CN108245326A - 一种新型多功能担架及救护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种新型多功能担架及救护方法，包括可担架主体，担架主体上安装铲板、辅助支撑板、传感器组件等，多功能担架可以通过传感器组件对附近生命体进行寻找并且移动至伤员处再针对伤员不同程度的伤情进行相应的处理，可以根据不同路况进行调整规划，对地形环境适应性强；安置普通伤者时，直接将患者抬至担架上；安置特殊伤者时，先判断伤者的姿势，再利用担架的铲板对患者进行抬升移动，再通过不同的旋转方式对特殊伤者进行翻转，使特殊伤者在身体无较大移动的情况下保持面部朝上，尽可能的减少二次伤害，有效提高了救护过程中的安全性。

Description

一种新型多功能担架及救护方法
技术领域
本发明涉及医疗救护设备技术领域，特别涉及一种新型多功能担架及救护方法。
背景技术
为符合病情需要，便于病人与伤员躺卧，救护车内会装备担架，但因担架自身重量较重，搬运时费力，且部分伤者因骨折或身体局部出血等原因不便于人工抬起时，常常会耽误很长的时间，救护人员需要保持伤者受伤时的状态并尽量小心移动伤者的身体，但是移动过程中不可避免的出现对伤者身体的二次伤害，尤其是在抬起伤者，以及将伤者放置在担架的两个过程极易对伤者身体造成挤压或变形，因此急需要一种可以安全移动伤者的救护车及相应的具有安全保护功能的车载担架。
目前有一种可以节省人力的铲式担架如专利CN201310196747中所述的担架包括担架主体，所述担架主体沿长度方向布设有至少两组勾形铲板，所述每组勾形铲板上端经横向移位机构与担架主体连接，以实现勾形铲板的合拢或分离作业，在使用时，先将担架上部置于病床上，使三组勾形铲板的每对铲板分别置于病员的肩部、腰部及腿部两外侧，根据病员的身高通过移动连接件使与连接件相连的勾形铲板移动，以达到对病员搬运担架的长度进行调整，然后分别逐步将铲板向肩部、腰部及腿部推进；该发明操作方便，但将伤者铲起后还需要将伤者放置在担架上，容易在将病人移入担架的过程中给病人造成二次伤害，且对于伤者躺倒在地处于不同状况时，不能很好的适用，例如伤者趴在地上且无法起身，而需要将伤者抬起并面部朝上放在担架上，则使用该装置铲起伤者后还需要对伤者进行翻身，非常容易造成二次伤害，使得该装置在使用时具有较大的局限性。
现有的另一种专利CN201010039575中的医用自由移身平台包括底盘组件、可进行升降运动的立柱套、移动面板等，使用时将移动面板调节至适当位置，然后缓缓插入人体相应位置，主动机启动，慢慢抬起人实现升降通过推手移动平台和旋转立柱梁，将病人送至目的地，该发明虽然能减轻在移动过程中对病人造成二次伤害的问题，但同样无法对病人进行翻身等特殊情况处理。
发明内容
针对上述问题，本发明目的是提供一种安全性高、保护效果好的新型多功能担架及救护方法。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种新型多功能担架，所述多功能担架包括担架主体，担架主体上分别安装铲板组、辅助支撑板组、支撑机构、铲板缩放机构；担架主体沿其长度方向设置至少两个横向通孔，每个横向通孔内装有两个第一驱动电机，每个第一驱动电机可以驱动一根横杆在横向通孔内横向移动；
所述铲板缩放机构包括横杆，横杆伸出担架主体一侧的端头处安装第一旋转电机，第一旋转电机与横杆同轴设置；第一旋转电机的输出轴外侧面与第一离合器的输入端连接，第一离合器的输出端穿入第一伸缩杆的一端设置的耳孔中；第一伸缩杆与横杆垂直设置；
担架主体的下方沿其长度方向布置至少两个铲板组以及至少两个辅助支撑板组，每个铲板组包括两个勾形铲板，所述勾形铲板通过第二离合器与设置在第一伸缩杆另一端的第二旋转电机连接；每个辅助支撑板组包括两个圆弧形辅助支撑板，辅助支撑板通过第三离合器与设置在第一伸缩杆另一端的第三旋转电机连接；第二旋转电机与第三旋转电机同轴设置；第二旋转电机与第一伸缩杆垂直设置，设置在担架主体两侧的、相对的两个第一伸缩杆上的铲板组与辅助支撑板组共同构成一个圆筒形状，圆筒形状的上半圆是由两个勾形铲板组成，下半圆是由两个辅助支撑板组成；
所述勾形铲板和辅助支撑板的内表面分别设有圆弧形卡槽，圆弧形卡槽的槽底装有第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴上连接齿轮；圆弧形卡槽内设置可沿其滑动的圆弧形导轨，导轨的两侧面设置的凸块卡在圆弧形卡槽两侧面相应位置设置的凹槽内，圆弧形导轨的外表面设置圆弧形齿条，齿条与齿轮相啮合，导轨的内表面上安装有一个或多个并列设置的圆弧形长条状充气气囊；
所述旋转机构包括设置在担架前端附近的第五旋转电机，第五旋转电机的输出轴与担架前端设置的联轴器构成可拆卸式连接，联轴器与担架主体固定连接；第五旋转电机安装在可移动的电动升降支架上；
所述的支撑机构由分别设置在担架主体左右两侧的前后共四个第二伸缩杆组成，第二伸缩杆下端连接全向轮，上端通过第四离合器与安装在担架主体上相应位置的第四旋转电机连接，第四旋转电机的轴向沿担架横向方向水平设置。
