CN109864862A - 智能医用脚踏垫 - Google Patents

Abstract

本发明涉及脚部按摩装置技术领域，具体公开了智能医用脚踏垫，包括底座和踏垫，还包括：升降机构，升降机构安装在底座上，踏垫位于升降机构顶部，升降机构用于带动踏垫在竖直方向上升降；控制系统，包括处理单元、检测单元和控制单元，检测单元用于检测踏垫与患者脚部的距离，将距离信息发送至处理单元；处理单元基于距离信息通过控制单元控制升降机构升降。采用本发明的技术方案能自动调节脚踏垫的高度。

Description

智能医用脚踏垫

技术领域

本发明涉及脚部按摩装置技术领域，特别涉及智能医用脚踏垫。

背景技术

重、危患者由于长久卧床，导致体力下降，下肢肌肉萎缩，虽病情趋于稳定，但由于患者身上插入的各种医疗设备的诊疗管较多，甚至还需要氧气辅助、心电监护等，由于这些的限制不方便下床活动，又或者病人卧床很久，体力缺乏，无法下床站立活动。但为促进其早日康复，需在床沿坐立，对双腿进行按摩，促进患者腿部的血液循环。但患者坐在床沿，双脚悬空时，身体只剩下臀部支撑，缺少了脚部的两个支撑点，臀部承受的压力将是相当大的，同时使腰部持续紧张，导致患者舒适度差。另外病房环境的温度与被子覆盖的温度相比，环境的温度较低，患者坐在床沿时容易受凉，不利于康复。

现有技术中，通常采用脚凳对患者的脚部进行支撑，以提高患者坐起的舒适度。但是普通的脚凳高度固定，无法适应身高不同的患者。

为此，需要一种能自动调节高度的脚踏垫。

发明内容

本发明的目的在于提供智能医用脚踏垫，能自动调节高度。

为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：

智能医用脚踏垫，包括底座和踏垫，还包括：

升降机构，升降机构安装在底座上，踏垫位于升降机构顶部，升降机构用于带动踏垫在竖直方向上升降；

控制系统，包括处理单元、检测单元和控制单元，检测单元用于检测踏垫与患者脚部的距离，将距离信息发送至处理单元；处理单元基于距离信息通过控制单元控制升降机构升降。

基础方案的原理及有益效果如下：

本基础方案中的踏垫能在升降机构的带动下，调节自身的高度，以对患者的脚部进行支撑，上升的高度是基于患者坐在床沿时脚部与踏垫的距离进行调节的，适应性好，能满足不同身高的患者。

进一步，检测单元包括距离传感器和压力传感器；距离传感器用于检测踏垫与脚部的距离；压力传感器用于检测脚部对踏垫的压力；

距离传感器和压力传感器均与处理单元信号连接；处理单元首先判断踏垫与脚部的距离，当距离大于0时，处理单元通过控制单元控制升降机构上升，当距离等于0时，处理单元再判断脚部对踏垫的压力，当压力大于阈值A时，处理单元通过控制单元控制升降机构停止上升。

当踏垫与患者脚部的距离为0时，可能是踏垫仅仅与患者脚部接触，但是患者脚部没有被支撑；设置压力传感器后，检测脚部对踏垫的压力，当压力大于阈值A时，升降机构停止上升，能够保证踏垫支撑患者脚部，通过调整阈值A，可以使踏垫停止上升后对患者脚部的支撑力度达到一个较舒适的状态。

进一步，还包括调温机构；调温机构设置于踏垫内部，调温机构包括加热装置；检测单元还包括温度传感器，温度传感器用于检测加热装置的温度；温度传感器与处理单元信号连接；处理单元基于温度信息通过控制单元控制加热装置的启闭；当加热装置的温度高于预设的温度时，处理单元通过控制单元关闭加热装置。

调温机构对脚踏垫进行加热，为患者脚部保温，避免患者因长时间离开被子而受凉。

进一步，还包括按摩机构，按摩机构包括电机、偏心轮和外壳，电机和偏心轮设置在外壳内，电机与偏心轮传动连接；外壳底部与升降机构顶部转动连接；外壳顶部与踏垫底部固定连接；控制单元用于控制电机启闭，电机驱动偏心轮转动使得踏垫在竖直方向上震动。

