CN109250010A - 一种应用于医疗机构的载人车及控制调度系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种应用于医疗机构的载人车，包括车体、升降机构。本发明还提供了一种应用于医疗机构的载人车的控制调度系统，包括监控调度中心、车辆调配室、工作病区、主道走廊、一组载人车。本发明提供的应用于医疗机构的载人车及控制调度系统结合运动控制，自主导航，无线通信及各项传感技术，可应用于各个医疗机构，服务于行走困难的人群，进行同楼层病房间或各检查科室间流转。该载人通过自带控制器及相关传感元件，感知敷设在地面的轨道颜色信息，在总监控中心的调度下自动高效地完成病人用车任务，能够进一步缓解医护劳动力短缺问题。

Description

一种应用于医疗机构的载人车及控制调度系统

技术领域

本专利涉及一种基于AGV技术的应用于医疗机构的载人车及其控制调度系统，属于AGV车辆技术领域。

背景技术

AGV车辆技术长期以来在工业工程、仓储物流等领域有着非常广泛的应用。车辆自身的运动控制、数据采集、无线通信等技术结合相关调度系统，使工作完成效率极大提高。该技术在更多的领域展开应用，可以完成各项复杂工作，进一步解放人手，是未来的趋势。

各个医疗机构中，由于病患需要时而流转于手术室、检查科室及各个病房间。一些不具备自由行走能力的病患必须要借助相关车辆。目前各个医疗的状况还是采用普通轮椅或移动病床，先由病患提出用车需求，再由家属或医护人员去借用，使用时，往往需要1～3名医护人员或家属陪同，使用完成后再归还至相应地点。需要有专门的管理人员进行使用登记及车辆整理。如此操作较为麻烦，也在一定程度上对医护劳动力提出更多需求。因此，在现实环境中，需要一种具有自动化导向功能的载人小车来满足病患的各种用车需求。

发明内容

技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种应用于医疗机构的载人车及控制调度系统。

技术方案：本发明提供的一种应用于医疗机构的载人车，包括车体、升降机构；所述车体底部设有一对转向轮和一对驱动轮，所述车体内部设有供电装置，所述车体底部设有CCD摄像头，所述车体的侧壁上设有超声波探测器，所述车体上设有与转向轮连接的转向电机，所述车体内设有控制器；所述升降机构包括升降平台和电动升降装置，所述电动升降装置设置于车体顶部，所述升降平台设于电动升降装置顶部；所述升降平台和电动升降装置之间设有称重传感器；所述供电装置分别与控制器、转向电机、电动升降装置连接并对控制器、转向电机、电动升降装置供电；所述超声波探测器、称重传感器分别通过变送器与控制器连接，并发送检测信号至控制器；所述CCD摄像头通过图像采集模块与控制器连接，并发送检测信号至控制器；所述控制器通过电机启动器与转向电机、电动升降装置连接，并发送控制信号至电机启动器与转向电机、电动升降装置。

所述车体和升降平台之间设有波纹罩。

所述升降平台顶部设有即停按钮，所述即停按钮与控制器连接，并向控制器发送控制信号。

还包括控制器输入输出模块，所述控制器输入输出模块与控制器连接。

还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与控制器连接。

还包括电池监控模块，所述电池监控模块设置于供电装置的输出口。

本发明还提供了一种应用于医疗机构的载人车的控制调度系统，包括监控调度中心、车辆调配室、工作病区、主道走廊、一组载人车；

所述监控调度中心用于实时监控每辆载人车的运行情况，并对载人车运行轨迹进行调度，监控和调度内容和原则包括：电池监控模块向监控调度中心发送电池状态信息，电量不足一半的车辆，不接受任务指派；在一工作病区同时工作的车辆限制在辆内，从而减少病区走廊的拥堵发生；随时接受院内电脑或移动终端的用车申请，调配就近的已完成任务返回的车辆执行新的任务；每次用车申请需提交出发点与目的点；病房内载人车出来，优先让位走廊主道载人车通过采集每辆载人车每次任务的行驶里程，作为维护保养依据；不同时向一个病房指派车辆；

所述车辆调配室用于载人车停车和充电，车辆调配室内的停车位上设有充电桩；在电池电量较低时，载人车不接收新任务自动返回停车位，通过充电桩充电，可通过插线手动连接充电或无线充电，充电完成后，电池监控模块通过无线通信模块自动上报信息至监控调度中心，切断供电；

