CN110584914A - 一种舒适型plc自动化多功能医用护理床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种舒适型PLC自动化多功能医用护理床，包括床架结构和与床架结构相连接的背起机构、侧翻机构和屈膝机构，与现有技术不同的是：还包括红外传感器、图像传感器、力度传感器、无线发送模块及信号预处理电路，其中：红外传感器和力度传感器分别设置在床架结构的腿部位置和背部位置，与背起机构、侧翻机构连接；无线发送模块设置在床架结构的底部，红外传感器、力度传感器和图像传感器通过无线发送模块及信号预处理电路与云端连接，信号预处理电路将采集到信号进行预处理，通过无线发送模块将预处理后的信号发送至云端，结合本地时间及根据图像传感器识别的病人实时状态，方便医生作进一步分析调整，并提供更合适的医疗方案。

Description

一种舒适型PLC自动化多功能医用护理床

技术领域

本发明涉及医用护理设备领域，具体是一种舒适型PLC自动化多功能医用护理床。

背景技术

随着人口老龄化的加速，各种疾病引起的长期卧床不起的病人逐步增多。现有的医用护理床主要包括背起机构、侧翻机构、屈膝机构和床架结构，这样的护理床主要关注于护理床本身各机构的移动调整，针对病人的床上姿势舒适度等各类功能还需要手动调整，缺乏对病人状况的采集和针对性的自动化调整，同时还缺乏对病人感官和睡眠时的细节优化，缺少人性化设计。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种舒适型PLC自动化多功能医用护理床，这种护理床将多种传感器与机械结构相融合，使护理床更自动化，智能化，不仅提高了对病人姿态舒适度的优化，还提供了更多人性化设计。

实现本发明目的的技术方案是：

一种舒适型PLC自动化多功能医用护理床，包括床架结构和与床架结构相连接的背起机构、侧翻机构和屈膝机构，与现有技术不同的是：还包括红外传感器、图像传感器、力度传感器、无线发送模块及信号预处理电路，其中：

红外传感器和力度传感器分别设置在床架结构的腿部位置和背部位置，与背起机构、侧翻机构连接，分别检测病人腿部、背部的力度和抬起落下信号，实现对起背、翻身、抬腿、落腿的识别，同时驱动背起机构和侧翻机构运动；

图像传感器设置在床架结构的顶部，检测病人的实时姿态；

无线发送模块设置在床架结构的底部，分别与红外传感器、力度传感器、图像传感器连接，红外传感器、力度传感器和图像传感器通过无线发送模块及信号预处理电路与云端连接，信号预处理电路将采集到信号进行预处理，通过无线发送模块将预处理后的信号发送至云端，结合本地时间及根据图像传感器识别的病人实时状态，方便医生作进一步分析调整，并提供更合适的医疗方案。

所述红外传感器采用型号为HC-SR505的传感器，为现有技术。

所述力度传感器采用型号为DYHW-116的传感器，为现有技术。

所述图像传感器采用型号为OV7670的传感器，为现有技术。

所述无线发送模块采用型号为AS4432-SMD的发送模块，为现有技术。

所述信号预处理电路采用三极管9013和施密特触发器74LS14构成的放大整形电路，为现有技术。

本发明的有益效果是：将各传感器和机械结构相融合，使本护理床更自动化智能化，不仅提高了对病人姿态舒适度的优化，还提供了更多人性化设计，对病人常见的腿部背部动作实现了自动化床体适应，同时结合无线发送模块的无线网络功能，结合本地时间及根据图像传感器识别的病人实时状态，方便医生作进一步分析调整，并提供更合适的医疗方案。对于瘫痪的病人来说，要经常的翻身避免褥疮出现，通过本护理床可实现睡姿采集，无噪音起背和翻身，无噪音自由自动功能，能使病人舒服的移动，提高病人的感官意识，不会单调的面对天花板；床架可以根据身高不同，调整到舒适的高度，便于家属照顾病人。

附图说明

图1为本发明实施例护理床的结构示意图；

图2为本发明实施例床架结构的结构示意图；

图3为本发明实施例背起机构的结构示意图；

图4为本发明实施例侧翻机构的结构示意图；

图5为本发明实施例屈膝机构的结构示意图；

图6为本发明实施例74LS14有施密特触发器的六反相器的电路图；

图7为本发明实施例放大整形电路的电路图。

具体实施方式

实施例：

如图1-2所示，本发明一种舒适型PLC自动化多功能医用护理床，由床架结构和设置在床架结构上的背起机构、侧翻机构、屈膝机构、图像传感器、力度传感器、红外传感器、无线发送模块/信号预处理电路和设置在床架结构左右两侧的升降防护栏组成，红外传感器和力度传感器分别设置在床架结构的腿部位置和背部位置，与背起机构、侧翻机构连接，分别检测病人腿部、背部的力度和抬起落下信号，实现对起背、翻身、抬腿、落腿的识别，同时驱动背起机构和侧翻机构运动；

图像传感器设置在床架结构的顶部，检测病人的实时姿态，在夜间病人睡眠时自动调整床体姿态，适应病人的睡姿，提高舒适度，防止不良姿态对病情的影响；

无线发送模块设置在床架结构的底部，分别与红外传感器、力度传感器、图像传感器连接，红外传感器、力度传感器和图像传感器通过无线发送模块及信号预处理电路与云端连接，信号预处理电路将采集到信号进行预处理，以满足精确A/D及无线发送要求，然后通过无线发送模块将预处理后的信号发送至云端，结合本地时间及根据图像传感器识别的病人实时状态，方便医生作进一步分析调整，并提供更合适的医疗方案。本例中：