优选的，所述的多功能担架还包括传感器组件和控制器；所述传感器组件包括安装在担架主体前端和后端的360°全景摄像头，全景摄像头上还安装热成像仪、可变焦相机，传感器组件还包括安装在担架主体正面和背面的压力应变片，传感器组件和中央处理器通信连接，中央处理器还分别与第一驱动电机、第一旋转电机、第一离合器、第一伸缩杆、第二离合器、第二旋转电机、第三离合器、第三旋转电机、第二驱动电机、第二伸缩杆、全向轮、第四离合器，以及充气气囊的气压调节阀通信连接；所述的中央处理器还分别与触摸式显示屏、无线信号收发模块、图像处理模块、GPS定位模块通信连接。
优选的，所述第一伸缩杆与全向轮之间设置悬挂组件，悬挂组件包括空气弹簧、阻尼可调式减振器。
优选的，所述勾形铲板和辅助支撑板的内表面上设置条纹状或颗粒状防滑层，所述勾形铲板和辅助支撑板的侧边相应位置设置绑带。
根据上述任意一种新型多功能担架的救护方法，所述的救护过程包括普通伤者安置步骤、特殊伤者安置步骤；
所述的普通伤者安置步骤为：横杆最大限度的收缩进横向通孔内，第一伸缩杆收缩到最短，铲板组和辅助支撑板组处于担架主体下方呈闭合花瓣状相互靠近；即安装在同一个第一伸缩杆上的勾形铲板和辅助支撑板相互靠近形成近似椭圆形状，相对的位于担架主体另一侧的勾形铲板和辅助支撑板紧贴在近似椭圆形状外侧；
第二伸缩杆为竖直状态且其下端的全向轮与地面接触；医护人员通过控制四个全向轮的旋转实现多功能担架的移动；
所述的特殊伤者安置步骤为：当特殊伤者因不便被抬起或搀扶而躺倒在地时，医护人员将多功能担架移动至特殊伤者附近；然后第一驱动电机转动，带动横杆向横向通孔外侧移动，同时第一伸缩杆伸长，接着第二旋转电机带动勾形铲板转动，第三旋转电机带动辅助支撑板转动，使担架主体一侧的勾形铲板与辅助支撑板组成半圆后停止转动，此时勾形铲板下部末端接触地面，特殊伤者正好处于两侧铲板组中间；
第二伸缩杆收缩，使全向轮离地，则升降支架的底端与地面接触，同时第四旋转电机动作，将第二伸缩杆旋转至水平状态，然后升降支架缓慢移动，使担架主体位于特殊伤者上方；
第一驱动电机转动，带动横杆向横向通孔内侧移动，继而通过第一伸缩杆带动勾形铲板和辅助支撑板一起向中间靠拢，使两侧的勾形铲板和辅助支撑板构成一个圆，将伤者铲离地面；
所述的特殊伤者调整步骤包括躺倒调整过程、趴倒调整过程、侧卧调整过程；
所述的躺倒调整过程为：此时特殊伤者为躺倒状态，充气气囊充气，使其表面突出勾形铲板或辅助支撑板的内表面，特殊伤者身体与充气气囊接触；
旋转机构带动担架主体、勾形铲板、辅助支撑板转动，同时第二驱动电机转动，带动导轨相对于第五旋转电机反向旋转，即导轨与第五旋转电机的转速相同但旋转方向相反，使得担架主体翻转180°，而特殊伤者始终保持面部朝上；
所述的趴倒调整过程为：此时特殊伤者为趴倒状态，充气气囊放气，使其表面低于勾形铲板或辅助支撑板的内表面，特殊伤者身体与勾形铲板或辅助支撑板的内表面接触；旋转机构带动担架主体、勾形铲板、辅助支撑板转动，第二驱动电机不动作，则勾形铲板和辅助支撑板一起带动特殊伤者翻转，使特殊伤者与担架主体共同翻转180°；
所述的侧卧调整过程为：此时特殊伤者为侧卧状态；充气气囊先放气，使其表面低于勾形铲板或辅助支撑板的内表面，特殊伤者身体与勾形铲板或辅助支撑板的内表面接触；旋转机构带动担架主体转动，第二驱动电机不动作，则勾形铲板和辅助支撑板一起带动特殊伤者翻转，使其翻转为面部朝上；然后充气气囊充气，使其表面突出勾形铲板或辅助支撑板的内表面并与特殊伤者身体接触；导轨与第五旋转电机的转速相同但旋转方向相反，使得担架主体翻转至180°，而伤者始终保持面部朝上的状态；
所述的特殊伤者调整步骤后，还进行担架复位步骤，担架复位步骤为：第一驱动电机转动，带动横杆向外侧移动，将伤者轻置于担架主体上；然后第一旋转电机旋转，使勾形铲板和辅助支撑板沿横杆的轴线旋转，并从担架主体的前部或后部绕过担架主体至担架主体的下方，然后横杆向内侧收缩，同时勾形铲板和辅助支撑板相互靠拢形成闭合花瓣状；第二伸缩杆旋转为竖直状态且其下端的全向轮与地面重新接触；
担架复位步骤后，担架将特殊伤者运送至指定位置，运送过程与普通伤者安置步骤过程一致。
优选的，所述的普通伤者安置步骤中，当普通伤者被抬放到担架主体上后，压力应变片向中央处理器发送压力变化信号，中央处理器启动360°全景摄像头并将其拍摄的周围环境图像传递给图像处理模块，图像处理模块根据周围环境图像，在虚拟环境中创建担架周围环境三维模型，三维模型中至少包括担架周围道路模型、道路上的障碍物模型；然后中央处理器根据GPS定位模块发送的担架所处位置，以及触摸式显示屏中输入的目的地位置计算出行进路线，然后控制全向轮按照行进路线行走；
行走过程中，中央处理器根据周围道路模型中的道路表面形状实时调整四个第二伸缩杆的长度，使担架主体始终保持水平状态；行走过程中中央处理器还实时监测道路上的障碍物模型，当行进路线前方出现障碍物模型时，则中央处理器重新规划行进路线，然后控制全向轮按照新的行进路线绕过障碍物继续行走，直至行走到指定位置。
