CN108652862A - 一种翻身床及翻身控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种翻身床及翻身控制方法，翻身床包括床架和床板，还包括安装在床架上、用于控制床板相对于床架翻转的翻身执行机构，还包括传感器装置、采集装置和控制器；传感器装置的信号输出端通过采集装置与控制器的信号输入端相连接，控制器的控制信号输出端与翻身执行机构的动力装置相连接；传感器装置铺设在床板上，用于检测病人身体左半部分对床板的压力，以及身体右半部分对床板的压力；控制器用于根据传感器装置的信号控制翻身执行机构驱动床板翻转。由于病人需要翻身时，会向目标一侧用力，因此通过两侧压力的变化即可获知病人的翻身意向，继而控制自动翻身，病人无需操作遥控器，亦无需借助其他人员的帮助。

Description

一种翻身床及翻身控制方法

技术领域

本发明涉及一种翻身床，还涉及一种翻身控制方法，用于辅助病人翻身。

背景技术

现有技术中辅助病人翻身的翻身床，大多采用遥控器进行控制。但对于瘫痪病人或高龄老人等行动不便的人群，其本身不能或者不便于使用遥控器，只能依靠其他人员帮助操作。

发明内容

本发明提出了一种翻身床及翻身控制方法，其目的在于：辅助不方便操作遥控器的病人，在无其他人员帮助的情况下，实现自动翻身。

本发明技术方案如下：

一种翻身床，包括床架和床板，还包括安装在床架上、用于控制床板相对于床架翻转的翻身执行机构，还包括传感器装置、采集装置和控制器；

所述传感器装置的信号输出端通过采集装置与控制器的信号输入端相连接，所述控制器的控制信号输出端与翻身执行机构的动力装置相连接；

所述传感器装置铺设在床板上，用于检测病人身体左半部分对床板的压力，以及身体右半部分对床板的压力；

所述控制器用于根据传感器装置的信号控制翻身执行机构驱动床板翻转。

进一步地：所述传感器装置包括由上向下设置的上电极层、介电层和下电极层；

所述上电极层和下电极层上分别平行设有若干条电极，且上电极层和下电极层上的电极在空间上垂直相交。

进一步地：所述传感器装置还包括上缓冲层和下缓冲层，所述上缓冲层设置在上电极层的上方，所述下缓冲层设置在上电极层的下方；

所述传感器装置还包括屏蔽层，所述上缓冲层、上电极层、介电层、下电极层和下缓冲层均包裹在屏蔽层内。

进一步地：所述传感器装置为设置在床板表面的薄膜传感器。

进一步地：所述翻身执行机构包括床板架、电动伸缩缸和连接板，所述床板架用于安装所述床板，床架前后两端分别固定安装有一连接板上，床板架的前后两端分别通过与所对应的连接板相铰接，所述电动伸缩缸的一端与床板架相铰接，另一端与床架相铰接；

所述控制器的信号输出端与电动伸缩缸的电机相连接。

进一步地：所述床板上放置有床垫，所述床垫上设有温度传感器；

所述翻身床还包括水加热循环系统，所述水加热循环系统包括加热控制模块、水泵、水箱、加热器和盘设在床垫上的热水管；

所述加热器设置在水箱上；

所述加热控制模块的控制输出端与所述加热器相连接，所述加热控制模块的信号输入端与所述温度传感器相连接；

所述水泵入水口通过管路与水箱相连接；

所述热水管一端与水泵出水口相连接，另一端与水箱相连接。

本发明还提供了一种翻身控制方法：所述控制器根据病人身体左半部分对床板的压力与身体右半部分对床板的压力关系判断病人是否需要翻身：当一侧压力变大并且另一侧压力同时变小时，判定病人需要向压力变大的一侧翻身，控制器向翻身执行机构发送控制信号，使床板向该侧翻转，辅助病人翻身。

进一步地：病人躺在床上后，传感器装置识别到某一点的压力超出设定的阈值后，控制器开始计时，当该压力点持续受压超过预设时间值时，控制器向翻身执行机构发送控制信号，使床板向受压点部位相反方向的一侧翻转。

