CN111228751B - 呼吸量化训练方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种呼吸量化训练方法与装置，包括：根据人体呼吸腰腹部肌肉群绷紧时测得沿腰部圆周方向上的拉力，确定拉力与腹腔内平衡压强的线性对应值；确定腹腔内平衡压强与肺部吸气量之间的对应值；多次测量确定肺内最大吸气量与腹腔内平衡压强上限值，将最大吸气量、腹腔内平衡压强上限值作为参考基准，对实际吸气量和腹腔内平衡压强进行归一化处理，得到实际吸气量相对值和实际腹腔内平衡压强相对值；在实际吸气量相对值下，将实际腹腔内平衡压强相对值的变化范围进行区间划分；根据测得的实际腹腔内平衡压强相对值，确定不同呼吸训练方法对应的呼吸训练标准并依据该标准进行人体呼吸训练。该呼吸训练方法简单易懂，应用领域广阔。

Description

呼吸量化训练方法及装置

技术领域

本发明属于呼吸训练技术领域，尤其涉及一种呼吸量化训练方法及装置。

背景技术

呼吸在声乐学***衡压强”。而用这种方法呼气时，则要求保持吸气时的扩张状态，并且以腹肌力量为支持点，向上冲击声带发声。实践证明，喉部组织参与的成分越多，越不符合科学发声方法的要求。

然而在现有呼吸训练方法中，尚无客观有效的量化训练方法，通常只能用描述性语言进行指导，如：要气沉“丹田”、要用横膈膜呼吸，要吸七分气等。这种较模糊的描述性语言指导声乐教学呼吸训练时，很多时候使学习者处于抽象与迷茫状态，不能达到准确的呼吸训练。

因此，有必要提供一种呼吸量化方法，使横膈膜与腹部肌肉群发力与声波数据融合，形成一套可快速进行呼吸量化训练的方法和客观标准。

发明内容

本发明在现有呼吸训练方法不足的基础上提供了一种呼吸量化训练方法及装置，根据人体呼吸时腹腔所受拉力与吸气量的变化，建立了人体呼吸量化标准，并可依据该标准对受训者进行腹式呼吸训练。

为了实现上述目的，本发明提供了一种呼吸量化训练方法，包括以下步骤：

步骤a)：根据人体腰腹部肌肉群绷紧和横膈膜下压时测得沿腰部圆周方向上的拉力F大小，确定拉力F与腹腔内平衡压强P的线性对应值；

步骤b)：在胸腹联合呼吸状态下，根据胸腔吸入的空气体积，即吸气量V，确定腹腔内平衡压强P与吸气量V之间的对应值；

步骤c):重复步骤a)和步骤b)，多次测量确定胸腹联合呼吸时腰部最大拉力F_max和胸腔内最大吸气量V_max，校准得到对应的腹腔内最大平衡压强P_max；将腰部最大拉力F_max、胸腔最大吸气量V_max、腹腔内最大平衡压强P_max作为参考基准，对呼吸训练时的实际腰部拉力F_b，实际胸腔内吸气量V_b和实际腹腔内平衡压强P_b进行归一化处理，得到实际腰部拉力相对值l，实际胸部吸气量相对值m和实际腹腔内平衡压强相对值n；

步骤d)：在胸腔吸最大吸气量时，将实际腹腔内平衡压强相对值 n的变化范围根据呼吸方法的不同进行区间划分；

步骤e)：根据胸腹联合式呼吸时测得的腰部拉力相对值l的变化，得到实际腹腔内平衡压强相对值n的变化曲线，分别确定采用不同呼吸动作对应的呼吸训练标准；

步骤f)：以步骤d)中所确定的实际腹腔内平衡压强相对值n的划分区间，并以步骤e)中所确定的不同呼吸动作对应的呼吸训练标准为参考，指导并优化采用不同呼吸方法和动作的人体呼吸训练。

