CN111642955B - 一种智能勺及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能勺，包括勺头配件、手柄，勺头配件具有勺头本体和位于勺子本体后端的插接头，手柄包括握柄外壳、设于握柄外壳内的炭纤维内壳、设于炭纤维内壳外前端的定位杆、沿轴向依次设于炭纤维内壳内的防颤机构、周向旋转水平控制机构、上下翻转水平控制机构、电池仓、设于握柄外壳末端的带充电插口的封盖，勺头配件通过插接头插接在定位杆前端，炭纤维内壳内一侧还设有开发板，开发板上设有CPU及控电模块，CPU根据压力传感器输入测压信号驱动控电模块控制通电线圈的电流强弱，以减小或消除颤抖幅度。本发明还公开了一种智能勺的使用方法。本发明具有自动防颤、防翻等多种功能。

Description

一种智能勺及其使用方法

技术领域

本发明属于餐具、具体涉及一种智能勺及其使用方法。

背景技术

随着老人年龄的增长，各种老年性颤抖疾病诸如老年性震颤、帕金森病、帕金森综合征等越来常见，严重影响了老年患者的自理能力，上肢的颤抖会导致日常生活中最为重要的正常饮食都难以自理：餐具拿不稳、食物易从餐具上掉落、洒落、不易准确送入口中等。目前，传统的防颤勺通常均采用简单的机械、电子结构，如公开号为104490211A的一种防抖勺子，其采用了勺子主体“悬挂”并通过弹性件进行缓冲，使其不出发生较大的位置变化。但是，如此简单的机械结构，对于患者频率较高的来回颤动，无论是防颤力度的精确度还是灵敏性均较差，经过试验表明反而会造成谐振，更无法保证稳定。另外，对于患者手腕的前后、左右(以人脸朝向为前)转动而导致勺头的翻转、翘动，也无有效措施。

又如公开号为203646979U的一种防抖勺，其简单采用了上下左右四块电磁铁来控制勺体的X轴与Y轴的运动位置。但是由于抖动是一个多维角度的过程，仅是X、Y轴方向是不够的，而且也未说明清楚电磁铁与勺体之间是相吸作用还是具体如何磁作用的，另外，磁控作用与勺体表明勺体连接杆与勺体为连接一体，而非悬空，防颤效果差，且与勺头之间无活动机构，因此对于患者手腕的前后、左右(以人脸朝向为前)转动而导致勺头的翻转、翘动，也无任何干预和有效措施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能勺，具有自动防颤、防翻等多种功能。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一方面，一种智能勺，包括替换装的勺头配件、手柄，勺头配件具有勺头本体和位于勺子本体后端的插接头，手柄包括握柄外壳、设于握柄外壳内的炭纤维内壳、设于炭纤维内壳外前端的定位杆、沿轴向依次设于炭纤维内壳内的防颤机构、周向旋转水平控制机构、上下翻转水平控制机构、电池仓、设于握柄外壳末端的带充电插口的封盖，勺头配件通过插接头插接在定位杆前端，所述防颤机构包括磁控杆、绕设于磁控杆后端上的通电线圈、均匀固设于通电线圈外围一圈的多个永磁铁、用以测量永磁铁排斥力的压力传感器，磁控杆的前端穿出炭纤维内壳并与定位杆的后端通过铰接连接，永磁铁沿炭纤维内壳的径向布置，所述炭纤维内壳内一侧还设有开发板，开发板上设有CPU及控电模块，CPU根据压力传感器输入测压信号驱动控电模块控制通电线圈的电流强弱。

所述防颤机构还包括固定在炭纤维内壳内的环状结构的永磁铁固定盒，由轴向左右设置的一对半盒体合并构成，半盒体上开设有相应数量的永磁铁半容仓，永磁铁分别固定于合并后的对应容仓内，所述的压力传感器为测压薄膜贴设于永磁铁固定盒外壁与炭纤维内壳内壁之间。

所述防颤机构还包括缓震机构，包括固设于磁控杆上的定位环及径向均匀布置于磁控杆外围一圈的多个缓冲弹簧，弹簧一端与定位环连接，另一端与炭纤维内壳内壁相连接。

所述周向旋转水平控制机构包括第一电机、第一传动齿轮、第二传动齿轮、陀螺仪，第一电机的输出轴与第一传动齿轮中心相连，炭纤维内壳上开口，握柄外壳内壁周向设有一圈轮齿,第二传动齿轮直径小于第一传动齿轮并与第一传动齿轮相啮合，且第二传动齿轮部分穿出炭纤维内壳开口又与握柄外壳的轮齿相啮合，陀螺仪用以测量旋转角度并输至CPU，CPU控制第一电机相应转向及转速。