进一步地：使用所述传感器装置监测病人的心跳：心跳时，病人身体振动，控制器通过记录人体振动次数获得心跳数据；

使用所述传感器装置监测病人的呼吸状态：呼吸时，病人身体的胸部对床板的压力起伏变化，控制器通过记录该处压力变化的次数获得呼吸状态数据；

当监测到的心率低于预设心率值并且呼吸频率低于预设呼吸频率值时，判定病人当前为睡眠状态，否则判定当前为清醒状态；

在清醒状态下，提高床板的翻转频率；在睡眠状态下，降低床板的翻转频率。

相对于现有技术，本发明具有以下积极效果：（1）本发明通过传感器装置获取病人左右两侧对床板的压力，由于病人需要翻身时，会向目标一侧用力，因此通过两侧压力的变化即可获知病人的翻身意向，继而控制自动翻身，病人无需操作遥控器，亦无需借助其他人员的帮助；（2）通过带有纵横电极的传感器装置可以获取病人各部位对床板的压力，从而得到病人的姿势、体动、心跳、呼吸等信息，及时发现异常，发出警报；（3）能够结合病人的心跳、呼吸等信息，调整病人的翻身频率；（4）对床垫温度进行调节，营造舒适睡眠环境；（5）病人翻身后，进一步监测压力比较大的区域的温度，当判定需要透气时，控制床板反向翻转，提高睡眠质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为翻身执行机构的结构示意图。

图3为传感器装置上电极层、下电极层及介电层之间的位置关系示意图。

图4为传感器装置的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案：

如图1和2，一种翻身床，包括床架403和床板，还包括安装在床架403上、用于控制床板相对于床架403翻转的翻身执行机构400，还包括传感器装置100、采集装置200和控制器300；

所述传感器装置100的信号输出端通过采集装置200与控制器300的信号输入端相连接，所述控制器300的控制信号输出端与翻身执行机构400的动力装置相连接；

所述传感器装置100铺设在床板上，用于检测病人身体左半部分对床板的压力，以及身体右半部分对床板的压力；

该传感器装置100可以是多种结构形式，包括但不限于以下几种方案：

（A1）如图3和4，所述传感器装置100包括由上向下设置的上电极层101、介电层102和下电极层103；

所述上电极层101和下电极层103上分别平行设有若干条电极，且上电极层101和下电极层103上的电极在空间上垂直相交。

所述传感器装置100还包括上缓冲层104和下缓冲层105，所述上缓冲层104设置在上电极层101的上方，所述下缓冲层105设置在上电极层101的下方；

所述传感器装置100还包括屏蔽层106，所述上缓冲层104、上电极层101、介电层102、下电极层103和下缓冲层105均包裹在屏蔽层106内，所述屏蔽层106采用防辐射布，屏蔽层106接地。

每个上电极层101和下电极层103的平行电极交叉的部分分别构成了一个电容单元，即该柔性压力传感器是由M×N个电容单元阵列而成，每一个电容单元都是一个传感器单元；上电极层101和下电极层103上的电极材料为导电布；介电层102为高分子聚酯类泡沫。

当传感器上承载压力时，中间介电层102受到挤压，上电极层101和下电极层103之间的距离产生变化，距离变化导致两层电极层之间的电荷或电阻产生变化，通过信号线将此信号传输给采集放大电路，经过电路将信号过滤放大后传输给处理器，经处理器计算转化为压力值矩阵数据。

（A2）所述传感器装置100包括两条平行设置、分别设置在床板上表面左半部分和右半部分的条状薄膜传感器，分别检测身体左侧和右侧对床板的压力。

（A3）在床面上布置大面积薄膜传感器或其它压力传感器，监测不同部位的压力，从而获得身体左侧和右侧对床板的压力。

所述控制器300用于根据传感器装置100的信号控制翻身执行机构400驱动床板翻转。

所述的翻身执行机构400可以是多种结构形式，包括但不限于以下几种方案：

（B1）所述翻身执行机构400包括床板架401、电动伸缩缸402和连接板404，所述床板架401用于安装所述床板，床架403前后两端分别固定安装有一连接板404上，床板架401的前后两端分别通过与所对应的连接板404相铰接，所述电动伸缩缸402的一端与床板架401相铰接，另一端与床架403相铰接；