按摩机构能够为患者的脚部进行按摩，在调温机构和按摩机构共同作用下可促进病人脚部的血液循环，降低下肢深静脉血栓发生的概率，有利于患者康复。

进一步，升降机构包括升降杆，剪刀杆组件和滚轮；剪刀杆组件包括上梁和下梁；升降杆下端与下梁中部转动连接，升降杆上端与上梁中部转动连接；上梁上端与外壳底部转动连接；一侧下梁的下端与底座转动连接，滚轮转动连接在另一侧下梁的下端；底座上开设有凹槽，滚轮嵌入凹槽内，并沿凹槽滚动。

剪刀杆组件结构简单，支撑效果好，而且使整个智能医用脚踏垫便于折叠，方便收纳。

进一步，加热装置为加热片。

与加热丝相比，加热片平铺时与脚部接触面积更大，对脚部的加热效果更好。

进一步，外壳顶部开设有供偏心轮穿过的开孔。

偏心轮穿过开孔直接与踏垫接触，使踏垫震动更强烈，按摩效果更好。

进一步，控制系统还包括输入单元，输入单元用于用户输入控制指令，控制指令包括升降模式，按摩模式和调温模式。

便于患者根据实际情况选择不同的模式，例如仅开启按摩模式或调温模式，又或者同时开启按摩模式和调温模式。

进一步，调温模式包括若干档的预设温度。

便于患者根据环境温度选择适合的预设温度。

进一步，调温模式包括三档预设温度。

三档预设温度方便患者直接选择。

附图说明

图1为智能医用脚踏垫实施例一的侧剖图；

图2为智能医用脚踏垫实施例一的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：

底座1、踏垫2、偏心轮3、外壳4、加热片5、开孔6、升降杆7、上梁8、下梁9、滚轮10。

实施例一

如图1所示，智能医用脚踏垫，包括底座1和踏垫2，还包括：升降机构、调温机构、按摩机构和控制系统。

如图2所示，按摩机构包括电机、偏心轮3、和外壳4；电机通过螺栓固定在外壳4内；电机与偏心轮3传动连接；本实施例中设置四个平行排列的偏心轮3；具体传动连接方式为电机的输出轴焊接有主动齿轮；外壳4相对的两侧壁均开设有圆孔；偏心轮3的转动轴的两端插入圆孔内，以使偏心轮3的转动轴的与外壳4侧壁转动连接。每一偏心轮3的转动轴上均同轴焊接有从动齿轮，相邻偏心轮3的从动齿轮啮合；主动齿轮与相邻的从动齿轮啮合。

外壳4顶部与踏垫2底部粘接；外壳4顶部开设有供偏心轮3穿过的开孔6。具体的，开孔6数量为两个，形状为矩形，分别位于外壳4顶部的左侧和右侧。调温机构设置于踏垫2内部，调温机构包括加热装置；本实施例中，加热装置为加热片5。

升降机构包括升降杆7，剪刀杆组件和滚轮10；剪刀杆组件包括上梁8和下梁9。升降杆7下端与下梁9中部枢接，升降杆7上端与上梁8中部枢接；上梁8上端与外壳4底部枢接；左侧下梁9的下端与底座1枢接，滚轮10枢接在右侧下梁9的下端；底座1顶部从左至右开设有截面为矩形的凹槽，滚轮10嵌入凹槽内，并沿凹槽滚动。本实施例中，升降杆7为电液推杆。

控制系统包括输入单元、处理单元、检测单元和控制单元。

检测单元包括距离传感器、压力传感器和温度传感器；距离传感器和压力传感器安装在踏垫上表面。距离传感器用于检测踏垫2与患者脚部的距离；距离传感器可采用红外线传感器或超声波传感器，本实施例中采用超声波传感器，具体为HC-SR04超声波传感器模块。压力传感器用于检测脚部对踏垫2的压力；压力传感器粘连在踏垫2内；本实施例中，压力传感器采用辉腾牌E字型压力传感器。温度传感器安装在踏垫内部；温度传感器用于检测加热装置的温度；本实施例中，温度传感器采用Smartec数字温度传感器SMT16030。距离传感器、压力传感器和温度传感器均与处理单元信号连接。本实施例中，处理单元采用STM32F427VGT632位单片机。

控制单元包括驱动芯片、第一继电器和第二继电器。其中，第一继电器与电液推杆串联，驱动芯片与电机串联；第二继电器与加热片5串联。本实施例中，驱动芯片采用L298N驱动模块。

