绿灯A7点亮，模拟甲状腺分泌甲状腺激素，并随血液运输至全身几乎所有细胞；控制LED黄灯A8闪烁，模拟细胞代谢增快产生更多热量；制热器放置于第二温度传感器旁，主控模块通过第二继电器开关电路控制制热器启动工作，模拟人体体温开始恢复；在第二温度传感器检测到温度高出一定阈值时，控制制热器停止工作，并将LED灯阵列的所有LED灯熄灭，模拟甲状腺激素增加到一定程度时，甲状腺激素负反馈调节。如图5所示，LED灯阵列采用共阴极连接方式。[0036]表1为各模块的通信接口与主控模块的接线表。[0037]表1
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[0039][0040]
本实用新型的有益效果为：一种甲状腺激素分泌的分级调节装置通过温度传感器
检测温度变化，主控模块控制LED灯阵列亮灭顺序，模拟人体在感受到外部温度下降时人体激素分泌情况和调节过程，使中小学生对激素分泌情况和调节过程有直观的感受，增加课堂的趣味性。
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