所述上下翻转水平控制机构包括第二电机、牵引钢丝和陀螺仪，一对牵引钢丝的一端相互反向绕置于第二电机的输出轴上，另一端分别固定于定位杆前端以牵引定位杆通过铰链进行相应转动，陀螺仪用以测量旋转角度并输至CPU，CPU控制第二电机相应转向及转速。

所述上下翻转水平控制机构还包括一对固定于炭纤维内壳内的钢丝定位块，钢丝定位块上分别设有供牵引钢丝穿过的定位孔。

所述开发板上还设有分别与CPU相连的WIFI模块、蓝牙模块。

所述握柄外壳前端还设有将磁控杆与定位杆的铰接处套设于内的软胶罩。

所述握柄外壳上还设有与CPU相连的显示屏。

另一方面，一种智能勺的使用方法，包括以下步骤：

A.启动电源，线圈通电；

B.由患者手握智能勺的握柄外壳，进行饮食；

C.当发生颤抖时，由磁控杆发生位置偏移，受其线圈与永磁铁的磁性排斥力作用进行不断复位，并由CPU根据压力传感器实时测压结果控制线圈电流大小来减少抖动幅度，同时也利用缓冲弹簧减少颤抖；

D.当发生手腕前后旋转时，握柄外壳跟着旋转并带动第二传动齿轮旋转，由陀螺仪检测角度并触发CPU控制第一电机转动并带动第一传动齿轮转动进而带动第二传动齿轮反转以保持平衡；

E.当发生手腕左右旋转时，握柄外壳跟着朝上或下转动时，由陀螺仪检测角度并触发CPU控制第二电机转动并带动一对牵引钢丝作相应的收放动作以牵引定位杆，使勺头配件始终保持水平。

采用本发明的一种智能勺及其使用方法，具有如下优点：

1、通过设置磁控杆悬浮于环状的永磁铁机构内，并通过绕置通电线圈利用排斥力实现颤抖过程中的周向平衡，并可通过控制线圈电流大小来减少和消除抖动幅度；

2、通过设置弹簧缓震机构来软定位磁控杆，利用弹簧的弹性势能辅助并加持防颤效果，减少颤抖幅度；

3、设置周向旋转水平控制机构，当手腕发生前后(以人脸朝向为前)旋转时，可由陀螺仪触发第一电机带动传动齿轮使握柄外壳相应反转，以避免勺头发生前后翻转；

4、设置上下翻转水平控制机构，当手腕(或手臂)发生左右偏转时，可由陀螺仪触发第二电机带动牵引钢丝作相应的收放动作以牵引定位杆及勺头作相应偏转，从而保证勺头始终保持水平。

5、通过设置显示屏，可实时显示颤抖幅度数值等数据，通过设置WIFI、蓝牙等模块，可与智能终端连接，实时发送监护数据。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：

图1是本发明的智能勺的一立体示意图。

图2是本发明的握柄外壳的内部结构示意图。

图3是本发明的炭纤维内壳的内部结构示意图。

图4是本发明的防颤机构的立体示意图。

图5是本发明的两水平控制机构及开发板的结构示意图。

图6是本发明的握柄外壳向下翻转时勺头水平状态示意图。

图7是本发明的一种带显示屏的握柄外壳的结构示意图。

图8是本发明的一套多个勺头配件的示意图。

具体实施方式

本发明的智能勺如图1所示，其主要包括替换装的勺头配件10、手柄20，勺头配件10包括具有勺头本体11和位于勺子本体后端的插接头12，该勺头配件10可采用形状、大小、功能不同的多个成套设计，如图8所示，例如可包括不同大小的三个汤勺头13、一个带叉的勺头14、一个叉子头15和一个可用于连接口腔清洁头的连接头16等，根据需要通过插接头12进行插接更换。

请结合图2-图5所示，手柄20包括握柄外壳21、设于握柄外壳21内的炭纤维内壳22、设于炭纤维内壳22外前端的定位杆23、沿轴向从前往后依次设于炭纤维内壳22内的防颤机构30、周向旋转水平控制机构40、上下翻转水平控制机构50、电池仓24、设于握柄外壳21末端的带充电插口的封盖25等，勺头配件10通过插接头12插接在定位杆23前端，当然也可以采用螺纹等连接方式。

所述防颤机构30包括磁控杆31、绕设于磁控杆31后端上的通电线圈32、均匀固设于通电线圈32外围一圈的多个永磁铁33、用以测量永磁铁33排斥力的压力传感器(图中未示出)，磁控杆31的前端穿出炭纤维内壳22并与定位杆23的后端通过铰接34连接，永磁铁33沿炭纤维内壳22的径向布置，数量至少为8个，可产生360°全方位磁力，用以与由颤抖而靠近的通电线圈32磁场产生相互排斥力作用，使之复位平衡，从而消除不稳定性。所述炭纤维内壳22内一侧还设有一开发板60，开发板60上设有CPU处理器61及控电模块62，CPU也可采用微型单片机，根据压力传感器输入测压信号驱动控电模块62以控制通电线圈32的电流强弱，如当排斥力较大时，说明振幅较大，通电电流也相应增大。

