CN105769474A - 一种全自动智能护理床及闭环控制系统 - Google Patents

一种全自动智能护理床及闭环控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种全自动智能护理床,包括:床架、床头、床面、床尾,护栏,还包括:两便系统装置,对中机构,系统监测装置,所述系统监测装置包括,传感器组、数据处理器及显示器;网络传输系统装置,所述网络传输系统装置与所述系统监测装置相连接;控制系统装置,所述控制系统装置与所述网络传输系统装置相连接。所述床架上设置有移动机构,所述移动机构包括,多个电动螺旋机构和/或液动缸、气动缸、伺服电机、液控制装置和/或气控制装置及执行组件,通过本发明提供的全自动智能护理床及闭环控制系统,解决了现有技术中的护理床操作单元,功能不全面,操作复杂,功能单一,不够智能等问题。

Description

一种全自动智能护理床及闭环控制系统
技术领域
本发明涉及医疗用品领域,具体涉及一种全自动智能护理床及闭环控制系统。
背景技术
在医院及家庭中,对于慢性病人和瘫痪病人治疗及护理,除了配合药物和针剂的治疗之外,病患者如能在护理床上接受必要的物理方式的护理,可以大大增强患者肌体的活性,提高自身的免疫力,大大减少并发症的产生,如对长期卧床的病人进行定时的翻身和抬背,可以加强病人背部和臀部血液的流动,大大减少褥疮等并发症的发生,减少病人不必要的痛苦。现有的各式护理床多数由两块和三块床板组成,各床板仅能绕同一指向的轴转动,其转动操作分为手动和电动两大类,手动护理床通过分别并顺次用手摇动床身上的对应各个床板的把手,通过传动机构(如蜗轮蜗杆、连杆机构等)实现单块床板的转动换位,电动护理床多数在原有手动护理床的基础上,将手动部分改装为电机驱动的结构,从而减轻护理人员的劳动强度,但是现有护理床存在有以下几点的缺点和不足:可实现的体位变换少,现有地护理床可以实现一些普通体位位姿方式(如抬背、抬腿、屈腿),但不能实现一些特殊体位位姿方式(如左右翻身、坐姿、排便),如在专利号为02277156.5的中国发明专利中公开了一种“多功能医用护理床”,这种护理床特征在于在床体上另设有一活动的床架,由靠背板、固定板、一个或一个以上中间板和一个或一个以上搁腿板相互铰接构成,固定板或中间板开设有一方便孔,孔内设有一与中间板在同一平面上之活动盖板,在床体下方,设一由拉杆直线电机带动可使床架作上下移动之拉杆装置,在靠背板和中间板上,分别通过连杆与靠背板直线电机和中间板直接电机相连,各直线电机均由电控箱控制;这种护理床可以实现抬背、抬腿、屈腿、排便的功能,但不能实现左右翻身及坐姿和功能,而且其直线电机是通过连杆与各板相连接,传动不够直接,结构比较复杂。在专利号为02212458.6的中国发明专利中公开了“一种分块式多功能护理床”,其床架划分为靠背模块、臀部固定模块、臀部活动模块、腿部模块、脚部模块,在臀部固定模块和臀部活动模块中间还设置有便口堵块,相邻两活动模块之间为铰接,这种护理床亦可以实现抬背、抬腿、屈腿、坐姿、排便的功能,但不能实现左右翻身功能,而且其操作方式为手动操作,动作慢,费时费力,操作不够方便。在专利号为02213135.3的中国发明专利中公开了一种“翻身起背护理床”,这种护理床可以实现左右翻身和抬背的功能,但其它功能则不能实现。
发明内容
因此,本发明所要解决的技术问题在于改变现有技术中的护理床操作复杂,功能单一,不够智能等问题。
有鉴于此,本发明提供一种全自动智能护理床,包括:床架、床头、床面、床尾,护栏,还包括:两便系统装置,所述两便系统装置设置于床面的中央位置处;
对中机构,所述对中机构包括与床头连接设置的头机及与床尾连接设置的尾机;
系统监测装置,所述系统监测装置与所述床架相连接,包括,传感器组、数据处理器及显示器;
网络传输系统装置,所述网络传输系统装置与所述系统监测装置相连接;
控制系统装置,所述控制系统装置与所述网络传输系统装置相连接。
所述床架上设置有移动机构,所述移动机构包括,多个电动螺旋机构和/或液动缸、气动缸、伺服电机、液控制装置和/或气控制装置及执行组件。
所述床面由两部分拼接而成,其中设置有系统监测装置的部分为左部分,与所述左部分,所述右部分上与永久磁铁相互对应的位置上设置有电磁铁,所述左部分和右部分两部分通过磁铁相互吸引连接。
所述全自动智能护理床采用直流36伏输入电压,36伏直流电压对人更安全,且直流电机机械特性更好,频率调节范围更宽,电机运行更平稳,舒适程度更高。所述全自动智能护理床采用闭环智能控制系统。
所述床面的两部分分别由多块部板相互枢接而成。