输入单元用于用户输入控制指令，控制指令包括升降模式，按摩模式和调温模式。本实施例中，输入单元包括三个指令开关，每一指令开关对应一控制指令，每一指令开关控制对应的控制指令的执行；指令开关与处理单元信号连接。本实施例中，指令开关均采用按钮开关。

升降模式中，处理单元首先判断踏垫2与患者脚部的距离，当距离大于0时，处理单元通过控制单元控制升降机构上升，当距离等于0时，处理单元再判断脚部对踏垫2的压力，当压力大于阈值A时，处理单元通过控制单元控制升降机构停止上升。阈值A的取值范围为1-5kg,本实施例中，具体采用2kg。具体的控制方式为，处理单元通过第一继电器控制电液推杆的启闭。

按摩模式中，处理单元通过控制单元控制按摩机构按摩，具体控制方式为，处理单元向驱动芯片发送启动电机的电信号，驱动芯片启动电机，电机驱动偏心轮3转动使得踏垫2在竖直方向上震动。

调温模式包括若干档预设的温度，本实施例中调温模式包括三档预设的温度，具体为第一档38度、第二档40度和第三档42度。调温模式中，处理单元通过第二继电器开启加热片5；当加热片5的温度高于预设的温度时，处理单元通过控制单元关闭加热片5。关闭加热片5后，当加热片5的温度低于预设的温度时，处理单元通过第二继电器开启加热片5，以维持预设的温度。

实施例二

智能医用脚踏垫，与实施例一的区别在于：踏垫2内左侧和右侧均设置有压力传感器。本实施例中，电机采用步进电机；驱动芯片还用于控制电机的转数。

按摩模式中，处理单元每隔t0时间通过控制单元控制按摩机构停止按摩；t0的范围为2-5分钟，本实施例中具体采用3分钟。在停止按摩后，处理单元从压力传感器获取压力数据，当踏垫2左侧和右侧的压力数据均减小到0，再由0增加到阈值A时，处理单元通过控制单元控制按摩机构重新开始按摩；相邻两次按摩的振动频率可以相同，也可以不同；本实施例中，相邻两次按摩的振动频率相同。

当按摩总时间等于t1时，处理单元通过控制单元控制按摩机构停止按摩；再次启动按摩模式须通过按摩模式对应的指令开关启动；t1的范围为30-50分钟；本实施例中，采用30分钟。

在按摩进行中，当踏垫2左侧和右侧的压力数据均减小到0，且持续时间超过t2时，处理单元通过控制单元控制按摩机构停止按摩。t2的范围为15-180秒；本实施例中，采用30秒。

在按摩进行中，当踏垫2任一侧的压力数据减小到0，在t3时间内，再由0增加到阈值A，且上述过程重复两次，两次的间隔时间不超过t4时；处理单元通过控制单元改变按摩机构的震动频率。t3和t4的范围均为1-5秒，本实施例中均采用2秒。

具体的，可以设定为一侧为提高震动频率，另一侧为降低震动频率；本实施例中踏垫2左侧的压力数据减小到0，在t3时间内，再由0增加到阈值A，且上述过程重复两次，两次的间隔时间不超过t4时；处理单元通过控制单元提高按摩机构的震动频率；踏垫2右侧的压力数据减小到0，在t3时间内，再由0增加到阈值A，且上述过程重复两次，两次的间隔时间不超过t4时；处理单元通过控制单元降低按摩机构的震动频率。

按摩模式中，处理单元每隔t0时间通过控制单元控制按摩机构停止按摩；在停止按摩后，t5时间内踏垫2左侧和右侧的压力数据均未出现减小到0，再由0增加到阈值A的变化时，处理单元通过控制单元提高按摩机构的震动频率，处理单元通过控制单元控制升降机构上升，处理单元还通过控制单元控制加热装置升温。其中，上升的高度不超过现有高度的10％-20％，本实施例中，具体数值采用10％；升温的温度不超过预设第三档的温度。t5的范围为1-5分钟，本实施例中采用2分钟。当踏垫2左侧和右侧的压力数据均出现减小到0，再由0增加到阈值A变化时，处理单元通过控制单元将按摩机构的震动频率恢复到提高之前的震动频率；将升降机构的高度恢复到上升前的高度，将加热装置的温度恢复到升温之前的温度。

