CN107744437A - 一种智能移动护理系统 - Google Patents

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黄骏
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Abstract

本发明公开了一种智能移动护理系统，包括：智能病床、排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块，其中，所述智能病床包括无线通信单元和控制器单元，所述控制器单元基于无线通信单元发送控制信号至所述排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块。本发明通过提供智能病床以安置用户，基于无线通信方式控制排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块，能为行动不便的用户提供快捷服务。

Description

一种智能移动护理系统
技术领域
本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种智能移动护理系统。
背景技术
随着各种现代病病人人数的增多，以及人口老龄化的趋势使患上慢性疾病的老人越来越多，其中，突出的问题是高龄老年人自我照料能力减弱，对家庭、社会、政府依赖程度加大。用何种社会保健方式来解决因身体虚弱卧床不起或因疾病导致生活不能自理的老年人的家庭照料与看护问题是人口老龄化国家面临的共同问题，从而护理业服务受到严峻的挑战，医疗和社会保险机器人面临前所未有的压力，为老弱病残服务的护理型的需求也正不断增加。
发明内容
为了解决任务分配问题，本发明通过提供一种智能移动护理系统。
本发明采用的技术方案为一种智能移动护理系统，包括：智能病床、排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块，其中，所述智能病床包括无线通信单元和控制器单元，所述控制器单元基于无线通信单元发送控制信号至所述排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块。
优选地，所述排泄物处理模块包括：坐便器、水阀、吹风加热模块、排风扇、坐便器挡板、储水箱、排泄导管、排泄存储容器和排泄辅助结构，其中，所述坐便器挡板用于封闭所述坐便器，所述排风扇用于排出坐便器内气体，所述水阀连接于所述坐便器与所述储水箱之间，所述排泄导管连接于所述坐便器与所述存储容器之间；所述排泄辅助结构包括驱动结构和驱动电路，所述驱动电路接收控制器单元发送的控制信号并驱动所述驱动结构以开启/关闭所述水阀、所述吹风加热模块、所述排风扇和所述坐便器挡板。
优选地，所述呕吐物处理模块包括：呕吐池、呕吐池排水结构、呕吐池挡板、呕吐池排泄管、呕吐存储容器和呕吐辅助结构，其中，所述呕吐池挡板位于所述呕吐池上方，所述呕吐池排水结构用于清洁所述呕吐池，所述呕吐池排泄管分别连接所述呕吐池和呕吐存储容器；所述呕吐辅助结构包括驱动结构和驱动电路，所述驱动电路接收控制器单元发送的控制信号并驱动所述驱动结构以开启/关闭所述呕吐池挡板、呕吐池排水结构和呕吐池排泄管。
优选地，所述输液模块包括：输液检测单元、无线通信器、显示单元和警示单元，其中，所述输液检测单元包括用于检测液面位置的红外发射管和光敏接受管，所述输液检测单元分别连接所述无线通信器和警示单元，所述无线通信器分别连接所述输液检测单元和显示单元。
优选地,所述控制器单元包括按键组件、语音组件和单片机，其中，所述单片机连接所述按键组件以获取按键组件的启动状态并输出对应的控制信号；所述语音组件用于获取、解析外部语音并输出语音命令信号，所述单片机根据所述语音命令信号输出对应的控制信号。
优选地，还包括辅助动力装置，所述辅助动力装置用于组合所述排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块以实现移动功能。
优选地，所述辅助动力装置包括磁力吸附单元、通信单元、导航单元、超声波测距单元、连接结构和运动组件，其中，所述连接结构用于连接并组合所述排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块，所述导航单元用于控制所述运动组件，所述超声波测距单元用于纠正所述导航单元，所述运动组件用于移动所述辅助动力装置。