所述两便系统装置包括:尿垫、尿垫行走加热滚轮及两便收集袋、两便收集袋封口剪切装置、排泄孔、左右孔板、孔板驱动机构、温水冲洗装置、热风烘干装置;所述排泄孔左右两侧设置有左右孔板,所述左右孔板与所述床架通过孔板驱动机构相互连接,所述排泄孔表面覆盖有尿垫,与所述床架连接设置有清洁设备,所述清洁设备包括:温水冲洗装置、热风烘干装置,所述温水冲洗装置通过一水管与温水供给装置相互连接;热风烘干装置通过一风管与风机装置相互连接,所述水管与所述风管封装在同一胶管内所述温水供给装置与风机装置为一体,设置于所述床架上;所述排泄孔下方设置有尿垫行走及加热滚轮、及两便收集袋封口剪切装置。
所述尿垫由面层、吸收层及防渗层构成,尿垫为一体成型。所述面层与人体相接触,所述吸收层设置于所述面层的下层,所述吸收层下层设置有防渗层。所述尿垫由三层组成:面层抗菌、舒适柔软透气,可以保持皮肤的干爽性;吸收层吸收快速充分,有效凝聚不回渗,确保防渗防漏,让使用者随时干干爽爽;防渗层用可降解且加热无有毒有害有味物质产生的环保材料制成且能够通过加热封口,两个袋之间的间隔处只有防渗层便于加热封口和切割。
所述温水冲洗装置一侧连接设置有驱动机构,所述驱动机构带动所述温水冲洗装置工作,所述温水冲洗装置为椭圆状空心管。
所述尿垫行走及加热滚轮设置在所述床架上用于驱动尿垫行走及对尿垫两边进行加热粘合,所述尿垫行走及加热滚轮由至少四个电机驱动的轮子构成。
所述两便收集袋封口剪切装置为安装在床架上,在已用和未用袋子之间的位置处,左右同时伸出一个中心线带有点断剪切刃的塑料热合装置;所述两便收集袋封口剪切装置上设置有热合加热丝及承载体。
所述床面的左部分和右部分其中任一部分的部板与部分床架折叠后形成一轮椅。对中机构为分别安装在床架和轮椅上的至少两个楔形体。床面分为左右两部分。其中一部分可以与部分床架一起单独分离实现轮椅功能。
所述床头内嵌有一麦克,床架上安装有视频显示器、扬声器、生命体征参数显示器。所述床体的材质为塑料、木材、彩钢、铝合金、不锈钢其中任一。
另一方面,本发明还提供一种全自动智能护理床的闭环控制系统,所述控制系统包括闭环控制模块、远程控制模块、脑电信号控制模块、手动控制模块、吹吸气控制模块、语音控制模块、目视控制模块、伺服控制机构模块、工控机模块、闭环控制软件模块、远程控制计算机模块、移动终端模块以及排便位置校正模块,所述各个模块间通过电气连接。
所述闭环控制模块,是由传感器采集的信号,经过工控机模块处理、数据传输处理,将处理后的信号发送至执行机构。
所述远程控制模块为通过互联网平台远程对全自动智能护理床进行控制,实现异地护理,同时可以通过互联网进行视频、音频互动。
所述脑电信号控制模块是通过采集使用者的脑电信号,计算机对采集到的信号与使用者日常生理活动的脑电信号进行比对,根据比对结果向执行机构传输控制信号。
在所述传感器为体温传感器、湿度传感器、呼吸传感器、心跳传感器、血氧饱和度传感器、腹部压力传感器、床面压力传感器、血压传感器、血脂传感器、血糖传感器其中一个或多个。
所述排便位置校正模块启动后,所述排便位置校正模块将校正后数据发送至床面执行机构,各面板以排便口为最低点状态呈一定角度倾斜,从而实现使用者的位置找正和排泄物迅速流向两便收集袋。
所述两便系统装置包括:尿垫、尿垫行走装置及加热滚轮、两便收集袋、两便收集袋封口剪切装置、排泄孔、左右孔板、孔板驱动机构、温水冲洗装置、热风烘干装置;一个滚轮同时实现两个功能,两便收集袋是由尿垫经过两次加热粘合而成的。第一次是尿垫经过尿垫行走及加热滚轮经加热粘合由两片带状的尿垫粘合成桶状,第二次是经两便收集袋封口剪切装置加热封口才成为两便收集袋。另外,成品尿垫是卷状的。所述排泄孔左右两侧设置有左右孔板,所述左右孔板与所述床架通过孔板驱动机构相互连接,所述排泄孔表面覆盖有尿垫,所述床架分别连接设置有温水冲洗装置、热风烘干装置,所述排泄孔下方设置有尿垫行走装置、加热滚轮、及两便收集袋封口剪切装置。
所述左右孔板的面积小于所述排泄孔面积,所述左右孔板为两块半椭圆板。
所述温水冲洗装置一侧连接设置有驱动机构,所述驱动机构带动所述温水冲洗装置工作,所述温水冲洗装置为椭圆状空心管。
所述尿垫行走装置及加热滚轮设置在所述床架上用于驱动尿垫行走及对尿垫两边进行加热粘合,所述尿垫行走装置由至少四个电机驱动的轮子构成。
所述两便系统:包括排泄孔、左右孔板、孔板驱动机构、尿垫(经过尿垫行走及加热滚轮加热粘合后成为两便收集袋)两便收集袋、温水冲洗装置、热风烘干装置、两便收集袋封口剪切装置等。尿垫(经过尿垫行走及加热滚轮加热后粘合后变为两便收集袋)由三层组成:面层抗菌、舒适柔软透气,可以保持皮肤的干爽性;吸收层吸收快速充分,有效凝聚不回渗,确保防渗防漏,让使用者随时干干爽爽;防渗层用可降解的环保制成且能够通过加热封口,两个袋之间的间隔处只有防渗层便于加热封口和切割。所述两便收集袋封口剪切装置为安装在床架上,在已用和未用袋子之间的位置处,左右同时伸出一个中心线带有点断剪切刃的塑料热合装置;所述两便收集袋封口剪切装置上设置有热合加热丝及承载体。当加热到防渗层粘合后,形成未用两便收集袋的底同时对已用收集袋封口实现密封打包,从根本上解决两便污染空气难题。点断剪切刃将塑料防渗层剪成点断状,便于护理人员清理时拉断,部分床架和床面组合可以实现辅助站立、行走、康复等功能。对中机构为分别安装在床架和轮椅上的至少两个楔形体。
