CN106580574A - 一种智能医疗轮椅 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能医疗轮椅,包括轮椅座,轮椅座两侧设有轮椅扶手,轮椅座底部设有机架,机架设有驱动轮、随动转向轮、驱动装置、电源和控制装置,驱动装置连接到驱动轮,机架内设置有中央决策系统,中央决策系统包括计算机和三块单片机,三块单片机通过总线连接到CP端,其中一块单片机的信号输出端连接到控制装置,轮椅底座还设有踏板和传感器安装支架,传感器支架通过踏板安装在机架前端,传感器支架上设有红外光电传感器,红外光电传感器分别连接至另外两个单片机的信号接收端;其特征在于,该智能医疗轮椅还设置有防翻轮,该放翻轮的轮毂上设置有位移传感模块。

Description

一种智能医疗轮椅
技术领域
本发明涉及轮椅,尤其涉及一种智能医疗轮椅。
背景技术
随着我国人口老龄化速度的增快,以及青壮年劳动力向劳动市场密集的大城市蜂拥现象的普遍存在,空巢老人的生活起居成为社会普遍关注的问题。此外,随着我国公益活动和关爱残疾人项目的普遍开展,越来越多的人意识到为腿部有残疾的残疾人提供独立自控的辅助装备,是帮助残疾人建立自信,走向幸福生活的必经之路。针对老年人和行走不便的残疾人,开发新型电动自控轮椅,成为医疗器械领域关注的热点问题。
相关技术中轮椅所采用的位移传感器不能时刻监测轮椅的驱动轮损坏情况,一旦驱动轮停止运转或者损坏,会给使用者带来不便。
发明内容
本发明旨在提供一种智能医疗轮椅,以解决上述技术问题。
本发明通过以下技术方案得以实现:
一种智能医疗轮椅,包括轮椅座,轮椅座两侧设有轮椅扶手,轮椅座底部设有机架,机架设有驱动轮、随动转向轮、驱动装置、电源和控制装置,驱动装置连接到驱动轮,机架内设置有中央决策系统,中央决策系统包括计算机和三块单片机,三块单片机通过总线连接到CP端,其中一块单片机的信号输出端连接到控制装置,轮椅底座还设有踏板和传感器安装支架,传感器支架通过踏板安装在机架前端,传感器支架上设有红外光电传感器,红外光电传感器分别连接至另外两个单片机的信号接收端;该智能医疗轮椅还设置有防翻轮,该防翻轮的轮毂上设置有位移传感模块。
更为具体地,位移传感模块包括相互连接的中心控制模块、信号发射模块、信号接收与处理模块、设置与输出模块,所述电源模块为上述各模块供电;所述中心控制模块控制所述信号发射模块定时发送激励信号,所述信号发射模块连接有滑块,所述滑块移动时与信号发射模块发送的激励信号产生磁场感应周期性信号,所述信号接收与处理模块接收上述周期性信号并给予滤波、放大和调制处理,所述中心控制模块对所述信号接收与处理模块发出的周期性信号进行运算处理后发送控制指令给设置与输出模块,所述设置与输出模块接受指令后输出最终的电信号,所述电信号输入外部设备得出被测物体的位移长度。
更为具体地,所述信号发射模块包括磁芯,磁芯上由螺纹导线缠绕。
更为具体地,所述磁芯为铁素体磁芯,铁素体磁芯的表面依次分别覆盖有nano-Fe-Co磁粉层、nano-Fe-Co-Li磁粉层和铜镍铁磁粉层。
更为具体地,红外光电传感器一共设置有3~6个。
更为具体地,红外光电传感器一共设置有3个,且同一水平线设置。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