优选的，所述的特殊伤者安置步骤中，多功能担架前端的联轴器和第五旋转电机连接，然后中央处理器启动热成像仪，寻找担架附近的生命活动体，并在周围道路模型中标出生命活动体的位置，然后将周围道路模型和生命活动体显示在显示屏上；医护人员在多个生命活动体中点选其中的一个作为需要救助的特殊伤者；然后中央处理器控制全向轮动作，使担架主体运动至特殊伤者附近。
优选的，所述的特殊伤者安置步骤中，当特殊伤者被铲起后，可变焦相机拍摄特殊伤者的姿态图像，并将姿态图像发送给中央处理器，中央处理器将该姿态图像发送给图像处理模块，识别出特殊伤者的姿势为躺倒状态或趴倒状态或侧卧状态；然后进入特殊伤者调整步骤。
优选的，所述的特殊伤者安置步骤中，进行侧卧调整过程时，充气气囊充气，使其表面突出勾形铲板或辅助支撑板的内表面，特殊伤者身体与充气气囊接触；
旋转机构带动担架主体、勾形铲板、辅助支撑板转动，同时第二驱动电机转动，带动导轨相对于第五旋转电机反向旋转，导轨与第五旋转电机的转速不同且旋转方向相反，使得担架主体翻转至180°的同时，特殊伤者翻转至面部朝上状态。
优选的，所述的特殊伤者安置步骤中，中央处理器启动热成像仪，寻找担架附近的生命活动体，然后对担架附近的多个生命活动体轮廓进行判断，当判断该轮廓为人体轮廓时，将可变焦相机对准该人体轮廓并持续拍照一定时间，若该时间内人体轮廓处于躺倒或趴倒或侧卧状态且没有移动，则将该生命活动体作为需要救助的特殊伤者。
本发明具有以下有益效果：多功能担架可以对不同伤情的伤进行相应的处理，普通伤员可以直接抬放在担架主体上，特殊伤者在处于平躺、趴倒、侧卧时，多功能担架均可以将其铲起并将特殊伤者旋转为平躺状态，再轻放在担架主体上，旋转时特殊伤者的身体与其接触的担架部分没有相对移动或相对旋转，有效提高了救护过程中的安全性，减少二次伤害；多功能担架可自行移动至指定位置，且在均为水平移动，提高了救护过程的安全性。
附图说明
图1为多功能担架正视图；
图2为多功能担架左视图；
图3为导轨与勾形铲板结构示意图；
图4为导轨卡入勾形铲板凹槽示意图；
图5为多功能担架收缩状态示意图；
图6为多功能担架展开示意图；
图7为电动升降支架正视图；
图8为电动升降支架左视图；
图9为伤者正面朝上时多功能担架合拢示意图；
图10为伤者正面朝上时多功能担架旋转示意图；
图11为伤者正面朝上时多功能担架旋转180°；
图12为驱动横杆向两侧移动使伤者落在担架主体示意图；
图13为多功能担架恢复初始状态示意图；
图14为图10中勾形铲板与导轨相对反向旋转示意图；
图15为伤者正面朝下时多功能担架合拢示意图；
图16为伤者正面朝下时多功能担架旋转示意图；
图17为图16中勾形铲板与导轨共同旋转示意图；
图18为多功能担架使用流程图；
图19多功能担架控制电路原理图。
具体实施方式
如图1-图19所示的一种新型多功能担架，包括担架主体4-1，担架主体4-1上分别安装铲板组、辅助支撑板组、支撑机构、铲板缩放机构、传感器组件和控制器；担架主体4-1沿其长度方向设置至少两个横向通孔4-2，每个横向通孔4-2内装有两个第一驱动电机4-3，每个第一驱动电机4-3可以驱动一根横杆4-4在横向通孔4-2内横向移动；
所述第一驱动电机4-3可以采用无刷直流电机，例如淞杰110BL03-630型无刷直流电机，或淞杰86BLF130型无刷直流电机，也可以是其他型号的直流电机和固定比式减速器配合使用，第一驱动电机4-3的电源可以是安装在担架本体相应位置的锂电池或磷酸锂铁电池，也可以外接插头形式供电。
所述铲板缩放机构包括横杆4-4，横杆4-4伸出担架主体4-1一侧的端头处安装第一旋转电机4-6，第一旋转电机4-6与横杆4-4同轴设置；第一旋转电机4-6的输出轴外侧面与第一离合器4-18的输入端连接，第一离合器4-18的输出端穿入第一伸缩杆4-5的一端设置的耳孔中；第一伸缩杆4-5与横杆4-4垂直设置；
所述的第一离合器4-18可以是多摩擦片式离合器或电磁耦合式的双筒离合器；所述的第一伸缩杆4-5可以选择ANT-52型电动推杆或特姆优公司的工业自动化电动推杆U7系列或其他型号的电动推杆，也可以选择合适型号的电动推杆或液压推杆；
如图1所示的，担架主体4-1的下方沿其长度方向布置至少两个铲板组以及至少两个辅助支撑板组，每个铲板组包括两个勾形铲板4-7，所述勾形铲板4-7通过第二离合器4-8与设置在第一伸缩杆4-5另一端的第二旋转电机4-9连接；每个辅助支撑板组包括两个圆弧形辅助支撑板4-10，辅助支撑板4-10通过第三离合器4-11与设置在第一伸缩杆4-5另一端的第三旋转电机4-12连接；第二旋转电机4-9与第三旋转电机4-12同轴设置；第二旋转电机4-9与第一伸缩杆4-5垂直设置，设置在担架主体4-1两侧的、相对的两个第一伸缩杆4-5上的铲板组与辅助支撑板组共同构成一个圆筒形状，圆筒形状的上半圆是由两个勾形铲板4-7组成，下半圆是由两个辅助支撑板4-10组成；