所述车辆调配室、工作病区、主道走廊内设有颜色导轨，颜色导轨为有别于地面颜色的贴纸或彩色地砖，用于使载人车沿颜色导轨行驶并根据偏移角度及时调整方向；各个目的点根据色彩导轨的颜色及长度定义有唯一的地址码；控制器按地址码执行运送任务；其中，工作病区的走廊主道为了提高通行效率，敷设两道导轨，车辆靠右侧行驶；各房间导轨单进单出。

有益效果：本发明提供的应用于医疗机构的载人车及控制调度系统结合运动控制，自主导航，无线通信及各项传感技术，可应用于各个医疗机构，服务于行走困难的人群，进行同楼层病房间或各检查科室间流转。该载人通过自带控制器及相关传感元件，感知敷设在地面的轨道颜色信息，在总监控中心的调度下自动高效地完成病人用车任务，能够进一步缓解医护劳动力短缺问题。

附图说明

图1为应用于医疗机构的载人车的结构示意图。

图2为应用于医疗机构的载人车的电器结构示意图。

图3为应用于医疗机构的载人车的控制调度系统在医院同楼层轨道的铺设示意图。

具体实施方式

下面对本发明作出进一步说明。

实施例1

应用于医疗机构的载人车，包括车体1、升降机构2。

车体1底部设有一对转向轮11和一对驱动轮12，车体1内部设有供电装置13，车体1底部设有CCD摄像头14，车体1的侧壁上设有超声波探测器15，车体1上设有与转向轮11连接的转向电机16，车体1内设有控制器17；驱动轮12自带驱动电机并受控制器17控制运动。超声波探测器15设置于车体1的前后左右侧壁上，用于检测运动过程中可能出现的障碍物。

升降机构2包括升降平台21和电动升降装置22，电动升降装置22设置于车体1顶部，升降平台21设于电动升降装置22顶部；升降平台21和电动升降装置22之间设有称重传感器23；升降平台21顶部设有即停按钮25。车体1和升降平台21之间设有波纹罩24，避免使用过程中有可能发生的运动装置对人体的伤害。电动升降装置22的结构形式可为现有任何可升降的结构，例如为类似千斤顶似的结构，并通过伺服电机带动丝杆调节高度，方便病患上车。

供电装置13分别与控制器17、转向电机16、电动升降装置22连接并对控制器17、转向电机16、电动升降装置22供电；超声波探测器15、称重传感器23分别通过变送器与控制器17连接，并发送检测信号至控制器17，一旦超过核定载荷，或在行驶过程发生异常的重力波动，称重传感器发出报警；CCD摄像头14通过图像采集模块与控制器17连接，并发送检测信号至控制器17；控制器17通过电机启动器与转向电机16、电动升降装置22连接，并发送控制信号至电机启动器与转向电机16、电动升降装置22；即停按钮25与控制器17连接，并向控制器17发送控制信号。

还包括控制器输入输出模块、无线通讯模块、电池监控模块，控制器输入输出模块与控制器17连接；无线通讯模块与控制器17连接；电池监控模块设置于供电装置13的输出口。

车体1上还设有人机交互界面HMI。

车体1后部装有充电线圈，可以配合对应充电桩实现无线充电。

本发明中，控制器17为任意可发送控制信号并接受检测信号的电子设备，例如单片机，或者为PC机等，只要能实现发送控制信号并接受检测信号的功能都可以作为控制器。

实施例2

应用于医疗机构的载人车的控制调度系统，包括监控调度中心、车辆调配室、工作病区、主道走廊、一组实施例1的载人车；

监控调度中心用于实时监控每辆载人车的运行情况，并对载人车运行轨迹进行调度，监控和调度内容和原则包括：1电池监控模块向监控调度中心发送电池状态信息，电量不足一半的车辆，不接受任务指派；2在一工作病区同时工作的车辆限制在5辆内，从而减少病区走廊的拥堵发生；3随时接受院内电脑或移动终端的用车申请，调配就近的已完成任务返回的车辆执行新的任务；4每次用车申请需提交出发点与目的点；5病房内载人车出来，优先让位走廊主道载人车通过6采集每辆载人车每次任务的行驶里程，作为维护保养依据；6不同时向一个病房指派车辆；