本发明的有益之处在于通过提供智能病床以安置用户，基于无线通信方式控制排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块，能为行动不便的用户提供快捷服务。
附图说明
图1所述为基于本发明实施例的一种智能移动护理系统的示意图；
图2所述为基于本发明实施例的排泄物处理模块控制流程的示意图；
图3所述为基于本发明实施例的呕吐物处理模块运行示意图；
图4所述为基于本发明实施例的监视流程的示意图；
图5所述为基于本发明实施例的辅助动力装置的示意图；
图6所述为基于本发明实施例的一种智能移动护理系统控制示意图；
图7所述为基于本发明实施例的一种婴儿护理系统的示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行说明。
基于发明的实施例，如图1所述的一种智能移动护理系统，包括：智能病床、排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块，其中，所述智能病床包括无线通信单元和控制器单元，所述控制器单元基于无线通信单元发送控制信号至所述排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块。
所述排泄物处理模块包括：坐便器、水阀、吹风加热模块、排风扇、坐便器挡板、储水箱、排泄导管、排泄存储容器和排泄辅助结构，其中，所述坐便器挡板用于封闭所述坐便器，所述排风扇用于经过定期更换的除臭滤网然后排出坐便器内气体，所述水阀连接于所述坐便器与所述储水箱之间，所述排泄导管连接于所述坐便器与所述存储容器之间；所述排泄辅助结构包括驱动结构和驱动电路，所述驱动电路接收控制器单元发送的控制信号并驱动所述驱动结构以开启/关闭所述水阀、所述吹风加热模块(可以用于烘干臀部)、所述排风扇和所述坐便器挡板。
如图2所示的排泄物处理模块控制流程，智能病床发出指令到单片机(即所述的控制器包括的单片机，根据需要控制的其他模块的数量来配给对应的单片机)，单片机控制辅助动力装置移动到病床，当单片机检测到马桶开关按钮(即所述的按键组件)被按下，单片机控制模块发送(控制信号)，控制继电器模块(所述继电器模块包含在驱动结构和驱动电路中)打开坐便器挡板、吹风加热模块和排风扇；当检测到坐便器开关控制按钮再次被按下，单片机控制继电器关闭坐便器挡板、吹风加热模块和排风扇，控制辅助动力装置移动到卫生间，链接水阀以及排水管道，打开坐便器的水阀，一段时间后自动关闭水阀。
所述呕吐物处理模块包括：呕吐池、呕吐池排水结构、呕吐池挡板、呕吐池排泄管、呕吐存储容器和呕吐辅助结构，其中，所述呕吐池挡板位于所述呕吐池上方，所述呕吐池排水结构用于清洁所述呕吐池，所述呕吐池排泄管分别连接所述呕吐池和呕吐存储容器；所述呕吐辅助结构包括驱动结构和驱动电路，所述驱动电路接收控制器单元发送的控制信号并驱动所述驱动结构以开启/关闭所述呕吐池挡板、呕吐池排水结构和呕吐池排泄管。
如图3所示的呕吐物处理模块运行示意图：智能病床发出指令到单片机，单片机控制辅助动力装置移动到病床。呕吐池开关被按下，按钮发送打开呕吐池控制命令给单片机，单片机发送指令到控制继电器模块，使控制呕吐池挡板的继电器打开呕吐池挡板，呕吐池开关(即所述的按键组件)再次被按下，按钮发送关闭呕吐池控制命令给单片机，单片机发送指令到控制继电器模块，使其控制呕吐池挡板控制模块的继电器关闭/打开呕吐池挡板，同时辅助动力装置，移动到卫生间，连接水阀以及呕吐池排泄管，打开呕吐池水阀，一段时间后关闭水阀。
所述输液模块包括：输液检测单元、无线通信器、显示单元和警示单元，其中，所述输液检测单元包括用于检测液面位置的红外发射管和光敏接受管，所述输液检测单元分别连接所述无线通信器和警示单元，所述无线通信器分别连接所述输液检测单元和显示单元。
所述输液检测模块由红外线发射管和光敏接收管组成，所述红外线发射管和光敏接收管放在吊瓶的报警水位的相对位置，固定在输液架上，设置一个吊瓶的报警水位，将吊瓶挂上便可以开始检测，当有红外线从发射管射出，接收管接收到红外线会产生电信号，当输液没有下降到报警水位时，发射管和接收管之间存在输液，红外线穿过输液后光强较小，因此接收管电信号较小，一直保持不变，直到输液下降到报警水位，发射管和接收管之间不存在输液了，红外线穿过输液后光强变大，因此接收管电信号变大，根据红外接受管的电信号变化就可以检测到输液的剩余容量以及输液的速度，过快或过慢的速度都有可能危及危重病人的生命。