作为一个实施例，所述防颤机构30还包括固定在炭纤维内壳22内的环状结构的永磁铁固定盒35，其由轴向左右设置的一对半盒体合并构成，每个半盒体上开设有相应数量的永磁铁半容仓，永磁铁33分别固定于合并后的对应容仓内，而所述的压力传感器可采用测压薄膜贴，设于永磁铁固定盒35外壁与炭纤维内壳22内壁之间，可以感应所有方向上的永磁铁33受力情况。

作为一个实施例，所述防颤机构30还包括设于永磁铁固定盒35前端的缓震机构，包括固设于磁控杆31上的定位环36及径向均匀布置于磁控杆31外围一圈的多个缓冲弹簧37，数量至少也为8个，且缓冲弹簧37一端与定位环36固定连接，另一端与炭纤维内壳22内壁固定连接。通过这圈缓冲弹簧37的弹性作用，不但可软定位磁控杆31，使其弹性悬浮在握柄外壳21内，对颤动起到缓冲作用，辅助减少颤抖幅度，最终消除勺头的颤抖。

所述周向旋转水平控制机构40包括第一电机41、第一传动齿轮42、第二传动齿轮43、陀螺仪63，第一电机41的输出轴与第一传动齿轮42中心相连，炭纤维内壳22上开口，握柄外壳21内壁周向设有一圈轮齿,第二传动齿轮43直径小于第一传动齿轮42并与第一传动齿轮42相啮合，且第二传动齿轮43部分穿出炭纤维内壳22开口又与握柄外壳21的轮齿相啮合，陀螺仪63设于开发板60上，用以测量旋转角度并输至CPU，CPU控制第一电机41相应转向及转速。即当患者手腕发生前后转动时会带动握柄外壳21周向旋转(见图1中箭头方向)，此时由陀螺仪63获取旋转角度并触发第一电机41带动第一传动齿轮42转动进而带动第二传动齿轮43反转，使握柄外壳21相应复位，以避免勺头发生前后翻转；

所述上下翻转水平控制机构50包括第二电机51、牵引钢丝(图中未示出)和陀螺仪63(可与周向旋转水平控制机构40使用同一陀螺仪63)，一对牵引钢丝的一端相互反向绕置于第二电机51的输出轴上，另一端分别固定于定位杆23前端(如图2中所示的A处)以牵引定位杆23通过铰链进行相应转动，陀螺仪63用以测量旋转角度并输至CPU，CPU控制第二电机51相应转向及转速。即当患者手腕或手臂发生左右转动时，会带动握柄外壳21上下偏转(见图6中箭头方向)，此时由陀螺仪63获取偏转角度并触发第二电机51带动牵引钢丝作相应的收放动作以牵引定位杆23及勺头作相应偏转，从而保证勺头始终保持水平。例如图6所示，当握柄外壳21向下翻转至竖直时，通过上下翻转水平控制机构50的控制，能使勺头始终保持水平。当然所述的铰链形式不仅限于图示中的二维铰链，还可采用如万向球接头等三维活动铰链，从而还可实现在水平摆动等角度旋转时，勺头始终保持水平。

上述第一、第二电机41、51均由各自的电机定位块52固定在炭纤维内壳22内。

作为一个实施例，所述上下翻转水平控制机构50还包括一对固定于炭纤维内壳22内的钢丝定位块53，具体可设于缓冲弹簧37与永磁铁固定盒35之间，钢丝定位块53上分别设有供牵引钢丝穿过的定位孔54，牵引钢丝通过各自定位孔54的定位，可保证不会因为机身转动而造成牵引钢丝的缠绕，避免导致卡机。

作为一个实施例，所述开发板60上还设有分别与CPU相连的WIFI模块64、蓝牙模块65，所述握柄外壳21上还设有与CPU相连的液晶显示屏66(见图7)，通过显示屏66可显示相应的颤动幅度值等数据，而WIFI模块64、蓝牙模块65可与智能终端连接，实现实时发送监护数据以及远程控制开关等智能化操作。

所述握柄外壳21前端还设有将磁控杆31与定位杆23的铰接处套设于内的软胶罩26，起到密封遮挡、美观及不影响铰链转动等效果。

采用本发明的智能勺的使用方法，具体包括以下步骤：

A.启动电源，线圈通电；

B.由患者手握智能勺的握柄外壳21，进行饮食；

C.当发生颤抖时，由磁控杆31发生位置偏移，受其线圈与永磁铁33的磁性排斥力作用进行不断复位，并由CPU根据压力传感器实时测压结果控制线圈电流大小来减少抖动幅度，同时也利用缓冲弹簧37减少颤抖幅度；