本发明的全自动智能护理床采用模块化设计,由于每个模块相对独立,可以根据需求进行个性化订制,以满足不同人群的需求。
所述脑电信号控制模块是通过采集使用者的脑电信号,计算机对采集到的信号与使用者日常生理活动的脑电信号进行比对,根据比对结果向执行机构传输控制信号。
部分床架和床面组合可以实现轮椅、辅助站立、行走、康复等功能。
控制系统可以为以下任一种,包括闭环控制、远程控制、手动控制、吹吸气控制、语音控制、目视控制、伺服控制机构、工控机模块、闭环控制软件、远程控制计算机,包括智能手机等。
闭环控制系统,其特征在于由传感器采集的信号经过工控机模块处理、数据传输等对执行机构发出指令,从而对床的姿态进行自动调整的智能系统。闭环控制:闭环控制是通过对人体生命体征参数在线监测的数据自动输入闭环系统中,系统根据监测参数与之前回归参数、正常参数范围或者人为设定的参数进行比对做出智能判断发出启动某个系统的指令,从而实现闭环全自动智能护理的过程。
对传感器采集的信号通过处理、传输、工控机模块直接对执行机构下达指令,无需人为干预。闭环控制软件:根据全自动智能护理床的要求专门开发的闭环控制软件,是全自动智能护理床的核心技术。它主要是把对使用者监测的参数通过程序化的控制转变为对床体的控制指令,随着程序的逐步完善最终达到自然交互从而实现护理床的智能化。
远程控制:通过互联网平台远程对全自动智能护理床进行控制,实现异地护理,同时可以通过互联网进行视频、音频互动实现感情陪护。
脑电信号控制:通过采集使用者的脑电信号,计算机对采集到的信号与使用者日常生理活动的脑电信号进行比对自动做出判断,根据判断结果给床的执行机构下达指令,实现对床的自动控制。
腹部压力感知:当腹压传感器监测到腹压过高时,两排系统启动,自动实现位置找正、排泄孔打开、两便收集、温水冲洗、两便抽排、热风烘干等功能,之后系统自动恢复至正常状态。
床面压力感知:当床面压力传感器监测到局部压力过高或者局部压力长时间不变时,自动启动换姿功能以缓解疲劳和预防褥疮发生。换姿压力和时间间隔的确定可以根据之前监测回归的数据也可以人为设定。
轮椅功能的实现:当启动轮椅模式后,床体轮椅之间的电磁锁紧机构释放并产生一个推力,分别安装在轮椅四个万向轮上的变速电机缓缓启动,轮椅部分沿滑轨缓缓脱离床架,当轮椅完全离开床架后,便可操作轮椅自由行走。
轮椅的回收:当启动轮椅回收模式后,安装在轮椅四个万向轮上的变速电机缓缓启动,在电磁信号的导引下轮椅向床架靠近,在自动对正机构的扶正下,轮椅沿滑轨慢慢往床架运动,当轮椅与床架完全贴合后床体轮椅之间的电磁锁紧机构锁紧。
自动对中机构:设计在床架和轮椅之间的两个楔形自动对中机构是回收时确保平稳回收的核心机构。
两便系统:包括排泄孔、左右孔板、孔板驱动机构、尿垫(经过尿垫行走及加热滚轮加热粘合后成为两便收集袋)、温水冲洗装置、热风烘干装置、两便收集袋封口、剪切装置等。尿垫(经过尿垫行走及加热滚轮加热粘合后成为两便收集袋),两便收集袋由内向外由面层、吸收层、防渗层三层组成:面层抗菌、舒适柔软透气,可以保持皮肤的干爽性;吸收层吸收快速充分,有效凝聚不回渗,确保防渗防漏,让使用者随时干干爽爽;防渗层具有防渗和高温粘接功能。三层均用可降解的环保材料制成。带状尿布的两边和两个袋之间的间隔处只有防渗层便于加热封口和切割。通过绑在使用者下腹部的传感器对大小便失禁或者意识模糊者的排便进行计算机监测,通过闭环控制系统及时开启排便系统。当腹压传感器监测到腹压过高或湿度传感器监测到臀部湿度过大时,两排系统启动,排泄孔打开、尿垫(经过尿垫行走及加热滚轮加热后粘合后成为两便收集袋)自动下行、床面自动调整到坐姿同时实现位置找正、两便收集、之后安装在床面与打开的排泄孔之间的温水冲洗、热风烘干装置启动,烘干之后尿垫(经过尿垫行走及加热滚轮加热后粘合后成为两便收集袋)两便收集袋自动下行一个袋子的距离,自动启动加热封口,封口之后剪切装置自粘和部分中间剪断实现已用袋子封口和未用袋子封底。
排便位置的找正:当启动排便模式后,程序要求床面各面板以排便口为最低点状态呈一定角度倾斜,从而实现使用者的位置找正和排泄物迅速流向两便收集袋。
冲洗多点聚中:传统的冲洗装置是由一个喷嘴集中喷水直接射向便口,这样对正常人是没有问题的。但是,对于失能老人或者病患来讲,有的意识不清醒或者大小便失禁,难免出现臀部被排泄物污染的情况,再由中间向外围冲洗势必造成污染面进一步扩散的情况。所以,本发明设计的冲洗装置采用在床面与打开的排泄孔之间安装一个周围布孔向中间喷水的冲洗装置,即可以避免污染扩散又能汇集水力冲洗便口。