车辆调配室用于载人车停车和充电，车辆调配室内的停车位上设有充电桩；在电池电量较低时，载人车不接收新任务自动返回停车位，通过充电桩充电，可通过插线手动连接充电或无线充电，充电完成后，电池监控模块通过无线通信模块自动上报信息至监控调度中心，切断供电；

车辆调配室、工作病区、主道走廊内设有颜色导轨，颜色导轨为有别于地面颜色的贴纸或彩色地砖，用于使载人车沿颜色导轨行驶并根据偏移角度及时调整方向；各个目的点根据色彩导轨的颜色及长度定义有唯一的地址码；控制器按地址码执行运送任务；其中，工作病区的走廊主道为了提高通行效率，敷设两道导轨，车辆靠右侧行驶；各房间导轨单进单出。

该系统通过图像识别技术定位运动路线，在主要的通行站点间铺设特定颜色的轨迹线，可以为区别于周围颜色的彩色纸贴或者特定颜色的地砖；在医院中某楼层开设车辆调配室，室内有特定车位；轨迹线沿走廊铺设，由车辆调配室的各个车位引出，至各病房各床位旁特定位置；同时铺设至护士站、手术室手术台、检查室CT或MRI设备旁特定位置，在小车的控制程序中，每一个目的点被设定了唯一的地址码，每一个地址码又对应唯一的颜色路线组合；为增加通行效率，走廊主线上需要敷设往返两路线；车辆调配室内，每台载人车配有专属车位和一台充电柱，可以提供无线充电或手动接线充电；同时，调配室旁设有系统监控室，通过组态软件实时显示车辆运行情况，采集各个车辆的运行轨迹、电池状态等信息，并形成报表。

下面以一实例说明一下该系统的工作原理：

处于某病房的病人需要接受头部CT检查，需要申请用车。通过病床上方按钮通知护士站并告知具体的行程时间及目的地。护士站将该信息通过院内网络提交给车辆调配监控室。系统指派一辆车执行载人工作。车辆得到任务地址码启动驱动轮，同时CCD采集器向控制器反馈地面颜色信息。控制器判断车体轴线与轨道中心线的夹角，通过转向系统上的伺服电机修正，保证偏差在一定范围内。

由分布在不同区域的颜色轨道决定，走廊等较开阔区域以人正常行走速度行驶；房间内空间狭小，速度自动调整为较慢速度。

小车周身安装的超声波传感器时刻接受位置信息，通过变送器将信号传输给控制器与程序设定值比较，当有障碍物突然出现且距离小于设定值停车。超过安全距离时重新动作。

到达病床旁指定位置时，HMI界面被自动激活，此时为手动控制模式。可通过相应按键调节升降平台电机，使平台处于方便病人上车的合适位置。载人平台载重量不能超过规定值，即每次只能允许一人使用。如称重传感器测量数值波动较大，说明病人尚没有躺好，控制器将待重力稳定时再允许车辆动作。病人上车后，可按继续执行键开始下一步目的执行。行驶过程中如遇突发状况，可按车身前后的急停按钮紧急停车。按钮手动复位后，HMI再次激活询问是否继续或返回。

病人到达指定目的地后，小车将自动执行返回程序。如需返回或有其他用车需求，可通过相关位置的院内联网电脑或专属移动设备置重新向监控中心发送用车申请。控制中心将综合该时段的所有用车需求合理分配资源就近临时调用正在返回调配室的车辆，如任务正在执行途中则不允许被调用。

载人车使用时将遵循以下原则：

(1)房间内的车辆待走廊主线上的车辆通过再出房间(可由超声波传感器自动识别)

(2)车辆在走廊主线上靠右行驶。来往车辆分别占用往返两个轨道。

(3)考虑到病房区域人员众多，考虑到减少拥堵发生，原则上不向同一病房同时派车。同时只能安排5辆车在同一病区。其他任务车辆需等待监控中心的指令信息再继续任务。

(4)电池监控模块适时反馈电池状态信息给控制系统，如电量低于30％，将自动在返回调配室车库位置进行无线充电，电量不足50％的车辆将无法执行指派任务。充电完成后，监控室收到信息，将自动切断充电桩上充电线圈的供电。