如图4所示的监视流程，护士控制端和用户(即显示单元)分别通过单片机连接控制继电器模块，该控制继电器模块用于打开/关闭输液模块(包括输液容器和水阀等开关，可以限制输液过程)，同时水位监控端(即输液检测单元)用于根据液面高度输出报警信号、控制输液模块。
所述控制器单元包括按键组件、语音组件和单片机，其中，所述单片机连接所述按键组件以获取按键组件的启动状态并输出对应的控制信号；所述语音组件用于获取、解析外部语音并输出语音命令信号，所述单片机根据所述语音命令信号输出对应的控制信号。
按键组件(可以安装在病床或者对应的模块上)包括若干按键和对应的辅助电路，语音组件包括麦克风、喇叭和存放有语音识别软件的存储器，通过麦克风获取用户的语音并进行解析，根据语言内容调用预设的语音命令信号，单片机基于该语音命令信号输出对应的控制信号至对应的模块(排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块等)。
如实施例所述系统，还包括辅助动力装置，所述辅助动力装置用于组合所述排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块以实现移动功能。
如果为每一个本系统的模块(排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块)都设计一个专门的移动装置是很浪费资源的，因此设计一个通用的高矮不一样的移动装置，即辅助动力装置，该装置的用途是带动本系统的模块进行移动，能够有利于行动不便的人使用。比方说，座便器配上矮的辅助动力装置就可以构成儿童座便器，配上高的就可以给不方便下蹲的产妇使用。以此类推，既节约成本又提供个性化服务。
如图5所示辅助动力装置，包括磁力吸附单元、通信单元、导航单元、超声波测距单元、连接结构和运动组件，其中，所述连接结构用于连接并组合所述排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块，所述导航单元用于控制所述运动组件，所述超声波测距单元用于纠正所述导航单元，所述运动组件用于移动所述辅助动力装置。
磁力吸附单元基于磁力达到固定本装置的作用；通信单元用于获取外部的指令；导航单元存放有本区域的地图以实现导航；超声波测距单元通过超声波能检测到行进时的障碍物，将障碍物的信息反馈至导航单元，导航单元在进行对应的路径计算以进行移动；连接结构可以采用卡扣等结构，用于连接所述排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块；所述运动组件包括轮子和电机(包括电机控制模块和电机驱动模块)等组件，用于驱动本装置移动。
当没有输入情况时，各个模块处于停状态，当有输入情况时，各个模块根据用户的指令，开始运动，辅助动力装置通过仿真软件提前预测可能发生的碰撞，修改运动指令，调整活动方向，回到中心轨道。
所述超声波测距单元包括超声波发射器，接收器,距离计算器,调节器组成；当紧急情况发生时，不停发声，回归到停状态，用获得相邻机器人的距离来判断各自的位置，然后调节自己的吸合磁力机器人的导引方向。
所述超声波测距单元由超声波头，几何计算器，矫正器组成，所述超声波头采用阵列式3D输出空间分割，如果超声波头回采的分割与外部输入(即通过通信单元获取的位置信息、运动信息等数据)不吻合的话，立即调用几何计算器，从新调整布局，通知矫正器执行相应矫正，直到输入与输出基本吻合为止。
辅助动力装置还可以增加地磁传感式自动防碰撞器，防碰撞器该由3D地磁传感器，快速采样器，角度计算器，补偿器和倾角传感器组成，当角度计算器发现在0.25秒内有超过0.25度的反复变化时，认定碰撞存在，启动脉冲强度补偿器抵消护理机的舵机指令，避免碰撞的发生。
辅助动力装置运行：用户通过智能病床控制路径规划程序(存在导航单元内)，路径规划程序控制单片机输出控制信号给电机控制模块，电机控制模块通过不同方向信号控制电机驱动模块的动力，使其控制万向轮模块(即所述轮子)。倾角传感器模块采集用户行驶时的实时坡度数据发送给单片机，单片机对电机转速进行PID控制，根据坡度大小控制电机驱动模块的输出PWM波形占空比，进而控制万向轮模块的转速。单片机设定倾角传感器采集的0度为水平坡度，0到90度之间为上坡，0到-90度为下坡。当倾角传感器检测到装置处于平地时，电机处于很慢的速度；当检测到处于上坡时，电机转速变大，坡度越大，转速越大；当处于下坡时，电机或者慢速转动，或者带动发电机回收能量，根据下坡坡度决定一个周期内转动与发电所占时间比例，坡度越大，发电的时间比例越大，实现智能刹车发电功能。超声波测距单元实时监控用户周边信息，将信号实时传递给单片机使其通过路径规划程序寻求最佳路径，再输出到电机控制模块完成后续操作。