如图3-图4所示的，所述勾形铲板4-7和辅助支撑板4-10的内表面分别设有圆弧形卡槽4-12，圆弧形卡槽4-12的槽底装有第二驱动电机4-13，第二驱动电机4-13的输出轴上连接齿轮4-14；圆弧形卡槽4-12内设置可沿其滑动的圆弧形导轨4-15，导轨4-15的两侧面设置的凸块卡在圆弧形卡槽4-12两侧面相应位置设置的凹槽内，圆弧形导轨4-15的外表面设置圆弧形齿条4-16，齿条4-16与齿轮4-14相啮合，导轨4-15的内表面上安装有一个或多个并列设置的圆弧形长条状充气气囊4-17：
所述的导轨4-15、齿条4-16、齿轮4-14可以根据《机械设计手册》中推荐的计算方法进行相应的设计计算，导轨也可以选择现有的上银EG系列导轨或MG系列导轨或其他品牌的导轨及滑块；所述的充气气囊4-17可以采用高弹性橡胶材料或高弹性凯夫拉纤维层加密封涂层作为气囊体，然后在气囊体的进气口和出气口上相应位置设置调压阀、进气阀、出气阀、气泵等供气组件。
如图7-图8所示的，所述旋转机构5包括设置在担架前端附近的第五旋转电机5-1，第五旋转电机5-1的输出轴与担架前端设置的联轴器5-2构成可拆卸式连接，可以是插销式连接或电控机械锁结构连接；联轴器5-2与担架主体4-1焊接或通过螺栓固定连接；第五旋转电机5-1安装在可移动的电动升降支架5-3上；
所述的支撑机构由分别设置在担架主体4-1左右两侧的前后共四个第二伸缩杆4-19组成，第二伸缩杆4-19下端连接全向轮4-20，上端通过第四离合器4-21与安装在担架主体4-1上相应位置的第四旋转电机4-22连接，第四旋转电机4-22的轴向沿担架横向方向水平设置；
所述传感器组件包括安装在担架主体4-1前端和后端的360°全景摄像头1-2，全景摄像头1-2上还安装热成像仪1-3、可变焦相机1-4，传感器组件还包括安装在担架主体4-1正面和背面的压力应变片1-11，传感器组件和中央处理器1-1通信连接；
如图19所示的，中央处理器1-1还分别与第一驱动电机4-3、第一旋转电机4-6、第一离合器4-18、第一伸缩杆4-5、第二离合器4-8、第二旋转电机4-9、第三离合器4-11、第三旋转电机4-12、第二驱动电机4-13、第二伸缩杆4-19、全向轮4-20、第四离合器4-21，以及充气气囊4-17的气压调节阀通信连接；所述的中央处理器1-1还分别与触摸式显示屏1-5、无线信号收发模块1-6、图像处理模块1-7、GPS定位模块1-8通信连接；中央处理器1-1可以是在其内部封装滤波器、信号放大器等信号处理设备，也可也外接信号处理设备。
所述全景摄像头1-2可以采用萤石C6P全景式网络摄像头，该摄像头同时具备红外夜视组件，可以在夜间进行拍摄，也可以采用悍旗公司的360°全景行车记录仪，该记录仪除具有摄像功能外，还带有无线信号收发装置、触摸显示装置，以及图像处理装置，该记录仪携带的图像处理装置可以结合距离传感器，在触摸显示装置显示周围环境实景以及障碍物，并规划行车线路；所述的热成像仪1-3可以是Flir One式红外热成像仪，也可以是Fotric 233，也可以是其他型号的热成像仪，这两款热成像仪均可以自动测定目标距离并将成像数据通过无线方式发送至云端服务器，还可以提取画面中的热成像轮廓；
所述压力应变片1-11可以是BF1K-3AA或BF350-3AA型电阻式压力应变片，也可以是其他型号的压力应变片；所述的中央处理器1-1可以采用NI PXI-6238板卡，也可以采用NC-PCI-6509板卡，并配合与两种板卡相适应的图形处理卡，也可以是三菱FX1S型PLC控制器或三菱PLC FX3U-32MR/ES可编程序控制器，并将PLC控制器与CMUCAM3图像识别模块连接，实现对图像的分析、建模功能。
所述的中央处理器1-1也可以是NXP公司的MPC574xB-C-G型MCU，该处理器可以直接与MXP公司的摄像头以及距离传感器通信连接，并再MCU内部计算实现自动驾驶，因此利用该公司的MCU、摄像头、距离传感器组合使用后可完全实现多功能担架的自动控制功能，同时MCU还可以对摄像头采集的周围环境进行虚拟三维建模，可利用NXP公司提供的Automated Drive Kit软件，实现担架周围环境的虚拟建模过程。
所述的中央处理器1-1、触摸式显示屏1-5、无线信号收发模块1-6、图像处理模块1-7、GPS定位模块1-8也可以采用其他自动驾驶汽车使用的自动驾驶系统直接替换，例如使用已公开的谷歌自动驾驶汽车的控制系统及软件可完全实现多功能担架的周围道路环境建模过程及自动行驶过程。
所述充气气囊4-17的各控制阀体以及气泵和中央控制器1-1通信连接并由其控制。
使用多功能担架进行救护时，可以由医护人员手动控制全向轮4-20、第一驱动电机4-3、第一伸缩杆4-5等电动设备，也可以是将上述电动设备与MSC51系列或其他型号的单片机通信连接，单片机的控制信号输入端与控制器连接，由医护人员操作控制器来输入对各电动设备的启动或控制指令；也可以是增加传感器组件和中央控制器，实现多功能担架的自动行走和自动化实现特殊伤者安置步骤；
采用手动控制各电动设备或采用单片机控制各电动设备的技术均为本领域技术人员可在现有技术的基础上，结合本申请文件直接实现的控制过程，因此为了简化说明，本申请只对增加传感器组件和中央控制器一实现多功能担架的自动控制过程进行描述。