优选的，步骤a)根据人体腰腹部肌肉群绷紧和横膈膜下压时测得沿腰部圆周方向上的拉力F大小，确定拉力F与腹腔内平衡压强P 的线性对应值的模拟校准方法为：

宽度为d的柔性带可沿拉伸方向测量拉力大小，环绕在横截面半径为R的标准模拟气囊上，气囊充入一定体积的标准大气压空气；

向气囊内充入一定体积空气后内部平衡压强改变量为ΔP,测得柔性带的拉力变化量ΔF，继续多次充入一定体积空气增大平衡压强，测得一组柔性带拉力改变量；

在柔性带和气囊变形量很小的前提下，进行受力分析，得到气囊内平衡压强变化量ΔP与柔性带拉力改变量ΔF的数量关系为：

根据气囊内平衡压强变化量ΔP与柔性带拉力改变量ΔF的实测值与计算值的拟合曲线，确定拉力ΔF与平衡压强ΔP成正比，得到线性比例系数完成校准。

优选的，步骤b)在胸腹联合呼吸状态下，根据胸腔吸入的空气体积，即吸气量V，确定腹腔内平衡压强P与吸气量V之间的对应值的方法为：

在人体正常温度T下，腹部肌肉群处于最大绷紧状态时，呼吸进入胸腔的气体变化量ΔV与腹腔内平衡压强变化量ΔP的对应关系为：

其中，P₀为大气平衡压强，V_总为胸腔和腹腔总体积，P_h为横膈膜偏离平衡位置产生沿面法线方向的平衡压强，V′为吸气后胸腔内气体体积；

计算数值结合多次测量结果进行拟合，得到腹腔内平衡压强P与胸腔内吸气量V之间的关系式。

优选的，步骤d)中将实际腹腔内平衡压强相对值n的变化范围进行区间划分为：(n_min，n_m1]区间的胸式呼吸、(n_m1，n_m2]区间的胸腹联合式呼吸、(n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸，以及(n_m3，n_max)区间的横膈膜呼吸，其中：n_min<n_m1<n_m2<n_m3<n_max。

优选的，步骤e)根据测得的实际腹腔内平衡压强相对值n，分别确定采用胸腹联合式呼吸时不同呼吸动作急吸、急吸保持、急吸急呼、急吸缓呼、缓吸缓呼对应的呼吸训练标准，即实际腹腔内平衡压强相对值n应达到的区间为：

急吸标准：急吸时，腹腔往外扩张，实际腹腔内平衡压强相对值 n至少达到(n_m1，n_m2]区间的胸腹联合式呼吸标准；

急吸保持标准：急吸时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到 (n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸标准，并至少保持预定的时长；

急吸急呼标准：急吸时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到 (n_m1，n_m2]区间的胸腹联合式呼吸标准；急呼时，腹腔形成二次扩张，实际腹腔内平衡压强相对值n至少增至(n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸标准；

急吸缓呼标准：急吸时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到 (n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸标准；缓呼时，实际腹腔内平衡压强相对值 n至少保持在(n_m1，n_m2]区间的胸腹联合式呼吸标准，并至少保持预定的时长；

缓吸缓呼标准：缓吸时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到 (n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸标准，并至少保持预定的时长；缓呼时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少保持在(n_m1，n_m2]区间的胸腹联合式呼吸标准，并至少保持预定的时长。

本发明还提供了一种呼吸训练装置，采用所述的呼吸量化训练方法，包括：

腰部圆周方向上拉力采集单元：包括用于箍紧腹部的柔性带、安装于所述柔性带的拉力传感器，所述拉力传感器沿所述柔性带受力方向测得人体呼吸时腰腹内平衡压强传递的拉力大小；

数据采集和传输单元：包括力-电压转换模块、数据采集和传输模块；所述力-电压转换模块用于将所述拉力传感器采集的拉力值转换为电压信号；所述数据采集和传输模块将所述电压信号传输至终端显示设备进行数据处理；

终端显示设备：存储有处理及显示程序，所述终端显示设备运行处理及显示程序并实时显示接收的拉力传感器采集的拉力值，将拉力值进行归一化处理，根据拉力与腹腔内平衡压强的线性系数，得到腹腔内平衡压强值，参考人体呼吸量化标准判断呼吸训练有效性，并生成呼吸引导信号反馈至终端显示设备。