所述控制器300的信号输出端与电动伸缩缸402的电机相连接。

所述电动伸缩缸402还可以是液压缸或者气缸，控制器300通过对液压站或气动泵以及相关流量控制装置发送控制信号，实现翻转控制。

（B2）如申请号201220585159.0的实用新型专利所公开的全自动护理床。控制器300驱动其驱动机构转动，即可实现翻身。

（B3）如申请号201620882606.7的实用新型专利所公开的气垫式翻身装置。控制器300驱动其气泵开关、气动开关等实现翻身控制。

所述床板上放置有床垫，所述床垫上设有温度传感器，监测人体与床垫之间的温度；

所述翻身床还包括水加热循环系统，所述水加热循环系统包括加热控制模块、水泵、水箱、加热器和盘设在床垫上的热水管；所述加热器设置在水箱上；所述加热控制模块的控制输出端与所述加热器相连接，所述加热控制模块的信号输入端与所述温度传感器相连接；所述水泵入水口通过管路与水箱相连接；所述热水管一端与水泵出水口相连接，另一端与水箱相连接。

加热控制模块根据床垫部位的温度，控制加热器的电流大小，调节水温，并通过水泵实现热水循环，为床垫加热，提供舒适的睡眠环境。

所述控制器300包括核心处理器、存储器、输入输出信号接口等部件，接收各类传感器信号和输入信号，经过逻辑处理后向执行装置发送控制信号。

所述控制器300根据病人身体左半部分对床板的压力与身体右半部分对床板的压力关系判断病人是否需要翻身：当一侧压力变大并且另一侧压力同时变小时，判定病人需要向压力变大的一侧翻身，控制器300向翻身执行机构400发送控制信号，使床板向该侧翻转，辅助病人翻身。

进一步地，病人躺在床上后，传感器装置100识别到某一点的压力超出设定的阈值后，控制器300开始计时，当该压力点持续受压超过预设时间值时，控制器300向翻身执行机构400发送控制信号，使床板向受压点部位相反方向的一侧翻转。如：左侧身体压力较大并持续一段时间，向右翻身；如果右侧压力较大并持续一段时间，向左翻身。

使用方案（A1）所述的传感器装置100还可以监测病人的心跳：心脏跳动会带动人的身体产生轻微的振动，心脏每跳动一次，身体就会振动一次，控制器300通过记录人体振动次数获得心跳数据；

使用方案（A1）所述的传感器装置100还可以监测病人的呼吸状态：当人呼吸的时候，胸腔是随着呼吸起伏的，随着胸腔的起伏，后背对传感器产生的压力也随之产生变化，每变化一次视为呼吸一次，控制器300通过记录该处压力变化的次数获得呼吸状态数据；

当监测到的心率低于预设心率值并且呼吸频率低于预设呼吸频率值时，判定病人当前为睡眠状态，否则判定当前为清醒状态。

护理床可设置三种模式：全自动模式、白天模式、夜间模式。全自动模式下，如果发现病人为清醒状态，则根据病人的动作意向，自动控制护理床翻身。白天模式自动翻身频率较高，夜间模式自动翻身频率较低，同时，在清醒状态下，适当提高床板的翻转频率，如每20分钟翻身一次，在睡眠状态下，适当降低床板的翻转频率，如每1小时翻身一次。

当传感器只能监测到使用者的心跳，监测不到呼吸的时候，认定为使用者出现呼吸暂停状况，自动控制护理床进行起背，以改变使用者睡眠姿势，纠正呼吸暂停状态。若改变睡姿后还不能纠正呼吸暂停，则及时发出警报，提醒旁人查看。

使用方案（A1）所述的传感器装置100，当使用者躺在传感器上，从头到脚，整个身体都压在传感器上，因身体各部位的重量不同，对传感器产生的压力也不同，所以可以通过传感器精准的识别出身体每个部位的受压分布情况，识别出使用者的头、身体、四肢所处的位置和身体的姿势。当使用者身体姿势发生变化时，传感器上的压力分布也会跟着变化，从而判断使用者的体动。

本护理床还可以通过检测记录使用者的生命体征，对心率、呼吸等参数自动计算比对，监测预防心脑血管疾病、呼吸疾病，发现异常及时报警，提醒使用者及时到医院就医检查。早发现、早治疗，以免耽误最佳治疗时机，危及生命。

本翻身床还可以自动学习使用者的使用习惯，然后根据学习到的用户习惯，自动运行。例如：使用者每天上午9点会控制护理床起一次背，那么连续几天使用后，传感器会记录学习下来。以后每天上午到了9点，不用任何操作，床垫都会自动控制护理床起背。

目前，大型的养老院都有自己的管理系统软件，对于床位管理功能，只是简单显示各个床位有没有在使用，对于床上的老人的状态不能直接了解。我们可以将我们的（A1）方案中的智能传感器装置100与其管理系统对接，可以让院方直接从管理平台上看到老人有没有躺在床上，老人的心率呼吸等生命体征，异常报警等。本护理床留有软件接口，可与目前市场上主流的管理平台软件对接，使养老院无需更换管理系统，直接升级或扩展一下就能使用。此外还留有与云端大数据系统、移动端APP对接的软件接口。