该轮椅通过安装于传感器支架上的红外光电传感器使其具有自主定位和躲避障碍等功能,能够有效地保证轮椅使用者的安全,在其驱动轮的中轴线上设置有位移传感器,使用该位移传感器的智能医疗轮椅能够及时发现驱动轮的异常位移情况,避免使用者由于驱动轮磨损严重或位移严重受到伤害,延长了整个医疗轮椅的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中:5-防翻轮,10-传感器安装支架,11-踏板,12-驱动轮,13-转向轮,14-轮椅扶手,15-机架,18-轮椅座,20-位移传感模块。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示,一种智能医疗轮椅,包括轮椅座18,轮椅座18的两侧设有轮椅扶手14,轮椅座18的底部设有机架15,机架15设有驱动轮12、随动转向轮13、驱动装置、电源和控制装置,驱动装置连接到驱动轮12,机架内设置有中央决策系统,中央决策系统包括计算机和三块单片机,三块单片机通过总线连接到CP端,其中一块单片机的信号输出端连接到控制装置,轮椅底座18还设有踏板11和传感器安装支架10,传感器支架10通过踏板11安装在机架15的前端,传感器支架10上设有红外光电传感器,红外光电传感器分别连接至另外两个单片机的信号接收端。此外,该智能医疗轮椅还设置有防翻轮5,该防翻轮5的轮毂上设置有位移传感模块20。
位移传感模块20包括相互连接的中心控制模块、信号发射模块、信号接收与处理模块、设置与输出模块,所述电源模块为上述各模块供电;所述中心控制模块控制所述信号发射模块定时发送激励信号,所述信号发射模块连接有滑块,所述滑块移动时与信号发射模块发送的激励信号产生磁场感应周期性信号,所述信号接收与处理模块接收上述周期性信号并给予滤波、放大和调制处理,所述中心控制模块对所述信号接收与处理模块发出的周期性信号进行运算处理后发送控制指令给设置与输出模块,所述设置与输出模块接受指令后输出最终的电信号,所述电信号输入外部设备得出被测物体的位移长度。
所述信号发射模块包括磁芯,磁芯想由螺纹导线缠绕。
为了提升该智能医疗轮椅的整体性能。在一些实施方式中,所述磁芯为铁素体磁芯,铁素体磁芯的表面依次分别覆盖有nano-Fe-Co磁粉层、nano-Fe-Co-Li磁粉层和铜镍铁磁粉层。
在一些实施例中,nano-Fe-Co磁粉层的制备如下:浓度为1M的FeCl2溶液中逐滴加入BH4 +还原液0.5ml,50℃下磁力搅拌5min,过滤清洗后获得nano-Fe粉末,反应方程如下式进行:FeCl2+NaBH4+2H2O→Fe(BH4)2+NaCl→Fe+B2H6;浓度为0.5M的100ml CoCl2溶液中加入10g nano-Fe粉末,再加入10ml BH4 +还原液,玻棒搅拌3min,超声清洗40min,用NaOHeq(4.5M)调节pH至12,离心后置于150℃真空干燥箱中干燥10h即可,反应如下方程进行:CoCl2+2NaBH4+H2O→Co+2NaCl+4H2+H2O;将制备而成的nano-Fe-Co磁粉涂覆于铁素体磁芯表面,实施的厚度为0.5~1mm。
在一些实施方式中,nano-Fe-Co-Li磁粉层通过以下方式获得:将1M FeCl3溶液和0.5M CoCl2溶液按照1:1混合,适量LiAlH4溶解于10ml乙醚中,搅拌均匀,将LiAlH4逐滴加入上述FeCl3和CoCl2的混合溶液中,置于氩气氛围中,反应2min,离心后清洗沉淀,沉淀置于500℃马弗炉中灼烧2h,退火即可;将制备而成的nano-Fe-Co-Li磁粉涂覆于铁素体磁芯表面,实施的厚度为1~3mm。
在一些实施方式中,铜镍铁磁粉层制备如下:取30g铜镍铁磁粉浸入BH4 +还原液中,采用剂量为500Gy的137Csγ射线照射30min,过滤,50%乙醇超声清洗30min,置于室温蒸发冷却至室温,将获取nano-Fe-Co粉末、nano-Fe-Co-Li粉末按照1:1的质量比混合,添加0.5份乙醇、1份丙酮、1份环己烷和2份月桂酸,采用常规球磨法制备,表面活性剂月桂酸质量M2和铜镍铁磁粉质量M1的关系要满足以下关系式:
式中,A为颗粒粒径,B为表面活性剂的包覆厚度;优选地,BH4 +还原液为NaBH4;将制备而得的铜镍铁磁粉涂覆于铁素体磁芯表面,实施的厚度为3~5m。
在800KHZ/1000gass条件下测试上述包覆有nano-Fe-Co磁粉层、nano-Fe-Co-Li磁粉层和铜镍铁磁粉层的铁素体磁芯的磁损耗和电感量保持率的情况,在测试条件为2000Oe磁场强度。其剩磁能力(0.965T)提高率为18.8%;磁感矫顽力(650A/m)下降率为2.98%,磁感矫顽力下降率非常低;其磁损耗(100mw/cm3)仅为铁素体磁耗损的7.5%;电感量保持率(80%)比单相成分的铁素体的电感量保持率提高了88.7%。
更进一步地,为了能够全方位的监控该智能医疗轮椅的前行情况,在本实施例中,红外光电传感器一共设置有3~6个。进一步地,红外光电传感器设置3个,且同一水平线设置,便于生产的同时,在保持轮椅性能的基础上,最大限度的降低生产成本。
更进一步地,目前相关技术的轮椅在行走时,尤其是颠簸路段其采用的传感器存在不灵敏甚至失灵的状况,鉴于此,测试该智能医疗轮椅在振动的情况的情况,结果如下表1所示:
由上表1可知,本发明的实施例提供的智能医疗轮椅能够及时准确的监测到轮椅的移动情况,能够迅速其位置移动情况,及时在振动情况下也能稳定发挥。
本发明的实施例提供的该智能医疗轮椅在使用复合磁性材料制备而成的位移传感器后,其监控能力加强,使用时间较没有使用该位移传感器的时间长,且其带电时间延长,降低了充电的频率,还具有节能环保的功效,进一步扩大了该轮椅的推广应用潜能。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种智能医疗轮椅,包括轮椅座,轮椅座两侧设有轮椅扶手,轮椅座底部设有机架,机架设有驱动轮、随动转向轮、驱动装置、电源和控制装置,驱动装置连接到驱动轮,机架内设置有中央决策系统,中央决策系统包括计算机和三块单片机,三块单片机通过总线连接到CP端,其中一块单片机的信号输出端连接到控制装置,轮椅底座还设有踏板和传感器安装支架,传感器支架通过踏板安装在机架前端,传感器支架上设有红外光电传感器,红外光电传感器分别连接至另外两个单片机的信号接收端;其特征在于,该智能医疗轮椅还设置有防翻轮,该防翻轮的轮毂上设置有位移传感模块。
2.根据权利要求1所述的一种智能医疗轮椅,其特征在于,位移传感模块包括相互连接的中心控制模块、信号发射模块、信号接收与处理模块、设置与输出模块,所述电源模块为上述各模块供电;所述中心控制模块控制所述信号发射模块定时发送激励信号,所述信号发射模块连接有滑块,所述滑块移动时与信号发射模块发送的激励信号产生磁场感应周期性信号,所述信号接收与处理模块接收上述周期性信号并给予滤波、放大和调制处理,所述中心控制模块对所述信号接收与处理模块发出的周期性信号进行运算处理后发送控制指令给设置与输出模块,所述设置与输出模块接受指令后输出最终的电信号,所述电信号输入外部设备得出被测物体的位移长度。
3.根据权利要求2所述的一种智能医疗轮椅,其特征在于,所述信号发射模块包括磁芯,磁芯上由螺纹导线缠绕。
4.根据权利要求3所述的一种智能医疗轮椅,其特征在于,所述磁芯为铁素体磁芯,铁素体磁芯的表面依次分别覆盖有nano-Fe-Co磁粉层、nano-Fe-Co-Li磁粉层和铜镍铁磁粉层。
5.根据权利要求1所述的一种智能医疗轮椅,其特征在于,红外光电传感器一共设置有3~6个。
6.根据权利要求1所述的一种智能医疗轮椅,其特征在于,红外光电传感器一共设置有3个,且同一水平线设置。
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