如图18所示的，所述的新型多功能担架的救护方法包括普通伤者安置步骤、特殊伤者安置步骤；
如图5所示的，所述的普通伤者安置步骤为：横杆4-4最大限度的收缩进横向通孔4-2内，第一伸缩杆4-5收缩到最短，铲板组和辅助支撑板组处于担架主体4-1下方呈闭合花瓣状相互靠近；即安装在同一个第一伸缩杆4-5上的勾形铲板4-7和辅助支撑板4-10相互靠近形成近似椭圆形状，相对的位于担架主体4-1另一侧的勾形铲板4-7和辅助支撑板4-10紧贴在近似椭圆形状外侧；
第二伸缩杆4-19为竖直状态且其下端的全向轮4-20与地面接触；当普通伤者被抬放到担架主体上后，压力应变片1-11向中央处理器1-1发送压力变化信号，中央处理器1-1启动360°全景摄像头1-2并将其拍摄的周围环境图像传递给图像处理模块1-7，图像处理模块1-7根据周围环境图像，在虚拟环境中创建担架周围环境三维模型，三维模型中至少包括担架周围道路模型、道路上的障碍物模型；然后中央处理器1-1根据GPS定位模块1-8发送的担架所处位置，以及触摸式显示屏1-5中输入的目的地位置计算出行进路线，然后控制全向轮4-20按照行进路线行走；
行走过程中，中央处理器1-1根据周围道路模型中的道路表面形状实时调整四个第二伸缩杆4-19的长度，使担架主体4-1始终保持水平状态；行走过程中中央处理器1-1还实时监测道路上的障碍物模型，当行进路线前方出现障碍物模型时，则中央处理器1-1重新规划行进路线，然后控制全向轮4-20按照新的行进路线绕过障碍物继续行走，直至行走到指定位置；绕过障碍物的计算过程可以参考现有技术中无人驾驶汽车绕过障碍物的计算方法或扫地机器人绕过障碍物的方法；
所述的特殊伤者安置步骤为：当特殊伤者因不便被抬起或搀扶而躺倒在地时，多功能担架4前端的联轴器5-2和第五旋转电机5-1，然后中央处理器1-1启动热成像仪1-3，寻找担架附近的生命活动体，然后在周围道路模型中标出生命活动体的位置，并将周围道路模型和生命活动体显示在显示屏1-5上；医护人员在多个生命活动体中点选其中的一个作为需要救助的特殊伤者；然后中央处理器1-1控制全向轮4-20动作，使担架主体4-1运动至特殊伤者附近；
确定特殊伤者的过程也可以自动化操作，中央处理器1-1启动热成像仪1-3，寻找担架附近的生命活动体，然后图像处理模块1-7对担架附近的多个生命活动体轮廓进行判断，当判断该轮廓为人体轮廓时，将可变焦相机1-4对准该人体轮廓并持续拍照一定时间，若该时间内人体轮廓处于躺倒或趴倒或侧卧状态且没有移动，则将该生命活动体作为需要救助的特殊伤者。
第一驱动电机4-3转动，带动横杆4-4向横向通孔4-2外侧移动，同时第一伸缩杆4-5伸长，接着第二旋转电机4-9带动勾形铲板4-7转动，第三旋转电机4-12带动辅助支撑板4-10转动，使担架主体4-1一侧的勾形铲板4-7与辅助支撑板4-10组成半圆后停止转动，此时勾形铲板4-7下部末端接触地面，特殊伤者正好处于两侧铲板组中间；
第二伸缩杆4-19收缩，使全向轮4-20离地，则升降支架5-3的底端与地面接触，同时第四旋转电机4-22动作，将第二伸缩杆4-19旋转至水平状态，然后升降支架5-3缓慢移动，使担架主体1-1位于特殊伤者上方；
第一驱动电机4-3转动，带动横杆4-4向横向通孔4-2内侧移动，继而通过第一伸缩杆4-5带动勾形铲板4-7和辅助支撑板4-10一起向中间靠拢，使两侧的勾形铲板4-7和辅助支撑板4-10构成一个圆，将伤者铲离地面；可变焦相机1-4拍摄特殊伤者的姿态图像，并将姿态图像发送给中央处理器1-1，中央处理器1-1将该姿态图像发送给图像处理模块1-7，识别出特殊伤者的姿势为躺倒状态或趴倒状态或侧卧状态；然后进入特殊伤者调整步骤；
所述的特殊伤者调整步骤包括躺倒调整过程、趴倒调整过程、侧卧调整过程；
如图9-图11所示的，所述的躺倒调整过程为：此时特殊伤者为躺倒状态，充气气囊4-17充气，使其表面突出勾形铲板4-7或辅助支撑板4-10的内表面，特殊伤者身体与充气气囊4-17接触；
旋转机构5带动担架主体4-1、勾形铲板4-7、辅助支撑板4-10转动，同时第二驱动电机4-13转动，带动导轨4-15相对于第五旋转电机5-1反向旋转，即导轨4-15与第五旋转电机5-1的转速相同但旋转方向相反，使得担架主体4-1翻转180°，而特殊伤者始终保持面部朝上的状态；
如图15-图17所示的，所述的趴倒调整过程为：此时特殊伤者为趴倒状态，充气气囊4-17放气，使其表面低于勾形铲板4-7或辅助支撑板4-10的内表面，伤者身体与勾形铲板4-7或辅助支撑板4-10的内表面接触；旋转机构5带动担架主体4-1、勾形铲板4-7、辅助支撑板4-10转动，第二驱动电机4-13不动作，则勾形铲板4-7和辅助支撑板4-10一起带动特殊伤者翻转，使特殊伤者与担架主体4-1共同翻转180°；