优选的，所述处理及显示程序包括信息显示模块、图形显示模块，所述信息显示模块根据判断的呼吸训练等级进行显示；所述图形显示模块用于显示不同呼吸训练时生成的实时呼吸引导信号。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明提供了一种呼吸量化训练方法，通过腹式呼吸时，根据人体腹部肌肉群绷紧时测得沿腹腔圆周方向上的拉力与吸气量的关系，以最大吸气量、平衡压强上限值作为参考基准，对实际吸气量和实际腹腔内平衡压强进行归一化处理，得到实际吸气量相对值和实际腹腔内平衡压强相对值；并在实际吸气量相对值下，将实际腹腔内平衡压强相对值的变化范围进行区间划分；确定采用腹式呼吸时不同呼吸训练方法对应的呼吸训练标准；并依据该标准进行人体呼吸训练。该呼吸训练方法量化了人体吸入气息的量、保持气息的能力、呼出气息的量和呼出气息的控制力，并可依据该标准进行呼吸训练，实现准确的呼吸训练。本发明的呼吸量化训练方法可应用于声乐教学以及吹奏乐、拳术、竞技体育等用声、用气专业的呼吸训练，同时可拓展到讲课、讲话、演讲等方面的呼吸训练，方法简单易懂，应用领域广阔。

同时，本发明还根据上述的呼吸量化训练方法，设计了相应的呼吸训练装置，通过设计拉力传感器、拾音器等，采集人体呼吸时的腹腔拉力、喉部的声音信息，并根据上述呼吸量化方法对采集的信息进行量化处理，生成呼吸引导信号。只需要使用该呼吸训练装置就可进行腹式呼吸训练，***设计简单，易操作且精确度高。

附图说明

图1为本发明的呼吸量化训练方法的流程图；

图2为标准模拟气囊进行拉力与平衡压强标定的原理图；

图3为吸气量与拉力的拟合关系曲线；

图4为胸式呼吸时的拉力波形图；

图5为急吸训练的拉力波形图；

图6为急吸保持训练的拉力波形图；

图7为急吸急呼训练的拉力波形图；

图8为急吸缓呼训练的拉力波形图；

图9为缓吸缓呼训练的拉力波形图。

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的描述。

参考图1所示，本实施例提供了一种呼吸量化训练方法，可用于腹式呼吸训练，包括以下步骤：

步骤a)：根据人体腹部肌肉群绷紧时测得沿腹腔圆周方向上的拉力F大小，确定拉力F与腹腔内平衡压强P的线性对应值。具体为：

参考图2所示，宽度为d的柔性带可沿拉伸方向测量拉力大小，环绕在横截面半径为R的标准模拟气囊上，气囊充入一定体积的标准大气压空气，模拟人体呼吸训练时腹腔拉力与气体平衡压强的变化状态，由标准模拟气囊进行拉力与气囊内平衡压强的标定；

向气囊内充入一定体积空气后内部平衡压强改变量为ΔP,测得柔性带的拉力变化量ΔF，继续多次充入一定体积空气增大平衡压强，测得一组柔性带拉力改变量；

任意选取很小的一段柔性带为柔性带采样片段，将柔性带采样片段的两个端点与标准模拟气囊的圆心连接，柔性带采样片段对应的圆心角为2θ；

以柔性带采样片段的端点为切点，沿标准模拟气囊的圆周切线方向上标定拉力；以模拟气囊的圆周切线方向上的拉力标定沿腹腔圆周方向上的拉力，以标准模拟气囊内平衡压强标定腹腔内平衡压强。在柔性带和气囊变形量很小的前提下，进行受力分析，可知：