自动加热封口及剪切:冲洗烘干之后尿垫,经过尿垫行走及加热滚轮加热粘合后成为两便收集袋,两便收集袋在走袋机的带动下自动下行,下行的过程中走袋机的滚轮式加热装置将尿垫两边热合,下行过程中排便孔两侧相邻床板自动下沉以减轻人体对垫子的压力,减少对人皮肤的摩擦的同时减轻了走袋机的负荷。下行一个袋子的距离后在已用和未用袋子之间的位置左右同时伸出一个中心线带有点断剪切刃或孔的塑料热合装置,其中一部件上有热合加热丝,另一部件是承载体,当加热到防渗层粘合后,点断剪切刃将塑料防渗层剪成点断状,便于护理人员清理时拉断。
所述传感器为体温传感器、湿度传感器、呼吸传感器、心跳传感器、血氧饱和度传感器、腹部压力传感器、床面压力传感器、血压传感器、血脂传感器、血糖传感器其中一个或多个。
通过本发明提供的全自动智能护理床及闭环控制系统,解决了现有技术中的护理床操作单元,功能不全面,操作复杂,功能单一,不够智能等问题。
附图说明
图1为本发明的全自动智能护理床的整体结构示意图;
图2为本发明的全自动智能护理床的分解结构示意图;
图3为本发明的全自动智能护理床的两便系统结构主视图;
图4为本发明的全自动智能护理床的冲洗及烘干状态下的俯视图;
图5为本发明的全自动智能护理床的尿垫行走及加热封边示意图;
图6为本发明的全自动智能护理床的两便收集袋加热封口及剪切示意图;
图7为本发明的闭环控制逻辑示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参考图1至图6,本发明提供一种全自动智能护理床,包括:床架(1)、床头(2)、床面(3)、床尾(4)和护栏(5),其特征在于,所述护理床还包括:两便系统装置(6),所述两便系统装置设置于床面(3)的中央位置处;对中机构(17),所述对中机构(17)包括与床头(2)连接设置的头机(171)及与床尾(4)连接设置的尾机(172);系统监测装置(8),所述系统监测装置(8)与所述床架(1)相连接,包括,传感器组(81)、数据处理器(82)及显示器(83);网络传输系统装置(9),所述网络传输系统装置(9)与所述系统监测装置(8)相连接;控制系统装置(10),所述控制系统装置(10)与所述网络传输系统装置(9)相连接。
所述床架(1)上设置有移动机构(11),所述移动机构(11)包括,多个电动螺旋机构和/或液动缸、气动缸、伺服电机、液控制装置和/或气控制装置及执行组件。所述轮椅移送机构还包括:多个万象轮、对正机构,所述多个万象轮设置于所述轮椅移送机构的下端,与地面相接触。
所述床面(3)由两部分拼接而成,其中设置有系统监测装置(8)的部分为左部分(311),与所述左部分(311)相互对称设置的为右部分(312)所述左部分(311)上设置有永久磁铁(313),所述右部分(312)上与永久磁铁(313)相互对应的位置上设置有电磁铁(314),所述左部分(311)和右部分(312)两部分通过磁铁相互吸引连接。
所述全自动智能护理床采用直流36伏输入电压,36伏直流电压对人更安全,且直流电机机械特性更好,频率调节范围更宽,电机运行更平稳,舒适程度更高。所述全自动智能护理床采用闭环智能控制系统。
所述床面(3)的两部分分别由多块部板(315)相互枢接而成。
所述两便系统装置(6)包括:尿垫(611)、尿垫行走加热滚轮(612)及两便收集袋(614)、两便收集袋封口剪切装置(615)、排泄孔(616)、左右孔板(617)、孔板驱动机构(618)、温水冲洗装置(619)、热风烘干装置(620);所述排泄孔(616)左右两侧设置有左右孔板(617),所述左右孔板(617)与所述床架(1)通过孔板驱动机构(618)相互连接,所述排泄孔(616)表面覆盖有尿垫(611),与所述床架(1)连接设置有清洁设备(660),所述清洁设备(660)包括:温水冲洗装置(619)、热风烘干装置(620),所述温水冲洗装置(619)通过一水管(650)与温水供给装置相互连接;热风烘干装置(620)通过一风管(651)与风机装置相互连接,所述水管(650)与所述风管(651)封装在同一管(655)内所述温水供给装置与风机装置为一体,设置于所述床架(1)上;所述排泄孔(616)下方设置有尿垫行走及加热滚轮(612)、及两便收集袋封口剪切装置(615)。
所述尿垫(611)由面层、吸收层及防渗层构成,尿垫(611)热压一体成型。所述温水冲洗装置(619)一侧连接设置有驱动机构(630),所述驱动机构(630)带动所述温水冲洗装置(619)工作,所述温水冲洗装置(619)为椭圆状空心管。
所述尿垫行走及加热滚轮(612)设置在所述床架(1)上用于驱动尿垫行走及对尿垫两边进行加热粘合,所述尿垫行走及加热滚轮(612)由至少四个电机驱动的轮子构成。
所述两便收集袋封口剪切装置(615)为安装在床架(1)上,在已用和未用袋子之间的位置处,左右同时伸出一个中心线带有点断剪切刃的塑料热合装置;所述两便收集袋封口剪切装置(615)上设置有热合加热丝及承载体。