D.当发生手腕前后旋转时，握柄外壳21跟着旋转并带动第二传动齿轮43旋转，由陀螺仪63检测角度并触发CPU控制第一电机41转动并带动第一传动齿轮42转动进而带动第二传动齿轮43反转以保持平衡；

E.当发生手腕左右旋转时，握柄外壳21跟着朝上或下转动时，由陀螺仪63检测角度并触发CPU控制第二电机51转动并带动一对牵引钢丝作相应的收放动作以牵引定位杆23，使勺头配件10始终保持水平。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (7)

1.一种智能勺，其特征在于：包括替换装的勺头配件、手柄，勺头配件具有勺头本体和位于勺子本体后端的插接头，手柄包括握柄外壳、设于握柄外壳内的炭纤维内壳、设于炭纤维内壳外前端的定位杆、沿轴向依次设于炭纤维内壳内的防颤机构、周向旋转水平控制机构、上下翻转水平控制机构、电池仓、设于握柄外壳末端的带充电插口的封盖，勺头配件通过插接头插接在定位杆前端，所述防颤机构包括磁控杆、绕设于磁控杆后端上的通电线圈、均匀固设于通电线圈外围一圈的多个永磁铁、用以测量永磁铁排斥力的压力传感器，磁控杆的前端穿出炭纤维内壳并与定位杆的后端通过铰接连接，永磁铁沿炭纤维内壳的径向布置，所述炭纤维内壳内一侧还设有开发板，开发板上设有CPU及控电模块，CPU根据压力传感器输入测压信号驱动控电模块控制通电线圈的电流强弱；

所述周向旋转水平控制机构包括第一电机、第一传动齿轮、第二传动齿轮、陀螺仪，第一电机的输出轴与第一传动齿轮中心相连，炭纤维内壳上开口，握柄外壳内壁周向设有一圈轮齿,第二传动齿轮直径小于第一传动齿轮并与第一传动齿轮相啮合，且第二传动齿轮部分穿出炭纤维内壳开口又与握柄外壳的轮齿相啮合，陀螺仪用以测量旋转角度并输至CPU，CPU控制第一电机相应转向及转速；

所述上下翻转水平控制机构包括第二电机、牵引钢丝和陀螺仪，一对牵引钢丝的一端相互反向绕置于第二电机的输出轴上，另一端分别固定于定位杆前端以牵引定位杆通过铰链进行相应转动，陀螺仪用以测量旋转角度并输至CPU，CPU控制第二电机相应转向及转速；

所述上下翻转水平控制机构还包括一对固定于炭纤维内壳内的钢丝定位块，钢丝定位块上分别设有供牵引钢丝穿过的定位孔。

2.根据权利要求1所述的智能勺，其特征在于：所述防颤机构还包括固定在炭纤维内壳内的环状结构的永磁铁固定盒，由轴向左右设置的一对半盒体合并构成，半盒体上开设有相应数量的永磁铁半容仓，永磁铁分别固定于合并后的对应容仓内，所述的压力传感器为测压薄膜贴设于永磁铁固定盒外壁与炭纤维内壳内壁之间。

3.根据权利要求1所述的智能勺，其特征在于：所述防颤机构还包括缓震机构，包括固设于磁控杆上的定位环及径向均匀布置于磁控杆外围一圈的多个缓冲弹簧，弹簧一端与定位环连接，另一端与炭纤维内壳内壁相连接。

4.根据权利要求1所述的智能勺，其特征在于：所述开发板上还设有分别与CPU相连的WIFI模块、蓝牙模块。

5.根据权利要求1中所述的智能勺，其特征在于：所述握柄外壳前端还设有将磁控杆与定位杆的铰接处套设于内的软胶罩。

6.根据权利要求1中所述的智能勺，其特征在于：所述握柄外壳上还设有与CPU相连的显示屏。

7.根据权利要求1中所述的智能勺的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

A.启动电源，线圈通电；

B.由患者手握智能勺的握柄外壳，进行饮食；

C.当发生颤抖时，由磁控杆发生位置偏移，受其线圈与永磁铁的磁性排斥力作用进行不断复位，并由CPU根据压力传感器实时测压结果控制线圈电流大小来减少抖动幅度，同时也利用缓冲弹簧减少颤抖；

D.当发生手腕前后旋转时，握柄外壳跟着旋转并带动第二传动齿轮旋转，由陀螺仪检测角度并触发CPU控制第一电机转动并带动第一传动齿轮转动进而带动第二传动齿轮反转以保持平衡；

E.当发生手腕左右旋转时，握柄外壳跟着朝上或下转动时，由陀螺仪检测角度并触发CPU控制第二电机转动并带动一对牵引钢丝作相应的收放动作以牵引定位杆，使勺头配件始终保持水平。