在实际使用中，每隔t0时间按摩机构停止按摩后，患者抬起脚再放下，按摩机构继续按摩；通过抬脚再放下的动作，脚面与踏垫2的接触位置会变化，从而实现调整按摩位置的目的，使脚面被充分按摩。按摩须适量适度，当按摩总时间等于t1时，停止按摩，可以避免长时间按摩对身体造成不良影响。当患者双脚离开踏垫2超过t2时间时，停止按摩；即患者不想按摩后，自动停止，免去了弯腰关闭按摩机构的操作，使用方便。

患者通过抬起一支脚放下，再抬起同一只脚再放下的操作，可以实现对按摩机构按摩频率的控制，使用方便，避免了弯腰去调节的麻烦。

患者在按摩过程中，舒适度较高，加热装置对脚部加热，促进血液循环；这种情况下，人容易打瞌睡；打瞌睡后人体血液流动减缓，体温降低，容易感冒；而且患者坐在床沿，打瞌睡可能会有倾倒跌下床的危险。

当每隔t0时间停止按摩后，患者没有在t5时间内抬起双脚，判断为患者正在打瞌睡；此时提高按摩机构的震动频率可以起到叫醒用户的作用，升降机构上升既可以通过改变患者脚部的离地高度达到叫醒用户的目的，同时抬高患者的脚部，增加脚部的支撑力，减小患者身体前倾摔下床的几率。加热装置升温可以提高脚部的温度，加快血液循环，防止患者感冒。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.智能医用脚踏垫，包括底座和踏垫，其特征在于，还包括：

升降机构，升降机构安装在底座上，踏垫位于升降机构顶部，升降机构用于带动踏垫在竖直方向上升降；

控制系统，包括处理单元、检测单元和控制单元，检测单元用于检测踏垫与患者脚部的距离，将距离信息发送至处理单元；处理单元基于距离信息通过控制单元控制升降机构升降。

2.根据权利要求1所述的智能医用脚踏垫，其特征在于：检测单元包括距离传感器和压力传感器；距离传感器用于检测踏垫与脚部的距离；压力传感器用于检测脚部对踏垫的压力；

距离传感器和压力传感器均与处理单元信号连接；处理单元首先判断踏垫与脚部的距离，当距离大于0时，处理单元通过控制单元控制升降机构上升，当距离等于0时，处理单元再判断脚部对踏垫的压力，当压力大于阈值A时，处理单元通过控制单元控制升降机构停止上升。

3.根据权利要求2所述的智能医用脚踏垫，其特征在于：还包括调温机构；调温机构设置于踏垫内部，调温机构包括加热装置；检测单元还包括温度传感器，温度传感器用于检测加热装置的温度；温度传感器与处理单元信号连接；处理单元基于温度信息通过控制单元控制加热装置的启闭；当加热装置的温度高于预设的温度时，处理单元通过控制单元关闭加热装置。

4.根据权利要求3所述的智能医用脚踏垫，其特征在于：还包括按摩机构，按摩机构包括电机、偏心轮和外壳，电机和偏心轮设置在外壳内，电机与偏心轮传动连接；外壳底部与升降机构顶部转动连接；外壳顶部与踏垫底部固定连接；控制单元还用于控制电机启闭，电机驱动偏心轮转动使得踏垫在竖直方向上震动。

5.根据权利要求4所述的智能医用脚踏垫，其特征在于：升降机构包括升降杆，剪刀杆组件和滚轮；剪刀杆组件包括上梁和下梁；升降杆下端与下梁中部转动连接，升降杆上端与上梁中部转动连接；上梁上端与外壳底部转动连接；一侧下梁的下端与底座转动连接，滚轮转动连接在另一侧下梁的下端；底座上开设有凹槽，滚轮嵌入凹槽内，并沿凹槽滚动。

6.根据权利要求5所述的智能医用脚踏垫，其特征在于：加热装置为加热片。

7.根据权利要求6所述的智能医用脚踏垫，其特征在于：外壳顶部开设有供偏心轮穿过的开孔。

8.根据权利要求7所述的智能医用脚踏垫，其特征在于：控制系统还包括输入单元，输入单元用于用户输入控制指令，控制指令包括升降模式，按摩模式和调温模式。

9.根据权利要求8所述的智能医用脚踏垫，其特征在于：调温模式包括若干档的预设温度。

10.根据权利要求9所述的智能医用脚踏垫，其特征在于：调温模式包括三档预设温度。