则

时，

P∝F；

因此，得到气囊内平衡压强变化量ΔP与柔性带拉力改变量ΔF 的数量关系为：

其中，R为标准模拟气囊半径，d为柔性带采样片段宽度。

根据气囊内平衡压强变化量ΔP与柔性带拉力改变量ΔF的实测值与计算值的拟合曲线，确定拉力ΔF与平衡压强ΔP成正比，得到线性比例系数完成校准。

步骤b)：在人体正常体温范围内，在胸腹联合呼吸状态下，根据胸腔吸入的空气体积，即吸气量V，确定腹腔内平衡压强P与吸气量 V之间的对应值的方法为：

在人体正常温度T下，腹部肌肉群处于最大绷紧状态时，呼吸进入胸腔的气体变化量ΔV(即吸气量V的变化值)与腹腔内平衡压强变化量ΔP的对应关系为：

其中，P₀为大气平衡压强，V_总为胸腔和腹腔总体积，P_h为横膈膜偏离平衡位置位置产生沿面法线方向的平衡压强，V′为吸气后胸腔内气体体积；

计算数值结合多次测量结果进行拟合，得到腹腔内平衡压强P与胸腔内吸气量V之间的关系式。

步骤c)：重复步骤a)和步骤b)，多次测量确定进入腹腔的最大吸气量V_max以及对应的腹腔内平衡压强上限值P_max；将最大吸气量V_max、平衡压强上限值P_max作为参考基准，对呼吸训练时的实际吸气量V_b和腹腔内平衡压强P_b进行归一化处理，得到实际吸气量相对值m和实际腹腔内平衡压强相对值n。

在实际呼吸训练中，在呼吸训练装置使用前，上述步骤a)、步骤步骤b)的测试校准就已经制定完成，只需要对呼吸训练时的实际吸气量V_b和实际腹腔内平衡压强P_b进行归一化处理，得到实际吸气量相对值m和实际腹腔内平衡压强相对值n。

步骤d)：在实际吸气量相对值m下，将实际腹腔内平衡压强相对值n的变化范围划分为：(n_min，n_m1]区间的胸式呼吸、(n_m1，n_m2]区间的胸式与腹式呼吸结合、(n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸，以及(n_m3，n_max) 区间的横膈膜呼吸，其中：n_min<n_m1<n_m2<n_m3<n_max。

步骤e)：根据测得的实际腹腔内平衡压强相对值n，分别确定采用腹式呼吸时不同呼吸训练方法对应的呼吸训练标准。

以声乐教学中的呼吸训练为例，针对呼吸的训练有100多种，本实施例具体将呼吸训练时常用的急吸、急吸保持、急吸急呼、急吸缓呼以及缓吸缓呼训练制定了相应的呼吸标准，并可依据该标准进行声乐教学中的腹式呼吸训练。具体为：

急吸标准：急吸时，腹腔往外扩张，实际腹腔内平衡压强相对值 n至少达到(n_m1，n_m2]区间的胸式与腹式呼吸结合标准；

急吸保持标准：急吸时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到 (n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸标准，并至少保持预定的时长；

急吸急呼标准：急吸时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到 (n_m1，n_m2]区间的胸式与腹式呼吸结合标准；急呼时，腹腔形成二次扩张，实际腹腔内平衡压强相对值n至少增至(n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸标准；

急吸缓呼标准：急吸时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到 (n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸标准；缓呼时，实际腹腔内平衡压强相对值 n至少保持在(n_m1，n_m2]区间的胸式与腹式呼吸结合标准，并至少保持预定的时长；

缓吸缓呼标准：缓吸时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到 (n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸标准，并至少保持预定的时长；缓呼时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少保持在(n_m1，n_m2]区间的胸式与腹式呼吸结合标准，并至少保持预定的时长。

步骤f)：以步骤d)中所确定的实际腹腔内平衡压强相对值n的划分区间，和步骤e)中所确定的不同呼吸训练方法对应的呼吸训练标准为参考，采用腹式呼吸进行不同呼吸训练方法的人体呼吸训练。

同时，本发明还提供了相应的呼吸训练装置，根据上述的呼吸量化训练方法，采用该呼吸训练装置进行腹式呼吸训练。该呼吸训练装置包括：

腹腔圆周拉力采集单元：包括用于箍紧腹部的柔性带、安装于柔性带的拉力传感器，拉力传感器沿柔性带受力方向测得人体呼吸时腰腹内平衡压强传递的拉力大小。

数据采集和传输单元：包括力-电压转换模块、数据采集和传输模块；力-电压转换模块用于将拉力传感器采集的拉力值转换为电压信号；数据采集和传输模块将电压信号通过无线或有线的方式传输至终端显示设备进行数据处理。