红外传感器采用型号为HC-SR505的传感器，通过红外线反射原理，红外线发射管发射的红外线在人体遮挡的作用下，反射到红外线接收管，接收管接收到信号后，通过集成电路接通负载，当持续遮挡时，电路也将持续接通；由此根据散布在不同位置的多组红外线传感器接通的状态，可以辅助判断人体各个部位的位置和状态；当人离开后，接收管失去信号，将会延时自动关闭负载。

所述力度传感器采用型号为DYHW-116的传感器，传感器的弹性体在外力作用下产生形变，使得粘贴在表面的电阻应变片一同形变，因此阻值发生变化，再通过测量电路将电阻变化转换为电信号，从而检测力度变化；由此可以将力度传感器分布在腿部、背部位置，每个位置分配多组力度传感器，通过力度传感器传来的电信号变化，检测腿部背部的侧翻、抬起、落下等动作。

所述图像传感器采用型号为OV7670的传感器，图像传感器在护理床顶部，拍摄整个病人身体，通过对图像信号的处理，配合红外传感器的位置识别，更精准地识别病人的姿态，从而实现针对不同姿态，自动调节机构部件，提升病人舒适度。

所述无线发送模块采用型号为AS4432-SMD的发送模块，AS4432-SMD是一款433MHz，100mW，高稳定性，绕射性能强，穿墙能力优秀的工业级的无线收发一体数传模块。模块自带高性能弹簧天线，精确阻抗匹配，采用美国芯科实验室原装进口的SI4432射频芯片。本传感器将其他传感器捕获和处理的数据发送到远程云端，由云端程序根据相关数据进行工作，例如，由红外传感器和图像传感器数据，生成人体姿态图像，由力度传感器数据，显示病人动作，并展示给医生，便于医生做更多的分析和处理.

所述信号预处理电路采用三极管9013和施密特触发器74LS14构成的放大整形电路，其中：

74LS14为有施密特触发器的六反相器,使输出结果与输入结果反向.即如果输入端为高电平,那么输出为低电平,如果输入低电平,输出为高电平（如图6所示）

9013是一种NPN结构的三极管，集电极和发射极之间的最高电压25 V，集电极和基极之间的最高电压为45 V，发射极和基极之间的最高电压为5 V，集电极的最高电流0．5 A；三极管的最高耗散功率为0．625 W，最高的结温为150℃，其特征频率为150 MHz；放大倍数范围是40倍～110倍；工作温度范围为-55～+150℃；74LS14是一种双列直插式封装具有六反相器的施密特触发器，其工作的最高电源电压为7 V，工作环境温度范围为0～70℃；三极管9013和施密特触发器74LS14一起构成的放大整形电路能够有效的对方波，正弦波，矩形波，三角波等信号进行放大和整形，并且能够稳定的输出，具有较强的驱动能力。放大整形电路如图7所示。

如图2所示，床架结构包括床板、床架和腿轮，作为护理床的重要组成部分之一，床架主要用于承受载荷，因此需要保证其承受能力，从而延长护理床的使用寿命。

如图3所示，背起机构的电动推杆一端铰接于床架上，另一端铰接于背起连杆上，背起连杆的一端铰接于床架上，另一端通过滚子与臀部支撑板连接，臀部支撑板焊接固定于床架上，通过电动推杆的推动使背起连杆绕床架转动，从而实现背起运动。

如图4所示，侧翻机构的电动推杆一端铰接于床架上，另一端铰接于翻转连杆上，翻转连杆的一端铰接于床架上，另一端通过滚子与翻转支撑板连接，床侧板通过螺栓与臀部支撑板铰接，通过电动推杆的运动使翻转连杆绕床架转动，从而实现侧翻运动。

如图5所示，屈膝机构的电动推杆一端铰接于床架上，另一端铰接于屈腿连杆Ⅰ上，屈腿连杆Ⅰ与屈膝连杆Ⅰ相铰接，屈膝连杆Ⅰ与大腿支撑板铰接，屈膝连杆Ⅰ与大腿支撑板通过不同的铰接分别固定于床架上，电动推杆的推动使屈膝连杆绕床架转动，通过屈膝连杆Ⅰ与大腿支撑板相铰接，从而实现屈膝运动。

由于本产品中各类传感器集成度高，体积较小，也可作为移动模块装到多种设备，如床，沙发中，因此相似的具备特定部位识别、适应的技术也属于产品的一部分。

Claims (1)

1.一种舒适型PLC自动化多功能医用护理床，包括床架结构和与床架结构相连接的背起机构、侧翻机构和屈膝机构，与现有技术不同的是：还包括红外传感器、图像传感器、力度传感器、无线发送模块及信号预处理电路，其中：

红外传感器和力度传感器分别设置在床架结构的腿部位置和背部位置，与背起机构、侧翻机构连接，分别检测病人腿部、背部的力度和抬起落下信号，实现对起背、翻身、抬腿、落腿的识别，同时驱动背起机构和侧翻机构运动；

图像传感器设置在床架结构的顶部，检测病人的实时姿态；

无线发送模块设置在床架结构的底部，分别与红外传感器、力度传感器、图像传感器连接，红外传感器、力度传感器和图像传感器通过无线发送模块及信号预处理电路与云端连接，信号预处理电路将采集到信号进行预处理，通过无线发送模块将预处理后的信号发送至云端，结合本地时间及根据图像传感器识别的病人实时状态，方便医生作进一步分析调整，并提供更合适的医疗方案。