所述的侧卧调整过程为：此时特殊伤者为侧卧状态；充气气囊4-17先放气，使其表面低于勾形铲板4-7或辅助支撑板4-10的内表面，特殊伤者身体与勾形铲板4-7或辅助支撑板4-10的内表面接触；旋转机构5带动担架主体4-1转动，第二驱动电机4-13不动作，则勾形铲板4-7和辅助支撑板4-10一起带动特殊伤者翻转，使其翻转为面部朝上；然后充气气囊4-17充气，使其表面突出勾形铲板4-7或辅助支撑板4-10的内表面并与特殊伤者身体接触；导轨4-15与第五旋转电机5-1的转速相同但旋转方向相反，使得担架主体4-1翻转至180°，而伤者始终保持面部朝上的状态；
所述的侧卧调整还可以按照以下方式进行：充气气囊4-17充气，使其表面突出勾形铲板4-7或辅助支撑板4-10的内表面，特殊伤者身体与充气气囊4-17接触；
旋转机构5转动，同时导轨4-15相对于第五旋转电机5-1反向旋转，导轨4-15与第五旋转电机5-1的转速不同且旋转方向相反，使得担架主体4-1翻转的同时，特殊伤者相对于地面也在一定程度的翻转，当担架主体4-1翻转至180。同，特殊伤者翻转至面部朝上。
如图12-13所示的，所述的特殊伤者调整步骤后，还进行担架复位步骤，担架复位步骤为：第一驱动电机4-3转动，带动横杆4-4向外侧移动，将伤者轻置于担架主体4-1上；然后第一旋转电机4-6旋转，使勾形铲板4-7和辅助支撑板4-10沿横杆4-4的轴线旋转，并从担架主体4-1的前部或后部绕过担架主体4-1至担架主体4-1的下方，然后横杆4-4向内侧收缩，同时勾形铲板4-7和辅助支撑板4-10相互靠拢形成闭合花瓣状；第二伸缩杆4-19旋转为竖直状态且其下端的全向轮4-20与地面重新接触；
担架复位步骤后，担架将特殊伤者运送至指定位置，运送过程与普通伤者安置步骤过程一致。
多功能担架可以对不同伤情的伤者进行相应的处理，普通伤员可以直接抬放在担架主体上，特殊伤者在处于平躺、趴倒、侧卧时，多功能担架均可以将其铲起并将特殊伤者旋转为平躺状态，再轻放在担架主体上，旋转及轻放过程不需要特殊伤者的身体移动，有效提高了救护过程中的安全性，减少二次伤害。
更好的实施方式是：所述第一伸缩杆4-5与全向轮4-20之间设置悬挂组件，悬挂组件包括空气弹簧、阻尼可调式减振器；担架在行走过程中，中央处理器1-1可以根据路面情况实时调整空气弹簧的刚度和减振器的阻尼系数，以使全向轮4-20更好的与路面适应，同时有效减小担架本体的垂向振动，提高舒适性。
更好的实施方式是：所述勾形铲板4-7和辅助支撑板4-10的内表面上设置条纹状或颗粒状防滑层，防滑层可以是橡胶材料或高分子复合材料制作而成的弹性塑料材料，所述勾形铲板4-7和辅助支撑板4-10的侧边相应位置设置绑带；当特殊伤者与担架本体共同旋转时，防滑层和绑带可以让特殊伤者与勾形铲板4-7或辅助支撑板4-10紧密贴合而不相互滑动，提高翻转效率；基于同样原理，充气气囊表面也可以设置相同结构的防滑层。

Claims (10)

1.一种新型多功能担架，其特征在于：所述多功能担架(4)包括担架主体(4-1)，担架主体(4-1)上分别安装铲板组、辅助支撑板组、支撑机构、铲板缩放机构；担架主体(4-1)沿其长度方向设置至少两个横向通孔(4-2)，每个横向通孔(4-2)内装有两个第一驱动电机(4-3)，每个第一驱动电机(4-3)可以驱动一根横杆(4-4)在横向通孔(4-2)内横向移动；
所述铲板缩放机构包括横杆(4-4)，横杆(4-4)伸出担架主体(4-1)一侧的端头处安装第一旋转电机(4-6)，第一旋转电机(4-6)与横杆(4-4)同轴设置；第一旋转电机(4-6)的输出轴外侧面与第一离合器(4-18)的输入端连接，第一离合器(4-18)的输出端穿入第一伸缩杆(4-5)的一端设置的耳孔中；第一伸缩杆(4-5)与横杆(4-4)垂直设置；
担架主体(4-1)的下方沿其长度方向布置至少两个铲板组以及至少两个辅助支撑板组，每个铲板组包括两个勾形铲板(4-7)，所述勾形铲板(4-7)通过第二离合器(4-8)与设置在第一伸缩杆(4-5)另一端的第二旋转电机(4-9)连接；每个辅助支撑板组包括两个圆弧形辅助支撑板(4-10)，辅助支撑板(4-10)通过第三离合器(4-11)与设置在第一伸缩杆(4-5)另一端的第三旋转电机(4-12)连接；第二旋转电机(4-9)与第三旋转电机(4-12)同轴设置；第二旋转电机(4-9)与第一伸缩杆(4-5)垂直设置，设置在担架主体(4-1)两侧的、相对的两个第一伸缩杆(4-5)上的铲板组与辅助支撑板组共同构成一个圆筒形状，圆筒形状的上半圆是由两个勾形铲板(4-7)组成，下半圆是由两个辅助支撑板(4-10)组成；
所述勾形铲板(4-7)和辅助支撑板(4-10)的内表面分别设有圆弧形卡槽(4-12)，圆弧形卡槽(4-12)的槽底装有第二驱动电机(4-13)，第二驱动电机(4-13)的输出轴上连接齿轮(4-14)；圆弧形卡槽(4-12)内设置可沿其滑动的圆弧形导轨(4-15)，导轨(4-15)的两侧面设置的凸块卡在圆弧形卡槽(4-12)两侧面相应位置设置的凹槽内，圆弧形导轨(4-15)的外表面设置圆弧形齿条(4-16)，齿条(4-16)与齿轮(4-14)相啮合，导轨(4-15)的内表面上安装有一个或多个并列设置的圆弧形长条状充气气囊(4-17)；