所述床面(3)的左部分(311)和右部分(312)其中任一部分的部板(315)与部分床架折叠后形成一轮椅(350)。
对中机构(17)为分别安装在床架(1)和轮椅(350)上的至少两个楔形体。所述床头内嵌有一麦克,床架上安装有视频显示器、扬声器、生命体征参数显示器。所述床体的材质为塑料、木材、彩钢、铝合金、不锈钢其中任一。
另外,请参考图7,本发明还提供一种全自动智能护理床的闭环控制系统,所述控制系统包括闭环控制模块、远程控制模块、脑电信号控制模块、手动控制模块、吹吸气控制模块、语音控制模块、目视控制模块、伺服控制机构模块、工控机模块、闭环控制软件模块、远程控制计算机模块、移动终端模块以及排便位置校正模块,所述各个模块间通过电气连接。
所述闭环控制模块,是由传感器采集的信号,经过工控机模块处理、数据传输处理,将处理后的信号发送至执行机构。所述远程控制模块为通过互联网平台远程对全自动智能护理床进行控制,实现异地护理,同时可以通过互联网进行视频、音频互动。所述脑电信号控制模块是通过采集使用者的脑电信号,计算机对采集到的信号与使用者日常生理活动的脑电信号进行比对,根据比对结果向执行机构传输控制信号。在所述传感器为体温传感器、湿度传感器、呼吸传感器、心跳传感器、血氧饱和度传感器、腹部压力传感器、床面压力传感器、血压传感器、血脂传感器、血糖传感器其中一个或多个。所述排便位置校正模块启动后,述排便位置校正模块将校正后数据发送至床面各面板以排便口为最低点状态呈一定角度倾斜,从而实现使用者的位置找正和排泄物迅速流向两便收集袋。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参考图1,为本发明的全自动智能护理床,本发明实施例提供一种全自动智能护理床,包括:床架、床面、床头及床尾,所述床面两长边上设置有护栏;所述床面中央位置处设置有两便收集装置;与所述床架相互连接设置有轮椅移送机构;所述床架的中下部连接设置有蓄电池。
本发明提供的设计既可以闭环控制又可以通过网络实现远程控制也可以实现近距离直接控制,且手动优先。全自动智能护理床采用模块化设计,可根据用户不同的需求进行个性化定制。还可以通过对其功能进行拓展实现对门窗及家电的控制。且床体包括床架、床头、床尾、床面、两便系统、轮椅移送机构、护栏等组成。床体的材质包括塑料、木材、彩钢、铝合金、不锈钢等。床架上装有多个电动螺旋机构或液动、气动缸,伺服电机或是液、气控制及执行部件,两便收集装置、温水冲洗、热风烘干、两便抽排系统、负压通风系统、继电器等;床架的一侧装有工控机模块、控制面板和参数显示屏;床架的另一侧与部分床面组合可以实现轮椅功能。其中两便收集装置、温水冲洗、热风烘干、两便抽排系统统称为两便系统。床头装有音频、视频、紧急呼叫等系统。床尾有标明使用者生命体征参数的指示牌或显示器。指示牌或显示器包括但不限于体温、湿度、呼吸、心跳、血氧饱和度、局部压力、血压、血脂、血糖、既往病史等。床面分为左右两部分。其中一部分可以与部分床架一起单独分离实现轮椅功能。每块床面分别通过与床架上的驱动机构(包括电动螺旋机构或液动、气动缸、排便、冲洗、烘干、通风系统)的连接,在计算机软件的智能控制下实现换姿、位置找正、排便、冲洗、烘干、换尿布、通风等功能;床面上装有数个压力、温度、湿度传感器,传感器采集的数据进入计算机通过闭环控制系统实现换姿、通风、换湿垫等操作的自动化。两便系统包括排泄孔、左右孔板、孔板驱动机构、孔板垫子(尿布)兼两便收集袋、温水冲洗装置、热风烘干装置、两便收集袋封口剪切装置等。孔板垫子(尿布)兼两便收集袋由三层组成:面层抗菌、舒适柔软透气,可以保持皮肤的干爽性;吸收层吸收快速充分,有效凝聚不回渗,确保防渗防漏,让使用者随时干干爽爽;防渗层用可降解的环保制成且能够通过加热封口,两个袋之间的间隔处只有防渗层便于加热封口和切割。轮椅移送机构包括分别安装在四个万向轮上的变速电机,继电器、自动对正机构、电磁导引系统等。护栏通过与床架上螺旋机构或液动、气动缸,伺服电机或是液、气阀件连接可以实现自动升降。部分床架和床面组合可以实现轮椅、辅助站立、行走、康复等功能。床上配备蓄电池,以备断电之需、蓄电池采用智能充电系统,使电池始终处于最佳状态。
监测及传输系统包括传感器、数据采集及处理系统、显示器、远程传输系统等。传感器:包括但不限于体温、湿度、呼吸、心跳、血氧饱和度、腹部压力、床面压力、血压、血脂、血糖等。数据处理系统:通过工控机模块把传感器采集的数据进行数字或模拟处理,对于异常的生命体征参数具有声、光报警功能。显示器:把传感器采集的数据经过工控机模块处理后以数字或图形显示出来,显示器可以是触屏。传输模块:把工控机模块处理后的数字或模拟信号通过互联网传输到远程计算机(或手机)。
控制系统,包括闭环控制、远程控制、手动控制、吹吸气控制、语音控制、目视控制、伺服控制机构、工控机模块、闭环控制软件、远程控制计算机(包括智能手机)等。