Claims (9)

1.一种翻身床，包括床架（403）和床板，还包括安装在床架（403）上、用于控制床板相对于床架（403）翻转的翻身执行机构（400），其特征在于：还包括传感器装置（100）、采集装置（200）和控制器（300）；

所述传感器装置（100）的信号输出端通过采集装置（200）与控制器（300）的信号输入端相连接，所述控制器（300）的控制信号输出端与翻身执行机构（400）的动力装置相连接；

所述传感器装置（100）铺设在床板上，用于检测病人身体左半部分对床板的压力，以及身体右半部分对床板的压力；

所述控制器（300）用于根据传感器装置（100）的信号控制翻身执行机构（400）驱动床板翻转。

2.如权利要求1所述的翻身床，其特征在于：所述传感器装置（100）包括由上向下设置的上电极层（101）、介电层（102）和下电极层（103）；

所述上电极层（101）和下电极层（103）上分别平行设有若干条电极，且上电极层（101）和下电极层（103）上的电极在空间上垂直相交。

3.如权利要求2所述的翻身床，其特征在于：所述传感器装置（100）还包括上缓冲层（104）和下缓冲层（105），所述上缓冲层（104）设置在上电极层（101）的上方，所述下缓冲层（105）设置在上电极层（101）的下方；

所述传感器装置（100）还包括屏蔽层（106），所述上缓冲层（104）、上电极层（101）、介电层（102）、下电极层（103）和下缓冲层（105）均包裹在屏蔽层（106）内。

4.如权利要求1所述的翻身床，其特征在于：所述传感器装置（100）为设置在床板表面的薄膜传感器。

5.如权利要求1所述的翻身床，其特征在于：所述翻身执行机构（400）包括床板架（401）、电动伸缩缸（402）和连接板（404），所述床板架（401）用于安装所述床板，床架（403）前后两端分别固定安装有一连接板（404）上，床板架（401）的前后两端分别通过与所对应的连接板（404）相铰接，所述电动伸缩缸（402）的一端与床板架（401）相铰接，另一端与床架（403）相铰接；

所述控制器（300）的信号输出端与电动伸缩缸（402）的电机相连接。

6.如权利要求1所述的翻身床，其特征在于：所述床板上放置有床垫，所述床垫上设有温度传感器；

所述翻身床还包括水加热循环系统，所述水加热循环系统包括加热控制模块、水泵、水箱、加热器和盘设在床垫上的热水管；

所述加热器设置在水箱上；

所述加热控制模块的控制输出端与所述加热器相连接，所述加热控制模块的信号输入端与所述温度传感器相连接；

所述水泵入水口通过管路与水箱相连接；

所述热水管一端与水泵出水口相连接，另一端与水箱相连接。

7.基于如权利要求1至6任一所述的翻身床的翻身控制方法，其特征在于：所述控制器（300）根据病人身体左半部分对床板的压力与身体右半部分对床板的压力关系判断病人是否需要翻身：当一侧压力变大并且另一侧压力同时变小时，判定病人需要向压力变大的一侧翻身，控制器（300）向翻身执行机构（400）发送控制信号，使床板向该侧翻转，辅助病人翻身。

8.如权利要求7所述的翻身控制方法，其特征在于：病人躺在床上后，传感器装置（100）识别到某一点的压力超出设定的阈值后，控制器（300）开始计时，当该压力点持续受压超过预设时间值时，控制器（300）向翻身执行机构（400）发送控制信号，使床板向受压点部位相反方向的一侧翻转。

9.基于如权利要求2所述的翻身床的翻身控制方法，其特征在于：使用所述传感器装置（100）监测病人的心跳：心跳时，病人身体振动，控制器（300）通过记录人体振动次数获得心跳数据；

使用所述传感器装置（100）监测病人的呼吸状态：呼吸时，病人身体的胸部对床板的压力起伏变化，控制器（300）通过记录该处压力变化的次数获得呼吸状态数据；

当监测到的心率低于预设心率值并且呼吸频率低于预设呼吸频率值时，判定病人当前为睡眠状态，否则判定当前为清醒状态；

在清醒状态下，提高床板的翻转频率；在睡眠状态下，降低床板的翻转频率。