所述旋转机构(5)包括设置在担架前端附近的第五旋转电机(5-1)，第五旋转电机(5-1)的输出轴与担架前端设置的联轴器(5-2)构成可拆卸式连接，联轴器(5-2)与担架主体(4-1)固定连接；第五旋转电机(5-1)安装在可移动的电动升降支架(5-3)上；
所述的支撑机构由分别设置在担架主体(4-1)左右两侧的前后共四个第二伸缩杆(4-19)组成，第二伸缩杆(4-19)下端连接全向轮(4-20)，上端通过第四离合器(4-21)与安装在担架主体(4-1)上相应位置的第四旋转电机(4-22)连接，第四旋转电机(4-22)的轴向沿担架横向方向水平设置。
2.根据权利要求1所述的一种新型多功能担架，其特征在于：所述的多功能担架还包括传感器组件和控制器；所述传感器组件包括安装在担架主体(4-1)前端和后端的360°全景摄像头(1-2)，全景摄像头(1-2)上还安装热成像仪(1-3)、可变焦相机(1-4)，传感器组件还包括安装在担架主体(4-1)正面和背面的压力应变片(1-11)，传感器组件和中央处理器(1-1)通信连接，中央处理器(1-1)还分别与第一驱动电机(4-3)、第一旋转电机(4-6)、第一离合器(4-18)、第一伸缩杆(4-5)、第二离合器(4-8)、第二旋转电机(4-9)、第三离合器(4-11)、第三旋转电机(4-12)、第二驱动电机(4-13)、第二伸缩杆(4-19)、全向轮(4-20)、第四离合器(4-21)，以及充气气囊(4-17)的气压调节阀通信连接；所述的中央处理器(1-1)还分别与触摸式显示屏(1-5)、无线信号收发模块(1-6)、图像处理模块(1-7)、GPS定位模块(1-8)通信连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型多功能担架，其特征在于：所述第一伸缩杆(4-5)与全向轮(4-20)之间设置悬挂组件，悬挂组件包括空气弹簧、阻尼可调式减振器。
4.根据权利要求1所述的一种新型多功能担架，其特征在于：所述勾形铲板(4-7)和辅助支撑板(4-10)的内表面上设置条纹状或颗粒状防滑层，所述勾形铲板(4-7)和辅助支撑板(4-10)的侧边相应位置设置绑带。
5.根据权利要求1至权利要求4中任意一种新型多功能担架的救护方法，其特征在于：所述的救护过程包括普通伤者安置步骤、特殊伤者安置步骤；
所述的普通伤者安置步骤为：横杆(4-4)最大限度的收缩进横向通孔(4-2)内，第一伸缩杆(4-5)收缩到最短，铲板组和辅助支撑板组处于担架主体(4-1)下方呈闭合花瓣状相互靠近；即安装在同一个第一伸缩杆(4-5)上的勾形铲板(4-7)和辅助支撑板(4-10)相互靠近形成近似椭圆形状，相对的位于担架主体(4-1)另一侧的勾形铲板(4-7)和辅助支撑板(4-10)紧贴在近似椭圆形状外侧；
第二伸缩杆(4-19)为竖直状态且其下端的全向轮(4-20)与地面接触；医护人员通过控制四个全向轮(4-20)的旋转实现多功能担架的移动；
所述的特殊伤者安置步骤为：当特殊伤者因不便被抬起或搀扶而躺倒在地时，医护人员将多功能担架移动至特殊伤者附近；然后第一驱动电机(4-3)转动，带动横杆(4-4)向横向通孔(4-2)外侧移动，同时第一伸缩杆(4-5)伸长，接着第二旋转电机(4-9)带动勾形铲板(4-7)转动，第三旋转电机(4-12)带动辅助支撑板(4-10)转动，使担架主体(4-1)一侧的勾形铲板(4-7)与辅助支撑板(4-10)组成半圆后停止转动，此时勾形铲板(4-7)下部末端接触地面，特殊伤者正好处于两侧铲板组中间；
第二伸缩杆(4-19)收缩，使全向轮(4-20)离地，则升降支架(5-3)的底端与地面接触，同时第四旋转电机(4-22)动作，将第二伸缩杆(4-19)旋转至水平状态，然后升降支架(5-3)缓慢移动，使担架主体(1-1)位于特殊伤者上方；
第一驱动电机(4-3)转动，带动横杆(4-4)向横向通孔(4-2)内侧移动，继而通过第一伸缩杆(4-5)带动勾形铲板(4-7)和辅助支撑板(4-10)一起向中间靠拢，使两侧的勾形铲板(4-7)和辅助支撑板(4-10)构成一个圆，将伤者铲离地面；
所述的特殊伤者调整步骤包括躺倒调整过程、趴倒调整过程、侧卧调整过程；
所述的躺倒调整过程为：此时特殊伤者为躺倒状态，充气气囊(4-17)充气，使其表面突出勾形铲板(4-7)或辅助支撑板(4-10)的内表面，特殊伤者身体与充气气囊(4-17)接触；
旋转机构(5)带动担架主体(4-1)、勾形铲板(4-7)、辅助支撑板(4-10)转动，同时第二驱动电机(4-13)转动，带动导轨(4-15)相对于第五旋转电机(5-1)反向旋转，即导轨(4-15)与第五旋转电机(5-1)的转速相同但旋转方向相反，使得担架主体(4-1)翻转180°，而特殊伤者始终保持面部朝上；