闭环控制:闭环控制是通过对人体生命体征参数在线监测的数据自动输入闭环系统中,系统根据监测参数与之前回归参数、正常参数范围或者人为设定的参数进行比对做出智能判断发出启动某个系统的指令,从而实现闭环全自动智能护理的过程。
远程控制:通过互联网平台远程对全自动智能护理床进行控制,实现异地护理,同时可以通过互联网进行视频、音频互动实现感情陪护
手动控制:本人或监护者通过控制器或触屏对全自动智能护理床进行控制;
吹吸气控制:本人通过吹吸气流对全自动智能护理床进行控制,对上肢活动不便者尤为适用。
语音控制:通过语音对全自动智能护理床进行控制,适合大脑清醒但肢体不便者。
目视控制:通过眼睛的动作对全自动智能护理床进行控制,适合大脑清醒但肢体不便者。脑电信号控制:通过采集使用者的脑电信号,计算机对采集到的信号与使用者日常生理活动的脑电信号进行比对自动做出判断,根据判断结果给床的执行机构下达指令,实现对床的自动控制。
伺服控制机构:是全自动智能护理床动作的具体执行机构。包括伺服电机、液压泵、空压机、螺旋机构或液动、气动马达、液动、气动缸、继电器等。通过计算机软件控制其实现换姿、位置找正、排便、冲洗、烘干、通风等功能,亦可以通过操作实现轮椅、辅助站立、行走、康复等功能。
工控机模块:是一台安装在床架上的功能强大、适应性强、性能稳定的计算机。
闭环控制软件:根据全自动智能护理床的要求专门开发的闭环控制软件,是全自动智能护理床的核心技术。它主要是把对使用者监测的参数通过程序化的控制转变为对床体的控制指令,随着程序的逐步完善最终达到自然交互从而实现护理床的智能化。
远程控制计算机(包括智能手机):通过互联网平台远程对全自动智能护理床进行控制,实现异地护理,同时可以通过互联网进行视频、音频互动实现感情陪护。
闭环全自动智能护理床是通过对人体生命体征参数在线监测的数据自动输入闭环系统中,系统根据监测参数与之前回归参数、正常参数范围或者人为设定的参数进行比对做出智能判断发出启动某个系统的指令,从而实现闭环全自动智能护理的过程。装置安装使用后对使用者进行一段时间的参数测量记录,通过对记录参数的回归确定使用者正常状态下的各项生命体征参数和参数临界值,并将其储存在闭环智能系统中。当传感器监测到参数异常时,系统便自动运行。当监测到的参数与正常体征参数相差较大时,系统自动运行并报警。
温度:当温度计监测到体温偏高时,设置于床褥内的负压排风系统自动启动,排风到接近正常体温时自动停止;当温度计监测到体温偏低时,设置于床褥内的电加热或热风系统自动启动,当加热到接近正常体温时,加热系统自动停止。
湿度:当湿度传感器监测到湿度偏高时,负压除湿系统自动启动,接近正常时自动停止。当湿度传感器监测到殿部湿度过大时,两排系统启动,自动实现排泄孔打开、湿尿布自动下落、两便收集、温水冲洗、两便抽排、热风烘干、尿布更换等功能,之后系统自动恢复至正常状态。
腹部压力:当腹压传感器监测到腹压过高时,两排系统启动,自动实现位置找正、排泄孔打开、两便收集、温水冲洗、两便抽排、热风烘干等功能,之后系统自动恢复至正常状态。
床面压力:当床面压力传感器监测到局部压力过高或者局部压力长时间不变时,自动启动换姿功能以缓解疲劳和预防褥疮发生。换姿压力和时间间隔的确定可以根据之前监测回归的数据也可以人为设定。
血氧饱和度:当传感器监测到血氧饱和度低时,吸氧装置自动启动。当血氧饱和度达到正常之后,吸氧装置自动关闭。血氧饱和度过低时,系统自动报警。
呼吸、心跳、血压、血脂、血糖:传感器监测数据异常时,系统自动报警。
轮椅功能的实现:当启动轮椅模式后,床体轮椅之间的电磁锁紧机构释放并产生一个推力,分别安装在轮椅四个万向轮上的变速电机缓缓启动,轮椅部分沿滑轨缓缓脱离床架,当轮椅完全离开床架后,便可操作轮椅自由行走。
轮椅的回收:当启动轮椅回收模式后,安装在轮椅四个万向轮上的变速电机缓缓启动,在电磁信号的导引下轮椅向床架靠近,在自动对正机构的扶正下,轮椅沿滑轨慢慢往床架运动,当轮椅与床架完全贴合后床体轮椅之间的电磁锁紧机构锁紧。
自动对中机构:设计在床架和轮椅之间的两个锥形自动对中机构是回收时确保平稳回收的核心机构。
两便系统:包括排泄孔、左右孔板、孔板驱动机构、孔板垫子(尿布)兼两便收集袋、温水冲洗装置、热风烘干装置、两便收集袋封口、剪切装置等。孔板垫子(尿布)兼两便收集袋由内向外由面层、吸收层、防渗层三层组成:面层抗菌、舒适柔软透气,可以保持皮肤的干爽性;吸收层吸收快速充分,有效凝聚不回渗,确保防渗防漏,让使用者随时干干爽爽;防渗层具有防渗和高温粘接功能。三层均用可降解的环保材料制成。带状尿布的两边和两个袋之间的间隔处只有防渗层便于加热封口和切割。通过绑在使用者下腹部的传感器对大小便失禁或者意识模糊者的排便进行计算机监测,通过闭环控制系统及时开启排便系统。当腹压传感器监测到腹压过高或湿度传感器监测到臀部湿度过大时,两排系统启动,排泄孔打开、孔板垫子(尿布)兼两便收集袋自动下落、床面自动调整到坐姿同时实现位置找正、两便收集、之后安装在床面与打开的排泄孔之间的温水冲洗、热风烘干装置启动,烘干之后孔板垫子(尿布)兼两便收集袋自动下行一个袋子的距离,自动启动加热封口,封口之后剪切装置自粘和部分中间剪断实现已用袋子封口和未用袋子封底。