终端显示设备：存储有处理及显示程序，处理及显示程序包括信息显示模块、图形显示模块，信息显示模块根据判断的呼吸训练等级进行显示；图形显示模块用于显示不同呼吸训练时受训者生成的实时呼吸引导信号。终端显示设备运行处理及显示程序并实时显示接收的拉力传感器采集的拉力值，将拉力值进行归一化处理，得到腹腔的平衡压强值，根据人体呼吸量化标准判断呼吸训练等级，并生成呼吸引导信号反馈至终端显示设备。

下面将上述呼吸量化训练方法与呼吸训练装置应用于实际歌唱时的呼吸训练中，对受训者进行急吸、急吸保持、急吸急呼、急吸缓呼以及缓吸缓呼等腹式呼吸训练。具体为：

由于呼吸时腹腔内平衡压强与人体腹部肌肉群绷紧时测得沿腹腔圆周方向上的拉力成正比，所以在实际测试中，可以通过呼吸时拉力值与气体量的关系变化进行呼吸训练，采用拉力传感器获取腹腔的拉力信息。将吸入气体量设定为X坐标值，拉力传感器的拉力值设定为Y坐标，得到呼吸时拉力值与气体量的关系曲线。图3显示了吸气量与拉力的拟合关系曲线。受训者可以根据终端显示设备上显示的拉力信号的波形，进行腹式呼吸训练，例如急吸、急吸保持、急吸急呼、急吸缓呼以及缓吸缓呼等呼吸训练，参考图4、图5、图6、图7、图 8、图9所示。

其中，图4对应采用胸式呼吸时的拉力波形图，此波形根据吸入的气体量呈现出X轴上不同的气体量百分比，由图可以看出，采用胸式呼吸时，拉力曲线波动幅度较小，拉力幅值越大，对应的气体量越大。进一步参考图5所示，图5对应采用腹式呼吸时，急吸训练对应的拉力波形图，由图5可以看出，急吸时拉力增大，拉力值增大速率越快越好，幅值上升幅度越大越好，此时为急吸训练的较佳状态。进一步参考图6所示，图6对应采用腹式呼吸时，急吸保持训练对应的拉力波形图，此时急吸时拉力增大。若保持状态时，拉力值进一步增大，且幅值上升幅度越大越好，保持时长至少为中速歌曲的一个八拍时长(约2s)，且吸气保持时最高峰值波形下降幅度越小越好，此时为急吸保持训练的较佳状态。进一步参考图7所示，图7对应采用腹式呼吸时，急吸急呼训练对应的拉力波形图，此时急吸时腹腔往外扩张，拉力增大；急呼时，腹腔形成二次扩张，拉力值进一步增大，且波形上升幅度越大越好，急呼时波形呈现持续上升一定幅度后骤降，此时为急吸急呼训练的较佳状态。进一步参考图8所示，图8对应采用腹式呼吸时，急吸缓呼训练对应的拉力波形图，此时急吸时拉力增大，拉力值上升速率越大越好；缓呼时，幅值下降速率越小越好，呼吸时间保持至少为中速歌曲的一个八拍时长(约2s)，此时为急吸缓呼训练的较佳状态。进一步参考图9所示，图9对应采用腹式呼吸时，缓吸缓呼训练对应的拉力波形图，此时缓吸时拉力增大，拉力值上升速率越大越好；缓呼时，幅值下降幅度及下降速率越小越好，吸气时间至少保持在中速歌曲的四拍时长(约1s)，呼气时间至少保持在中速歌曲的一个八拍时长(约2s)，此时为缓吸缓呼训练的较佳状态。