(5)如在使用过程中由于故障导致电量迅速下降或电池损坏。车辆将立即停止在原地，控制器将及时向监控中心反映故障并通知就近护士站人员手动拖离轨道。

(6)每次工作完成后，小车的行驶里程将自动记录在控制器的存储单元，同时上传监控中心，待达到一定数值时，提醒相关人员进行维护保养。

以上给出了专利的具体实施方法，本专利不局限于所描述的实施方法。对于相关领域人员而言，根据本专利进行模型、参数等的修改，不需要花费创造性劳动。这种方式的更改或变型，仍属于本专利的保护范围。

Claims (7)

1.一种应用于医疗机构的载人车，其特征在于：包括车体(1)、升降机构(2)；所述车体(1)底部设有一对转向轮(11)和一对驱动轮(12)，所述车体(1)内部设有供电装置(13)，所述车体(1)底部设有CCD摄像头(14)，所述车体(1)的侧壁上设有超声波探测器(15)，所述车体(1)上设有与转向轮(11)连接的转向电机(16)，所述车体(1)内设有控制器(17)；所述升降机构(2)包括升降平台(21)和电动升降装置(22)，所述电动升降装置(22)设置于车体(1)顶部，所述升降平台(21)设于电动升降装置(22)顶部；所述升降平台(21)和电动升降装置(22)之间设有称重传感器(23)；所述供电装置(13)分别与控制器(17)、转向电机(16)、电动升降装置(22)连接并对控制器(17)、转向电机(16)、电动升降装置(22)供电；所述超声波探测器(15)、称重传感器(23)分别通过变送器与控制器(17)连接，并发送检测信号至控制器(17)；所述CCD摄像头(14)通过图像采集模块与控制器(17)连接，并发送检测信号至控制器(17)；所述控制器(17)通过电机启动器与转向电机(16)、电动升降装置(22)连接，并发送控制信号至电机启动器与转向电机(16)、电动升降装置(22)。

2.根据权利要求1所述的一种应用于医疗机构的载人车，其特征在于：所述车体(1)和升降平台(21)之间设有波纹罩(24)。

3.根据权利要求1所述的一种应用于医疗机构的载人车，其特征在于：所述升降平台(21)顶部设有即停按钮(25)，所述即停按钮(25)与控制器(17)连接，并向控制器(17)发送控制信号。

4.根据权利要求1所述的一种应用于医疗机构的载人车，其特征在于：还包括控制器输入输出模块，所述控制器输入输出模块与控制器(17)连接。

5.根据权利要求1所述的一种应用于医疗机构的载人车，其特征在于：还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与控制器(17)连接。

6.根据权利要求1所述的一种应用于医疗机构的载人车，其特征在于：还包括电池监控模块，所述电池监控模块设置于供电装置(13)的输出口。

7.一种应用于医疗机构的载人车的控制调度系统，其特征在于：包括监控调度中心、车辆调配室、工作病区、主道走廊、一组载人车；

所述监控调度中心用于实时监控每辆载人车的运行情况，并对载人车运行轨迹进行调度，监控和调度内容和原则包括：(1)电池监控模块向监控调度中心发送电池状态信息，电量不足一半的车辆，不接受任务指派；(2)在一工作病区同时工作的车辆限制在5辆内，从而减少病区走廊的拥堵发生；(3)随时接受院内电脑或移动终端的用车申请，调配就近的已完成任务返回的车辆执行新的任务；(4)每次用车申请需提交出发点与目的点；(5)病房内载人车出来，优先让位走廊主道载人车通过(6)采集每辆载人车每次任务的行驶里程，作为维护保养依据；(6)不同时向一个病房指派车辆；

所述车辆调配室用于载人车停车和充电，车辆调配室内的停车位上设有充电桩；在电池电量较低时，载人车不接收新任务自动返回停车位，通过充电桩充电，可通过插线手动连接充电或无线充电，充电完成后，电池监控模块通过无线通信模块自动上报信息至监控调度中心，切断供电；

所述车辆调配室、工作病区、主道走廊内设有颜色导轨，颜色导轨为有别于地面颜色的贴纸或彩色地砖，用于使载人车沿颜色导轨行驶并根据偏移角度及时调整方向；各个目的点根据色彩导轨的颜色及长度定义有唯一的地址码；控制器按地址码执行运送任务；其中，工作病区的走廊主道为了提高通行效率，敷设两道导轨，车辆靠右侧行驶；各房间导轨单进单出。