排便位置的找正:当启动排便模式后,程序要求床面各面板以排便口为最低点状态呈一定角度倾斜,从而实现使用者的位置找正和排泄物迅速流向两便收集袋。
冲洗多点聚中:传统的冲洗装置是由一个喷嘴集中喷水直接射向便口,这样对正常人是没有问题的。但是,对于失能老人或者病患来讲,有的意识不清醒或者大小便失禁,难免出现臀部被排泄物污染的情况,再由中间向外围冲洗势必造成污染面进一步扩散的情况。所以,本发明设计的冲洗装置采用在床面与打开的排泄孔之间安装一个周围布孔向中间喷水的冲洗装置,即可以避免污染扩散又能汇集水力冲洗便口。
自动加热封口及剪切:冲洗烘干之后孔板垫子(尿布)兼两便收集袋在走袋机的带动下自动下行,下行的过程中走袋机的滚轮式加热装置将尿垫两边热合,下行过程中排便孔两侧相邻床板自动下沉以减轻人体对垫子的压力,减少对人皮肤的摩擦的同时减轻了走袋机的负荷。下行一个袋子的距离后在已用和未用袋子之间的位置左右同时伸出一个中心线带有点断剪切刃(孔)的塑料热合装置,其中一部件上有热合加热丝,另一部件是承载体,当加热到防渗层粘合后,点断剪切刃将塑料防渗层剪成点断状,便于护理人员清理时拉断。
根据本发明提供的全自动智能护理床,能够为特殊人群提供更方便的功能体验。克服现有技术中现有技术中的护理床操作复杂,功能单一,不够智能等问题。闭环全自动智能护理床是通过对人体生命体征参数在线监测的数据自动输入闭环系统中,系统根据监测参数与之前回归参数、正常参数范围或者人为设定的参数进行比对做出智能判断发出启动某个系统的指令,从而实现闭环全自动智能护理的过程。装置安装使用后对使用者进行一段时间的参数测量记录,通过对记录参数的回归确定使用者正常状态下的各项生命体征参数和参数临界值,并将其储存在闭环智能系统中。当传感器监测到参数异常时,系统便自动运行。当监测到的参数与正常体征参数相差较大时,系统自动运行并报警。
通过本发明提供的全自动智能护理床及闭环控制系统,解决了现有技术中的护理床操作单元,功能不全面,操作复杂,功能单一,不够智能等问题。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (21)

1.一种全自动智能护理床,所述护理床包括:床架(1)、床头(2)、床面(3)、床尾(4)和护栏(5),其特征在于,所述护理床还包括:
两便系统装置(6),所述两便系统装置设置于床面(3)的中央位置处;
对中机构(17),所述对中机构(17)包括与床头(2)连接设置的头机(171)及与床尾(4)连接设置的尾机(172);
系统监测装置(8),所述系统监测装置(8)与所述床架(1)相连接,包括,传感器组(81)、数据处理器(82)及显示器(83);
网络传输系统装置(9),所述网络传输系统装置(9)与所述系统监测装置(8)相连接;
控制系统装置(10),所述控制系统装置(10)与所述网络传输系统装置(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述床架(1)上设置有移动机构(11),所述移动机构(11)包括,多个电动螺旋机构和/或液动缸、气动缸、伺服电机、液控制装置和/或气控制装置及执行组件。
3.根据权利要求1所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述床面(3)由两部分拼接而成,其中设置有系统监测装置(8)的部分为左部分(311),与所述左部分(311)相互对称设置的为右部分(312),所述左部分(311)上设置有永久磁铁(313),所述右部分(312)上与永久磁铁(313)相互对应的位置上设置有电磁铁(314),所述左部分(311)和右部分(312)两部分通过磁铁相互吸引连接。
4.根据权利要求1所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述全自动智能护理床采用直流36伏输入电压。
5.根据权利要求1所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述全自动智能护理床采用闭环智能控制系统。
6.根据权利要求3所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述床面(3)的两部分分别由多块部板(315)相互枢接而成。