如图6所示一种智能移动护理系统控制示意图，用户通过智能病床控制排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块，还可以发出信号呼叫护士；同时作为扩展设备，还可以增加外部监控装置(包括心电仪等生命体征测量仪器以进行外部监控)，这些外部监控装置实时监控用户并发出报警信号给护士。
作为本发明的实施例，如图7所示的一种婴儿护理系统，包括智能病床、输液模块、喂饭模块、加热保温模块、喂奶模块、辅助动力装置和摇篮，其中，智能病床通过按键组件(同上述实施例)控制单片机输出控制信号以控制喂饭模块、加热保温模块、喂奶模块、辅助动力装置和摇篮；输液模块也会基于输液状态输出对应的控制信号(例如输液的时候不移动、输完液的时候喂奶等)；所示辅助动力装置连接摇篮并能进行摇动摇篮；所示喂奶模块和喂饭模块均基于图像识别来控制气动软机械手臂等结构将奶/饭送到婴儿嘴中。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (7)

1.一种智能移动护理系统，其特征在于，包括：
智能病床、排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块，其中，所述智能病床包括无线通信单元和控制器单元，所述控制器单元基于无线通信单元发送控制信号至所述排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块。
2.根据权利要求1所述的一种智能移动护理系统，其特征在于，所述排泄物处理模块包括：
坐便器、水阀、吹风加热模块、排风扇、坐便器挡板、储水箱、排泄导管、排泄存储容器和排泄辅助结构，其中，
所述坐便器挡板用于封闭所述坐便器，所述排风扇用于排出坐便器内气体，所述水阀连接于所述坐便器与所述储水箱之间，所述排泄导管连接于所述坐便器与所述存储容器之间；
所述排泄辅助结构包括驱动结构和驱动电路，所述驱动电路接收控制器单元发送的控制信号并驱动所述驱动结构以开启/关闭所述水阀、所述吹风加热模块、所述排风扇和所述坐便器挡板。
3.根据权利要求1所述的一种智能移动护理系统，其特征在于，所述呕吐物处理模块包括：
呕吐池、呕吐池排水结构、呕吐池挡板、呕吐池排泄管、呕吐存储容器和呕吐辅助结构，其中，
所述呕吐池挡板位于所述呕吐池上方，所述呕吐池排水结构用于清洁所述呕吐池，所述呕吐池排泄管分别连接所述呕吐池和呕吐存储容器；
所述呕吐辅助结构包括驱动结构和驱动电路，所述驱动电路接收控制器单元发送的控制信号并驱动所述驱动结构以开启/关闭所述呕吐池挡板、呕吐池排水结构和呕吐池排泄管。
4.根据权利要求1所述的一种智能移动护理系统，其特征在于，所述输液模块包括：
输液检测单元、无线通信器、显示单元和警示单元，其中，
所述输液检测单元包括用于检测液面位置的红外发射管和光敏接受管，所述输液检测单元分别连接所述无线通信器和警示单元，所述无线通信器分别连接所述输液检测单元和显示单元。
5.根据权利要求1所述的一种智能移动护理系统，其特征在于，所述控制器单元包括按键组件、语音组件和单片机，其中，
所述单片机连接所述按键组件以获取按键组件的启动状态并输出对应的控制信号；
所述语音组件用于获取、解析外部语音并输出语音命令信号，所述单片机根据所述语音命令信号输出对应的控制信号。
6.根据权利要求1所述的一种智能移动护理系统，其特征在于，还包括辅助动力装置，所述辅助动力装置用于组合所述排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块以实现移动功能。
7.根据权利要求6所述的一种智能移动护理系统，其特征在于，所述辅助动力装置包括磁力吸附单元、通信单元、导航单元、超声波测距单元、连接结构和运动组件，其中，
所述连接结构用于连接并组合所述排泄物处理模块、呕吐物处理模块和输液模块，所述导航单元用于控制所述运动组件，所述超声波测距单元用于纠正所述导航单元，所述运动组件用于移动所述辅助动力装置。
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