所述的趴倒调整过程为：此时特殊伤者为趴倒状态，充气气囊(4-17)放气，使其表面低于勾形铲板(4-7)或辅助支撑板(4-10)的内表面，特殊伤者身体与勾形铲板(4-7)或辅助支撑板(4-10)的内表面接触；旋转机构(5)带动担架主体(4-1)、勾形铲板(4-7)、辅助支撑板(4-10)转动，第二驱动电机(4-13)不动作，则勾形铲板(4-7)和辅助支撑板(4-10)一起带动特殊伤者翻转，使特殊伤者与担架主体(4-1)共同翻转180°；
所述的侧卧调整过程为：此时特殊伤者为侧卧状态；充气气囊(4-17)先放气，使其表面低于勾形铲板(4-7)或辅助支撑板(4-10)的内表面，特殊伤者身体与勾形铲板(4-7)或辅助支撑板(4-10)的内表面接触；旋转机构(5)带动担架主体(4-1)转动，第二驱动电机(4-13)不动作，则勾形铲板(4-7)和辅助支撑板(4-10)一起带动特殊伤者翻转，使其翻转为面部朝上；然后充气气囊(4-17)充气，使其表面突出勾形铲板(4-7)或辅助支撑板(4-10)的内表面并与特殊伤者身体接触；导轨(4-15)与第五旋转电机(5-1)的转速相同但旋转方向相反，使得担架主体(4-1)翻转至180°，而伤者始终保持面部朝上的状态；
所述的特殊伤者调整步骤后，还进行担架复位步骤，担架复位步骤为：第一驱动电机(4-3)转动，带动横杆(4-4)向外侧移动，将伤者轻置于担架主体(4-1)上；然后第一旋转电机(4-6)旋转，使勾形铲板(4-7)和辅助支撑板(4-10)沿横杆(4-4)的轴线旋转，并从担架主体(4-1)的前部或后部绕过担架主体(4-1)至担架主体(4-1)的下方，然后横杆(4-4)向内侧收缩，同时勾形铲板(4-7)和辅助支撑板(4-10)相互靠拢形成闭合花瓣状；第二伸缩杆(4-19)旋转为竖直状态且其下端的全向轮(4-20)与地面重新接触；
担架复位步骤后，担架将特殊伤者运送至指定位置，运送过程与普通伤者安置步骤过程一致。
6.根据权利要求5所述的一种新型多功能担架的救护方法，其特征在于：所述的普通伤者安置步骤中，当普通伤者被抬放到担架主体上后，压力应变片(1-11)向中央处理器(1-1)发送压力变化信号，中央处理器(1-1)启动360°全景摄像头(1-2)并将其拍摄的周围环境图像传递给图像处理模块(1-7)，图像处理模块(1-7)根据周围环境图像，在虚拟环境中创建担架周围环境三维模型，三维模型中至少包括担架周围道路模型、道路上的障碍物模型；然后中央处理器(1-1)根据GPS定位模块(1-8)发送的担架所处位置，以及触摸式显示屏(1-5)中输入的目的地位置计算出行进路线，然后控制全向轮(4-20)按照行进路线行走；
行走过程中，中央处理器(1-1)根据周围道路模型中的道路表面形状实时调整四个第二伸缩杆(4-19)的长度，使担架主体(4-1)始终保持水平状态；行走过程中中央处理器(1-1)还实时监测道路上的障碍物模型，当行进路线前方出现障碍物模型时，则中央处理器(1-1)重新规划行进路线，然后控制全向轮(4-20)按照新的行进路线绕过障碍物继续行走，直至行走到指定位置。
7.根据权利要求5所述的一种新型多功能担架的救护方法，其特征在于：所述的特殊伤者安置步骤中，多功能担架(4)前端的联轴器(5-2)和第五旋转电机(5-1)连接，然后中央处理器(1-1)启动热成像仪(1-3)，寻找担架附近的生命活动体，并在周围道路模型中标出生命活动体的位置，然后将周围道路模型和生命活动体显示在显示屏(1-5)上；医护人员在多个生命活动体中点选其中的一个作为需要救助的特殊伤者；然后中央处理器(1-1)控制全向轮(4-20)动作，使担架主体(4-1)运动至特殊伤者附近。
8.根据权利要求7所述的一种新型多功能担架的救护方法，其特征在于：所述的特殊伤者安置步骤中，当特殊伤者被铲起后，可变焦相机(1-4)拍摄特殊伤者的姿态图像，并将姿态图像发送给中央处理器(1-1)，中央处理器(1-1)将该姿态图像发送给图像处理模块(1-7)，识别出特殊伤者的姿势为躺倒状态或趴倒状态或侧卧状态；然后进入特殊伤者调整步骤。
9.根据权利要求8所述的一种新型多功能担架的救护方法，其特征在于：所述的特殊伤者安置步骤中，进行侧卧调整过程时，充气气囊(4-17)充气，使其表面突出勾形铲板(4-7)或辅助支撑板(4-10)的内表面，特殊伤者身体与充气气囊(4-17)接触；
旋转机构(5)带动担架主体(4-1)、勾形铲板(4-7)、辅助支撑板(4-10)转动，同时第二驱动电机(4-13)转动，带动导轨(4-15)相对于第五旋转电机(5-1)反向旋转，导轨(4-15)与第五旋转电机(5-1)的转速不同且旋转方向相反，使得担架主体(4-1)翻转至180°的同时，特殊伤者翻转至面部朝上状态。
10.根据权利要求7所述的一种新型多功能担架的救护方法，其特征在于：所述的特殊伤者安置步骤中，中央处理器(1-1)启动热成像仪(1-3)，寻找担架附近的生命活动体，然后对担架附近的多个生命活动体轮廓进行判断，当判断该轮廓为人体轮廓时，将可变焦相机(1-4)对准该人体轮廓并持续拍照一定时间，若该时间内人体轮廓处于躺倒或趴倒或侧卧状态且没有移动，则将该生命活动体作为需要救助的特殊伤者。
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