在上述实施例提供的呼吸量化训练方法的基础上，实际呼吸训练时，为进一步优化呼吸量化训练方法，可在此基础上增加人体呼气发声时喉部所发出的声音信息，通过分析呼吸训练时腹腔拉力与声波频率的变化情况，进行呼吸训练，提高呼吸训练精度。同时，为采集声音信息与胸腔拉力信息，可进一步设置拾音器与拉力传感器，拾音器采集人体呼气发声时喉部所发出的声音信息，拉力传感器采集呼吸时的胸腔拉力值，并传输至处理及显示程序，与腹腔内平衡压强值同步显示，通过分析呼吸训练时腹腔拉力、胸腔拉力、声波频率等组合信息的变化情况，分析呼吸训练情况，进行呼吸训练，提高呼吸训练精度。其呼吸量化训练方法与上述实施例中提供的方法类似，在此不再对具体方法详细描述。

综上可知，本发明提供的呼吸量化训练方法，依据人体呼吸时腹腔的拉力信息、胸腔的拉力信息以及声音信息，制定了呼吸量化标准以及采用腹式呼吸时常用的急吸、急吸急呼、急吸保持、急吸缓呼以及缓吸缓呼等训练标准，并可依据该标准进行声乐教学中的腹式呼吸训练，但不限于上述几种标准，实际具体应用中，可相应扩展到其他相应呼吸训练标准进行呼吸训练。本发明的呼吸量化训练方法可应用于声乐教学以及吹奏乐、拳术、竞技体育等用声、用气专业的呼吸训练，同时可拓展到讲课、讲话、演讲等方面的呼吸训练，方法简单易懂，可操作性强，应用领域广阔。同时，本发明还根据呼吸训练方法，设计了相应的呼吸训练装置，采集人体呼吸时的腹腔与胸腔的拉力信息以及喉部的声音信息，对信息进行量化处理，并能在显示设备上显示处理结果以及呼吸引导信号波形，只需要使用该呼吸训练***就可进行腹式呼吸训练，操作简单，实用性强。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种呼吸量化训练方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a)：根据人体腰腹部肌肉群绷紧和横膈膜下压时测得沿腰部圆周方向上的拉力F大小，确定拉力F与腹腔内平衡压强P的线性对应值；

步骤b)：在胸腹联合呼吸状态下，根据胸腔吸入的空气体积，即吸气量V，确定腹腔内平衡压强P与吸气量V之间的对应值；

步骤c):重复步骤a)和步骤b)，多次测量确定胸腹联合呼吸时腰部最大拉力F_max和胸腔内最大吸气量V_max，校准得到对应的腹腔内最大平衡压强P_max；将腰部最大拉力F_max、胸腔最大吸气量V_max、腹腔内最大平衡压强P_max作为参考基准，对呼吸训练时的实际腰部拉力F_b，实际胸腔内吸气量V_b和实际腹腔内平衡压强P_b进行归一化处理，得到实际腰部拉力相对值l，实际胸部吸气量相对值m和实际腹腔内平衡压强相对值n；

步骤d)：在胸腔吸最大吸气量时，将实际腹腔内平衡压强相对值n的变化范围根据呼吸方法的不同进行区间划分；

步骤e)：根据胸腹联合式呼吸时测得的腰部拉力相对值l的变化，得到实际腹腔内平衡压强相对值n的变化曲线，分别确定采用不同呼吸动作对应的呼吸训练标准；

步骤f)：以步骤d)中所确定的实际腹腔内平衡压强相对值n的划分区间，并以步骤e)中所确定的不同呼吸动作对应的呼吸训练标准为参考，指导并优化采用不同呼吸方法和动作的人体呼吸训练。

2.根据权利要求1所述的呼吸量化训练方法，其特征在于，步骤a)根据人体腰腹部肌肉群绷紧和横膈膜下压时测得沿腰部圆周方向上的拉力F大小，确定拉力F与腹腔内平衡压强P的线性对应值的模拟校准方法为：