7.根据权利要求1所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述两便系统装置(6)包括:尿垫(611)、尿垫行走加热滚轮(612)、两便收集袋(614)、两便收集袋封口剪切装置(615)、排泄孔(616)、左右孔板(617)、孔板驱动机构(618)、温水冲洗装置(619)和热风烘干装置(620);所述排泄孔(616)左右两侧设置有左右孔板(617),所述左右孔板(617)与所述床架(1)通过孔板驱动机构(618)相互连接,所述排泄孔(616)表面覆盖有尿垫(611),与所述床架(1)连接设置有清洁设备(660),所述清洁设备(660)包括:温水冲洗装置(619)、热风烘干装置(620),所述温水冲洗装置(619)通过一水管(650)与温水供给装置相互连接;热风烘干装置(620)通过一风管(651)与风机装置相互连接,所述水管(650)与所述风管(651)封装在同一管(655)内,所述温水供给装置与风机装置为一体,设置于所述床架(1)上;所述排泄孔(616)下方设置有尿垫行走及加热滚轮(612)、及两便收集袋封口剪切装置(615)。
8.根据权利要求7所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述尿垫(611)由面层、吸收层及防渗层构成,尿垫(611)为一体成型。
9.根据权利要求7所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述温水冲洗装置(619)一侧连接设置有驱动机构(630),所述驱动机构(630)带动所述温水冲洗装置(619)工作,所述温水冲洗装置(619)为椭圆状空心管。
10.根据权利要求7所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述尿垫行走及加热滚轮(612)设置在所述床架(1)上用于驱动尿垫行走及对尿垫两边进行加热粘合,所述尿垫行走及加热滚轮(612)由至少四个电机驱动的轮子构成。
11.根据权利要求7所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述两便收集袋封口剪切装置(615)安装在床架(1)上,在已用和未用袋子之间的位置处,左右同时伸出一个中心线带有点断剪切刃的塑料热合装置;所述两便收集袋封口剪切装置(615)上设置有热合加热丝及承载体。
12.根据权利要求1所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述床面(3)的左部分(311)和右部分(312)其中任一部分的部板(315)与部分床架折叠后形成一轮椅(350)。
13.根据权利要求13所述的全自动智能护理床,其特征在于,对中机构(17)为分别安装在床架(1)和轮椅(350)上的至少两个楔形体。
14.根据权利要求1所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述床头内嵌有一麦克,床架上安装有视频显示器、扬声器和生命体征参数显示器。
15.根据权利要求1所述的全自动智能护理床,其特征在于,所述床体的材质为塑料、木材、彩钢、铝合金、不锈钢其中之一。
16.一种应用于权利要求1-15所述的全自动智能护理床的闭环控制系统,其特征在于,所述控制系统包括闭环控制模块、远程控制模块、脑电信号控制模块、手动控制模块、吹吸气控制模块、语音控制模块、目视控制模块、伺服控制机构模块、工控机模块、闭环控制软件模块、远程控制计算机模块、移动终端模块以及排便位置校正模块,所述各个模块间通过电气连接。
17.根据权利要求16所述的闭环控制系统,其特征在于,所述闭环控制模块,是由传感器采集的信号,经过工控机模块处理、数据传输处理,将处理后的信号发送至执行机构。
18.根据权利要求16所述的闭环控制系统,其特征在于,所述远程控制模块为通过互联网平台远程对全自动智能护理床进行控制,实现异地护理,同时可以通过互联网进行视频、音频互动。
19.根据权利要求16所述的闭环控制系统,其特征在于,所述脑电信号控制模块是通过采集使用者的脑电信号,计算机对采集到的信号与使用者日常生理活动的脑电信号进行比对,根据比对结果向执行机构传输控制信号。
20.根据权利要求17所述的闭环控制系统,其特征在于,在所述传感器为体温传感器、湿度传感器、呼吸传感器、心跳传感器、血氧饱和度传感器、腹部压力传感器、床面压力传感器、血压传感器、血脂传感器、血糖传感器其中一个或多个。
21.根据权利要求16所述的闭环控制系统,其特征在于,所述排便位置校正模块启动后,所述排便位置校正模块将校正后数据发送至床面执行机构,各面板以排便口为最低点状态呈一定角度倾斜,从而实现使用者的位置找正和排泄物迅速流向两便收集袋。
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