宽度为d的柔性带可沿拉伸方向测量拉力大小，环绕在横截面半径为R的标准模拟气囊上，气囊充入一定体积的标准大气压空气；

向气囊内充入一定体积空气后内部平衡压强改变量为ΔP,测得柔性带的拉力变化量ΔF，继续多次充入一定体积空气增大平衡压强，测得一组柔性带拉力改变量；

在柔性带和气囊变形量很小的前提下，进行受力分析，得到气囊内平衡压强变化量ΔP与柔性带拉力改变量ΔF的数量关系为：

根据气囊内平衡压强变化量ΔP与柔性带拉力改变量ΔF的实测值与计算值的拟合曲线，确定拉力ΔF与平衡压强ΔP成正比，得到线性比例系数完成校准。

3.根据权利要求1所述的呼吸量化训练方法，其特征在于，步骤b)在胸腹联合呼吸状态下，根据胸腔吸入的空气体积，即吸气量V，确定腹腔内平衡压强P与吸气量V之间的对应值的方法为：

在人体正常温度T下，腹部肌肉群处于最大绷紧状态时，呼吸进入胸腔的气体变化量ΔV与腹腔内平衡压强变化量ΔP的对应关系为：

其中，P₀为大气平衡压强，V_总为胸腔和腹腔总体积，P_h为横膈膜偏离平衡位置产生沿面法线方向的平衡压强，V′为吸气后胸腔内气体体积；

计算数值结合多次测量结果进行拟合，得到腹腔内平衡压强P与胸腔内吸气量V之间的关系式。

4.根据权利要求1-3任一项所述的呼吸量化训练方法，其特征在于，步骤d)中将实际腹腔内平衡压强相对值n的变化范围进行区间划分为：(n_min，n_m1]区间的胸式呼吸、(n_m1，n_m2]区间的胸腹联合式呼吸、(n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸，以及(n_m3，n_max)区间的横膈膜呼吸，其中：n_min<n_m1<n_m2<n_m3<n_max。

5.根据权利要求4所述的呼吸量化训练方法，其特征在于，步骤e)根据测得的实际腹腔内平衡压强相对值n，分别确定采用胸腹联合式呼吸时不同呼吸动作急吸、急吸保持、急吸急呼、急吸缓呼、缓吸缓呼 对应的呼吸训练标准，即实际腹腔内平衡压强相对值n应达到的区间为：

急吸标准：急吸时，腹腔往外扩张，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到(n_m1，n_m2]区间的胸腹联合式呼吸标准；

急吸保持标准：急吸时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到(n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸标准，并至少保持预定的时长；

急吸急呼标准：急吸时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到(n_m1，n_m2]区间的胸腹联合式呼吸标准；急呼时，腹腔形成二次扩张，实际腹腔内平衡压强相对值n至少增至(n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸标准；

急吸缓呼标准：急吸时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到(n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸标准；缓呼时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少保持在(n_m1，n_m2]区间的胸腹联合式呼吸标准，并至少保持预定的时长；

缓吸缓呼标准：缓吸时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少达到(n_m2，n_m3]区间的腹式呼吸标准，并至少保持预定的时长；缓呼时，实际腹腔内平衡压强相对值n至少保持在(n_m1，n_m2]区间的胸腹联合式呼吸标准，并至少保持预定的时长。

6.一种呼吸训练装置，采用权利要求1-5任一项所述的呼吸量化训练方法，其特征在于，包括：

腰部圆周方向上拉力采集单元：包括用于箍紧腹部的柔性带、安装于所述柔性带的拉力传感器，所述拉力传感器沿所述柔性带受力方向测得人体呼吸时腰腹内平衡压强传递的拉力大小；

数据采集和传输单元：包括力-电压转换模块、数据采集和传输模块；所述力-电压转换模块用于将所述拉力传感器采集的拉力值转换为电压信号；所述数据采集和传输模块将所述电压信号传输至终端显示设备进行数据处理；

终端显示设备：存储有处理及显示程序，所述终端显示设备运行处理及显示程序并实时显示接收的拉力传感器采集的拉力值，将拉力值进行归一化处理，根据拉力与腹腔内平衡压强的线性系数，得到腹腔内平衡压强值，参考人体呼吸量化标准判断呼吸训练有效性，并生成呼吸引导信号反馈至终端显示设备。

7.根据权利要求6所述的呼吸训练装置，其特征在于，所述处理及显示程序包括信息显示模块、图形显示模块，所述信息显示模块根据判断的呼吸训练等级进行显示；所述图形显示模块用于显示不同呼吸训练时生成的实时呼吸引导信号。

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